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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：遙控器盒蓋的塑料模具設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年05月
遙控器盒蓋的塑料模具設(shè)計(jì)
摘要
塑料注射模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件，都要依靠模具成形。它不僅直接影響工業(yè)產(chǎn)品的水平，也是一個(gè)國(guó)家工業(yè)化程度和機(jī)械制造工業(yè)技術(shù)水平的綜合體現(xiàn)。
本文詳細(xì)介紹了遙控器盒蓋的塑料模具設(shè)計(jì)，主要包括：塑件材料的分析與設(shè)計(jì)方案的論證；注塑機(jī)的選擇；模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；成型零件的設(shè)計(jì)；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。本次設(shè)計(jì)為一模兩腔，塑件材料選用了丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（即工程材料ABS），澆口形式選用了側(cè)澆口。通過(guò)以下計(jì)算和設(shè)計(jì)是可行的，并可以應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。
通過(guò)本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問(wèn)題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過(guò)對(duì)PROGRAM的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫(kù)，從而有效的提高工作效率。
關(guān)鍵詞： 注塑模具；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；脫模機(jī)構(gòu)；遙控器
Plastic Mold Design and Remote Control
Abstract
Plastic injection mold is industrial production process and equipment, based in electronics, automobile, motor, electrical, instrumentation, home appliance and communications, and other products, 60%-80% parts, all want to rely on that of die forming. It not only directly influences the level of industrial products, and also is a country degree industrialization and machinery manufacturing industry technology level of comprehensive embodiment.
This paper introduces the mould design of remote controller. Mainly include analysis of plastic material and argumentation of design project; selecting injection machine; devising mold structure; devising molding parts; devising oriented framework; devising stripping framework; devising side parting and pulling framework. The mold is consisted of two cavities. The plastic material select acrylonitrile butadiene-styrene copolymer (i. e. engineering material ABS). The sprue form choose a side gate. By the following calculation and design is feasible, and can be applied to practical production.
Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work; Through to the PROGRAM study, may establish the simple components the components storehouse, thus effective enhancement working efficiency.
Key Words: Injection Mold; Devising Oriented Framework; Pulling Framework; Remote Control
主要符號(hào)表
公稱壓力 注射壓力
最大注射量 收縮率
體積流量 鎖緊塊的斜角
斜導(dǎo)柱傾斜角 開(kāi)模行程
最大收縮率 模具制造公差
模具制造公差 模具磨損量
傳熱膜系數(shù) 斜導(dǎo)柱直徑
抽芯距 材料的許用應(yīng)力
模具最大閉合高度 模具最小閉合高度
導(dǎo)滑槽施加的壓力 模具型腔的總熱量
流道中各段流程的厚度 塑件包緊型芯的側(cè)面積
L斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度 流道中各段流程的長(zhǎng)度
結(jié)晶型塑料溶解潛熱
塑料脫模溫度抽拔阻力
塑件對(duì)型芯產(chǎn)生的單位正壓力
為脫模板中心允許的最大變形量
斜導(dǎo)柱與滑塊之間的摩擦阻力
導(dǎo)滑槽與滑塊之間的摩擦阻力
III
目 錄
1 緒論 1
1.1概述 1
1.2題目國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況 1
1.3塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 2
1.4研究本課題的意義 3
2 塑件材料分析和工藝分析 4
2.1塑件的工藝分析 4
2.1.1塑件的材料 4
2.1.2 ABS的成型性能 4
2.1.3塑件的基本特性 5
2.1.4苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù) 5
2.2 塑件的成型工藝及原理 6
2.2.1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.2.2塑件的尺寸及精度 7
2.2.3塑件的尺寸及精度 7
2.2.4塑件的體積和質(zhì)量 7
2.3注塑模的機(jī)構(gòu)組成 7
2.4模具的方案選擇 7
3 注塑機(jī)的選擇 9
3.1 型腔數(shù)目的確定 9
3.2 澆口種類確定 9
3.3 選擇注射機(jī)及注射機(jī)的主要參數(shù) 9
3.3.1 注射機(jī)的類型 9
3.3.2 注射機(jī)成型工藝分析 10
3.3.3注塑機(jī)的校核 11
3.3.4塑件在分型面上的投影面積和鎖模力的核 12
3.3.5模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸核. 12
4 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14
4.1澆注系統(tǒng) 13
4.1.1澆注系統(tǒng)的作用 13
4.1.2澆注系統(tǒng)布置 13
4.2澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14
4.2.1澆注系統(tǒng)的組成 14
4.2.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 15
4.2.3主流道的設(shè)計(jì) 15
4.2.4分流道的設(shè)計(jì) 16
4.2.5澆口的設(shè)計(jì) 16
4.2.6冷料穴的設(shè)計(jì) 16
4.2.7澆口的位置設(shè)計(jì) 17
5 成型零件設(shè)計(jì) 18
5.1分型面的設(shè)計(jì) 18
5.2成型零件應(yīng)具備的性能 189
5.3成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
5.3.1凹模（型腔）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19
5.3.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20
5.4成型零件工作尺寸計(jì)算 20
5.4.1影響塑件尺寸和精度的因素 22
5.4.2成型零件工作尺寸的計(jì)算 22
5.4.3成形型腔壁厚的計(jì)算 25
5.5模架的選擇 20
6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28
6.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 28
6.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 28
6.2.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì) 28
6.2.2導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 29
6.2.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 29
7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 29
7.1脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 30
7.1.1脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 30
7.1.2脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 30
7.1.3脫模機(jī)構(gòu)的分類 30
7.2脫模力的計(jì)算 31
7.3脫模機(jī)構(gòu) 31
7.3.1推桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 31
8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 33
8.1側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的分類 33
8.2液壓油缸側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32
8.2.1導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 33
8.2.2滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 33
8.2.3楔緊塊設(shè)計(jì) 33
8.3抽芯的計(jì)算 33
8.3.1抽芯距的計(jì)算 33
8.3.2抽芯力的計(jì)算 33
9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35
10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 36
10.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用 36
10.1.1溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求 36
10.1.2溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 36
10.2冷卻系統(tǒng)的機(jī)構(gòu) 37
10.2.1模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 37
10.2.2模具冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 38
11 塑料模具用鋼 39
12 模具可行性分析 40
12.1本模具的特點(diǎn) 40
12.2市場(chǎng)效益及經(jīng)濟(jì)效益分析 40
12.3模具爆炸圖 40
12.4模具裝配圖 41
13 總結(jié) 42
致謝 44
參考文獻(xiàn) 45
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 46
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 47
附錄 48
1 緒論
1 緒論
1.1 概述
塑料注射模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝設(shè)備。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60%-80%零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制作所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效率放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值,往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。因此，塑料模具技術(shù)，特別是制造精密、復(fù)雜、大型模具的技術(shù)，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。
整體來(lái)看，中國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大的進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距任然很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低擋塑料模具卻供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中高檔塑料模具也有供過(guò)于求的趨勢(shì)。
1.2 國(guó)內(nèi)外模具的相關(guān)情況
外塑料發(fā)展已經(jīng)有一百多年的歷史了，倫敦科學(xué)博物館紀(jì)念塑料合成問(wèn)世百年的展覽取名為“可塑性”。早在1926年3月，美國(guó)塑料雜志對(duì)塑料也有這樣的定義：一種物質(zhì)的性質(zhì)，使他成為任何想要的形狀，而不像非塑料物質(zhì)那樣需要切鑿。目前，國(guó)外在塑料以及模具方面有了以下幾個(gè)注重：(1)重于塑料的改性。(2)增強(qiáng)高分子的性能。(3)多種以上原材料合金。在21世紀(jì)，國(guó)外塑料的領(lǐng)域也是十分廣泛：汽車工業(yè)，機(jī)械工業(yè)，電子電器工業(yè)，塑料包裝工業(yè)，航空航天工業(yè)，建材工業(yè)，農(nóng)業(yè)等。
48
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
20世紀(jì) 80年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。 加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度， 將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。 模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。塑料機(jī)械工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)與其他工業(yè)基本相同，今后主要朝著精密，高質(zhì)，高性能，節(jié)材，低噪與可持續(xù)發(fā)展的方向發(fā)展。其發(fā)展的核心和本質(zhì)上精密技術(shù)和高深技術(shù)的發(fā)展，它的發(fā)展驅(qū)動(dòng)力是國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)塑料制品在產(chǎn)量上，質(zhì)量上合品質(zhì)上的增長(zhǎng)需求。產(chǎn)品與技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要有微型化與大型規(guī)格裝備的開(kāi)發(fā)，個(gè)性化與規(guī)模經(jīng)營(yíng)的相輔相成，自動(dòng)化與智能化。
1.3塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)
塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展，因此對(duì)模具的要求也越來(lái)越高。為了滿足市場(chǎng)需要，未來(lái)的塑料模具無(wú)論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代步伐。展望未來(lái)，下列幾方面發(fā)展趨勢(shì)預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣：
（1）超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展；
（2）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展；
（3為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展；
（4）模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展；
（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用；
（6）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法；
（7）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展；
（8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展；
（9）熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展；
（10）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。
在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來(lái)。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報(bào)廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來(lái)越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向[2]。
近年來(lái)，港資、臺(tái)資、外資在中國(guó)大陸發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量自產(chǎn)自用塑料模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能進(jìn)入上述統(tǒng)計(jì)之中。在科技發(fā)展中，人是第一要素，因此我們特別注意人才的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來(lái)[3]。
1.4研究本課題的意義
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是遙控器盒蓋的塑料模具設(shè)計(jì)。塑料是一種天然合成或者用天然材料改性而得到的，以高分子化合物為基體的固體材料。遙控器盒蓋帶當(dāng)今社會(huì)是不可缺少的一種塑件。用量大。遙控器在人們的生活中已經(jīng)隨處可見(jiàn)，所以完善遙控器的設(shè)計(jì)是時(shí)不我待的，美觀，簡(jiǎn)潔，方便，環(huán)保已經(jīng)是現(xiàn)代的時(shí)尚，遙控器盒蓋也將成為一個(gè)大市場(chǎng)，在我國(guó)相關(guān)政策的引導(dǎo)下，塑料模具行業(yè)也會(huì)得到更大的發(fā)展。有利于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。遙控器盒蓋在現(xiàn)代生活中應(yīng)用廣泛。有利于當(dāng)代人的舒適生活。有很好的市場(chǎng)前景。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，塑料成型方法不斷改革和完善，對(duì)塑料工業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的支持，也為現(xiàn)代工業(yè)提供了更多的選擇空間。模具制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵工業(yè)。我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展時(shí)期，塑料模具表面光滑，耐水性好，可塑性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，模具可以反復(fù)使用。而塑料制品是近年來(lái)在我國(guó)飛速發(fā)展的一類加工材料，廣泛運(yùn)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備， 它的作用是控制和限制材料 （固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以 其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo) 志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。 振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。 、 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分， 又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè) 化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天 等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備。目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，模具的主要出口國(guó)是美國(guó)，日本，法國(guó)，瑞士等國(guó)家。中國(guó)模具出口數(shù)量極少，但中國(guó)模具鉗工技術(shù)水 平高，勞動(dòng)成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加 工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會(huì)有很大發(fā)展。 研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對(duì)于促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 有著特別重要的意義。
2 塑料模具的材料分析和工藝
2 塑料模具的材料分析和工藝分析
2.1塑件的工藝分
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。遙控器殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見(jiàn)圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。
a.遙控器盒蓋三維 b.遙控器盒蓋二維圖
圖2.1遙控器盒蓋塑件
2.1.1塑件的材料
此塑件的材料為ABS。
2.1.2 ABS的基本特性
遙控器盒蓋是日常生活中常見(jiàn)的生活用品。根據(jù)用途選取材料。ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一。是一種良好的熱塑性塑料。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為1.02--1.05g/cm3。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒(méi)有影響， ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂，ABS有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆。非結(jié)晶型塑料，品種牌號(hào)很多。各品種的機(jī)電性能和成型性能也各有差異，應(yīng)按品種確定成型方法和成型射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要，它們對(duì)塑件的質(zhì)量均有決定性影響。注射時(shí)間中的 充模時(shí)間和充模速度成正比，在生產(chǎn)中，充模時(shí)間一般為3s～5s。注射時(shí)間中的保壓時(shí)間就是對(duì)型腔的壓實(shí)時(shí)間，在整個(gè)注射時(shí)間內(nèi)所占的比例較大，一般為20s～25s，（特厚塑件可高達(dá)5min～ 10min）。在熔料凍結(jié)澆口之前，保壓時(shí)間的多少，將對(duì)塑件密度和尺寸精度產(chǎn)生影響。保壓時(shí)間的長(zhǎng)短不僅與塑件的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而且與料溫、模溫以及主流道和澆口的大小有關(guān)。如果主流道和澆口的尺寸合理、工藝條件正常，通常以塑件收縮率波動(dòng)范圍最小的壓實(shí)時(shí)間為最佳值。冷卻時(shí)間主要決定于塑件的厚度、塑件的熱性能和結(jié)晶性能以及模具溫度等。冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短應(yīng)以脫模時(shí)塑件不引起變形為原則，冷卻時(shí)間一般在30s～120s之間。成型周期中的其他時(shí)間則與生產(chǎn)過(guò)程是否連續(xù)化和自動(dòng)化，以及連續(xù)化和自動(dòng)化的參與程度有關(guān)[4]。
2.1.3ABS的成型性能 ：
ABS易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理；ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式，成型壓力較高，塑件上的脫模斜度宜稍大；易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在6080。ABS比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。
2.1.4苯乙烯-丁二烯-丙烯腈（ABS）的注射成型工藝參數(shù)
ABS材料性能指數(shù)如表2.1所示。
表2.1 ABS材料性能
名稱
單位
數(shù)值
密度
(g/cm3)
1.04~1.06
熔 點(diǎn)
130~160
熱變形溫度
45N/cm
65~98
彎曲強(qiáng)度
Mpa
80
續(xù)表
名稱
單位
數(shù)值
拉伸強(qiáng)度
MPa
35~49
拉伸彈性模量
GPa
1.8
硬度
HR
R62~86
收縮率
%
0.4~0.8
缺口沖擊強(qiáng)度
kJ/m2
11~20
彎曲彈性模量
Gpa
1.4
壓縮強(qiáng)度
HR
R62~86
體積電阻系數(shù)
Ωcm
1013
擊穿電壓
Kv.mm-1
15
介電常數(shù)
60Hz
3.7
2.2塑件的成型工藝及原理
2.2.1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
a. 脫模斜度由于注射制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過(guò)大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。此次遙控器盒蓋的塑料模具設(shè)計(jì)塑件的脫模斜度約取0.5～1.5[5]，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為1。
b. 塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。本次設(shè)計(jì)的塑件壁厚選取在3。該管連接件壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為3左右。
c. 塑件的圓角遙控器是生活用品，為了美觀以及防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。
2.2.2 塑件的尺寸及精度
塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較好，適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度[6]。
2.2.3塑件表面粗糙度
遙控器塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。
本次遙控器塑件確定外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。
2.2.4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在PORE軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為19.6克。
2.3注塑模的機(jī)構(gòu)組成
注射模具主要包括動(dòng)模和定模兩部分，動(dòng)模安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，定模安裝在注射機(jī)的固定模板上。注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開(kāi)模時(shí)動(dòng)模與定模分離，以便取出塑料制品[7]。
2.4模具的方案選擇
方案一：該零件以側(cè)面為分型面，使用液壓機(jī)抽芯，采用頂桿推出，側(cè)流道型澆口。優(yōu)點(diǎn)是流程短，進(jìn)料快，阻力小等；缺點(diǎn)去除澆口不便，不利于塑件脫模。澆口形狀選用圓形。
方案二：該零件以底面為分型面，使用單向側(cè)抽芯，采用頂桿推出，使用側(cè)澆口，截面尺寸選用圓形。
方案三：采用彈簧抽芯，型芯將由大小不同的三對(duì)鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結(jié)構(gòu)內(nèi)部是空心的，空心部分加一頂桿。在鎖模力解除后，頂桿抽出，在彈簧力的作用下，型芯鑲塊向里運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)脫模。
綜合這三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，確定最后方案完成設(shè)計(jì)如下。
3 注塑機(jī)的選擇
3 注塑機(jī)的選擇
3.1型腔數(shù)目的確定
因?yàn)檫b控器盒蓋的塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模四腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。
3.2澆口種類的確定
注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。
由于本設(shè)計(jì)中遙控器殼塑件外表面質(zhì)量要求不是特別高，所以選用側(cè)澆口。側(cè)澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，遙控器殼組裝后，澆口被遮擋起來(lái)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
3.3選擇注塑機(jī)及注塑機(jī)主要參數(shù)
3.3.1 注塑機(jī)的類型
遙控器盒蓋是中批量生產(chǎn)，采用一模四腔，需要至少注射量19.6x4=78.4g，流道水口廢料9.3g，總注塑量達(dá)到87.7g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為HTF300XA。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)如表3.1：
表3.1 HTF300XA
型號(hào)/參數(shù)
單位
300×A
螺桿直徑
mm
60
理論注射容量
cm3
727
注射重量PS
g
662
注射壓力
Mpa
213
注射行程
mm
257
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~160
料筒加熱功率
KW
17.25
鎖模力
KN
3000
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
660×660
續(xù)表
允許最大模具厚度
mm
660
允許最小模具厚度
mm
250
移模行程
mm
660
移模開(kāi)距(最大)
mm
1260
液壓頂出行程
mm
160
液壓頂出力
KN
62
液壓頂出桿數(shù)量
PC
13
油泵電動(dòng)機(jī)功率
KW
30
油箱容積
l
580
機(jī)器尺寸(長(zhǎng)×寬×高)
m
6.9×2.0×2.4
機(jī)器重量
t
11.5
最小模具尺寸(長(zhǎng)×寬)
mm
460×460
3.3.2 注塑機(jī)成型的工藝分析
注射成型工藝過(guò)程分析：根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程為：
第一步：為使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作：
a. 成型前對(duì)原材料的預(yù)處理根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在70 ～ 80 下干燥2～4 h。
b. 料筒的清洗在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。
柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。
c. 脫模劑的選用脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤猓话闼芰隙伎墒褂谩?
第二步：注射成型過(guò)程
完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理1～3小時(shí)。
3.3.3 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
(3.1)
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的體積（）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）
本設(shè)計(jì)中：n=4 19.6 =9.3
M=4x19.6+9.3=87.7g (3.2)
注塑機(jī)額定注塑量為662g，注射量符合要求。
3.3.4 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
(3.3)
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
n=2 =8572.5 =4025
=4x8572.5+4025=38315 (3.4)
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F (3.5) 式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上。
型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=38315x30x1.1x0.001=1264.4KN<3000KN
(3.6)
鎖模力符合要求。
3.3.5 模具與注射機(jī)安裝模具部分尺寸
a. 模具厚度（閉合高度）模具閉合高度必須滿足以下公式
(3.7)
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為370mm 250
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