遙控器殼體的塑料注塑模具設(shè)計(jì)含NX三維及15張CAD圖-獨(dú)家.zip,遙控器,殼體,塑料,注塑,模具設(shè)計(jì),NX,三維,15,CAD,獨(dú)家
英文文獻(xiàn)翻譯
翻譯原文題目：
Unit 2 Introduction to Die Materials
文獻(xiàn)出處：
She C H, Chang C C, Kao Y C, et al. A study on the computer-aided measuring integration system for the sheet metal stamping die[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2006, 177(1-3):138-141.
翻譯正文：
Part 1 Technical and Practical Reading
第一部分 專業(yè)閱讀
Reading A 21st Century Stamping Material Specifications
閱讀A 21世紀(jì)沖壓材料的規(guī)格
Advanced technology in the metal stamping industry has rendered obsolete traditional methods of selecting, specifying, and supplying material. Using modern technology to quantify materials can reduce the occurrence of material variation exceeding the die and process capabilities and make die development a much more efficient process.
金屬?zèng)_壓行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)淘汰了傳統(tǒng)的選材、定型和供應(yīng)材料的方法。使用現(xiàn)代的技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行量化可以減少材料變化超出模具和工藝能力的發(fā)生率，并且可以使模具發(fā)展成為一個(gè)更高效的進(jìn)程。
Traditional Methods
傳統(tǒng)方法
Traditionally the binder developments for sheet metal draw dies were created by pattern-makers who built shapes in plaster around a precision model of the final part shape. The dies were made to work (more or less) with a process called try out. The performance of a traditional new die is represented by the circle, and the capability of the sheet material is represented by the square. The arrows in the circle indicate that the die's performance can be altered with changes in the operating conditions. A new die is never in the operating window of the material．
在傳統(tǒng)方式上來(lái)說(shuō)，用于金屬板拉伸的模粘結(jié)劑的發(fā)展是由制模者建立的，制模者在形成成品件形狀的精確模型的周圍石膏中創(chuàng)建了形狀。這些模具或多或少需要一些試模的過(guò)程才能使用。傳統(tǒng)的新型模具的性能用圓來(lái)表示，片材的性能用正方形來(lái)表示。圓圈中的箭頭表示，模具的性能可以隨著操作條件的改變而改變。
The circle in Figure2-1 represents the tryout die's performance. The material's ability to form
into the die shape is illustrated by the square in the figure. Actual die performance can vary as indicated by the arrows in the figure, by changing operating conditions such as binder force，lubrication, blank location, blank size, and blank shape．The tryout explores these "process" variables first and then goes through a series of modifications of the actual die shape, which changes the operating character is tics of the die as illustrated by the sequence of circles in Figure 2-2．
圖2-1中的圓圈代表試模的性能。材料形成模具形狀的能力用圖中的正方形表示。實(shí)際的模具性能可以根據(jù)圖中箭頭的指示而改變，其性能可通過(guò)改變操作條件，如壓邊力、潤(rùn)滑、毛坯位置、毛坯尺寸和毛坯形狀實(shí)現(xiàn)。試模首先要探索這些"過(guò)程"變量，然后通過(guò)修改一系列的實(shí)際模具形狀，其中改變的操作特征是模具的抽象性，如圖2-2中的圓圈序列所示。
The tryout material is nearly always form a single coil and represents one condition of the specified materials. Material made to the specification will not always be the same as shown in Figure 2-3．A coil actually may have less total form ability but work better in the die and therefore appear to be better material. Another coil might not work at all. But if the material variability can be reduced and the die's performance be better fitted to the material' s capability, as shown in Figure 2-4，the problem (as Hedrick stated) will go away.
試制材料幾乎總是形成一個(gè)單一的線圈，并代表一個(gè)指定材料的情況。按照規(guī)范制作的材料并不總是與圖2-3所示相同。一個(gè)線圈實(shí)際上可能有較差的總成型能力，但在模具中工作更好，因此似乎是更好的材料。另一個(gè)線圈可能根本不起作用。但是，如果如果可以降低材料的可變性，并使模具的性能可以更適合材料的能力，就如圖2-4所示，這個(gè)問(wèn)題(如Hedrick所說(shuō))將會(huì)消失。
21st Century Methods
21世紀(jì)的方法
Today the constitutive equations that describe the physical behavior of the sheet metal in plastic deformation, the calculated effects of friction between the sheet metal and the die, and the kinematics of the sliding motion of the sheet metal in the die routinely are used to help create the shape of the binder and the addendum material. All design is done with CAD systems that allow the designer to retrieve any measurement needed.
目前常用的描述板料塑性變形物理行為的本構(gòu)方程，板料與模具間摩擦效應(yīng)的計(jì)算，以及模具中板料滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，都是為了幫助建立粘結(jié)劑和補(bǔ)強(qiáng)材料的形狀。所有的設(shè)計(jì)都是用CAD系統(tǒng)完成的，它允許設(shè)計(jì)者檢索任何需要的測(cè)量。
Limited measurement，computing power, and capabilities are no longer issues. The design's fidelity is limited only by the designer’s knowledge of the range of the material's performance properties that can be expected during the produces life．
有限的測(cè)量、計(jì)算能力和性能不再是問(wèn)題。設(shè)計(jì)的保真度只受到在產(chǎn)品壽命期間設(shè)計(jì)者所預(yù)期的關(guān)于材料性能屬性的知識(shí)范圍限制。
Next Steps
下一步
Each steel or aluminum mill has some intrinsic capability to meet a specification for a particular material grade, as depicted in Figure 2-5. lf the capabilities of all mills for the same material grade are Superimposed, industry capabilities can be quantified as shown in Figure 2-6．The industry standard for a specific grade should equal the industry's capability.
每個(gè)鋼廠或鋁廠都具有滿足特定材料等級(jí)規(guī)格的內(nèi)在能力，如圖2-5所示。如果所有鋼廠對(duì)同一材料等級(jí)的能力是疊加的，工業(yè)能力可以量化，如圖2-6所示。特定等級(jí)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與行業(yè)能力相一致。
Once the total variation range for a material grade is known, it now is technically possible to design stampings and the dies to make those stampings to work with that grade, or to determine which grade is required for the particular stamped part.
一旦知道了材料等級(jí)的總變化范圍，現(xiàn)在技術(shù)上就可能設(shè)計(jì)出沖壓件和模具，使這些沖壓件和該等級(jí)配合使用，或者確定特定沖壓件所需的等級(jí)。
The next issue is to determine the meaningful measures to specify. Sheet metals traditionally have been specified by minimum yield Strength, typical or minimum tensile strength, and sometimes by minimum or typical n and R values. In some instances, upper yield strengths are specified. Calculating material behavior during forming requires a reasonable description of the stress-strain curve as generated from a tensile test. The specification for a grade should therefore include two stress-strain curves that bound all acceptable material variation, as illustrated in Figure 2-7.
下一個(gè)問(wèn)題是確定要指定的有意義的度量。金屬板材傳統(tǒng)上要用最小屈服強(qiáng)度，典型的或最小的抗拉強(qiáng)度，有時(shí)用最小值或典型的n和r值來(lái)表示。在某些情況下，最高屈服強(qiáng)度已經(jīng)被指定。計(jì)算成形過(guò)程中的材料表現(xiàn)需要對(duì)拉伸試驗(yàn)產(chǎn)生的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有合理的描述。因此，等級(jí)的規(guī)范應(yīng)包括兩條應(yīng)力-應(yīng)變曲線，它們約束著所有可接受的材料變化，如圖2-7所示。
理解綜述
一、 本文主要內(nèi)容
金屬?zèng)_壓行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)淘汰了傳統(tǒng)的選材、定型和供應(yīng)材料的方法。使用現(xiàn)代的技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行量化可以減少材料變化超出模具和工藝能力的發(fā)生率，并且可以使模具發(fā)展成為一個(gè)更高效的進(jìn)程。其中是區(qū)別在于：傳統(tǒng)的新型模具的性能用圓來(lái)表示，片材的性能用正方形來(lái)表示，圓圈中的箭頭表示，模具的性能可以隨著操作條件的改變而改變，其中改變的操作特征是模具的抽象性；而21世紀(jì)的新型模具，所有的設(shè)計(jì)都是用CAD系統(tǒng)完成的，它允許設(shè)計(jì)者檢索任何需要的測(cè)量，有限的測(cè)量、計(jì)算能力和性能不再是問(wèn)題。因此，一旦知道了材料等級(jí)的總變化范圍，現(xiàn)在技術(shù)上就可能設(shè)計(jì)出沖壓件和模具，使這些沖壓件和該等級(jí)配合使用，或者確定特定沖壓件所需的等級(jí)。
二、 本文主要研究方法（手段）
1.網(wǎng)上資料的查詢
2.徐春偉老師的指導(dǎo)
3.圖書(shū)館文獻(xiàn)的閱覽
三、 本文主要結(jié)論
金屬?zèng)_壓行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)淘汰了傳統(tǒng)的選材、定型和供應(yīng)材料的方法。使用現(xiàn)代的技術(shù)對(duì)材料進(jìn)行量化可以減少材料變化超出模具和工藝能力的發(fā)生率，并且可以使模具發(fā)展成為一個(gè)更高效的進(jìn)程。但在傳統(tǒng)方式上來(lái)說(shuō)，用于金屬板拉伸的模粘結(jié)劑的發(fā)展是由制模者建立的，制模者在形成成品件形狀的精確模型的周圍石膏中創(chuàng)建了形狀。這些模具或多或少需要一些試模的過(guò)程才能使用。傳統(tǒng)的新型模具的性能用圓來(lái)表示，片材的性能用正方形來(lái)表示。圓圈中的箭頭表示，模具的性能可以隨著操作條件的改變而改變。
在21世紀(jì)中，常用的描述板料塑性變形物理行為的本構(gòu)方程，板料與模具間摩擦效應(yīng)的計(jì)算，以及模具中板料滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，都是為了幫助建立粘結(jié)劑和補(bǔ)強(qiáng)材料的形狀。所有的設(shè)計(jì)都是用CAD系統(tǒng)完成的，它允許設(shè)計(jì)者檢索任何需要的測(cè)量。
因此，一旦知道了材料等級(jí)的總變化范圍，現(xiàn)在技術(shù)上就可能設(shè)計(jì)出沖壓件和模具，使這些沖壓件和該等級(jí)配合使用，或者確定特定沖壓件所需的等級(jí)。
但在金屬板材傳統(tǒng)上要用最小屈服強(qiáng)度，典型的或最小的抗拉強(qiáng)度，有時(shí)用最小值或典型的n和r值來(lái)表示。在某些情況下，最高屈服強(qiáng)度已經(jīng)被指定。計(jì)算成形過(guò)程中的材料表現(xiàn)需要對(duì)拉伸試驗(yàn)產(chǎn)生的應(yīng)力-應(yīng)變曲線有合理的描述。因此，等級(jí)的規(guī)范應(yīng)包括兩條應(yīng)力-應(yīng)變曲線，它們約束著所有可接受的材料變化。
遙控器殼體的塑料注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是為了讓我們能夠綜合運(yùn)用在學(xué)校學(xué)習(xí)到的基本理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立的分析和解決工藝問(wèn)題，具備設(shè)計(jì)一個(gè)中等復(fù)雜程度零件的工藝規(guī)程的能力和注塑模具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬定模具設(shè)計(jì)方案，完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也能熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體從模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注射機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核，都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)。通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到該塑件所要求的加工工藝，也就是設(shè)計(jì)一副注塑模具來(lái)生產(chǎn)遙控器殼體塑件產(chǎn)品，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化提高產(chǎn)量。針對(duì)遙控器殼體具體結(jié)構(gòu)，該模具是側(cè)澆口的單分型面注射模具。通過(guò)模具設(shè)計(jì)表明該模具能達(dá)到遙控器殼體的質(zhì)量和加工工藝要求。
關(guān)鍵詞：模具；注塑模具；模具結(jié)構(gòu)；遙控器殼體
目錄
摘 要 I
緒論 1
第1章 選擇與分析塑料原料 2
1.1選擇制件材料 2
1.2分析塑件材料性能 2
1.3結(jié)論 3
第2章 確定塑料成型方式及工藝過(guò)程 4
2.1塑件成型方式的選擇 4
2.2成型工藝規(guī)程 4
第3章 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性 5
3.1塑件尺寸精度分析 5
3.2塑件表面質(zhì)量分析 5
3.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 5
第4章 初步選擇注射成型設(shè)備 6
4.1依據(jù)最大注射量初選設(shè)備 6
4.2依據(jù)最大鎖模力初選設(shè)備 7
第5章 確定塑件成型工藝參數(shù) 9
第6章 分型面的確定與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
6.1確定型腔數(shù)目及布置 10
6.2選擇分型面 10
6.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
6.4設(shè)計(jì)排氣和引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13
第7章 設(shè)計(jì)注射模具成型零件 14
7.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
7.2成型零件尺寸計(jì)算 15
7.3成型零件尺寸校核 15
7.4型腔側(cè)壁厚度和底板厚度計(jì)算 16
第8章 注射模具結(jié)構(gòu)類型及模架的選用 17
8.1確定模架組合形式 17
8.2確定內(nèi)模鑲塊尺寸 17
8.3確定模架主參數(shù) 17
8.4選擇模架類型 18
8.5檢驗(yàn)所選模架 19
第9章 設(shè)計(jì)注射模具調(diào)溫系統(tǒng) 20
9.1冷卻水體積流量 20
9.2冷卻管道直徑的確定 20
9.3冷卻回路所需的總表面積 20
9.4冷卻回路的總長(zhǎng)度 20
9.5冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 21
第10章 設(shè)計(jì)注射模推出機(jī)構(gòu) 22
10.1推出力F計(jì)算 22
10.2確定推出機(jī)構(gòu)方式 22
10.3斜頂側(cè)向抽芯距離及角度計(jì)算 22
10.4澆注系統(tǒng)凝料脫模 23
第11章 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24
11.1 抽芯力的計(jì)算 24
11.2抽芯距的確定 24
11.3 確定斜導(dǎo)柱傾斜角 24
11.4 確定斜導(dǎo)柱的尺寸 24
11.5 滑塊與導(dǎo)槽設(shè)計(jì) 25
第12章 模具工程圖繪制及材料選擇 26
12.1 模具總裝圖 26
第13章 結(jié)論 27
參 考 文 獻(xiàn) 28
致 謝 29
IV
緒論
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)行業(yè)中一個(gè)非常重要的組成部分，許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，在很大程度上依靠模具制造技術(shù)，特別是在汽車、電子、軍事和航天等行業(yè)中尤顯十分重要。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，可見(jiàn)其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志之一，因此，它關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高，直接影響中國(guó)經(jīng)濟(jì)中的許多行業(yè)的發(fā)展，而塑料工業(yè)的發(fā)展依靠模具工業(yè)的發(fā)展。塑料成型的方法有許多種類，包括擠出成型、注塑成型、壓縮成型、快速成型和中空吹塑成型等等。
該課題塑件——遙控器殼體，采用的是熱塑性塑料ABS，根據(jù)塑料塑形要求因此要采用注射成型。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和降低成本的激烈競(jìng)爭(zhēng)中，為了提高產(chǎn)品的附加價(jià)值，各生產(chǎn)商必須積極開(kāi)發(fā)公司自己的最佳成型方式來(lái)提高產(chǎn)品的產(chǎn)量，力爭(zhēng)用個(gè)性化的技術(shù)來(lái)生產(chǎn)公司的產(chǎn)品，這些正是注塑成型技術(shù)和注射成型機(jī)進(jìn)步的動(dòng)力。因此，注射成型是低成本、大批量生產(chǎn)塑料制品的極好的加工方法，同時(shí)，也是開(kāi)發(fā)高技術(shù)產(chǎn)品不可或缺的加工技術(shù)。
第1章 選擇與分析塑料原料
1.1選擇制件材料
遙控器殼體為工程類零件（二維如圖 1-1、三維如圖 1-2），需大批量生產(chǎn)，通過(guò)查參考資料塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表2-1。
圖 1-1 電器后蓋二維圖形 圖 1-2 電器后蓋三維圖形
ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯3種單體的共聚物，無(wú)毒、無(wú)味，密度為1.02～1.05g/cm3,熱變形溫度都比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高，尺寸穩(wěn)定性好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；價(jià)格便宜，原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的工程類素塑料之一。 因此最終選取材料品種為 ABS。
1.2分析塑件材料性能
（1） ABS 塑料易吸水，所以需要進(jìn)行干燥處理；
（2） ABS 流動(dòng)性中等，宜用高料溫、高模溫、高壓注射成型；
（3） 溢邊值 0.04mm,尺寸穩(wěn)定性好；
（4） ABS 塑件盡可能有大的脫模斜度；
我們將 ABS 的性能特點(diǎn)歸類可得表 1-1 內(nèi)容：
表 1-1 原材料 ABS 分析
塑料品種
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
使用溫度
化學(xué)穩(wěn)定性
性能特點(diǎn)
成型特點(diǎn)
ABS屬于熱塑性塑料
線型結(jié)構(gòu)結(jié)晶型材料，呈微黃色或白色的不透明塑料
連續(xù)工作溫度為70℃左右，熱變形溫度為
93℃左右
高尺寸穩(wěn)定性好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；不透
明、耐氣候性差，在紫外線作用下易變脆發(fā)硬
尺寸穩(wěn)定性好，具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介電性能；耐熱性不高，不透明，耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆
吸濕性強(qiáng)，原料要干燥；流動(dòng)性中等，宜用高料溫、高模溫、高壓注射成型；溢邊
值0.04mm;尺寸穩(wěn)定性好；塑件盡可能有大的脫模斜度
結(jié)論
① ABS塑料的耐熱性差，嚴(yán)格控制模具溫度，一般在40~60℃為宜，模具應(yīng)用耐磨鋼，并淬火
② 在紫外線作用下易變硬變脆。
1.3結(jié)論
遙控器殼體制件為日常必需品，要求具有一定的強(qiáng)度、耐磨性能和抗腐蝕性，中等精度，外表面無(wú)瑕疵、美觀、性能可靠。采用 ABS 材料，產(chǎn)品的使用性能基本能滿足要求，但在成型時(shí)，要注意選擇合理的成型工藝，對(duì)原料充分干燥、采用較高的溫度和壓力。
第2章 確定塑料成型方式及工藝過(guò)程
2.1塑件成型方式的選擇
塑料成型的種類很多，包括各種模塑成型、層壓成型和壓延成型等。其中模塑成型種類較多，如注射成型、擠出成型、壓縮模塑、傳遞模塑等，根據(jù)遙控器殼體塑件選擇 ABS 工程塑料，屬于熱塑性塑料，制品需要大批量生產(chǎn)。所以圖 1.1 所示遙控器殼體塑件應(yīng)選擇注射成型生產(chǎn)。
2.2成型工藝規(guī)程
一個(gè)完整的注射成型工藝過(guò)程包括成型前準(zhǔn)備、注射過(guò)程及塑件的后處理三個(gè)過(guò)程。
1．成型前的準(zhǔn)備
1) 對(duì) ABS 原料進(jìn)行外觀檢驗(yàn)：對(duì) ABS 原料進(jìn)行含水量、外觀色澤、顆粒情
況、有無(wú)雜質(zhì)并測(cè)試其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。ABS著色：粉狀或粒狀熱塑料的著色，可以用直接法實(shí)現(xiàn)。 ABS 是吸濕性強(qiáng)的塑料，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的預(yù)熱干燥，使含水量降至 0.1％以下，干燥條件為：干燥 85℃ ~95℃，時(shí)間 4~5h。除去物料中過(guò)多的水分和揮發(fā)物，防止成型后塑件出現(xiàn)氣泡和銀絲等缺陷。
2) 為了使塑料制件容易從模具內(nèi)脫出，模具型腔或模具型芯還需涂上脫模
劑，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件選用硬脂酸鋅、液體石蠟或硅油等 。
2．注射過(guò)程一般包括：完整的注射成型過(guò)程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等步驟。
3．塑件后處理
由于塑件壁厚較薄，精度要求不高，在夏季沒(méi)有進(jìn)行后處理，冬季濕潮環(huán)境下有個(gè)別塑件發(fā)生翹曲變形，參考表 2-7、表 2-24 及相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料，可采用以下退火處理工藝。
a. 熱水。將熱水加熱到80℃~100℃，將產(chǎn)品放入30~40min。
b. 烘箱。把產(chǎn)品放入紅外線烘箱里，把烘箱溫度調(diào)節(jié)到 70℃~90℃，時(shí)
間 15~20 分鐘。（通過(guò)查閱劉彥國(guó)主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中的表2-7 常用塑料的成型前處理和后處理的工藝條件）
第3章 分析塑件結(jié)構(gòu)工藝性
3.1塑件尺寸精度分析
該塑件為一個(gè)電器后蓋，尺寸精度為一般精度，通過(guò)查閱劉彥國(guó)主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中的表2-8，得 ABS 一般精度等級(jí)為MT3。通過(guò)查閱劉彥國(guó)主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中的表 2-9，標(biāo)注主要尺寸公差要求如下（單位均為mm)。
塑件外形尺寸6.070+0.48(MT5),21.230-0.82(MT6)，?12.30-0.46(MT6),?25.60-0.70(MT6)
塑件內(nèi)形尺寸15.170-0.58(MT5),65.40-1.48(MT6),120.270-2.20(MT6),?22.70+0.62(MT6)
塑件中心尺寸35.28±0.056(MT5),40.44±0.64(MT5),43.47±0.64(MT5)
3.2塑件表面質(zhì)量分析
塑件的表面粗糙度查 GB/T14234—1993 可知，ABS 注射成型時(shí)，表面粗糙度的范圍Ra0.025~1.6μm之間。而該塑件表面粗糙度要求為一般精度，我們?nèi)a0.8，而塑件內(nèi)部沒(méi)有較高的表面粗糙度要求。
3.3塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
1) 該塑件的外形為大致的長(zhǎng)方形。壁厚較均勻，且符合最小壁厚要求。
2) 在塑件內(nèi)壁中間圓臺(tái)有一處內(nèi)凹結(jié)構(gòu)。因此，塑件不能直接取出。需要
考慮斜頂出機(jī)構(gòu)。另外下塑件的下側(cè)有不規(guī)則凹槽，需要考慮側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)。
3) 脫模斜度。查表 2-11 可知，材料為 ABS 的塑件，其型腔脫模斜度一般為
35’ ~1°20’，型芯脫模斜度為 30’~40’，而該塑件為開(kāi)口薄殼類零件，深度較高且小圓弧過(guò)度，包容面大，所以脫模不容易，因而需要考慮脫模斜度，所以脫模斜度設(shè)為2°。
4) 加強(qiáng)筋。該塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自身結(jié)構(gòu)具有加強(qiáng)筋作用，強(qiáng)度足夠。
5) 圓角。該塑件內(nèi)、外表面連接處有圓角，有利于塑件的成型。
通過(guò)以上分析可見(jiàn)，該塑件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理，不需對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改；塑件尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)的模具零件的尺寸加工容易保證。注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，塑件的成型要求可以得到保證。
第4章 初步選擇注射成型設(shè)備
初選注射機(jī)規(guī)格通常依據(jù)注射機(jī)允許的最大注射量、鎖模力及塑件外觀尺寸等因素確定。習(xí)慣上依據(jù)其中一個(gè)設(shè)計(jì)依據(jù)，其余都作為校核依據(jù)(在后續(xù)章節(jié)中完成)。
4.1依據(jù)最大注射量初選設(shè)備
通常保證制品所需注射量小于或等于注射機(jī)允許的最大注射量的的 80％，否則就會(huì)造成制品的形狀不完整、內(nèi)部組織疏松或制品強(qiáng)度下降等缺陷；而過(guò)小，注射機(jī)利用率偏低，浪費(fèi)電能，而且塑料長(zhǎng)時(shí)間處于高溫狀態(tài)可導(dǎo)致塑料分解和變質(zhì)，因此，應(yīng)注意注射機(jī)能處理的最小注射量，最小注射量通常應(yīng)大于額定注射量的 20％。
4.1.1 計(jì)算塑件的體積
圖 4-1 塑件體積
V =281.3cm3
4.1.2 計(jì)算塑件的質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。查參考資料塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)表 2.1 得 ABS 塑料密度р=1.05g/cm3，所以，塑件的質(zhì)量為：
M =V·р=281.3X1.05 g/cm3=295.4g
根據(jù)塑件形狀及尺寸：外形為矩形，最大長(zhǎng)度為120mm、高度為23.1mm，尺寸中等；同時(shí)對(duì)塑件原材料的分析得知 ABS 流動(dòng)性較好。所以遙控器殼體成型我們采用一模二件的模具結(jié)構(gòu)。
塑件成型每次需要注射量(含凝料的質(zhì)量，初步估算為11g)為305.4g。
4.1.3 計(jì)算每次注射進(jìn)入模具塑料總體積（總質(zhì)量）
V=Mp=305.41.05=290.9cm3
注射量小于等于注射機(jī)允許的最大注射量的80% :
V=V80%=290.90.8=363.6cm3
因此，所選的注塑機(jī)的最大注射量需要大于等于363.6cm 3，通過(guò)網(wǎng)上查閱國(guó)家常用注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)，可得常用國(guó)產(chǎn)注射機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù)，初選XS-ZY-250A型號(hào)的螺桿式注射機(jī),滿足注射機(jī)小于或等于注射機(jī)允許的最大注射量的80%，注射機(jī)的主要參數(shù)如表4-1所示。
表 4-1 注射機(jī)主要參數(shù)
理論注射量/cm3
450
模板最大行程/mm
500
螺桿直徑/mm
50
最大模具厚度/mm
350
注射壓力/Mpa
130
最小模具厚度/mm
200
注射行程/mm
160
模板尺寸/mm
598x520
注射時(shí)間/s
1.7
拉桿間距/mm
295x373
塑化能力(g/s)
噴嘴球半徑/mm
SR18
鎖模/KN
1650
噴嘴口直徑/mm
Ф4
注射方式
螺桿式
定位孔直徑/mm
Ф125
4.2依據(jù)最大鎖模力初選設(shè)備
當(dāng)熔體充滿模腔時(shí)，注射壓力在模腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力會(huì)使模具沿分型面脹開(kāi)，為此，注射機(jī)的鎖模力必須大于模腔內(nèi)熔體對(duì)動(dòng)模的作用力，以避免發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象。
根據(jù)成型所需鎖模力初選所需注射機(jī)規(guī)格。
1．單個(gè)塑件在分型面上投影面積A1
A1≈120mm×71mm =8520mm2
2．成型時(shí)熔體塑料在分型面上投影面積A
由于ABS流動(dòng)性較好。所以電器后蓋塑件成型我們采用一模二件的模具結(jié)構(gòu)，所以
A=2A1+A凝=2x8520+700mm2=17740mm2
3．成型時(shí)熔體塑料對(duì)動(dòng)模的作用力F
F =AP =177400x34.2=606708N =607KN
式中 p——塑料熔體對(duì)型腔的平均成型壓力，查參考資料塑料模具成型
工藝與模具設(shè)計(jì)表 2-21 可知成型 ABS 塑件型腔所需的平均成型壓力p=34.2
MPa。
4． 根據(jù)合模力必須大于等于模腔內(nèi)熔體對(duì)動(dòng)模的作用力的原則，通過(guò)網(wǎng)上查閱國(guó)產(chǎn)注射機(jī)型號(hào)及技術(shù)參數(shù)，得XS-ZY-500型號(hào)的螺桿式注射機(jī)的合模力為18000KN，滿足要求。主參數(shù)如表 4.1 所示。
第5章 確定塑件成型工藝參數(shù)
采用螺桿式塑料注射機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為 13～304 r/min。材料預(yù)干燥 0.5h 以上。 具體參數(shù)查劉彥國(guó)主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 2-24 得出。
該制件的注射成型工藝卡片見(jiàn)表 5-1。
表 5-1 電器后蓋注射成型工藝卡片
（廠名）
塑料注射成型工藝卡片
資料編號(hào)
車間
共 頁(yè)
第 頁(yè)
零件名稱
遙控器殼體
材料牌號(hào)
ABS
設(shè)備型號(hào)
XS-ZY-500
裝配圖號(hào)
材料定額
每模件數(shù)
2件
零件圖號(hào)
單件質(zhì)量
29.54g
工裝號(hào)
材料干燥
設(shè)備
空氣干燥箱
溫度
85～95
時(shí)間（h)
4～5
料筒溫度
（℃）
料筒一區(qū)
150～170
料筒二區(qū)
180～190
料筒三區(qū)
200～210
噴嘴
180～190
模具溫度（℃）
50～70
時(shí)間
注射（s）
2～5
保壓（s）
5～10
冷卻（s)
5～15
壓力（MPa)
注射壓力
60～100
保壓壓力
40～60
背壓
2～4
后處理
溫度（℃）
紅外線烘箱70
時(shí)間定額
輔助（min)
0.5
時(shí)間（h）
0.5~1
單件（min)
1～2
檢驗(yàn)
編制
校對(duì)
審核
組長(zhǎng)
編制
校對(duì)
審核
第6章 分型面的確定與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
6.1確定型腔數(shù)目及布置
初選螺桿式注射機(jī)選擇XS-ZY-250A型號(hào)，注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表4-1。
1.按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n1
n1≤kmmax-mjmi=1.3
式中 k—最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8；
mmax—注射機(jī)的最大注射量， cm3 ；
mj—澆注系統(tǒng)及飛邊體積或質(zhì)量，cm3 ；
mi—單個(gè)塑件的體積或質(zhì)量，cm3 。
1.按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n1
n2≤Fo/p-AjA=5.6
式中 F0—注射機(jī)的額定鎖模力；
p—塑料熔體對(duì)型腔的平均成型壓力，p=34.2 MPa；
A—單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，cm3 ；
Aj—澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，cm3
因此，算出來(lái)型腔數(shù)為 1-5 個(gè)，考慮到注射機(jī)的大小跟加工難度。我們選擇一模二腔。
6.2選擇分型面
該塑料外形要求美觀，無(wú)明顯的斑點(diǎn)和熔接痕，表面質(zhì)量要求較高。在選擇分型面時(shí)，根據(jù)分型面的選擇原則，考慮不影響塑件的外觀質(zhì)量以及成型后能順利取出塑件，設(shè)計(jì)了一種方案：
（1） 選塑件大端 A-A 端底平面作為分型面，如圖 6-1 所示；
圖6-1 分型面
6.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
（1） 主流道設(shè)計(jì)
XS-ZY-250A 型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸查表 4-1 可知，噴嘴球半徑 R=18mm，噴嘴孔直徑 d=4mm。根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系R=r+(1～2)，D=d+(0.5～1)。取主流道球面半徑 R=14mm ；主流道的小端直徑 Do=4.5mm。為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角為α=4°，表面粗糙度Ra=0.4μm，拋光時(shí)沿軸向進(jìn)行，以便于澆注系統(tǒng)凝料從其中順利拔出。同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主流道出料端設(shè)計(jì) r=3mm 的圓弧過(guò)渡。
（2） 分流道的設(shè)計(jì)
分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率等因素有關(guān)。該塑件原料選用 ABS，形狀比較復(fù)雜，壁厚較薄且壁厚均勻，結(jié)合塑件的結(jié)構(gòu)，采用側(cè)澆口的進(jìn)料方式。從壓力損失考慮，采用截面形狀為圓形的分流道。查表 3-2，按截面積相等折算：s=17740mm2,所以分流道半徑取 R=5mm,分流道長(zhǎng)度取決于澆口位置，末端延伸一部分起冷料穴作用。
（3） 澆口設(shè)計(jì)
1） 澆口形式的選擇
由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口的位置和大小應(yīng)以盡量不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提。同時(shí)，也應(yīng)盡量使模具結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。根據(jù)對(duì)該塑件結(jié)構(gòu)的分析及已確定的分型面的位置，可選擇的澆口形式有幾種方案，其分析見(jiàn)表 6-1。
表 6-1 澆口形式選擇
類型
特征分析
潛伏式澆口
它從分流道處直接以隧道式澆口進(jìn)入型腔。澆口位置在塑件內(nèi)表面，不影響其外觀質(zhì)量。但采用這種澆口形式會(huì)增加模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度
輪輻式澆口
中心澆口的一種變異形式。采用幾股料進(jìn)入型腔，易產(chǎn)生熔接痕，縮短流程，去除澆口時(shí)較方便，但有澆口痕跡。模具結(jié)構(gòu)較潛伏式澆口的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
側(cè)澆口
澆口流程短、截面小、去除容易，模具結(jié)構(gòu)緊湊，加工維修方便，能方便地調(diào)整充模時(shí)剪切速率和澆口的凍結(jié)時(shí)間，使?jié)部谛拚湍先コ奖?，適用于各種形狀的塑件
綜合對(duì)塑料成型性能、澆口和模具結(jié)構(gòu)的分析比較，確定成型該塑件的模具采用側(cè)澆口的形式。
2） 進(jìn)料位置的確定
根據(jù)塑件外觀質(zhì)量的要求以及型腔的安放方式，進(jìn)料位置設(shè)計(jì)在靠近塑件分型面處
3） 澆口尺寸的確定
通過(guò)查閱劉彥國(guó)主編的《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》中的查表 3-3 可知側(cè)澆口尺寸要求，依次設(shè)計(jì)澆口尺寸。
（4） 冷料穴設(shè)計(jì)
冷料穴有 Z 形、球頭形、菌頭形和倒錐形等，其中 Z 形拉料桿的冷料穴應(yīng)用較普遍，其拉料桿固定在推桿固定板上，尺寸如圖6-3所示。
圖6-3 Z形冷料穴設(shè)計(jì)
（5） 流動(dòng)比的校核
查表2-25得遙控器殼體塑件成型注射壓力 60~100Mpa,通過(guò)查閱網(wǎng)絡(luò)資料百度文庫(kù)《ABS塑料簡(jiǎn)介》中ABS價(jià)格方法，可知ABS極限流動(dòng)比為190。鏈接：https://wenku.baidu.com/view/d40e924be45c3b3567ec8b67.html
流動(dòng)比超過(guò)允許值Ф值時(shí)會(huì)出現(xiàn)充型不足，流動(dòng)比 K 按下式計(jì)算：
Κ=i=1nLiti=100.56.5+7010+168+9.763≈27.712
查表 3-5 可以看出一般極限流動(dòng)比Φ值遠(yuǎn)大于 27.712，因此塑料的極限流動(dòng)比滿足成型要求。
6.4設(shè)計(jì)排氣和引氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于該塑件整體較薄，排氣量較小。同時(shí)，采用側(cè)口模具結(jié)構(gòu)，屬于中型模具，可利用分型面間隙排氣。還可以利用推桿、活動(dòng)型芯與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其配合間隙不能超過(guò) 0. 04 mm ，一般為0.03～0.04 mm。
該塑件雖然屬于薄殼類塑件，而且型腔與頂桿之間也有間隙進(jìn)行引氣，在開(kāi)模及脫模過(guò)程中不會(huì)形成真空負(fù)壓現(xiàn)象。因此不需要設(shè)計(jì)引氣系統(tǒng)。
第7章 設(shè)計(jì)注射模具成型零件
7.1成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
(1) 型腔的結(jié)構(gòu)
根據(jù)塑件的外形結(jié)構(gòu)，塑件有一定的復(fù)雜性，經(jīng)過(guò)分析，選擇整體嵌入式型腔模仁，如圖7-1。
圖7-1 型腔結(jié)構(gòu)
(2) 型芯的結(jié)構(gòu)
型芯是成型塑件內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵姓w式和組合式兩類。通過(guò)對(duì)本塑件的分析，加工的復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)的牢固程度等，選擇整體嵌入式型芯模仁，如圖7-2。
圖7-2 型芯結(jié)構(gòu)
7.2成型零件尺寸計(jì)算
磨損規(guī)律
零件名稱
塑件尺寸公差
計(jì)算公式
工作尺寸
磨損增大（型腔）
徑向尺寸
120.270-2.20(MT6)
LM+δz0=[1+SLs-34?]+δz0
119.280+0.55
65.40-1.48(MT6)
64.650+0.37
深度尺寸
21.230-0.82(MT6)
HM+δz0=[1+SHs-23?]+δz0
20.80+0.21
磨損減?。ㄐ托荆?
徑向尺寸
186.270+1.92(MT6)
lM0-δz=[1+Sls+34?]0-δz
188.730-0.48
61.40+1.30(MT6)
62.710-0.325
?22.70+0.62(MT6)
?23.290-0.21
?3.660+0.32(MT6)
?3.920-0.11
深度尺寸
15.170+0.58(MT5)
hM0-δz=[1+Shs+23?]0-δz
15.640-0.19
6.070+0.48(MT5)
6.420-0.16
磨損不變
中心距等
40.44±0.32(MT5)
?Μ=1+S?s±12δL
40.66±0.11
35.28±0.28(MT5)
35.47±0.10
49.28±0.32(MT5)
49.55±0.11
7.3成型零件尺寸校核
對(duì)成型尺寸校核：
徑向尺寸：Smax-SminLs或ls+δz+δc0.55 (不滿足)
?23.290-0.21 : 0.7-0.4%×23.29+0.214+0.216=0.16<0.21 (滿足)
深度尺寸：Smax-SminHs或hs+δz
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