材料成型及控制工程收音机后盖注塑模.doc

编号： 毕业设计说明书题 目： 收音机后盖注塑模 设计与CAE分析 学 院： 材料科学与工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学生姓名： 学 号： 0801020222 指导教师： 职 称： 教 授 题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2012年 5 月 15日摘 要本课题以收音机后盖为例子，在传统模具设计的基础上，利用UG4.0辅助设计软件完成本产品实体模型的建立。通过注射模CAD/CAE相结合的技术，运用Moldflow对设计的注塑模具进行浇口、温度、压力、冷却、填充、流动等分析，将分析结果结合现实模具设计的经验和实际要求对设计的模具进行修改，找出最佳的模具设计方案，完善设计参数，然后在UG4.0 MOLD WIZARD (专家模架系统)模块下进行产品的模具结构设计。本设计过程着重于塑件的工艺性分析、浇注系统的设计、成型零件的设计、各参数的校核，CAE(Moldflow)分析，标准模架选择等。最后通过AutoCAD软件绘制产品图，模具装配工程图及主要零件工程图。注射成型方法可直接一次成型形状复杂的塑料产品，是一种高效率、大批量的生产方式。注射成型模具是这种生产方式中的关键工艺设备。注塑模CAE技术，作为提升模具设计效率和质量的手段，也就日渐受到重视。关键词：注塑模； Moldflow 软件；CAE模拟分析；注射成型AbstractThis topic to the radio back cover for example, in the traditional mold design, and on the basis of using UG4.0 aided design software this product entity model. Injection-CAD / CAE integration of technology, used of Moldflow design for the injection mold gate、temperature, pressure, cooling, filling, flow analysis and so. Through the analysis of mold design and practical experience requirements to modify the design of the mold to find the best mold design, improve and perfect the design parameters. And then under the UG5.0 MOLD WIZARD (expert Die-system) module added products structure of molding, the design process focuses on the plastic parts of the process of analysis, the gating design of system, forming part of the design parameters of the verification, CAE (Moldflow) analysis, choice the standard-mode. Then product plans, mold assembly project plans and major parts of plans by drawing AutoCAD software.The injection molding method can be directly shape once complex shape of plastic products, it is a kind of high efficiency and mass production. Injection molding is the key process equipment production mode. As ascending CAE, injection molding mould design efficiency and quality, also increasingly attention.Key words： Injection Molding； CAE simulation analysis；Moldflow software；Injection Molding目 录引言11 绪论21.1 我国塑料工业的现状和发展趋势21.2 塑料注射成型及其工艺的概述41.2.1 注射成型工作原理41.2.2 注射成型的必要条件41.2.3 注射成型工艺过程41.3 注塑模的概述61.3.1 注塑模的结构组成61.3.2 注塑模的分类71.4 注塑模CAE技术的发展和在注塑模设计中的应用71.4.1 注塑模CAE技术的发展71.4.2 注塑模CAE技术在注塑模设计中的应用82 塑件三维实体设计及其成型工艺的确定82.1 塑件模型建立82.2 分型面设计102.3 初步确定型腔数量以及排列方式123 塑件模流分析133.1 导入要分析文件和模型网格处理143.2 网格统计与修复143.3 Mlodflow 结果分析143.3.1 最佳浇口位置分析153.3.2 速度/压力切换时的压力的分析153.3.3 Flow流动分析163.3.4 Cool 冷却系统的分析193.3.5 Warp翘曲分析203.4 基于Moldflow的CAE分析总结213.5 总体分析结果数据214 注塑设备和模架选择244.1 注塑设备选择244.2 注塑机重要参数校核254.3 模架选择275 浇注系统设计285.1 分流道设计285.2 浇口设计295.3 冷料穴和拉料杆设计306 成型零件设计316.1 型腔型芯的设计316.2 成型零件钢材的选用326.3 成型零件工作尺寸的计算6326.3.1 各尺寸计算结果346.3.2 滑块、导滑槽及定位装置的设计356.4 塑模抽芯油缸的选取和使用377 冷却系统的排气系统设计397.1 冷却系统设计的原则397.2 冷却系统参数的确定和管道的布置397.3 排气系统的设计408 脱模推出机构的设计418.1 脱模力的计算418.2 顶杆推管脱模机构428.3 导向和定位机构的设计439 结论44谢 辞45参考文献46引言模具行业是机械制造的主要产业之一，也是国家鼓励外商投资的一大产业。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，由于模具制造的多样性、复杂性和广泛的适用性，故而模具工业被称之为“帝王工业”。 受益全球经济复苏和国内经济快速发展，我国塑料行业持续增长，注塑模具工艺空前发展，依靠人工经验来设计模具已经不能满足需要，企业越来越多地利用注塑模流分析技术来辅助塑料模具设计。注塑模CAE技术，作为提升模具设计效率和质量的手段，也就日渐受到重视。利用CAE技术，设计人员可以仿真出塑料成型过程中的充填、保压、冷却及脱模后的翘曲变形等过程，准确预测塑料熔胶在模腔内的流动状况，温度、压力、剪切应力、体积收缩等变量在整个充填工程中某瞬间的分布情况。利用注塑模流分析分析技术，能预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发，提高产业效率。因此在注塑模中CAE技术的应用将是我们进行模具设计的发展趋势。模具CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化、网络化方向发展。进入二十一世纪以后，模具基本上全部采用计算机辅助设计和制造。用户设计的零件图形从互联网输出，先进塑件分析，再进行三维模具设计。设计时根据用户的设备条件和成型工艺，协商讨论确定模具方案。CAD 结束之后，使用moldflow 软件进行计算机模拟分析(CAE)，该软件可以模拟注射过程，并在计算机显示器上用不同的颜色显示出注射时物料流动速度、温度、压力变化，由此判断模具设计的合理性。由于采用CAE技术大大减少了制造过程中模具的修整和试模的工作量。设计的模具确定之后，使用CAM 软件为CNC机床或加工中心编制加工用的数控程序。数控程序编制好后，可先在计算机上模拟加工过程，以检验数控程序的正确性。在确认数控程序没有问题时，可通过与厂内局域网连接的直接数控(DNC)计算机将数控程序传送至选定的CNC 机床或加工中心，在毛坯准备和装卡完毕之后，便可以进行加工。 因此模具企业应大力普及、广泛应用CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向模具软件功能集成化，模具设计分析制造的三维化，模具软件应用网络化，同时还应强调信息的集成，强调技术、人和管理的集成。1 绪论1.1 我国塑料工业的现状和发展趋势 （1）我国塑料模具工业的发展现状 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为14%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约35%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。 （2）我国塑料模具工业和今后的主要发展方向将包括： 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 （3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 （4）开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 （5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。 （6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.2 塑料注射成型及其工艺的概述注射成型又称注射模塑或者注塑。它是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。也已成功地用于成型某些热固性塑料制品。起加工的制品在塑料制品总量中约占20%-30%。制品的用途已扩大到各个领域。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。1.2.1 注射成型工作原理注射成型过程是指将颗粒或粉状塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔融塑化成为粘流态熔体后，由注射机柱塞或螺杆以一定的压力与速度推动，以很大的流速通过喷嘴和模具的浇道注入温度较低的闭合的模具型腔各处，经一定时间的保压冷却、硬化定型得到所需形状的塑料制品。然后开模，由顶出杆顶出制品，完成一个注射成型周期。1.2.2 注射成型的必要条件注射成型必须满足以下三个必要条件3：（1）塑料必须以熔融的状态被注入到模具的型腔中；（2）注入的塑料熔体必须具有足够的压力和流动速度以完成充满模具模腔；（3） 需要有符合制品形状和尺寸并满足成型工艺要求的模具。1.2.3 注射成型工艺过程注射成型工艺过程包括注射前的准备、注射过程和制品的后处理三个主要阶段，各个阶段又可分为多个小阶段，如图1-1所示3。图1-1注射成型工艺过程首先是注射前的准备阶段，为了使注射成型顺利进行，保证塑件质量，一般在注射之前要进行原料预处理、清洗料筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作。原料的预处理包括原料的检验、着色和预热干燥等过程。生产中如果需要改变塑料品种、更换物料、调换颜色，或者发现成型过程中出现勒热分解或降解反应，均应对注射机的料筒进行清洗。注射成型前对嵌件进行预热可以避免嵌件周围塑料层强度下降而出现裂纹缺陷，不过对于小嵌件在模内易被塑料熔体加热，所以可不预热。选择脱模剂是为了便于脱模，常用的脱模剂有硬脂酸锌、液态石蜡和硅油。其次是注射过程阶段，完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。所谓塑化是指塑料在料筒中经加热达到粘流状态并具有良好可塑性的全过程。塑化之后熔体内的组分、密度、粘度和温度分布都比较均匀，这样才能保证塑料熔体在下一注射充型过程中具有良好的流动性。注射充型过程是指是指柱塞或螺杆从料筒内的计量位置开始，通过注射液压缸和活塞施加高压，将塑化好的塑料熔体经过喷嘴和浇注系统快速进入封闭型腔的过程。如图1-2所示是注射成型周期内用压力传感器测得的压力随时间变化的曲线图。曲线1是料筒计量室中注射压力随时间变化的曲线；曲线2是喷嘴末端的压力曲线；曲线3是型腔始端（浇口处）的压力曲线；曲线4是型 图1-2 注射成型压力随时间变化的曲线腔末端的压力曲线。图中CD时间段是保压阶段，在这一阶段中熔体仍处于螺杆所提供的注射压力之下，熔体会继续流入型腔内以弥补熔体因冷却收缩而产生的空隙。EF时间段是冷却定型阶段，在模具冷却系统的作用下制品逐渐冷却到具有一定的刚度和强度时脱模，脱模时制品内存在着残余压力，若残余压力过大，会造成制品开裂、损伤和卡模等弊病。最后是制件的后处理阶段，塑件成型过程中，由于塑化不均匀，或由于塑料在型腔中的结晶、定向以及冷却不均匀而造成塑件各部分收缩不一致，或因其他原因使塑件不可避免地存在一些内应力而导致在使用过程中变形或开裂，因此应该设法消除掉。消除内应力的方法有退火处理和调湿处理。1.3 注塑模的概述1.3.1 注塑模的结构组成注塑模是指注塑成型所有的模具。注塑模的结构是由注塑机的形式、制品的复杂程度及模具内的型腔数目所决定的，所以注塑模的结构形式多种多样，但大体上都是由定模和动模两大部分组成的，定模安装在注塑机的固定模板上，动模安装在注塑机移动模板上。本文主要介绍的是典型的单分型面注塑模结构，如图1-3所示6。图1-3 典型单分型面注塑模结构a) 合模 b) 开模1-定位圈；2-浇口套；3-凹模；4-型芯；5-推杆；6-拉料杆；7-推杆固定板；8-推板；9-动模座板；10-复位杆；11-动模垫板；12-动模板；13-导柱；14-导套；15-冷却通道；16-定模板；17-定模座板根据模具中各零件所起的作用，又可细分为以下基本的组成部分：（1）定模机构。定模机构是安装在注射机的固定模板上的部分型腔。由定位圈1、浇口套2、定模座板17、定模板16和凹模3组成一体，在注射机上固定不动。浇口套入口与注射机的喷嘴相联，引入熔融塑料。 （2）动模机构。动模机构是安装在注射机的动模板上的部分型腔。由型芯4、动模板12、导柱13、动模座板9和动模垫板11等组成一体，在注射机的锁模装置的驱动下往复运动。（3）浇注系统。浇注系统是将熔融塑料引向闭合模腔的通道。通常由主流道、冷料穴、分流道和浇口等组成。（4）导向装置。导向装置是用以保证动模和定模闭合时位置准确。它由导柱13和导套14组成。（5）顶出机构。顶出机构是实现制品脱模的装置。常见有顶杆式、顶管式和推板式等。（6）抽芯机构。当制品上带有侧孔或侧凹结构时，在顶出机构工作前，先要将作侧向运动的型芯从制品中抽出，该侧向运动是由抽芯机构实现的。该机构只在部分注塑模中才有设置。（7）冷却和加热装置。加热是为满足注射成型工艺对模具温度的要求，冷却为使熔料能在模具内冷却定型。一般凹模、型芯中通冷却水、热水、热蒸汽等。（8）排气系统。排气系统是为了把型腔内原有的空气以及塑料受热过程中产生的气体排出，而在模具分型面（凹模、型芯相配合的接触面又称合模面）处开设排气槽。1.3.2 注塑模的分类注塑模的分类方法很多，按所用注塑机的类型可分为卧式（或立式）注塑机用注塑模和直角式注塑机用注塑模；按模具型腔数目可分为单型腔和多型腔注塑模；按模具总体结构特征分类，通常分为单分型面、双分型面、带活动镶件、带侧向抽芯、自动脱螺纹、推出机构在定模一侧以及热流道凝料等注塑模，本课题采用的是带内侧向抽芯的注塑模。1.4 注塑模CAE技术的发展和在注塑模设计中的应用1.4.1 注塑模CAE技术的发展80年代注塑模CAE技术开始从理论研究进入实用化阶段，开展了三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压、纤维分子取向以及翘曲预测等领域。进入90年代后开展了流动、保压、冷却和应力分析等注塑工艺全过程的集成化研究。CAE技术的出现，为注塑模设计提供了可靠的保证。传统的注塑模具设计主要依靠设计人员的经验，而注塑成型过程非常复杂，塑料熔体的流动性能千差万别，制品和模具的结构千变万化，工艺条件各不相同，成型缺陷各式各样，模具设计往往需要反复的试模、修模才能投入生产，很少有一次成功的，发现问题后，不仅要重新调整工艺参数，甚至要修改塑料制品和模具，不但费时费力，而且降低了产品的开发速度。利用注射模CAE技术可在模具制造之前, 在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模, 预测设计中潜在的缺陷, 突破了传统的在注塑机上反复试模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依据。随着人们对塑料制品的需求范围不断扩大，各种大型的高精度、形状复杂塑料制品在生产过程中也出现了反复试模、修模各种问题，这就需要我们不断的发展CAE技术，用CAE技术来解决在分模过程出现的问题，提高生产效率，减少废品率。注塑模CAE技术是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立熔体在模具型腔中的流动、传热的物理、数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机可视化技术形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态填充、冷却过程的一门分析技术。利用注塑模CAE技术可以在模具制造前，模拟注塑过程（包括充填、保压及冷却）并及早发现问题，优化模具设计和工艺条件设定，减少试模次数以提高生产效率，现已成为注塑加工技术的一个重要发展方向。1.4.2 注塑模CAE技术在注塑模设计中的应用注塑模CAE技术借助于有限元法、有限差分法和边界元等数值计算方法，分析型腔中塑料的流动、保压和冷却过程，计算制品和模具的应力分布，预测制品的翘曲变形，由此分析工艺条件、材料参数及模具结构对制品质量的影响，达到优化制品、模具结构、优选成型工艺参数的目的，如通过对浇注系统的平衡、浇口的数量和位置、浇口的大小、熔接痕位置的预测，根据型腔各部分温度变化差异，测定注塑时的注塑压力以及塑料在充填型腔时的压力损失、熔料的温度变化、注塑变化、剪切应力、剪切速率等系列参数。注塑模的CAE分析在注塑模设计中可应用于型腔设计、浇口设计、流道设计、制品变形预测和冷却系统设计，实现优化塑料制品设计、塑料模具设计和注塑工艺参数等功能。Moldflow软件在注塑模设计中的作用主要体现在以下三个方面，首先可以优化塑料制品，得到制品的实际最小壁厚，从而优化制品结构，降低材料成本，缩短生产周期，保证制品能全部充满。其次可以优化模具结构，可以得到最佳的浇口数量与位置、合理的流道系统与冷却系统，并对型腔尺寸、浇口尺寸、流道尺寸和冷却系统尺寸进行优化，在计算机上进行试模修模，提高模具质量，减少修模次数；最后优化注塑工艺参数，确定最佳注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间，注塑出最佳的塑料制品。本课题采用Moldflow软件对外壳制件进行流动模拟分析，预测存在气泡的位置、熔接线位置以及锁模力的大小，分析出浇口的最佳位置。2 塑件三维实体设计及其成型工艺的确定2.1 塑件模型建立本毕业设计的塑料件设计原型是空气过滤器盖板，通过UG4.0并且绘制出这个零件的3D图和2D图。（1） 制件3D模型的创建：模型绘制采用UGS公司的产品UG4.0,最终绘制出来的3D结构图如图2-1所示:图2-1 塑件3D图本模型2D图由UG3D图转换而来,并在软件AutoCAD 2007 上进行整理绘制出来的，2D图如图2-2所示：图2-2 塑件2D图塑件成型材料的确定及其收缩率的确定1 塑料选择ABS（1）ABS的注塑工艺参数如表2-1所示： 表2-1 ABS的注塑工艺参数1、注塑机类型：螺杆式7、保压力5070MP2、喷嘴形式直通式8、注射时间35s3、螺杆转速（r/min）30609、保压时间1530s4、喷嘴温度180190C10、模具温度5070C5、成型温度 C料筒：前150170 中165180 后18020011、冷却时间1530s6、注射压力60100 MP12、成型周期40 流道和浇口：对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用的通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。 对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口 宽度应至少为壁厚的两倍。ABS材料完全可以使用热流道系统。（2） 化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件较好的光泽。密度为1.021.05。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70度左右，热变形温度约为93度左右。耐气侯性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。其主要用途有ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池、冷藏库和冰霜衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零部件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060度，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080度。查资料得ABS的收缩率为1.0041.006，这里选取1.005。2.2 分型面设计分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触面。在模具设计阶段，应首先确定分型面的形状和位置，然后才能选择模具的结构。分型面设计是否合理，对制品质量、工艺操作难易程度和模具设计制造都有很大的影响。分型面的选择原则除了必须开设在制件界面轮廓的最大的地方才能使制件顺利地从型腔中脱出外，还应考虑以下因素：(1) 因为分型面处不可避免的会在塑件上留下溢料痕迹或拼合不准确的痕迹，故分型面最好不选在制件光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。从制件的推出装置设置方便考虑，分型时要尽可能的使制件留在动模一边，当制件上有多个型芯或形状复杂、锥度小的型芯时，制件对型芯的包紧力特别大，这种型芯应设在动模一边，而将凹模放在定模一边。(2) 从保证制件相关部位同轴度的角度出发，同轴度要求高的塑件，取分型面时最好把要求同轴的部分放在模具分型面的同一侧。当制件上要求互相同轴的部位不便设在分型面的同一侧时，则应设计特殊的定位装置，提高合模时的对中性。(3) 有侧凹或侧孔的制件，当采用自动侧向分型抽芯时，除了液压抽芯能获得较大的侧向抽拔距离外，一般分型抽芯机构侧向抽拔距离都较小。取分型面时应首先考虑将抽芯或分型距离长的一边放在动、定模开模的方向上，而将短的一边作为侧向分型或抽芯。对有顶出机构的模具，采取动模边侧向分型抽芯，模具结构较简单，能获得的抽拔距离也比较长，故选分型面时应优先考虑把制件的侧凹或侧孔放在动模边。若设在动模边，则模具结构较复杂。此外当分型面作为主要排气面时，料流的末端应在分型面上以利排气。综合考虑分型面的选择受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此我们在选择分型面时应该综合分析比较，然后再选出正确的分型面。根据各个制约因素，最终确定分型面如图2-3所示图2-3 实际分型面2.3 初步确定型腔数量以及排列方式模具中每增加一个型腔，制品的尺寸精度要降低4，但该产品对外观的质量没有太高的要求，再就是为了提高生产效率，本次模具设计采用的是一模两腔，型腔的分布如图2-4所示:图2-4 型腔排列3 塑件模流分析Moldflow Plastics Insight注塑流动模拟MPI的流动分析模拟了塑料熔体在整个注塑过程中的流动情况，确保用户获得高质量的制件。使用流动分析用户可以优化浇口位置和加工参数、预测制件可能出现的缺陷、自动确定取得流动平衡的流道系统尺寸。新建工程导入或新建CAD文件网格划分网格检查与修复选择分析类型选择成型材料创建浇注系统创建冷却系统设定分析工艺参数分析计算查看分析结果图 3-1 Moldflow分析流程图 冷却模拟注塑和保压过程得到了优化后，可以进行冷却系统造型：包括流道、模具外形、镶块等moc.861ehcoaz.www，并进行冷却分析。 结构模拟MPI的翘曲分析可以预测塑料制件的收缩和翘曲。可以使用线性和非线性方法来精确预测翘曲的变形量，并指出引起翘曲的主因。MPI的模内残余应力修正算法（CRIMS) 使用户可以精确分析Moldflow数据库中500种材料的翘曲情况。MPI应力分析功能可以分析塑件的在外力状态下的结构性能造车网版权所有，它提供一个线性分析方法在概念设计阶段，快速预测制件是否符合设计的结构要求。采用非线性方法来确定由于外载荷而导致的永久变形。 纤维取向分析塑料的纤维取向对注塑制件的机械和结构性能有着重大影响，MPI先进的可视化工具使客户可以清晰的看到纤维取向在制件的各个部位的分布，从而获得制件的刚度信息。 注塑参数优化MPI的注塑工艺优化功能对于每一特定制SooQ.com件SooQ，自动的确定其最优加工工艺参数和注塑机参数。它的分析结果可以作为MPX的输入参数使试模快捷高效。气辅工艺模拟使用MPI可以模拟体积控制和压力控制气程辅工艺。它首先模拟聚合物在模具中的流动，然后模拟气体在型腔内的穿透情况。 热固性材料注塑模拟MPI提供工具进行热固性塑料成型的模拟：如注塑成型、IC卡成型、树脂模塑成型、BMC材料模塑成型和反应注塑成型等。MPI的分析步骤:如下列的流程图如图3-1所示。3.1 导入要分析文件和模型网格处，如图3-2图3-2 网格划分3.2 网格统计与修复修复参数全部为系统默认值，修复有关信息如图3-3所示。图3-3 网格统计数3.3 Mlodflow 结果分析在进行分析结束后将有大量的有关流动、冷却和翘曲等的分析过程和分析结果的息，这些信息包括文字、图片和动画。在分析结果中可分为三大部分，一部分是Flow流动分析结果，一部分是Cool冷却分析结果，另一部分是Warp翘曲分析结果。分析前的一些工艺和设置：材料选择：种类：ABS; 牌号：HAG5210FR; 制造商：东莞市鑫煜塑胶有限公司 ；工等级：注射；典型特征：流动性好、高刚性、抗冲击;主要用途：电子用品壳体。流道直径6mm，冷却水道直径为10m；下面分析中没具体说明的为设置为软件默认设置值。3.3.1 最佳浇口位置分析通常情况下，分析所得的最佳浇口位置不是我们所要的位置，我们只是通过分析所得云图来考虑实际的浇口位置时尽量靠近最佳浇口位置,如图3-4所示。图3-4 最佳浇口位置3.3.2 速度/压力切换时的压力的分析各方案的速度/压力切换时的压力分析结果如图3-5所示。图3-5 压力分析3.3.3 Flow 流动分析（1） 充填时间如图3-6所示。图3-6 充填时间图3-7 制件平均温度（2） 制品的流动前沿处的平均温度如图3-7所示。（3） 锁模力：XY图比较制品的锁模力XY图的分析结果如图3-8所示。