过滤器塑料模具毕业设计论文.doc

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1、第一章 绪论1.1我国塑料模具工业的发展现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模

2、具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为73.5%。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办

3、公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及

4、项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13%，而未达17%。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13%，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30%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

5、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

6、。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/CA

7、M/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/Engineer、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

8、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

9、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。表1.1 国内外塑料模具技术比较表项目注塑模型腔精度型腔表面粗糙度非淬火钢模具寿命淬火钢模具寿命热流道模具使用率标准化程度中型塑料模生产周期国外0.0050.01mmRa0.010.05m1060 万次160300 万次80%以上7080%一个月左右国内0.020.05mmRa0.20m1030 万次50100 万次总体不足10%小于30%24 个月在模具行业中的占有量3040%2530%据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提

10、高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和

11、微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。1.2我国塑料模具工业今后的主要发展方向在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视： 一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具

12、厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展和进步。 二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。1 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。2 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CA

13、D/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

14、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

15、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。1.3国际塑料模具工业和技术今后的主要发展方向国外塑料机械工业未来的总体发展趋势，是朝着精密、高质、高效、节能、低噪音及可持续发展的方向发展。塑料机械工

16、业所提供的装备主要是为信息、生物、建筑、包装、交通及家电等行业服务。国外塑料机械工业的发展趋势大致包括以下几个方面。 微型大型并重 微型化是今后各类塑机产品的发展方向之一。微型塑机会有越来越多的市场需求，目前它在电子、信息、电器、医疗、生物等行业的初步应用，已经取得了阶段性成果，并呈良好的发展势头。目前，国际上已经成功地开发出了质量为万分之一克的注射制品成型加工设备、直径为1mm的塑料管生产设备和容积为3ml的中空吹塑机等微型塑机产品。据了解，一些发达国家目前正在研制能够替代人体血管的直径小于0.5mm的塑料管生产设备，而日本则表示要开发质量为十万分之一克的注射成型加工设备。大型化也是塑机产品

17、的发展方向之一。目前生产小轿车车身板用的8000kN注射机已经研制成功，直径为2000mm的塑料管、宽为10m的片材及容积为5000L的中空容器等大型塑料制品的生产设备也已投放市场。但是，一些工业用的更加大型的塑料制品的生产加工设备却依然是一片空白。如小型快艇、运动艇、洲际长途输液输气用的超大直径塑料管以及1万升甚至更大容积的塑料储装容器的生产所需的加工设备，都有待于研制开发。 个性化 长期以来，塑料机械的机型、功能、规格的固定不变，已经远远不能满足市场的需求。由于塑料制品需求的不断变化，塑料制品生产企业要求塑料机械工业能及时为其提供最具市场适应能力的塑料机械装备。如：动模板可移动又可转动的注

18、射机、大成型面积小合模力或大合模力小注射量的注射机、混料与注射联用的成型设备、负有特殊外围配套装置的挤出生产线、木材与塑料共混成型加工设备等等，这就要求塑料机械工业企业及时对市场作出最有效的反应。塑料机械工业产品的个性化发展，必然会淡化以往的成批量生产的模式，同时也会促进塑料机械工业产品的模块化设计和集成技术的应用，这就要求塑料机械企业在技术人才、技术创新方面要具有雄厚的实力，也要求企业能够在第一时间内，准确地把握客户的个性化需求。 智能化 塑料机械工业产品的自动化控制技术目前已经发展到相当高的水平，设备单元的自动控制、参数的闭环控制、过程联运在线反馈控制等电子与计算机技术都在塑料机械产品上得

19、到了较为广泛的应用，目前已经出现了具有智能控制功能的塑料机械产品。人们有理由相信，随着智能化塑料机械产品的不断问世，为数众多的无人车间、无人工厂会变成现实。 网络化和虚拟化 网络技术是在电子、通讯、计算机技术高度发展的基础上诞生的，它把人类经济、技术带进了一个崭新的境域。在世界塑料机械工业中，已经有一些厂家开发应用了网络化技术。如美国的NDC公司、加拿大的Husky公司及奥地利的Greinere公司就开发和应用了网络技术。他们可以坐镇公司本部，而利用网络通讯及遥感接口技术，为数千公里之外的客户提供技术培训、技术咨询、机台调试及排除故障等多种服务。计算机和网络技术的发展，使得虚拟技术的实现成为可

20、能。由于虚拟技术可以形成和提供虚拟空间环境，因此，塑料机械厂家可以实行虚拟合作设计、虚拟合作制造。虽然虚拟技术的发展，目前尚处于初始阶段，但由于虚拟技术所蕴藏的巨大的经济利益的诱感，将为虚拟技术今后的迅猛发展提供强大的推动力。1.4模具CAD/CAM软件的应用与开发现状模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等

21、进行设计和优化。模具CAD/CAE在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。一 、模具CAD/CAM发展概况模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM 软件的发展进程。目前通用CAD/CAM 软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化(intel

22、ligent)、协同化(collaborative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。二、模具CAD/CAM的特点一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的模具CAD/CAM系统应该具备下列特点: (l)模具CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。模具设计中因为模具的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制NC加工程序，

23、计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几何模型。因此，几何造型是模具CAD/CAM中的一个重要问题。(2)标准化是实现模具CAD的必要条件。模具设计一般不具有唯一性。为了便于实现模具CAD，减少数据的存储量，在建立模具CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化。有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件。(3)设计准则的处理是模具CAD中的一个重要问题。人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。三、模具CAD/CAM的优势计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长

24、，使模具设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。(1) CAD/CAM可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD与CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。(2) CAD/CAM可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5%7%。采用CAM可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。CAD/CAM的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD/CAM术，生产准备时间缩短，

25、产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。(3) CAE/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。(4) 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功 随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。四 、模具CAD/CAM技术在模典行业的应用现状模具 CAD/CAM技术发展很快。应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤

26、压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的CAD/CAM系统。采用CAD/CAM技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的一个显著特点。目前我国模具行业应用的模具CAD/CAM软件可以分为两大类:一是机械行业内通用的CAD/CAM，如前面介绍的Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks 、Pro/Engneer等。二是专门针对模具行业开发的模具CAD/CAM系统，如:上海交大模具CAD国家工程中心开发的冷冲模CAD系统等。(1) 国外模具CAD/CAM技术的应用现状工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD/CAM上进行了较大的投资，正大力开发这

27、一技术。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰田汽车公司于1965 年将数控用于模具加工。20世纪80 年代初期开始采用覆盖件冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADEIT软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送人计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。(2) 国内模具

28、CAD/CAM技术的应用现状经过近几十年的发展，在国内的模具生产中，CAD/CAM技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外CAD/CAE系统， 如: Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。但是对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低;对于国内一些中小型模具企业，它们的CAD/CAM应用很少，有些仅停留在以计算机代替画板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD/CAM

29、应用状况，使它们真正做到快速、准确地对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本低，即达到敏捷制造的目的。1.5 本次设计的目的此次毕业设计给了我亲自动手的机会，于以后的工作、学习等都有很大的帮助，是大学学习的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践相结合的，所以这次毕业设计的意义十分重大。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS 等材料的各项性能指标，工艺方案的选择和技术的掌握。第二章 过滤器的工艺分析2.1 设计原始资料模具设计原始资料对模具设计有着至关重要的作用。通过原始资料可以得到模具设计的必备信息，如：产品的结构、产品材料以及产品的性能

30、要求等。这些数据都是模具设计之前必须掌握的。模具是一种技术含量高的工业设备，在设计模具之前必须完全了解它的成型对象，认真分析消化设计原始资料，以更好的满足客户的要求。设计原始资料也叫设计任务书，它通常由客户提供给模具制造商。在学校完成论文设计的原始资料由设计指导教师提供。设计原始资料不仅包含了产品零件图、产品3D文档和产品样品这三种之中的一种或几种都有（一般都需要有产品零件图）。还包含有其他如注射机、生产纲领等信息。由于这次毕业论文设计中是自己选择题目，所以本次设计的原始资料包括了塑料制品的零件图和自己造好的3D电子文档。产品的技术要求以及其后处理都可以从零件图中获得，而注塑机可以综合考虑模具

31、最优设计条件自己选择。2.1.1 过滤器的零件图 图2-1零件图是从事工业制造行业人员之间沟通的重要语言，有着不可取代的重大作用。它决定了工业制造的所有过程，不管是后续的加工还是最后成品的检验、验收以及某环节出错后责任的承担都是以设计零件图作为基准的。图2-1-1是本次模具设计的塑料产品零件图。通过零件图可以得到如下信息： （1） 产品的材料为ABS塑料（2） 产品的重量，通过软件分析3维产品模型，可得到重量。（3） 产品的平均收缩率为0. 55%（4） 产品的尺寸精度，必须认真分析计算，以确定注射成型能否达到此精度要求。ABS/PC共混塑料的一般精度等级为MT3，未注公差等级为MT5。（5）

32、 产品的表面质量要求外表面光泽且无相拼痕。（6） 产品的结构以及壁厚为2mm；以便于注射工艺分析。（7） 通过零件名称得知该产品的用途是过滤。以上信息都是模具设计必须重点掌握的。如果零件图上没有直接说明的，也得查阅各种资料加以分析，也可以通过各种软件来辅助分析。2.1.2 过滤器的3D文件产品3D文件不仅仅是比零件图更形象的参考图，而且是采用软件进行分模、进行模流分析以及产品结构对成型工艺的适应性分析不可缺少的文件。图2-1-2是通过零件图进行3D造型得到的产品3D图。 图 2-22.2 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。2.2.1 ABS塑料概

33、述ABS( Acrylonitrile - Butadiene - Styrene)俗称超不碎胶，是一种高强度改性PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，化学结构式为：三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性：丙烯腈能使制品有较高的强度和表面硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大

34、一些。属于减敏性塑料。（1）ABS塑料的主要优点：综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小；耐低温达-40；耐酸、碱、盐、油、水；可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰；较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。（2）ABS塑料的主要缺点： 不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解；耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；耐热性不够好。 普通ABS的热变形温度仅为9598。综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用

35、。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料2.2.2 用途及特点用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重:1.05克/立方厘米 燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点： 1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. 2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理. 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。 4、流动

36、性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 5、用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性： 1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时. 2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度. 3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模

37、具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟

38、了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS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、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS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有一定的硬度和尺寸

39、稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件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；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标：表2-1 热物理性能密度(g/ cm)1.02105比热容(Jkg-1K-1)12551674导热系数(Wm-1K-110-2)13.831.2线膨胀系数(10-5K-1)5.88.6滞流温度(C)1

40、30表2-2 力学性能屈服强度（MPa）50抗拉强度(MPa)38断裂伸长率()35拉伸弹性模量(GPa)1.8抗弯强度(MPa)80弯曲弹性模量(GPa)1.4抗压强度(MPa)53抗剪强度(MPa)24冲击韧度(简支梁式)无缺口261布氏硬度9.7R121缺 口11表2-3 电气性能表面电阻率（）1.21013体积电阻率（m）6.91014击穿电压（KV/mm）介电常数（106Hz）3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007耐电弧性(s)50852.3分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度

41、要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。2.4工艺性分析 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数：干燥条件：80-90 2小时成型收缩率:0.4-0.7% 模具温度：25-70（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度：210-280（建议温度：245）成型温度：200-240 注射速度：中高速度 注射压力：500-1第三章 分型面的设计与型腔布局3.1 分型面的设计打开模具取出胶件或

42、浇注系统的面，称之为分模面。3.1.1 分型面选择的决定因素打开模具取出胶件或浇注系统的面，称之为分模面。分模面除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、行位、顶出、加工等多种因素影响。合理的分模面是塑件能否完好成型的先决条件。3.1.2 分型面的设计原则分型面的选取一般应从以下几个方面综合考虑：(1)符合胶件脱模的基本要求，保证能使胶件从模具内取出，分模面位置必须设在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。(2)确保胶件留在后模一侧，并利于顶出且顶针痕迹不显露于外观面。(3)分模线不影响胶件外观。分模面应尽量不破坏胶件光滑的外表面。(4)确保胶件质量，例如,将有同轴度要求的胶件部分放到

43、分模面的同一侧等(5)分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要行位成形，力求行位结构简单，尽量避免前模行位.。(6)合理安排浇注系统，特别是浇口位置。(7)满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。(8)有利于模具加工。3.1.3 过滤器的结构如图3-1所示： 图3-13.1.4 过滤器分型面的位置由以上产品结构的分析其分型面为平面分型面，分型面的形式及其位置如图3-2箭头所示： 图3-23.2 型腔数目及布局型腔数目的确定不仅受到用户合同的生产纲领和用户提供的注射成型设备的规格的限制。另外还

44、受到制件的复杂程度、精度要求和模具制造的难度的限制。所以型腔数目的确定必须满足以上要求。此次设计中由自己选择题目，所以在合同里的信息不作详细叙述。只对产品精度和模具制造的难度的影响重点叙述。3.2.1型腔数目对塑料制件的影响在确定型腔数目时特别注意制件的复杂程度、精度要求和模具制造难度。复杂的模具，高精度制品不宜用多型腔，多腔模很难保证高精度。也很难保证多腔的一致性。一般每增加一腔产品的精度就会降低4%，所以精度越高的制品尽量采用一模一腔，采用多腔模时也尽量不要多于四腔。3.2.2 型腔数目的确定该塑料制品的结构较简单，产品投影到分型面的面积很小。为保证塑料原料的利用率以及产品尺寸精度的控制，

45、此次设计采用一模四腔，保证冷料的占有率减少到20%以内。3.2.3 型腔排列形式为了保证四腔的一致性，熔融塑料应同时注满四腔。所以必须采用平衡对称布局。由于每腔都有两个滑块和两个斜顶，综合考虑模具的制造难度，不适宜采用圆形布局。所以采用H型的布局形式。型腔的布局形式如图3-3。 图3-3 第四章 注塑机的选择4.1 塑件质量与体积的计算塑件：图4-1零件塑件的体积 V=4.4cm浇注系统的体积：V2=2.4cm塑件与浇注系统的总体积为V=4.4*4+2.4=20.6cm计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=4.4cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm 所以，塑

46、件的重量为：M=V=4.4cm1.05=4.62g4.2计算浇注系统的体积其初步设定方案如下 图4-2 浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=2.4cm4.3注射机选择注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射