罩壳注塑模具设计文档格式.docx
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十二、冷却系统的设计与计算………………………………（27）
十三、设计小结…………………………………………………（28）
十四、参考文献…………………………………………………（29）
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第一章塑料工艺分析
ABS：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
一、基本性能
ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。
每种单体都具有不同特性：
丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；
丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；
苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。
从形态上看，ABS是非结晶性材料。
三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。
ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。
这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。
这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。
ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。
适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件，专动零件和电信结构零件。
二、成形特性：
1．无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种
确定成形方法及成形条件。
2．吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应长时间干燥。
3．流动性中等，溢边料0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。
4．比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度在250℃左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模具温度宜取50~60℃，要求光泽及耐热型塑件宜取60~80℃，注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为180~230℃，注射压力为100~140MPa，螺杆式注射机则取160~220℃，70~100MPa为宜。
ABS物理性能：
密度：
1.02~1.16g/cm3
比体积：
0.86~0.98cm3/g
吸水率：
0.2~0.4%
ABS热性能：
熔点：
130~160℃
熔融指数：
200℃负荷50N,喷嘴Φ2.09
0.41~0.82g/10min
维卡针入度；
71~122℃
马丁耐热：
63℃
湖南大学衡阳分校课程设计
热变形温度：
90~108℃（45N/cm2）
83~103℃（180N/cm2）
线膨胀系数：
7.0ⅹ10-5/℃
计算收缩率；
0.4~0.7%
比热容：
1470J/（kg.K）
燃烧性：
慢
热导率：
0.263W/（m.k）
ABS力学性能：
屈服强度：
50MPa
抗拉强度：
38MPa
断裂伸长率：
35%
拉伸强性模量：
1.8GPa
抗弯强度：
80MPa
弯曲弹性模量：
1.4GPa
抗压强度：
53MPa
抗剪强度：
24MPa
冲击韧度：
无缺口261k/Jm2
有缺口11k/Jm2
布氏硬度：
9.7HBS
ABS的成形条件：
注射成形机类型：
螺杆式
密度：
1.03~1.07g/cm3
计算收缩率：
0.3~0.8%
预热温度：
80~85oC
预热时间：
4h
料筒温度：
前段180~200oC
中段165~180oC
后段150~170oC
喷嘴温度：
170~180oC
模具温度：
50~80oC
注射压力：
60~100MPa
成形时间：
注射时间20~90S
高压时间0~5S
冷却时间20~120S
总周期50~220S
螺杆转速：
30r/min
适用注射机类型：
螺杆、柱塞均可
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后处理：
方法红外线灯、烘箱
温度70℃
时间4h
说明：
该成形条件为加工通用级ABS料时所用，苯乙烯--丙烯腈共聚物（即AS）成形条件与上相似。
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第二章模具结构的设计
注射模的结构由注射机的类型和塑件的复杂程度及模具内的型腔数目所决定。
在进行注射模设计时应考虑如下事项：
1.分析塑件结构及其技术要求
塑件的结构决定了模具结构的复杂程度，塑件的技术要求（如尺寸精度、表面粗糙度等）决定了模具制造及成型工艺的难易，因此对于不符合塑料注射成型特殊要求、不合理的结构形状等，应对塑件的设计进行改进。
2.了解注射机的技术规格
注射机的技术规格制约了模具的尺寸和所能成型塑件的范围。
3.了解塑料的加工性能和工艺性能。
主要有：
塑料的熔体流动行为，能达到的最大流动距离比；
分析流道和型腔各处的流动阻力，模腔内原有空气的导出；
塑料在模具内可能的结晶、取向及其导致的内应力；
塑料的冷却收缩和补缩；
塑料对模具温度的要求等。
4.考虑模具的结构与制造。
主要解决以下问题：
正确选择分型面和进料方式及型腔的排布；
模腔的组成及模具零件的强度、刚度和模具型腔尺寸精度，如何保证塑件的尺寸精度和外观质量；
采用何种脱模机构和抽芯或分型机构，将塑件取出模外；
模具总体结构和零件形状应力求简单合理，容易加工制造；
合理选择模具材料；
模具的热量损耗，冷却水用量以及塑件生产效率等。
根据以上四点的设计事项考虑，我将注射模设计成多分型面模具。
与单分型面相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板和定模座板与浇口板之间增加了一个凝料推板。
这样的设计可以将塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面自由脱落下来。
定距拉杆式多分型面注射模：
图2–1所示，开模时，第一分型面是在凹模与推料板之间的分模，即图示为A-A，它们之间的距离是由定拉杆为确定的，当它们停止下为时，就是推料板与定模座板之间的分模，即图示B-B，它们之间的行程是由定距拉杆来确定，这时的浇口、主流道、分流道中的凝料就会自动的脱落下来。
而最后分型的就是凹模与推件板，图示C-C，动模部分继续移动力时，在推杆的作用下，脱模板将塑件推离凸模。
而完成整个的脱模过成。
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图2–1模具结构图
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湖南大学衡阳分校课程设计
第三章塑件尺寸分析
图2–1塑件
塑件的工作条件对精度要求较高，根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为4级精度。
得塑件的体积为：
V塑=4.72cm3
塑件的质量为：
W塑=V塑×
r塑=4.96（g）
一．脱模斜度
为了便于塑件从型腔中脱出，或从塑件中抽出型心，塑件设计时必须考虑其内外壁面应有足够的脱模斜度。
最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。
查表各取型芯型腔的脱模斜度为1°
。
脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定：
塑件内孔，以型芯小端为准，尺寸符合图样要求，斜度由扩大方向取得；
塑件外型，以型腔大端为准，尺寸符合图样要求，斜度由缩小方向取得，一般情况下，脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。
因开模后塑件要求留在型芯上，则塑件外表面的脱模斜度应大于内表面的脱模斜度。
二．塑件壁厚
塑件壁厚受使用要求、塑料性能、塑件几何尺寸与形状以及成型工艺等众多因素的制约。
塑件各部壁厚应尽可能取均匀一致，切忌突变与截面厚薄悬殊的设计。
塑件壁厚一般在1～6mm范围内，常用值为2～3mm，现我所使用的塑件壁厚度为1.5mm。
所常用值范畴。
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三．塑件尺寸公差
像大多数加工过程一样，模塑成形的塑料制件将有一偏离公称尺寸的范围，通称为公差。
公差范围越窄，塑件尺寸精度越高。
精度的高低取决于成形过程所使用材料。
⒈影响塑件尺寸公差精度的因素甚多且十分的复杂，但主要有以下因素。
1材料的影响
2模具的因素的影响
3使用因素的影响
4设计因素的影响
5工艺因素的影响
2.塑件公差
影响塑件尺寸公差的因素极其复杂，这就给合理确定塑件公差带来困难。
通常借助于模塑件尺寸公差标准，作为确定其尺寸精度等级的依据。
我现根据SJ1372-78标准选择ABS塑件的精度等级为四级精度（一般精度）。
后根据SJ1372-78公差数值表，查得塑件尺寸的公差值，公差值如上图2–1所示。
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第四章分型面的选择
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表面。
一副模具根据需在可能有一个或两相以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。
一．分型面的选择。
分型面的形式与塑件的几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关。
⑴便于塑件脱模
1在开模时尽量使塑件留在动模内。
2应有利于侧面分型和抽芯。
3应合理安排塑件在型腔中的方位。
⑵考虑和保证塑件的外观不遭损坏。
⑶尽量保证塑件尺寸的精度要求。
⑷有利于排气。
⑸尽量使模具加工主便。
根据塑件的结构我选择的分型面如图所示：
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第五章型腔数目的确定与排列形式
一．型腔数目的确定
为了使模具与注射机的行产能力相匹，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。
根据制品精度确定型腔数目。
根据经验，在模具中每增加一个型腔制品尺寸精度要降低4%。
设模具中的型腔数目为n，制品的基本尺寸为L（mm），塑件的尺寸公差为±
δ，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为±
△s%（ABS为±
0.05%），则有塑件尺寸精度的表达式为：
L·
△s+（N-1）L·
△s·
4%≤δ
简化后可得型腔数目为:
n≤（2500δ/△s·
L）-24
对于高精度制品,由于多型腔模具难为使各型腔的成型条件均匀一致,故通常推荐型腔数目不超过4个。
而我所制造的塑件精度等
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