支撑架外套注塑成型工艺及模具设计大学本科毕业论文Word格式文档下载.docx
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指导教师签名：
支撑架外套注塑成型工艺及模具设计
摘要
本次课题设计的零件是支撑架外套。
首先采用计算机辅助软件Pro/E进行零件的三维造型与注塑模具设计。
对设计的零件进行结构和工艺分析，注塑模具设计成二板模具，一模一腔，直浇口，滑块抽芯机构。
采用模流分析软件Moldflow对零件进行最佳浇口位置分析和充填+冷却+翘曲分析，根据分析结果对冷却系统和浇注系统进行调整和优化，注塑模具中的浇注系统和冷却系统也进行相应的调整［1］。
模具出图环节将使用AutoCAD对装配图和零件图进行修整。
最后的注塑模具浇注系统合理，流料能够完全充填型腔；
冷却系统的冷却效果良好；
制品翘曲程度达到合理的范围；
模具整体结构合理。
关键词：
支撑架外套，注塑模具，工艺分析
Coatracksplasticinjectionmoldingprocessandmolddesign
Abstract
Thistopicdesignofpartsiscoatracks.FirstusingcadsoftwarePro/Etopartsofthe3dmodellingandinjectionmolddesign.Structureandprocessanalysiswascarriedoutonthedesignofparts,injectionmolddesignintojuniormodules,onemoduleandonecavity,sprue,slideblockcore-pullingmechanism.Moldflowmoldflowanalysissoftwareusedforpartsforoptimalgatelocationanalysisandfilling+cooling+warpageanalysis,accordingtotheresultsoftheanalysisofthecoolingsystemandthegatingsystemtoadjustandoptimizetheinjectionmoldpouringandcoolingsystemsalsoperformtheadjustments.
MoulddrawingpartwilluseAutoCADforfinishingassemblydrawingandpartdrawing.Thefinalplasticinjectionmouldgatingsystemisreasonable,theflowofmaterialtomoldfillingcompletely;
Thecoolingsystemcoolingeffectisgood;
Productswarpdegreeofreasonablerange;
Moldstructureisreasonable.
Keywords：
Bracketjacket,injectionmolds,processanalysis
1绪论
1.1我国注塑模具的发展及发展趋势
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引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%。
经过半个世纪的发展，模具水平有了较大提高。
精密塑料模具方面，已能生产医疗塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。
所生产的这类塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平。
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0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，虽然我国的模具行业发展迅速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、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。
注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模CAD技术发展相当迅速。
70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。
80年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论依据并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。
近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。
在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、优良的模具材料、合理的加工工艺和现代化的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。
一副好的注塑模具可以成型上百万次这与上述因素有很大的关系。
1.2注塑模具在国外的发展过程
（1）20世纪60年代，美、英、加拿大等国的学者开始了一系列有关塑料熔体在模腔内流动与冷却的基础研究，通过合理简化，完成了一维流动与冷却分析程序。
（2）20世纪70年代完成了二维分析程序。
（3）20世纪80年代开展了三维流动与冷却分析，并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域。
（4）20世纪90年代后进行了流动、保压、冷却、应力分析的注塑工艺全过程的集成化研究，为开发实用型的注塑模分析软件奠定了基础［2］。
目前，发达国家的塑料流变学、几何造型技术、数控加工及计算机技术的突飞猛进，为注塑模CAD/CAE/CAM系统的开发创造了极为有利的条件。
世界各国投人大量的人力、物力来研究和开发CAD/CAE/CAM技术，使得这种技术从理论研究到实际应用方面都取得了质的飞跃。
但注塑模的商品化软件在功能和精度上还有待于进―步发展。
今后的研究和发展工作主要在于精度的数字化技术，如要完善注塑模CAE软件对注塑全过程的模拟，对复杂形状的产品进行数据采集，且采集速度要快而精确，并直接建立线框模型。
另一个就是实现模具加工的全自动化；
还有，就是要通过信息网络实现技术价值、技术服务和技术转让，从而显示先进信息传输工具的优越性。
总之,注塑模CAD/CAE/CAM的生产组织方式，是一套完整的、科学的、现代化的模具生产组织方式，整个生产过程环环相扣，上下照应，充分体现了整个生产组织上的科学严密性。
这种生产方式从根本上杜绝了常规模具生产组织方式的种种弊病，从生产组织系统上保证了注塑模的生产质量。
1.3本课题的指导思想
近年来随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、高寿命的模具在整个模具产量中所占有的比重越来越大。
模具技术的水平在很大程度上反映了整个国民经济中的发展程度。
在模具设计中对工艺的研究越来越深入，模具设计已由经验设计阶段逐渐向理论计算方面发展。
大量地采用各种高效率的模具结构。
使模板、导柱等通用零件标准化、商品化以适应大规模的批量生产塑件成型模具。
本文着重从产品的生产工艺分析角度出发，满足产品的成型特点。
保证所设计产品的模具使用寿命和降低成本的理念进行支撑架外套塑料件的模具设计。
对支撑架外套注射成型问题进行研究设计合理的模具结构［3］。
2塑件设计及分析
2.1塑件成型工艺分析
2.1.1塑件的分析
（1）外形尺寸该塑件的壁厚为2mm，塑件的外形尺寸相对较小，塑料熔体流程适中，适合于注射成型。
如图1所示。
（2）精度等级每个尺寸的公差不一样，有的属于一般，有的是高精度的。
本制件为注明公差，所以统一按一般精度计算。
（3）脱模斜度ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小，结合制件的实际情况，选择脱模斜度为1°
。
图1制件图
2.1.2ABS的性能分析
ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的聚合物。
因此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型和染色性［4］。
ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色不透明但成型的塑料油较好的光泽。
它无毒、无味、易燃烧、无自熄性。
密度为1.08～1.23/gcm。
ABS具有较高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、耐热性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能［5］。
ABS有一定的硬度和一定尺寸稳定性，易于成型加工且易着色。
ABS几乎不受酸、碱、盐及水和无机化合物的影响溶于酮、醛、酯、氯代烃中，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盈利开裂。
此外ABS的热稳定性差，热变形温度为93℃脆化温度为-27℃使用的温度范围为-40℃～100℃。
ABS是无定型聚合物，无明显熔点。
熔融流动温度不太高，在160℃～190℃范围即具有充分流动性且热稳定性较好，在约高于285℃时才出现分解现象。
因此，加工温度范围较宽。
ABS熔体具有较明显的非牛顿性，提高成型压力可以使容易粘度明显下降。
分析ABS塑料的性质、性能特点考虑到再成型过程中需要克服的因素以及材料成本问题。
决定用ABS塑料作为支撑架塑料件的原材料。
（1）ABS的成型工艺：
塑料ABS也可以说是聚苯乙烯的改性，比HIPS有较高的抗冲击强度和更好的机械强度，具有良好的加工性能，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工［6］。
ABS的吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为70~85℃，干燥时间为2~6h；
ABS制品在加工中容易产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于70~80℃的热风循环干燥箱内2～4h，再冷却至室温即可［7］。
（2）ABS的主要性能指标如表2-1所示
表2-1ABS的主要性能
密度/g.cm﹣³
1.02～1.08
屈服强度/MPa
50
体积比/cm³
·
g﹣¹
0.86～0.98
拉伸强度/MPa
38
吸水率（%））
0.2～0.4
拉伸弹性模量/MPa
1.4×
10³
熔点/℃
130～160
抗弯强度/MPa
80
计算收缩率（%）
0.4～0.7
抗压强度/MPa
53
比热容/·
（kg·
℃）﹣¹
1470
弯曲弹性模量/MPa
1.4
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