ABS塑料盒设计Word文档下载推荐.docx
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cm/g
0.86-0.98
吸水率
％
0.2-0.4
收缩率
0.4-0.7
熔点
C
130-160
比热容
1470
屈服强度
MPa
50
拉伸弹性模量
1.4
抗弯强度
80
抗压强度
53
弯曲弹性模量
3.ABS的注射成型过程及工艺参数
（1）注射成型过程
1）成型前的准备。
对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于HIPS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。
2）注射过程。
塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
3）塑件的后处理。
处理的介质为空气和水，处理温度为60~75℃，处理时间为16~20s。
（2）注射工艺参数
1）注射机：
螺杆式，螺杆转数为30r/min.
2）料筒温度（℃）：
后段150~170；
中段165~180；
前段180~200.
3）喷嘴温度（℃）:
170~180
4）模具温度（℃）:
50~80
5）注射压力（MPa）:
60~100
6）成型时间（s）:
30（注射时间取2.2，冷却时间19.8，辅助时间8）.
二、拟定模具的结构形式
1、分型面位置的确定
通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上，其位置如图所示。
2、型腔数量和排列方式的确定
（1）型腔数量的确定该塑件采用的精度一般5级，且需要保证表面质量，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模一腔，多点浇口形式。
（2）
（2）模具结构形式的确定从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔，多点浇口形式，定模部分需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。
由上综合分析可确定选用带脱模板和脱料板的三分型面注射模。
3、注射机型号的确定
（1）注射量的计算通过三维建模设计分析计算得：
塑件体积：
130.20
塑件质量：
130.20×
1.02=132.804g
式中，参考表4-44可取1.02g/cm.
（2）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值,但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1倍来估算.由于本次采用流道且较长,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.5倍来估算,故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为
（3）选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量185.93cm,并结合式（4-18）则有：
185.93/0.8=232.41cm。
根据以上的计算,初步选定公称注射量为320cm,注射机型号为XZY-300卧式注射机，其主要技术参数见下表：
理论注射容量/
320
移模行程/mm
150
螺杆柱塞直径/mm
V注射压力/MPa
60
最大模具厚度/mm
355
775
最小模具厚度/mm
285
注射时间/s
2.2
锁模形式
液压-机械
拉料杆内间距/mm
400300
模具定位孔直径/mm
125
螺杆转速/r·
min
0~200
喷球嘴直径/mm
12
锁模力/kN
1500
喷嘴口孔径/mm
4
（4）注射机相关参数的校核
1）注射压力校核.查表4-1可知ABS所需注射压力为80~110MPa,这里p=100MPa,该注射机的公称压力为p=775MPa,注射压力安全系数k=1.25~1.4,这里取k=1.3,则:
kp=1.3×
100=130＜p,
所以,注射机注射压力合格。
2）锁模力校核
a、塑件在分型面上的投影面积A,则
A。
b、浇注系统在分型面上的投影面积A，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A数值，可以按照统计分析来确定。
A是每个塑件在分型面上的投影面积A的0.2~0.5倍.由于本流道设计简单,分流道相对较短,因此流道凝料投影面积可以适当取小一些,这里取A=0.4A.
c、塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积A,则
A=n（A+A）=n（A+0.4A）=1×
1.4×
A=1×
9400=13160mm
d、模具型腔内的胀形力F,则
F,
式中,p是型腔的平均计算压力值.p是模具型腔内的压力,通常取注射压力的20%~40%,大致范围为25~40MPa.对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值.HIPS属于中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故p取35MPa.查表4-45可得该注射机的公称锁模力F,锁模力安全系数为,这里取,则
＜F,所以,注射机锁模力合格.
对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定,结构尺寸确定后方可进行。
三、浇注系统的设计
1、主流道的设计
主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。
主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。
流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。
另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。
（1）主流道尺寸
1）主流道的长度：
小型模具L应尽量小于60mm，本次设计中初取50mm进行设计。
2）主流道小端直径：
d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=（4+1）mm=5mm
3）主流道大端直径：
式中。
4）主流道球面半径：
SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=14mm..
5）球面的配合高度:
h=5mm.
（2）主流道的凝料体积
（3）主流道当量半径
（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。
主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。
对材料的要求较严格，因面尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。
同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热火处理。
设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为50~55HRC。
2、分流道的设计
（1）分流道的布置形式在高计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。
（2）分流道的长度采用5个点浇口，由塑件尺寸知应大于取70mm
（3）分流道的当量直径因为该塑件的质量=132.804g＜200g,分流道的当量直径为
（4）分流道截面形状常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。
本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。
（5）分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为x，底面圆角的半径R=1mm，并根据表4-6设置梯形的高h=8mm，则该梯形的截面积为
再根据该面积与当量直径为8.85mm的圆面积相等，可得：
即可得x≈6.55mm取7mm,则梯形的上底约为9mm.
（6）凝料体积
1）分流道的长度为470mm.
2）分流道截面积61.43mm
3）凝料体积
（7）校核剪切速率
1）确定注射时间：
查表4-8，可取t=2.2s
2）计算分流道体积流量:
3）由式（4-20）可得剪切速率
该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。
（8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25~2.5即可，此处取Ra1.6，另外，其脱模斜度一般在之间，这里取脱模斜度为8。
3、浇口的设计
（1）点浇口尺寸的确定
根据资料一表4-10及资料二推荐数值确定点浇口尺寸如下：
（2）侧浇口剪切速率的校核
校核浇口的剪切速率
确定注射时间:
查表4-8，可取t=2.2s;
计算浇口的体积流量：
计算浇口的剪切速率：
剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。
4、校核主流道的剪切速率
上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。
（1）计算主流道的体积
（2）计算主流道的剪切速率
主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。
5、冷料穴的设计及计算
本设计仅有分流道冷料穴。
四、成型零件的结构设计及计算
1、成型零件的结构设计
（1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。
按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。
根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模。
（2）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型,本设计中采用整体嵌入式凹模。
2、成型零件钢材的选用
根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。
又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20（美国牌号）。
对于成型塑件外圆筒的大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV,而对于成型内部圆筒的型芯而言，型芯较小，但塑件中心轮毂包住型芯，型芯需散发的热量比较多，磨损出比较严重，因此也采用Cr12MoV,型芯中心通冷却水冷却。
3、成型零件工作尺寸的计算
采用表4-15中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。
（1）凹模径向尺寸的计算塑件外部径向尺寸的转换：
，相应的塑件制造公差，相应的塑件制造公差
mm
式中，S是塑件的平均收缩率，查表1-2可得ABS的收缩率为0.3%~0.8%,所以其平均收缩率;
是系数,查表4-15可知x一般在0.5~0.8之间,此处取;
分别是塑件上相应尺寸的公差（下同）;
是塑件上相应尺寸制造公差,对于中小型塑件取（下同）。
（2）凹模深度尺寸的计算塑件高度方向尺寸的转换:
塑件高度的最大尺寸,相应的
式中,是系数,由查表4-15可知一般在0.5~0.7之间,此处取。
（3）型芯径向尺寸的计算
.,
（4）型芯高度尺寸的计算
塑件尺寸转换：
式中,是模具尺寸计算系数,查表4-15可知一般在0.5~0.8之间,此处取。
（5）凹模侧壁厚度的计算
凹模侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，根据简单模具单型腔侧壁厚度计算公式有:
故可取36mm
（6）动模垫板厚度的计算
动模垫板厚度根据资料一表4-21经验公式计算如下：
b=100,初选第5序列模
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