线圈骨架注塑模具的设计 - 毕业论文 - 图文(4)

中央电大毕业论文 第一章 注射模具设计与成型概述

1.1 塑料注射模具研究的目的

首先，要了解整个模具行业近十年来设计的发展概况以及应用水平，特别是注塑模具设计的先进技术和方法。其次，熟练掌握Pro/E应用软件，还要了解目前应用较为广泛的其他应用软件，如UG、AutoCAD、CAXA软件等。再次，必须对成型材料的成型特性有足够的了解；最重要的是掌握注塑模具的设计特点和结构特点。

通过对制件的结构分析，结合塑料模具的结构设计及其相关理论，设计一套较合理的塑料注射模具，了解塑料及有关成型原理、工艺特点、正确分析成型工艺对模具的要求，初步掌握模具结构设计的基本原理、基本方法以及加工工艺等，提高综合应用知识的能力和解决实际生产中关键技术的能力。

1.2 塑件的分析

塑件的尺寸比较小仅为22.5×25×14mm，图1-1为线圈骨架塑件的三维立体，该产品形状如中空薄壁型零件，从整体结构分析：此零件上下有贯穿孔，侧面是一个环形凹槽，总体尺寸大小适中。但不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹，外型比较美观。根据要求，成型的材料用ABS，材料的收缩率0.3%?0.8%，制件的表光要求一般，采用侧浇口，制品整体有充分的脱根据制品外观要求与结构特要求选择浇口位置在零件外部，制品薄要求冷却必须均匀而充分，脱模力合理要求顶出机构顶出均匀因为采用了侧浇口，所以需人工去除浇注系统中的残料。

图1-1线圈骨架

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模斜度，各处脱模力比较合理。从整体工艺性分析 ：

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1.2.1 线圈骨架零件工艺分析方案分析 线圈骨架零件工艺分析方案

分 型 面 可选方案 方案分析 A-A面为水平分型面， B-B面为垂直分型面， HALF（哈弗）结构 结论 适用 只有一个A-A面为水平分型面， 不适用 孔的成成形则用到侧抽芯结构 模具结构复杂，制造成本高。 型 腔 布 局 浇 注 系 统 点浇口进料 塑件质量好，但模具结构复杂， 不适用 需采用三板两开模具结构 推出机构 三模两腔式推出机构 不适用 一模一件 一模两件 具大小适中，适合中等批量生产。适用 生产效率低，不容易安排浇注系统。不适用 侧浇口进料，模具简单， 适用 浇口容易去不影响塑件外观。 推杆顶两个HALF块， 适用 HALF块沿斜槽动并张开，来实现塑件地推出机构 6 中央电大毕业论文

1.3塑料材料的简介

此模具需要成形的零件是线圈骨架，材质是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），英文名称：Actylonitrile-butadiene-styrene。注射模是最适合其成形的模具。在设计模具之前，先明确ABS材料的特性。

ABS属于热塑性塑料。热塑性塑料即在特定的温度范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。

1.3.1 塑件材料（ABS）的性能：

ABS是由丙烯晴，丁二烯，苯乙烯三者共聚而成的非结晶的高聚物。成象牙色或是白色，不透明无嗅，无毒，能缓慢燃烧，具有聚苯乙烯的光泽成型和工艺性能。又有聚丙乙烯的刚性，耐曲性和优良的机械强度。又有橡胶组分的优良的抗冲击强度。良好的低温性能和耐化学药品，尺寸稳定性好，表面光泽性好，易涂装和着色。缺点是可燃，热变形温度较低，耐候性较差。

1) 力学性能

不同级别的ABS拉伸强度差较大，一般为33-55Mpa。ABS树脂有极好的冲击强度，高抗冲击型ABS树脂在室温下的悬臂梁冲击强度可达400J/M左右，即使在-40℃低温下，其数值也大于120J/M。ABS树脂是非均相体系，为两相结构，树脂是连续相，橡胶是分散相。橡胶颗粒分散于树脂中，橡胶粒子吸收外界的冲技能而抑制了制品的开裂，使ABS具有优异的冲击性能。ABS树脂的冲击性能与树脂中的橡胶含量，接枝率和粒子大小因素有关。随着橡胶含量的增加，ABS树脂的冲击强度迅速提高，但橡胶含量不能过大，否则其他力学性能，如拉伸强度，弹性模量等则明显降低。通常ABS树脂中的橡胶质量分数以25%-40%为宜。

ABS具有优良的抗蠕变性能，ABS试样在室温下的蠕变试验结果表明，在承受7.2Mpa载荷时，即使经过长达两年半的时间，尺寸也无明显变化。

ABS树脂耐磨性能较好，虽不能用作自润滑材料，但由于有良好的尺寸稳定性，故可用作中等载荷的轴承。

2) 电学性能

ABS树脂在宽广的频率范围内有良好的绝缘性能，却很少受温度或湿度

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中央电大毕业论文 的影响，起点性能如表1-1表示：

表1-1电学性能

性能 介电常数（23℃） 介质损耗角正切（23℃） 体积电阻率/Ω·m (1.05～3.60)×1016 耐电弧性/s 介电强度、（kv/mm） 3) 热学性能

ABS树脂的热变形温度在载荷为1.82Mpa时约为93℃，随着加工过程中退火的处理，可增加6～10℃.由于ABS树脂的无定形结构特点，它具有平稳的应力-温度效应，因此当载荷由1.82Mpa降至0.45Mpa时，其热变形温度仅提高4～8℃.耐热型ABS树脂的热变形温度可达115℃左右。ABS树脂的脆化温度-7℃，通常在-40℃时仍有相当的强度。ABS制品的使用温度为-4～100℃.ABS树脂各等级的线膨胀系数从6.4×10-5/℃到11.0×0-5/℃，在热塑性塑料中是线膨胀系数较小的一种。ABS树脂的热稳定性在工程塑料中偏低，在260℃时即能分解产生有毒的发挥性物质。ABS树脂易燃，无自熄性。

4) 化学性能

ABS树脂耐化学性能好，由于其分子结构中有腈基的存在，使它几乎不受稀酸，稀碱及盐类的影响，但能溶于酮，醛，酯和氯代烃中；不溶于乙醇大部分醇类，但在甲醇中则经数小时就软化；虽不溶于烃类溶剂，但与烃类

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60Hz 3.73～4.01 0.004～0.007 103Hz 2.75～2.96 0.006～0.008 106Hz 2.44～2.85 0.008～0.010 (1.05～3.60)×1016 66～82 14～15 (1.05～3.60)×1016 66～82 14～15 66～82 14～15 中央电大毕业论文 溶剂长期会溶胀。与大多数塑料一样，ABS树脂在应力作用下，其表面受醋酸，植物油等化学试剂的腐蚀会产生应力开裂。

5) ABS的成形特性：

ABS是PS一个品种。ABS属无定型塑料，由于其结构中有极性基团，所以易吸湿。加工前通常要进行干燥，以消除制品上因水分而产生的银纹及气泡等缺陷。干燥条件为：在80～90℃的循环热风干燥器中干燥2～4h。

ABS的熔体粘度适中，熔体的粘度对成型温度和注射压力都比较敏感。提高塑料温度和注射压力，熔体黏度都能明显下降，流动性增加，有利充模。

ABS的分解温度在270℃以上，由于受加热时间及其他工艺参数的影响，ABS往往在250℃左右就开始变色，所以加工温度不超过250℃。一般，柱塞式注射机的料筒温度为180～230℃，螺杆式注射机为160～220℃，喷嘴温度为200℃左右。其中，耐热级，电镀级等品级ABS树脂的加工温度可高些，而阻燃级，通用级及抗冲击ABS等，则加工温度应低。在注射ABS时料筒温度提高到280℃，但料在料筒中的停留时间要短，注射速度要快。

提高模具温度有利于熔体充模，使制品的表面光洁度提高，热应力减小，也有利于电镀性能的改善，但制品的收缩率增加，成型周期延长。因此，对表面质量要求比较高以及形状复杂的制品，可采用加热模具的方法，使温度控制在60～70℃，而一般的制品模温可低，模具可通冷水冷却。注射压力的选取与制品的壁厚，设备的类型及树脂的品级等有关。对薄壁长流程，小浇口的制品或耐热级，阻燃级树脂，要选取较高的注射压力，为100～140Mpa；对壁厚，大浇口的制品，注射压力，为70～100Mpa.提高注射压力虽有利充模，但会使制品内应力，保压压力也不应太高，通常控制在60～70Mpa。

注射速率对ABS熔体的流动性有一定影响。注射速率慢，制品表面易出现波纹，熔接不良等缺陷；而注射速率快，充模迅速，易出现排气不良，制品表面光洁度差，并且ABS塑料会因摩擦热增大而降解，使力学性能下降。因此，在生产中，除充模有困难时采用较高的 注射速率外，一般情况下宜采用中、低的注射速率。

与其他塑料一样，ABS制品中也存在内应力，只是在一般情况下很少发生应力开裂。因此，当制品使用要求不高时，可不必进行热处理；如果制品的使用率较高，则需将制品放入温度为70-80℃的热空气中，静置2-4h，然

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