塑料三通模具设计及三维造型 - 图文(2)

西南科技大学城市学院本科生毕业论文 Ⅴ

9.4.1 推出面积 ..................................................................................................... 43 9.4.2 推出应力 ..................................................................................................... 43

第10章 温度调节系统的设计 ....................................................................................... 44

10.1 加热系统的设计 ................................................................................................. 44

10.1.1 模具温度对塑件的影响 ........................................................................... 44 10.1.2 加热系统设计 ........................................................................................... 44 10.2 冷却系统的设计 ................................................................................................. 44

10.2.1 冷却系统的作用 ....................................................................................... 44 10.2.2 冷却通道设计原则 ................................................................................... 45 10.2.3 冷却系统设计 ........................................................................................... 46

第11章 导向与定位机构的设计 ................................................................................... 49

11.1 导向机构的作用.................................................................................................. 49 11.2 导柱导向机构的设计.......................................................................................... 49 11.3 复位机构设计...................................................................................................... 51 11.4 限位拉杆的设计.................................................................................................. 51 第12章 模具三维造型设计 ........................................................................................... 52

12.1 Pro/E软件的概述 .............................................................................................. 52 12.2 零件的实体造型 ................................................................................................. 52 12.3 零件的装配 ......................................................................................................... 72 12.4 爆炸图的绘制 ..................................................................................................... 77 结论 ..................................................................................................................................... 78 致谢 ..................................................................................................................................... 79 参考文献 ............................................................................................................................. 80

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第1章 前言

1.1概述

塑料工业是世界上增长最快的工业之一。自从1909年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有90余年的历史，1927年聚乙烯问世以来，随着高分子技术的发展，各种性能的塑料，特别是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、与氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过了聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚录乙烯等四种通用塑料，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用。而塑件的成型方式中又以注塑成型较好的方法，注塑成型又称注射模塑或注射成型，它除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。

目前，随着塑料工业的发展,注塑技术,注塑设备,注塑制品的质和量都日益革新和增长。注射成型机日益向着精密，自动，大型和微型方向发展，日前大型注射机的锁模力已达到120000KN，最大注射量达到96kg，注射速率达到3700cm/s，注射技术则向塑化，节约原料和复合制品的注射等方面发展。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度来说，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求。我们应该结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。

所谓注射成型是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。所以构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个型腔；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。

注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很

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小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、开模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制出无缺陷热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。

注塑成型的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件，在操作上完成了一个周期。

注塑成型具有的特点：

1、生产效率高，易于实现自动化生产； 2、对成型各种塑料的适应性强； 3、注塑成型所需设备昂贵；

4、成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸准确、带有金属或非金属嵌件的塑件。

1.2 ABS塑料的发展前景

在一些传统的应用领域，ABS树脂正面临着越来越多的竞争，市场份额已经开始降低。我国必须针对市场需求，围绕现有生产装置，大力发展抗冲击、耐热、耐侯、高流动、电镀、阻燃、高光泽、抗静电、激光标识、抗电磁屏蔽、抗振动阻尼、气体阻隔等专用ABS树脂品种以及电冰箱、头盔、板材以及汽车仪表板表皮等各种专用料的开发。

随着汽车工业的发展，节能与环保成为了汽车工业的两大课题。塑料以其重量轻、设计空间大、制造成本低、性能优异、功能广泛，最终能使汽车在轻量化、安全性和制造成本几方面获得更多的突破，从而成为了二十一世纪汽车工业最好的选择。ABS一直在汽车部件生产中起着重要作用。PP虽然在汽车配件生产中后来居上，但是ABS在高档轿车部件中的贵族地位是PP无法撼动和完全取代的。ABS的贵族地位是与ABS良好的特性相关的：热塑性ABS树脂被广泛认可为是一种可以自由设计的工程材料，具有突出的美学、流动、韧性、尺寸稳定性和高耐热性。改性ABS可以提供宽范围的牌号选择，包括低气味ABS、耐热ABS、消光ABS、电镀级ABS和耐候

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ABS，ABS在汽车的内外饰部件上有广泛的应用。在内饰上，ABS可以用于生产门板、仪表板饰框、手套箱、中控仪表板、空调出风口等。在外饰上，ABS用于制造散热格栅、镜框、牌照板、饰标等。

在国外ABS树脂产品向高性能化、功能化、多品种化方向发展，各种专用料已系列化，可满足不同层次、不同用户的需求，而我国大多数ABS生产企业还只能生产通用型产品。而我国改性ABS质量水平还较低的现状。要加快引进技术的吸收利用和国产化技术的开发，加大研发力度，积极开辟新的市场领域。我国大型ABS树脂的生产装置都是引进国外技术和生产工艺，但在消化吸收引进技术方面的步伐却比较缓慢，难以按照市场的需求及时调整产品结构，造成高性能ABS树脂产品主要依赖进口的局面。因此急需加快对引进技术的消化吸收和国产技术的开发工作，以保证我国ABS行业健康稳定发展。

1.3 ABS塑料注塑工艺分析

ABS塑料由于具有较大的机械强度和良好的综合性能，在电子工业、机械工业、交通运输、建筑材料、玩具制造等工业中占有重要地位，特别是稍微大点的箱体结构以及受力元件，需要电镀的装饰件更是离不开这种塑料。对ABS塑料注塑工艺分析如下：

1、ABS塑料的干燥 ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面的色斑和云纹。ABS原料要控制水分在0.3%以下，注塑前的干燥条件是：干冬季节在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃以下，干燥4～8小时如制件要达到特别良好的光泽或制件本身复杂，干燥时间更长，达8～16h。因微量水汽的存在导致制件表面雾斑是往往被忽略的一个问题。最好将机台的料斗改装成热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮，但这种料斗要加强湿度监控，在生产偶然中断时，防止料的过热。

2、注射温度 ABS塑料的温度与熔融粘度的关系有别于其他无定型塑料。在融化过程温度升高时，其熔融实际上降低很小，但一旦达到塑化温度.（适宜加工的温度范围）如果继续盲目升温必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反应而使熔融粘度增大，注塑更困难，塑件的机械性能也下降了。所以ABS的注塑温度虽然比聚苯乙烯等塑料的更要高，但不能像后者那样有较宽松的升温范围。某些温控不良的注塑机，当生产ABS制件到一定数量时往往或多或少地在制件上发现嵌有黄色或褐色的

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焦化粒，而且很难利用加新料对空注射等方法将其清除排出。究其原因，是ABS塑料含有丁二烯成分，当某塑料颗粒在较高的温度下牢牢地粘附在螺槽中一些不易冲刷的表面上，受到长时间的高温作用时，将造成降解和碳化。既然偏高温操作对ABS可能带来问题，故有必要对料通各段炉温进行限制。当然，不同类型和构成的ABS的适用炉温也不同。如柱塞式绩，炉温维持在180～230℃；螺杆机，炉温维持在160～220℃。特别值得提出的是，由于ABS的加工温度较高，对各种工艺因素的变化是敏感的。所以料筒前端和喷嘴部分的温度控制十分重要。实践证明，这两部分的任何微笑变化都将在制件上反映出来。温度变化越大将会带来熔接缝、光泽不佳、飞边、粘模、变色等缺陷。

3、注射压力 ABS熔融件的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，所以注射时采用较高的注射压力。当然并非所有的ABS制件都要施加高压，对小型、构造简单、厚度大的制件可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小往往决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力锅小，塑料收缩率大，与型腔表面脱离接触的机会较大，制件表面雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模。

4、注射速度 ABS料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易燃焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接缝、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但在生产薄壁及复杂制件时，还是要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。

5、模具温度 ABS的成型温度相对较高，模具温度也较高。一般调节模温为75～85℃，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80℃，动定模温度要求50～60℃。在注射较大的、构型复杂的、薄壁的制件时，应考虑专门对模具加热。为了缩短生产周期，维持模具温度的稳定，在制件取出后可采用冷水浴、热水浴或其他机械定型法来补偿原来在型腔内冷固定型的时间。

6、料量控制 一般注塑机注ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75%，为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽，色调的均匀，要求注射量为标定注射量的50%为宜。

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