华立毕业论文数控编程绪论

广州华立科技职业学院毕业论文1第一章绪论11我国塑料模具工业的发展现状整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的1/51/3，加入WTO后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具方面，加入WTO前本来就主要依靠进口，加入WTO后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具人才起到了推动作用。2006年，中国塑料模具总产值约300多亿元人民币，其中出口额约58亿元人民币。根据海关统计资料，2006年中国共进口塑料模具约10亿美元，约合83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面，2006年中国塑料模具总需求约为313亿元人民币，国产模具总供给约为230亿元人民币，市场满足率为735。进口的塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，近几年出口年均增长50以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。这一状况在2006年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因一是国民经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有13，而未达17。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和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、65KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠广州华立科技职业学院毕业论文2和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为008MM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002MM005MM，表面粗糙度RA02M，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，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、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了CMOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20以上，一般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5080相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国PARAMETRICTECHNOLOGY公司的PRO/ENGINEER、美国CV公司的CADS5、英国DELTACAM公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的CIMATRON、美国ACTECH公司的CMOLD及澳大利亚MOLDFLOW公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC50系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如P20，3GR2MO、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30以下，和国外先进工业国家已达到7080相比，仍有差距。广州华立科技职业学院毕业论文3表11国内外塑料模具技术比较表项目注塑模型腔精度型腔表面粗糙度非淬火钢模具寿命淬火钢模具寿命热流道模具使用率标准化程度中型塑料模生产周期国外0005001MMRA001005M1060万次160300万次80以上7080一个月左右国内002005MMRA020M1030万次50100万次总体不足10小于3024个月在模具行业中的占有量30402530据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。12我国塑料模具工业今后的主要发展方向在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展和进步。二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、广州华立科技职业学院毕业论文4性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。1提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。4开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。6应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。13国际塑料模具工业和技术今后的主要发展方向国外塑料机械工业未来的总体发展趋势，是朝着精密、高质、高效、节能、低噪音及可持续发展的方向发展。塑料机械工业所提供的装备主要是为信息、生物、建筑、包装、交通及家电等行业服务。国外塑料机械工业的发展趋势大致包括以下几个方面。微型大型并重广州华立科技职业学院毕业论文5微型化是今后各类塑机产品的发展方向之一。微型塑机会有越来越多的市场需求，目前它在电子、信息、电器、医疗、生物等行业的初步应用，已经取得了阶段性成果，并呈良好的发展势头。目前，国际上已经成功地开发出了质量为万分之一克的注射制品成型加工设备、直径为1MM的塑料管生产设备和容积为3ML的中空吹塑机等微型塑机产品。据了解，一些发达国家目前正在研制能够替代人体血管的直径小于05MM的塑料管生产设备，而日本则表示要开发质量为十万分之一克的注射成型加工设备。大型化也是塑机产品的发展方向之一。目前生产小轿车车身板用的8000KN注射机已经研制成功，直径为2000MM的塑料管、宽为10M的片材及容积为5000L的中空容器等大型塑料制品的生产设备也已投放市场。但是，一些工业用的更加大型的塑料制品的生产加工设备却依然是一片空白。如小型快艇、运动艇、洲际长途输液输气用的超大直径塑料管以及1万升甚至更大容积的塑料储装容器的生产所需的加工设备，都有待于研制开发。个性化长期以来，塑料机械的机型、功能、规格的固定不变，已经远远不能满足市场的需求。由于塑料制品需求的不断变化，塑料制品生产企业要求塑料机械工业能及时为其提供最具市场适应能力的塑料机械装备。如动模板可移动又可转动的注射机、大成型面积小合模力或大合模力小注射量的注射机、混料与注射联用的成型设备、负有特殊外围配套装置的挤出生产线、木材与塑料共混成型加工设备等等，这就要求塑料机械工业企业及时对市场作出最有效的反应。塑料机械工业产品的个性化发展，必然会淡化以往的成批量生产的模式，同时也会促进塑料机械工业产品的模块化设计和集成技术的应用，这就要求塑料机械企业在技术人才、技术创新方面要具有雄厚的实力，也要求企业能够在第一时间内，准确地把握客户的个性化需求。智能化塑料机械工业产品的自动化控制技术目前已经发展到相当高的水平，设备单元的自动控制、参数的闭环控制、过程联运在线反馈控制等电子与计算机技术都在塑料机械产品上得到了较为广泛的应用，目前已经出现了具有智能控制功能的塑料机械产品。人们有理由相信，随着智能化塑料机械产品的不断问世，为数众多的无人车间、无人工厂会变成现实。网络化和虚拟化网络技术是在电子、通讯、计算机技术高度发展的基础上诞生的，它把人类经济、技术带进了一个崭新的境域。在世界塑料机械工业中，已经有一些厂家开发应用了网络化技术。如美国的NDC公司、加拿大的HUSKY公司及奥地利的GREINERE公司就开发和应用了网络技术。他们可以坐镇公司本部，而利用网络通讯及遥感接口技术，为数千公里之外的客户提供技术培训、技术咨询、机台调试及排除故障等多种服务。计算机和网络技术的发展，使得虚拟技术的实现成为可能。由于虚拟技术可以形成和提供虚拟空间环境，因此，广州华立科技职业学院毕业论文6塑料机械厂家可以实行虚拟合作设计、虚拟合作制造。虽然虚拟技术的发展，目前尚处于初始阶段，但由于虚拟技术所蕴藏的巨大的经济利益的诱感，将为虚拟技术今后的迅猛发展提供强大的推动力。14模具CAD/CAM软件的应用与开发现状模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAE在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。一、模具CAD/CAM发展概况模具CAD/CAM的发展状况符合通用CAD/CAM软件的发展进程。目前通用CAD/CAM软件的发展现状如下CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化INTELLIGENT、协同化COLLABORATIVE、集成化INTEGRATED成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。二、模具CAD/CAM的特点一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的模具CAD/CAM系统应该具备下列特点L模具CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。模具设计中因为模具的工作部分如拉深模、锻模和注射模的型腔是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制NC加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几何模型。因此，几何造型是模具CAD/CAM中的一个重要问题。2标准化是实现模具CAD的必要条件。模具设计一般不具有唯一性。为了便于实现模具CAD，减少数据的存储量，在建立模具CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化。有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件。3设计准则的处理是模具CAD中的一个重要问题。人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。三、模具CAD/CAM的优势广州华立科技职业学院毕业论文7计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。1CAD/CAM可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD与CAM的一体化可显著缩短从设计到制造的周期。2CAD/CAM可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高57。采用CAM可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。CAD/CAM的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD/CAM术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。3CAE/CAM技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。4随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD/CAM/CAE一体化技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。四、模具CAD/CAM技术在模典行业的应用现状模具CAD/CAM技术发展很快。应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的CAD/CAM系统。采用CAD/CAM技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的一个显著特点。目前我国模具行业应用的模具CAD/CAM软件可以分为两大类一是机械行业内通用的CAD/CAM，如前面介绍的UNIGRAPHICSUG、SOLIDEDGE、AUTOCAD、SOLIDWORKS、PRO/ENGNEER等。二是专门针对模具行业开发的模具CAD/CAM系统，如上海交大模具CAD国家工程中心开发的冷冲模CAD系统等。1国外模具CAD/CAM技术的应用现状工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD/CAM上进行了较大的投资，正大力开发这一技术。目前，应用CAD/CAM技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰田汽车公司于1965年将数控用于模具加工。20世纪80年代初期开始采用覆盖件冲模CAD/CAM系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADEIT软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送人计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。2国内模具CAD/CAM技术的应用现状经过近几十年的发展，在国内的模具生产中，CAD/CAM技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外CAD/CAE系统，如UNIGRAPHICSUG、SOLIDEDGE、AUTOCAD、广州华立科技职业学院毕业论文8SOLIDWORKS、PRO/ENGINEER等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。但是对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低对于国内一些中小型模具企业，它们的CAD/CAM应用很少，有些仅停留在以计算机代替画板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD/CAM应用状况，使它们真正做到快速、准确地对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本低，即达到敏捷制造的目的。15本次设计的目的此次毕业设计给了我亲自动手的机会，于以后的工作、学习等都有很大的帮助，是大学学习的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践相结合的，所以这次毕业设计的意义十分重大。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS等材料的各项性能指标，工艺方案的选择和技术的掌握。广州华立科技职业学院毕业论文9第二章过滤器的工艺分析21设计原始资料模具设计原始资料对模具设计有着至关重要的作用。通过原始资料可以得到模具设计的必备信息，如产品的结构、产品材料以及产品的性能要求等。这些数据都是模具设计之前必须掌握的。模具是一种技术含量高的工业设备，在设计模具之前必须完全了解它的成型对象，认真分析消化设计原始资料，以更好的满足客户的要求。设计原始资料也叫设计任务书，它通常由客户提供给模具制造商。在学校完成论文设计的原始资料由设计指导教师提供。设计原始资料不仅包含了产品零件图、产品3D文档和产品样品这三种之中的一种或几种都有（一般都需要有产品零件图）。还包含有其他如注射机、生产纲领等信息。由于这次毕业论文设计中是自己选择题目，所以本次设计的原始资料包括了塑料制品的零件图和自己造好的3D电子文档。产品的技术要求以及其后处理都可以从零件图中获得，而注塑机可以综合考虑模具最优设计条件自己选择。211过滤器的零件图图21零件图是从事工业制造行业人员之间沟通的重要语言，有着不可取代的重大作用。它决定了工业制造的所有过程，不管是后续的加工还是最后成品的检验、验收以及某环节出错后责任的承担都是以设计零件图作为基准的。图211是本次模具设计的塑料产品零件图。广州华立科技职业学院毕业论文10通过零件图可以得到如下信息（1）产品的材料为ABS塑料（2）产品的重量，通过软件分析3维产品模型，可得到重量。（3）产品的平均收缩率为055（4）产品的尺寸精度，必须认真分析计算，以确定注射成型能否达到此精度要求。ABS/PC共混塑料的一般精度等级为MT3，未注公差等级为MT5。（5）产品的表面质量要求外表面光泽且无相拼痕。（6）产品的结构以及壁厚为2MM；以便于注射工艺分析。（7）通过零件名称得知该产品的用途是过滤。以上信息都是模具设计必须重点掌握的。如果零件图上没有直接说明的，也得查阅各种资料加以分析，也可以通过各种软件来辅助分析。212过滤器的3D文件产品3D文件不仅仅是比零件图更形象的参考图，而且是采用软件进行分模、进行模流分析以及产品结构对成型工艺的适应性分析不可缺少的文件。图212是通过零件图进行3D造型得到的产品3D图。图2222分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。221ABS塑料概述ABSACRYLONITRILEBUTADIENESTYRENE俗称超不碎胶，是一种高强度改性PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，化学结构式为广州华立科技职业学院毕业论文11三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性丙烯腈能使制品有较高的强度和表面硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大一些。属于减敏性塑料。（1）ABS塑料的主要优点综合性能比较好机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小；耐低温达40；耐酸、碱、盐、油、水；可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰；较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。（2）ABS塑料的主要缺点不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解；耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；耐热性不够好。普通ABS的热变形温度仅为9598。综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料222用途及特点用途汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。比重105克/立方厘米燃烧鉴别方法连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味溶剂实验环已酮可软化，芳香溶剂无作用特点1、综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好2、与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。5、用途适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。成型特性1无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥8090度,3小时广州华立科技职业学院毕业论文122宜取高料温,高模温,但料温过高易分解分解温度为270度对精度较高的塑件,模温宜取5060度,对高光泽耐热塑件,模温宜取6080度3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。ABS工程塑料的缺点热变形温度较低，可燃，耐候性较差。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为102105G/CM。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS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有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。ABS主要技术指标广州华立科技职业学院毕业论文13表21热物理性能密度G/CM102105比热容JKG1K112551674导热系数WM1K1102138312线膨胀系数105K15886滞流温度C130表22力学性能屈服强度（MPA）50抗拉强度MPA38断裂伸长率35拉伸弹性模量GPA18抗弯强度MPA80弯曲弹性模量GPA14抗压强度MPA53抗剪强度MPA24冲击韧度简支梁式无缺口261布氏硬度97R121缺口11表23电气性能表面电阻率（）121013体积电阻率（M）691014击穿电压（KV/MM）介电常数（106HZ）304介电损耗角正切（106HZ）0007耐电弧性S508523分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构较简单多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般广州华立科技职业学院毕业论文14精度等级5级。24工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。塑件的工艺参数干燥条件80902小时成型收缩率0407模具温度2570（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）融化温度210280（建议温度245）成型温度200240注射速度中高速度注射压力5001广州华立科技职业学院毕业论文15第三章分型面的设计与型腔布局31分型面的设计打开模具取出胶件或浇注系统的面，称之为分模面。311分型面选择的决定因素打开模具取出胶件或浇注系统的面，称之为分模面。分模面除受排位的影响外，还受塑件的形状、外观、精度、浇口位置、行位、顶出、加工等多种因素影响。合理的分模面是塑件能否完好成型的先决条件。312分型面的设计原则分型面的选取一般应从以下几个方面综合考虑1符合胶件脱模的基本要求，保证能使胶件从模具内取出，分模面位置必须设在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。2确保胶件留在后模一侧，并利于顶出且顶针痕迹不显露于外观面。3分模线不影响胶件外观。分模面应尽量不破坏胶件光滑的外表面。4确保胶件质量，例如,将有同轴度要求的胶件部分放到分模面的同一侧等5分模面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要行位成形，力求行位结构简单，尽量避免前模行位。6合理安排浇注系统，特别是浇口位置。7满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。8有利于模具加工。313过滤器的结构如图31所示图31广州华立科技职业学院毕业论文16314过滤器分型面的位置由以上产品结构的分析其分型面为平面分型面，分型面的形式及其位置如图32箭头所示图3232型腔数目及布局型腔数目的确定不仅受到用户合同的生产纲领和用户提供的注射成型设备的规格的限制。另外还受到制件的复杂程度、精度要求和模具制造的难度的限制。所以型腔数目的确定必须满足以上要求。此次设计中由自己选择题目，所以在合同里的信息不作详细叙述。只对产品精度和模具制造的难度的影响重点叙述。321型腔数目对塑料制件的影响在确定型腔数目时特别注意制件的复杂程度、精度要求和模具制造难度。复杂的模具，高精度制品不宜用多型腔，多腔模很难保证高精度。也很难保证多腔的一致性。一般每增加一腔产品的精度就会降低4，所以精度越高的制品尽量采用一模一腔，采用多腔模时也尽量不要多于四腔。322型腔数目的确定该塑料制品的结构较简单，产品投影到分型面的面积很小。为保证塑料原料的利用率以及产品尺寸精度的控制，此次设计采用一模四腔，保证冷料的占有率减少到20以内。323型腔排列形式为了保证四腔的一致性，熔融塑料应同时注满四腔。所以必须采用平衡对称布局。由于每腔都有两个滑块和两个斜顶，综合考虑模具的制造难度，不适宜采用圆形布局。所以采用H型的布局形式。型腔的布局形式如图33。图33广州华立科技职业学院毕业论文17第四章注塑机的选择41塑件质量与体积的计算塑件图41零件塑件的体积V44CM3浇注系统的体积V224CM3塑件与浇注系统的总体积为V44424206CM3计算塑件的质量查手册取密度105G/CM3塑件体积V44CM3塑件质量根据有关手册查得105G/CM3所以，塑件的重量为MV44CM3105462G42计算浇注系统的体积其初步设定方案如下图42浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V224CM343注射机选择注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的广州华立科技职业学院毕业论文18基本尺寸,开合模速度,空循环时间等这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。1公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力。2注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆或柱塞对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。3注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。4塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期。5锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。6合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。7开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停。8空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间查国产注射机主要技术参数表取CJ150NC,主要技术参数如下。广州华立科技职业学院毕业论文19第五章浇注系统的设计浇注系统的设计原则浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。51主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的CJ150NC型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径D040MM；喷嘴前端球面半径R010MM；根据模具主流道与喷嘴的关系RR0（12）MMDD0（051）MM取主流道球面半径R11MM；取主流道小端直径D45MM为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为26，此处选用2，经换算得主流道大端直径为68MM。图51主流道示意图52分流道的设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流和转向作用，分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置，分流道的设计应尽可能短，以减少压力广州华立科技职业学院毕业论文20损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐如表41所示。表51流道断面尺寸推荐值塑料名称分流道断面直径MM塑料名称分流道断面直径MMABS，AS聚乙烯尼龙类聚甲醛丙烯酸抗冲击丙烯酸醋酸纤维素聚丙烯异质同晶体48951695169535108108125510510810聚苯乙烯软聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯热塑性聚酯聚苯醚聚砜离子聚合物聚苯硫醚351035106516658035806510651024106513分流道的断面形状有圆形，矩形，梯形，U形和六角形。要减少流道内的压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，因此，可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率，其中圆形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脱模困难，所以一般是制成梯形流道。在该模具上取圆形断面形状，直径为5MM。分流道选用圆形截面直径D5MM流道表面粗糙度16ARM图52分流道示意图广州华立科技职业学院毕业论文2153浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用扇形浇口可以保持产品外观精度。本设计采用边缘浇口，边缘浇口（又名为标准浇口、侧浇口）该浇口相对于分流道来说断面尺寸较小，属于小浇口的一种。边缘浇口一般开在分型面上，具有矩形或近矩形的断面形状，其优点是浇口便于机械加工，易保证加工精度，而且试模时浇口的尺寸容易修整，适用于各种塑料品种，其最大特点是可以分别调整充模时的剪切速率和浇口封闭时间。该模具采用侧浇口，其有以下特性1形状简单，去除浇口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保证；2试模时如发现不当，容易及时修改；3能相对独立地控制填充速度及封闭时间；4对于壳体形塑件，流动充填效果较佳。浇口设计如图53图53浇口示意图54冷料穴的设计冷料穴位于主流道的正对面的动模板上，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存冷料，另一种除储存冷料外还兼有拉出流道凝料作用，此处应用后者。在分流道的末端，冷料穴的长度通常为流道直径的152倍，相机面壳模具属于中小型模具，故冷料穴长度取流道直径的16倍，即80MM。在主流道对面采用冷料井底部带推料杆的冷料井，推杆为带Z型头拉料钩，其侧凹可以将主流道凝料钩住，分模时即可将凝料从主流道中拉出。拉料杆的根部固定在推出板上，在推出制件时，冷料也一同被推出，取产品时向拉料钩的侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一道取下。由文献资料11，其结构尺寸如下广州华立科技职业学院毕业论文22Z头高3/4D，其中DD（051）（33）则D5（051）6MM，Z头底部自分流道距离为5/4D，如下图所示图54冷料穴示意图广州华立科技职业学院毕业论文23第六章成型零件的设计61型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0308平均收缩率Q平（0308）/2055型腔内径34DDDQ平模（）4523MM型腔深度23HHQ平模（H）1105MM型芯外径34DDQ平模（D）412MM型芯深度23HHQ平模（H）904MMD模型腔径向尺寸（MM）D塑件外形基本尺寸（MM）Q平塑件平均收缩率；塑件公差成形零件制造公差，一般取1/41/6；D塑件内形基本尺寸（MM）D模型芯径向尺寸（MM）H模型腔深度（MM）；H塑件高度（MM）H模型芯高度（MM）；H塑件孔深基本尺寸（MM）；型腔钢材选用P20，使用数控精雕及电火花加工成型型芯钢材选用P20，使用数控精雕及电火花加工成型62模架的选择注塑模模架国家标准有两个，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架，型号为广州华立科技职业学院毕业论文24AI2930A60B30C90。图61模架模型图广州华立科技职业学院毕业论文25第七章导向机构的设计导向机构的作用1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力。71导柱的设计1长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812CM，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。2形状导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。3材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5055HRC。72导套的结构设计1用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。2为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。73推出机构的设计注塑模中的脱模机构可以在注塑的每一个循环中将塑件从型腔内或型芯上自动的脱出模外。推杆脱模机构在生产实际中应用广泛，是脱模机构的典型型式，它一般包括推杆、拉料杆、复位杆、推杆固定板等组成，当开模到一定距离时，注塑机推出装置推动推板并带动所有推杆、拉料杆和复位杆一道前进，将塑件和浇注系统一起推出模外。合模时复位杆首先与定模边的分型面相接触，而将推板和所有的复位杆一道推回原位。根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时不影响外观，设立五个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0102MM采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到，在推出机构中采用厂组合式推杆，如图71，这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产品较小，另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆，全部固定在顶杆固定板。推杆的位置选择在脱模阻力最大广州华立科技职业学院毕业论文26的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔00501CM。图71731推出力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）COSSINQLHPF81式中L型芯或凸模被包紧部分的断面周长（CM）H被包紧部分的深度（CM）P由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取78118MPA；F磨擦系数，一般取0112；脱模斜度；L6472MMH904MMQ6472MM904MM10MPA01COS05SIN05211701N732推杆的设计推杆的强度计算查塑料模设计手册之二由式597得D（QEN322L64）4182广州华立科技职业学院毕业论文27D圆形推杆直径CM推杆长度系数07L推杆长度CMN推杆数量E推杆材料的弹性模量N/2CM钢的弹性模量E21107N/2CMQ总脱模力取D25MM。推杆压力校核查塑料模设计手册式598得SDNQ2483S取320N/MM，因为S，所以推杆应力合格，硬度HRC5065。广州华立科技职业学院毕业论文28第八章冷却与排气系统的设计81确定冷却水道直径注塑模具型腔壁的温度高低及其均匀性对成型效率和制品的质量影响很大，一般注入模具的塑料熔体的温度为200300，而塑件固化后从模具中取出的温度为6080以下，视塑料品种不同有很大差异。为了调节型腔的温度，需在模具内开设冷却水通道，通过模温调节机构调节冷却介质的温