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1、湖南涉外经济学院课程设计报告课程名称： 积木注塑模设计 报告题目： 学生姓名： 陈小海 所在学院： 湖南涉外经济学院 专业班级： 材料1001班 学生学号： 10430523154433 指导教师： 陈 爽 2012 年 0 6月 0 7日课程设计任务书报告题目完成时间学生姓名陈小海专业班级材料1001班指导教师陈爽职称总体设计要求和技术要点工作内容及时间进度安排第15周：周1-周3 ：立题、论证方案设计周4-周5 ：预答辩第16周：周1-周3 ：仿真实验7周4-周5 ：验收答辩课程设计成果1与设计内容对应的软件程序2课程设计总结报告目录1.模具结构形式及注塑机的初步确定11.1塑件成型工艺的
2、可行性分析11.1.1塑件结构分析11.1.2塑件的材料特性21.2拟定模具结构形式及模架选择51.2.1分型面的确定51.2.2型腔数量和排位方式的确定51.2.3模具的结构形式51.2.4模仁设计71.2.5模架的选择71.3浇注系统的设计111.3.1主流道设计111.3.1.1主流道尺寸111.3.2分流道的设计121.3.3浇口设计131.3.4主流道剪切速率校核141.4成型零件结构设及计算151.4.1成型零件的结构设计151.4.2成型零件工作尺寸计算151.5冷却水道设计171.6模具的总装配图及工作 图18 1. 模具结构形式及注塑机的初步确定1.1 塑件成型工艺的可行性分
3、析1.1.1 塑件结构分析 图 1.1- 1图1.1 - 2产品名称：积木产品数量：较大批量塑件要求： 塑件不允许有任何成型缺陷，脱模斜度按塑料品种选取Error! Reference source not found.为塑料件在proe中的三维图及塑件质量分析的信息，Error! Reference source not found.为塑件基本尺寸信息，壁厚0.51.8mm,1.1.2 塑件的材料特性ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三种化学单体合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化学分子结构方式如下：每种
4、单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相， 另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，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。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以赋予用户在产品设计上有很大的灵活性，并且由此产生了市场上数百种不同品质的ABS材料。ABS具有优良
5、的综合性能，由于组分、牌号和生产厂家生产方法的不同，使之在性能上存在较大差异，因此以下的试验数据仅供参考。（1）物理力学性能 ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。但是它的冲击性能与树脂中所含橡胶的多少、粒子大小、接枝率和分散状诚有关，同时也与使用环境有关、如温度越高则冲击强度越大。当聚合物中丁二烯橡胶含量超过30%时，不论冲击、拉伸、剪切还是其它力学性能都迅速下降（见表5-5和5-6）。（2）热性能。ABS制品的负荷变形温度约为93，若能对制品进行退火处理，则还可增加10左右。（3）电性能。ABS聚
6、合物的电绝缘性受温度和湿度的影响很小，且在很大频率变化范围内保持恒定。（4）耐环境性 ABS聚合物几乎不受水、无机盐、碱、酸类的影响，但在酮、醛、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，它不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但长期与烃接触会发生软化溶胀。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化学药品的锓蚀会引起应力开裂。（5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之处是耐候性较差，这是由于分子中丁二烯所产生的双键在紫外线作用下易受氧化降解的缘故。经受350nm以下波长的紫外线照射，氧化作用更甚。氧化速度与光的强度及波长的对数成正比。ABS是一种成型加工性能优良的热塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。（6）ABS的流变性
7、ABS聚合物在熔融状态下流动特性属于假塑型液体。虽然ABS的熔体流动性与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。因此在成型过程中可以采用提高剪切速率来降低熔体粘度，改善熔体流动性。ABS属一无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为0.4%0.5%。在成型过程中，ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。（7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范围。成型时如果聚合物中含有水分，制品上就会出现斑痕、云纹、气泡等缺陷，因此在民型前，需将聚合物进行干燥处理，使其含水量降到0.2%左右。（8）ABS制品的后处理
8、 一般情况下很少出现应力开裂，所以除了使用要求较为苛刻的制品，通常不作制品的后处理。注射速度对ABS的熔体流动性有一定影响，注射速度快，制品表面光洁度不佳；注射速度慢，制品表面易出现波纹、熔接痕等现象，因而除了充模有困难的情况下，一般以中、低速为宜。在制品要求表面光泽较高时，模具温度可控制在6080对一般制品可控制在50-60。表1.1 ABS的主要性能指标力学性能屈服强度/Mpa50热性能及电性能玻璃化温度/C拉伸强度/Mpa38熔点（粘流温度）/C130160断裂伸长率/%35热变形温度/C45 N/cm3180 N/cm39010883103拉伸弹性模量/Gpa1.8线膨胀系数/（10-
9、5/C）7.0弯曲强度/Mpa80比热容/<J/（kg*K）>1470弯曲弱性模理/Gpa1.4热导率/<W/（m*K）>0.263件质量冲击强度/kJ/m2无缺口缺口261燃烧性/（cm/min）慢11体积电阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7R121击穿电压/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.021.16吸水性/%（24h）0. 20.4比体积/（cm2/g）1.021.06透明度或透光率不透明ABS的成型工艺参数温度料筒一区/150-170二区/180-190三区/200-210喷嘴/180-190模具/50-70压力注射/Mpa60-10
10、0保压/Mpa40-60时间注射/s2-5保压/s5-10冷却/s5-15周期/s15-30后处理方法红外线烘箱温度/70时间/h0.3-11.2 拟定模具结构形式及模架选择1.2.1 分型面的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选择在塑件面积最大且有利于开模取出塑件的平面上，其位置如Error! Reference source not found.所示。图1.2 - 11.2.2 型腔数量和排位方式的确定（1）型腔数量的确定 由于该塑件的精度要求不高。塑件尺寸较小，且为大批量生产，用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件的尺寸、模具结构尺寸的关系，以及制造费用和个成本费用等因素，初步选定为
11、一模两腔结构形式。（2）型腔排列形式的确定 由于该模具选择的是一模两腔，故流道采用一字排列，使用平衡进料。（3）模具结构形式的初步确定 ，由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，故采用直线对排列，根据塑件结构形状，推出机构初选推件推板推出方式。浇注系统设计时，为了减少人工去余料所以交口采用点交口，且开设在如Error! Reference source not found.所示位置上。综上分析可确定采用细水口的双分型面注射模。1.2.3 模具的结构形式模具结构分为双分型面注射模，如图 1.1- 1所示proe分析数据，采用限位螺钉，控制分型，A的打开距离，其开距应大于55mm，以方便取凝料，分型
12、面BB的打开距离，其开距应大于118mm，以便取出塑件。模具分型面得打开顺序，有安装在上模座和定模板之间的弹簧控制。(1) 选择成型设备a、 一副模具成型体积的计算 m一副模具所需塑料的体积一次注射成型的零件个数单个塑件的体积（）浇注系统的体积（） 在学校设计时，以来估算。根据图 1.1- 1所示proe分析数据，算得 b、所需锁力计算 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积其中：一次注射成型的零件个数 塑件在分型面上的投影面积 凝料在分型面上的投影面积，可用0.35来估算计算得 =所需的锁模力 = 其中，查文献【2】表22为35MPa，因此 =N注射机的最大注射量G和额定锁模力应满足,.式中为注
13、射系数，结晶型塑料取0.75，无定型塑料取0.8,ABS是非结晶性材料取0.8算得 查文献【1】附录G，选择注射机的型号为，主要参数如下 表1.2-1项 目参 数项 目参 数理论注射量60 cm3移模行程180注射压力122MPa定位孔的直径55锁模力5N喷嘴球半径SR12mm模板最大厚度200mm喷嘴口孔径4mm模板最小厚度70mm拉杆空间190×300mm1.2.4 模仁设计（1） 塑件尺寸为32×64×23,为一模两件，采用嵌入式型芯型腔，考虑到加工问题到加工问题，塑件上下圆的内形均采用镶块结构，取却水道直径=-8mm,根据图1.2 - 的型腔布局计算可得模仁长 ，模仁后模仁的高度先都取40mm。（2） 在proe里分型可得到型芯如图1.2 - 2 型芯 图 1.2- 3 型腔所示，型腔如图1.2 - 3 所示。 图1.2 - 2 型芯
