壳体的注射模设计分析.docVIP

壳体的注射模设计 1 绪论 1.1 工业发展过程中模具的重要地位 “工业之母” 这个词并不陌生，在发达国家人们通常用这个词语来形容模具工业，这也是受到国际公认的。模具工业之所以被认为是工业中的关键，是因为利用模具成型有很多的优点，比如，加工效率高，加工出的产品质量好等；不仅如此，模具成型过程中产生的废料少，故还可以减少原材料的浪费，降低产品的生产成本。利用模具来制造各种产品零件已经成为现代化工业生产的重要工艺手段。模具是机械、汽车、电子、通讯、纺织、轻工、航天、航空等工业领域的基础工艺装备之一[1]。 模具影响着产品的质量，首先，模具的型腔尺寸、形状、表面光洁度、进浇口、分型面和排气槽位置等对产品的机械性能、物理性能、表面光洁度、银纹、外观质量等都有着显著的影响。其次，加工过程中，模具的开和模次数对制件的质量也有一定的影响。“模具就是产品质量”认识和接受这种观念的人越来越多，由此也可以看出模具的质量优劣及其发展水平的高低很大程度上决定着生产出的产品质量、产品更新换代的速度、生产效益、新产品的开发能力，进而决定了企业的市场竞争力和应变能力。 随着科技的进步，模具产业在制造业中的地位日益提高。从基础产业到产业基石，再到决定性工业，它的发展过程是有目共睹的，从那些发达国家对于模具工业的认识就可以看出它的重要性了，欧美等国家将其视为“点铁成金”的“磁力工业” ；德国则将其的地位提升为所有工业中的“关键工业” ；日本模具协会也提出“模具工业是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“进入富裕社会的原动力”，是“整个工业发展的秘密” 。 1.2 注射模设计技术的发展过程及发展方向 从注射模设计技术的发展历程来看，可以总结为三个主要的阶段[2]。第一阶段是纯粹的手工作坊设计阶段。在此阶段中注射模的设计仅仅依靠设计人员自身的技巧、经验和现有的设计资料来完成。设计人员通过这些技巧与经验计算出制件的工艺数据，然后还要手工绘制制件的工艺图等，可以看出这种设计存在着很大的局限性，如生产效率低、难以保证制件的质量，缺乏系统的理论指导等都是很大的问题。 第二阶段是通用CAD 、CAM设计阶段。20世纪70年代，人们已经开始意识到手工作坊式的设计有很多的缺陷，很难满足高速发展的时代的步伐。于是人们开始探索新的出路，因此CAD、CAM技术被用到了模具的设计中。80年代，UGⅡ、Pro E等集成软件的出现，注射模CAD技术也发展起来。随着科技的发展，这些集成软件也很快就成熟起来，这使得注射模具的成型技术有了很大程度的提高，这种进步不仅体现在效率上，更多的是体现在整体的设计水平上。 第三阶段是采用专用的注射模CAD系统进行设计阶段。通用的CAD、CAM相对于纯粹的手工制作在效率和质量上有了很大程度的提高，但是通用CAD、CAM系统只是一种几何建模工具，设计效率的提高仅限于分析建模速度和提高三维效果，设计过程人避免不了一定程度的人工干预。因此，注射模的设计还需要一种注射模CAD专用系统，以实现注射模设计过程的高智能化和自动化。 2 设计任务书 塑件名称 外壳 图号 SJ—03 材料 ABS 生产批量 10万件 技术要求： 1.拔模斜度允许30°； 2.壳体壁厚为2mm。 3 塑件成型工艺分析 3.1 塑件原材料的成型特性分析 ABS是聚苯乙烯的改性产品，它的优良性能使得它是目前应用最广泛的工程塑料。其主要信息如下表： 表3—1 ABS的相关性能[3] 化学名称 密度 物 料 性 能 有一定的化学稳定性，介电性能良好； 综合力学性能好，有良好的成型性能，用途广泛； 有良好的表面硬度，良好的耐化学腐蚀性，加工性和染色性能； 热稳定性差，热变形的温度为93℃，脆化的温度为℃，使用的温度范围为℃； 在紫外线作用下容易发脆变硬。 成 型 性 能 ； 容易产生熔接痕，为避免熔接痕的产生在设计时应考虑到浇注系统对料流的阻力，并尽量减小此阻力； ； ； 表观粘度对剪切速率的依赖性较强，故选择浇口形式时应选择点交口； 宜采用高注射压力，高模温，高料温成型。对于不同的要求，模具的温度应控制在一定范围内，如塑件精度要求较高，温度可控制在50~60℃，若塑件光泽度要求较高，强调耐热时，温度应控制在60~80℃。 3.2 塑件的结构工艺性分析 3.2.1 塑件的尺寸精度分析 该塑件标注公差的尺寸有Φ属于一般精度要求，未标注尺寸公差的为自由尺寸，按MT5查取公差。塑件的主要尺寸的精度要求如下表所示。 表3—2 塑件主要尺寸（按MT5级精度查取）[4]