遥控器典型零件塑胶模具设计及模具重要零件加工工艺设计
家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。近30年里中国经济产生巨大影响的因素,对我国模具产业的发展也一直起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样,成为模具产业近30年来持续快速发展的最好注解。国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示,我国目前处于工业化的中期[1],即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变,汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、压铸、注塑等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲,构成了对模具市场的巨大需求。中国已经超过日本,成为世界第一大模具市场,预计2015年模具产值将超过2500亿元。
根据国内和国际模具市场的发展状况,手板模型华曙高科专家分析未来我国的模具经过行业结构调整后,将呈现十大发展趋势[2]: (1)模具日趋大型化; (2)模具的精度将越来越高; (3)多功能复合模具将进一步发展;
(4)热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高;
(5)气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展; (6)模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛; (7)快速经济模具的前景十分广阔;
(8)压铸模的比例将不断提高,同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求;
(9)塑料模具的比例将不断增大;
(10)模具技术含量将不断提高,中高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。
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2 玩具车遥控器外壳结构与工艺性分析
2.1 零件图
本壳体的上下表面较为平整,上壳有2个按钮孔槽,下壳有1个电池槽,两壳之间有个天线孔,总体尺寸不大。
遥控器上外壳长125mm,宽88.5mm,高19mm。如下图所示
图2.1 玩具车遥控器上外壳立体图
遥控器下外壳长125mm,宽88.5mm,高24mm。如下图所示
图2.2 玩具车遥控器下外壳立体图
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2.2 零件的材料选择 2.2.1 ABS材料分析
ABS材料是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物。这三种组分各自的特性,使ABS具有良好综合力学性能。丙烯晴使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度,丁二烯使ABS坚韧,苯乙烯使它有良好的加工性和染色性。
ABS属于热塑性塑料,外观为粒状或粉状,呈微黄色,不透明但成型的塑件具有较好的光泽。ABS无毒、无味。密度1.02~1.05g/cm3成型温度范围(180℃--240℃),成型时有较好的流动性。ABS材料具有较高的抗冲击强度且在低温下也不迅速下降(抗寒性);有良好的的机械强度和一定的耐磨性,耐油性,化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工,且易着色。ABS几乎不受酸、碱、盐、及水和无机化盐软化溶胀。ABS塑料表面不可接触受冰醋酸,植物油等化学药品,否则会引起应力开裂的影响,溶于酮、醛、酯、氯代烃中,不溶于大部份醇类及烃类溶剂,但与烃长期接触会。此外,ABS的缺点是耐热性不高,低介电强度,低拉伸率,热变形温度为93℃,脆化温度为-27℃,使用的温度范围为-40℃~100℃,而且ABS的耐气候性也差,紫外线作用下容易氧化降解,从而会导致制件变硬,发脆。
本遥控器外观颜色为黑色,精度等级一般(7级精度),尺寸未注公差取8级精度,采用ABS塑料。
2.2.2塑料成型工艺性能分析
塑料成型工艺特性是塑料在成型加工过程中所表现出来的特有性质,下面对注塑材料ABS工艺特性进行分析:
(1)收缩性 塑料从温度较高的模具中取出冷却到室温后,其尺寸或体积会发生收缩变化,这种性质称为收缩性。收缩性的的大小以单位长度塑件收缩量的百分数来表示,称为收缩率。一般对于大型模具的收缩率计算,我们采用实际收缩率进行计算:Ss=a-b/b×100% (Ss:实际收缩率;a:模具或塑件在成型温度时的尺寸;b:塑件在室温时的尺寸;c:模具在室温时的尺寸),对我所设计的零件属于小型的模具,所以采用Sj=c-b/b×100%(Sj:为计算收缩率)由于本次毕业设条件的原因,没有办法自己去测量出:c、b值。于是我们通过查找资料《塑料成型工艺与模具设计》附录B 常用塑料的收缩率,可得:ABS塑料成型收缩率为:0.003-0.008,由于塑件的结构,模具的结构,成型工艺
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条件等都会影响塑料的收缩率变化。我们取一个相对平均值:0.005。 (2)流动性 塑料在一定的温度、压力作用充填模具开腔的能力,称为塑料的流动性。塑料的流动性差,就不容易充满开腔,易产生缺料或熔接痕等缺陷。但流动性太好,又会在成型时主生严重的飞边。ABS材料属于热塑性塑料,分子成线型,具有良好的流动性。其次,料温、压力、模具结构都会影响塑料的流动及充模能力。 (3)吸湿性 吸湿性是指塑料对水分的亲疏程度。按吸湿或粘附水分能力的大小分类ABS塑料属于吸湿性塑料,吸水率为:0.05%-0.5%。在注塑成型过程中比较容易发生水降解,成型后塑件上出现气泡,银丝与斑纹等缺陷。因此,在成型前必须进行干燥处理。一般干燥温度取80-90℃,干燥时间为两小时。 (4)热敏感性 塑料的化学性质对热量的敏感程度称为热敏性。热敏性塑料在成型过程中很容易在不太高的温度下发生热分解、热降解,从而影响到塑件的性能、色泽和表面质量等。另处,塑料熔体发生热分解或热降解时,会释放出一些挥发性气体,这些气体一般具有腐蚀性,或有毒,不管是对人,还是模具都会造成一定的影响。ABS塑料成型温度为210℃-250℃,当温度到达260℃变色,于料温达到280℃时,塑料出现分解。于是注塑成型是,一般取210℃-250℃。 综上所述,ABS收缩比较大,成型收缩后,对型芯具有比较大的包裹力,为方便塑件顺利脱模,应将脱模斜度设计为较大值,型腔40′~1°40′型芯 30′~1°。ABS溶融时具有良好的流动性,较低的热敏性,属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好,成型温度,压力,注射前的干燥处理等。表2.1为ABS主要性能指标[3]。 表2.1 ABS的性能指标 密度/g·cm-3 1.021.08 屈服强度/Mpa 比体积0.860.98 ~拉伸强度/Mpa 50 38 /cm3·g-1 吸水率(%) 0.2~0.4 拉伸弹性模量1.8×/Mpa 熔点/。C 130160 计算收缩率0.3~0.8 抗压强度/Mpa
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10 80 3~拉弯强度/Mpa 53