手機(jī)外殼塑料模畢業(yè)設(shè)計(jì)
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2 制件分析
2.1手機(jī)外殼分析
在進(jìn)行手機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)之前，首先對(duì)制品圖及形狀結(jié)構(gòu)分析，其內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面：
1.手機(jī)上殼（見制件圖）。制品的幾何形狀：本次設(shè)計(jì)的制品為形狀象諾基亞8250款式，平均壁厚為1.0mm，屬輕質(zhì)薄壁制品。
2.制品的尺寸精度和表面粗糙度：塑料的尺寸精度主要決定于塑料收縮率的波動(dòng)和模具制造誤差。本次塑料制品的尺寸按4級(jí)精度取值。塑件的表面粗糙度主要取決于模具粗糙度，一般情況下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高1～2級(jí)。
3.制品的脫模斜度：脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定，以塑件內(nèi)孔型芯小端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由擴(kuò)大方向取得；塑件外形，以型腔大端為準(zhǔn)，尺寸符合圖紙要求，斜度由縮小方向取得。一般情況，脫模斜度不包括塑件的公差范圍內(nèi)。本設(shè)計(jì)采用1°脫模斜度。
4.根據(jù)產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)中，流道形式采用非平衡式，上殼采用側(cè)澆口進(jìn)膠，下殼采用針點(diǎn)式澆口進(jìn)膠。
2.2 零件材料選擇及性能
ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)方式如下：
每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。
從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相， 另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。
ABS不透明，外觀除薄膜外都呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍繼續(xù)燃燒，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落。
ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以賦予用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上數(shù)百種不同品質(zhì)的ABS材料。
ABS具有優(yōu)良的綜合性能，由于組分、牌號(hào)和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)方法的不同，使之在性能上存在較大差異，因此以下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考。
（1）物理力學(xué)性能
ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀誠(chéng)有關(guān)，同時(shí)也與使用環(huán)境有關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過(guò)30%時(shí)，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降（見表5-5和5-6）。
（2）熱性能。
ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93℃，若能對(duì)制品進(jìn)行退火處理，則還可增加10℃左右。
（3）電性能。
ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。
（4）耐環(huán)境性
ABS聚合物幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長(zhǎng)期與烴接觸會(huì)發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。
（5）耐候性
ABS聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm以下波長(zhǎng)的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)成正比。
ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。
（6）ABS的流變性
ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)降低熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。
ABS屬一無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過(guò)程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過(guò)高時(shí)，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。
（7）ABS的吸水性
ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%~0.8%范圍。成型時(shí)如果聚合物中含有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。
（8）ABS制品的后處理
一般情況下很少出現(xiàn)應(yīng)力開裂，所以除了使用要求較為苛刻的制品，通常不作制品的后處理。注射速度對(duì)ABS的熔體流動(dòng)性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現(xiàn)波紋、熔接痕等現(xiàn)象，因而除了充模有困難的情況下，一般以中、低速為宜。在制品要求表面光澤較高時(shí)，模具溫度可控制在60—80℃對(duì)一般制品可控制在50-60℃。
表2.2 ABS的主要性能指標(biāo)
力
學(xué)
性
能 屈服強(qiáng)度/Mpa 50
熱性能及電性能 玻璃化溫度/C
拉伸強(qiáng)度/Mpa 38 熔點(diǎn)（粘流溫度）/C 130—160
斷裂伸長(zhǎng)率/% 35 熱變形溫度/C 45 N/cm3
180 N/cm3 90—108
83—103
拉伸彈性模量/Gpa 1.8 線膨脹系數(shù)/（10-5/C） 7.0
彎曲強(qiáng)度/Mpa 80 比熱容/<J/（kg*K）> 1470
彎曲弱性模理/Gpa 1.4 熱導(dǎo)率/<W/（m*K）> 0.263
件質(zhì)量沖擊強(qiáng)度/kJ/m2 無(wú)缺口
缺口 261 燃燒性/（cm/min） 慢
11 體積電阻/Ω*cm 6.9*1016
布氏硬度/HBS 9.7R121 擊穿電壓/（kV/mm）
物理性能 密度/（g/cm3） 1.02—1.16 吸水性/%（24h） 0. 2—0.4
比體積/（cm2/g） 1.02—1.06 透明度或透光率 不透明
ABS的成型工藝參數(shù)
溫度 料筒一區(qū)/℃ 150-170
二區(qū)/℃ 180-190
三區(qū)/℃ 200-210
噴嘴/℃ 180-190
模具/℃ 50-70
壓力 注射/Mpa 60-100
保壓/Mpa 40-60
時(shí)間 注射/s 2-5
保壓/s 5-10
冷卻/s 5-15
周期/s 15-30
后處理 方法 紅外線烘箱
溫度/℃ 70
時(shí)間/h 0.3-1
3 模具制造
3.1 模具加工精度的確定
本次設(shè)計(jì)的手機(jī)是日常用品，其外殼要能承受磨損。對(duì)于制件的外觀要求合表面精度等級(jí)要求比較高。現(xiàn)初定制品精度等級(jí)為4級(jí)。
經(jīng)分析，現(xiàn)確認(rèn)模具的制造加工精度為IT7級(jí)，而型芯和型腔的加工精度均為IT6，型腔采用機(jī)械粗加工后電火花精加工，其它采用機(jī)械加工。
模具的尺寸公差按GB-180079，IT7。 ...
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