手機外殼塑料模畢業設計
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2 制件分析
2.1手機外殼分析
在進行手機外殼注塑模具設計之前，首先對制品圖及形狀結構分析，其內容主要包括以下幾個方面：
1.手機上殼（見制件圖）。制品的幾何形狀：本次設計的制品為形狀象諾基亞8250款式，平均壁厚為1.0mm，屬輕質薄壁制品。
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和模具制造誤差。本次塑料制品的尺寸按4級精度取值。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。
3.制品的脫模斜度：脫模斜度的取向根據塑件的內外形尺寸而定，以塑件內孔型芯小端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度由擴大方向取得；塑件外形，以型腔大端為準，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。本設計采用1°脫模斜度。
4.根據產品的形狀和結構特點，本次設計中，流道形式采用非平衡式，上殼采用側澆口進膠，下殼采用針點式澆口進膠。
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。其化學分子結構方式如下：
每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩定性及化學穩定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。
從形態上看，ABS是非結晶性材料。三中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續相， 另一個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、無毒、無味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍繼續燃燒，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發出特殊的肉桂氣味，但無熔融滴落。
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構。這就可以賦予用戶在產品設計上有很大的靈活性，并且由此產生了市場上數百種不同品質的ABS材料。
ABS具有優良的綜合性能，由于組分、牌號和生產廠家生產方法的不同，使之在性能上存在較大差異，因此以下的試驗數據僅供參考。
（1）物理力學性能
ABS具有優良的物理力學性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強度較高，尺寸穩定性好等。ABS有極好的沖擊強度，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、接枝率和分散狀誠有關，同時也與使用環境有關、如溫度越高則沖擊強度越大。當聚合物中丁二烯橡膠含量超過30%時，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學性能都迅速下降（見表5-5和5-6）。
（2）熱性能。
ABS制品的負荷變形溫度約為93℃，若能對制品進行退火處理，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保持恒定。
（4）耐環境性
ABS聚合物幾乎不受水、無機鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長期與烴接觸會發生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的鋟蝕會引起應力開裂。
（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生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經受350nm以下波長的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強度及波長的對數成正比。
ABS是一種成型加工性能優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聚合物在熔融狀態下流動特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動性與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。因此在成型過程中可以采用提高剪切速率來降低熔體粘度，改善熔體流動性。
ABS屬一無定形聚合物，無明顯熔點，成型后無結晶，成型收縮率為0.4%~0.5%。在成型過程中，ABS的熱穩定性較好，不易出現降解或分解，但溫度過高時，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。成型時如果聚合物中含有水分，制品上就會出現斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在民型前，需將聚合物進行干燥處理，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應力開裂，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ABS的熔體流動性有一定影響，注射速度快，制品表面光潔度不佳；注射速度慢，制品表面易出現波紋、熔接痕等現象，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，模具溫度可控制在60—80℃對一般制品可控制在50-60℃。
表2.2 ABS的主要性能指標
力
學
性
能 屈服強度/Mpa 50
熱性能及電性能 玻璃化溫度/C
拉伸強度/Mpa 38 熔點（粘流溫度）/C 130—160
斷裂伸長率/% 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/（10-5/C） 7.0
彎曲強度/Mpa 80 比熱容/<J/（kg*K）> 1470
彎曲弱性模理/Gpa 1.4 熱導率/<W/（m*K）> 0.263
件質量沖擊強度/kJ/m2 無缺口
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
溫度 料筒一區/℃ 150-170
二區/℃ 180-190
三區/℃ 200-210
噴嘴/℃ 180-190
模具/℃ 50-70
壓力 注射/Mpa 60-100
保壓/Mpa 40-60
時間 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
時間/h 0.3-1
3 模具制造
3.1 模具加工精度的確定
本次設計的手機是日常用品，其外殼要能承受磨損。對于制件的外觀要求合表面精度等級要求比較高。現初定制品精度等級為4級。
經分析，現確認模具的制造加工精度為IT7級，而型芯和型腔的加工精度均為IT6，型腔采用機械粗加工后電火花精加工，其它采用機械加工。
模具的尺寸公差按GB-180079，IT7。 ...
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