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2 塑件的工艺性分析
2.1 塑件的原材料分析
该QQ音箱外壳经常用手触摸，必须耐酸、对电绝缘，化学稳定性要好； 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好。具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS）。
ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。
ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160~190℃范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285?C时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%~0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在80~90?C下干燥2~3h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%~0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型[4]。 2.1.1设计要求： （1）材料：ABS； （2）生产批量：大批量；
（3）该塑件的精度等级为MT3级?18?，未注公差取MT5级精度；
（4）注射模具的寿命要求30万件以上；结构尽量简洁，运行安全可靠；
（5）塑件具有较复杂曲面结构，其表面光滑，无气泡及其它缺陷，无飞边或少飞边； （6）分析给定的塑件的结构尺寸和工艺性，绘制零件图，并用PRO-E软件绘制3D实体模型。
本设计塑件的材料采用ABS，属热塑性塑料。 2.1.2该塑料的工艺特点及用途：
（1）综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好；
（2）与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理； （3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；
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（4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好?2?。 用途：适于制作一般机械零件,减磨耐磨零件,传动零件和电讯零件. 2.1.3该塑料的成型特性：
（1）成型温度：200~240?C ，干燥条件：80~90?C ，2小时。
（2）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,2小时。
（3）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度)对精度较高的塑件,模温宜取50~60度,对高光泽、耐热塑件,模温宜取60~80度。
（4）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
（5）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3~7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。 2.1.4设计方案
方案一：模具采用一模一腔，侧抽芯机构。 优点：便于加工制造，可以减少模具的制造时间。
缺点：产量较低，同时，大量的浇注凝料会造成材料的浪费。
方案二：模具采用一模两腔，侧浇口，侧抽芯机构。 优点：可以提高产量，同时，节省了材料，不影响表面质量。
缺点：由于QQ音箱外壳的三个方向都有侧抽芯结构，所以加工的时候用侧型芯滑块代替内侧的侧抽芯结构，模具的制造难度就会相应增加，模具的制造时间也会增加。
方案三：模具采用一模四腔，侧浇口，侧抽芯机构。 优点：可以提高产量，同时，节省材料，不影响表面质量。
缺点：模具制造难度较大，占用的空间要较大，可能需要大型的的注塑机。
分析可行性方案：根据设计要求，为了提高生产效率，保证塑件的成型质量，理想的模具设计结构要满足塑件成型工艺技术要求和生产经济性能要求，技术要求是要保证塑料制品的几何形状、尺寸公差及表面粗糙度；生产经济性能要求是要使生产的成本低，生产效率高，模具寿命长，操作简单、安全、方便。因此选用方案二，相比较之下可以利用现有的设备提高产量，节省材料，还能保证各个方面的要求。 2.2 ABS的主要缺陷及消除措施 2.2.1残余应力引起的龟裂
残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的。作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手。
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（1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式。
（2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力。
（3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生。
（4）注射和保压时间过长也会产生应力，将适当缩短或进行二次保压切换效果较好。 2.2.2熔接痕
熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。一般情况下，主要影响外观，对涂装、电镀产生影响。严重时，对制品强度产生影响（特别是在纤维增强树脂时，尤为严重）。可参考以下几项措施予以改善： （l）调整成型条件，提高流动性。如提高树脂温度、模具温度、注射压力及速度等。 （2）增设排气槽，在熔接痕的产生处设置推出杆也有利于排气。 （3）尽量减少脱模剂的使用。
（4）设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处，成型后再予以切断去除。
（5）若仅影响外观，则可改变浇口位置，以改变熔接痕的位置或者将熔接痕产生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。 2.2.3白化
白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。 OhB,6J2.3 ABS的主要技术指标
ABS塑料板是板材行业新兴的一种材料，是目前产量最大，应用最广泛的聚合物。它将PS、SAN 、BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。ABS塑料板极好的冲击强度、尺寸稳定性好、染色性、成型加工和机械加工好、高机械强度、高刚度、低吸水性、耐腐蚀性好、连接简单、无毒无味、具有优良的化学性能和电气绝缘性能。 能耐热不变形,在低温条件下也具有高抗冲击韧性。还是一种坚硬，不易划伤，不易形变的材料。主要性能指标如表2-1和塑件图如图2-1。
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表2-1 ABS的主要性能技术指标
?1?
密度?/(kg/m3) 吸水率(24)?p?c?100 熔点t?C 抗拉屈服强度?bMPa 体积电阻率?V(??cm) 热变形温度 0.460MPa t?C 1.02～1.16 0.2～0.4 130～160 50 6.9?1016 比体积v/(m3/kg1) 收缩率s 硬度HB 拉伸弹性模量E1MPa 弯曲强度?wMPa 冲击韧度 无缺口 缺口 0.86～0.98 0.4～0.7 70～88 1.8?10?3 80 261 11 90～108 83～103 0.185MPa ?n(kJ/m2)
图2-1 QQ音箱零件图
2.4 注塑工艺及模具条件 2.4.1注射成型过程 （1）成型前准备
干燥处理：ABS材料具有吸湿性，在室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要在注塑成型之前进行干燥处理。建议干燥条件为80~90?C下最少干燥2h。材料温度波动应保证小于0.1%。
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有些为了使塑件便于从模具中脱出，有的模具型腔或模具型芯还需涂上脱模剂，
常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡和硅油等。 （2）注射过程
成型原理：将分装或颗粒的塑料原料加入料斗中，经过预热使塑料在料筒中塑化，在螺杆作用下，经过料筒前端喷嘴附近使塑料进一步塑化，以均匀的料温保压一段时间，待塑料冷却固化后，开模便可从模腔中取出具有一定形状和尺寸的塑料制件。 完整的注射成型过程包括以下几个阶段： ①加料 ②塑化 ③充模
④保压 ⑤倒流 ⑥浇口冻结后的冷却 ⑦脱模 2.5 产品形状分析 2.5.1 侧孔
从本产品图可以看出零件有侧孔，在设计时应重视。针对此种结构在设计时要用楔块和斜导柱配合实现型芯的运动。 2.5.2 脱模斜度
由于制品在冷却后产生收缩，会紧紧包住型心或行腔突出的部分，为了使制件能够顺利从模具中取出或者脱模，必须对塑件的设计提出脱模斜度的要求，要求在塑件设计时或者在模具设计时给予充分的考虑，设计出脱模斜度。目前并没有精确的计算公式，只能靠前人总结的经验资料。塑件的脱模斜度与塑料的品种，制件形状以及模具结构均有关，一般情况下取0.5度，最小为15?到20?。下表2-2为常用的脱模斜度：
表2-2几种塑料的常用脱模斜度 制品斜度 脱斜型型聚酰胺 聚酰胺 通用 增强 聚甲基聚乙稀 丙稀酸甲脂 聚丙烯 聚碳酸脂 ABS塑料 模 腔 度 心 20′-40′ 20′-50′ 25′-45′ 20′-40′ 25′-45′ 35′-1o 35′-1o30′ 25′-40′ 20′-40′ 20′-45′ 30′-1o 20′-45′ 30′-50′ 30′-40′ 2.5.3尺寸精度分析
塑件的尺寸精度是指成型后所获得的塑件产品尺寸和图纸中尺寸的符合程度。一般而言，塑件尺寸精度是取决于塑料因材质和工艺条件引起的塑料收缩率范围大小，模具制造精度、型腔型芯的磨损程度以及工艺控制因素。而模具的某些结构特点又在相当大