第二章  过滤器的工艺分析

2.1 设计原始资料

模具设计原始资料对模具设计有着至关重要的作用。通过原始资料可以得到模具设计的必备信息，如：产品的结构、产品材料以及产品的性能要求等。这些数据都是模具设计之前必须掌握的。

模具是一种技术含量高的工业设备，在设计模具之前必须完全了解它的成型对象，认真分析消化设计原始资料，以更好的满足客户的要求。

设计原始资料也叫设计任务书，它通常由客户提供给模具制造商。在学校完成论文设计的原始资料由设计指导教师提供。

设计原始资料不仅包含了产品零件图、产品3D文档和产品样品这三种之中的一种或几种都有（一般都需要有产品零件图）。还包含有其他如注射机、生产纲领等信息。

由于这次毕业论文设计中是自己选择题目，所以本次设计的原始资料包括了塑料制品的零件图和自己造好的3D电子文档。产品的技术要求以及其后处理都可以从零件图中获得，而注塑机可以综合考虑模具最优设计条件自己选择。

零件图是从事工业制造行业人员之间沟通的重要语言，有着不可取代的重大作用。它决定了工业制造的所有过程，不管是后续的加工还是最后成品的检验、验收以及某环节出错后责任的承担都是以设计零件图作为基准的。图2-1-1是本次模具设计的塑料产品零件图。

通过零件图可以得到如下信息： 

（1） 产品的材料为ABS塑料

（2） 产品的重量，通过软件分析3维产品模型，可得到重量。

（3） 产品的平均收缩率为0. 55%

（4） 产品的尺寸精度，必须认真分析计算，以确定注射成型能否达到此精度要求。ABS/PC共混塑料的一般精度等级为MT3，未注公差等级为MT5。

（5） 产品的表面质量要求外表面光泽且无相拼痕。

（6） 产品的结构以及壁厚为2mm；以便于注射工艺分析。

（7） 通过零件名称得知该产品的用途是过滤。

以上信息都是模具设计必须重点掌握的。如果零件图上没有直接说明的，也得查阅各种资料加以分析，也可以通过各种软件来辅助分析。

产品3D文件不仅仅是比零件图更形象的参

考图，而且是采用软件进行分模、进行模流分析

以及产品结构对成型工艺的适应性分析不可缺少

的文件。图2-1-2是通过零件图进行3D造型得到

的产品3D图。                                     图 2-2

2.2  分析塑件使用材料的种类及工艺特征

该塑件材料选用ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。

2.2.1 ABS塑料概述

ABS( Acrylonitrile - Butadiene - Styrene)俗称超不碎胶，是一种高强度改性PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，化学结构式为：

三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性：丙烯腈能使制品有较高的强度和表面硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。

ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大一些。属于减敏性塑料。

（1）ABS塑料的主要优点：

综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小；耐低温达-40℃；耐酸、碱、盐、油、水；可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰；较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。

（2）ABS塑料的主要缺点： 

不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解；耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；耐热性不够好。 普通ABS的热变形温度仅为95℃~98℃。

综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料

2.2.2 用途及特点

用途：汽车配件（仪表板、工具舱门、车轮盖、反光镜盒等），收音机壳，电话手柄、大强度工具（吸尘器，头发烘干机，搅拌器，割草机等），打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪橇车等。

　　比重:1.05克/立方厘米 

　　燃烧鉴别方法：连续燃烧、蓝底黄火焰、黑烟、浅金盏草味

　　溶剂实验：环已酮可软化，芳香溶剂无作用

特点： 

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372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。 

4、流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。 

5、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. 

6、同PVC（聚氯乙烯）一样在屈折处会出现白化现象。

成型特性： 

　　1.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,3小时. 

　　2.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. 

　　3、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。 

　　4、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。 

　　ABS树脂是目前产量最大，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是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 

　　ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。 

　　ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，散热性（现在ABS工程塑料的工艺已经很成熟了，笔记本电脑只要内部结构设计合理，同样可以有出色的散热效果。)

　　成型加工和机械加工较好。ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 

　　ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。

ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。

ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70oC左右，热变形温度为93oC左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。

ABS主要技术指标：

表2-1  热物理性能

表2-2  力学性能

表2-3  电气性能

2.3分析塑件的结构工艺性

该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。

2.4工艺性分析

    为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面处，浇口横向开设在模具的型腔处，从塑料件侧面进料，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。

塑件的工艺参数：

干燥条件：80-90℃ 2小时

　　成型收缩率:0.4-0.7% 

　　模具温度：25-70℃（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）

　　融化温度：210-280℃（建议温度：245℃）

　　成型温度：200-240℃ 

　　注射速度：中高速度

　　        注射压力：500-1