雪花片注塑件的设计

2018-09-20吴正华陈爱霞张含叶刘嘉伟

价值工程 2018年29期

吴正华陈爱霞张含叶刘嘉伟

摘要：为了开发儿童的智力，设计了一种雪花片注塑件。首先对其材料进行选择，接着对其结构进行设计，然后对其工艺性进行分析，最后对其模具结构进行设计。

Abstract： In order to develop children's intelligence， a snowflake injection mould was designed. Firstly， the material is selected. Secondly， the structure is designed. Thirdly， its processibility is analyzed. Finally， The mold structure is designed.

关键词：雪花片；注塑件；ABS树脂；结构设计；工艺性

Key words： snowflake；injection molded parts；ABS resin；structural design；processibility

中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）29-0128-02

0 引言

随着社会的不断发展，生活水平不断的提高，越来越多的家长注重孩子学前智力的开发。为了不让孩子输在起跑线上，一般会给孩子采用各种各样学前智力开发方式，益智玩具就从众多方式中脱颖而出。雪花片就是益智玩具中的一种，可以锻炼手眼合作以达到促进大脑发育、发挥孩子的想象力。因此，本文设计一种雪花片注塑件。

1 材料选择

雪花片的应用人群为儿童，所以一切要以安全为主，即应选择无毒材料。此外，雪花片的颜色要丰富，这样可以刺激孩子的视觉，因此雪花片的材料染色性要好。ABS树脂是丙烯腈、聚丁二烯和苯乙烯形成的共聚物。其中，丙烯腈赋予ABS树脂化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。

ABS树脂无味、无毒、不透明、染色性好，密度为1.03～1.07g/cm3，成型收缩率为0.4～0.7%，具备良好的机械强度和极好的抗冲击强度，有稳定的电气性和化学性能[1]。虽然ABS树脂的压缩强度和弯曲强度比较差，但雪花片并不需要较大的抗压缩和弯曲能力。此外，ABS树脂具有良好的耐磨性能、比热容低、塑化效率高、凝固也快，很适合用来制作雪花片玩具。因为雪花片玩具要求表面光滑无飞边毛刺，模具温度要控制在60～80℃。

基于上述考虑，雪花片的材料选择为无毒的ABS树脂。

2 结构设计和工艺性分析

雪花片的结构如图1所示。

2.1 壁厚

雪花片的壁厚对其质量有很大的影响，当壁厚过小时，成型时流动阻力大，大型复杂制品难以充满型腔；当壁厚过大时，不仅会造成材料的浪费，而且会增加冷却时间。因此，在满足使用要求的前提下，雪花片的厚度不宜过厚，这样不仅可以节约原材料，降低生产成本，而且可以缩短塑料零件的冷却时间、提高生产率。基于上述分析，雪花片的壁厚设计为2mm。

2.2 脱模倾角

雪花片的内外表面应按照脱模方向设计出足够的脱模倾角，否则会导致脱模困难，例如会增加脱模力拉坏产品或损坏表面。ABS常用脱模倾角为0.5°～3.0°[2]。本设计中，雪花片脱模倾角取1°。

2.3 圆角

塑料件在轮廓的过度和壁厚的连接处，一般使用圆弧过渡，有特殊要求时才使用尖角结构过渡。因为尖角处应力集中，在受力或受冲击时易发生破裂。而圆角有利于熔融状态材料平滑通过，大大提高了充模特性，也提高了塑料件的美观性。

2.4 工艺性分析

雪花片的生产要求：市场需求量大，所以雪花片应该采用大批量生产方式，选择注塑成型的方式。

我国已实施了国家标准，即GB/T14486-1993《工程塑料模塑塑件尺寸公差》[3]，雪花片尺寸公差等级为MT7。

利用三维软件Solidworks[4]建立雪花片模型，查询获得雪花片的体积为1.244cm3，质量为1.3g。