【正文】 同塑料的成型型腔； b:尺寸：塑件可小到不足 1 克，大到幾十千克，沒有限制； c:材料：在一定溫度范圍內具有適宜流動性的熱塑性塑料； d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質量 和尺寸穩(wěn)定性； e:生產率：中等，循環(huán)時間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內，可增加每模的型腔數來提高生產率。 由以上塑件的特點和注射成型工藝的優(yōu)點，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。 （ 2） 表面粗糙度： 由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取 ，而其 7 內表面由于是復讀機的內部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質量，從簡化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內表面選用的表面粗糙度為 。 一般情況下，模具粗糙度低于塑件 1～ 2 個等級，故取型腔表面粗糙度為 ，而型芯表面粗糙度為 。 （ 3）尺寸精度： 按 SJ1372—1978 標準，塑料件尺寸精度分為 8 級。本塑件所用材料為聚苯乙烯（ PS） ,由此查塑料模具設計手冊可知，本塑件宜選用 4 級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應的關系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為 IT8。 （ 4） 脫模斜度： 該塑件采用的塑料是 PS，而 PS 的成型收縮率較小（ %），而且塑件較復雜，對型芯的包緊面積也較大，所以應取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內外表面的脫模斜度一致。再由零件設計圖紙要求可知 α＝ 10。 （ 5） 壁厚： 由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，如 2mm、 、 1mm、 等。壁厚不均勻，這就造成塑料熔體的充模速率和冷卻收縮不均勻，并由此產生許多質量問題。如凹陷、真空包、翹曲、甚至開裂。為防止此類現象出現，這就要求防止出現突變與截面厚薄懸殊的設計，故我在壁厚不同處采取過渡設計，例如：采用圓弧過渡等措施。 8 （ 6）加強筋： 由圖紙要求可知，該塑件設機了很多加強筋，加強筋的尺寸為頂部 ，根部為 。這對提高塑料件的抗彎強度，減小塑料件的翹曲變形，提高抗蠕變和抗沖擊性能有好處，同時，加強筋的添加改善了塑料熔體的充模流動或者是縮短了流程或增加了流程的截面。 （ 7）圓角： 從塑件可知，該塑件內外表面的轉折處加強筋的根部等處都設計了圓角。其采用圓角不僅降低了應力集中系數，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的流動充模性能，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔 也有了對應的圓角，提高了成型零件的強度。 （ 8）質量和體積： 由天平可稱出該塑件的質量約為 m＝ 30g 再由公式 v=m/ ρ＝ 30/=24cm3，由此可知，該塑件屬于小型塑件。 材料選擇 塑料介紹 塑料（ Plastics)是以有機高分子化合物為基礎，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。 塑料的優(yōu)點：塑料的強度較小，有較高的比強度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性，良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。 塑料的缺點：強度，硬度較底，易老化等。 分析塑料零 件材料 該塑件為 DVD 遙控器外殼的上半部分，有以下特點： （ 1）它所處的工作環(huán)境好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中； 9 （ 2）產量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑件材料質優(yōu)而價廉，且對人體不產生任何毒副作用。 （ 2）內部結構復雜成型較困難。 （ 4）要求要有較美麗的外觀。因此我初步選擇采用通用塑料。 通用塑料分為聚乙烯（ PE）、聚氯乙烯 (PVC)、聚苯乙烯（ PS）、聚丙烯（ PP）等品種，多用于一般工農業(yè)生產和日常生活之中，具有價格低等特點。 ａ 聚乙烯 PE：是由乙烯單體聚合而成的。 特點：采用不同的聚合條件可得到不同性質的聚合物：有高壓 PE、中壓 PE、低壓 PE 三種。 高壓 PE：由于有較低的密度、相對分子質量、結晶度，故質地柔軟；低壓 PE：由于含有較高的相對分子質量、密度、結晶度，故質地堅硬，耐寒性能良好，在－ 70℃ 時還保持柔軟，化學穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機溶劑，吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。 缺點：是力學強度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。 b 聚氯乙烯 PVC：是由乙炔氣體與氯化氫合成氯乙烯單體，然后在聚合成聚氯乙烯。 特點： 可分為硬質 PVC 和軟質 PVC。 硬質 PVC:力學強度高，電氣性能優(yōu)良，耐酸、堿的抵抗力極強，化學穩(wěn)定性很好。缺點：是軟化點低，機械強度高。其可在－ 15～ 60℃ 時使用。 軟質 PVC：有質輕、隔熱、隔音、防震等特點，而且強度低、易老化、延伸率高。 c 聚丙烯 PP： 特點：聚丙烯的主要特點是相對密度小，約為 。它的力學性能如屈服強度、拉伸強度、壓縮強度、硬度等，均優(yōu)于低壓 PE。并有很突出的剛性，耐水行較好，可在 100 以上使用，若不受外力，則溫度升到 150 也不變形?；旧喜晃?，并且有較好的化學穩(wěn)定性，除對濃硫酸 、濃硝酸外，幾乎都 很穩(wěn)定。絕緣性能優(yōu)越，高頻電性能優(yōu)良，而且不受溫度影響，成型容易。對人體不產生毒副作用，可用于藥品及食品的包裝。 缺點：耐磨性不夠高，成型收縮率較大，低溫呈脆性，熱變形溫度亦較低。 d 聚苯乙烯 PS：聚苯乙烯略早于聚丙烯問世，其原料十分豐富，是目前最廣泛應用的材料之一。 10 聚苯乙烯的密度為 ~,比聚氯乙烯小而大于聚丙烯和聚乙烯。聚苯乙烯遇火會自燃。 聚苯乙烯的代號為（ PS），其分子結構式為： HC CH Hn 聚 苯乙烯的主鏈上有結構龐大的苯環(huán)，故柔順性差，質地脆硬，抗沖擊性能差，敲打時發(fā)出類似金屬的響聲。 機械強度低于硬質聚氯乙烯，尤其是相對分子量較小的品種強度更差， 聚苯乙烯屬于非結晶型聚合物。 聚苯乙烯具有良好的可塑流動性和較小的成型收縮率，是成型工藝最好的塑料品種之一，容易制造形狀復雜的制品。 聚苯乙烯無色透明，透光性僅次于有機玻璃，容易著色，常用于制造要求透明或顏色鮮艷的制品。 聚苯乙烯具有很小的吸水率，在潮濕的環(huán)境中尺寸變化很小，適用于制造要求尺寸穩(wěn)定的制品，如儀表儀器殼體等。 聚苯乙烯具有優(yōu)良的電絕緣性 能，尤其是在高頻條件下的介電損耗仍然很小，是優(yōu)良的高頻絕緣材料。聚苯乙烯的主要缺點是脆性大，形狀復雜的制品成型后存在較大的內應力時，常會在使用中自行開裂。為改善聚苯乙烯的脆性，加入少量的聚丁烯可明顯降低脆性，提高沖擊韌性。這種塑料稱為高沖擊聚苯乙烯。 我的材料選擇 由以上四種通用塑料的性能分析可知：我的塑件 DVD遙控器外殼的材料宜采用聚苯乙烯（ PS） 。 11 以下是聚苯乙烯塑料的技術數據： 1：成型特點： ａ：無定形料，吸濕性小，不易分解，性脆易裂，熱膨脹系數大，易產生內應力； ｂ：流動性好，溢邊值 ，應防止飛邊； ｃ：塑件壁厚應均勻，不易有嵌件，（如有嵌件應先預熱），缺口，尖角各面應圓弧連接； ｄ：可用螺桿式或柱塞式注射機加工，噴嘴可以選用直通式或自鎖式； ｅ：易采用高料溫，低模具溫度，低注射壓力延長注射時間有利于降低內應力，防止縮孔，變形（尤其對厚壁塑件）但料溫高易出銀絲，料溫低或脫模劑多則透明性較差； ｆ：可以采用各種形式的澆口，澆口于塑件應圓弧連接，防止去除澆口時損壞塑件，脫模斜度易取 2 以上，頂出均勻，以防止脫模不良而發(fā)生開裂 2:物理性能： 密度 g/cm3 比體積 cm3/g 吸水率 透光率 % 摩擦系數 24h 長時間 PS 鋼 （無潤滑） PS 銅 （有潤滑） % ～ ～ ～ 浸水 18 天 透明 3:熱性能： 玻璃化溫度 ℃ 熔點 ℃ 熔融指數 MFI g/10min 維 卡 針 入度 ℃ 熱變形溫度 45N/㎝ 2℃ 180N/㎝ 2 100~105 170~176 230℃ 負荷 ～ 140~150 102~115 56~57 線膨脹系數 10－ 5/℃ 計算收縮率 ％ 比熱容 J/() 熱導率 w/() 燃燒性 cm/min ~ 1930 緩慢 4:力學性能： 屈服強度 抗彎強度 斷裂伸 彎曲彈性 抗壓強 沖擊韌度 KI/m2 布氏硬度 12 Mpa Mpa 長率 % 模量 Gpa 度 Mpa 無缺口 缺口 HBS 37 67 200 56 78 ~ ~ 5:電氣性能： 電阻率 Ω m 擊穿電壓 kv/㎜ 介電常數 介電損耗角正切 耐電弧性 s 1014 30 ~ 125~185 7:成形條件： 注射機類型 密度 g/cm3 計算收縮率 % 預熱 溫度 ℃ 時間 h 柱塞式 ～ ～ 60～ 75 2 料桶溫度 ℃ 噴嘴溫度 ℃ 模具溫度 ℃ 注射壓力 Mpa 后段 中段 前段 140~160 170~190 ―― 32~65 60~110 成型時間 s 螺桿轉速 r/min 適用注 射機類型 注射時間（秒） 高壓時間 冷卻時間 總周期 15～ 45 0～ 3 15～60 40～ 120 48 螺桿、注塞均可 后處理 方法 紅外線鼓風烘箱 溫度（ ℃ ） 70 時間（ H） 2~4 塑件分析 拔模斜角分析 13 分析結果： Bracketed area percentage: 法向量分析 高斯曲率分析 14 曲面上最小半徑分析 分析結果： Min. inside radius: Surface is convex 上下方向上的斜率分布分析 。 15 分析結果： Min. slope: Max. slope: Bracketed area percentage: VOLUME = +04 MM^3 SURFACE AREA = +04 MM^2 DENSITY = +00 TONNE / MM^3 MASS = +04 TONNE CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: X Y Z +01 +02 +01 MM INERTIA with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * MM^2) INERTIA TENSOR: Ixx Ixy Ixz +08 +08 +08 Iyx Iyy Iyz +08 +08 +08 Izx Izy Izz +08 +08 +09 INERTIA at CENTER OF GRAVITY with respect to _OVM101214 coordinate frame: (TONNE * MM^2) INERTIA TENSOR: Ixx Ixy Ixz +08 +05 +05 Iyx Iyy Iyz +05 +07 +05 Izx Izy Izz +05 +05 +08 PRINCIPAL MOMENTS OF INERTIA: (TONNE * MM^2) I1 I2 I3 +07 +08 +08 ROTATION MATRIX from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES: 16 ROTATION ANGLES from _OVM101214 orientation to PRINCIPAL AXES (degrees): angles about x y z RADII OF GYRATION with respect to PRINCIPAL AXES: R1 R2 R3 +01 +01 +01 MM 第 3 章 擬定模具結構形式 型腔數目的決定 注射模的型腔數目，可以是一模一腔，每一次注射生產一個塑件，也可以是多腔，每一次注射生產多個塑件。每一副模具中，型腔數目的多少與下列條件有關系。 （ 1） 塑件尺寸精度 型腔