【正文】 。閉模時，由復位桿使斜拉桿復位。此方案結(jié)構(gòu)緊湊，運行可靠，為最佳方案。7第 2 章 塑料制件的工藝性分析及工藝結(jié)構(gòu)設計 確定成型工藝條件 PE（聚乙烯）的性能參數(shù)材料 PE（聚乙烯）：由乙烯聚合而成，屬于烯烴類聚合物，是塑料工業(yè)中產(chǎn)量最大的塑料。無毒，無味，乳白色。易加工成各種形狀的塑料制件，已廣泛用于電器工業(yè)，化學工業(yè)，食品工業(yè)，機械制造業(yè)，農(nóng)業(yè)等方面?；瘜W穩(wěn)定性好，結(jié)晶型塑料。其性能參數(shù)如下表所示：表 21 聚乙烯（PE）的性能參數(shù) [1]使用性能化 學 穩(wěn) 定 性 很 高 ， 能 耐 酸 堿 及 有 機 溶 劑 。 吸 水 性 極 小 ， 有 很 突 出 的 電 氣 性 能 和 良 好的 耐 輻 射 性 ， 用 火 焰 噴 涂 法 或 靜 電 噴 涂 法 涂 于 金 屬 表 面 ， 可 以 達 到 減 摩 和 防 腐 蝕 的目 的 。 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 荷成型特性、吸濕性小，溢邊值 左右，流動性對壓力變化敏感，與有機溶劑接觸可發(fā)生開裂、燒傷，因此必須充分冷卻，宜設冷料穴，模 應有冷卻系統(tǒng)，收縮值大、方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對收縮率影響大，應控制模溫，保持冷卻均勻、穩(wěn)定，料溫均勻，填充速度應快，保壓充分，易增大內(nèi)應力，或產(chǎn)生收縮不勻，方向性明顯增大變形，應注意選擇進料口位置，防止產(chǎn)生縮孔、變形，塑件有淺的側(cè)凹槽時可強行脫模低密度聚乙烯 高密度聚乙烯1 密度（ ）3g/cm～ ～2 比體積（ /g）～ ～物理性能3吸水率 24h長時期（%） 四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 814折射率（或折光系數(shù)）（%或 ） 5透光率或透明度（%）半透明 不透明6 摩擦系數(shù)( )C? 7 玻璃化溫度( )?120～125 120～ 1508熔點（或粘流溫度）()? 105～125 105～1379 熔融指數(shù)( )g/～ 190℃負荷,21N,10 維卡針入度（ ）C? 121～12711 馬丁耐熱（ ）?—— ——12熱變形溫（45 ）2N/cm（180 ）38～49 60～82，4813線膨脹系（ ）510/C??16～18 11～1314 計算收縮率（%） ～ ～15 比熱率 (J/kg)?2310 231016 熱導率 熱性能17 燃燒性 (c/in)很慢 很慢9 PE 塑料的成型條件PE塑料的成型條件見表 22：表 22 PE 塑料的成型條件 成型塑料制件結(jié)構(gòu)工藝性分析（一）尺寸精度分析：注射機類型 螺桿式密度（ ）3g/～計算收縮率（%） ～后 段 140～160中 段 180~200料筒溫度 t(℃)前 段 180～190噴嘴溫度 t（ ）C? 150~180模具溫度 t（ ） 30~60注射壓力 P（ ）aM70～100注射時間 0～ 5保壓時間 15～ 60冷卻時間 15～ 60成型時間 t( )s總 周 期 40～140螺桿轉(zhuǎn)速 n( )r/min30~60適用注塑機類型 螺桿，柱塞均可后處理 方法 料斗干燥四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 101由于制件未注明尺寸公差，且所選材料為 HDPE，故按 SJ1372—處理，考慮到配合問題，該產(chǎn)品精度要求最高的尺寸應該在四側(cè)的內(nèi)凹處，一般模具的精度要比塑件精度高 2～3 級，所以取模具精度為 MT5。塑件公差按公差表查得個部分的公差值如圖 2—1所示： 圖 塑件尺寸圖21（二）表面粗糙度分析由塑料制件的粗糙度確定模具的粗糙度，模具的粗糙度比塑料制件的粗糙度低1～2 級:模具型腔的粗糙度對塑料制品的表面狀態(tài)起決定性的作用。塑料制件的表面粗糙度 Ra值一般為 ～,模具的表面粗糙度值為塑件的 1/2,即 ～為該制品在使用的過程中只有四個側(cè)陷槽處有配合要求,而此處尺寸小,考慮到成型工藝,塑件表面有凹痕，取 Ra為 ,相應型腔的 Ra為 考慮到表面光亮程度取 Ra為 ,相應型腔的 Ra為 .（三）塑料制件結(jié)構(gòu)分析：11分析零件圖形可知,該零件外部有內(nèi)凹,必須采用側(cè)向分型抽芯。首先，塑件的形狀應便于模塑，用注塑成型的制品在充模階段能順暢的充滿型腔，因此塑件沿料流方向應設計成流線型或具有大的曲率半徑，避免流動死角。其次，塑件應便于脫模，為了簡化模具結(jié)構(gòu)應盡可能地不采用復雜的瓣合模與側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，為此塑件要盡量避免側(cè)向凹陷或側(cè)孔，否則不單會提高模具成本，而且會降低生產(chǎn)效率，縮短模具壽命，增加維修率，而且還會在分型面處留下溢邊，增加塑件修整工作量。但鑒于所給制件的使用要求，塑件四側(cè)有內(nèi)凹，故該模具采用內(nèi)側(cè)抽芯，脫模時采用斜拉桿抽出。（四）斜度分析：斜度分析：為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，在設計時塑件內(nèi)外壁應具有足夠的脫模斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關。另：⑴脫模斜度的取向根據(jù)塑件的內(nèi)外形尺寸而定；塑件內(nèi)孔，以型芯小端為準，尺寸符合圖樣要求，斜度由擴大方向取得；塑件外形，以型腔（凹模）大端為準，尺寸符合圖樣要求，斜度由縮小方向取得。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。 ⑵當要求開模后塑件留在型腔內(nèi)時，則塑件內(nèi)表面的脫模斜度應大于塑件外表面的脫模斜度，即數(shù)值反之。表 22 常用塑件的脫模斜度（五）壁厚分析：合理地確定塑件的壁厚是很重要的。塑件的壁厚首先決定于塑件的使用要求，即強度、結(jié)構(gòu)、重量、電氣性能、尺寸穩(wěn)定性以及裝配等各項要求。 另外還必須指出，壁厚與流程有密切關系。所謂流程是指熔料從澆口起流向型腔各處的距離。經(jīng)試驗證明各種塑料在其常規(guī)工藝參數(shù)下，流程大小與塑件壁厚成比例關系。塑件壁厚越大，則允許最大流程越長。同種塑料制品的壁厚要盡可能的均勻,壁厚過小則難以充型,且強度剛度不足,過大用四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 121料過多,增加注塑周期,易產(chǎn)生氣泡,縮孔,凹陷,翹曲等缺陷。高密度聚乙烯（HDPE）的最小壁厚 ，最大壁厚 ，此次設計取 。 澆口位置分析澆口位置設計應考慮的因素⑴.減小制品翹曲變形⑵.澆口位置與分子取向關系（考慮分子取向方位對注塑制品質(zhì)量的影響）⑶.注塑成型時的噴射現(xiàn)象與澆口位置和尺寸的關系：⑷.減少熔接痕，增加熔接牢度： ⑸.澆口位置應防止料流將型芯或鑲件技歪變形 ? 一側(cè)進料易使型芯彎曲；? 兩側(cè)進料可防止型芯彎曲；? 頂部中心進料，效果最好。因此綜合考慮，澆口設在頂部中心處。 型腔的布置及分型面的確定制品在模具中的位置，直接影響到模具結(jié)構(gòu)的復雜程度、模具分型面的確定、澆口的位置，制品的尺寸精度和質(zhì)量等。由于設計的是單型腔模具，不用考慮型腔的分配和排列，但是考慮到為了方便脫模，型腔設置在定模部分，位于整個定模板的中間位置。開模后制品留在動模部分，這樣就更方便脫模。由交貨期計算型腔數(shù)：＝ （21）()chmNtn???(2)???式中： ——故障系數(shù)（以 5％計） N——副模具定貨量（件） N=300000 件 ——成型周期（s） 查表 2—2，取 =45ct cts ——從定貨到交貨時間（月） =5月0 0 ——模具制造時間（月） =2月 mt mt ——所在廠的每月工作時間（h／月） =165h13但是根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點，只能選用一模一腔，這點在第三章中有詳細的說明。分型面的位置要有利于模具加工、排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。分型面的選擇是一個比較復雜的問題，因為她受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度、表面粗糙度、嵌件位置及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、頂出方法、澆注系統(tǒng)的設計，模具排氣，模具制造及操作等各種因素的影響。因此，在選擇時要認真分析、綜合比較，從幾個方案中找出一個比較合理的方案。通常在選擇分型面時應考慮以下幾個原則：⑴.分型面應便于塑料制品的脫模；⑵.分型面的選擇應有利于側(cè)面分型和抽芯；⑶.分型面的選擇應保證塑料制品的質(zhì)量；⑷.分型面的選擇應有利于避免溢料的產(chǎn)生；⑸.分型面的選擇應有利于成型時排氣；另外，分型面的選擇還應盡量便于模具加工?？紤]分型面的選擇原則，此次塑件分型面選擇在塑料流動方向的末端，開模后使塑件留在動模部分，方便內(nèi)抽芯和脫模。采用點澆口注射模具，可以實現(xiàn)塑料件與澆口凝料的自動拉斷，減少人工操作，使塑料注射成型生產(chǎn)的自動化程度提高。但是，為了保證澆注系統(tǒng)凝料的自動脫模，常常需要在定模一邊增設澆道凝料推出機構(gòu)，增加分型面，從而導致模具脫模機構(gòu)復雜化，也使模具結(jié)構(gòu)復雜化。對于單型腔的點澆口模具，如能利用定模的定距分型動作來完成澆注系統(tǒng)凝料的自動脫模，則可以簡化模具結(jié)構(gòu)，并降低模具成本。具體分型面的位置如圖 2—2所示：圖 2—2 分型面位置圖四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 141 排氣系統(tǒng)的確定 當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿物料溫度過高 ，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)的氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設計時要考慮排氣問題。 由于此次設計的是小型塑件，而且采用的是一般的注射設備，從 Pro/e 分析的效果圖可以知道，在注塑過程中氣泡和溶接縫產(chǎn)生在四個小側(cè)凹處，即在活動滑塊的位置，所以可以利用推桿滑塊與模板間隙排氣，以消除或減少氣泡和溶接縫的產(chǎn)生。四川理工學院畢業(yè)設計（論文）15第 3 章 確定成型設備 計算塑件體積和重量由表 21 可知，PE 材料的密度為 ~ g/cm3,取密度為 。塑件厚度 t=。用 CAE模型分析（如右圖所示）：得知單個塑件體積：v 單 = =?單個塑件的質(zhì)量：= .9? 圖 3—1估算澆注系統(tǒng)的體積 ，根據(jù)澆注系統(tǒng)的初步設計方案進行估算： jV （3—1）jV??主 流 點 澆 ???????（ ） （ ） 91+=++= ≈則澆注系統(tǒng)塑料凝料重量： = = =?Vj?所以總的注塑體積： = =+=?單 3c則 =n /=1 ? 設計澆注系統(tǒng)，初步選擇注塑成型設備 主流道的設計根據(jù)制品外形，結(jié)合物料特性，主流道采用圓錐形，以便于流道凝料的拔出。主流道固化時間要求：為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應該最后固化.臥式或立式注塑機主流道結(jié)構(gòu)設計要點：第 3章 確定成型設備 161⑴.主流道直徑的大小影響熔融注塑時的壓力降，流動速度和充模時間主流道一般設計在模具的中心線上。⑵. 由于小端的前面是球面，深度 3~5mm，主流道球面半徑比噴嘴球面半經(jīng)大 1~2mm。圓錐形主流道，錐角= ；流道的表面粗糙度值 Ra= ；機械加工劃痕不得垂直?6~2 m?于脫出方向；加工腐蝕性材料還應將流道的內(nèi)孔鍍鉻。⑶.主流道與噴嘴結(jié)構(gòu)：接觸處多作成半球形的凹坑，凹坑球半徑 R2應比噴嘴球頭半徑圖 3—2 澆口套與注射機噴嘴的關系R1大 2～3mm。R =12mm R =14～ 15mm2主流道小端直徑：應比注塑機噴出孔直徑約大 ～lmm 。 澆口的設計由于制件比較薄，材料為聚乙烯，粘度對切變速率比較敏感，并且是單型腔模，為了保證制件的表面質(zhì)量和精度，以采用小澆口為宜。優(yōu)點在于：降低熔體的表觀粘度，流動性增強，有利于充模；在注射成型過程中，保壓補縮階段一般都要延續(xù)到澆口處熔體凍結(jié)為止，否則模腔中熔體的便會向腔外倒流；由于小澆口容積小、凍結(jié)快，所以生產(chǎn)某些制品時，可以在小澆口凍結(jié)后無須待制品內(nèi)部全部固化，只要外部固化層具有足夠的強度和剛度便可以將制品脫模，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率；在多模腔中可以平衡各模腔的進料速度，有利于澆注系統(tǒng)平衡；采用小澆口不僅有利于澆注系統(tǒng)凝料與制品脫離，而且有利于制品修整