【正文】 ..................................................................................................31 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 1 引 言 近年來我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占 30%左右。 且 隨著 我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 和人民生活水平的提高， 對(duì)模具工業(yè)提出了越來越高的要求 。以前傳統(tǒng)的注塑模具及其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品已不能滿足當(dāng)前人民的需要了。于是一些新型的注塑模技術(shù)以其優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量、低的注射成本、高的生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)不斷應(yīng)用于當(dāng)今模具行業(yè)，興起了新一波的制造業(yè)高潮。熱流道技術(shù)正是其中的一種，且隨著科技的進(jìn)步越來越廣泛地應(yīng) 用到現(xiàn)代模具行業(yè)中。 熱流道成型是指從注射機(jī)噴嘴送往澆口的塑料始終保持熔融狀態(tài)，在每次開模時(shí)不需要固化作為廢料取出，滯留在澆注系統(tǒng)中的熔料可在再一次注射時(shí)被注入型腔。 該系統(tǒng)一般由噴嘴、 熱流道板 、溫控 器 和 加熱元件熱流道加熱元件 等幾部分組成。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 2 第一章 塑件工藝分析及模具結(jié)構(gòu)方案 塑件工藝分析 塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝性 重量 378 g 密度 材料 PP（聚丙烯） 體積 415 ㎝ 3 厚度 2mm 投影面積約為： 500cm2 該塑件為垃圾桶的底座?，F(xiàn)在市場(chǎng)上 用于家庭或辦公室的垃圾桶均為單桶式，它的不足是不能將垃圾分類，最終造成環(huán)境的污染，及可回收材料的浪費(fèi)。因此，我們立足于這一不足點(diǎn)，將垃圾桶進(jìn)行改進(jìn)，使其成為綠色環(huán)保性的雙桶式垃圾桶。兩桶成對(duì)稱分布，高度為 65mm，壁厚 2mm，其加強(qiáng)筋部分均為 3 ㎜，且高度均為 1 ㎜，最大投影面積為 50000mm2。制件的外表面的光潔度要求比較高，內(nèi)表面的精度低些， 塑件精度外表面選MT2 級(jí)，內(nèi)表面選 MT3 級(jí)。 該垃圾桶的底座只有兩個(gè)部位尺寸要求嚴(yán)格，即與桶身相配合的 10 個(gè)小凸臺(tái)、裝腳踏板的 4 個(gè)小孔。并且在安裝的過程中，均是強(qiáng)制壓 入。其它部位可由設(shè)計(jì)者，根據(jù)材料的節(jié)省、模具加工的難易、模具設(shè)計(jì)的方便性自行進(jìn)行修改。從制件的結(jié)構(gòu)來看， 2 ㎜厚的制品必須在工藝上考慮其充模能力。此外該制件的造型有點(diǎn)，這是一大難點(diǎn)，這可能會(huì)給后面的零件及模具圖的表達(dá)帶來困難。 塑件材質(zhì)及成型工藝性 該塑件所采用材料為：聚丙烯（ PP）。它來源廣泛，合成工藝較簡(jiǎn)單、分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 3 密度小、價(jià)格低、加工成型容易。拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等都比低壓聚乙烯高，還有很突出的剛性和耐折疊性，以及優(yōu)良的耐腐蝕性和電絕緣性。但沖擊性能不足，低溫條件下易脆裂，且成型收縮率較大，熱變形 溫度不高，但可以通過改性改善。 它主要的成形特性如下： 1. 結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長(zhǎng)期與熱金屬長(zhǎng)期接觸易發(fā)生分解。 2. 流動(dòng)性極好，溢邊值 左右。 3. 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。 4. 成形收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形、方向性強(qiáng)。 5. 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于 50℃以下塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕； 90℃以上易發(fā)生翹曲、變形。 6. 塑件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口、尖角，以避免應(yīng)力集中。 表 聚丙烯成型條件 塑料名稱 聚丙烯 料筒溫度（℃） 后段 160～ 170 中段 200～ 220 前段 180～ 200 縮寫 PP 注射壓力（ MPa） 70～ 120 注射成形機(jī)類型 螺桿式 注射時(shí)間（ s） 0～ 5 密 度（ g/cm3） ～ 保壓時(shí)間（ s） 20 ～ 60 比 容（ ml/g ） 冷卻時(shí)間（ s） 15～ 50 收縮率（ % ） ～ 總周期 （ s） 40～ 120 噴嘴溫度（℃） 170～ 190 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 48 干燥 溫度（℃） 70～ 85 適用注射機(jī)類型 螺桿式 柱塞式均可 時(shí)間（ h） 2 模具溫度（℃） 40～ 80 后處理 無(wú) 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 4 確定模具結(jié)構(gòu)方案 參考方案 方案一：普通的冷流道澆注系統(tǒng)，單分型面，直澆口設(shè)計(jì)。 方案二：采用熱流道澆注系統(tǒng)。單分型面，點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)。 方案的確定 方案一： 設(shè)計(jì)容易，成本低。但由于壁厚較薄，形狀復(fù)雜，可能有充不滿的情況發(fā)生。并且由于冷料穴及凝料的存在，不僅降低了原材料的使用率，而且大大降低生產(chǎn)效率，操作繁雜，實(shí)現(xiàn)不了自動(dòng)化生產(chǎn)，故淘汰此方案。 方案二 ： 采用熱流道澆注系統(tǒng) ,成本比傳統(tǒng)的冷流道澆注系統(tǒng)高。但由于 熱流道系統(tǒng)消除了多余的廢料，也就消除了這些廢料給模具帶來的多余熱量，縮短制件成型周期，制件成型固化后便可及時(shí)頂出， 從而可使生產(chǎn)效率提高10％ 左右。并且消除了后續(xù)工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化，制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品，無(wú)需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化， 從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 經(jīng)過綜合考慮 ， 采用方案二較好。 分型面的確定 分開模具能取出塑件的面，稱作分型面 。 分型面的方向盡量采用與注塑機(jī)開模 成 垂直方向， 并滿足分型面 取在最大輪廓處，并且不影響制件外表面的光潔度。分析制件的結(jié)構(gòu)，最終將分型面選擇在沿加強(qiáng)筋布置的位置。 型腔數(shù)目的確定 為了使模具注塑機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 5 模具設(shè)計(jì)時(shí)因合理確定型腔數(shù)目。模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來確定的。該塑件結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，且流程比較長(zhǎng)，兩邊成對(duì)稱分布。根據(jù)分析與經(jīng)驗(yàn)，選擇兩邊的中心位置進(jìn)澆。所以我們選用一模一件。 選擇注塑成型設(shè)備并進(jìn)行校核 各種型號(hào)的注塑機(jī)安裝模具部分的形狀和尺 寸各不相同。設(shè)計(jì)磨具時(shí)應(yīng)校核的主要項(xiàng)目有：噴嘴尺寸、定位圈尺寸、最大模厚、最小模厚、模板的平面尺寸和模具安裝用螺釘孔位置尺寸等。 塑件制品體積的計(jì)算 塑件的體積與注塑機(jī)的選擇密切相關(guān)，通常我們先通過塑件體積來計(jì)算來初選注塑機(jī)，然后通過鎖模力等對(duì)所選的注塑機(jī)進(jìn)行校核。 塑件體積為 415 ㎝ 3， 預(yù)選 1000cm3的注射機(jī)，其型號(hào)為 XSZY1000。 選擇注射機(jī) 根據(jù) V 注 及 T 計(jì) ，并綜合考慮注射機(jī)的塑化能力，公稱注射量，公稱注射壓力，工程鎖模力，安裝模具的有效空間，頂出形式及頂出行程 ，移模行程等等，選用型號(hào)為 XSZY1000 的注塑機(jī)。 國(guó)產(chǎn)注塑機(jī) XSZY1000 技術(shù)規(guī)格 標(biāo)稱注射量 cm3 1000 螺桿直徑 mm 85 注射壓力 MPa 121 注射行程 mm 260 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 2 2 3 4 6 83 注射時(shí)間 s 3 注射方式 螺桿式 合模力 104N 450 最大成型面積 cm 1800 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 6 模板最大行程 mm 700 模具最大厚度 mm 700 模具最小厚度 mm 300 拉桿空間 mm 650 550 合模方式 兩次動(dòng)作液壓式 推出形式 中心及兩側(cè)推出（ 350） 電動(dòng)機(jī)功率 KW 22 螺桿驅(qū)動(dòng)功率 KW 13 加熱功率 KW 40 噴嘴球半徑 mm 18 噴嘴孔半徑 mm Φ 定位圈尺寸 mm Φ 150 機(jī)器外形尺寸 m 設(shè)備產(chǎn)地 上海塑機(jī)廠 注塑機(jī)校核 注射壓力的計(jì)算及 較核 注射壓力的較核是檢驗(yàn)注射成型機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品成型的要求，因此注射機(jī)的最大注射壓力要大于制件所要求的注射壓力。由 以上 PP 的性能可知 PP 的注射壓力為 70～ 100MPa，而我們所選擇的注射機(jī)的注射壓力為 121 MPa。因此我們可得所選的注射機(jī)滿足制件的要求。 鎖模力的計(jì)算及 較核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，在模具型腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，力圖使模具沿分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總面積乘 以型腔內(nèi)塑料壓力。這個(gè)力應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力F。否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而產(chǎn)生溢邊跑料的現(xiàn)象。 型腔內(nèi)的塑料熔體的推力 T 推 （ N）可按下式計(jì)算 T 推 ＝ A P 平均 ≤ A kp0 式中 T 推 —— 型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機(jī)軸向的推力 N； A――塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 mm2； P 平均 ――型腔（及流道）內(nèi)塑料熔體的平均壓力， MPa；（中小型制件分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 7 一般取 20～ 40 Mpa） P0 ――注射壓力， MPa k――壓力損耗系數(shù)，隨塑料的品種、注射機(jī)的形式、噴嘴的阻力、流道阻力等因素變化，取值范圍為 ～ 。 經(jīng)計(jì)算塑件和流道系統(tǒng)的投影面積約為 50000 mm2 F0＝ 50000 30=1500000N=150 104N≤ 450 104N（合模力） 因此，我們可得所選的注射機(jī)滿足制件成型的要求。 開模行程的校核 開模行程與塑件推出距離的校核取出制件所需的開模距離，必須小