【正文】 盡量縮短成型周期中各個階段的有關(guān)時間，其中以注射時間和冷卻時間最重要，它們對塑件的 質(zhì)量均有決定性的影響。此塑件的時間控制如下： （ 1）合模時間：為 2S （ 2）注射時間： 0～ 5S （ 3）保壓時間： 15～ 30S （ 4）模內(nèi)冷卻時間： 15～ 60S （ 5）其它時間： 10～ 20S （ 6）成型周期： 40～ 70S 常用熱塑性材料成型條件，如表 21 所示： 表 21 常用熱塑性材料成型條件 注射機(jī)類型 螺桿機(jī) 模具溫度 /℃ 50～ 80 螺桿轉(zhuǎn)速 /（ r/min） 30～ 60r/min 注射壓力 /mpa 70～ 120 噴嘴 形式 直通式 保壓壓力 /mpa 50～ 70 溫度 /℃ 190～ 200 注 射時間 /s 0～ 5 料筒溫度 /℃ 前段 210～ 200 保壓時間 /s 15～ 30 中段 210～ 230 冷卻時間 /s 15～ 30 后段 180～ 200 成形周期 /s 40～ 70 塑件的質(zhì)量和體積的計算 塑件的體積計算 利用 PRO/E 軟件進(jìn)行三維實體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析，查詢到塑件的體積為： V 件 = cm3 我們可以按照前面的分析為一模兩腔 ,根據(jù)經(jīng)驗初略定為澆注系統(tǒng)的質(zhì)量為總質(zhì)量的20%， 所以 塑件和澆注系統(tǒng)的總體積為 : V 件 =2 = （ 21） 塑件的質(zhì)量計算 查得： ρ =～ ，取 ，采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。 利用 PRO/E 軟件進(jìn)行三維實體建模，并可直接通過軟件進(jìn)行分析，查詢到 單個 塑件的質(zhì)量為： M= = 塑件 和澆注系統(tǒng)的 總 質(zhì)量 為 : W 總 =2 M （ 22） 9 = 2 = 注 塑機(jī)的初選擇 根據(jù)前述的 ABS的成型性能及制件的形狀特點， 結(jié)合生產(chǎn)的實際需要，采用一模 兩 腔的模具結(jié)構(gòu)。考慮到外形尺寸、對 塑件原材料的分析以及注射時所需的壓力情況，參考文獻(xiàn) [17]， 采用臥式注射機(jī)， 初選柱塞式注射機(jī)： XSZ60。 根據(jù)上面的分析我們可以初選柱塞式注射機(jī)： XSZ60，柱塞式注射機(jī)： XSZ60的有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下所示：查參考文獻(xiàn) [17]上表 624 常用國產(chǎn)注射機(jī)。 表 22 注射機(jī)的參數(shù) 型 號 XSZ60 額定注射量 60 柱塞直徑 /mm 38 注射壓力 /Mpa 122 注射行程 /mm 170 注射方式 柱塞式 鎖模力 /KN 500 最大成型面積 / cm3 130 模板最大行程 /mm 180 模具最大厚度 /mm 200 模具最小厚度 /mm 70 噴嘴圓弧半徑 /mm 12 噴嘴孔直徑 /mm 4 頂出形式 中心設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 動定模固定板尺寸 mm mm 330 440 拉桿空間 /mm 350 300 合模方式 液壓 機(jī)械 液壓泵流量 L/lim 70， 12 液壓泵壓力 Mpa 電動機(jī)功率 /KW 11 加熱功率 /KW 機(jī)器外形 尺寸 3160 850 1550 有 關(guān)參數(shù)的校核 1． 最大注射量的校核 最大注射量應(yīng)滿足以下關(guān)系： NM+Mj≤ KMn （ 23） 其中 N型腔數(shù)量； 10 M單個塑件的體積或質(zhì)量 ,cm3 或 g Mj澆注系統(tǒng)的凝量， cm3 或 g； Mn注射機(jī)最大注射量， cm3 或 g； K注射機(jī)最 大注射量利用系數(shù)，一般取 ； M= cm3 ， Mj=， KMn= 60=48 g 將已知數(shù)據(jù)帶入可得： NM+Mj=≤ KMn=48g 根據(jù)計算結(jié)果得知 : 柱塞式注射機(jī)： XSZ60的 最大注射量滿足要求。 2． 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力其關(guān)系按下式校核： P 腔 F≤ P 鎖 （ 24） 式中 P 腔 表示模具型腔壓力 ,一般取 (400～ 500)X105Pa F 表示塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積總和 (厘米 2) P 鎖 表示注射機(jī)額定鎖模力 (10N),見注射機(jī)技術(shù)規(guī)格 計算 : F=76 60+[ л л 1+(602) 1+ 2 2+(31) (102) +4 3+ 1 1 2] 2 =4560+( +58+1813) 2 = mm2 所以 PF=40 2= 查文獻(xiàn) [17]國產(chǎn) 柱塞式注射機(jī)： XSZ60 的注射參數(shù)可知 : P 鎖模力 =500KN P 腔 F≤ P 鎖 即 PF= 小于 P 鎖模力 =500KN 故 鎖模力可以滿足要求。 3． 注射壓力的校核 查文獻(xiàn) [14]ABS 注射成型工藝參數(shù)可知 : P 成型 =70～ 120Mpa 查文獻(xiàn) [17]國產(chǎn) 柱塞式注射機(jī)： XSZ60 的注射參數(shù)可知 : P 注 =122Mpa 注射機(jī)的注射壓力為 122Mpa，即注射壓力 型腔成型壓力 ， 所以注射壓力滿足要求。 根據(jù)上面的分析我們初選國產(chǎn) 柱塞式注射機(jī)： XSZ60 符合我 們的要求。 11 3 盒塑料模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模是成型塑件的一種重要的工藝裝備，它主要用于成型熱塑性塑料制件，近年來也用于成型熱固性塑料。 注射模均可分為定模和動模兩部分。定模安裝在注射機(jī)的定模固定板上，動模安裝在注射機(jī)的動模固定板上。注射時，動模和定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；動模與定模沿分型面分開，并由脫模機(jī)構(gòu)推出制件。開模時，動模和定模分離分離以便取出塑料制品。注射模具的設(shè)計一般包括成型部件的設(shè)計、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、導(dǎo)向部件的設(shè)計、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計、調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計、排氣槽的設(shè)計、側(cè)抽芯的設(shè)計以及模架的選擇等等。 模具結(jié)構(gòu)的確定 擬定 模具結(jié)構(gòu)方式 由于熱塑性塑料 ABS適合于注射成型，本設(shè)計采用單分型面注射模。 由于塑件外觀質(zhì)量要求不高， 尺寸精度要求一般，裝配精度要求不高。型腔的數(shù)量是由廠方給定，為 一模兩 腔，他們已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（大批量生產(chǎn)）和 選定 的注射機(jī)型號。因此我們設(shè)計的模具為 兩 型腔的模具?？紤]到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及出模方式的設(shè)計，模具的型腔排列方式 為對稱排列。 型腔數(shù)目的確定 制件為大批量生產(chǎn)，制件較小，故采用一模兩腔注射模， 采用塑件 留在動模中的分布。 優(yōu)點： （ 1） 保證產(chǎn)品的精度要求； （ 2） 冷卻系統(tǒng)便于設(shè)置冷卻系統(tǒng)； （ 3） 工藝參數(shù)易于控制； 脫模斜度的設(shè)計 設(shè)定一定的脫模斜度有利于減少抽芯力的大小，防止在抽芯過程中對制件的拉裂。因此設(shè)置一定的脫模斜度很有必要。本設(shè)計中取脫模斜度 度。 分型面選擇 和確定 分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。它是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素。如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： （ 1）分型面的確定應(yīng)以模具結(jié)構(gòu)簡單，容易制造，易于分型。 12 （ 2）選擇在塑件的最大外形輪廓處。 （ 3）保證塑件的留模方式盡量留在動模一側(cè)，便于塑件順利脫模。 （ 4）滿足塑件的外觀要求，盡量不產(chǎn)生毛刺飛邊，而且易清除。 （ 5）保證塑件的精度要求，如塑件有孔應(yīng)注意同軸度要求。 （ 6）減少成形面積，即在合模分型面上的投影面積小，保證塑?？煽?。 （ 7）增強排氣效果，即設(shè)計時使得熔體料 流末端在分型面上，有利于增強排氣效果。 在考慮不影響素件的外觀質(zhì)量要求以及成型后能順利取出塑件，有兩種選擇方法（見圖 31和圖 32）。 圖 31 分型面 圖 32 分型面 圖 31： 選擇塑件的上端平面 AA面作為分型面，如圖 31所示 。 圖 32： 把分型面設(shè)置在下端平面 BB面作為分型面，如圖 32所示。 方案一：選擇的是 31圖， AA面做分型面 。 優(yōu)點：抽芯距離減小，開模距離減小。 缺點：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，表面容易留下熔接痕影響塑件的表面質(zhì)量。 方案二 ：選擇的是 32圖， BB面做分 型面。 優(yōu)點：模具結(jié)構(gòu)簡單，便于分型，符合分型面選擇在最大輪廓處。 缺點：抽芯距離增大，開模距離增大。 通過 分析比較，第二 方案是盒塑料模具分型面的最佳選擇，模內(nèi)結(jié)構(gòu)簡單，模具緊湊。 在 盒塑料的模具 設(shè)計中，注射模具只有一個分型面，分型面的形狀采用平直分型面，將分型面選在塑件外形最大輪廓處 ， 并使塑件在開模后留在動模一側(cè)，有利于塑件的順利脫模，分型面的選擇保證了塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量，有利于模具的加工，有利于排氣，符合設(shè)計原則。 13 熱流道系統(tǒng)的設(shè)計 常見的熱澆道系統(tǒng)，主要由分流板、熱咀 和溫度控制器三大部份組成。熱澆道系統(tǒng)是透過精密的溫控手段，將熔融塑料通過精密設(shè)計的分流板和熱嘴，直接輸送至模腔里，其好處包括：有效減低澆道的壓力；熔體的流動性得到提高；材料密度均勻；產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力減少，使產(chǎn)品獲得較小的變形、較好的產(chǎn)品表面質(zhì)量和力學(xué)性能。熱澆道系統(tǒng)的另一特點，是熱嘴直接將熔融塑料注入模腔內(nèi)，在脫模的過程中，澆口自然斷開，消除了傳統(tǒng)注塑工藝帶來的澆道廢料，除免去處理澆道廢料的后加工工序外，更消除了廢料所帶來的附加熱量，縮短冷卻時間，獲得更快的生產(chǎn)周期。 分流板在一模多腔或者多點進(jìn)料、單點進(jìn)料但料 口偏置時采用。材質(zhì)通常采用 P20或H13。分流板一般分為標(biāo)準(zhǔn)和非標(biāo)準(zhǔn)兩大類，其結(jié)構(gòu)形式主要由型腔在模具上的分布情況、噴嘴排列及澆口位置來決定。 溫控箱包括主機(jī)、電纜、連接器和線插座。 熱流道附件通常包括：加熱器和熱電偶、流道密封圈、接插件及接線盒。 流道系統(tǒng)的分類 熱 噴嘴一般分兩種：開放式熱噴嘴和針閥式熱噴嘴。由于熱噴嘴形式直接決定熱流道系統(tǒng)選用和模具的設(shè)計制造，因而常相應(yīng)的將熱流道系統(tǒng)分為開放式熱流道系統(tǒng)和針閥式熱流道系統(tǒng) 。 一般說來，熱流道系統(tǒng)分為單頭熱流道系統(tǒng)、多頭熱流道系統(tǒng)以及閥 澆口熱流道系統(tǒng)。 單頭熱流道系統(tǒng)主要由單個噴嘴、噴嘴頭、噴嘴連接板、溫控系統(tǒng)等組成。單頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)較簡單，將熔融狀態(tài)的塑料由注射機(jī)注入噴嘴連接板，經(jīng)噴嘴到達(dá)噴嘴頭后，注入型腔。 多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，熔融狀塑料由注射機(jī)注入噴嘴連接板，經(jīng)熱流道板流向噴嘴后到達(dá)噴嘴頭，然后注入型腔。熱流道系統(tǒng)的噴嘴與定模板有徑向尺寸配合要求和軸向尺寸限位要求。 閥澆口熱流道系統(tǒng)塑料模具結(jié)構(gòu)最復(fù)雜。它與普通多頭熱流道系統(tǒng)塑料模具有相同的結(jié)構(gòu)，另外還多了一套閥針傳動裝置控制閥針的開、閉運動。該傳 動裝置相當(dāng)于一只液壓油缸，利用注射機(jī)的液壓裝置與模具連接，形成液壓回路，實現(xiàn)針閥的開閉運動，控制熔融狀態(tài)塑料注入型腔。 綜上分析：盒塑料模具設(shè)計采用的是 單頭熱流道 。 熱流道的注意事項 為了令澆口達(dá)到最佳效果，必須注意以下各項： 14 澆口強度 ： 這問題和使用的塑料、熱嘴的材料和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)都有關(guān)系。如果熱嘴的安裝不穩(wěn)固，用不了多久便產(chǎn)生磨損，引致注塑質(zhì)量下降，同時也增加維修費用。 澆口冷卻 ： 能否保持澆口的質(zhì)量，也和熱嘴的嘴尖部位的冷卻情況有關(guān)。一定要做到和保持熱平衡，才能保證澆口的質(zhì)量。 溫度控制 ： 在 每一次注塑循環(huán)中，塑料流過熱嘴的嘴尖時，會產(chǎn)生剪切力，使嘴尖的溫度因而升高。因此，需要利用溫度控制器，精確及迅速地對溫度的波動作出補償，以防止溫度過高或過低，使?jié)部谫|(zhì)量變化。 選擇溫度控制器時，一定要考慮該系統(tǒng)是采用 什 么類型的控制算法。例如比例 —— 積分 —— 微積分算法，此種系統(tǒng)對溫度波動的響應(yīng)比較協(xié)調(diào)，原因是這種算法是測量溫度的變化率，并能預(yù)計何時溫度會達(dá)到設(shè)定值，因此能減少熱嘴的嘴尖溫度過高和過低的現(xiàn)象。 成型溫度 的維持 熱澆道系統(tǒng)上的溫度控制是十分重要的一環(huán)。但不少用家都會誤解熱澆道系統(tǒng)是將 塑料溫度再度提升，但事實上，塑料經(jīng)過螺桿的剪切加熱，由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)后，其成型溫度已經(jīng)確立，而熱澆道系統(tǒng)的作用正是要將塑料的成型溫度一直維持，而性能卓越的熱澆道系統(tǒng)，能夠在熔融塑料的溫度出現(xiàn)變化時，即時作出補償。 在實際應(yīng)用時，由于一般工程塑料的成型溫度均有 10 至 20℃ 的上、下限，例如華南地區(qū)廠商經(jīng)常采用的三種塑料： ABS（成型溫度 200