【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 水敏性：熱敏性是指某些塑料對(duì)熱較為敏感，在料溫高和受熱時(shí)間長的情況下就會(huì)產(chǎn)生變色、降聚 、分解的特性。具有這種特性的塑料稱為熱敏性塑料，如硬聚氯乙烯、聚甲配、聚三氟氯乙烯等。為防止熱敏性塑料在成型過程中出現(xiàn)變色、分解現(xiàn)象，一方面可在塑料加入熱穩(wěn)定劑，另一方面應(yīng)選用螺桿式注塑機(jī)，正確控制成型溫度和成型周期，問時(shí)應(yīng)及時(shí)消除分解物，對(duì)模具和設(shè)備采取防腐措施。 水敏性是指某些塑料 (如聚碳酸酯 )即使只含有少量水分，在高溫、。高壓下也會(huì)發(fā)生分解，對(duì)這類塑 料 在成型之前，必須預(yù)先加熱干燥。 (5)應(yīng)力開裂和熔融破裂：有些塑料對(duì)應(yīng)力敏感，成型時(shí)易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力且質(zhì)脆易裂，塑件在外力作風(fēng)下會(huì)發(fā)生開裂現(xiàn) 象。為此，除在原料內(nèi)加入附加劑提高抗裂性外，對(duì)原料還應(yīng)注意干烘，同時(shí)選用合理的成型條件和結(jié)構(gòu)合理的塑件；在設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)增大脫模斜度，選用合理的進(jìn)料口和頂出機(jī)構(gòu)；在成型時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)節(jié)料溫、模溫、注射壓力及冷卻時(shí)間，盡量避免塑件在冷脆的情況下脫模 。塑件成型后要進(jìn)行消除內(nèi)應(yīng)力后處理，以提高抗裂性。 當(dāng)一定熔融指數(shù)的聚合物熔體，在恒溫下通過噴嘴孔時(shí)，其流速超過一定值后，擠出的熔體表面發(fā)生明顯的橫向裂紋稱為熔融裂紋。發(fā)生熔融裂紋會(huì)影響塑件的外觀和性能，故若選擇熔融指數(shù)高的聚合物，在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)加大噴嘴、流道和澆 口截面，降低注射速度和提高料溫。 (6)熱性能和冷卻速度：各種熱塑性塑料有不同的比熱容、導(dǎo)熱率、熱變形溫度等熱性能。比熱容高的塑料在塑化時(shí)需要熱量大，應(yīng)選用塑化能力大的注射機(jī)。熱變形溫度高的塑料冷卻時(shí)間短，脫模早，但脫模后要防止冷卻變形。導(dǎo)熱率低的塑料冷卻速度慢，必須充分冷卻，要加強(qiáng)模具冷卻效果。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 9 注塑成型工藝過程 11[6]。 圖 、注塑充模和冷卻成型三 個(gè)階段 [7]。 （ 1） 成型物料在注塑機(jī)機(jī)筒內(nèi)經(jīng)過加熱、壓實(shí)以及混合等作用以后，由松散的粉狀或粒狀固態(tài)轉(zhuǎn)變成連續(xù)的均化溶體的過程為塑化。將塑化好的溶體通過柱塞或螺桿定溫、定壓、定量的輸出機(jī)筒所進(jìn)行的準(zhǔn)備工作，這些動(dòng)作均需注塑機(jī)控制，柱塞或螺桿在塑化過程中為計(jì)量。 （ 2） 注塑沖模 注塑充模是柱塞或螺桿從機(jī)筒內(nèi)的計(jì)量位置開始，通過注塑油缸和活塞施加高壓，將塑好的塑料溶體經(jīng)過機(jī)筒前端的噴嘴和模具中澆注系統(tǒng)快速送入封閉模腔的過程。 （ 3） 冷卻定型 從澆口凍結(jié)開始，到制品脫模為止，是注塑成型工藝的最后一個(gè)階段。在此 階段中需要注意的是模腔的壓力，制品的密度、溶體在模具內(nèi)的冷卻情況以及脫模條件等。 成型的條件以及要素： （ 1） 溫度：機(jī)筒溫度、模具溫度、干燥溫度、油溫度。 （ 2） 壓力：注射壓力、保壓壓力、被壓、合模力。 （ 3） 時(shí)間：注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、干燥時(shí)間。 （ 4）速度：射出速度，螺桿轉(zhuǎn)速，模具開、閉速度，頂出速度。 （ 5）量：計(jì)量、頂出量、開模量。 以上的成型要素相互關(guān)聯(lián)，不能各自、任意設(shè)定，又與成型制品的形狀、塑料的種類、模具構(gòu)造有關(guān)系，成型條件要依據(jù)實(shí)際情況而定。 ①機(jī)筒溫度 機(jī)筒溫度的設(shè)定與 塑料種類有差異，如錯(cuò)誤設(shè)定機(jī)筒溫度會(huì)造成成型不良。 后段 —— 為供給材料，是軟化材料并施行熔融的區(qū)域，設(shè)定溫度易稍低。 產(chǎn)前準(zhǔn)備 加料 注塑機(jī) 熔融塑化物料 模具閉合 注塑、充模、保壓 冷卻定型 模具開啟 清模 制品脫模及卸料 制品后處理 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 10 中段 —— 為材料的壓縮區(qū)域，依外部加熱與內(nèi)部的剪切斷作用實(shí)行可塑化，設(shè)定溫度在中間溫度為宜。 前段 —— 為計(jì)量區(qū)，使熔融塑料混合攪拌均勻化，設(shè)定溫度為高溫。 噴嘴 —— 依據(jù)成型周期及前段的溫度、材料的種類及噴射方式動(dòng)作而定，熱穩(wěn)定性良好的材料可將溫度設(shè)定稍高一些。 ②注射壓力 將熔融塑料樹脂注射于模腔，射出壓力過分的高、低均不適宜。 PC 與 PMMA對(duì)注射壓力不敏感。 ③射出速度 為熔融塑料樹脂向模腔 的注射速度，一般對(duì)于制品的外觀、尺寸精度而言，射出速度易快；但對(duì)于加厚或加深的成型制品宜緩慢。 ④射出時(shí)間 射出時(shí)間包括注射時(shí)間與保壓時(shí)間。保壓時(shí)間過短則澆口部位未固化，模腔內(nèi)的樹脂被退回螺桿側(cè)面，致使尺寸精度或外觀不良，為了避免短射或消除氣泡，宜采取較長的保壓時(shí)間。 ⑤冷卻時(shí)間 填充模腔樹脂冷卻固化為熱變形溫度以下至可取出制品的時(shí)間?？筛鶕?jù)成型的厚度、樹脂溫度、模具溫度及材料特性確定，但一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)而頂，冷卻時(shí)間長，成型制品變形較小，但因成型制品有收縮，從模具中拔出不宜，從而成型周期拖長。 ⑥計(jì)量 計(jì)量時(shí) 間（螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)間）設(shè)定比冷卻時(shí)間要短。 ⑦螺桿轉(zhuǎn)速 因螺桿回轉(zhuǎn)，樹脂受到剪斷作用以至內(nèi)部發(fā)熱，螺桿轉(zhuǎn)速越快，樹脂發(fā)熱越多，使樹脂溫度升高發(fā)生過熱或分解，在不至發(fā)生過燒或分解的范圍內(nèi)，盡可能提高設(shè)備回轉(zhuǎn)速度。 ⑧背壓 螺桿回轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于后退螺旋加以阻抗，使后退困難的阻力稱為背壓，普通為3kg/cm2~20kg/cm2 左右。其效果排列為： a） 防止重量不均勻； b） 防止空氣混入； c） 揮發(fā)脫氣效果； d） 使熔融均勻并是顏色分散良好。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 11 2. 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)說明 畢業(yè)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容 參考所給文具盒塑件 實(shí)物 ， 首先設(shè)計(jì)該注塑件結(jié)構(gòu)。為滿足大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，為該塑件設(shè)計(jì)注塑模具。 基本內(nèi)容：塑件尺寸測(cè)量、塑件建模、確定收縮率和分型面、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝制訂、注射設(shè)備選擇、繪制模具設(shè)計(jì)圖紙。 文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì)流程 (1)、 塑件尺寸測(cè)量，用測(cè)量?jī)x器對(duì)塑件進(jìn)行尺寸的測(cè)量， (2)、 塑件建模，利用軟件 UG 或 SolidWorks 進(jìn)行塑件的立體建模。 (3)、 注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校 核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。 (4)、 確定收縮率和分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù) 文具盒塑件 的工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定具體的分形面，大致應(yīng)為 文具盒 外側(cè)。 (5)、 模架設(shè)計(jì)，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)等的初步估算，確定使用模架的型號(hào)。 (6)、 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括流道的設(shè)計(jì)、噴嘴的選擇、主流道襯套的選 擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計(jì)。 (7)、 成型件（模腔、模芯）設(shè)計(jì)，確定型腔數(shù)和分型面。 (8)、 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)文具盒塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，必須設(shè)置抽芯機(jī)構(gòu)便于成型，根據(jù)文具盒側(cè)部位置及工藝特點(diǎn)，選擇并設(shè)計(jì)適合的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 (9)、 頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，根據(jù)文具盒塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)。 (10)、 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對(duì)型腔與型芯冷卻回路的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 (11)、 零部件加工工藝制定，結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控 CNC，電火花，線切割等方法，制定最符合經(jīng) 濟(jì)效益的加工工藝。 (12)、 完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 12 畢業(yè)設(shè)計(jì)選題的意義 文具行業(yè)作為國內(nèi)迅速崛起的一個(gè)輕工產(chǎn)品，在國際市場(chǎng)上起著越來越重要的作用。每年國際、國內(nèi)的文具行業(yè)展覽會(huì)或者輕工產(chǎn)品展覽會(huì)，參展的國內(nèi)文具企業(yè)不下 1000 家，中國制造的文具產(chǎn)業(yè)正以絢爛多彩的姿態(tài)展現(xiàn)給世界。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)現(xiàn)在專業(yè)的文具生產(chǎn)企業(yè)近 5000 家，專業(yè)生產(chǎn)辦公文具的企業(yè)約 3000家，年銷售額達(dá) 1000 萬元以上的企業(yè)約為 10%。傳統(tǒng)辦公及相關(guān)文具仍然是國內(nèi)文具企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵，其原因就是國內(nèi)經(jīng)濟(jì)水平仍然相 對(duì)較低，勞動(dòng)力廉價(jià)，競(jìng)爭(zhēng)力弱，傳統(tǒng)文具仍然有著龐大的消費(fèi)市場(chǎng)，這也是傳統(tǒng)辦公文具賴以生存的土壤。 但是，國內(nèi)文具在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，不可避免地走了一條惡性循環(huán)的競(jìng)爭(zhēng)之路，缺乏明確有序的規(guī)范，產(chǎn)品線單一、低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)、資源浪費(fèi)嚴(yán)重等等，都成了當(dāng)前文具行業(yè)發(fā)展的樊籬，嚴(yán)重制約和阻礙了國內(nèi)文具新生品牌的健康發(fā)展 隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)塑料件的要求也越來越高，如何縮短成型周期、降低生產(chǎn)成本、提高制件精度，也直接關(guān)系到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近 20 年來注射成型工藝及模具新技術(shù)發(fā)展很快，新的工藝和結(jié)構(gòu)也層出不窮，同時(shí)也因?yàn)橛?jì) 算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（ CAE）也促進(jìn)模具行業(yè)的發(fā)展。 就以上的分析而言，文具盒這類 超薄件 注塑模具在國內(nèi)及國外都有很廣闊的前景，而且技術(shù)也是相對(duì)要求較高的， 在技術(shù)的不斷更新下，我 相信 超薄件 的注塑模具的生產(chǎn)周期可以縮短、成本可以降低、技術(shù)也可以得到更好的發(fā)展。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 13 3 .文具盒塑件注射模具的設(shè)計(jì) 尺寸測(cè)量和三維模型的建立 利用游標(biāo)卡尺測(cè)出產(chǎn)品的主要尺寸并在 UG 軟件的造型界面下完成文具盒塑件的三維造型，圖 31 為文具盒塑件的 三維立體圖 。 圖 經(jīng) UG 軟件 里的質(zhì)量 分析 功能 測(cè)得產(chǎn)品的體積 V= ，密度 ρ=，所以質(zhì)量 M=。 塑件材料 通用塑料如聚丙烯 PP，聚乙烯 PE，聚氯乙烯 PVC 具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用。所以材料最終選定為 PS， 其綜合性能優(yōu)異， 耐化學(xué)品，絕緣性好，流動(dòng)性較好，易于成型；成型收縮率小，制件尺寸穩(wěn)定。 俗稱 ： PS 塑 料 ； 中文學(xué)名： 聚苯乙烯 ； 英文學(xué)名： Polystyrene； 英文簡(jiǎn)稱： ps； 比重 : 克 /立方厘米 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 成型收縮率 :% 成型溫度： 170250℃ （ 1） 物料性能 電絕緣性 (尤其高頻絕緣性 )優(yōu)良 ,無色透明 ,透光率僅次于有機(jī)玻璃 ,著色性耐水性 ,化學(xué)穩(wěn)定性良好 ， 強(qiáng)度一般 ， 但質(zhì)脆 ， 易產(chǎn)生應(yīng)力脆裂 ， 不耐苯 ，汽油等有機(jī)溶劑 ， 適于制作絕緣透明件 ， 裝飾件及化學(xué)儀器 ， 光學(xué)儀器等零件 [8]。 （ 2） 成型性能 無定形料 ， 吸濕小 ， 不須充分干燥 ， 不易分解 ， 但熱膨脹系數(shù)大 ， 易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ， 流動(dòng)性較好 ， 可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型 ； 宜用 高料溫 ， 高模溫 ， 低注射壓力 ,延長注射時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力 ， 防止縮孔 ， 變形 ； 可用各種形式澆口 ， 澆口與塑件圓弧連接 ， 以免去處澆口時(shí)損壞塑件 ，脫模斜度大 ， 頂出均勻 ， 塑件壁厚均勻 ， 最好不帶鑲件 ， 如有鑲件應(yīng)預(yù)熱 。 型腔總體布局 3． 型腔數(shù)量的確定 為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，高效率的利用材料，在既保證產(chǎn)品質(zhì)量，滿足模具制造加工工藝性的要求，又要保證生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的 前提下，型腔數(shù)量采用一模兩腔的方式。 型腔布局 型腔布局最佳方案的選擇，應(yīng)綜合考慮 以 下因素而定： 合理的布局，應(yīng)使每個(gè)型 腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力總，均等的分到足夠的成型壓力 (1)型腔布局和澆口開設(shè)應(yīng)盡量保持對(duì)稱，防止模具因承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。 (2)保證熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件質(zhì)量符合圖紙規(guī)定，并滿足穩(wěn)定，均一的要求。 (3)盡可能是型腔排列緊湊，布局合理，以便減少模具外形尺寸。 (4)型腔與主流道的距離應(yīng)盡量短，以避免壓力和熱量損失，提高材料利用率。 (5)采用平衡的流到和合理的澆口尺寸，從而滿足均衡進(jìn)料，同時(shí)充滿，均勻冷卻的要求。 型腔布置方式，有平衡式布置和非平衡式布置兩種 。 分析塑件后，采用 平衡式布局。 杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 ． 成型零件的設(shè)計(jì) 分型面的確定 模具必須制成既可以分離又可以閉合的兩個(gè)或幾個(gè)部分，以滿足注射過程中成型，脫模的需要。模具這種實(shí)現(xiàn)分離，閉合的接觸面，稱為分型面。 一般來說，分型面有平直 分型面，傾斜分型面，階梯分型面，曲面分型面，瓣合分型面和立體分型面等幾種形式。 該文具盒塑件的分型面屬于平直分型面。 分型面的確定，受模具結(jié)構(gòu)，模具制造工藝，總體布局，澆注系統(tǒng)，塑件結(jié)構(gòu)工藝性，嵌件位置，推出機(jī)構(gòu)，排氣系統(tǒng)，操作工藝等多方面因素的影響 [9]。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： (1)保證塑件的外觀質(zhì)量要求。 (2)分型方向確定后，分型面應(yīng)設(shè)計(jì)在此方向上的塑件外形最大處。 (3)盡可能使分型面的設(shè)置有利于塑件脫模。 (4)提高塑件關(guān)鍵行位尺寸精度。 (5)盡可能使分型面具有良好的加工工藝性。 (6)為了可靠鎖模，盡量減少塑件在合模分型面上的投影面積。 (7)使模具具有良好的排氣效果。 (8)盡可能避免側(cè)向分型 或抽芯機(jī)構(gòu)。 分析塑件后，對(duì)文具盒塑件的分型面如圖 32 所示 。 圖 32 文具盒塑件分型面 創(chuàng)建型腔和型芯 成