【文章內(nèi)容簡介】 型 尺 寸 ? ? 內(nèi) 形 尺 寸 ? ? R34 ? 6 ? ? R2 ? 塑件表面質(zhì)量分析 該塑件要求外形美觀，外表面沒有斑點及熔接痕，粗糙度可取 ,而塑件內(nèi)部沒有較高的表面粗糙度要求。 塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析 具體分析如下： 6 (1)從圖紙上分析，該塑件基本上為回轉(zhuǎn)體，該塑件一端圓周均勻分布 6個 2R 的半圓形凸起花紋，花紋內(nèi)部開了 ? 的凹槽為工作部分，在花紋與大端接觸處設(shè)計脫模容易，且飛邊去除容易，設(shè)計合理。 (2)該塑件另一端端部有 的圓弧過渡，頂部有 R34mm 的球面凹陷，便于人手觸摸，設(shè)計合理。 綜上所述，該塑件可采用注射成型加工。 確定成型設(shè)備選擇與模具工藝規(guī)程編制 (1)計算塑件的體積 V? 。 (2)計算塑件的質(zhì)量 計算塑件的質(zhì)量為了選擇注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關(guān)手冊查 得 ? =。 所以，塑件的質(zhì)量為： ggVW ???? ? 根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模八 腔 的模具結(jié)構(gòu)；考慮外形尺寸，對塑件及材料的分析及注塑時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計手冊出初選柱塞式注射機(jī)： XSZ60。 該注塑機(jī)的參數(shù)如表 24 所示 。 表 24 注塑機(jī)的參數(shù) 額定注射量 /cm179。 60 螺桿直徑 /mm 38 注射壓力 /Mpa 122 注射行程 /mm 160 注射方式 柱塞式 鎖模力 /kN 500 最大成型面積 /cm179。 130 最大開合模行程 /mm 148 模具最大厚度 /mm 200 模具最小厚度 /mm 55 噴嘴圓弧半徑 /mm 噴嘴孔直徑 /mm 4 動定模固定板尺寸 /mm 196x196 拉桿空間 /mm 196x92 合模方式 液壓 機(jī)械 頂出方式 中心頂出 7 塑件的 成型 工藝的 分析 聚苯乙烯 性能分析 注射材料選擇低壓聚 苯 乙烯，英文縮寫為 EPS。 聚 苯 乙烯 無毒 、 無臭 、無色 具 有較好的熱穩(wěn)定性和耐光性 。 1. 使用性能 綜 合性能好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐腐蝕性，絕緣性能良好，易于成型和機(jī)械加工，適合制作一般的機(jī)械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。 2. 成型性能 （ 1） 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 .流動性較好 ,可用螺桿或柱塞式注射機(jī)成型 。 （ 2） 宜用高料溫 ,高模溫 ,低注射壓力 ,延長注射時間有利于降低內(nèi)應(yīng)力 ,防止縮孔 .變形 。 （ 3） 可用各種形式澆口 ,澆口與塑件圓弧連接 ,以免去處澆口時損壞塑件 .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 。 3. EPS 的主要性能指標(biāo) 其性能指標(biāo)見表 21。 表 21 PE 主要性能指標(biāo) 密度 /gcm3 ~ 屈服強(qiáng)度 /MPa ~ 凝固放熱量 /kJkg1 590~690 拉伸強(qiáng)度 /MPa ~ 吸水性 /% — 拉伸彈性模量 /MPa 801200 熔點 /℃ 80℃ ~100℃ 抗彎強(qiáng)度 /MPa 54 計算收縮率 (%) ~ 抗壓強(qiáng)度 /MPa 60 比熱容 /kg℃ 3200 彎曲彈性模量 /MPa 6101300 8 EPS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 1. 注射成型過程 (1) 成 型前的準(zhǔn)備 ,對 EPS 的色澤、粒度和均勻度等進(jìn)行檢測，由于 PE吸水性極小，成型前無需進(jìn)行干燥； (2) 注射過程 ,塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段； (3) 塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 4050℃ ，處理時間為 16~20s。 2. 注塑工藝參數(shù) (1) 注塑機(jī) ： 螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為 28r/min。 (2) 料筒 溫度 （ ℃ ） ： 后段 140~160； 中段 160~170； 前段 170~200。 (3) 噴嘴溫度 （ ℃ ） ： 160~180。 (4) 模具溫度 （ ℃ ） ： 60~70。 (5) 注射壓力 （ MPa） ： 60~100。 (6) 成型時間 （ s） ： 36（ 注射時間取 2，冷卻時間 22，輔助時間 12） [13]。 9 第 3 章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列，澆注系統(tǒng)設(shè)計，型芯型腔結(jié)構(gòu)的確定，推件方式，側(cè)抽芯機(jī) 構(gòu)設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)零件設(shè)計等內(nèi)容。 分型面的選擇 根據(jù)塑件制品分型面的設(shè)計與選擇原則，分型面應(yīng)該設(shè)計在零件截面最大的部位，且不影響零件的外觀。若采用如圖 31（ a）所示的分型方法 AA水平分型，箭頭朝向代表動模的位置；由于塑件凹槽包緊力的存在，塑件可能留在定模，為了使塑件脫模，必須設(shè)計定模退出機(jī)構(gòu)，使模具結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，模具的設(shè)計成本也相應(yīng)提高；若采用圖 31（ b）所示的分型方法， AA水平分型塑件，塑件就包緊在動模型芯一側(cè)，因而留在動模側(cè)，這使模具的結(jié)構(gòu)變得簡單，因而選擇該方法為模具設(shè)計的分型方案。 (a) (b) 圖 31 分型面 10 型腔數(shù)目的確定及型腔布局 （ 1）若采用一模一腔，由于此零件的外型尺寸很小，模架相對于這個模具顯得特別大，這樣就會造成設(shè)備資源的浪費，且不適合大批量生產(chǎn)。 （ 2）若采用一模多件，生產(chǎn)效率高，資源的利用率也高，這里選用的是一模八腔矩形分布，模具尺寸適中，適合大批量生產(chǎn)，這樣也有利于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡。 型腔分布如圖 32 所示。 圖 32 型腔分布 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 主流道的設(shè)計 根據(jù) 參考文獻(xiàn) [1]查得 XSZ60 型注射機(jī)噴 嘴 的有關(guān)尺寸如下： 噴嘴半徑： 1R =12mm； 噴嘴孔直徑 : 1d =? 4mm； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： 1 (1 2)RR?? mm； 1 ( 1)dd?? mm 取主流道球面半徑： R=14mm； 取主流道的小端直徑： d=? ； 11 為了 讓主流道凝料能順利地從澆口套中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為 2～ 6176。 ,經(jīng)估算得主流道大端直徑 D=12mm，同時為了使熔料順利進(jìn)入分流道， 在主流道出料端設(shè)計 r =1～ 3mm 的圓弧過渡，取 r =2mm。 取主流道 長度 L=55mm。 分流道的設(shè)計 分流道的形狀及尺寸與塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度 以及 注射速率 等 因素有關(guān)。 該 塑件的體積比較小，形狀也不復(fù)雜，本設(shè)計采用 U 型斷面分流道，切削加工在動模上，加工易實現(xiàn)，且比表面積不大，熱量損失和阻力損失不太大，查相關(guān)經(jīng)驗表格得 U 型分流道截面半徑 R=3mm， h=,長度 L=35m 據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計 和 U 型分流道截面如圖 33 所 示 。 （ a）分流道 （ b） U 型分流道截面 圖 33 分流道設(shè)計 12 澆口的設(shè)計 ,能保證塑件的質(zhì)量很好 ,但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜了 ,需采用三板兩開式模具結(jié)構(gòu)才能實現(xiàn)點澆口 。 采用平衡式側(cè)澆口 (見圖 34)， 只需兩開式模具結(jié)構(gòu)就能實現(xiàn)開合模 ，而且所得到的型腔零件加工簡單 ， 且澆口容易去除 ,不影響制品的使用性能和外觀質(zhì)量 ， 容易保證每個型腔內(nèi)塑件尺寸 ， 因 此本設(shè)計采用平衡 式 側(cè) 澆 口 。 圖 34 側(cè)澆口 型芯、型腔結(jié)構(gòu)的確定 型芯、型腔可采用整體式或組合式結(jié)構(gòu)。 整體式型腔是直接在型腔板上加工，有較高的剛度和強(qiáng)度。但零件尺寸較大時加工和熱處理都較困難。整體 式 型芯結(jié)構(gòu)牢固，成型塑件質(zhì)量好，但尺寸較大，消耗貴重模具鋼多，不便加工和熱處理。整體式結(jié)構(gòu)適用于形狀簡單的中小型塑件。 組合式型腔是由許多拼塊鑲制而成，機(jī)械加工和熱處理比較容易，能滿足大型塑件的成型需要。組合式型芯可節(jié)省貴重模具鋼，便于機(jī)加工和熱處理，修理更換方便。同 時也有利于型芯冷卻和排氣的實施。 由于該塑件尺寸較小，最大只有 ? ，且形狀簡單。若采用拼塊組合式型腔，比較麻煩，需要至少 8 塊拼塊組成。所以，型腔采用整體式結(jié)構(gòu)?？紤]加工和熱處理比較困難，型芯采用拼塊組合式結(jié)構(gòu)。 13 冷料穴和拉料桿的設(shè)計 冷 料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免影響塑件的質(zhì)量。 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之 一 ，模具常用 Z 形拉料桿冷料穴。開模時，拉料桿頭部的 Z 字形鉤將主流道凝料鉤住，使得凝料從主流道中脫出；拉料桿的底部固定在推板上，在推出塑件時凝料一同被推出，最后連同塑件一起脫出模外。其結(jié)構(gòu)如圖 35 所示。 圖 35 Z 形拉料桿冷料穴 推出機(jī)構(gòu)的選擇 （圖 36） 推出 ， 每個零件左右對稱布置兩個推桿 ， 一模就需至少 16個均布的小推桿 ， 且中間的凹坑需設(shè)計成形的型芯 。 ， 一模就需 8 個均布的推管 ， 且中間的凹坑也需設(shè)計成形的型芯 。 ， 可將頂桿直接設(shè)置凹坑 的 位置 ,頂桿參與成形 ， 又起推出零件的作用 ， 這就省去了成形的型芯 ， 同時也簡化模具的結(jié)構(gòu) 。 圖 36 推桿 14 分模導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計 該塑件精度要求不算高，塑件形狀，型腔分布對稱，無明顯單邊注射側(cè)向力，可采用最為常見的導(dǎo)柱導(dǎo)套定位機(jī)構(gòu)。在動模板、定模板間使用 4 對導(dǎo)柱、導(dǎo)套，便可滿足合模導(dǎo)向和閉模后的定位 。 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮，本塑件采用一模八腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小等多項因素。估算型腔模板的概略尺寸，查 參考文獻(xiàn) [3]表選取標(biāo)準(zhǔn) 模板的尺寸為 196 196 181。 模架結(jié)構(gòu) 如圖 37 所示。 圖 37 模架 開模時定模板與動模板從分型面處分開 ,動模向后運動 ,z 形拉料桿拉住澆注系統(tǒng)的冷凝料及塑料制品一起向后運動 ,當(dāng)主流道中