【文章內(nèi)容簡介】 小，易發(fā)生融體破裂 （ 2）流動(dòng)性好，但收縮范圍及收縮值大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形。 （ 3）冷卻 速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制成型溫度，料溫低溫高壓時(shí)容易取向，模具溫度低于 50 度時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，流痕， 90 度以上易發(fā)生翹曲變形。 （ 4）塑料壁厚須均勻，避免缺膠，尖角，以防應(yīng)力集中。 瓶蓋生產(chǎn)流程圖： 注射原料 儲(chǔ)料罐 嵌件 預(yù)熱 裝配 12 模具的選擇 在杯蓋的設(shè)計(jì)上，其模具主要分為杯蓋和杯蓋扣兩個(gè)部分，所以模具也應(yīng)設(shè)計(jì)兩套模具。 型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量要求 、批量大小、交貨期長短、注射機(jī)能力、模具成本等要求來綜合考慮。 通過綜合考慮各種因素本設(shè)計(jì)決定采用了一模四腔。 壁厚 塑件的壁厚對(duì)其質(zhì)量有很大影響，壁厚過小難以滿足使用強(qiáng)度和剛度的要求，對(duì)于大型復(fù)雜件難以充滿型腔；壁厚太大，不但浪費(fèi)原材料（一般原材料的成本占塑件成本的 50%70%），而且在塑件內(nèi)部易產(chǎn)生氣泡，外部易產(chǎn)生凹陷等缺陷，同時(shí)還會(huì)增加冷卻時(shí)間（塑件的冷卻時(shí)間大約與塑件壁厚等平方成正比），所以從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)塑件的厚薄是很重要的。另外，同一塑件的壁厚應(yīng)盡量保持均勻一致，以避免造成收縮不一致而 導(dǎo)致變形或開裂。本設(shè)計(jì)的水杯壁厚為 1mm。 脫模斜度 由于制品在冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)緊緊包住型芯或型腔突出的部分，為了使制注 射 閉模 保壓 固化 開模 脫模 修理加工 后處理 檢驗(yàn) 成品 13 件能夠順利從模具中取出或者脫模，必須對(duì)塑件的設(shè)計(jì)提出脫模斜度的要求，要求在塑件設(shè)計(jì)時(shí)或在模具設(shè)計(jì)時(shí)給予充分的考慮，設(shè)計(jì)出脫模斜度。脫模斜度的設(shè)計(jì)與材料的性質(zhì)、制品成型方法、制件的幾何形狀與尺寸、精度要求、磨具的結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。 一般脫模斜度的取值范圍是 30′ ~1176。 30′。 以下是確定脫模斜度的一些要點(diǎn)： ，形狀復(fù)雜且很不規(guī)則的，其脫模斜度宜取較大值。 、剛性大、玻璃纖維增強(qiáng)的制品，脫模斜度要盡可能大。 ，脫模斜度宜取小值。 ，每蝕刻深度增加 ，脫模斜度應(yīng)小于 1176。 。 ，脫模是采用強(qiáng)制脫模的方法。 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量，確定注塑機(jī)型號(hào) 杯蓋 該產(chǎn)品為聚丙烯，其密度為 ^3~^3，收縮率為 1%~%，計(jì)算其平均密度為 ^3.。平均收縮率為 % 通過稱 量， M杯蓋 =，所以杯蓋的體積為 V=^3 選用一模四腔結(jié)構(gòu)，所以 塑件總體積為 4V=^3，塑件總質(zhì)量為 ，澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 倍。由 14 于本次采用點(diǎn)澆口，分流道較長，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來估算，故一次注入模具型腔溶料的總體積為 V總 =V（ 1+） ==^3 由于澆注系統(tǒng)體積與質(zhì)量都不是很大，所以可先初選注塑機(jī)型號(hào)。 根據(jù)計(jì) 算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 V總 =^3, 并結(jié)合式 V公 =V 總 /，則有： V總 /=^3。根據(jù)以上的計(jì)算，考慮到模具的閉合高度所以選定公稱注射量為 500cm^3,注射機(jī)型號(hào)為 XSZY500 注射機(jī)，其主要參數(shù)見下表。 表 2 XSZY500 注塑機(jī)主要參數(shù) 理論注射容積(cm179。） 500 螺桿直徑 (mm) 55 注射壓力 (MPa) 146 注射速率 (g/s) 38 塑化能力 (kg/h) 螺桿轉(zhuǎn) 速 (r/min) 10— 140 鎖模力 (kN) 3500 拉桿空間 (mm) 500X440 移模行程 (mm) 500 模具最大厚度(mm) 450 模具最小厚度(mm) 300 鎖模形式 液壓 機(jī)械 模具定位孔直徑(mm) ￠ 150 噴嘴球半徑 (mm) SR018 15 噴嘴口孔徑 (mm) ￠ 3 杯蓋扣 通過稱量， M杯蓋 =，所以杯蓋的體積為 V=^3 選用一模四腔結(jié)構(gòu)，所以 塑件總體積為 4V=^3，塑件總質(zhì)量為 27g，澆注系 統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 倍。由于本次采用點(diǎn)澆口，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來估算，故一次注入模具型腔溶料的總體積為 V總 =V（ 1+） ==^3 由于澆注系統(tǒng)體積與質(zhì)量都不是很大，所以可先初選注塑機(jī)型號(hào)。 根據(jù)計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 V 總 =^3, 并結(jié)合式 V公 =V 總 /，則有： V 總 /=^3。根據(jù)以上的計(jì)算，考慮到模具的閉合高度所以選定公稱注射量 為 100cm^3,注射機(jī)型號(hào)為 SZ— 60/40 注射機(jī)，其主要參數(shù)見下表。 表 3 SZ— 60/40 注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射容積(cm179。） 100 螺桿直徑 (mm) 35 注射壓力 (MPa) 170 注射速率 (g/s) 95 塑化能力 (kg/h) 40 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 0~200 鎖模力 (kN) 800 拉桿空間 (mm) 320 320 16 移模行程 (mm) 305 模具最大厚度(mm) 300 模具最小厚度(mm) 170 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑(mm) ￠ 100 噴嘴球半徑 (mm) 10 噴嘴口孔徑 (mm) 20 頂出力 (kN) 15 2 杯 體 產(chǎn)品設(shè)計(jì)并繪出產(chǎn)品圖 17 原材料選擇與配方設(shè)計(jì) 原料選擇 本次設(shè)計(jì)所選用塑件材料為聚丙烯（ PP）。以下是對(duì)該材料的具體分析。 聚丙烯，簡稱 PP，是通用塑料中綜合性能非常優(yōu)異的一種材料。近幾年，PP工程塑料化的研究和開發(fā)取得很大進(jìn)展，使 PP 在日常生活用品、汽車、家電等行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)用。根據(jù)聚丙烯的立體構(gòu)型， PP 可分為等規(guī) PP 和間規(guī) PP，目前工業(yè)上廣泛應(yīng)用的是等規(guī) PP，等規(guī) PP 結(jié)晶度高，力學(xué)強(qiáng)度高；間規(guī) PP 結(jié)晶度底，具有柔性，抗沖擊性和透明性。 性能與特點(diǎn) 聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以沖擊強(qiáng)度較差。聚丙烯最突出的性能就 18 是抗彎曲疲勞性。 聚丙烯具有良好的耐熱性，制品能在 100℃以上溫度進(jìn)行消毒滅菌，在不受外力的條件下， 150℃也不變形。脆化溫度為 35℃，在低于 35℃會(huì)發(fā)生脆化，耐寒性不如聚乙烯。 無毒、無味，密度小，強(qiáng)度、剛度、硬度耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯 ,可在100℃左右使用。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低 溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化。適于制作一般機(jī)械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、堿等有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。因此，我們選用 PP 作為杯蓋、杯體的材料。 聚丙烯的成型特性 成型性好，可采用注塑、擠出及吹塑等成型加工方法 ； 吸濕性小，不吸水，成型前可不干燥 ； 熔體粘度小，流動(dòng)性好，溢邊值為 ，流動(dòng)性對(duì)壓力敏感，宜采用較高的壓力注射； 成性收縮范圍大，易發(fā)生縮孔、凹痕及變形等缺陷 ； 容易發(fā)生彎曲變形，塑件應(yīng)避免尖角、缺口 ； 熱容量大，注射成型模具須設(shè)計(jì)能充分 冷卻的冷卻系統(tǒng) ； 模具溫度對(duì)收縮率影響大，冷卻時(shí)間長，應(yīng)注意控制模具溫度，模溫太低，塑件無光澤，易產(chǎn)生熔接痕，模溫太高，易產(chǎn)生翹曲變形 ； 尺寸穩(wěn)定性好 。 19 設(shè)計(jì)注意 ①耐日光性差，易發(fā)生熱氧老化，用于室外需添加抗氧劑和光穩(wěn)定劑。 ②低溫耐沖壓性差，抗蠕變性和耐磨性也不佳。氧化性酸能促使 PP 降解，對(duì)脂肪烴、芳烴又不同程度的溶脹，而鹵代烴對(duì) PP 也有破壞作用。 ③避免與銅接觸銅鹽溶液對(duì)其有特殊的破壞作用，因此制品不宜有銅嵌件。 ④ PP 成性收縮率高，熱膨脹系數(shù)也比較大，制品在熱環(huán)境下受應(yīng) 力作用，要防止熱應(yīng)力脆化的發(fā)生。 ⑤與 PE有相似之處，由于非極性的緣故，制品涂飾和粘結(jié)需要表面處理。 材料收縮率 表 11 常用塑料的收縮率 材 料 名 稱 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸酯 尼龍 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 聚甲醛 簡 寫 PE PP PVC PS PC PA ABS POM 收 縮 率 1． 塑件形狀、尺寸大小的確定 塑料制件的形狀在滿足使用要求的前提下，應(yīng)使其有利于成型，特別是應(yīng)盡量不使用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，因此塑件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免側(cè)向凹凸形狀側(cè)孔。因?yàn)椋? 20 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的模具不但提高了模具設(shè)計(jì)的制造成本，而且還會(huì)在分型面上留下飛邊，增加后加工的工作量。某些制件只要適當(dāng)改變其形狀，既能避免使用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，是模具結(jié)構(gòu)簡化。 此設(shè)計(jì)中的塑料水杯，為圓臺(tái)型，高度為 152mm ，水杯外表面為平滑的曲面。上底面與下底面有 一定的脫模斜度。 （ 1）壁厚是塑料制件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素。壁厚設(shè)計(jì)要考慮兩方面的問題，一是壁厚尺寸的確定，二是遵循壁厚均一的設(shè)計(jì)原則。壁厚均一的原則主要從工藝角度以及由工藝導(dǎo)致的質(zhì)量方面的問題而提出來的，均勻的壁厚可使制件在成型過程中，熔體流動(dòng)性均衡，冷卻均衡。厚度部位在冷卻收縮上的差異，會(huì)產(chǎn)生一定的收縮應(yīng)力，內(nèi)應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致制件在短期內(nèi)或 經(jīng)過較長的時(shí)期之后發(fā)生翹曲變形。 厚度不均時(shí)常采用的三種處置辦法：①壁厚交界處的平穩(wěn)過渡②將尖角改為圓角處理③厚壁部位減薄 該產(chǎn)品圖反映出，此塑料件壁厚為 1mm，壁厚均勻，易于成型。 （ 2）杯體直徑的確定 杯體的最小直徑為 68mm,最大直徑為 78mm。 配方設(shè)計(jì) 21 抗老化劑配方： 配方質(zhì)量份數(shù)組成： PP 100 抗氧劑 1010 抗氧劑 DSTP 脫 氧劑 穩(wěn) 定劑 77D 紫外線吸收劑 BAD 紫外線吸收劑 327 生產(chǎn)方法選擇與工藝過程設(shè)計(jì)（繪出工藝過程方框圖和工藝流程圖） 生產(chǎn)方法 對(duì)于杯體加工，主要采用注塑和吹塑相結(jié)合的加工方法 (注射吹塑 )。 工藝過程 由注射機(jī)在高壓下將熔融塑料注入型坯模具內(nèi)形成管狀型坯，開模后型坯留在芯模上，通過機(jī)械裝置將熱型坯置于吹塑模具內(nèi)，合模后由芯模 通道引入~ 壓縮空氣，使型坯吹脹達(dá)到吹塑模腔的形狀，并在空氣壓力下冷卻定型，脫模后得到制品。 工藝流程 流程圖 22 生產(chǎn)工藝參數(shù)的確定 注塑成型工藝參數(shù)表 名稱 聚丙烯 材料 代號(hào) 收縮率 /% 密度 /(g/cm^3) PP 1~ ~ 設(shè)備 類型 螺桿轉(zhuǎn)速 /(r/min) 噴嘴形式 螺桿式 30~80 直通式 溫度 料筒一區(qū) /℃ 料筒二區(qū) /℃ 料筒三區(qū) /℃ 噴嘴 /℃ 模具 /℃ 150~170 180~190 190~205 170~190 40~60 壓力 注塑 /MPa 保壓 /MPa 60~100 50~60 原料 干燥 熔融塑 化 吹塑 冷卻定 型 脫模 高溫處 理 冷卻 杯體成 品 23 時(shí)間 注塑 /S 保壓 /S 冷卻 /S 周期 /S 1~5 5~10 10~20 15~35 工藝過程與操作說明 擠出吹塑成型是將擠出成型的半熔融狀態(tài)的塑料管坯 (型坯 ),趁熱置于各種形狀的模具中 ,并即時(shí)在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹 ,使其緊貼于模腔壁上成型 ,經(jīng)冷卻脫模后得到中空制件的熱成型過程。它的整個(gè)成型過程可以分為 :型坯形成、型坯吹脹 以及冷卻和固化三階段。 型坯成型 型坯形成是指通過擠出成型得到半熔融狀態(tài)的塑料管坯 (型坯 )。隨著中空吹塑制件的幾何形狀越來越復(fù)雜 ,設(shè)計(jì)良好的預(yù)成型型坯對(duì)以最小的材料消耗獲得所需求的壁厚分布且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的制件有著重要的意義 ,也就是在型坯成型階段通過采用調(diào)節(jié)型坯的壁厚分布形狀 ,以使吹塑制品的壁厚分布趨于均勻 .