【文章內(nèi)容簡介】 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 3 章 注射機的選擇 塑件注射工藝參數(shù)的確定 根據(jù)相關(guān)資料，查得 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 如表 31 所示。 表 31 ABS 注射工藝參數(shù) 注塑機類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 30r/min 噴嘴形式 直通式 噴嘴溫度 180~190℃ 料筒前段溫度 200~210℃ 模具溫度 50~70℃ 料筒中段溫度 210~230℃ 注射壓力 70~90MPa 料筒后段溫度 180~200℃ 保壓壓力 50~70MPa 注射時間 3~5s 保壓時間 15~30s 冷卻時間 15~30s 成型周期 40~70s 塑件質(zhì)量和體積的估算 該塑件的 材料為 ABS，查相關(guān)手冊得知其密度為 ~179。，這里取塑件的密度為 179。通過 UG 三維軟件的分析可知該塑件的體積為 179。，因此塑件的質(zhì)量為 M=ρV== 初選注射機 塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應大于注射機公稱注射量的 80%，已知塑件的質(zhì)量為 ，澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量未知，不過本次設(shè)計的是一模一腔的塑料模具，并且采用的流道短而簡單，所以估算澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量為 15g，總的質(zhì)量為 ，因為注射機的最大注射量 應大于 。 注射機的公稱注射壓力要大于塑件成形的壓力，這里塑件成形的最大壓力為90MPa。 高壓塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個很大的推力，注射機的公稱模鎖力應大于這個力，否則會出現(xiàn)溢料現(xiàn)象，即： F≥PA 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 式中 F 為注射機公稱鎖模力， P 為注射時型腔內(nèi)注射的壓力， A 為塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和。查相關(guān)手冊得知 ABS 型腔平均壓力為30MPa，通過 UG 三維軟件的分析，該塑件在分型面上的垂直投影面積約為178。，估算澆注系統(tǒng)的投影面積為 2020mm178。，則 面積之和為 178。，所以注射機的公稱鎖模力應大于 。根據(jù)以上的數(shù)據(jù)分析，初選型號為SZY300 的注射機，該注射機的主要技術(shù)參數(shù)如表 32 所示。 表 32 SZY300 注射機的主要技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)形式 臥式 注射方式 螺桿式 螺桿直徑 60mm 最大注射量 320g 注射壓力 125MPa 鎖模力 1400kN 模具最大厚度 355mm 模具最小厚度 130mm 噴嘴球半徑 12mm 噴嘴孔半徑 最大開模行程 340mm 定位圈直徑 模板尺寸 520620mm178。 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第 4章 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 注射模一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導向部件、推出機構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)和支承零部件組成。 塑件在模具中的位置 注射模具每一次注射循環(huán)所能成形的塑件個數(shù)是由模具型腔的數(shù)目所決定的。型腔數(shù)目及布置方案和分型面的選擇決定了塑件在模具中的位置。 型腔數(shù)目的確定 一次注射只能生產(chǎn)一件塑料產(chǎn)品的模具稱為單型腔模具，如果能生產(chǎn)兩件或兩件以上塑料產(chǎn)品的則為多型腔模具。該塑件為中等大小，市場需求量一般，雖然多型腔模具從表面上看，比少型腔模具經(jīng)濟效益 高，但是多腔模具制造成本高，所用注射機大，每一次注射循環(huán)期長而維持費用較高，這里采用單型腔模具足以滿足要求。 型腔的布置 在進行型腔的布置時，要注意型腔排列應當緊湊，以節(jié)約鋼材，減輕模具的質(zhì)量，并且型腔的布置和澆口的開設(shè)部位應力要求對稱，以防模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，更重要的是平穩(wěn)性要好，加工性尚可。圖 41 為該玩具飛機外殼型腔的布置。 圖 41 玩具飛機外殼型腔的布置 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 分型面的選擇 注射成型后，塑件從動、定模部分的接合面之間取出，這個接合面稱為分型面。分型面是決定模具 結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計中的一個關(guān)鍵。所以在選擇分型面時，應該遵循以下幾項基本原則： （ 1）分型面的選擇應有利于塑件的脫模 （ 2）分型面應該選擇在塑件外形的最大輪廓處 （ 3）分型面的選擇要保證塑件的精度要求 （ 4）分型面的選擇應有利于排氣 （ 5）分型面的選擇應使側(cè)抽芯行程較短 （ 6）分型面的選擇應有利于模具的制造 本塑件結(jié)構(gòu)上面小下面大，中間以曲面過渡，所以根據(jù)分型面應該選擇在塑件外形的最大輪廓處的原則，將玩 具飛機外殼的底部作為分型面，其分型面的位置及形狀如圖 42 所示。 圖 42 玩具飛機外殼分型面的位置及形狀 箭頭的指向為模板移動的方向，上面的模板為定模，下面的模板為動模，中間為分型面。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)指的是模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道，一般由主流道、分流道、澆口及冷料穴四部分組成，它的作用是將熔融狀態(tài)的塑料填充到模具型腔內(nèi)，然后在填充及凝固過程中將注射壓力傳遞到塑件的各個部位，以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑料制品。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，直接影響著注射成形效率和塑件的質(zhì)量。因此，對澆注系統(tǒng)進行設(shè)計時，一般應當遵循以下基本原則： （ 1）要適應所用塑料的成型性能，根據(jù)各種塑料的不同成型性能來設(shè)計澆注系統(tǒng)，以保證成型塑件的質(zhì)量。 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 （ 2）創(chuàng)造良好的的排氣條件，保證澆注系統(tǒng)及型腔中原有氣體能有序的排出。 （ 3）噴嘴端部的冷料不能進入型腔，防止注入型腔影響塑件的質(zhì)量，在澆注系統(tǒng)中考慮有儲存此冷料的位置。 （ 4）在保證質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，以減少冷卻時間，保證塑件質(zhì)量。 （ 5）盡量避免流料直接沖擊嵌件及細弱型 芯，以防止嵌件位移或細弱型芯變形。 （ 6）需按型腔布局設(shè)計，考慮到模具是一模一腔還是一模多腔。 本塑件采用的模具是一模一腔，單型腔模一般不設(shè)分流道。 主流道的設(shè)計 主流道是熔料從注射機注入模具最先經(jīng)過的的部位，與注塑機噴嘴在同一條直線上。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。由于主流道與熔融塑料和注射機噴嘴反復接觸、碰撞，所以通常將其設(shè)計在模具的澆口套中，澆口套一般采用碳素工具鋼材料制造，熱處理淬火硬度 53～57HRC。主流道的大小，直接影響到填充時間及流動速度，因 此，必須選擇恰當尺寸的流道，以保證塑件的成形不受影響。 主流道的長度 L 按定模板厚度來確定。在保證塑件成型良好的前提下，為了不讓壓力和熱量的損失，主流道的長度不應太長。一般長度不大于 60mm，由于這里采用的是直接澆口，所以根據(jù)產(chǎn)品進行設(shè)計計算得主流道長度為 76mm。 已知初選注射機的型號為 SZY300，其噴嘴球半徑為 12mm，噴嘴孔直徑為，為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸，使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，主流道入口的凹坑球面半徑 R1要比注射機噴嘴球面半徑 R2大 2～ 3mm， 主流道的小端直徑 D 應稍比注塑機噴嘴孔直徑 d 大 ～ 1mm，即 R1=R2+(2~3)mm=12+2mm=14mm D=d+（ ~1） mm=+= 主流道入口的凹坑球面配合高度 H 一般為 3~8mm，這里凹坑球面配合高度H 取 4mm。 主流道的錐角α一般為 2176。~4176。，但是對于流動性差的塑料等情況，錐角 α也可取 3176。~6176。玩具飛機外殼的材料為 ABS，其流動性比較好，這里錐角 α取 3176。 澆口套的設(shè)計如圖 43 所示。 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 圖 43 澆口套的設(shè)計 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 在注射成型過程中，會產(chǎn)生許多 氣體，若不能被排除干凈，就會影響塑件的質(zhì)量，因此設(shè)計模具時必須將這些氣體排出。 通常排氣的方式有利用配合間隙排氣、在分型面上開設(shè)排氣槽和利用排氣塞排氣。這里考慮到塑件結(jié)構(gòu)并不復雜，體積中等，并且采用單型腔模具成型，因此利用配合間隙排氣可以達到要求。 成形零件的設(shè)計 成形零件一般由型腔、型芯、鑲塊、成形桿和成形環(huán)等組成，它決定了塑件的形狀和尺寸。 成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 （ 1） 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔指的是成形塑件外部的零件， 可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式、四壁拼合式和瓣合式六種 形式。由于整體嵌入式型腔加工簡單，安裝容易，不易產(chǎn)生形變，方便更換和維修，故這里采用整體嵌入式型腔，采用H7/m6 過渡配合，如圖 44 所示。 江西科技學院本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 44 型腔的結(jié)構(gòu) （ 2） 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型芯指的是成形塑件內(nèi)部的零件，一般分為整體式型芯和組合式型芯兩種類型。這里采用組合式型芯，采用 H7/m6 過渡配合，如圖 45 所示。 圖 45 型芯的結(jié)構(gòu) 成形零件工作尺寸的計算 成形零件工作尺寸指的是決定塑件形狀大小的尺寸， 影響其誤差主要有模具的制造精度、磨損量和塑件的成型收縮率。 目前，成型零件工作 尺寸主要用兩種方法計算，一種稱為平均尺寸法，另一種稱為極限尺寸法。由于本塑件未注公差，對尺寸精度無特殊要求，所有尺寸為自由尺寸，因此這里采用平均尺寸法對成形零件工作尺寸