【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 冷卻四個(gè)階段，由于塑料仍在流動(dòng)，而溫度又在不斷下降，定向分子容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。 這一階段的時(shí)間越長(zhǎng)，分子定向的程度越高。由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會(huì)發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 （ 3） 制件后處理 ； 由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。 故 有的塑件需 要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。 注塑成型工藝條件 1） 溫度 ； 注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度 通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生 “流涎現(xiàn)象 ”；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較 大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。 PS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 31所示。 表 31 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度 /℃ 模具溫度 /℃ 熱變形溫度 /℃ 后段 中段 前 段 PA 150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 —— 2） 壓力 ； 注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像 PS 流動(dòng)性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣 ，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，背壓的使用范圍約為 ~。 3） 時(shí)間 ； 完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為 3~5 秒，保壓時(shí)間一般為 20~120 秒，冷卻時(shí)間一般為 30~120 秒 。 確定成型周期的經(jīng)驗(yàn) 數(shù)值 如表 32 所示。 表 32 成型周期與壁厚關(guān)系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素， 初定制品成型工藝參數(shù)如表33 所示。 表 33 制品成型工藝參數(shù) 初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50 噴嘴溫度 (℃ ) 230 后段溫度 (℃ ) 150~210 中段溫度 (℃ ) 170~230 前段溫度 (℃ ) 190~250 注射壓力 MPa 90 保壓力 MPa 80 注射時(shí)間 s 保壓時(shí)間 s 5 冷卻時(shí)間 s 20 其他時(shí)間 s 3 成型周期 s 30 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃ ) 60~80 干燥時(shí)間 (℃ ) 1~3 后 處理溫度 70℃ ，保溫時(shí)間 2 小時(shí)。 注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)簡(jiǎn)介 注塑機(jī)的分類方式很多 ,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法 .常用的說(shuō)法有 : （ 1） 按設(shè)備外形特征分類 :臥式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑機(jī) ； （ 2） 按加工能力分類 :超小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑機(jī) 。 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開(kāi)合模速度 ,空循環(huán)時(shí)間等 .這些參數(shù)是設(shè)計(jì) ,制造 ,購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù) . (1)公稱注塑量 ； 指在對(duì)空注射的情況下 ,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí) ,注射裝置所能達(dá)到的最大注射量 ,反映了注塑機(jī)的加工能力 . (2)注射壓力 ； 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 ,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力 ,螺桿 (或柱塞 )對(duì)熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力 . (3)注射速率 ； 為了使熔料及時(shí)充滿型腔 ,除了必須有足夠的注射壓力外 ,熔料還必須有 一定的流動(dòng)速率 ,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度 . 常用的注射速率 如表 34所示。 表 34 注射量 與 注射時(shí)間 的關(guān)系 注射量 /CM 3 125 250 500 1000 2021 4000 6000 10000 注射速率 /CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2021 注射時(shí)間 /S 1 3 5 (4)塑化能力 ； 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量 .塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào) ,若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng) ,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期 . (5)鎖模力 ； 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力 ,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi) . (6)合模裝置的基本尺寸 ； 包括模板尺寸 ,拉桿空間 ,模板間最大開(kāi)距 ,動(dòng)模板的行程 ,模具最大厚度與最小厚度等 .這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍 . (7)開(kāi)合模速度 ； 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn) ,以及開(kāi)模 ,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞 ,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理 ,即合模時(shí)從快到慢 ,開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停 . (8)空循環(huán)時(shí)間 ； 在沒(méi)有塑化 ,注射保壓 ,冷卻 ,取出制件等動(dòng)作的情況下 ,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間 . 選擇 注塑機(jī) （ 1） 由公稱注射量選定注射機(jī) 由注射量選定注射機(jī) .由 PRO/E建模分析得 （材料密度取 kg dm? ???） : 總體積 V= ； 總質(zhì)量 M=； 流道凝料 V’= (流道凝料的體積 (質(zhì)量 )是個(gè)未知數(shù) ,根據(jù)手冊(cè)取 ()來(lái)估算 ,塑件越大則比例可以取的越小 )； 實(shí)際注射量為 :V實(shí) == cm3 ； 實(shí)際注射質(zhì)量為 M實(shí) ===； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 , 即： ≧ V實(shí) （ 3—1） V公 = V實(shí) / =247。 = cm3 ； （ 2） 由鎖模力選定注射機(jī) F鎖 ? F脹 =A分 P型 （ 3— 2） =2 24D? P型 =2 1104? 30106 = （ KN） 式中 F鎖 注射機(jī)的鎖模力（ N） ； A分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 ； P 型 型腔壓力，取 P 型 =30MP a ； D取的是塑件的平均直徑， D= 120 1012?=，D? 110mm ； 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為表 35所示， 查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取 SZ160/1000,主要技術(shù)參數(shù)如下 。 表 35 國(guó)產(chǎn)注射機(jī) SZ160/1000技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (mm) 360260 理論注射容積 （ cm3 ） 179 移模行程 (mm) 280 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm) 44 最大模具厚度 (mm) 360 注射壓 (MP a ) 132 最小模具厚度 (mm) 170 注射速率 (g/s) 110 鎖模形式 (mm) 液壓 塑化能力 (g/s) 模具定位孔直徑 (mm) 120 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 10~150 噴嘴球半徑 (mm) 10 鎖模力 (KN) 1000 噴嘴口直徑 4 模具設(shè)計(jì) 第一節(jié) 塑料配方 說(shuō)明 1,設(shè)計(jì)水平的高低直接關(guān)系到塑料制品的最終使用性能的優(yōu)劣 ,也是應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)對(duì)塑料進(jìn)行 改性的過(guò)程 ,其技術(shù)含量極高 .一個(gè)成功配方的產(chǎn)生是多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用高新技術(shù)的結(jié)局 .塑料是以高分子聚合物為主要成分 ,加入一定量添加劑而組成的一種混合物 ,添加劑是由一系列為改變塑料的某些性能而添加的混合物 ,通常為填充劑 ,增塑劑 ,穩(wěn)定劑 ,潤(rùn)滑劑 ,著色劑等 .根據(jù) PS 的特性及使用性能要求 ,配方中應(yīng)含有以下添加劑 . 填充劑 ——玻璃微珠 ； PS 成型后易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力 ,添加玻璃微珠使塑料的流動(dòng)性好 ,殘余內(nèi)應(yīng)力分布均勻 ,使光的漫反射率為 80%~88%。 增韌劑 ——SBS,ABS,EPR； PS 的沖擊性能很差 ,是一種十分脆的材料 ,增韌 改性是必須的 。 光穩(wěn)定劑 ——氧化鋅 ； 塑料制品在日光或強(qiáng)熒光下，由于吸收紫外光的能量，引發(fā)氧化反應(yīng)，導(dǎo)致聚合物降解，使制品的外觀或內(nèi)在性能變壞，這一過(guò)程稱為光氧化或光老化。 潤(rùn)滑劑 ——硬脂酸及其鹽類 ； 對(duì)塑料的表面去潤(rùn)滑作用 ,防止塑料在成型加工時(shí)黏模 ,同時(shí)提高塑料制品表面光潔度 。 著色劑 ——粉紅色 ； 在塑料制品中，需要著色的大約占80%左右，著色的目的有 1：增加制品美感，以吸引消費(fèi)者的購(gòu)買欲望 2：提高產(chǎn)品的耐候性，主要是通過(guò)著色劑防紫外線分型面 功能而實(shí)現(xiàn)的 。 抗菌劑 ——磷酸鋯系銀離子抗菌劑 ； 考慮到該產(chǎn)品人們可能會(huì)作 為玩具把玩 ,因此需要做此設(shè)計(jì) .很多塑料制品的表面會(huì)滋生致病細(xì)菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。塑料抗菌改性是在樹(shù)脂中加入抗菌劑，其逸出塑料表面后，可將沾在塑料表面的細(xì)菌殺死或抑制細(xì)菌的繁殖，保持自身的清潔狀態(tài) 。 分型面的確定 根據(jù)分型面的選擇原則 ： （ 1） 便于塑件脫模 ； （ 2） 在開(kāi)模時(shí)盡量使塑件留在動(dòng)模 ； 41 分型面的位置 （ 3）外觀不遭到損壞； （ 4）有利于排氣和模具的加工方便。 結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) ,分型面確定在塑件的最大投影面積上 .如圖 41 所示 。 型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因 素 ： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2） 模具制造成本 ； （ 3） 注塑成型的生產(chǎn)效益 ； （ 4） 模具制造難度 。 考慮到該塑件是一般日用品 ,查手冊(cè)得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦4 級(jí) ,這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件的組合 ,所以初定為一模兩腔最合理 .排列形式如圖 42 所示。 澆口確定 PS 料的流動(dòng)性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,簡(jiǎn)化模局結(jié)構(gòu) ,確定使用側(cè)澆口 。 模具材料的選擇 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,所以在模具材料的選擇時(shí)主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料 .如何合理的選擇模具鋼 ,是關(guān)系到模 具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng) 圖 42 型腔的排布形式 則所有的精密加工所投入的工時(shí) ,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi) 。 在選擇模具鋼時(shí) ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時(shí)還要考慮折斷 ,崩刃問(wèn)題