【文章內容簡介】 型周期的各段時間，以提高生產率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產中注射時間一般為 3~5 秒，保壓時間一般為 20~120 秒，冷卻時間一般為 30~120 秒（這三個時間都是根據塑件的質量來決定的，質量越大則相應的時間越長）。確定成型周期的經驗 數值 如表 4— 2 所示。 經過上面的經驗數據和推薦值，可以初步確定成型工藝參 數，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時的參數設置也不一致，結合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數如表 4— 3 所示 。 注塑機的選擇 (1)由公稱注射量選定注射機 由注射量選定注射機。由 PRO/E建模分析得（材料密度 ? 取 3/gcm ） 總體積 V =5998mm3 ； 總質量 m= ?? ? ； 流道凝料 V’= (流道凝料的體積 (質量 )是個未知數 ,根據手冊取 ()來估算，塑件越大則比例可以取的越小 )； 實際注射量為： V實 =5998= cm3 ； 實際注射質量為： m實 ===； 根據實際注射量應小于 ，即： ≧ V實 （ 41） V公 = V實 / =? = cm3 ； (2)由鎖模力選定注射機 F鎖 ?F= A分 P型 （ 42） =202130106 = （ KN） 式中 F鎖 — 注射機的鎖模力（ 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 。 由 PRO/E建模分析得： A分 =2021 2mm 。 結合上面兩項的計算，初步確定注塑機，查國產注射機主要技術參數表取 SZ60/450，主要技術參數如下 ： 結構類型：臥式 第 12 頁 共 35 頁 拉桿內間距 (mm)： 280 250 理論注射容積 (cm3 )： 78 ~106 移模行程 (mm)： 220 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm)： 30 ~35 最小模具厚度 (mm)： 100 最大模具厚度 (mm)： 300 注射壓 (MPa )： 170 ~125 注射速率 (g/s) ： 60 ~75 鎖模形式 (mm)：雙曲軸 塑化能力 (g/s)： ~10 模具定位孔直徑 (mm)： 55 螺桿轉速 (r/min)： 10~150 噴嘴球半徑 (mm)： 20 鎖模力 (KN)： 450 5 注射模的結構設計 分型面、型腔數量的選擇 分型面的選擇 選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則： (1)分型面應選在塑件外形最大輪廓處； (2)便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊； (3)保證塑件的精度要求； (4)滿足塑件的外觀質量要求； (5)便于模具加工制造； (6)對成型面積的影響； (7)對排氣效果的影響； (8)對側向抽芯的影響； 為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內取出，以及為了安放嵌件，將模具適當地分成兩個或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱分型面。在設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。因此，應 根據分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。分型面的選擇如圖 5— 1，不影響塑件的表面質量，有利于排氣，而且在分型面產生的飛邊易于修整加工。塑件開模時留于動模部分，便于脫模，使模具結構簡單。 第 13 頁 共 35 頁 圖 5— 1 分型面的選擇 型腔數量的確定 型腔數量的確定和校核 按注射機的最大注射量確定型腔數量 n ： 12nKM mn m?? （ 51） 式中 K — 注射機最大注射量的利用系數 一般取 ； nM — 注射機允許的最大注射量 1m — 單個塑件的質量或體積（ g 或 cm3 ） 2m — 澆注系統(tǒng)所需塑料質量或體積 在設計中根據塑件的特性和塑料的成型工藝，以及注射機的性能、設計工藝的要求和提高生產率，保證塑件的表面精 度，取 2n? 。 塑件在成型采用四型腔，排列方式如圖 5— 2，這種平衡式排列最大的優(yōu)點就是保證各個進料口同時均衡地進料。一模兩腔對稱布置，生產效率適中，適應中等批量生產的需要。 圖 5— 2 型腔排列方式 澆注系統(tǒng)的設計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指 塑料熔體從注射機噴嘴進入模具開始到型腔為止所流經的通道。它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充和固化定型過程中，將型腔內氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織嚴密，外形清晰，表面光第 14 頁 共 35 頁 潔和 尺寸穩(wěn)定的塑件。因此，澆注系統(tǒng)設計的正確與否直接關系到注塑成型的效率和塑件質量。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 主流道設計 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。熔融塑料首先經過主流道，所以它的大小直接影響塑料的速度及填充時間。主流道截面面積過小，塑料在流動過程中冷卻面積相對增加，熱量損失大，粘度增加，流動性降低，成型壓力損失大，造成成型困難；如主流道截面面積過大，會使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會使塑料流動過程中壓力減弱，冷卻時 間延長，容易產生紊流或渦流，使塑件產生氣孔，影響塑件質量。一般對于流動性好，塑件較小，主流道要設置得小些。 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定、溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復接觸，屬于容易損壞的部件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套式，即澆口套。設計中采用優(yōu)質鋼材單獨進行加工和熱處理。 根據標準推薦值取噴嘴前端孔徑 d=4mm，查得 SZ60/450 噴嘴前端面半徑 1 20R mm? 。 根據模具主流道與噴嘴 21R =R +( 1~ 2) m m以及 D=d+(~1)mm， 取主流道球面半徑2R =21mm， 小端直徑 D=4mm。 設計中采用的是臥式注射機，為了使凝料能從其中順利撥出，主流道設計成圓錐形，錐角為 2176。，表面粗糙度表面粗糙度小于 ～ m? .在保證塑件成型良好的前提下，主流道的長度 L盡量短，通常主流道的長度 L 可小于或等于 60mm，經過換算的主流道大端直徑 D=8mm。為了使熔料順利的進入分 流道，可在主流道出料端設計半徑 r=3mm的圓弧過渡。 分流道設計 表 5— 1 流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm ABS， AS 聚乙烯 尼龍類 聚甲醛 丙烯酸 抗沖擊丙烯酸 醋酸纖維素 聚丙烯 異質同晶體 ~ ~ ~ ~10 8~10 8~ 5~10 5~10 8~10 聚苯乙烯 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 熱塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 離子聚合物 聚苯硫醚 ~10 ~10 ~16 ~ ~ ~10 ~10 ~10 ~13 第 15 頁 共 35 頁 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此在設計中要求分流道應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔料盡快地流經分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能使塑料熔料體均衡地分配到各個型腔。 分流道一般開設在分型面上 。 分流道的形狀及尺寸，應根據塑件的體積、壁厚、形狀的復雜程度、注射速 率、分流道長度因素來確定。分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表 5— 1 所示。 澆口設計 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的形狀，數量，尺寸和位置對塑件的質量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定 。 該模具采用 截面為矩形 的 普通 側澆口， 即標準澆口，開設在分型面上，從塑件的側面進料。它是廣泛使用的一種澆口形式。查相關資料得：尺寸一般取寬 ~5mm，厚~，長 ~2mm。本設計中取尺寸 2m m 2m m 1m m ( b l h)? ? ? ?。 其有以下特性 ： (1)形狀簡單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證； (2)試模時如發(fā)現不當，容易及時修改； (3)能相對獨立地控制填充速度及封閉時間； (4)對于殼體形塑件，流動充填效果較佳。 冷料穴與拉料桿設計 在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機 噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內約 10~25mm 的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才達到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內的塑料的流動性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克服這一現象的影響，用一個井穴將主流道延長以接收冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生的冷料的井穴稱為冷料穴。 冷料穴一般位于主流道對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是存放料流前端的冷料，防止冷料進入型腔而形 成冷接縫 。其標稱直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1— 倍，最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。 在設計中采用鉤形（ Z 形）拉料桿，如圖 5— 3— a 所示，鉤形拉料桿固定在動模一側的推板上。拉料桿頭部的側凹能將主流通凝料鉤住，開模時、主流通凝料將從定模中拉出。在其后的 脫模過程中，再將凝料從動模中推出。開模后，稍許將制品作側向移動，即可將制品連同凝料一道從拉料桿上取下。在采用鉤形拉料桿時特別注意手工定向取出第 16 頁 共 35 頁 凝料的可操作性。例如，當制品在取出時若受到型芯或型芯桿限制時，凝料將無法取出。 圖 5— 3 底部帶抓料稈的拉料方式 在設計中要充分根據增強聚丙烯的成型工藝特性，使增強塑料熔融體在流道內流動順暢，流動均勻，保持良好的充模狀態(tài)，同時拉料桿在開模時也具有保護塑件的作用，拉料桿拉出的時，也可將分流道內成型塑料拉出，使在分流道內成型的熔料與成型塑件分離，使塑件順利脫出，避免塑件有雜質，影響塑件表面質量。與其它拉料方式相比較，a)樣式結構合理、簡單，滿足塑件成型要求。 排氣系統(tǒng)的設計 在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水 蒸汽，塑料局部分解產生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學反應）所產生的氣體以及熱固性塑料交聯硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排出模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔，同時，還會因為氣體被壓縮而產生的高溫灼傷制件，使之產生焦痕，色澤不佳等缺陷。 為了使這些這些氣體從型腔中及時排出，可以采用開設排氣槽等辦法。有時排氣槽還能溢出少量料流前鋒的冷料，有利于提高塑件熔接強度。 通常，選擇排氣槽的開設位置時，應遵循以下原則： (1)排氣口不能正對操作者，以防熔料噴出而發(fā)生工 傷事故； (2)最好開設在分型面上，如果產生飛邊易隨塑件脫出； (3)最好設在凹模上，以便于模具加工和清模方便； (4)開設在塑料熔體最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的終端； (5)開設在靠近嵌件和制件壁最薄處，因為這樣的部位最容易形成熔接痕； (6)若型腔最后充滿部位不在分型面上，其附近又無可供排氣的推桿或活動的型心時 ， 可在型腔相應部位鑲嵌燒結的多孔金屬塊，以供排氣； (7)高速注射薄壁型制件時，排氣槽設在澆口附近，可使氣體連續(xù)排出 。 模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等 的間隙排氣。 在大都情況下可利于模具分型面或模具零件間的配合間隙排氣，這時可不另設排氣第 17 頁 共 35 頁 槽。在設計中，由于凸模采用局部 鑲拼結構 ，利用分型面以及間隙排氣已經滿足要求，不需設計排氣槽。 冷卻系統(tǒng)的設計 在注塑成型過程中，模具的溫度直接影響到塑件成型的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具的溫度要求也不同。流動性差的塑料 如 PC，POM 等，要求模具溫度高，溫度過低會影響塑料的流動，增大流動剪切力，使塑件內應力增大，出現冷流痕，銀絲，注不滿等缺陷。普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流 量就可以調節(jié)模具的溫度，為了縮短成型周期，還可以把常溫的水降低溫度后再通入模內，可以提高成型效率。對于高熔點，流動性差的塑料，流動距離長的制件，為了防止填充不足，有時也在水管中通入溫水把模具加熱。 30%增強纖維 PBT 推薦的成型溫度為 210~260℃，模具溫度為 70℃