【文章內(nèi)容簡介】 慮在內(nèi) ， 透光度和價格是我們原始的設(shè)計所必須考慮的 ,其它 性能 如拉伸 極限 ,斷裂伸長率等則是 不是那么重要的。 最終 我們 選 則 PS作 為 注 塑件 原 料 .它 除了脆 性 和抗拉 極限比 其它兩種材料 差一些以外 ，它 的性能特點基本符合我們注塑件的要求 ，但這些 因素都是次要的 。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 塑件的 加工工藝 性是指 塑料制件的 結(jié)構(gòu)對成 形工序 方法的適應(yīng) 能力 .在塑料 加工 過程中 ,一方面成 形 會對 注 塑件的構(gòu)形 ,尺寸 大小 精度等諸 多 方面 加以要求 ,來 降低模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計 的 難 度和 加工 難度 ,確保能 生產(chǎn)出 合格 的產(chǎn)品 。另 外 ,模具的設(shè)計人員 通過對給定塑件的 加工工藝 進行 結(jié)構(gòu) 分析 ,了解注 塑件 的 生產(chǎn)難點 ,為模具設(shè)計和 加工制造 提供 準則 。 圖 21 原始零件圖 對塑件的修改說明 注 塑件要求能夠 內(nèi) 置 兩節(jié) 7號 電池，安放 專用的 LED燈泡，外 面 接 固定 帶，所以電池和燈泡的 安裝 固定 也是一個必須考慮到的問題 ， 臺燈 開關(guān)的放 置等 問題，關(guān)于 注塑件 的造型圖如 右 圖所示，詳細 的 結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù) 參 見 零件 設(shè)計 圖紙。 （ 1）外 形 輪廓 :原零件 2D圖的心 形 曲線不 是很 規(guī)則 ,如 21和 22圖 所示。在用 PRO/E作 7 圖 時總會 有 曲 線 面不能 增 厚的問題 ,即使采 用修 改 曲面的 方 法能解決 圖形增 厚 麻煩 ,但事整體注 塑件也 會造成 不規(guī)則 ,給 后來的加工 帶來 麻煩 .因此， 在 維持 基本外型的 不變的前提下對 部分數(shù)據(jù) 做了 一定的 改 動 ,其 目的是造 形 。 （ 2） 結(jié)構(gòu) :設(shè)計圖 有兩個 袖珍比較薄 的吊耳 ,并 且 放在注 塑件外 面 ,注意 到所有 PS材 料硬度脆度比較大 ,這 就 會使得吊耳 容易受到破 壞 。 因此，采用一個吊耳的設(shè)計。 設(shè)計吊耳 ,開關(guān) ,燈泡在塑件中心位置 ,如 原始零件圖 所示 ,這樣起到 原始設(shè)計 作用 又不至于損壞 .設(shè)計 相應(yīng)的 凹槽使燈罩 相互切合 ,并且 設(shè) 計 了 幾 個鎖位 強化 . 最終確定的尺寸如 原始零件 圖所示。 圖 22 原始零件圖 壁厚 各 類注 塑件 ,不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁 件 ,都需要根據(jù)其使用情況而確定一定的使用厚度 ,以 確保 其 力學(xué)性能 .通常 ,在滿足 強度硬度性能 的前提下 ， 注塑件 厚度 應(yīng)盡量薄一些 ,這樣 不僅 僅 可以節(jié) 省 原料 ,降低 制造 成本 ,并 且 有效縮短塑件在末句中的冷卻成形時間 ,來 提高生產(chǎn) 效 率 。其次，能夠 避免因 型面 過厚產(chǎn)生的 下 陷 ,縮孔 縮松 ,夾心等質(zhì)量上的缺 點 .下面 是 PS的壁厚推薦值 : 最小壁厚 mm小型件壁厚 mm中型件壁厚 mm大型件壁厚 mm ~ 從尺寸上看心形注塑件 屬于小型 注塑 件 ,從 設(shè)計 圖上 來 看 ,塑件邊緣的壁 厚度很大 ,達到 6mm,殼體取中型 塑 件壁厚 推薦值 ,這樣塑件的壁厚是不均勻的 ,但 如果縮 小 注 8 塑件的 邊緣壁厚 度 ,則 不利于宿建德推出機構(gòu) ,而且可能使電池不能 正常 安裝 。 脫模斜度 塑件在冷卻成型時會發(fā)生收縮現(xiàn)象 ,使 塑件 箍 緊 在凸模或型芯上 ,為了 方便 脫模 ,防止因 脫模時手里 力過大而 使塑件或模具受損 ,與脫模方向 相 平行的 注 塑件內(nèi)外表面都應(yīng)具有合理的 脫模 斜度 .下面 是 PS的脫模斜度 標(biāo)準 推薦值 : 制件外表面 制件內(nèi)表面 35′~176。 30′~1176。 注 塑件 的 表面 內(nèi)部 在造 形 時就有 一定的圓 弧度 ,脫模斜度 設(shè)置在 凹槽 配合 和鎖位處 ,這不僅 脫模還是塑型都是有好處的 圖 23 修改后的產(chǎn)品零件圖 加強肋 在注 塑件適當(dāng) 位置 設(shè) 計 的加強肋可以 有效杜絕 塑件的 彎扭 變形；沿著 材 料 的 流向的加強肋還能 減小材料沖模時的有效 阻力，提高 熔融材料的 流動性 能 ， 同時 避免氣泡，縮孔 縮松 和凹陷等 不利 現(xiàn)象的產(chǎn)生。在該塑件中，加強肋 在 起到引料的作用同時又對電池起定位作用 ，高度 要 比分型面低 1mm， 根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗， 脫模斜度取 2度，頂部倒圓角，低部倒角 R，寬度取 。通常加強肋的設(shè)計 準 則為高度 選取較小值 ，寬度 選擇較大值 ，而數(shù)量多為好。 圓角 塑件上各處的 過渡輪廓 處，一般 情況下 采用 圓弧 角連接， 特殊情況下 才采用尖角結(jié) 9 構(gòu)。尖角 結(jié)構(gòu) 容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力 容易 發(fā)生破 損 。圓 弧 角不僅有利于物料 填 充模具 ，同時也有利于 熔融材料 在模具型腔 內(nèi)部 的流動和脫模。加強肋的圓角半徑值關(guān)系如表 23所示。 表 23 肋的圓角半徑值關(guān)系表 肋的高度 /mm ~13 13~19 ＞ 19 圓角半徑 /mm ~ ~ ~ 3~ 注塑件上其它的獨特處還有孔，內(nèi)螺紋，鑲嵌件，文字和花紋等，各個特點都有其設(shè)計準則和特定功能，因為該注塑件沒有涉及，所以在此就不此詳細介紹了。 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 （ 1）尺寸精度的選擇；塑件的加工精度是決定注塑件加工質(zhì)量的最重要的準則，但是，在滿足注塑件使用標(biāo)準的情況下，設(shè)計師盡量對尺寸精度的要求低一些，便于降低模具的加工難度和加工成本。對塑件 的加工精度要求，要分情況分析，根據(jù)裝配誤差來確定尺寸配合公差，該注塑件是普通民用商品，所以精度要求不用太高，然而，要確保兩半殼體的緊密配合，因此，在凹槽和鎖位處加工精度要求高一些，對它們要有配合精度要求，應(yīng)選擇教高的加工精度。查表， PS 的高配合精度為 2 級，一般配合精度為 3級。查塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在 110~120 范圍內(nèi)，取公差數(shù)值為 mm， MT3B級的公差數(shù)值為 mm。 （ 2）加工尺寸精度的構(gòu)成及其影響因素；制件的加工誤差構(gòu)成為： ? =? s +? z +? c +? a （ 2— 1） 式中 ? —— 制件的成型誤差總和； ? s —— 塑料收縮率波動造成的 ； ? z —— 模具制造精度所引起的誤差； ? c —— 模具使用磨損后所引起的誤差； ? a —— 模具配合間隙引起的誤差； 10 影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個方面。 （ 1）模具 —— 模具各部分的加工精度是影響塑件尺寸精度主要的方面。 （ 2）塑料材料 —— 主要是考慮收縮率的影響。 （ 3）成型工藝 —— 加工工序的變化直接影響材料的收縮率進而影響尺寸加工精度。 表面質(zhì)量是一個非常寬泛的概念，包括微觀的幾何尺寸和鑄件表面的物理性質(zhì)力學(xué)特性兩方面加工指標(biāo)，而不是簡單的表示表面粗糙度。塑件的表面缺陷是其獨有的加工質(zhì)量指標(biāo)。模具的內(nèi)表面粗糙度決定塑件表面粗糙度，通常要比塑件的表面粗糙度高一個級別。該塑件要求對其內(nèi)部型腔進行拋光處理，所以對注塑件的表面粗糙度有一定的限制，查表得， PS 拋光后，順著紋路方向的塑件粗糙度為 ? m，在垂直紋路方向塑件的粗糙度為 ? m。 3 注塑成型的準備 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可壓縮性與可塑性，首先將間隙較大的顆粒狀或粉狀的原材料從注塑機的料斗送到機筒，加熱使其變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，進而形成流動狀態(tài)的熔料，然后在高壓條件下，以很大的流動速度通過噴嘴注射進入設(shè)計好的閉合模具中，由于閉合模具溫度較低，經(jīng)過一定的保壓和冷卻成形以后，打開模具，便能夠得到滿足設(shè)計的塑件。這個過程一般分為三個部分。 圖 31 注塑成型壓力 — 時間曲線 （ 1）物料準備；（ 2）注塑過程（ 3）制件后處理； 注塑成型工藝條件 11 （ 1） 溫度；注塑成型過程中溫度是至關(guān)重要的因素，要控制好料筒噴嘴和模具等各處的溫度。一般情況下，噴嘴溫度比料筒的最高溫度低一些，以防止熔融材料在噴嘴口處發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；注塑模具溫度可以用冷卻系統(tǒng)來加以調(diào)節(jié)；為了保證制件的幾何尺寸和加工精度，應(yīng)盡量減少注塑制件在脫模后發(fā)生較大的變形，塑料的熱變形溫度要高于料筒溫度。根據(jù)以往的的加工經(jīng)驗， PS材料與溫度的關(guān)系如表 31所示 。 表 31 溫度的經(jīng)驗數(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 150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 —— （ 2） 壓力；注射成型過程中的壓力主要有注射壓，保壓和背壓。注射壓力用來克服熔體的流動阻力，使之形成一定的流動速度并使熔料壓緊壓實。模具對熔融材料的水壓力決定保壓力，它與塑件的幾何形狀，壁厚及材料有關(guān)。 PS 材料的流動能力較強，保壓力較小，以避免產(chǎn)生翹曲，保壓力一般要小于于注塑機調(diào)定壓力。背壓力也有至關(guān)重要的作用，背壓力 可除掉材料中的氣體，有效增加熔融液體密度，此外，還可以增大熔融液體的內(nèi)部壓力，螺桿后回程速度減小，塑化發(fā)生時剪切力增強，由于摩擦產(chǎn)生的熱量增大，塑化效果明顯，根據(jù)加工經(jīng)驗，背壓的正常使用范圍為 ~。 （ 3） 時間；完成一件塑件的所用的時間稱為成型周期。包括注射液體所用時間，保持壓力所用時間，產(chǎn)品冷卻成形所用時間，首先保證塑件的加工質(zhì)量，其次，盡量減小各個工序段的使用時間，來提高生產(chǎn)效率，其中，最 關(guān)鍵的是注塑工序時間和成型冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般比較短， 5秒左右即可；保壓時間較長，通常為 120秒，冷卻時間通常和保壓時間想差不大，根據(jù)各個。確定成型周期的經(jīng)驗數(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 根據(jù)以前的加工經(jīng)驗和上表推薦用值，可以首先確定加工參數(shù)，因為各推薦數(shù)據(jù)存在差別，而且實際數(shù)值和理論數(shù)值還存在著差異，綜合以上因素并考慮實際加工情況， 12 初步制定塑件成型加工參數(shù)數(shù)據(jù)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 注射時間 s 保壓時間 s 5 冷卻時間 s 20 其他時間 s 3 成型周期 s 30 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃ ) 60~80 干燥時間 (℃ ) 1~3 后處理溫度 70℃，保溫時間 2 小時。 注塑機的選擇 注塑機簡介 注塑機的分類方式很多 ,到目前為止還沒形成明確的劃分，通常的分類方法有 : （ 1）按加工設(shè)備的外觀分 :臥式注塑成型機 ,立式注塑成型機 ,直角式注塑成型機； （ 2）安設(shè)備的工作能力為 :超小型注塑成型機 ,小型注塑成型機 ,中型 ,大型和超大型注塑機。 這兩種是日常生活中注射機的主要分類。 注塑機基本參數(shù) 注塑機的主要參數(shù)有額定注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,模板行程 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,磨具的極限尺寸等 .這些基本技術(shù)參數(shù)是注射機設(shè)計，加工制造，購買和使用的主要參考 . (1)公稱注塑量；指在對空注射條件 下 ,注射螺旋桿或柱塞完成一次最大注射行程時 ,注射裝置所能達到注射出的塑料體積 ,在某些情況下反映了注塑機的成形加工能力。 (2)注射壓力；為了使熔料形成一定的流動速度，并且克服各處的流動阻力 ,柱塞就必須對熔料必施加一定的壓強 ,通常我們把它稱為注射壓力。 (3)注射速率；為了使熔