【文章內容簡介】 的塑料制品。在注射模設計時。必須充分注意以下三個特點： （ 1）塑料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動性依賴于物料品種、剪切速率、溫度和壓力。因此須按其流變特性來設計澆注系統(tǒng)，并校驗型腔壓力及鎖模力。 （ 2）視注射模為承受很高型腔壓力的耐壓容器。應在正確估算模具型腔壓力的基礎上，進行模具的結構設計。為保證模具的閉合、成型、開模、脫模和側抽芯的可靠進行，模具零件和塑件的剛度與強度等力學問題必須充分考慮。 （ 3）在整個成型周期中，塑件 — 模具 — 環(huán)境組成了一個動態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學原理應用于模具的溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計，以確保制品質量和最佳經濟指標的實現(xiàn)。 注射模組成 凡是注射模，均可分為動模和定模兩大部件。注射充模時動模和定模閉合，構成型腔和澆注系統(tǒng)；開模時定模和動模分離，取出制件。定模安裝在注射機的固定板上，動模則安裝在注射機的移動模板上。根據模具上各個零件的不同功能，可由一下個系統(tǒng)或機構組成。 （ 1）成型零件 指構成型腔，直接與熔體相接觸并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型桿 、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。在動模和動模閉合后，成型零件確定了塑件的內部和外部輪廓尺寸。 （ 2）澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。 （ 3）導向與定位機構 為確保動模與定模閉合時，能準確導向和定位對中，通常分別在動模和定模上設置導柱和導套。深腔注射模還須在主分型面上設置錐面定位，有時為保證脫模機構的準確運動和復位，也設置導向零件。 （ 4）脫模機構 是指模具開模過程的后期，將塑件從模具中脫出的機構。 （ 5）側向分型抽芯機構 帶有側凹或側孔的塑 件，在被脫出模具之間，必須先進行側向分型或拔出側向凸?；虺槌鰝刃托?。 （論文） 4 （ 6）溫度調節(jié)系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，模具設有冷卻或加熱額的溫度調節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻，一般在模板內開設冷卻水道，加熱則在模具內或周邊安裝點加熱元件，有的注射模須配備模溫自動調節(jié)裝置。 （ 7）排氣系統(tǒng) 為了在注射充模過程中將型腔內原有氣體排出，常在分型面處開設排氣槽。小型腔的排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間間隙排氣。大型注射模須預先設置專用排氣槽。 塑料風葉設計與分析 風葉是 利用一定空間曲面的葉片，通過主體的高速旋轉產生風能。以前，大都是采用金屬片材，經過模壓制成風葉片。然后與風葉主體固定安裝成風葉。由于模壓葉片和裝配等方面的原因，往往風葉的靜、動平衡難以達到設計要求。經過較長時間的，由于涂層刮傷或脫落，以產生銹蝕，而且風葉的顏色單調，色澤不佳，不適合現(xiàn)代化（賓館，大廈）等的通風排氣和生活的需要。塑料風葉的優(yōu)點在與：可以一次注射成型，不須裝配、校正，省能省電；重量輕、慣性小，色彩豐富，色澤好，具有良好的動平衡性（塑料風葉葉片良好的彈性，在高速旋轉過程中能適度地自動調節(jié)葉片的相對 位置，使葉片處于良好的平衡狀態(tài)）和裝潢效果。 Equation Chapter (Next) Section 1 圖 11 風扇立體圖 注射性能分析 （ 1）注射成型工藝的可行性分析： 注射模的可行性分析 5 本塑件形狀復雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對模具和設備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個優(yōu)點： a:形狀：幾乎沒有復雜性限制，容許模具內有不同塑料的成型型腔； b:尺寸：塑件可小到不足 1克，大到幾十千克，沒有限制； c:材料：在一定溫度范圍內具有適宜流動性的熱塑性塑料； d:精度：可注射高精度的塑件，有較好表面質量和尺寸穩(wěn)定性； e:生產率：中等，循環(huán)時間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內，可增加每模的型腔數來提高生產率。 由以上塑件的特點和注射成型工藝 的優(yōu)點，分析可知：該塑件適合于采用注射成型方法。 （ 2）表面粗糙度： 由塑件外觀可知，塑件的外表面要求較高，因此其表面粗糙度取 ，而其內表面由于是復讀機的內部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺質量，從簡化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內表面選用的表面粗糙度為 。 一般情況下，模具粗糙度低于塑件 1～ 2個等級，故取型腔表面粗糙度為 ，而型芯表面粗糙度為 。 （ 3）尺寸精度： 按 SJ1372— 1978標準，塑料件尺寸精度分為 8級。本塑件所用材料為 AS塑料 ,由此查塑料模具設計手冊可知，本塑件宜選用 5 級精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見零件圖。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對塑件精度的影響可知，模具制造允許誤差和塑件尺寸公差之間具有對應的關系，由塑件零件圖可得，模具精度等級為 IT8。 （ 4） 脫模斜度： 該塑件采用的塑料是 AS，而 AS的成型收縮率較小（ %），而且塑件較復雜，對型芯的包緊面積也較大，所以應取較大的脫模斜度。為保證壁厚的均勻一致，因此取塑料件的內外表面的脫模斜度一致。再由零件設計圖紙要求可知 α＝ 5。 （ 5） 壁厚： 由圖紙可知，該塑件有許多中不同的壁厚，輪轂壁較厚，風葉壁厚較薄，因此要注意風葉可能會翹曲，不能在風葉處設計推桿。 （ 6）加強筋： 為了確保風扇中心嵌件與塑件外徑的同軸度在外側設計了三個加強筋，以防變形。 （ 7） 圓角： 從塑件可知，該塑件內外表面的轉折處加強筋的根部等處都設計了圓角。其采用圓角不僅降低了應力集中系數，提高了抗沖擊、抗疲勞能力，而且改善了塑料熔體的（論文） 6 流動充模性能，減少了流動阻力。降低了局部的殘余應力，防止開裂和翹曲，也使塑料件外形流暢美觀。而且成型模具型腔也有了對應的圓角，提高 了成型零件的強度。 材料選擇 塑料介紹 塑料（ Plastics)是以有機高分子化合物為基礎，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。 塑料的優(yōu)點：塑料的強度較小，有較高的比強度。塑料還具有較高的電絕緣和熱絕緣性 ， 良好的耐磨性和耐腐蝕性，以及優(yōu)異的成型工藝性。 塑料的缺點：強度，硬度較底，易老化等。 分析塑料材料 該塑件為風扇葉片，有以下特點： （ 1）它所處的工作環(huán)境較好，處于室溫下，不承受沖擊載荷，也不處于酸、堿、鹽性環(huán)境中； （ 2）產量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑 件材料質優(yōu)而價廉，且對人體不產生任何毒副作用。 （ 3）內部結構較復雜成型較困難。 （ 4）葉片是空間曲面成型和模具制造都很困難。 （ 5）要求要有較美麗的外觀，很好的絕緣性。因此我初步選擇采用通用塑料。 通用塑料分為聚乙烯（ PE）、聚氯乙烯 (PVC)、聚苯乙烯（ PS）、聚丙烯（ PP）、 ABS塑料等品種，多用于一般工農業(yè)生產和日常生活之中，具有價格低等特點。 （ａ） 聚乙烯 PE：是由乙烯單體聚合而成的。 特點：采用不同的聚合條件可得到不同性質的聚合物：有高壓 PE、中壓 PE、低壓PE三種。 高壓 PE： 由于有較低的密度、相對分子質量、結晶度，故質地柔軟，由于含有較高的相對分子質量、密度、結晶度，故質地堅硬，耐寒性能良好，在－ 70℃時還保持柔軟，化學穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機溶劑，吸水性極小有跟突出的電氣性能和良好的耐輻射性等。 缺點：是力學強度不高，熱變形溫度很低，故不能承受較高的載荷和不能在較高的溫度下正常工作。 （ b） ABS 它是苯乙烯 丁二烯 丙烯腈的共聚物，綜合性能較好 ,沖擊韌度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電氣性能好。易于成形和機械加工，與 372 有機玻璃的熔接性能好，可作雙色成形塑件，且 表面可鍍鉻。 （ c） AS塑料是丙烯腈 —— 苯乙烯的聚合物。注塑的高透明、抗靜電、優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性，具有良好的流動性能，耐熱耐化學性、耐沖擊、高強度。用于汽車零件，如燈罩反光片代表面板；工業(yè)部件，如計算器面板，琴鍵等；家用電器部件，如電視機注射模的可行性分析 7 保護鏡，風扇葉片，電器外殼等和一般家庭器皿、文教用品、日用品。 材料的確定 通過以上分析結合塑料本身的特點以及模塑成型的獨特性，如成型熱收縮，冷卻時的變形、翹曲、實效變形，不具有金屬風葉那樣可冷校正等等，因此，塑料風葉的選材既要保證風葉的使用性能和便于提高風葉形位精度， 又要便于模塑成型。若采用結晶或半結晶性的塑料，在模素過程中，則易產生在流動方向上的取向，在冷卻過程中，由于結晶和取向，是塑料制品各方向上的收縮程度有很大的差異；再則冷卻不夠均勻和其他因素的影響，必然產生收縮應力，以使制品變形，而且制品后變形亦較大，不能保證所要求的形位尺寸，從而降低了風葉的精度和使用性能，因此，以采用聚苯乙烯、 ABS、 AS等非結晶塑料為佳，其收縮率相對較小。聚乙烯塑料由于脆性大，耐沖擊能力差使用中易開裂，一般不采用。 ABS 和 AS 塑料性能是合適的，其中 ABS 價格較高，因此，目前大部分用 AS塑料 。 （論文） 8 第 2 章 成型零部件設計 成型零件的結構設計 構成型腔的零件統(tǒng)稱為成型零件，它主要包括凹模，凸模、型芯、鑲塊各種成型桿，各種成型環(huán)由于型腔直接與高溫高壓的塑料相接觸，它的質量直接關系到制件質量，因此要求它有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性以承受塑料的擠壓力和料流的磨擦力和足夠的精度和表面光潔度，以保證塑料制品表面光高美觀，容易脫模，一般來說成型零年都應進行熱處理，使其具有 HRC50 以上的硬度，如成型產生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應選擇耐腐蝕的鋼材。 型芯設計 根據風扇結構特 點 ,沒有涉及到成型桿，螺紋型等結構。但是風扇曲面復雜，外觀要求美觀，因此設計時要使成型零件便于加工，和安裝。輪轂型心設計成整體式結構。如圖 21所示： Equation Chapter (Next) Section 1 圖 21 整體型芯 這種結構易于保證風扇安裝軸的同軸度，便于整體熱處理。整體結構有如下優(yōu)點： 。 。 。 ， 精密成型模具若采用拼鑲結構，相對整體結構而言則有如下缺點： a 、精度相對下降。 b、法因采用磨削加工為 主制作拼鑲件組合后難以達到零精度。 c、拼鑲件的加工精度要求高于整體結構的加工精度要求，制品的棱邊拐角難以設成型零部件設計 9 置過渡圓弧。 整體結構的缺點如下： a..難以排氣。 。 ，拐角處難以加工成角形。 葉片成型設計 由于葉片是空間曲面如采用整體式難以加工因此三個葉片采用拼鑲結構。 采用拼鑲結構的目的 a、由于制品有側向成型部位，為了制品脫模而采用拼鑲結構。 b、根據本單位的加工能力或為了利于加工而采用部分拼鑲結構。 c、為了模具的強度及耐磨性，提高制造精度而采用拼鑲結 構。 拼鑲結構的優(yōu)點： （ 1）可以對應需要合理選擇鋼材。 （ 2）便于磨削及拋光作用 拼鑲結構的缺點： （ 1）零件數量增多 （ 2）零件的加工方法受到限制 （ 3）冷卻回路不易設置，成型周期難以縮短。（論文） 10 第 3 章 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)設計是否合理 , 直接影響到制品的表觀質量 , 行位尺寸精度，制品物理力學性能，充模難易程度以及熔料在充模式的流動狀態(tài)。澆注系統(tǒng)是指從模具進料口開始到模腔止的流道部分。普通澆注系統(tǒng)由主澆道、分澆道、澆口和冷料穴四部分組成如圖 31所示。 Equation Chapter (Next) Section 1 圖 31 普通澆注系統(tǒng) 主流道 分流道 澆口 拉料口 冷料穴 制品 澆注系統(tǒng)的功用和設計要求 澆注系統(tǒng)的作用：使來自注射機料筒噴嘴的熔料穩(wěn)定并順利地流入澆注系統(tǒng)，以充滿各格型腔同時，在充模過程中，將注射壓力傳遞到型腔各個部位，確保模塑成型。 澆注系統(tǒng)設計因制品的質量要求，塑件品種，使用設備，成型工藝條件及用 戶對模具的要求等不同而變化，但要確保在合理的成型工藝條件下，獲得令人滿意的表觀質量和物理力學性能的制品，澆注系統(tǒng)設計應遵循以下基本要求： 澆道設計 根據模具型腔數目的要求，選擇合理的澆道形式盡量采用平衡式澆注系統(tǒng)熔料流經澆注系統(tǒng)時，應使熔 料溫度下降盡可能??；熔料通過澆注系統(tǒng)，壓力損失應控制在規(guī)定的范圍內；盡可能在同一時間內充滿各個型腔；盡量減少澆注系統(tǒng)的容積；保證熔料的前鋒冷料不進入型腔內。 澆口設計 澆口的形狀、尺寸有利于塑件成型，不會出現(xiàn)充模不足或過?，F(xiàn)象；澆口的位置有利于排氣；不會使成型件出現(xiàn)各