【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的塑料制品。在注射模設(shè)計(jì)時(shí)。必須充分注意以下三個(gè)特點(diǎn)： （ 1）塑料熔體大多屬于假塑料液體，能剪切變稀。它的流動(dòng)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(lái)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，并校驗(yàn)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(yīng)在正確估算模具型腔壓力的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。為保證模具的閉合、成型、開(kāi)模、脫模和側(cè)抽芯的可靠進(jìn)行，模具零件和塑件的剛度與強(qiáng)度等力學(xué)問(wèn)題必須充分考慮。 （ 3）在整個(gè)成型周期中，塑件 — 模具 — 環(huán)境組成了一個(gè)動(dòng)態(tài)的熱平衡系統(tǒng)。將塑件和金屬模的傳熱學(xué)原理應(yīng)用于模具的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以確保制品質(zhì)量和最佳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 注射模組成 凡是注射模，均可分為動(dòng)模和定模兩大部件。注射充模時(shí)動(dòng)模和定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)；開(kāi)模時(shí)定模和動(dòng)模分離，取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。根據(jù)模具上各個(gè)零件的不同功能，可由一下個(gè)系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成。 （ 1）成型零件 指構(gòu)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(dòng)模和動(dòng)模閉合后，成型零件確定了塑件的內(nèi)部和外部輪廓尺寸。 （ 2）澆注系統(tǒng) 將塑料熔體由注射機(jī)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(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu) 為確保動(dòng)模與定模閉合時(shí)，能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對(duì)中，通常分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深腔注射模還須在主分型面上設(shè)置錐面定位，有時(shí)為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)和復(fù)位，也設(shè)置導(dǎo)向零件。 （ 4）脫模機(jī)構(gòu) 是指模具開(kāi)模過(guò)程的后期，將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。 （ 5）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 帶有側(cè)凹或側(cè)孔的塑 件，在被脫出模具之間，必須先進(jìn)行側(cè)向分型或拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)型芯。 （論文） 4 （ 6）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對(duì)模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱額的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具冷卻，一般在模板內(nèi)開(kāi)設(shè)冷卻水道，加熱則在模具內(nèi)或周邊安裝點(diǎn)加熱元件，有的注射模須配備模溫自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。 （ 7）排氣系統(tǒng) 為了在注射充模過(guò)程中將型腔內(nèi)原有氣體排出，常在分型面處開(kāi)設(shè)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(yù)先設(shè)置專用排氣槽。 塑料風(fēng)葉設(shè)計(jì)與分析 風(fēng)葉是 利用一定空間曲面的葉片，通過(guò)主體的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)能。以前，大都是采用金屬片材，經(jīng)過(guò)模壓制成風(fēng)葉片。然后與風(fēng)葉主體固定安裝成風(fēng)葉。由于模壓葉片和裝配等方面的原因，往往風(fēng)葉的靜、動(dòng)平衡難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的，由于涂層刮傷或脫落，以產(chǎn)生銹蝕，而且風(fēng)葉的顏色單調(diào)，色澤不佳，不適合現(xiàn)代化（賓館，大廈）等的通風(fēng)排氣和生活的需要。塑料風(fēng)葉的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)平衡性（塑料風(fēng)葉葉片良好的彈性，在高速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中能適度地自動(dòng)調(diào)節(jié)葉片的相對(duì) 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(fēng)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(fù)雜，壁厚不均，尺寸精度要求較高，而且有較高的表面質(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性的要求，因此對(duì)模具和設(shè)備的要求也較高。而注射成型方法有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： a:形狀：幾乎沒(méi)有復(fù)雜性限制，容許模具內(nèi)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(méi)有限制； c:材料：在一定溫度范圍內(nèi)具有適宜流動(dòng)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(zhì)量和尺寸穩(wěn)定性； e:生產(chǎn)率：中等，循環(huán)時(shí)間主要由塑件壁厚決定，最短可在十幾秒內(nèi)，可增加每模的型腔數(shù)來(lái)提高生產(chǎn)率。 由以上塑件的特點(diǎn)和注射成型工藝 的優(yōu)點(diǎn)，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(nèi)表面由于是復(fù)讀機(jī)的內(nèi)部，為顧客視線所不及，故不影響其外觀視覺(jué)質(zhì)量，從簡(jiǎn)化加工工藝和節(jié)約加工成本的角度考慮，其內(nèi)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(gè)等級(jí)，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(biāo)準(zhǔn)，塑料件尺寸精度分為 8級(jí)。本塑件所用材料為 AS塑料 ,由此查塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)可知，本塑件宜選用 5 級(jí)精度。零件具體尺寸及其公差值可詳見(jiàn)零件圖。 塑件尺寸精度于模具的制造精度密切相關(guān)，尤以小型精密塑件為甚。從模具制造精度對(duì)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(duì)應(yīng)的關(guān)系，由塑件零件圖可得，模具精度等級(jí)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?。?%），而且塑件較復(fù)雜，對(duì)型芯的包緊面積也較大，所以應(yīng)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(nèi)外表面的脫模斜度一致。再由零件設(shè)計(jì)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(fēng)葉壁厚較薄，因此要注意風(fēng)葉可能會(huì)翹曲，不能在風(fēng)葉處設(shè)計(jì)推桿。 （ 6）加強(qiáng)筋： 為了確保風(fēng)扇中心嵌件與塑件外徑的同軸度在外側(cè)設(shè)計(jì)了三個(gè)加強(qiáng)筋，以防變形。 （ 7） 圓角： 從塑件可知，該塑件內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處加強(qiáng)筋的根部等處都設(shè)計(jì)了圓角。其采用圓角不僅降低了應(yīng)力集中系數(shù)，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(dòng)充模性能，減少了流動(dòng)阻力。降低了局部的殘余應(yīng)力，防止開(kāi)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(duì)應(yīng)的圓角，提高 了成型零件的強(qiáng)度。 材料選擇 塑料介紹 塑料（ Plastics)是以有機(jī)高分子化合物為基礎(chǔ)，加入若干其他材料（添加劑）制成的固體材料。 塑料的優(yōu)點(diǎn)：塑料的強(qiáng)度較小，有較高的比強(qiáng)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(diǎn)：強(qiáng)度，硬度較底，易老化等。 分析塑料材料 該塑件為風(fēng)扇葉片，有以下特點(diǎn)： （ 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(chǎn)量大，用于一般的日常生活中，故要求此塑 件材料質(zhì)優(yōu)而價(jià)廉，且對(duì)人體不產(chǎn)生任何毒副作用。 （ 3）內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活之中，具有價(jià)格低等特點(diǎn)。 （ａ） 聚乙烯 PE：是由乙烯單體聚合而成的。 特點(diǎn)：采用不同的聚合條件可得到不同性質(zhì)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(duì)分子質(zhì)量、結(jié)晶度，故質(zhì)地柔軟，由于含有較高的相對(duì)分子質(zhì)量、密度、結(jié)晶度，故質(zhì)地堅(jiān)硬，耐寒性能良好，在－ 70℃時(shí)還保持柔軟，化學(xué)穩(wěn)定性很高，能耐酸、堿及有機(jī)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(diǎn)：是力學(xué)強(qiáng)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(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能好。易于成形和機(jī)械加工，與 372 有機(jī)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(dòng)性能，耐熱耐化學(xué)性、耐沖擊、高強(qiáng)度。用于汽車零件，如燈罩反光片代表面板；工業(yè)部件，如計(jì)算器面板，琴鍵等；家用電器部件，如電視機(jī)注射模的可行性分析 7 保護(hù)鏡，風(fēng)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(guò)以上分析結(jié)合塑料本身的特點(diǎn)以及模塑成型的獨(dú)特性，如成型熱收縮，冷卻時(shí)的變形、翹曲、實(shí)效變形，不具有金屬風(fēng)葉那樣可冷校正等等，因此，塑料風(fēng)葉的選材既要保證風(fēng)葉的使用性能和便于提高風(fēng)葉形位精度， 又要便于模塑成型。若采用結(jié)晶或半結(jié)晶性的塑料，在模素過(guò)程中，則易產(chǎn)生在流動(dòng)方向上的取向，在冷卻過(guò)程中，由于結(jié)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(chǎn)生收縮應(yīng)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(fēng)葉的精度和使用性能，因此，以采用聚苯乙烯、 ABS、 AS等非結(jié)晶塑料為佳，其收縮率相對(duì)較小。聚乙烯塑料由于脆性大，耐沖擊能力差使用中易開(kāi)裂，一般不采用。 ABS 和 AS 塑料性能是合適的，其中 ABS 價(jià)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(shè)計(jì) 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 構(gòu)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(zhì)量直接關(guān)系到制件質(zhì)量，因此要求它有足夠的強(qiáng)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(lái)說(shuō)成型零年都應(yīng)進(jìn)行熱處理，使其具有 HRC50 以上的硬度，如成型產(chǎn)生腐蝕性氣體的塑料如聚氯已烯等。還應(yīng)選擇耐腐蝕的鋼材。 型芯設(shè)計(jì) 根據(jù)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)特 點(diǎn) ,沒(méi)有涉及到成型桿，螺紋型等結(jié)構(gòu)。但是風(fēng)扇曲面復(fù)雜，外觀要求美觀，因此設(shè)計(jì)時(shí)要使成型零件便于加工，和安裝。輪轂型心設(shè)計(jì)成整體式結(jié)構(gòu)。如圖 21所示： Equation Chapter (Next) Section 1 圖 21 整體型芯 這種結(jié)構(gòu)易于保證風(fēng)扇安裝軸的同軸度，便于整體熱處理。整體結(jié)構(gòu)有如下優(yōu)點(diǎn)： 。 。 。 ， 精密成型模具若采用拼鑲結(jié)構(gòu)，相對(duì)整體結(jié)構(gòu)而言則有如下缺點(diǎn)： a 、精度相對(duì)下降。 b、法因采用磨削加工為 主制作拼鑲件組合后難以達(dá)到零精度。 c、拼鑲件的加工精度要求高于整體結(jié)構(gòu)的加工精度要求，制品的棱邊拐角難以設(shè)成型零部件設(shè)計(jì) 9 置過(guò)渡圓弧。 整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下： a..難以排氣。 。 ，拐角處難以加工成角形。 葉片成型設(shè)計(jì) 由于葉片是空間曲面如采用整體式難以加工因此三個(gè)葉片采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 采用拼鑲結(jié)構(gòu)的目的 a、由于制品有側(cè)向成型部位，為了制品脫模而采用拼鑲結(jié)構(gòu)。 b、根據(jù)本單位的加工能力或?yàn)榱死诩庸ざ捎貌糠制磋偨Y(jié)構(gòu)。 c、為了模具的強(qiáng)度及耐磨性，提高制造精度而采用拼鑲結(jié) 構(gòu)。 拼鑲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）可以對(duì)應(yīng)需要合理選擇鋼材。 （ 2）便于磨削及拋光作用 拼鑲結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)： （ 1）零件數(shù)量增多 （ 2）零件的加工方法受到限制 （ 3）冷卻回路不易設(shè)置，成型周期難以縮短。（論文） 10 第 3 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理 , 直接影響到制品的表觀質(zhì)量 , 行位尺寸精度，制品物理力學(xué)性能，充模難易程度以及熔料在充模式的流動(dòng)狀態(tài)。澆注系統(tǒng)是指從模具進(jìn)料口開(kāi)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(shè)計(jì)要求 澆注系統(tǒng)的作用：使來(lái)自注射機(jī)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(shí)，在充模過(guò)程中，將注射壓力傳遞到型腔各個(gè)部位，確保模塑成型。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)因制品的質(zhì)量要求，塑件品種，使用設(shè)備，成型工藝條件及用 戶對(duì)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(zhì)量和物理力學(xué)性能的制品，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下基本要求： 澆道設(shè)計(jì) 根據(jù)模具型腔數(shù)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(jīng)澆注系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)使熔 料溫度下降盡可能?。蝗哿贤ㄟ^(guò)澆注系統(tǒng)，壓力損失應(yīng)控制在規(guī)定的范圍內(nèi)；盡可能在同一時(shí)間內(nèi)充滿各個(gè)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(jìn)入型腔內(nèi)。 澆口設(shè)計(jì) 澆口的形狀、尺寸有利于塑件成型，不會(huì)出現(xiàn)充模不足或過(guò)?，F(xiàn)象；澆口的位置有利于排氣；不會(huì)使成型件出現(xiàn)各