【文章內(nèi)容簡介】 樹脂熔體粘度大；吸水率小，收縮率小，尺寸精度高，尺寸穩(wěn)定性好，薄膜透氣性小；屬自熄性材料；對光穩(wěn)定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐強(qiáng)堿、氧化性酸及胺、酮類，溶于氯化烴類和芳香族溶劑，長期在水中易引起水解和開裂，缺點(diǎn)是因抗疲勞強(qiáng)度差，容易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，抗溶劑性差，耐磨性欠佳。 PC可注塑、擠出、模壓、吹塑、熱成型、印刷、粘接、涂覆和機(jī)加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必須預(yù)干燥，水分含量應(yīng)低于 %，微量水份在高溫下加工會(huì)使制品產(chǎn)生白濁色澤，銀絲和氣泡， PC在室溫下具有相當(dāng)大的強(qiáng)迫高彈形變能力。沖擊韌性高，因此可進(jìn)行冷壓，冷拉，冷輥壓等冷成型加工。擠出用 PC分子量應(yīng)大于 3萬，要采用漸變壓縮型螺桿，長徑比 1： 18~24，壓縮比 1： ，可采用擠出吹塑，注 吹、注 拉 吹法成型高質(zhì)量，高透明瓶子。PC合金種類繁多，改進(jìn) PC熔體粘度大（加工性）和制品易應(yīng)力開裂等缺陷， PC 16 與不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具體有 PC/ABS合金， PC/ASA合金、 PC/PBT合金、 PC/PET合金、 PC/PET/彈性體共混物、 PC/MBS共混物、 PC/PTFE合金、 PC/PA合金等，利有兩種材料性能優(yōu)點(diǎn)，并降低成本，如 PC/ABS 合金中，PC主要貢獻(xiàn)高耐熱性，較好的韌性和沖擊強(qiáng)度，高強(qiáng)度、阻燃性， ABS則能改進(jìn)可成型性，表觀質(zhì)量，降低密度。 PC的三大應(yīng)用領(lǐng)域是玻璃裝配業(yè)、汽車工業(yè)和電子、電器工業(yè)，其次還有工業(yè)機(jī)械零件、光盤、包裝、計(jì)算機(jī)等辦公室設(shè)備、醫(yī)療及保健、薄膜、休閑和防護(hù)器材等。 PC可用作門窗玻璃， PC層壓板廣泛用于銀行、使館、拘留所和公共場所的防護(hù)窗，用于飛機(jī)艙罩，照明設(shè)備、工業(yè)安全檔板和防 彈玻璃。 PC板可做各種標(biāo)牌，如汽油泵表盤、汽車儀表板、貨棧及露天商業(yè)標(biāo)牌、點(diǎn)式滑動(dòng)指示器， PC樹脂用于汽車照相系統(tǒng)，儀表盤系統(tǒng)和內(nèi)裝飾系統(tǒng)，用作前燈罩，帶加強(qiáng)筋汽車前后檔板，反光鏡框，門框套、操作桿護(hù)套、阻流板、 PC 被應(yīng)用用作接線盒、插座、插頭及套管、墊片、電視轉(zhuǎn)換裝置，電話線路支架下通訊電纜的連接件，電閘盒、電話總機(jī)、配電盤元件，繼電器外殼， PC可做低載荷零件，用于家用電器馬達(dá)、真空吸塵器，洗頭器、咖啡機(jī)、烤面包機(jī)、動(dòng)力工具的手柄，各種齒輪、蝸輪、軸套、導(dǎo)規(guī)、冰箱內(nèi)擱架。PC是光盤儲(chǔ)存介質(zhì)理想的材料 。 PC瓶（容器）透明、重量輕、抗沖性好，耐一定的高溫和腐蝕溶液洗滌，作為可回收利用瓶（容器）。 PC及 PC合金可做計(jì)算機(jī)架，外殼及輔機(jī)，打印機(jī)零件。改性 PC耐高能輻射殺菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血標(biāo)本器具，血液充氧器，外科手術(shù)器械，腎透析器等， PC 可做頭盔和安全帽，防護(hù)面罩，墨鏡和運(yùn)動(dòng)護(hù)眼罩。 PC薄膜廣泛用于印刷圖表，醫(yī)藥包裝，膜式換向器。 17 第三章 塑件工藝性分析 3. 1. 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 該塑件尺寸偏大，均為無公差要求的自由尺寸，結(jié)構(gòu)簡單，再根據(jù)材料性能分析，可以選擇精度等級為 MT5。 PC的塑件脫模斜度： 型腔 35ˊ～ 1186。 型芯 30ˊ～ 50ˊ 綜合上述條件，又根據(jù)常用熱塑性塑料的成型條件，可知 PC材料的特性如下表 31： 表 31 PC 材料的特性 縮寫 密度 （ g/cm3 ） 計(jì)算收縮率 （ %） 注射壓力 (Mpa) 適用注射機(jī)類型 PC ～ ～ 100～ 140 螺桿、柱塞式均可 塑件工藝參數(shù)： 成型時(shí)間：注射時(shí)間： 1s～ 5s 模具溫度： 90～ 110℃ 保壓時(shí)間： 20s～ 80s 噴嘴溫度： 230～ 250 冷卻時(shí)間： 20s～ 50s 保壓壓力： 40～ 60Mp 總周期： 40s～ 120s 注射壓力： 80～ 130Mp 結(jié)論：由分析可確定為注射成型的模具 3. 2. 工藝性分析 該工件外形簡單，為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)帶有手柄，平均厚度為 3mm，材料為聚碳酸酯，熔融溫度高，需要高料溫，高壓注射成型；塑件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，原料要干燥，頂出力應(yīng)均勻，塑件需要 后處理；流動(dòng)性差，模具流道的阻力應(yīng)小，模具要加熱 。 3. 3. 注射機(jī)選擇 根據(jù)對塑件的分析計(jì)算得水杯體積為 ， PC密度為 .~，所以水杯的質(zhì)量為 ~，水杯質(zhì)量取 117g。 塑件體積： V ≈ 塑件質(zhì)量： M =117g 選用注射機(jī)為國產(chǎn)的注射機(jī) G54S200 臥式注塑機(jī)。查表注額定注射量為200cm3 ，注射壓力為 109MPa，鎖模力為 2540kN，注射方式為螺桿式，噴嘴球半徑 R為 18mm，噴嘴口為直徑 8mm。頂出形式是兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出（一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具）。 18 第四章 塑料制件在 模具中的位置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4. 1. 型腔數(shù)目的確定 與單型腔模具相比較，單型腔模具具有塑料制件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔應(yīng)收更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。 型腔數(shù)目的確定，應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量、批量大小、交貨長短、注射能力、模具成本等要求來綜合考慮。 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力 F的要求來確定型腔數(shù)目 n ，即 n12pApAF?? (41) 式中： F—— 注射機(jī)額定鎖模力（ N） P—— 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（ MPa） A A2—— 分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（ mm2 ） 大型薄壁塑件、深腔類塑件、需三向或四向長距離抽芯塑件等，為保證塑件成型，通常只能采用一模一腔；回轉(zhuǎn)體類零件常采用直接澆口、盤形澆口輪輻式或爪形澆口成型，這類澆口用在普通澆注系統(tǒng)的模具中，模腔數(shù)量也只能是一模一腔。根據(jù)上述所知，采用一模一腔。 4. 2. 分型面的選擇 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺寸精度、嵌件的位置塑件的推出、排氣等多種因素的影響、因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)遵循以下的原則： （ 1） 分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，否則塑件無法取出。 (2) 分型面應(yīng)設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，方便塑件順利脫模。 (3) 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求。 (4) 分型面的選擇應(yīng)考慮塑件的外 觀質(zhì)量要求。 (5) 分型面的選擇應(yīng)考慮排氣效果。 (6) 分型面的選擇應(yīng)盡可能滿足制品的使用要求。 (7) 有利于防止溢料。 除此之外，選擇分型面時(shí)，還要考慮模具零件制造的難易程度，側(cè)向抽芯的方便與否?？傊?，影響分型面的因素很多，設(shè)計(jì)時(shí)在保證塑件質(zhì)量的前提下，應(yīng)使模具的結(jié)構(gòu)越簡單越好。另外，水杯手柄部位形狀比較復(fù)雜，所以，將分型面選擇在水杯中間剖切面上。這樣，不致影響塑件外觀，既有利于脫模，又使模具的加工制造更容易。 19 4. 3. 普通澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4. 3. 1. 普通澆注系統(tǒng) 的組成及設(shè)計(jì)原則 （ 1） 普通澆注系統(tǒng)的組成 ① 普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴 4部分組成。 ② 主流道是從注射機(jī)噴嘴于模具接觸處開始到分流道或型腔為止的塑料熔體的流道通道。 ③ 分流道是主流道末端與澆口之間塑料熔體的流動(dòng)通道。 ④ 澆口是連接分流道與型腔的塑料熔體的通道，一般情況下澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位。 ⑤ 冷料穴一般設(shè)置在主流道末端，有時(shí)分流道的末端也設(shè)置冷料穴。冷料穴是為儲(chǔ)存料流中的前鋒冷料而設(shè)置的。 普通澆注系統(tǒng)按主流道的軸線是否平行于分型面，可分為直澆注系統(tǒng)和橫澆注系統(tǒng)。在臥式和立 式注射機(jī)中，主流道軸線垂直于分型面，屬于直澆注系統(tǒng)，在角式注射機(jī)中，主流道軸線平行于分型面，屬于橫澆注系統(tǒng)。 （ 2） 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 ① 充分考慮塑料溶體的流動(dòng)性和結(jié)構(gòu)公藝性。 ② 熱量和壓力損失要小。 ③ 確保均衡進(jìn)料。 ④ 排氣性好。 ⑤ 塑料耗量要少 。 4. 3. 2. 主流道的設(shè)計(jì) 主流道的形狀與尺寸對塑料熔體的流動(dòng)速度和沖模時(shí)間有較大的影響，因此必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。主流道一般位于模具中心線上，它與注射機(jī)噴嘴的軸線重合。塑件尺寸較大，流動(dòng)性差黏度大，所以主流道截面尺寸設(shè)計(jì)的要大點(diǎn)，在臥式或 立式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面。 設(shè)計(jì)要點(diǎn) : 截面形狀、錐度、孔徑、長度、球面 R、圓角 r圖形如下 41： 20 圖 4— 1 流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的關(guān)系 為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐角 a為 2176。～ 6186。，小端直徑 d比注射機(jī)噴嘴直徑大 ～ 1mm，一般 d=～ 5mm。由于小端的前面是球面，其深度為 3～ 5mm，注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大 1～ 2mm。流道的表面粗糙度 Ra≤ 。 表 41 主流道 D 的推薦值 塑 料品種 注射機(jī)最大注射量（ g） 10 30 60 125 250 500 1000 PE、 PS 3 4 5 5 ABS、 PMMA 3 4 5 5 PC、 PSU 4 5 5 根據(jù)選用的 XSZY125型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 : 噴嘴前端孔徑： 0d =4mm 噴嘴前端球面半徑： 0R =18mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 R = 0R +(1～ 2)mm=19mm d = 0d +(～ 1)mm=5mm 錐角為 2176。～ 6176。，取其值為 3176。 中小型模具 定位圈高度一般取 8～ 10mm，大型模具定位圈高度一般取 12～15mm。主流道襯套一般選用碳素工具鋼如 T8A、 T10A等，熱處理要求 52～ 56HRC，襯套與定模板的配合可采用 H7/m6。 4. 3. 3. 澆口設(shè)計(jì) 澆口（又稱為進(jìn)料口）是連接分流道與型腔的通道。除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但它確是最關(guān)鍵的部分。它的位置、形狀和尺寸對塑件的成型有著很大的影響。它的設(shè)計(jì)包括其形狀、尺寸的確定及位置的選擇。它 21 可分為限制性澆口和非限制性澆口兩種。限制性澆口包括側(cè)澆口、扇形澆口、平縫澆口、環(huán)形澆口、盤形 澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口、護(hù)耳澆口等。非限制性澆口即為直接交口。 根據(jù)塑件形狀及材料特性，為此選擇點(diǎn)澆口，點(diǎn)澆口又稱針點(diǎn)式澆口。橄欖形澆口或菱形澆口。它的截面為圓形，其尺寸很小。 圖 42 點(diǎn)澆口 澆口的選用通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： ① 盡量縮短流動(dòng)距離 。 ② 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 。 ③ 必須盡量減少熔接痕 。 ④ 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 。 ⑤ 考慮分子定向影響 。 ⑥ 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng) 。 ⑦ 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 。 ⑧ 注意對外觀質(zhì)量的影響。 點(diǎn)澆口直徑 d選取范圍一般為 d=～ 。 常用尺寸為 :d=～ 。 也可以用一下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： d=(～ )4 2AT (42) 式中： A—— 型腔表面積； T—— 塑件在點(diǎn)澆口處的壁厚。 22 其他尺寸可在下列式中選?。? 點(diǎn)澆口長度 l =～ ； 0l =～ ； 上錐角 ??12? ～ ?30 ； 下錐角 ??60? ～ ?90 ； 澆口總長度 ?L ～ 。 點(diǎn)澆口常用于 PE、 PP、 PC、 PS、 POM、 A/S、 ABS等塑料。 4. 3. 4. 冷料穴的設(shè)計(jì) PC 材料流動(dòng)性差，但本套模具工藝控制容易，很少產(chǎn)生冷料，所以不設(shè)置冷料穴。 4. 3. 5. 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)熔體填充型腔時(shí)，必須排出型腔、澆注系統(tǒng)的空氣和塑料本身揮發(fā)出來的氣體，否則會(huì)在塑件上產(chǎn)生氣泡、凹坑、接縫、表明輪廓不清、褐色斑紋等缺陷，同時(shí)還會(huì)降低充模速度。排氣有以下幾種方式： ① 充分利用模具零部件間隙排氣； ② 在分型面上開設(shè)排氣槽。排氣槽寬度可取 ～ ，在離開型腔 5～8mm后設(shè)計(jì)成開放的燕尾式排氣槽，它的深度為 ～ ； ③ 防止排氣槽正對著操作者，避免熔體從排氣槽噴出傷人； ④ 利用排氣塞（或稱為燒結(jié)金屬塊）排氣； ⑤ 在氣體滯留區(qū)利用設(shè)置在塑件內(nèi)側(cè)的排氣桿或真空泵實(shí)行 強(qiáng)制性排氣。 23 第五章 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的