【文章內(nèi)容簡介】 型機成型，因為聚氯乙烯耐熱性不好，而柱塞式注射成型機需將料筒內(nèi)的物料溫度加熱到 166~193。 C 這會引起聚氯分解。所以應(yīng)采用預(yù)塑化裝置的螺桿式注射機注射成型，模具澆注系 統(tǒng)也應(yīng)粗短，進料口截面易大，模具應(yīng)有冷卻裝置。 聚氯乙烯的成型溫度窄 。 所以型腔表面需要防腐。其流道大而粗，不得有死角 。非結(jié)晶型塑料吸濕性小，但要烘干。 ： 塑件工藝 的成型工藝參數(shù) 該塑件尺寸中等， 外形為工字形，中間為圓筒形，兩端大，中間小， 需考慮側(cè)向分型。塑件個部分壁厚勻為 5mm，屬薄壁制品 ，其它尺寸如圖 2。 一般精度等級 IT=4 為方便成型，方便開發(fā)模具，采用一模 一 腔，如需要可對制品進行后加工。該制件采用點交口形式，方便成型。為方便加工和熱處理，型腔和型芯采用部分拼鑲結(jié)構(gòu)。 8 圖 2 根據(jù)零件所給的尺寸和精度要求查表 和表 對零件進行標注，所得數(shù)據(jù)為： L1= H= L2=60+ L3=40+ 制件要求： （ 1） 制件表面光滑平整，不準有飛邊、毛刺、及其它的外觀缺陷。 （ 2） 色澤均勻協(xié)調(diào)，不準有氣泡，裂紋縮孔等缺陷。 （ 3） 制件尺寸要求在偏差范圍內(nèi)，并達到所需要的精度。 2 注塑工藝與模具結(jié)構(gòu) 方案 塑料?，F(xiàn)狀 近年來我國塑料模具有了長足的進步，大型，復(fù)雜，高效和長壽命模具又上了新臺階，特別體現(xiàn)在高科技應(yīng)用的深度和廣度上，表現(xiàn)在下列幾個方面： （ 1）廣泛應(yīng)用 CAD/CAM/CAE，特別是加工方面，計算機造型，編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段， CAE 軟件也已得到廣泛應(yīng)用，提高了設(shè)計水平。 （ 2）熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用更上一層樓，內(nèi)熱式和外熱式流道裝置，自制熱 噴咀和引 9 進熱噴咀都得到了應(yīng)用，有的已達到國際先進水平。 （ 3）氣體輔助注射技術(shù)已得到應(yīng)用，不少廠家均采用了此技術(shù)，例如熊貓公司開發(fā)氣輔模具是時，采用了 C MOLD 氣輔分析軟件使模具順利研制成功。 （ 4）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，現(xiàn)注射模較少采用 45 鋼， P20 鋼得到廣泛應(yīng)用，大大提高了使用壽命和表面光潔度。 （ 5）抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計，很多廠家已設(shè)計出結(jié)構(gòu)新穎，脫模容易，具有創(chuàng)新意識的脫模機構(gòu)，并解決了很多以前脫模難的問題但與發(fā)達國家。 （ 6）精密，復(fù)雜，大型，高壽命模具的制造水平有了很大提高。那些尺寸精度高， 模具零件要求互換，塑件形狀復(fù)雜的模具由于采用了 CAD 三維技術(shù)計算機模擬注射成型，氣輔技術(shù)等先進的方式，使模具達到了國外同類模具水平。模具的壽命也達到 100 萬次或更高。 我國的模具工業(yè)在“九五”期間雖有較快發(fā)展，但相比一些發(fā)展較快的國家，我國仍存在相當大的差距。據(jù)資料顯示， CAD， CAE 的應(yīng)用，發(fā)達國家遠高于中國，而中國大陸的應(yīng)用程度有遠低于香港，臺灣。特別是 FLOW 軟件和 COOL 軟件，發(fā)達國家已普及而中國大陸才剛剛起步。差距之大，使人感慨。在模具標準零件及標準模架方面，發(fā)達國家已普及，并實現(xiàn)了商品化，而中國 大陸已有國家標準但尚未實現(xiàn)商品化。熱流道及熱管技術(shù)發(fā)達國家已大量使用，并形成了系列和標準。而我國大陸 70 年代開始研究迄今尚無標準。 在發(fā)達國家及發(fā)達地區(qū)塑料模具行業(yè)向小而專的方向發(fā)展；向技術(shù)密集方向發(fā)展；高技術(shù)與高技藝相結(jié)合；生產(chǎn)規(guī)模以小而專見長；專業(yè)化與柔性化相結(jié)合。而在中國大陸則恰恰相反。獨立的模具工廠難以生存；多屬于勞動密集型企業(yè)；有忽視高技藝的傾向；大而全居多；尚無專業(yè)化與柔性化相結(jié)合的規(guī)劃。而且大型，精密，復(fù)雜，長壽命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出，高檔模具進口的比例達 40%以上，而有些模具已出現(xiàn)過剩。 模具的 型腔數(shù)量與布局形式 根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點 ,為保證塑件表面質(zhì)量和尺寸精度 ,決定采用一模一腔 。 線圈骨架零件在電器行業(yè)中應(yīng) 用較廣 ,其注塑模一般常采用斜滑塊抽芯機構(gòu) ,現(xiàn)我作了改進并設(shè)計了如圖 3 所示的注塑模。結(jié)構(gòu)很簡單 ,成型內(nèi)孔的型芯設(shè)計在定模部分 ,側(cè)滑塊設(shè)計在動模部分 ,斜導柱在定模部分。當動定模分模時 ,斜導柱開始抽芯動作 ,定模型芯開始脫模 兩種動作同時進行定模型芯一方面起內(nèi)孔的成型作用 ,在抽芯過程中 ,它又起定位作用 ,使塑件不會包禪側(cè)滑塊的任何一方。此結(jié)構(gòu)在設(shè)計時應(yīng)注意使斜導柱的抽芯動作與定模 型芯的脫模動作同時結(jié)束 ,這樣成型后的塑件 ,就不要依靠任何脫模裝置 ,而自動脫落 ,便于實現(xiàn)自動化操作。此結(jié)構(gòu)與一般斜導柱抽芯結(jié)構(gòu)比較 ,可使模具體積縮小 ,節(jié)省了鋼材 ,縮短了設(shè)計制造周期 ,減少了注射成型過程的輔助時間 ,提高了工作效率。 10 圖 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 經(jīng)過對塑件的工藝分析，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點，按具體設(shè)計要求，這次的 注 塑 模結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括 : 分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式、冷卻水道布局及澆口位置設(shè)計、模具工作零件結(jié) 構(gòu)設(shè)計及側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計等內(nèi)容。 線圈骨架注射模為多分型面結(jié)構(gòu) , 模具結(jié)構(gòu)如圖 3 所示 , 每個模腔均由定模型腔塊與動模的 3個側(cè)滑塊及型芯和推管閉合而成。模具設(shè)計為 1模 1腔 ,選用 2026 模架 ,模具閉合高度為 240mm。塑件內(nèi)部形狀由推管及型芯成型 ,推管的外徑做為滑塊閉合的限位。為保證側(cè)滑塊在推管限位處吻合 , 模具上設(shè)置了圓錐定位銷 , 以保證模具的定向基準 , 確保模具側(cè)滑塊工作時定位平穩(wěn) ,受力均勻。模具在閉合時 ,為保證復(fù)位桿帶動推板墊板、推板提前復(fù)位 , 除復(fù)位彈簧外 ,在定模上還設(shè) 置了確保提前復(fù)位的裝置 ,由彈簧帶動復(fù)位桿強行推動復(fù)位桿回位 ,這樣 ,模具頂出系統(tǒng)就具有了定位強行回位及本身彈簧復(fù)位雙保險 ,保證了推管提前復(fù)位到工作位置 ,防止了側(cè)滑塊與推管配合部分產(chǎn)生摩擦 ,避免了此處發(fā)生磨 11 損。此時 ,當推動推板墊板推板回位時 ,又帶動限位開關(guān)確保了模具頂出系統(tǒng)到達工作位置并連動機床進一步閉合模具到工作位置。 該塑件由于為薄壁件 , 因此模具采用了潛伏式澆口 ,這樣可使塑料在經(jīng)過進料口的瞬間二次融化 ,提高了塑料的流動性 ,有利于快速充滿型腔。 塑件懸臂部分由定模型腔塊成型內(nèi)壁 ,動 模型腔塊成型外壁 , 點澆口設(shè)在動模型腔塊外壁一側(cè) ,增加了開模時塑件滯留在動模的力量 ,開模后 ,塑件懸臂部分留在動模上 ,并處于完全釋放無任何阻力狀態(tài)。 模具的工作過程 模具開啟 , 定模上的斜導柱帶動側(cè)滑塊沿動模型腔塊、墊板滑動 ,開啟終了 ,機床頂出系統(tǒng)推動模具頂出系統(tǒng)帶動推管將塑件推出 ,完成模具一次工作過程。 因型芯成型塑件內(nèi)部形狀 , 為防止推管內(nèi)壁在工作時磨損型芯的成型部分 , 將推管與型芯配合處的直徑設(shè)計的略大于型芯的成型部分 ,這樣 ,推管在工作時就完全離開型芯的成型部分 , 起到了保護型芯的作用。 分型面的選擇 a)分型面應(yīng)選擇在塑件外形最大輪廓處； b)分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； c)分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求； d)分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； e)分型面的選擇要便于模具的加工制造； f)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。 綜上所述，選擇兩邊分模，分型面選在最上邊的底邊。 該塑件為機內(nèi)骨架 , 表面質(zhì)量無特殊要求 , 但在繞線的過程中上端面與工人的手指接觸較多 , 因此上端面最好自然形成圓角 。 此外 , 該零件高度為 75mm , 且垂直于軸線 的截面形狀比較簡單與規(guī)范 , 故選擇 工字 分型方式 , 這既可降低模具的復(fù)雜程度、減少了模具加工難度又便于成型后出件。 該模具采用了 3 個分型面 3 次分型機構(gòu) ,側(cè)向分型抽芯機構(gòu)為斜導柱帶動雙錐形滑塊進行抽芯 , 由于不便設(shè)置推桿 , 推出機構(gòu)設(shè)計為推管推出 , 合理利用了模具內(nèi)部空間。為降低成本及便于加工 , 在定模型芯內(nèi)部設(shè)置一冷卻水回路 , 以加強型芯內(nèi)部冷卻。 12 3 注塑機的選用與模具類型 計算單件塑件的體積與質(zhì)量 塑件的體積的計算，經(jīng)計算塑件的體積為 V≈ 42 （ 1） 塑件的密度， 查表得聚甲醛的密度為 ρ = （ 2） 塑件的質(zhì)量為 W=V ρ =42 =63g 初步選用成型設(shè)備 采用一模 1 件的模具結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，注射時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況，初步選用注射機型號為 XSZY125。 模具類型 根據(jù)塑件的成型工藝方案確定模具的類型為注射模。 選用標準模架 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖，查標準手冊，選用的標準模架為 180 150 中的派生型，標準模架的選用程序及要點有： a)模架厚度 H和注射機的閉合距離 L的關(guān)系為： Lmax=H=Lmin 通過查表，計算模具閉合高度 ： Lm=A+B+30+30+C+25=25+75+30+30+90+25=275mm b)開模行程與定、動模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系為：模具推出塑件距離須小于頂出液壓缸的額定頂出行程；通過查表，計算模具閉合高度 c)選用的模架在注射機上的安裝； d)選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求。 13 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計原則 a)了解塑料的塑料的成型性能 b)盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕； c)有利于型腔中氣體的排出； d)防止型芯的變 形和嵌件的位移； e)盡量采用較短的流程充滿型腔； f)流動距離比和流動面積比的校核。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (a)澆口套的設(shè)計 澆口套一般采用碳素工具鋼（如 T8A、 T10A 等）制造，熱處理淬火硬度為 53~57HRC。由于初選注射機的型號為 XSZY125，查表 得噴嘴圓弧半徑為 12mm，噴嘴孔直徑為 4mm 。主流道通常設(shè)計在澆口套中，為了方便注射，主流道始端的球面必須比注射機的噴嘴圓弧半徑大 1～ 2mm，防止主流道口部積存凝料而影響脫模，通常將主流道小端直徑設(shè)計的比噴嘴孔直徑大 ～ 1mm。 (b) 澆口的設(shè)計 常見的形式有：直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口，本模具選用中心澆口。澆口的位置選擇：盡量縮短流動距離、避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷、澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處、考慮分子定向的影響、減少熔接良提高熔接強度。 根據(jù)塑件材料及形狀 , 為保證型腔各部位均衡進料 ,防止塑件變形和缺料 ,澆口設(shè)計成 4處點澆口均勻分布的形式 ,以便縮短流程 ,加快注射速率 ,降低流動阻力 ,這樣可以做到進料點對稱 ,充模均勻。為避免產(chǎn)生分子高度定向 ,局部應(yīng)力增加 ,甚至開裂的現(xiàn)象 , 將 4點澆口位置設(shè)于塑件外 側(cè)環(huán)形與 輪輻狀加強筋交叉處 (直徑為 5mm 小圓柱上 ) 。這樣 ,點澆口處的制品壁厚增加 ,且其周圍呈圓弧形過渡 ,就可防止上述現(xiàn)象發(fā)生。 此外 , 模具成型部分設(shè)計為鑲拼組合式結(jié)構(gòu) , 4 處點澆口設(shè)在定模鑲塊的成型面上 , 14 有利于利用配合間隙排氣 , 避免了因排氣不良造成澆口部位塑料燒焦 ,而在制品上產(chǎn)生黑色條斑及黑點。 (c) 主流道設(shè)計 依據(jù)一模兩件一次注射時所需的塑料量 , 選定 XS Z 60 型注射機為成型設(shè)備。 根據(jù)設(shè)計手冊查得 XS Z 一 60 型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸 : 噴嘴 前端的孔徑 do = Φ 4mm。 噴嘴前端的球面半徑 Ro = 12mm。 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 , 取主流道球面半徑 R =13mm , 取主流道的小端直徑 d – 。 (d) 分流道及澆口設(shè)計 綜合考慮塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速率、分流道長度等因素 , 本模具分流道的截面形狀采用半圓形 , 查設(shè)計手冊 , 取 R = 4mm。 根據(jù)塑件的成型要求、型腔的排列方式及成型時有利于填充、排氣等因素 , 選用截面形狀為矩形的