【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 芯的直徑不同，避免因?yàn)閮蓷l型芯軸心稍有偏差而引起塑件出現(xiàn)倒扣現(xiàn)象，相接的兩個(gè)端面必須磨平。3）可采用一端固定，另一端導(dǎo)向支撐的雙支點(diǎn)型芯來(lái)成型。盲孔注射成型時(shí)，孔深不超過(guò)孔徑的4倍；壓縮成型時(shí)，孔的深度應(yīng)淺些，垂直于壓縮方向的孔一般不超過(guò)孔徑的2倍。盲孔只能用一端固定的型芯來(lái)成型，所以很容易被熔融的塑料使其彎曲變形，形成盲孔出現(xiàn)橢圓的形狀（如圖315），所以型芯不能過(guò)長(zhǎng)，其深度應(yīng)比通孔淺。圖315 盲孔的設(shè)計(jì)要點(diǎn)(a) 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì) (b)底壁厚小于1／6D成型后變形異型孔采用拼合的方法來(lái)成型，加工大多采用電火花、線切割等特種加工方法來(lái)加工。3．10 螺紋設(shè)計(jì)螺紋成型方法：采用螺紋型芯或螺紋型環(huán)在成型之后將塑件旋下；外螺紋采用瓣合模方法；要求不高的軟塑件成型內(nèi)螺紋時(shí)，可強(qiáng)制脫模。注意事項(xiàng)螺紋直徑D不宜過(guò)小，外直徑D1≥4mm，內(nèi)直徑D2≥2mm，精度不超過(guò)3級(jí)。螺距P≤。螺紋最外圈和最里圈應(yīng)留有臺(tái)階。圖319 塑件內(nèi)、外螺紋的正確形狀同一螺紋型芯或型環(huán)上有前后兩端螺紋時(shí)，應(yīng)使兩段螺紋旋向相同，螺距相等，否則無(wú)法將塑件從螺紋型芯或型環(huán)上旋下來(lái)。當(dāng)螺距不等或旋向不同時(shí)，就需要采用兩段型芯或型環(huán)組合在一起的形式，成型后分段旋下。 圖320 兩段同軸齒輪螺紋的成型3．11 齒輪設(shè)計(jì)齒輪各部分尺寸關(guān)系：（1） 最小輪緣寬度t1應(yīng)為齒高t的3倍；（2） 輻板厚度H1應(yīng)不大于輪緣厚度H；（3） 輪轂厚度H2應(yīng)不小于輪緣厚度H；（4） ；（5） 輪轂厚度H2應(yīng)相當(dāng)于軸徑D。圖321 齒輪各部尺寸3．12 嵌件設(shè)計(jì)金屬嵌件的設(shè)計(jì)原則：（1） 嵌件應(yīng)牢固地固定在塑件中，嵌件表面設(shè)計(jì)應(yīng)有適當(dāng)?shù)耐拱紶睿唬?） 模具內(nèi)嵌件應(yīng)定位可靠，嵌件的高度不超過(guò)其定位部分直徑的2倍；（3） 選用與塑料線膨脹系數(shù)相近的金屬嵌件，內(nèi)應(yīng)力值可以降低；（4） 嵌件周圍的塑料層應(yīng)有足夠的厚度；（5） 嵌件不應(yīng)帶尖角，以減少應(yīng)力集中；（6） 若誠(chéng)型前將嵌件放入模具，為了使塑料將嵌件包合得好，必須先對(duì)嵌件進(jìn)行預(yù)熱，再放入模具，這樣可以降低塑件的內(nèi)應(yīng)力和收縮現(xiàn)象；（7） 成型后放入嵌件，可分為熱式和冷式。熱式法，先將嵌件加熱到塑膠部件的熔化溫度，然后迅速的將嵌件壓入特別預(yù)留的孔中冷卻定型；冷式法，用超聲波焊接方法將嵌件壓入。 圖322 塑較部件成型后嵌入情況3．13 文字、符號(hào)及標(biāo)記采用 “凹坑凸字”。 mm， mm， mm為宜。 mm，標(biāo)記的脫模斜度可大于10176。第四章 注射成型原理及工藝特性4．1 注射成型原理注射成型原理注射成型又稱注射模塑或注塑成型。其原理是將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機(jī)的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔融成粘流態(tài)，在柱塞或螺桿的推動(dòng)下，以一定的流速注射入閉合的模具型腔中，充分硬化定型后從模內(nèi)脫出成型的塑件。幾乎所有的熱塑性塑料（除氟塑料外）及部分熱固性塑料皆可經(jīng)注射成型而獲得各種形狀的塑料制品，其應(yīng)用覆蓋了國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。 注射成形特點(diǎn)及應(yīng)用 1）成型周期短，能一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬或非金屬嵌件的塑料制件；2）適應(yīng)性強(qiáng)；3）生產(chǎn)效率高；4）設(shè)備價(jià)格高，不適于單件及小批量生產(chǎn)。4．2 注射成型工藝 成型前的準(zhǔn)備 （1）原材料的檢驗(yàn)與預(yù)處理 （2）料筒的清洗 （3）加料 （4）嵌件的預(yù)熱與安放。 注射過(guò)程 1）加料 將粒狀或粉狀塑料加入注射機(jī)料斗，由柱塞或螺桿帶入料筒進(jìn)行加熱。2) 塑化 成型塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、壓實(shí)、混料作用后，由松散的粉狀顆粒或粒狀的固態(tài)轉(zhuǎn)變成連續(xù)的具有可塑性的熔體的過(guò)程。3）充模 將塑化好的塑料熔體在柱塞或螺桿的推擠下，經(jīng)注射機(jī)噴嘴及模具澆注系統(tǒng)而注入模具型腔并充滿型腔，這一階段稱為充模。 4）保壓 保壓是自熔體充滿模具型腔起到柱塞或螺桿開(kāi)始回退止的這一階段的施壓過(guò)程。其目的除了防止模內(nèi)熔體倒流外，更重要的是確保模內(nèi)熔體冷卻收縮時(shí)繼續(xù)保持施壓狀態(tài)以得到有效的熔料補(bǔ)充，確保所得制品形狀完整而致密。 5）倒流 壓力解除后，熔料的壓力會(huì)高于澆口處的壓力，若澆口未凍結(jié)，熔料就會(huì)發(fā)生倒流現(xiàn)象。6）澆口凍結(jié)后的冷卻 澆注系統(tǒng)塑料凍結(jié)后，退回塑料或螺桿，卸除壓力，通入冷卻水、油等冷卻介質(zhì)，對(duì)模具進(jìn)行進(jìn)一步冷卻。7）脫模 塑件冷卻到一定為溫度即可開(kāi)模，利用推出機(jī)構(gòu)將塑件推出模外。塑件的后處理 1）退火處理 將塑件放在定溫的加熱介質(zhì)（熱水、熱油等）保溫一段時(shí)間的熱處理過(guò)程。退火溫度一般在塑件使用溫度以上10－20℃至熱變形溫度以下10－20℃之間。2）調(diào)濕處理 調(diào)試處理時(shí)將剛脫模的塑件放在熱水中，以隔絕空氣，防止對(duì)塑料制件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種后處理方法。調(diào)濕介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀熔液（沸點(diǎn)為121℃），加熱溫度為100－121℃。 注射成型工藝的參數(shù) 溫度 在注射成型過(guò)程中，需要控制的溫度主要有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度。 （1） 料筒溫度Tt 塑件料筒的溫度應(yīng)控制在粘流態(tài)溫度θf(wàn)和熱分解溫度θd之間。料筒溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)使塑料的熱氧化降解量增加，特別使熱敏性材料，在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制料筒最高溫度和塑料在料筒內(nèi)停留的時(shí)間。對(duì)于平均相對(duì)分子質(zhì)量高、分布較窄的塑料，因其熔融溫度偏高，故應(yīng)提高料筒溫度；玻璃纖維增強(qiáng)的熱塑性塑料，隨其含量的增加，熔體的流動(dòng)性降低，因此應(yīng)相應(yīng)地提高料筒溫度；薄壁窄型腔的塑料，熔體注入時(shí)的阻力較大，冷卻較快，應(yīng)提高料筒溫度；形狀復(fù)雜帶有嵌件的塑料，因其流程曲折或較長(zhǎng)，應(yīng)選擇高料溫。（2）噴嘴溫度Tz 噴嘴溫度一般應(yīng)略低于料筒最高溫度。 噴嘴溫度過(guò)低會(huì)造成熔料的早凝而將噴嘴堵死，或由于早凝料注入模腔中影響塑件的質(zhì)量。料筒和噴嘴的溫度與注射壓力有關(guān)，當(dāng)注射壓力較低時(shí)，為保證塑料流動(dòng)，應(yīng)選用較高的料筒溫度；料筒溫度偏低，選用較高的注射壓力。（3）模具溫度Tm 模具溫度通常由冷卻介質(zhì)（常用水）的溫度與流量來(lái)控制，也有靠熔體注入模具自然升溫與自然散熱達(dá)到平衡而保持一定的模溫。模具溫度應(yīng)保持一定，溫度不可高于玻璃化溫度θg 。熔融粘度較低或中等的無(wú)定型塑料（聚苯乙烯等），模具溫度常偏低；熔融粘度高的塑料（聚碳酸酯等），采取較高的模溫。模具溫度影響塑件的結(jié)晶度和結(jié)晶構(gòu)型，模具溫度高，冷卻速率小，但結(jié)晶速率可能大。模溫高有利于分子的松弛過(guò)程，分子取向效應(yīng)小，但周期較長(zhǎng)。模溫較低時(shí)，冷卻速率大，此過(guò)程熔體的流動(dòng)與結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行。壓力 注射成型工藝過(guò)程中的壓力，包括塑化壓力和注射壓力。 （1）塑化壓力 塑化壓力又稱背壓，是指螺桿式注射機(jī)在預(yù)塑物料時(shí)，螺桿頭部熔料在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力。該壓力的大小可通過(guò)注射機(jī)液壓系統(tǒng)中的溢流閥來(lái)調(diào)整。 增加塑化壓力可提高熔體的溫度，并使熔體的溫度均勻、色料的混合均勻并排出熔體中的氣體。但增加塑化壓力會(huì)降低塑化速率、延長(zhǎng)成型周期，還可能導(dǎo)致塑料的降解。所以，通常情況下，塑化壓力應(yīng)在保證塑件質(zhì)量的前提下越低越好，通常不超過(guò)6 MPa。（2） 注射壓力 注射壓力指柱塞或螺桿頭部軸向移動(dòng)時(shí)其頭部對(duì)塑料熔體所施加的壓力。壓力一般為40130 MPa。注射壓力能克服塑料熔體從料筒流向型腔的流動(dòng)阻力，給予熔體一定的充型速率以及對(duì)熔體進(jìn)行壓實(shí)等。塑料和模具澆注系統(tǒng)及型腔之間的摩擦系數(shù)和熔融粘度越大時(shí)，注射壓力應(yīng)越高。塑件的壁厚影響注射速度，注射速度影響注射壓力，故要求注射速度較低的厚壁的塑件應(yīng)采用較低的注射壓力進(jìn)行注射。 時(shí)間（成型周期） 完成一次注射成型過(guò)程所需的時(shí)間稱為成型周期。 為了提高生產(chǎn)率，在生產(chǎn)中保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的相關(guān)時(shí)間。一般情況下，充模時(shí)間為3～5s；保壓時(shí)間（型腔內(nèi)塑料的壓實(shí)時(shí)間）為20～25s（特厚塑件可達(dá)5～10min）；冷卻時(shí)間取決于塑件的厚度、塑料的熱性能以及模具溫度，一般情況下為30～120s。（四）、注射成型新工藝1．氣體(水)輔助注射成型 1）管狀、棒狀制品如手柄、掛鉤、椅子扶手、淋浴噴頭等；2）大型平板制件如汽車儀表板、內(nèi)飾件格柵、商用機(jī)器的外軍及拋物線形衛(wèi)星天線等；3）厚、薄壁一體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)制品如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)外殼及內(nèi)部支撐和外部裝飾件等； 模具滑動(dòng)注射成型是由日本制鋼所開(kāi)發(fā)的一種兩步注射成型法，主要用于中空制品的制造。 適于生產(chǎn)形狀復(fù)雜、中空和不宜機(jī)械加工的復(fù)合材料制品。網(wǎng)球拍手柄、汽車水泵、水泵推進(jìn)輪、離心熱水泵、航天器油泵等。 適于生產(chǎn)小批量精密塑料件。 廣泛用于成型塑料光學(xué)透鏡。 7.推拉注射成型 提高材料的拉伸強(qiáng)度（420％）和彎曲彈性模量（270％）。 該種成型在材料的耐溶劑、透明性方面有突出優(yōu)點(diǎn)。 可以提供緩沖、隔音、隔熱等優(yōu)良性能的塑料制件。第五章 注射模基本結(jié)構(gòu)與注射機(jī)教學(xué)目的：了解注射模具的分類，掌握注射模具的典型結(jié)構(gòu)、掌握注射機(jī)工藝參數(shù)的校核教學(xué)重點(diǎn)：注射模具的典型結(jié)構(gòu)、注射機(jī)工藝參數(shù)的校核教學(xué)難點(diǎn)：注射模具的典型結(jié)構(gòu)、注射機(jī)工藝參數(shù)的校核教學(xué)課時(shí)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：5．1　注射模具的分類及結(jié)構(gòu)組成5． 注射模具的分類1）按成型塑料的材料熱塑性塑料注射模具和熱固性塑料注射模具；2）按注射機(jī)的類型臥式、立式、角式注射機(jī)用的模具；3）按其采用的流道形式普通流道注射模具和熱流道注射模具；3）按注射?？傮w結(jié)構(gòu)特征單分型面注射模具、雙分型面注射模具、斜導(dǎo)柱側(cè)項(xiàng)分型與抽芯注射模具、帶有活動(dòng)鑲件的注射模具、定模帶有推出裝置的注射模具、自動(dòng)卸螺紋注射模具等。5．1. 2 注射模具的結(jié)構(gòu)組成 圖41 注射模的結(jié)構(gòu)(1) 成型零部件 如動(dòng)模板定模板2和凸模7等組成。(2) 澆注系統(tǒng) 它包括主流道、分流道、澆口及冷料槽。(3) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 如導(dǎo)柱8和導(dǎo)套9。(4) 側(cè)向分型與側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 當(dāng)蘇間的側(cè)向有凹凸性狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，必須先把成型塑件側(cè)向凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向型芯從塑件上脫開(kāi)或抽出，塑件方能順利脫模。(5) 推出機(jī)構(gòu) 如推板1推桿固定板1拉料桿1推板導(dǎo)柱1推板導(dǎo)套1推桿18和復(fù)位桿19等組成。(6) 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)如冷卻水道3，加熱系統(tǒng)則在模具內(nèi)部或四周安裝加熱元件。(7) 排氣系統(tǒng) 為了將型腔中的空氣及注射成型過(guò)程中塑料本身?yè)]發(fā)出來(lái)的氣體排出模外，必須開(kāi)設(shè)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)通常是在分型面上有目的地開(kāi)設(shè)幾條排氣溝槽。(8) 支撐零部件 用來(lái)安裝固定或支撐成型零部件的均稱為支撐零部件。5．2 注射模具的典型結(jié)構(gòu)5．2．1 單分型面注射模 整個(gè)模具中只在動(dòng)模與定模之間具有一個(gè)分型面的注射模叫單分型面注射模或雙板式注射模（動(dòng)模板和定模板）。如圖41所示。工作原理合模時(shí)，注射機(jī)開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模向定模方向移動(dòng)，在分型面處與定模對(duì)合。動(dòng)模和定模對(duì)合后，定模板上的凹模與固定在動(dòng)模板上的凸模組合成與塑件形狀和尺寸一致的封閉型腔，型腔在注射成型過(guò)程中被注射機(jī)合模系統(tǒng)所提供的鎖模力鎖緊，以防止它在塑料熔體充填型腔時(shí)被所產(chǎn)生的壓力漲開(kāi)。注射機(jī)從噴嘴中注射處的塑料熔體經(jīng)由開(kāi)設(shè)在定模上的主澆道進(jìn)入模具，再由分澆道及澆口進(jìn)入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過(guò)保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開(kāi)模。開(kāi)模時(shí)，注射機(jī)開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退，這時(shí)動(dòng)定模兩部分從分型面處分開(kāi)，塑件包在凸模上隨動(dòng)模一起后退，拉料桿將主澆道凝料從主流道襯套中拉出，當(dāng)動(dòng)模退到一定位置時(shí)，安裝在動(dòng)模內(nèi)的推出機(jī)構(gòu)在注射機(jī)頂出裝置的作用下，使推桿和拉料桿分別將塑件及凝料從凸模和冷料穴中推出，塑件與澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下，完成一次注射過(guò)程。2 、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1）分流道的設(shè)計(jì) 分型面上的分流道既可開(kāi)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)或定模一側(cè)，也可開(kāi)設(shè)在動(dòng)、定模分型面的兩側(cè)，視塑件的具體形狀而定。2）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在動(dòng)模一側(cè)，所以應(yīng)盡量使塑件在分型后留在動(dòng)模一側(cè)，以便于推出。3）拉料桿的設(shè)計(jì) 為了讓主流道凝料在分型時(shí)留在動(dòng)模一側(cè)，動(dòng)模一側(cè)必須設(shè)有拉料桿。拉料桿通常設(shè)置成“Z”字形，它通常固定在推桿固定板上。4）復(fù)位桿設(shè)計(jì) 可以采用彈簧復(fù)位或復(fù)位桿復(fù)位，常用的是復(fù)位桿復(fù)位。5．2．2 雙分型面注射模 圖42 臥式雙分型面注射模 1―動(dòng)模座； 2―墊板； 3―凸模； 4―推件板； 5―導(dǎo)柱； 6―限位釘； 7―彈簧； 8―定距拉板； 9―主流道襯套； 10―定模底板； 11―中間板； 12―導(dǎo)柱； 13―凸模固定板； 14―推桿； 15―推桿固定板； 16―推板雙分型面注射模具有兩個(gè)分型面，如圖所示。 A－A為第一分型面，分型后澆注系統(tǒng)凝料由此脫出；B－B為第二分型面，分型后塑件由此脫出。分析可知，因?yàn)殡p分型面注射模增設(shè)了一個(gè)中間板，整體結(jié)構(gòu)比單分型面復(fù)雜，模具制造成本較高，且需要較大的開(kāi)模行程，因此，雙分型面注射模多用于采用點(diǎn)澆口的單型腔或多型腔注射成型生產(chǎn)中，而對(duì)大型制品或流動(dòng)性差的塑料成型則比較少用。 開(kāi)模時(shí)，開(kāi)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模部分后移，由于彈簧7對(duì)中間板施壓，迫使中間板與定模板首先在A處分型，并隨動(dòng)模一起向后移動(dòng)，主澆道凝料隨之拉出。當(dāng)中間板向后移動(dòng)到一定距離時(shí)，安裝在定模板上的定距拉板擋住裝在中間板上的限位銷，中間板停止移動(dòng)。動(dòng)模繼續(xù)后移，B分型面分型。因塑件包緊在凸模上，這時(shí)澆注系統(tǒng)凝料就在澆口處自行拉斷，然后在A分型面之間自行脫落或由人工取出。動(dòng)模繼續(xù)后移至注射機(jī)的頂桿接觸推板時(shí)，推出機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，推出機(jī)構(gòu)在推桿的推動(dòng)下將塑件從凸模上推出，塑件由B