【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 置及其形狀、塑件在模具內(nèi)的成型位置、頂出方法、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模具排氣，模具制造及操作等各種因素的影響。因此，在選擇時(shí)要認(rèn)真分析、綜合比較，從幾個(gè)方案中找出一個(gè)比較合理的方案。通常在選擇分型面時(shí)應(yīng)考慮以下幾個(gè)原則：⑴.分型面應(yīng)便于塑料制品的脫模；⑵.分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型和抽芯；⑶.分型面的選擇應(yīng)保證塑料制品的質(zhì)量；⑷.分型面的選擇應(yīng)有利于避免溢料的產(chǎn)生；⑸.分型面的選擇應(yīng)有利于成型時(shí)排氣；另外，分型面的選擇還應(yīng)盡量便于模具加工?？紤]分型面的選擇原則，此次塑件分型面選擇在塑料流動(dòng)方向的末端，開(kāi)模后使塑件留在動(dòng)模部分，方便內(nèi)抽芯和脫模。采用點(diǎn)澆口注射模具，可以實(shí)現(xiàn)塑料件與澆口凝料的自動(dòng)拉斷，減少人工操作，使塑料注射成型生產(chǎn)的自動(dòng)化程度提高。但是，為了保證澆注系統(tǒng)凝料的自動(dòng)脫模，常常需要在定模一邊增設(shè)澆道凝料推出機(jī)構(gòu)，增加分型面，從而導(dǎo)致模具脫模機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，也使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。對(duì)于單型腔的點(diǎn)澆口模具，如能利用定模的定距分型動(dòng)作來(lái)完成澆注系統(tǒng)凝料的自動(dòng)脫模，則可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，并降低模具成本。具體分型面的位置如圖 2—2 所示：圖 2—2 分型面位置圖 排氣系統(tǒng)的確定 當(dāng)塑料熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將在制品上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時(shí)還會(huì)因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動(dòng)前沿物料溫度過(guò)高 ，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)的氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低充模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設(shè)計(jì)時(shí)要考慮排氣問(wèn)題。 由于此次設(shè)計(jì)的是小型塑件，而且采用的是一般的注射設(shè)備，從 Pro/e 分析的效果圖可以知道，在注塑過(guò)程中氣泡和溶接縫產(chǎn)生在四個(gè)小側(cè)凹處，即在活動(dòng)滑塊的位置，所以可以利用推桿滑塊與模板間隙排氣，以消除或減少氣泡和溶接縫的產(chǎn)生。第 3 章 確定成型設(shè)備 計(jì)算塑件體積和重量由表 21 可知，PE 材料的密度為 ~ g/cm3,取密度為 。塑件厚度 t=。用 CAE 模型分析（如右圖所示）：得知單個(gè)塑件體積：v 單 = =?單個(gè)塑件的質(zhì)量：= .9? 圖 3—1估算澆注系統(tǒng)的體積 ，根據(jù)澆注系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算： jV （3—1）jV??主 流 點(diǎn) 澆 ???????（ ） （ ） 91+=++= ≈則澆注系統(tǒng)塑料凝料重量： = = =?Vj?所以總的注塑體積： = =+=?單 3c則 =n /=1 ? 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)，初步選擇注塑成型設(shè)備 主流道的設(shè)計(jì)根據(jù)制品外形，結(jié)合物料特性，主流道采用圓錐形，以便于流道凝料的拔出。主流道固化時(shí)間要求：為了有效地傳遞保壓壓力，澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化.臥式或立式注塑機(jī)主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：⑴.主流道直徑的大小影響熔融注塑時(shí)的壓力降，流動(dòng)速度和充模時(shí)間主流道一般設(shè)計(jì)在模具的中心線上。⑵. 由于小端的前面是球面，深度 3~5mm，主流道球面半徑比噴嘴球面半經(jīng)大 1~2mm。圓錐形主流道，錐角= ；流道的表面粗糙度值 Ra= ；機(jī)械加工劃痕不得垂直?6~2 m?于脫出方向；加工腐蝕性材料還應(yīng)將流道的內(nèi)孔鍍鉻。⑶.主流道與噴嘴結(jié)構(gòu)：接觸處多作成半球形的凹坑，凹坑球半徑 R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑圖 3—2 澆口套與注射機(jī)噴嘴的關(guān)系R1大 2～3mm。R =12mm R =14～ 15mm2主流道小端直徑：應(yīng)比注塑機(jī)噴出孔直徑約大 ～lmm 。 澆口的設(shè)計(jì)由于制件比較薄，材料為聚乙烯，粘度對(duì)切變速率比較敏感，并且是單型腔模，為了保證制件的表面質(zhì)量和精度，以采用小澆口為宜。優(yōu)點(diǎn)在于：降低熔體的表觀粘度，流動(dòng)性增強(qiáng)，有利于充模；在注射成型過(guò)程中，保壓補(bǔ)縮階段一般都要延續(xù)到澆口處熔體凍結(jié)為止，否則模腔中熔體的便會(huì)向腔外倒流；由于小澆口容積小、凍結(jié)快，所以生產(chǎn)某些制品時(shí)，可以在小澆口凍結(jié)后無(wú)須待制品內(nèi)部全部固化，只要外部固化層具有足夠的強(qiáng)度和剛度便可以將制品脫模，從而縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率；在多模腔中可以平衡各模腔的進(jìn)料速度，有利于澆注系統(tǒng)平衡；采用小澆口不僅有利于澆注系統(tǒng)凝料與制品脫離，而且有利于制品修整。所以本次設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口，適用于表觀粘度對(duì)剪切速率敏感的塑料熔體和粘度較低的塑料熔體。在開(kāi)模時(shí)容易實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)塑料件與澆口凝料的自動(dòng)拉斷，減少人工操作，使塑料注射成型生產(chǎn)的自動(dòng)化程度提高。 點(diǎn)澆口的具體尺寸如圖 3—3 所示： 圖 3—3 點(diǎn)澆口的尺寸此次設(shè)計(jì)的點(diǎn)澆口的具體尺寸為：點(diǎn)澆口的圓柱孔長(zhǎng)度為 ，直徑 。mL2?1d?點(diǎn)澆道橫截面校核：圓形 430svqR?????= = 式中 ——塑件體積,由前面第一章可查得為 ；3cm——充模注射時(shí)間,由 CAE 分析可得為 ；t s則有：剪切速率 ?????????符合要求流動(dòng)距離比的校核：查資料得低壓高密度聚乙烯（HDPE）的流動(dòng)距離比為 。140~ （3—2）0????itL= 140~????符合要求。 型腔數(shù)的確定依據(jù)計(jì)算結(jié)果，初步選用 XSZ30 型注射機(jī)。該注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格為： 公稱注射容量（ ） 30 最大注射面積（ ） 903cm2cm 最大注射壓力（ ） 119 允許最小模厚（ ） 60MPam 噴嘴孔徑（ ） 4 允許最大模厚（ ） 180m 鎖模力（ ） 25 柱塞直徑（ ） 28KN其它具體技術(shù)規(guī)范參照表 3—3 選取。(一) 型腔數(shù)的確定 選用臥式注塑機(jī)，注塑方向和合模方向一致，呈水平排列。優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操作和加料，機(jī)床因重心較低而比較穩(wěn)定；成型后頂出的塑料可利用重力作用自動(dòng)落下，利于自動(dòng)化操作。缺點(diǎn)是模具的安裝和安放嵌件比較麻煩，機(jī)器的占地面積較大。 根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積，選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格，確定型腔數(shù)。由于未限定設(shè)備，須考慮以下因素：Ⅰ、按注塑機(jī)的最大注塑量求型腔數(shù)：=()/sognV??Ⅱ、按注塑機(jī)的鎖模力確定型腔數(shù)： （3—3）0()/nFA?????i澆 （ ） 式中 ——單位投影面積所需的鎖模力， ，其值等于注射機(jī)最大鎖?? MPa模力與最大成型面積之比；——澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積， ；A澆 2m——單個(gè)制品在分型面上的投影面積， ；i 2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積： = = = = 2A1r?29???每一個(gè)塑件在分型面上的投影面積 = ?= = =??由注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格可知，注塑機(jī)的最大鎖模力 = N，最大成型面積 ,則F40390Acm?有 43(2510)/()PMPa?????將以上所算得結(jié)果代入式（3—3）中得： 46463()/()246/? ????????Ⅲ、按注塑機(jī)的塑化能力求型腔數(shù)： （3—4）i[(/3)]/mjnKMT?式中 ——注塑機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，K=；K——注塑機(jī)的公稱塑化量，g/h；M——模具澆注系統(tǒng)中凝料質(zhì)量，g；jm——單個(gè)制品的質(zhì)量，g；i ——注塑周期， ；Ts 由前邊的計(jì)算可知， = ， = 。由表 2—2 知 ；jmgig45Ts?=33(095/)4/Mckgh??6/代入式（2—3）中，求得 [(.85/0)1.]/???綜上結(jié)果，最終確定型腔數(shù)為 。n?（二）型腔壓力計(jì)算設(shè) HDPE 的加工溫度 ，由表 3—1 非牛頓指數(shù) ，由表 3—2 查找粘度系數(shù)240TC?n。澆注系統(tǒng)中各段的剪切速率 如下：主流道 =5 ；分流道 =5 ；K? ??s??180。301SR??180。210S點(diǎn)澆口 = ；其他形式澆口 =5 ～5 。G??510SG180。351表 3—1 HDPE 的非牛頓指數(shù) 值n代號(hào) HDPE 7006A 非牛頓指數(shù) 值溫度( )C?生產(chǎn)廠家齊魯石化公司 220 240 260= ～?? = ～ = ～?? 表 3—2 HDPE 的粘度系數(shù) 值K?代號(hào)HDPE 7006A 粘度系數(shù) ??410溫度（ ）C?生產(chǎn)廠家齊魯石化公司 220 240 260= ～?? = ～ = ～?? ① 求塑料熔體流經(jīng)注塑機(jī)噴嘴產(chǎn)生的壓力降螺桿頭與噴嘴入口區(qū)間熔體發(fā)生剪切流動(dòng)所引起的壓降： （3—5）39。 342()[]3)nnnENSSkQLPR????:式中： ——螺桿頭與噴嘴入口區(qū)間（截圓錐通道）熔體發(fā)生剪切流動(dòng)所引起E的壓降（略去拉伸流動(dòng)壓降） ， 。MPa ——塑料熔體的非牛頓指數(shù)，根據(jù) 值的范圍選擇；由于主流道中熔體n??的 = ，查表 3—1 得 =；??3150S??n ——注射機(jī)柱塞半徑（ ） ；由注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格查得 = 。SRcmSRcm ——注射機(jī)噴嘴內(nèi)半徑（ ） ；由注塑機(jī)技術(shù)規(guī)格查得 = 。N N ——熔體剪切粘度系數(shù)；由于主流道中熔體的 = ，查表 3—239。K??3150??得 = ；39。 ? ——熔體體積流量（ ） ；由上一章的分析可以知道體積流量 =。 3c ——熔體流道長(zhǎng)度（ ） ； =25LcLc將數(shù)值帶入式（3—5） ，則有 () (428)(8)EP????????= =?M塑料熔體流經(jīng)注塑機(jī)噴嘴孔時(shí)產(chǎn)生的壓力降： （3—6）314239。()nnNNKQLR????: 式中： ——熔體流經(jīng)注射機(jī)噴嘴時(shí)產(chǎn)生的壓降， （ ） ；NP? MPa 其余符號(hào)意義同上；由表 3—1 和表 3—2 查得 =， = ；nK??410將以上數(shù)據(jù)代入方程式（3—6）得 () .???????:故塑料熔體流經(jīng)注射機(jī)噴嘴的壓力降為： （3—7）PEN?式中 ——塑料熔體流經(jīng)注射機(jī)噴嘴的壓力降（ ） ；P Ma將 、 的值代入式（3—7）中求得E?()Ma??② 求塑料熔體流經(jīng)主流道引起的壓降 圓錐形的主流道，則有： （3—8）39。 32112()4() )3nnSSkQLPR?????:式中 ——熔體流經(jīng)主流道及其分支與轉(zhuǎn)向所產(chǎn)生的壓降， ；S MPa ——主流道分支及其改向的當(dāng)量長(zhǎng)度， ；L cm ——熔體流道大端半徑， ；1Rc ——熔體流道小端半徑， ；2 其余符號(hào)意義同上。由主流道的設(shè)計(jì)可以知道 =0， = ， = ，由表 3—1 和表 3—2 可SL1Rcm2c以查得 =， = ，將這些數(shù)值代入式（3—8）得nK??40 SP??. () (.5)()??????= ?③ 熔體流經(jīng)澆口的壓降 （3—9）31239。4()nnGGKQLPR????:式中 ——熔體流經(jīng)澆口的壓降， ；GP?Ma ——點(diǎn)澆口的澆口長(zhǎng)度， ；Lcm ——點(diǎn)澆口的半徑， ；R點(diǎn)澆口的尺寸由點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)可以知道 = ， = ， = ，由表GLGRcmGQc3—1 和表 3—2 查得 ， ，將數(shù)值代入式（3—9）得：??? .. () PaM??????:所以塑料熔體流經(jīng)澆注系統(tǒng)的壓力降為 （3—10）qSGP??式中 ——塑料熔體流經(jīng)澆注系統(tǒng)的壓力降， ；qP?Pa將 、 的值代入式（3—10）中求得SG=?④ 求型腔壓力 （3—11）()CPq???式中 ——型腔壓力， ；CPa ——注射壓力， ；查表 3—1 得 =119 a由以上算出的結(jié)果可以得到 19(.72)????⑤ 校核鎖模力 脹模力=投影面積 ，即 250????但按照聚乙烯的加工特性，并結(jié)合該制件的輪廓較簡(jiǎn)單，故將型腔壓力調(diào)至 3540即可，為此，將該機(jī)的注射壓力調(diào)至 75 ，仍能滿足工藝要求。此時(shí)有：MPa Pa35 故滿足 HDPE 的注射要求。75()????225 故符合鎖模要求。?N選用臥式注塑機(jī)，其注塑柱塞或螺桿與模板的合模運(yùn)動(dòng)均沿水平方向裝設(shè)，并多數(shù)在一條直線上（或相互平行） 。這類注塑機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較低，容易操作和加料，機(jī)床因重心較低而比較穩(wěn)定；成型后頂出的塑料可利用重力作用自動(dòng)落下，利于自動(dòng)化操作。缺點(diǎn)是模具的安裝和安放嵌件比較麻煩，機(jī)器