【文章內(nèi)容簡介】 計的塑料罩類零件的精度要求不高；注塑用塑料ABS 的成型性能良好；塑件屬小型塑件。綜合塑件的尺寸，考慮到模具制造費用、設備運轉(zhuǎn)費用低一些，這里初步擬定采用一模四腔的模具成型。 圖 32 型腔排列方式 產(chǎn)品布局 型腔排列形式采用矩形對稱布局，如 圖 32 所示。 脫模機構方案的確定塑件結構分析：該塑件的側壁帶有對稱布置的側孔，需通過可側向移動的側型芯來成型側孔，以便在脫模之前先抽掉側向成型零件。 脫模機構的設計原則 [4]（1）塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作。（2）由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應施于塑件剛性和強度最大的部位以保證塑件不因推出而變形損壞。（3）結構簡單、動作合理可靠、合模時能正確復位，便于制造和維護。常用的推出方式有推桿推出、推板推出、氣壓推出，其中推桿脫模機構最為常用，采用推桿脫模機構可以簡化模具結構，給制造和維護帶來方便。 脫模機構的可行方案設計因本次設計的塑件有側孔，需要增加滑塊以完成側向抽芯，設計了以下四種可能的脫模機構，通過比較選擇最優(yōu)方案。圖 33（滑塊外側抽芯）脫模機構 1方案 1：如 圖 33 合模時彈簧處于鎖緊狀態(tài)，開模后動模往后退時，滑塊在壓縮彈簧的作用下向外側滑動完成側抽芯，然后在頂桿的作用下將塑件頂出；合模時，通過定模側契緊塊與滑塊的斜面作用使滑塊向內(nèi)側滑動直至合模完畢，整個過程都能自動開合模，工人勞動強度小，且側型芯伸入到凸模一段長度，避免了橫線飛邊，減少了成型后的加工余量。圖 34 （斜銷內(nèi)抽芯）脫模機構 2方案 2：該裝置采用的是兩段式斜銷，如圖 34 斜銷在推桿的作用沿導滑槽斜向上運動，完成內(nèi)側抽芯頂桿需向上運動的高度 h，其中 mm 62tan15o??(側抽芯距離為 4mm，再加上 2mm 的安全值，斜滑塊運動方向與豎直方向所成角度為 )，然后用手工的方法將塑件取出，然后復位桿上的壓縮彈簧將頂針15o板往后復位，斜銷拉桿和頂針板一同往后復位通過，斜銷在拉桿的作用下往后復位。這種脫模機構不能實現(xiàn)自動化操作，加大了工人的勞動強度。圖 35（滑塊內(nèi)抽芯）脫模機構 3方案 3：如 圖 35 開模時，動模側一齊向后退，開模到一定距離時，凸模繼續(xù)后退，滑塊在壓縮彈簧的作用下向內(nèi)側滑動，內(nèi)側抽芯完成，螺釘對滑塊進行限位以防滑動距離過大而導致復位困難，然后動模板起著脫模板的作用將塑件脫出，合模時動模板起著復位桿的作用，滑塊在凸模的作用下將滑塊歸位。整個過程能夠自動開合模，運動平穩(wěn)，模具尺寸相對較??；但和其它脫模機構相比多了兩塊板，所以模具高度增加，成型后塑件有不易修整的飛邊，加工余量相對加大。經(jīng)上述綜合分析比較，方案 1 和 3 的脫模機構設計比較合理。機構 1 的模具尺寸比機構稍大，但模具高度明顯減小；避免了橫向飛邊，成型后塑件的加工余量小。因為該塑件的分型面簡單，結構也不復雜，推桿脫模機構是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點，推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出，采用推桿脫模機構簡化了模具結構，給制造和維護帶來方便。所以方案 1 是本次設計的最優(yōu)方案。 側型芯與滑塊的設計 側型芯設計在上面的提出的三種設計方案中，側型芯的安裝有圖 36 兩種形式。（a）圖形式：成型時孔的 A 端會產(chǎn)生不易修整的飛邊，孔深時型芯易彎曲；(b)圖形式：避免了橫向飛邊的產(chǎn)生，減小成型后塑件的加工余量；提 圖 36 高了型芯的強度和剛度。所以這里選擇(b)圖型芯結構更合理：設計時將型芯超出端面（即 塑件內(nèi)表面） 3mm，因側孔深度為 4mm,所以側型芯長度為 7mm，如圖 37 所示。 滑塊設計(1)抽芯距設計：因側型芯長度為 7mm,理論上而言抽芯距只需要 7mm 即可，為了安全起見，側向抽芯距離通常比塑件上的側孔深度大 2~3mm,所以這里將抽芯距設計成 9mm。(2)滑塊寬度設計：為了確保模具在合模時契緊塊能夠?qū)⒒瑝K正確歸位，將契緊塊與滑塊在抽芯方向的作用長度設計成比抽芯距大 5mm~6mm(即讓契緊塊在合模過程中與滑塊剛接觸已經(jīng)有5mm~6mm 的作用長度) ，所以這里將作用長度設計成 15mm，作用面與垂直方向所成角度一般為 ，這里設計o15~20成 ，其結構如 圖 37 所示： 圖 37 滑塊結構示意圖 o18第四章 注塑機型號的選擇 注塑成型工藝簡介注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。一般分為三個階段的工作。圖41 注塑成型壓力—時間 曲線（1）物料準備 成型前應對物料的外觀色澤、顆粒情況、有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性、流動性和收縮率等指標。對于吸濕性強的塑料，應根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當?shù)念A熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對模具進行適當?shù)念A熱，以避免收縮應力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模。（2）注塑過程 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射、保壓、倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示31所示。圖中t 0代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時刻；當模腔充滿熔體（ t=t1）時，熔體壓力迅速上升，達到最大值P 0。從時間t 1到t 2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結束（時間從t2到t 3） ，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進行到澆口處熔體凝結時為止。其中，塑料凝結時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。（3）制件后處理 由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結晶、取向和收縮，導致制件內(nèi)產(chǎn)生相應的結晶、取向和收縮應力，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。故有的塑件需要進行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的10~20度至熱變形溫度以下10~ 20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為121℃，加熱溫度為100～121℃） ，保溫時間與制件厚度有關，通常取2～9小時。 注塑成型工藝條件 ABS 的注射工藝參數(shù)① 注射機類型：螺桿式。② 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30。③ 預熱和干燥：溫度（t/℃）80～85； 時間（τ/h）2～3。④ 料筒溫度（t/℃）；后段 150～170； 中段 165～180； 前段 180～200。⑤ 噴嘴溫度（t/℃）：170～180。⑥ 模具溫度（t/℃）： 50～80。⑦ 注射壓力（MPa）：60～100。⑧ 保壓壓力（MPa）：40～ 50。⑨ 成型時間（τ/s ）：注射 20～90；高壓 0～5；成型周期 50～220；冷卻 20～120。注：螺桿帶止回環(huán)。⑩后處理：方法——紅外線燈、烘箱； 溫度（t/℃）——70； 時間（τ/h）——2～4。表 41 ABS 的主要技術指 標 [4]密度 ρ/(g/ cm179。) ~ 拉伸彈性模量 E/ GPa 10179。比體積 υ/（dm179。/kg 1）~ 抗彎強度 / MPa??80吸水率 24h/ 0??～ 沖擊韌度 2/()nKJm???261收縮率 s ～ 硬度 HB 熔點 t/℃ 130～160 體積電阻系數(shù) /()Vc????抗拉屈服強度 σ/ MPa 50 熱變形溫度 t/℃ 83~103 按預選型腔數(shù)選擇注塑機 注塑機的初步選擇原則1） 0sm?2） F式中 ——最大注塑量 ( )0s 3cgm或 ——注塑機的額定鎖模力(N)——注塑所需的鎖模力（N）mF——一次注塑所需塑料量( )3cgm或（1）注塑量的計算 0sm? （41）?其中 ——成型單個塑件所需的塑料量( )3cgm或——型腔個數(shù)n——折算系數(shù)（將澆注系統(tǒng)的塑料量折算成 ）在零件模塊下對單個塑件的進行模型質(zhì)量屬性分析，信息如圖 42： 圖 42塑件體積 ?塑件質(zhì)量 59g由于尺寸此次設計的模具采用的是一模四腔，所以塑件的總體積和總質(zhì)量分別為 ???596mg所以 0 3.. c? 018342s??（2）鎖模力計算 mF? （42）?型式中 ——單個塑件在分型面上的投影面積( )2m n——型腔個數(shù) ——將澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積折算成 ——塑料熔體對型腔的平均壓力（MPa）p型在模具模型中對塑件進行投影分析檢測，信息如圖 43 所示： 圖 43投影面積 ?根據(jù)查參考文獻[2] 表 22 取 =35 MPap型所以 ????由 2798sc?? 14KN 注塑機型號的選擇由上面計算得到的 m 和 值來選擇注塑機，注塑機的最大注射量（額定F注射量 G）和額定鎖模力 F 應滿足 ???式中 ——注塑機最大注射量的利用系數(shù)一般取 ? 14mFKN?初步選擇 SZ400/1600 型注塑機表 42 SZ—400/1600 型（臥式）注塑機主要參數(shù) [4]理論注射容量/cm179。 416 拉桿內(nèi)間距/mm 410 410?螺桿直徑/mm 48 移模行程/mm 360注射壓力/ MPa 141 最大模具厚度/mm注射速率/(g/s) 160 最小模具厚度/mm 150塑化能力/(g/s) 推出行程/mm 65螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 10～200 鎖模形式 雙曲肘鎖模力/kN 1600 球半徑 SR/mm 18定位孔直徑/mm 150噴嘴孔直徑/mm 注塑機參數(shù)校核(1)塑化能力 ( )校核 M/gs 塑化能力必需滿足 （43）??/s式中 ——一次注塑所需塑料量 ——成型周期，取 30st校核結果：注塑機的塑化能力滿足要求(2)注射壓力 校核eP141 （???4） ——注塑機的額定注塑壓力（MPa）eP ——塑件成型時所需要的注射力 (MPa) 0 ——注塑壓力安全系數(shù)，一般取 =~ k k因成型時塑料熔體對型腔的平均壓力 一般是注射壓力 的 30%~65%,P型 0P, 取 0354a~~??型 017PMa?校核結果：注塑機的注射壓力不滿足要求(3)鎖模力校核 1600 （???5）式中 ——鎖模力安全系數(shù)，一般取0 01.~2k?校核結果：注塑機的鎖模力不滿足要求其它安裝尺寸的校核需待模架選定，結構尺寸確定后才可進行。通過校核可知，所選注塑機的注塑壓力和鎖模力偏小，為了安全起見，將注塑機初步更選為 SZ500/2022 型表 43 SZ—500/2022 型（臥式）注塑機主要參數(shù) [4]理論注射容量/cm179。 525 拉桿內(nèi)間距/mm 460 460?螺桿直徑/mm 52 移模行程/mm 450注射壓力/ MPa 153 最大模具厚度/mm注射速率/(g/s) 200 最小模具厚度/mm 280塑化能力/(g/s) 28 推出行程/mm 65螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 10～160 鎖模形式 雙曲肘鎖模力/kN 2022 球半徑 SR/mm 15定位孔直徑/mm 160噴嘴孔直徑/mm第五章 模具設計 模架的選擇模具的大小主要取決于塑件的大小和結構，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結構越緊湊越好。為節(jié)約模具鋼材和便于熱處理，根據(jù)產(chǎn)品的外形尺寸，可以確定鑲件（模仁）的外形尺寸，確定鑲件的尺寸后，就可以大致確定模架的大小。 模仁尺寸的確定單個塑件在分型面上的投影面積為 ，各參數(shù)取值依表