【文章內(nèi)容簡介】 時(shí)，%，要求嚴(yán)格時(shí)，%，這就要求塑料在注塑前有預(yù)熱烘干過程。塑料的吸水率不僅影響塑件的表面質(zhì)量，也影響其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各種性能，如強(qiáng)度、密度、表面粗糙度等。對于大部分的工程塑料，都具有吸水性，即使是烘干的塑料，暴露在空氣中也會(huì)再次吸濕，因此需要預(yù)熱烘干過程。但是，如果溫度過高，烘干的塑料會(huì)分解降質(zhì)或軟化結(jié)塊而無法生產(chǎn)。所以，各種塑料的烘干其特定的參數(shù)范圍。另外，塑料在進(jìn)入射料缸前的預(yù)熱溫度對熔料的均勻及其后的成品重量和尺寸穩(wěn)定性也很重要，當(dāng)改變塑料預(yù)熱溫度時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)以下兩種現(xiàn)象：①注塑周期內(nèi)螺桿復(fù)位的時(shí)間也隨之變化，復(fù)位時(shí)間隨著溫度的增大而變得穩(wěn)定。②塑件填充飽和后，螺桿前剩余的塑料（墊料）的體積也變得穩(wěn)定。 流動(dòng)前沿處的溫度分布圖（2）熔膠溫度塑料進(jìn)入射料缸內(nèi)，通過加熱，達(dá)到融熔注射溫度后才能進(jìn)行注塑。一般來說，溫度越高，塑料的流動(dòng)性越好，但也越容易過熱分解，所以在注塑行業(yè)中，通常應(yīng)用“高溫注塑薄壁，低溫注塑厚壁”這種方法。熔膠溫度越高，在射料缸內(nèi)停留時(shí)間越長，塑料越容易分解，例如：某些ABS塑料的注塑件，在剛注塑成形時(shí)無質(zhì)量問題，但儲(chǔ)存時(shí)間長后，會(huì)出現(xiàn)黃色或棕色的斑紋，這就是塑料在射缸內(nèi)時(shí)間過長而高溫分解所導(dǎo)致的。在熔膠溫度調(diào)換時(shí)，應(yīng)由最低設(shè)置值開始逐漸上升溫度。如果注塑周期較長或在高溫下操作，可將首段（靠近塑料入口）的溫度調(diào)至較低數(shù)值，這樣可防止塑料過早熔化或分解。 塑件溫度曲線圖（3）模具溫度在注塑過程中，模具的溫度對塑件的質(zhì)量影響也很大。一般來說，剛開始注塑時(shí)，模具溫度太低，不利于產(chǎn)品的成形。實(shí)踐證明，當(dāng)模具溫度提高時(shí)，塑件的無收縮量會(huì)增加，但若能配合好注塑的壓力或射速，仍可生產(chǎn)出尺寸穩(wěn)定的制品，因?yàn)槟氐奶岣哂欣谌谌鬯苣z的填充，但相應(yīng)會(huì)增加注塑周期時(shí)間。模溫的控制主要通過模具冷卻系統(tǒng)中冷卻液的溫度和冷卻液的流量來實(shí)現(xiàn)，還可采用冷卻機(jī)或模溫機(jī)加以控制。 模具溫度分布圖（4）壓力油的溫度導(dǎo)致模具填充變化的因素之一是注塑機(jī)的性能參數(shù)，所以注塑機(jī)的操作油溫一般都是在40℃50℃，主要通過注塑機(jī)的冷卻系統(tǒng)控制，有些注塑機(jī)沒有油溫控制裝置，可以在生產(chǎn)前預(yù)先把油浸升到合適的溫度，如果在注塑過程中，油溫過高，則壓力明顯降低，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量。（5）鎖模力模具在設(shè)計(jì)時(shí)，有了鎖模力的設(shè)計(jì)值。在注塑前，必須在注塑機(jī)上調(diào)置好鎖模力。對于不同的模具，鎖模力的大小是不同的。在調(diào)置鎖模力時(shí)，并非鎖模力越大越好，而是要結(jié)合模具和注塑機(jī)的大小，以及模具和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)形式來考慮，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上分析，鎖模力的數(shù)值應(yīng)是愈小愈好，但必須滿足產(chǎn)品注塑的需要。例如在鎖模力較低的條件下，可以減少注塑機(jī)和模具的磨損程度，減少能源消耗和維修費(fèi)用。并用，較小的鎖模力可用以下方法：先將注塑機(jī)調(diào)至模具所能承受的最大鎖模力并生產(chǎn)出產(chǎn)品，然后以5t的差額逐漸降低鎖模力再生產(chǎn)，測量出每種鎖模力下的成品重量，畫出曲線圖，找出最佳的鎖模力參數(shù)。 鎖模力分布圖（6）模具填充速度和壓力 模具填充速度(又稱稱速度)是熔料被注進(jìn)模腔的線性速度,在注塑的填充階段必須控制好熔料的射速以達(dá)到產(chǎn)品的最佳性能。注射速度的設(shè)定應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)完成，在產(chǎn)品壁厚設(shè)計(jì)和塑料特性容許的情況下應(yīng)設(shè)計(jì)較快的射速，通常來說，薄壁注塑件需要快的注射速度以確保填充飽滿，而厚壁注件則需要慢的射速以防止空穴的形成。但是過快的射速容易使原料過熱當(dāng)塑件澆口或排氣不好時(shí)，熔料以調(diào)速注射經(jīng)過澆口，熔料內(nèi)產(chǎn)生很大的剪切應(yīng)力，使熔料結(jié)合模腔內(nèi)難排出的空氯，甚至產(chǎn)生燃燒而碳化變黑，而射速過慢產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)填充不滿等缺陷。 在實(shí)際生產(chǎn)中，無論使用什么數(shù)值的注射速度，都應(yīng)盡可能在一個(gè)較大的范圍內(nèi)，以便于生產(chǎn)。根據(jù)不同經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)員，同一產(chǎn)品的注射速度了悄同。但是，可采用分段注塑，在填充階段以不同的速度將熔料注入模腔，這樣往往可以避免塑件的某些外現(xiàn)缺陷，如蛇紋、飛邊、毛刺、燃燒等現(xiàn)象，并用控制熔料的分段射速還可以影響產(chǎn)品的分子排列和內(nèi)應(yīng)力的大小，甚至提高生產(chǎn)速度和效率。為了確保注塑機(jī)的注射速度達(dá)到及保持所要求的數(shù)值，要求注射壓力足夠。若注射壓力太低，熔料進(jìn)入模具時(shí)所產(chǎn)生的阻力使注射速度不能達(dá)到設(shè)置的數(shù)值，因此，在設(shè)定注射壓力時(shí)，熔料進(jìn)入模具時(shí)所產(chǎn)生的阻力使注射速度不能達(dá)到設(shè)置的數(shù)值，可從注塑機(jī)缸的壓力表中得知。過低的注射壓力使注射周期時(shí)間產(chǎn)生變化。因此，若設(shè)置好注射壓力和速度。 模具充填時(shí)間圖 模具充填結(jié)束的壓力分布圖（7）保壓壓力及保壓時(shí)間 保壓壓力是指模腔剛被注滿時(shí)所采用的壓力。它的作用是使模腔內(nèi)的熔料能在受壓的情況下冷卻定形，這樣，產(chǎn)品的外觀發(fā)展尺寸公差才可得到保證，塑件的最后定形，很大程度取決于保壓的壓力大小和保壓時(shí)間長短。在一般注塑時(shí)，模腔填充到95%98%時(shí)，轉(zhuǎn)為保壓階段。當(dāng)模腔填充不足90%時(shí)就提前進(jìn)入保壓階段，這時(shí)的保壓壓力，除了要負(fù)責(zé)把模具填滿外還需要把熔料壓實(shí)以便獲得合格的成品，這使得塑件在注塑的后期，其重量和尺寸大小等受保壓壓力影響很大，不容易穩(wěn)定。若在模腔填充95%98%時(shí)轉(zhuǎn)入保壓階段，這樣大大減少保壓的壓力降。對一般塑件生產(chǎn)來說，保壓壓力是注射壓力的25%65%。在實(shí)際生產(chǎn)中，某些特殊產(chǎn)品，如薄壁產(chǎn)品，精密度高的齒輪注件，PMMA樹脂厚壁產(chǎn)品，保壓壓力可達(dá)注射90%以上，甚至高出注射壓力。又如某些容易產(chǎn)生毛刺飛邊的產(chǎn)品，保壓階段可用極低射速和超出注射壓力的高保壓壓力同時(shí)作用來避免產(chǎn)品的毛刺問題。 保壓作用使得塑件在該時(shí)間內(nèi)注滿模腔，并使塑件更充實(shí)，尺寸更穩(wěn)定。一般保壓時(shí)間不應(yīng)過長，能充分壓實(shí)塑件便可以了，所以保壓時(shí)間和注件壁厚，射膠速度，澆口設(shè)計(jì)，熔料溫度以及模具溫度有關(guān)，注件越厚，熔膠溫度以及模具溫度越高，相對保壓時(shí)間越長。保壓時(shí)間的最終選定可用以下方法：首先把保壓時(shí)間設(shè)為0，并注塑塑件，記錄下每次注塑的塑件的重量，畫出曲線圖，找出正確的保壓時(shí)間參數(shù)。（8）螺桿轉(zhuǎn)速的設(shè)定當(dāng)一次注射和保壓完成后,螺桿開始旋轉(zhuǎn)并向后退。新的塑料原料在此階段落入到射料缸內(nèi)加熱，并被螺桿均勻攪拌推至前端。塑料在此過程中，除受到加熱系統(tǒng)加熱外，其軟化升溫所需的熱能，部分來自螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)愈快，溫度愈高，雖然螺桿的旋轉(zhuǎn)速度可以達(dá)到一個(gè)很高的數(shù)值，但實(shí)際生產(chǎn)中并不常采用高的螺桿旋轉(zhuǎn)速。而應(yīng)根據(jù)塑料的種類和注射塑的實(shí)際需要調(diào)節(jié)。螺桿的旋轉(zhuǎn)速度顯著影響注塑成形過程的穩(wěn)定程度和作用在塑料上的熱量。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)速較高時(shí)，傳送到塑料的摩擦（剪切）能量提高了塑化效率，但同時(shí)增加了熔料溫度的不均勻度，還有可能使熔料產(chǎn)生局部過熱現(xiàn)象，相反，螺桿轉(zhuǎn)速越低，熔料的溫度越均勻，但是生產(chǎn)周期有可能延長。 推薦的螺桿轉(zhuǎn)速XY圖（9）螺桿后退（倒縮或卸壓）螺桿后退動(dòng)作在螺桿旋轉(zhuǎn)完成后產(chǎn)生，其主要作用是防止射嘴的熔料滴漏現(xiàn)象，避免使用帶節(jié)流閥的射嘴。另外，對于一些塑料（如聚熔烴、PET等）螺桿后退的應(yīng)用能改善注射過程的穩(wěn)定性。一般來說，需要螺桿后退時(shí)，數(shù)值在410mm范圍內(nèi)，但不是所有的塑料生產(chǎn)都需要該動(dòng)作的。背壓 當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，受熱塑化的塑料在螺桿作用下被向前推，經(jīng)過止流閥而到達(dá)螺桿的前面。由于熔料的向前推進(jìn)，熔料也產(chǎn)生反作用力，作用在螺桿的前面。由于熔料的向前推進(jìn)，熔料也產(chǎn)生反作用力，作用在螺桿和止流閥上，使螺桿向后退，以便有更多的熔料向前推進(jìn)。這時(shí)，如設(shè)置背壓，就使得油缸有一定壓力作用在螺桿上，提供了螺桿后退的阻力。背壓越大，螺桿復(fù)位時(shí)間越長，螺桿前端熔料產(chǎn)生的壓力必須大于背端才可以使螺桿后退。必須指出，不是所有的注塑生產(chǎn)都必須使用背壓的，但若采用背壓，能使塑料充分熔化及混合均勻，并有以下優(yōu)點(diǎn)：①有利于熔料內(nèi)揮發(fā)性氣體排出。②使附加劑（如色粉、滑石粉、阻燃劑、增強(qiáng)劑等）和熔料混合更均勻。③使塑料塑化更均勻，以獲得精確的成品控制，背壓的調(diào)節(jié)不宜太長，中要熔料有適當(dāng)?shù)木鶆蛐?，能完成塑化并且沒有氣泡便可以了。在實(shí)際操作中，可以上述工藝參數(shù)設(shè)定方法為基礎(chǔ)，并綜合考慮各影響因素，確保產(chǎn)品的質(zhì)量并降低生產(chǎn)成本。 塑件分析模具工程師在拿到產(chǎn)品圖或產(chǎn)品模型時(shí)，首先要分析的就是產(chǎn)品的工藝性，即此產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、精度條件是否適合于模具加工，有沒有需要需要修改的地方。比如：塑件的壁厚是否均勻？有無一定的脫模斜度？表面質(zhì)量與尺寸精度要求是否合理？哪些結(jié)構(gòu)尺寸用模具不容易保證而需要模塑成型后續(xù)加工，等等。U盤外殼物理性質(zhì)上要求強(qiáng)度高，耐磨性高，表面質(zhì)量要求美觀，無斑點(diǎn)，無熔接痕，通常使用ABS作為材料。根據(jù)文獻(xiàn)1制作表31，以對塑件和塑件原材料進(jìn)行分析。表31 原材料分析塑料品種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性ABS線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型小于70℃較好熱塑性塑料比較穩(wěn)定性能特點(diǎn)：成型性能好，機(jī)械加工性好，耐沖擊性好，韌性和機(jī)構(gòu)強(qiáng)度較好，有一定的耐磨性，透明性、耐濕性、尺寸穩(wěn)定性都較好，但耐熱性較差，吸水性較大，價(jià)格便宜。要求表面光澤的塑件應(yīng)長時(shí)間預(yù)熱干燥。該塑件是U盤外殼，要求外表美觀，無斑點(diǎn)，無熔接痕，塑件內(nèi)部則沒有較高的粗糙度要求。由于該塑件整體外型比較簡單，采用直板和圓弧的結(jié)合，并且是殼類制品，尺寸較小，利用Moldflow對塑件分析，結(jié)果顯示塑件成型性能良好。第4章 基于Pro/ENIGEERING的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模具設(shè)計(jì)應(yīng)力爭達(dá)到塑件質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)性的完美統(tǒng)一。先進(jìn)的注射模設(shè)計(jì)應(yīng)該具有合理的注塑工藝和結(jié)構(gòu)，既有良好的可操作性，可靠性和完整性，又有零件的良好可加工性，并便于裝配和修模。 整體結(jié)構(gòu)的確定根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)和開模方式，選用模具為兩板模。采用整體嵌入式模具。故模架以龍記（LKM）大水口模架為標(biāo)準(zhǔn)，模架的參數(shù)如表41所示：名 稱參 數(shù)型號(hào)ECI 規(guī)格3030動(dòng)、定模座板高度25mm動(dòng)模板高度70mm定模板高度60mm墊塊高度90mm推桿固定板高度20mm推板高度25mm 表41 LKM大水口模架參數(shù) LKM大水口系統(tǒng)模架圖 型腔數(shù)目的確定最經(jīng)濟(jì)型腔數(shù)目的確定，實(shí)質(zhì)上是注塑件生產(chǎn)成本的經(jīng)濟(jì)核算。但在注射模設(shè)計(jì)初始方案決定階段，由于澆注系統(tǒng)等技術(shù)參數(shù)尚屬未知，下述型腔數(shù)的確定是一種估算的預(yù)測方法，一些參數(shù)要憑經(jīng)驗(yàn)來假定。在模具設(shè)計(jì)完成后，可根據(jù)這個(gè)方法再細(xì)化，進(jìn)行生產(chǎn)總成本和每個(gè)塑件成本的核算。影響最經(jīng)濟(jì)型腔數(shù)的因素，有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面。技術(shù)參數(shù)有鎖模力、最小和最大注射量、塑化能力、模版尺寸和流變參數(shù)。這里只考慮注塑機(jī)鎖模力和最大注射量兩個(gè)主要參數(shù)。技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是從制品尺寸精度和經(jīng)濟(jì)效果考慮。對一模多腔整體嵌入式的注射模，影響型腔數(shù)的重要因素有如下四個(gè)：（1） 注射劑鎖模力（2） 注射劑的注射量（3） 塑件精度（4） 經(jīng)濟(jì)效果的限制在此考慮到生產(chǎn)成本，初選型腔為一模八腔，后面第五章進(jìn)行相關(guān)計(jì)算校核。 排列方式塑件采用一模八腔。 塑件的分布圖 基于Pro/ENIGEERING的分型面設(shè)計(jì)在注塑模中，用于取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的面，通稱為分型面。常見的取出塑件的主分型面，與開模方向垂直。也有采用開模方向一致的側(cè)向主分型面。分型面大都是平面，也有傾斜面，曲面或者臺(tái)階面。分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且涉及到模具結(jié)構(gòu)與制造成本。在選擇分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下原則：（1） 分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處。否則，可能會(huì)無法脫模和加工型腔。無論塑件以何方位布置型腔，都應(yīng)將此作為首要原則。（2） 盡可能的將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。因?yàn)樵趧?dòng)模一側(cè)設(shè)置和制造脫模機(jī)構(gòu)簡單易行。（3） 有利于保證塑件的尺寸精度。（4） 有利用保證塑件的外觀質(zhì)量。分型面上的型腔壁面稍有間隙，熔體就會(huì)在塑件上產(chǎn)生飛邊。飛邊影響塑件的外觀質(zhì)量。因此在光滑平整表面或圓弧曲面上，應(yīng)盡量避免選擇分型面。（5） 考慮滿足塑件的使用要求。注塑機(jī)在模塑過程中，有一些很難避免的工藝缺陷，如拔模斜度、分型面上的飛邊以及頂桿與澆口痕跡。在分型面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。（6） 盡量減少塑件在合模平面上的投影面積。以減小所需鎖模力。（7） 長型芯應(yīng)置于開模方向。當(dāng)塑件在互相垂直方向都需設(shè)置型芯時(shí)，將較短的型芯置于側(cè)抽芯方向，有利于減小抽拔距。（8） 有利于排氣。應(yīng)將分型面置于熔體充模流動(dòng)的末端。（9） 應(yīng)有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。 按照以上分型面的選取原則，下列詳細(xì)介紹基于Pro/ENIGEERING的分型面設(shè)計(jì)過程和分型面圖。 創(chuàng)建工件 定位參照零件 創(chuàng)建分型面（1） 應(yīng)用【復(fù)制】8個(gè)零件的內(nèi)表面。（2） 應(yīng)用【平整】命令畫出周圍曲面。（3） 應(yīng)用【延伸】命令延伸至工件表面。（4） 應(yīng)用【合并】命令創(chuàng)建出分型面。（5） 分型面U盤上殼與下殼分型面的設(shè)計(jì)過程類似。 排氣槽的設(shè)計(jì)從某種角度而言，注塑模也是一種置換裝置。即塑料熔體注入模腔同時(shí)，必須置換出型腔內(nèi)空氣和從物料中逸出的揮發(fā)性氣體。排氣系統(tǒng)是注塑模設(shè)計(jì)的重要組成部分。一、 排氣不良的危害排氣和排氣槽設(shè)計(jì)不合理將會(huì)產(chǎn)生下述的弊病。（1) 增加熔體充模流動(dòng)的阻力，使型腔不能充滿，會(huì)使塑件棱邊不清；（2) 在制品上呈現(xiàn)明顯可見的流動(dòng)痕和熔合縫，其力學(xué)性能降低；（3) 只留氣體使塑件產(chǎn)生孔、剝層等表面質(zhì)量缺陷；（4) 型腔內(nèi)的氣體受到壓縮后產(chǎn)生瞬時(shí)局部高溫，使塑件熔體分解變色，甚至碳化燒焦；（5) 由于排氣不良，降低了充模速度，增長了注