【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗](méi)有涉及，所以就不一一介紹。 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量（1）尺寸精度的選擇；塑件的尺寸精度是決定塑件制造質(zhì)量的首要標(biāo)準(zhǔn)，然而，在滿足塑件使用要求的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)總是盡量將其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工難度和制造成本。根據(jù)精度等級(jí)選用表，ABS的高精度為2級(jí)，一般精度為3級(jí)。根據(jù)塑件尺寸公差表，在公稱尺寸在120～140范圍內(nèi)， mm， mm[8]。（2）尺寸精度的組成及影響因素；制品尺寸誤差構(gòu)成為： （1—4—1）式中——制件總的成型誤差；——塑料收縮率波動(dòng)所引起的誤差；——模具成型零件制造精度所引起的誤差；——模具磨損后所引起的誤差；——模具安裝，配合間隙引起的誤差；影響塑料制品尺寸精度的因素比較復(fù)雜，歸納有以下三個(gè)方面。—— 影響產(chǎn)品尺寸精度的成型條件有料筒溫度、模具溫度，注射量、注射速度，注射壓力，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，還有成形方式（注射、壓制），成型工藝條件的變化直接造成材料的收縮，從而影響尺寸精度。—— 主要是收縮率的影響，原料水分及揮發(fā)物含量，原料的配制工藝，原料的生產(chǎn)批號(hào)，分子量分布，結(jié)晶形態(tài)，保存方法和時(shí)間的影響，收縮率大的尺寸精度誤差就大?！?模具各部分的制造精度是影響制件尺寸精度重要的因素。進(jìn)料口尺寸大，收縮??；與料流方向平行的尺寸收縮大，與料流方向垂直的尺寸收縮小。分型面決定毛邊的位置和方向，影響垂直于分型面的尺寸精度，模具裝配，如型芯、頂桿的固定方法，模具的拼合，模具的加工等直接影響到產(chǎn)品尺寸精度，模具的磨損，如型芯、型腔的磨損直接影響產(chǎn)品的精度；制造誤差，模具制造誤差將直接放映在產(chǎn)品上[9]。、制件技術(shù)要求和生產(chǎn)要求該塑件為蓋狀，可用于防塵。根據(jù)要求，采用小批量生產(chǎn)，采用注塑成型。①必須避免在塑件的分型面處出現(xiàn)毛邊；②注意通孔處不出現(xiàn)銳邊。表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表面層的物理—力學(xué)性質(zhì)兩方面技術(shù)指標(biāo)，而不是單純的表面粗糙度問(wèn)題。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的決定性因素，通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí)。該塑件要求對(duì)型腔拋光，所以對(duì)粗糙度的要求比較高， m，[10]。2 注塑成型的準(zhǔn)備 注塑成型工藝簡(jiǎn)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(jī)的料斗送入高溫的機(jī)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(dòng)下，以很大的流速通過(guò)機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的保壓冷卻以后，開(kāi)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(gè)階段的工作。圖21 注塑成型壓力—時(shí)間曲線（1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)物料的外觀色澤、顆粒情況，有無(wú)雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的熱膨脹系數(shù)，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于脫模[11]。（2）注塑過(guò)程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個(gè)階段。圖中T0代表螺桿或柱塞開(kāi)始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值P0。從時(shí)間T1到T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會(huì)繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補(bǔ)因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。由于塑料仍在流動(dòng)，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(dòng)方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素[12]。（3）制件后處理；由于成型過(guò)程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動(dòng)非常復(fù)雜，再加上流動(dòng)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(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時(shí)效變形外，還會(huì)使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)開(kāi)裂。故有的塑件需要進(jìn)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(yīng)力，此外，退火還可以對(duì)制件進(jìn)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(qiáng)、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(diǎn)為121℃，加熱溫度為100～121℃，保溫時(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取2～9小時(shí)[13]。 注塑成型工藝條件1）溫度；注塑成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過(guò)冷卻系統(tǒng)來(lái)控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。表221ABS塑料溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：料筒溫度 /℃噴嘴溫度/℃模具溫度/℃熱變形溫度 /℃后段中段前段199～210204～221210～232204～23863～85105模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低。2）壓力；注射成型過(guò)程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對(duì)于像ABS流動(dòng)性好的塑料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實(shí)程度之外，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時(shí)的剪切作用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，有如下表：表222ABS塑料壓力的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：射壓Injection69103MPa保壓Hold3469MPa背壓Back3）速度：表223ABS塑料速度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：填充速度Fill2551mm/sec螺桿轉(zhuǎn)速Screw6090rpm4）時(shí)間；完成一次注塑成型過(guò)程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)間（開(kāi)模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為3～5秒，保壓時(shí)間一般為20～120秒，冷卻時(shí)間一般為30～120秒（這三個(gè)時(shí)間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來(lái)決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時(shí)間越長(zhǎng)）[14]。經(jīng)過(guò)上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素。表224確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值下表成型周期與壁厚關(guān)系表：制件壁厚 /mm成型周期 / s制件壁厚 / mm成型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 表22 初定制品成型工藝參數(shù)如下表所示。特性內(nèi)容特性內(nèi)容注塑機(jī)類型螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速/s48噴嘴形式直通式模具溫度(℃)50噴嘴溫度(℃)240后段溫度(℃)199～210中段溫度(℃)204—221前段溫度(℃)210—232注射壓力MPa90保壓力MPa34—69注射時(shí)間s保壓時(shí)間s5冷卻時(shí)間s20其他時(shí)間s3成型周期s30成型收縮(%)干燥溫度(℃)60～80干燥時(shí)間(s)1～3后處理溫度(℃)70保溫時(shí)間(h)2 注塑機(jī)簡(jiǎn)介1956年制造出世界上第一臺(tái)往復(fù)螺桿式注塑機(jī)，這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破，目前注塑機(jī)加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的30%；注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的50%。成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長(zhǎng)最快，產(chǎn)量最多的機(jī)種之一。注塑機(jī)的分類方式很多，目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法。常用的說(shuō)法有：（1）按設(shè)備外形特征分類：臥式、立式、直角式、多工位注塑機(jī)；（2）按加工能力分類：超小型,小型,中型,大型和超大型注塑機(jī)。此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類,但日常生活中用的較少。 注塑機(jī)基本參數(shù)(1)公稱注塑量；(2)注射壓力；(3)注射速率；(4)塑化能力；(5)鎖模力；(6)合模裝置的基本尺寸；(7)開(kāi)合模速度；(8)空循環(huán)時(shí)間。這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。(1)公稱注塑量；指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。(2)注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱為注射壓力。(3)注射速率；為了使熔料及時(shí)充滿型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度，常用的注射速率如下表所示[15]。表232 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系：注射量/CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000注射時(shí)間/S 1 3 5(4)塑化能力；,若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。(5)鎖模力；注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。(6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng)模板的行程,。(7)開(kāi)合模速度；為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以及開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快在到停。(8)空循環(huán)時(shí)間；在沒(méi)有塑化,注射保壓,冷卻,取出制件等動(dòng)作的情況下,完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。（1）由公稱注射量選定注射機(jī)：由注射量選定注射機(jī)。由PRO/E建模分析得（材料密度取ρ= kg/dm）：總體積；總質(zhì)量；流道凝料(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個(gè)未知數(shù),()來(lái)估算,塑件越大則比例可以取的越小)；實(shí)際注射量為: ；實(shí)際注射質(zhì)量為；, 即： （2—3—1）（2）由鎖模力選定注射機(jī)： （2—3—2）式中——注射機(jī)的鎖模力（N）；——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和；——型腔壓力，取 =30MP；結(jié)合上面兩項(xiàng)的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為下表所示，查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ160/1000,主要技術(shù)參數(shù)如下。表233 國(guó)產(chǎn)注射機(jī)SZ160/1000技術(shù)參數(shù)表：特性內(nèi)容特性內(nèi)容結(jié)構(gòu)類型臥拉桿內(nèi)間距(mm)360260理論注射容積（cm ）179移模行程(mm)280螺桿(柱塞)直徑(mm)44最大模具厚度(mm)360注射壓(Mpa)132最小模具厚度(mm)170注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)模定位孔直徑(mm)120螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)10～150噴嘴球半徑(mm)10鎖模力(KN)1000噴嘴口直徑 注射機(jī)的校核 最大注塑量的校核為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的35%～75%范圍內(nèi)，最大可達(dá)80%，最小不小于10%。為了保證塑件質(zhì)量，充分發(fā)揮設(shè)備的能力，選擇范圍通常在50%～80%。；(179) 100％=%滿足要求。 鎖模力的核校在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： （2—4—2）滿足要求。式中F——注塑機(jī)額定鎖模力：1000KN；K——安全系數(shù)，～，取K=。 塑化能力的校核，實(shí)際要求的塑化能力為：即： （g/s），（g/s），說(shuō)明注射機(jī)能完全滿足塑化要求。 噴嘴尺寸校核在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，模具的主流道襯套始端的球面半徑R2取比注射機(jī)噴嘴球面半徑R1大1～2 mm，～1 mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模，所以，注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo)準(zhǔn)，模具的制造以它為準(zhǔn)則。圖244 噴嘴與澆口套尺寸關(guān)系 定位圈尺寸校核注塑機(jī)固定模板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。注塑模端面凸臺(tái)徑向尺寸須與定位孔成間隙配合，便于模具安裝，并使主流道的中心線與噴嘴的中心線相重合。模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度。 模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸。模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過(guò)拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的工作臺(tái)面上。 模具厚度校核模具厚度必須滿足下式： （2—4）170 355 360 滿足要求。式中——所設(shè)計(jì)的模具厚度355mm；——注塑機(jī)所允許的最小模具厚度170 mm；——注塑機(jī)所允許的最大模具厚度360 mm。 模具安裝尺寸校核注塑機(jī)的動(dòng)模