【文章內(nèi)容簡介】 例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要 求是什么，塑件的幾何結(jié)構(gòu)、斜度、嵌件等情況是否合理，熔接痕、縮孔等成 型缺陷的允許程度，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制件尺 寸精度最高的尺寸進(jìn)行分析，看看估計(jì)成型公差是否低于塑料制件的公差，能 否成型出合乎要求的塑料制件來。 此外， 還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 2）.消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材 料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。成型材料應(yīng)當(dāng)滿足塑料制件的強(qiáng)度要求，具有好的流動(dòng)性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制 件的用途，成型材料應(yīng)滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑 性、透明性或者相反的反射性能、膠接性或者焊接性等要求。 確定成型方法 采用直壓法、鑄壓法還是注射法。 選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類來進(jìn)行模具，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、 規(guī)格、 特點(diǎn)。 例如對于注射機(jī)來說， 在規(guī)格方面應(yīng)當(dāng)了解以下內(nèi)容： 注射容量、 鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球 面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具體見 相關(guān)參數(shù)。要初步估計(jì)模具外形尺寸，判斷模具能否在所選的注射機(jī)上安裝和 使用。 確定模具類型的主要結(jié)構(gòu)方案 選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的型腔數(shù)，在絕對 可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)的 要求。對塑料制件的工藝技術(shù)要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度 和尺寸精度。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連 續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動(dòng)力。 繪制模具圖 （1）.繪制總裝結(jié)構(gòu)圖 繪制總裝圖盡量采用 1：1 的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視 圖同時(shí)畫出。 模具總裝圖的技術(shù)要求內(nèi)容包括：模具某些系統(tǒng)的性能要求；模具裝配 工藝的要求；模具使用，裝拆方法；防氧化處理、模具編號(hào)、刻字、標(biāo)記、油 封、保管等要求；有關(guān)試模及檢驗(yàn)方面的要求等。 （2） .繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應(yīng)為：先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡單，先成 型零件，后結(jié)構(gòu)零件。 1）.圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，投 影正確，布置得當(dāng)。為了使加工專利號(hào)易看懂、便于裝配，圖形盡可能與總裝 圖一致，圖形要清晰。 2）.標(biāo)注尺寸要求統(tǒng)一、集中、有序、完整。標(biāo)注尺寸的順序?yàn)椋合葮?biāo) 主要零件尺寸和出模斜度，再標(biāo)注配合尺寸，然后標(biāo)注全部尺寸。在非主要零 件圖上先標(biāo)注配合尺寸，后標(biāo)注全部尺寸。 3）.表面粗糙度。把應(yīng)用最多的一種粗糙度標(biāo)于圖紙右上角，其它粗糙 度符號(hào)在零件各表面分別標(biāo)出。 4）.其它內(nèi)容，例如零件名稱、模具圖號(hào)、材料牌號(hào)、熱處理和硬度要 求，表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術(shù)說明等都要正確填寫。 （3）理資料進(jìn)行歸檔 把設(shè)計(jì)模具開始到模具設(shè)計(jì)結(jié)束，檢驗(yàn)合格為止，在此期間所產(chǎn)生的技 術(shù)資料，例如任務(wù)書、制件圖、技術(shù)說明書、模具總裝圖、模具零件圖、底圖、 模具設(shè)計(jì)說明書等。 塑料注射模具的結(jié)構(gòu)組成和作用 塑料注射模具一般是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部分、推出機(jī)構(gòu)、調(diào) 溫系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支撐零部件、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)組成。 成形部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所經(jīng)的通道，它包 括主流道、分流道、澆口、及冷料穴。 導(dǎo)向部分在注射模中，用導(dǎo)向部分對模具的動(dòng)定模導(dǎo)向，以使模具合模時(shí)能準(zhǔn)確對合。 推出機(jī)構(gòu)是指分型后將塑件從模具中推出的裝置。 調(diào)溫系統(tǒng)是為了滿足注射工藝對模具溫度的要求，需要有調(diào)溫系統(tǒng)對模 具的溫度進(jìn)行調(diào)整。一般熱塑性塑料的注射模主要是設(shè)計(jì)模具的冷卻系統(tǒng)。 排氣系統(tǒng)是為了將成形時(shí)塑料本身揮發(fā)的氣體排出模外，常常在分型面 上開設(shè)排氣槽。對于小塑件的模具，可直接利用分型面或推桿等與模具的間隙 排氣。 支撐零部件是用來安裝固定或支撐成形零部件及前述的各部分機(jī)構(gòu)的零 部件。 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是當(dāng)有些塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔或凸臺(tái)時(shí)，須 先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開或抽出。 第三章 塑料件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn) 電熱水壺手柄塑料件 由圖 31a 知，塑件的結(jié)構(gòu)簡單，尺寸適中，屬薄壁殼體塑件。為提高生 產(chǎn)率可采用多型腔； 塑件側(cè)向沒有孔和槽， 模具不需要設(shè)計(jì)側(cè)分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 根據(jù)端蓋塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為側(cè)澆口的單分型面多型腔注射模。 采用側(cè)澆口基本不影響塑件外觀。 a b圖31 電熱水壺手柄塑料件示意圖 塑料件的材料 對塑料的認(rèn)識(shí) 塑料的主要成分是樹脂、填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑等。 它有著以下諸多優(yōu)點(diǎn)： 1） 重量輕： 一般的塑料密度為 ~ g/cm ， 這對于減輕自重的汽車、 飛機(jī)、航空航天等工程有著重要的意義。 2）比強(qiáng)度度高：它是材料的強(qiáng)度和密度之比。在某些場合傳統(tǒng)的金屬制 品往往強(qiáng)度上達(dá)到要求，但由于質(zhì)量過大而不能夠被使用，特殊的塑料制品可 以滿足這一要求。 3）優(yōu)良的耐磨、自潤滑、和吸震性：基于此特點(diǎn)，塑料在電子設(shè)備的傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)和摩擦機(jī)構(gòu)中有廣泛的應(yīng)用。譬如數(shù)控機(jī)床中要求精度、穩(wěn)定性很高的 導(dǎo)軌，其摩擦面就是用聚四氟乙烯貼塑而成。 4）優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：一般塑料對酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性，因 此在化工設(shè)備中有著極其廣泛的用途。 5）優(yōu)良的電絕緣性能：某些塑料無論在高頻還是低頻，高壓還是低壓的 情況下，絕緣性能都十分優(yōu)良。尤其在高頻，高壓的情況下，是陶瓷、云母等 其它絕緣材料所不能相比的，因此塑料廣泛應(yīng)用于電機(jī)、電器、電子工業(yè)的結(jié) 構(gòu)材料和絕緣材料。 塑料的成型工藝特點(diǎn) 塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進(jìn)而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有 優(yōu)良的可塑性， 可以用很多高生產(chǎn)率的成型方法制造產(chǎn)品。 這就有了節(jié)約原料、 易于大批量生產(chǎn)、節(jié)省工時(shí)等諸多優(yōu)點(diǎn)。塑料成型有以下工藝特性： 1）收縮率：它是指塑料從熱的模具中取出冷卻到室溫后，其尺寸發(fā)生變 化的特性稱為收縮率。 2）流動(dòng)性：流動(dòng)性大的塑料容易造成溢料過多、填充不密實(shí)、塑件組織 疏松等缺點(diǎn)。流動(dòng)性過小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點(diǎn)。 3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機(jī)械、介電性 能。塑料中的水分量過大，在成型時(shí)產(chǎn)生內(nèi)壓，脫模后水氣溢出極易造成塑件 裂紋，降低機(jī)械強(qiáng)度。此外水分過多會(huì)使塑料的流動(dòng)性過大，造成溢料、造型 時(shí)間過長、收縮量過大、易產(chǎn)生蹺起、波紋、光澤性不好等缺點(diǎn)。 4）定型速度：熱固性塑料在成型過程中要完成交聯(lián)反應(yīng)，即樹脂分子由 線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，這一過程稱為硬化。硬化的速度與塑料的品種、塑件 形狀、壁厚、成型溫度有關(guān)。 工程塑料（ABS）的特性及注射工藝性 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不 同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖 擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS 是非結(jié)晶 性材料。 三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯丙烯腈的 連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由 此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。 這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的 特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS 材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性 以及很高的抗沖擊強(qiáng)度，其成型工藝參數(shù)如表31。 電熱水壺手柄塑料件的參數(shù)根據(jù)圖 31，用 pro/E 分析功能分析得：塑料密度：塑件體積： 塑件成型投影面積： 。圖32 質(zhì)量屬性 電熱水壺手柄塑料顧問電熱水壺手柄外表面質(zhì)量的要求是很高要求。因此，在做此類產(chǎn)品模具時(shí)。必須進(jìn)行產(chǎn)品模型的塑料顧問分析。由于Pro/E的Plastics Advisers（塑料顧問）[16]模塊對塑料顧問分析不是很精確，由此生成的分析結(jié)果也僅僅是作為有限的參考。（1） 填充時(shí)間（Fill Time）填充時(shí)間分析結(jié)果用來解決塑料熔體在充填過程中是否能同時(shí)充填整個(gè)模具型腔。利用填充時(shí)間有助于理解溶解接線與氣孔是怎樣形成，此外，在充填過程中的 缺陷也能通過充填的動(dòng)態(tài)過程推斷出來，例如，滯流、過保壓等。 圖33充填時(shí)間結(jié)果分析（2） 注射壓力（Injection Pressure）注射壓力結(jié)果和壓力降結(jié)果連接一起使用，可以解釋得更加清晰。例如，即使產(chǎn)品的某一部分有可能接受的壓力降，但在同一區(qū)域的實(shí)際注射壓力可能太高，可導(dǎo)致過保壓現(xiàn)象。 圖34 注射壓力結(jié)果分析（3） 流動(dòng)前沿溫度（Flow Front Temperature）流動(dòng)前沿溫度也是充填可行性之一，低料溫將導(dǎo)致黃色或紅色的可行性結(jié)果。 圖35 流動(dòng)前沿溫度結(jié)果分析（4） 壓力降（Pressure Drop）壓力降是用來決定充填可行性的因素之一。假如壓力降超過目標(biāo)壓力的80%，充填可行性就顯示黃色；若達(dá)到了目標(biāo)設(shè)定100%，可行性就顯示為紅色。在模型上的每個(gè)位置的顏色代表是該位置充填瞬間從進(jìn)澆口點(diǎn)到該位置的壓力降。 圖36壓力降結(jié)果分析（5） 表皮方位（Skin Orientation）表皮方位分析用于預(yù)測模型的機(jī)型特性。在表皮方位的方向上，通常是沖擊力較高的。 圖37 表皮方位結(jié)果分析（6） 填充可行性（Confidence of Fill）填充可行性顯示了塑料充填模穴內(nèi)某一區(qū)域的可能性。這個(gè)結(jié)果來源于壓力降和溫度的結(jié)果。 圖38填充可行性 結(jié)果分析（7） 質(zhì)量預(yù)測（Quality Prediction）質(zhì)量預(yù)測分析估量的是產(chǎn)品可能出現(xiàn)的質(zhì)量和它的機(jī)械，這個(gè)結(jié)果來源溫度、壓力和其他的結(jié)果。 圖39 質(zhì)量預(yù)測結(jié)果分析（8） 冷卻質(zhì)量（Cooling Quality）冷卻質(zhì)量的分析結(jié)果反映了模型中哪里冷卻質(zhì)量高，哪里冷卻質(zhì)量低。 圖310 冷卻質(zhì)量結(jié)果分析（9） 縮痕預(yù)測（Skin Mark Estimate）縮痕預(yù)測分析用來檢查模型表面的凹坑情況。 第四章 注射機(jī)的選用 選用注射機(jī)的方法和原則 使用現(xiàn)有設(shè)備，使塑料、塑件、注射模及注射工藝等所要求的注射機(jī) 的規(guī)格參數(shù)在所選注射機(jī)的規(guī)格參數(shù)可調(diào)范圍內(nèi)， 調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所 需要的參數(shù)。 根據(jù)每次成型件數(shù)安滿足最大注射量、鎖模力、經(jīng)濟(jì)性等要求選擇合 適的注射機(jī)，確定注射機(jī)，調(diào)整注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。 注射機(jī)的種類和應(yīng)用范圍 注塑機(jī)按照注射裝置和鎖模裝置的排列方式，可分為立式、臥式和角式 注射機(jī)。其各自的特點(diǎn)如下 ；１. 立式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線垂直排列。 優(yōu)點(diǎn)：占地少，模具拆裝方便，易于安裝嵌件。 缺點(diǎn)：重心高，加料困難；推出的塑件要手工取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化容積較小。 ２. 臥式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。 優(yōu)點(diǎn)：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化。 缺點(diǎn)：模具安裝困難，嵌件安裝不穩(wěn)，機(jī)器占地較大。3. 角式注塑機(jī) 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線相互垂直排列。優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)介于立式注射機(jī)和臥式注射機(jī)之間。特別適用于中心不允許 有澆口痕跡的平面塑件。 注射機(jī)的選用 常用注射機(jī)：XSZ60 型注射機(jī)：注射量為 60cm3 的柱塞式塑料注射成型機(jī)，其主要 參數(shù)如表 41。 XSZY125 型注射機(jī)：注射量為 125cm3 的柱塞式塑料注射成型機(jī)其主要 參數(shù) 表 42 注射機(jī)的選用 根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用 XSYZ125 型螺桿式注射機(jī)，外形如圖 41 所示。 圖 41 XSYZ125 型螺桿式注射機(jī) 1） 、最大注射量的校核 2） 、注射壓力的校核 3） 、鎖模力的校核4） 、最大注射成型面積的校核 當(dāng)上面四方面校