【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 確定 杯托 制件 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量是為了選用注射機(jī)及確定型腔數(shù)。使用 Pro/E 軟件畫(huà)出塑件的三維圖 ,利用軟件分析功能自動(dòng)計(jì)算所畫(huà)零件的體積。 零件塑件的體積 V1= 根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積 V2= 塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為 : V 總 =V1+V2=+= 塑件的質(zhì)量 的確定 計(jì)算塑件的質(zhì)量：查表 PC 取密度ρ =所以，塑件的重量為： M1=V1ρ= = M 總 =V 總 ρ = = 塑件的成型工藝 確定 成型 工藝分析 通過(guò)以上成型工藝性能分析，能得出結(jié)論以下： 溫度比熱容低，塑化效率高，凝固也快，成型周期短， PC的表現(xiàn)黏度對(duì)剪切速率的一依賴性強(qiáng)。因此應(yīng)控制好溫度和采用適合澆口形式。制件應(yīng)采用好溫度和采用適合澆 11 口形式，所以采用螺桿式注射機(jī)成型，噴嘴宜采用直通式噴嘴并加熱。還要嚴(yán)格控制模具溫度，一般在 60 80c? 為宜。模具也要用耐磨鋼制造，并淬火處理。 水敏性強(qiáng)，加工前必須通過(guò)進(jìn)行干燥處理，否則成型制件回出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。 耐熱性不 高，連續(xù)工作溫度為 70c? 左右，熱變形溫度為 930 左右，耐氣候性差，在紫外先作用下容易變硬發(fā)脆，鼓應(yīng)嚴(yán)格控制好成型條件，制件成型后應(yīng)避免紫外線照射，不得放已溫度高的地方。 編制制件的成型工藝卡片 杯托 零件注射成型工藝卡片如表 15 所示： 表 15 塑料成型工藝卡 塑料成型工藝卡片 資料編號(hào) 班級(jí) 共 1 頁(yè) 第 1 頁(yè) 零件名稱(chēng) 杯托 材料牌號(hào) PC 設(shè)備型號(hào) XSZ30 裝配圖號(hào) 材料定額 每模件數(shù) 1件 零件圖號(hào) 單件重量 工裝號(hào) 材料干燥 設(shè)備 紅外線烘箱 溫度 /℃ 70 時(shí)間 /h ~1 料筒溫度（℃） 后段 /℃ 200~210 中段 /℃ 180~190 前段 /℃ 150~170 噴嘴 /℃ 180~190 模具溫度 /℃ 50~70 時(shí)間 注射 /s 2~5 12 保壓 /s 5~10 冷卻 /s 5~15 壓力 注射壓力/MPa 60~100 背壓 /MPa 40~60 后處理 溫度 100~110 時(shí)間定額 輔助 /min 時(shí)間 ~1 單件 /min 1~2 檢驗(yàn) 編制 審核 2 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格的選擇及校核 注射機(jī)的選用 選用注射機(jī)時(shí)，通常是以某塑件（或模具）實(shí)際需要的注射量和注射壓力初選某一公稱(chēng)注射量的注射機(jī)型號(hào)，然后依次對(duì)該機(jī)型的公稱(chēng)鎖模力、模板行程以及模具安裝部分的尺寸一一進(jìn)行校核。 注射機(jī)的技術(shù)參數(shù) 為了保證正常的注射成型，模具每次需要的實(shí)際注射量應(yīng)該小于某注射機(jī)的公稱(chēng)注射量，即： 13 公實(shí) VV ? 式子中，實(shí)V— 實(shí)際塑件（包括澆注系統(tǒng)凝料）的總體積（ 3cm ）。 由 proe 分析 /體測(cè)量，可得塑 件 的體積為 ，考慮到設(shè)計(jì)為 1 腔，加上澆注系統(tǒng)的冷凝料， 實(shí)V =+= 3cm 為了保證注射成型，注射機(jī)的注射壓力要大于注射時(shí)需要的壓力。查表得 PC 的注射壓力為 7090Mpa 取 80Mpa 查閱塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)的國(guó)產(chǎn)注射機(jī) 技術(shù)規(guī)范及特性，可以 初 選用 XS－ Z－ 60型注射機(jī) 。 注射機(jī) XS－ Z－ 60 有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 : 表 21 XSZ60 主要技術(shù)參數(shù) 結(jié)構(gòu)形式 臥式 噴嘴孔直徑 /mm 4 額定注射量 /cmm179。 60 頂出形式 中心設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 螺桿直徑 /mm 38 拉桿空間 /mm 330x440 注射壓力 /MP 122 合模方式 190x300 注射行程 /mm 170 液壓泵流量（ L/min） 液壓 — 機(jī)械 注射方式 柱塞式 液壓泵流量（ L/min） 70、 12 鎖模力 /KN 500 壓力 /MP 最大成型面積 /cm178。 130 電動(dòng)機(jī)功率 /KW 11 最大開(kāi)合模行程 /mm 180 螺桿驅(qū)動(dòng) /KW 模具最大厚度 /mm 380 加熱功率 /KW 模具最小厚度 /mm 170 機(jī)器外形尺寸 /mm 3160x8500x1550 噴嘴圓弧半徑 /mm 12 注射機(jī)參數(shù)的校核 注射機(jī)注射容量校核 國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時(shí)在對(duì)空注塑的條件下，注塑機(jī)螺旋桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最大容量 ( 3cm )。注塑容量是選擇注塑機(jī)的重要參數(shù)。它在一定的程度上反映了注塑機(jī)的注塑能力，標(biāo)志著注塑機(jī)能成型最大體積的注塑制品 [6]。 以容量計(jì)算時(shí)，必須使得在一個(gè)注塑成型周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在注塑機(jī)額定注塑量的 80%內(nèi)，也就是塑件成形所需的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的注射容量。 14 注射容量以容積（ cm3） 表示時(shí)，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其關(guān)系按下式（ 61）校核： V 件 ≤ 注 （ 21） 式中 V 件 — 一模中的塑件數(shù)與澆注系統(tǒng)的體積（ cm3） 。 V 注 — 注 射機(jī)注射容量（ cm3） 。 — 最大注射容量利用系數(shù)。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中， V 件 = V 注 = ?60=48 所以注射機(jī)注射容量完全滿足要求。 注射機(jī)鎖模力校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注塑機(jī)軸向的很大的推力 T推 ，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)該小于注塑機(jī)額定的鎖模力 T合 ，否則在注塑成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按 62 式校核： p 腔 F≤P 鎖 （ 22） 式中 p 腔 — 模具型腔壓力，一般取 40～ 50Mpa； F — 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（ mm2） 。 P 鎖 — 注射機(jī)額定鎖模力（ N）。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 p 腔 = 40 Mpa F = P 鎖 = 500 kN p 腔 F = 40 10 6 10 6 = 84 (kN)500(kN) 所以注射機(jī)的鎖模力也滿足要求。 注射機(jī)注射壓力校核 注塑壓力的校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有在注塑機(jī)額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機(jī)的最大壓 15 力要大于該制件所要求的注塑壓力。制件成型時(shí)所需的注塑壓力，與塑料的品種，注塑機(jī)的類(lèi)型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。 在本次模具設(shè)計(jì)中，參考了制件的材料 PC 的一些參數(shù) ，確定制品所需的注塑壓力為 35MPa。 塑件所需的注射壓力應(yīng)小 于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按 63式校核 ： p 成 ≤ P 注 （ 23） 式中 p 成 — 塑件成形所需的注射壓力（ Mpa） ， P 注 — 所選注射機(jī)的額定注射壓力 (Mpa)。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 p 成 = 35 Mpa P 注 = 122 Mpa 顯然， 35 122，因此注射壓力也滿要求。 注射機(jī)模具厚度校核 模具閉合時(shí)的厚度應(yīng)在注射機(jī)動(dòng)、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按 64式校核 ： H 最小 ＜ H 模 ＜ H 最大 （ 24） 式中； H 最小 — 注射機(jī)所允許的最小模具厚度（ mm） ； H 模 — 模具閉合厚度（ mm） ； H 最大 — 注射機(jī)所允許的最大模具厚度（ mm） 。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 ： H 最小 = 170mm H 模 =350 mm H 最大 = 380 mm 顯然， 170350380,所以注射機(jī)模具厚度也滿足要求。 注射機(jī)最大開(kāi)模行程校核 模具開(kāi)模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開(kāi)模距離，本次模具使用的注塑機(jī)的開(kāi)模行程是給定的，不受模具厚度的影響，當(dāng)模具的厚度變 化時(shí)，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機(jī)最大開(kāi)模行程大于模具所需的開(kāi)模距離就符合注塑的要求。 塑件所需的開(kāi)模距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。對(duì)在液壓機(jī)械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機(jī)上使用的一般澆口模具，其關(guān)系按 65 式校核 ： H1 + H2 + 5～ 10mm ≤ s （ 25） 16 式中 H1 — 脫模距離（ mm） ； H2 — 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)）（ mm） ； S — 注射機(jī)模板行程（ mm） 。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 H1 = 26 mm H2 = 69mm S = 180 mm H1 + H2 + 10 = 26 + 130 +10 = 166 mm 顯然， 166 180 因此，注射機(jī)模板行程也滿足要求。 模具的長(zhǎng)度和寬度校核 注射模具的外型尺寸要和注射機(jī)拉桿間距相適應(yīng)，校核其安裝時(shí)能否穿過(guò)拉桿空間在動(dòng)、定模板上固定。 由于模具的長(zhǎng) ?寬尺寸為 350 ?400mm，而已知注射機(jī)的動(dòng)定模板的尺寸為 350 ?400mm，固能 滿足安裝要求。 至此注射機(jī)型號(hào) 選擇 ， 注射機(jī) XSZ60合適注射要求 。 3 模具結(jié)構(gòu)方案 確定 模具 型腔數(shù)目及排列方式的 確定 型腔數(shù)目確定 為了使模具與注射機(jī)相配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證制件精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理確定型腔數(shù)目?？煞譃閱涡颓蛔⑸淠：投嘈颓蛔⑸淠?。但型腔注射模適用與制件較大，精度要求較高的或者小批量試生產(chǎn)，但塑料成型的生產(chǎn)率低，制件的成本高。而多型腔模具適用于大批量、長(zhǎng)期生產(chǎn)的小型制件，塑料成型的生產(chǎn)率高，制件的成本底。 型腔排位原則 ： ① 型腔排位應(yīng)有利于各腔同時(shí)、均勻 進(jìn)膠。 ② 多腔模各型腔排位緊湊，有利于縮短流道長(zhǎng)度。 ③ 多腔模各型腔間距不小于 25mm。 綜上所述，根據(jù)型腔數(shù)確定原則和線形形狀較簡(jiǎn)單，外形尺寸不大，大批量生產(chǎn)，因此，為能提高塑料成型的生產(chǎn)率，降低制件的成本，即 一模一腔 。 17 校核：由于模具選擇的型腔數(shù)目為 一模一腔 ，因此應(yīng)根據(jù)選擇的注射機(jī)進(jìn)行校核，這里采用根據(jù)注射量校核： 式中 G? 注射機(jī)的最大注射量， g 1m? 單個(gè)制件的質(zhì)量， g 2m? 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量， g 經(jīng)過(guò)校核，型腔數(shù)的確定滿足設(shè)計(jì)要求。 模具型腔數(shù)及排列方式的確定 由于采用 一模一腔 結(jié)構(gòu)，因此，對(duì)于多型腔模具，由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)密切相關(guān)，所以在 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮。 本題通過(guò)對(duì)模具結(jié)構(gòu)、澆注、系統(tǒng)的綜合考慮，采用如圖 （ 31） 所示排布方式。其優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)各型腔均勻進(jìn)料和達(dá)到同時(shí)充滿型腔的目的。 圖 31 型腔排列方式 塑件成型位置及分型面選擇 如何確定 分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面 受 到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較 。 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： 18 。 ，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 。 。 。 。 。 。 本任務(wù)中制件的分型 面，如圖（ 32）所示： 圖 32 主分型面 如這兩種方案所示：圖（ 32）的分型面在制件上端面，這樣的選擇使制件的上端面和下端面在同一平面內(nèi)，避免更多的分型面痕跡制件大部分外表面較光滑。僅在側(cè)向抽芯處有恩性痕跡，側(cè)向抽芯容易，制件脫模方便。 標(biāo)準(zhǔn)注射模架的選用 根據(jù)型腔排 列的方式以及初步確定的壁厚，按照 GB/T125561990 選定的模架為 350 ?400的模架。 4 澆注系統(tǒng)的確定 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料井等幾部分組成。澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體充滿型腔，并將注射壓力傳遞到模腔的各個(gè)部位， 以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確 19 的塑件。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和無(wú)流道澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。 則此塑件 采用普通澆注系統(tǒng)，由于是二型腔模，必須設(shè)置分流道，采用側(cè)澆口形式從零件側(cè)面進(jìn)料，利用分型面間隙排氣。 主流道設(shè)計(jì) 制件的形狀與尺寸對(duì)塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間有較大的影響因此，設(shè)計(jì) 時(shí)必須使熔體的熱量損失和壓力損失最小，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 XS— Z— 60 型注射機(jī)的噴嘴的有關(guān)尺寸為：噴嘴前端孔徑 d1