【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 3）脫模斜度 尼龍 1010 的成型性能良好，成型收縮率不大，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為 1176。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 材料分析 尼龍 1010 的使用性能分析 具有很高的機(jī)械強(qiáng)度，軟化點(diǎn)高，耐熱，磨擦系數(shù)低，耐磨損，自潤(rùn)滑性，吸震性和消音性，耐油，耐弱酸，耐堿和一般溶劑，電絕緣性好，有自熄性，無毒，無臭，耐候性好，染色性差。缺點(diǎn)是吸水性大，影響尺寸穩(wěn)定性和電性能，纖維增強(qiáng)可降低樹脂吸水率，使其能在高溫、高濕下工作。尼龍與玻璃 纖維親合性十分良好。 聚甲醛 的加工性能 （ 1）結(jié)晶性料熔融范圍很窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶，流動(dòng)性下降。 （ 2）熱敏性強(qiáng)極易分解（但比聚錄乙烯稍弱，共聚比均據(jù)稍弱），分解溫度為 240℃，但 200℃時(shí)滯留 30 分以上也即發(fā)生分解，分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性、腐蝕性氣體。 （ 3）流動(dòng)性中等，溢邊值為 左右，流動(dòng)性對(duì)溫度變化不敏感，但對(duì)注射壓力變化敏感。 （ 4）結(jié)晶度高，結(jié)晶時(shí)體積變化大，成形收縮率范圍大，收縮率大。 （ 5）吸濕性低，水分對(duì)成形影響小，一般可不干燥處理，但 為了防止樹脂表面吸附水分，不利成形，加工前須進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用，特別對(duì)大面積薄壁塑件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥提條件一般用烘箱加熱，溫度為 90～ 100℃，時(shí)間 4 小時(shí)，料層厚度為 3cm。 (6）摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。 (7)宜用螺桿式注射機(jī)成形，余料不宜過多和滯留太長(zhǎng)，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不應(yīng)超過注射機(jī)注射克量的 75%，或取注射容量之值為 1:6～ 1:10.，料筒、噴嘴等務(wù)必防止有死角、 間隙而滯料，預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取低，并宜用單頭、全螺紋、等距、壓縮突變型螺桿。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 (8)噴嘴孔徑應(yīng)取大，并采用直通式噴嘴，為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭形，并設(shè)置單獨(dú)控制的加熱裝置，以適當(dāng)?shù)目刂茋娮鞙囟取? (9)模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小，進(jìn)料口宜小，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高應(yīng)防止滑動(dòng)，配合部件卡住，模具應(yīng)選用耐磨、耐腐蝕材料、并淬硬、鍍鉻，要注意排氣。 (10)必須嚴(yán)格空控制成形條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般 100～ 150℃），料溫稍高于熔點(diǎn)（一般 170～ 190℃）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對(duì)塑件質(zhì)量影 響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融料流動(dòng)，塑件內(nèi)外均勻冷卻、防止缺料、縮孔、皺折，模溫對(duì)結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取 75～ 120℃，壁厚大于 4mm 的取 90～ 120℃，小于 4mm 的取75～ 90℃，宜用高壓、高速注射，塑件可在叫高溫度使脫模，冷卻時(shí)間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后宜將塑件放在 90℃左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。 (11)在料溫偏高，噴嘴溫度偏低，高壓對(duì)空注射使易發(fā)生爆炸性傷人事故，分解時(shí)有刺激性氣體，易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火。 尼龍 1010 的收縮率分析 表 21 塑料 的收縮率 根據(jù)表 21 查出， 尼龍 1010 收縮性大，波動(dòng)性比較大， 尼龍 1010 的收縮率為 ～ %。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 塑件的壁厚 塑料制品應(yīng)該有 一 定的厚度，這不僅是為了塑料制品本身在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也是為了塑料在成型時(shí)有良好的流動(dòng)狀態(tài)。 還應(yīng)盡量使其各處壁厚均勻，壁厚太小，熔融塑料在模具型腔中的流動(dòng)阻力較大，難填充，強(qiáng)度剛度差；壁厚太大，內(nèi)部易生氣泡，外部易生收縮凹陷，且冷卻時(shí)間長(zhǎng)，料多亦增加成本。塑件壁厚與流程有關(guān)。所謂流程是指熔融物料由進(jìn)料口流向型腔各處的距離。各種塑料壁厚在其 常規(guī)工藝參數(shù)下，流程大小與塑件壁厚成正比，壁厚則其流程長(zhǎng)。表 2－ 2 為壁厚與流程的關(guān)系，用它能計(jì)算與其相對(duì)應(yīng)的塑件壁厚。 ??????? ?? LS （ 2－ 1） 式中 S—— 壁厚（ mm）； L—— 流程（ mm）。 mmS ???????? ?? 即 因?yàn)?,塑件最小壁厚為 ，符合 Smin≥ 的要求； 所以 ,塑件的結(jié)構(gòu)是合理的。 表 22 壁厚與流程的關(guān)系 塑料流動(dòng)性 計(jì)算式 說明 流動(dòng)性好（聚乙烯、尼龍等） ( 0 .5 )100LS ? ? ???? S－壁厚（ mm） L－流程（ mm） 流動(dòng)性中等（有機(jī)玻璃、聚甲醛等） ( 0 .8 )100LS ? ? ???? 流動(dòng)性差（聚碳酸酯、聚砜等） ( )100LS ? ? ???? 塑件壁厚受使用要求、塑料材料性能、塑件幾何尺寸以及成型工藝等眾多因素的制約。根據(jù)成型工藝的要求，應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻，避免有的部位太厚或者太薄，否則成型后會(huì)因收縮不均勻而使制品變形或產(chǎn)生縮坑，凹陷燒傷或者填充不足等缺陷。熱塑性塑料的壁厚應(yīng)該控制在 1mm～ 4 mm 之間。 太厚， 以 產(chǎn)生氣泡和缺陷，同時(shí)也不易冷卻。該產(chǎn)品圖反映出， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 此塑料件最 小 壁厚為 2 mm，壁厚均勻，在 1 mm～ 4 mm 的推薦值之間。 由于是中小型塑件，根據(jù)查資料教材， 尼龍 1010 塑件的最小壁厚 b 為 此產(chǎn)品滿足要求， 易于成型。 拔模斜度分析 材料為 尼龍 1010，查資料《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》，確定其拔模斜度1176。 分型面及排氣方式分析 主分型面選在塑件最大截面處及側(cè)抽芯分型結(jié)構(gòu)，排氣方式為模具分型面處間隙排氣。 塑件尺寸精度和表面粗糙度 塑件的尺寸精度是指成型后所獲得的塑件產(chǎn)品尺寸和圖紙中尺寸的符合程度 。一般而言，塑件尺寸精度是取決于塑料因材質(zhì)和工藝條件引起的塑料收縮率范圍大小，模具制造精度、型腔型芯的磨損程度以及工藝控制因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又在相當(dāng)大程度上影響塑件的尺寸精度。故而，塑件的精度應(yīng)盡量選擇的低些。 塑件的表面質(zhì)量包括塑件缺陷、表面光澤性與表面粗糙度，其與模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)。 目前，注射成型塑件的表面粗糙度通常為 ～ m。模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1／ 2，即 ～ m。 模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑 件對(duì)應(yīng)部位的表面粗糙度在數(shù)值上要低 12 級(jí)。 對(duì)于本產(chǎn)品， 表面質(zhì)量一般要求較高，在 以上。 本章小結(jié)： 本章主要介紹了本次設(shè)計(jì)的塑料滑輪的具體尺寸和利用 Pro/e 軟件完成其三維實(shí)體的繪制。并且對(duì)聚甲醛材料的使用性能和加工性能進(jìn)行了分析和完成了塑件設(shè)計(jì)的總體方案設(shè)計(jì)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 第 3章 注射機(jī)和模架的選用 注射模是安裝在注射機(jī)上的，因此在設(shè)計(jì)注射模具時(shí)應(yīng)該對(duì)注射機(jī)有關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行必要的了解，以便設(shè)計(jì)出符合要求的模具，同時(shí)選定合適的注射機(jī) 在選擇注射機(jī)之前，應(yīng)對(duì)理論注射量、鎖模力、模板外形尺寸、模架尺寸等參數(shù)進(jìn)行 計(jì)算。 注射機(jī) 工程 注射量的計(jì)算 通過 Pro/E 建模分析得塑件質(zhì)量屬性如圖 所示 塑件體積： V 塑＝ 14． 183 ㎝ 3 塑件質(zhì)量 Ｍ塑＝ ρ V 塑＝ 式中， ρ 可根據(jù)參考【 1】文獻(xiàn)附錄 C 取 2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 由于澆注系統(tǒng)的凝料再設(shè)計(jì)之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 照塑件體積的 倍 ~1倍來估算。由于本設(shè)計(jì)采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng) 的凝料和 2個(gè)塑件體積之和）為 V 總 ＝ 塑 ＝ ＝ ㎝ 3 3） 選擇注射機(jī) 根據(jù)以上計(jì)算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積為 V總 ＝ ㎝3， 由參考文獻(xiàn)【 1】式（ 3— 2） V公 ＝ V 總 /＝ ㎝3 根據(jù)以上計(jì)算，查《塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》第 表 131 頁預(yù)選用 XSZY60 型號(hào)的臥式注射機(jī)。 其主要技術(shù)參數(shù)如下： 理論注射溶劑 /cm179。 125 移模行程 /mm 300 注射壓力 /MPa 150 最大模具厚度 /mm 300 注射速率 /g/s 110 最小模具厚度 /mm 200 塑化能力 /g/s 模具定位孔直徑 /mm 100 鎖模力 /KN 900 噴嘴球半徑 /mm 12 拉桿內(nèi)間距 /mm 260 360 噴嘴孔直徑 /mm 4 鎖模力的計(jì)算 cpP A?鎖 （ 33） 式中 P 鎖 —— 注射機(jī)最大鎖模力（ KN）； n —— 型腔個(gè)數(shù)； cpP —— 模具成型時(shí)模腔的平均壓力（ Mpa）。 (1) 對(duì)于易成型制品（ PE、 PP、 PS）， cpP ＝ 20－ 25Mpa； (2) 對(duì)于薄壁容器，框架類制品， cpP ＝ 30Mpa； (3) 對(duì)于 ABS、 PMMA、 PC 等高粘度、高精度制品， cpP ＝ 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 35Mpa； (4) 對(duì)于高精度機(jī)器零件， cpP ＝ 40～ 45Mpa； A—— 塑件在開模方向的最大投影面積（ cm2）。 P 鎖 ≥ cpP A ＝ 350 510 π ≈ 注射機(jī)的選擇 注射機(jī)的類型選擇 塑料注塑機(jī)品種規(guī)格繁多，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)可分為不同的類型。 ， 主要分為柱塞式和螺桿式兩大類。 、立式和角式。 ， 可分為直壓式和液壓肘桿式。 規(guī)格大小分類 ， 可分為超小型、小型、中型、大型、超大型。 類 可分為普通注塑機(jī)、精密注塑機(jī)、多色注塑機(jī)、排氣注塑機(jī)、氣體輔助注塑機(jī)、多工位注塑機(jī)等等。 目前，在實(shí)際生產(chǎn)中，除特殊工藝外，應(yīng)用最為普遍的為普通型臥式螺桿注塑機(jī)。臥式注射機(jī)的注射裝置和定模板在設(shè)備的一側(cè)，而鎖模裝置、動(dòng)模板、推出機(jī)構(gòu)均設(shè)置在另一側(cè)。臥式注射機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)體較矮，容易操作加料，制件推出后能自動(dòng)落下，便于實(shí)線自動(dòng)化操作，缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大，模具安裝比較麻煩。其結(jié)構(gòu)如圖 31所示 。 ? ? ? ? ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 31 臥式注射機(jī)外形 1鎖模液壓缸 2鎖模機(jī)構(gòu) 3動(dòng)模板 4推桿 5定模板 6控制臺(tái) 7料筒及加熱器 8料斗 9定量供料裝置 10注射缸 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時(shí)間等 .這些參數(shù)是設(shè)計(jì) ,制造 ,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。 ：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。 ：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。 ：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。 ：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量 .塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào) ,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。 ：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。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ：包括模板尺寸 ,拉桿空間 ,模板間最大開距 ,動(dòng)模板的行程 ,模具最大厚度與最小厚度等 .這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍。 ：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn) ,以及開模 ,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 ,開模時(shí)由慢到快在到停。 ：在沒有塑化 ,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。 根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射量和所需要的鎖模力的計(jì)算值，選用 XSZY125 臥式注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)見下表 31所示。 表 31 注射機(jī)參數(shù)表 結(jié)構(gòu)類型 臥式 拉桿內(nèi)間距 360 360mm 理論注射容量 125cm3 開模行程 220mm 螺桿的直徑 30mm 最大模具厚度 200mm 注射壓力 150MPa 最小模具厚度 70mm 注射速率