【文章內(nèi)容簡介】 由于內(nèi) 表面質(zhì)量要求不高，無精度要求，只需在外表面尖角處設(shè)置圓弧過渡。據(jù) 有關(guān)資料推薦，外壁圓角半徑可取 倍壁厚。 本塑件具有兩個內(nèi)螺紋構(gòu)件，由于螺紋直徑 較小，無法使用硅橡膠螺紋型芯強(qiáng)制脫模。 螺 紋型芯固定在塑件 一起脫出型腔，然后旋出螺紋型芯， 這種方法生產(chǎn)效率低，僅適用于小批量生產(chǎn)。 本設(shè)計采用自攻螺紋方式制造螺紋。塑件上的螺紋在使用時不經(jīng)常拆卸且緊固力不大時，可采用自攻螺釘直接旋入裝配即可，內(nèi)螺紋孔設(shè)置成光孔，底孔的脫模斜度為1176?！?2176。查相關(guān)資料，采用 M3規(guī)格的自攻螺紋，光孔底部直徑 d為 ,上部直徑 d′為 。 塑件的尺寸精度及表面質(zhì)量 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)計時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。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，精度要求低。根據(jù) GB10021996家用和類似用途單相插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)，零件重要尺寸為： ? ， ? 。其平行度、垂直度、對稱度等形位公差應(yīng)為 GB1184中規(guī)定的公差 7級。其余塑件尺寸采用標(biāo)準(zhǔn)中的 8級精度。根據(jù)以上分析可見，該零件的尺寸精度較低，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 表面質(zhì)量是一個相當(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。 該零件要求 注出的制件表面光滑，第 12 頁 共 46 頁 無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。 根據(jù) GB10021996 家用和類似用途單相插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)，塑件粗糙度全部為 ? 。 4 注塑成型的準(zhǔn)備 注塑成型工藝簡介 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下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段時間的保壓冷卻以后，開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。一般分為三個階段的工作。 (1)物料準(zhǔn)備 ： 成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進(jìn)行檢驗(yàn)，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標(biāo)。對于吸濕性強(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。 (2)注塑過程 ： 塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達(dá)到流動狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段。當(dāng)模腔充滿熔體時，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值。往后一段時間， 塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(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，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。這一階段的時間越長 ，分子定向的程度越高。從螺桿開始后退到結(jié)束，由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。倒流一直進(jìn)行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。其中，塑料凝結(jié)時的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。 (3)制件后處理 ： 由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動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，脫模后除引起時效變形外，還會使制件的力學(xué)性能，光學(xué)性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴(yán)重時會開裂。 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℃ ，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通常取 2～9小時。 第 13 頁 共 46 頁 注塑成型工藝條件 (1)溫度 ： 注塑成型過程 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 ”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；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。 增強(qiáng) PBT塑 料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 4— 1所示。 表 4— 1 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 210~220 240~260 230~240 210~230 70~110 200~212 210~220 表 4— 2 成型周期與壁厚關(guān)系 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 4— 3 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī) 類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 20~40 噴嘴形式 直通式 模具溫度 70 噴嘴溫度 (℃ ) 210~230 后段溫度 (℃ ) 210~220 中段溫度 (℃ ) 240~260 前段溫度 (℃ ) 230~240 注射壓力 MPa 80~100 保壓力 MPa 40~50 注射時間 s 2~5 保壓時間 s 10~20 冷卻時間 s 15~30 成型周期 s 30~55 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃ ) 120~135 干燥時間 (h) 2 由于 PBT 流動性好，分子鏈柔性也較好，制品內(nèi)殘留應(yīng) 力較小，通常無需后處理。只有對制品尺寸穩(wěn)定要求較高時，才作適當(dāng)處理，因此本設(shè)計無需后處理。 (2)壓力 ： 注射成型過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的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。對于像 PS 流動性好的料，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。背壓力是指注塑第 14 頁 共 46 頁 機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，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)，背壓的使用范圍約為~。 (3)時間 ： 完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，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間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時間一般為 3~5 秒，保壓時間一般為 20~120 秒，冷卻時間一般為 30~120 秒（這三個時間都是根據(jù)塑件的質(zhì)量來決定的，質(zhì) 量越大則相應(yīng)的時間越長）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn) 數(shù)值 如表 4— 2 所示。 經(jīng)過上面的經(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€推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 4— 3 所示 。 注塑機(jī)的選擇 (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 3/gcm ） 總體積 V =5998mm3 ； 總質(zhì)量 m= ?? ? ； 流道凝料 V’= (流道凝料的體積 (質(zhì)量 )是個未知數(shù) ,根據(jù)手冊取 ()來估算，塑件越大則比例可以取的越小 )； 實(shí)際注射量為： V實(shí) =5998= cm3 ； 實(shí)際注射質(zhì)量為： m實(shí) ===； 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 ，即： ≧ V實(shí) （ 41） V公 = V實(shí) / =? = cm3 ； (2)由鎖模力選定注射機(jī) F鎖 ?F= A分 P型 （ 42） =20xx30106 = （ KN） 式中 F鎖 — 注射機(jī)的鎖模力（ N） ； A分 — 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 ； P型 — 型腔壓力 。 第 15 頁 共 46 頁 由 PRO/E建模分析得： A分 =20xx 2mm 。 結(jié)合上面兩項(xiàng)的計算，初步確定注塑機(jī)，查國產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取 SZ60/450，主要技術(shù)參數(shù)如下 ： 結(jié)構(gòu)類型：臥 式 拉桿內(nèi)間距 (mm)： 280 250 理論注射容積 (cm3 )： 78 ~106 移模行程 (mm)： 220 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm)： 30 ~35 最小模具厚度 (mm)： 100 最大模具厚度 (mm)： 300 注射壓 (MPa )： 170 ~125 注射速率 (g/s) ： 60 ~75 鎖模形式 (mm)：雙曲軸 塑化能力 (g/s)： ~10 模具定位孔直徑 (mm)： 55 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min)： 10~150 噴嘴球半徑 (mm)： 20 鎖模力 (KN)： 450 5 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 分型面、型腔數(shù)量的選擇 分型面的選擇 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則： (1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； (2)便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊； (3)保證塑件的精度要求； (4)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； (5)便于模具加工制造； (6)對成型面積的影響； (7)對排氣效果的影響； (8)對側(cè)向抽芯的影響； 為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€ 或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱分型面。在設(shè)計中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。因此，應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則和塑第 16 頁 共 46 頁 件的成型要求來選擇分型面。分型面的選擇如圖 5— 1，不影響塑件的表面質(zhì)量，有利于排氣，而且在分型面產(chǎn)生的飛邊易于修整加工。塑件開模時留于動模部分，便于脫模，使模具結(jié)構(gòu)簡單。 圖 5— 1 分型面的選擇 型腔數(shù)量的確定 型腔數(shù)量的確定和校核 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)量 n ： 12nKM mn m?? （ 51） 式中 K — 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù) 一般取 ； nM — 注射機(jī)允許的最大注射量 1m — 單個塑件的質(zhì)量或體積（ g或 cm3 ） 2m — 澆注系統(tǒng)所需塑 料質(zhì)量或體積 在設(shè)計中根據(jù)塑件的特性和塑料的成型工藝，以及注射機(jī)的性能、設(shè)計工藝的要求和提高生產(chǎn)率，保證塑件的表面精度，取 2n? 。 塑件在成型采用四型腔，排列方式如圖 5— 2，這種平衡式排列最大的優(yōu)點(diǎn)就是保證各個進(jìn)料口同時均衡地進(jìn)料。一模兩腔對稱布置，生產(chǎn)效率適中，適應(yīng)中等批量生產(chǎn)的需要。 圖 5— 2 型腔排列方式 第 17 頁 共 46 頁 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指 塑料熔體從注射機(jī)噴嘴進(jìn)入模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道。它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔 ，并在填充和固化定型過程中，將型腔內(nèi)氣體順利排出，且將壓力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織嚴(yán)密，外形清晰，表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計的正確與否直接關(guān)系到注塑成型的效率和塑件質(zhì)量。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。 主流道設(shè)計 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。熔融塑料首先經(jīng)過主流道，所以它的大小直接影響塑料的速度及填充時間。主流道截面面積過小，塑料在流動過程中冷卻面積相對增加，熱