【文章內(nèi)容簡介】 。 — — 21 21177。 — — 22 22177。 — — 8 8177。 塑件表面粗糙度分析 該塑件外表面要求外觀光潔，色彩均勻，不允許有成型斑點和熔接痕，取外表面 Ra 為 m，而塑件內(nèi)表面粗糙度并無特殊要求，取 Ra為。 塑件形狀和結構分析 塑件壁厚分析 各種塑件 ，為了滿足 使用要求 都 具有一定的厚度 ，從而 保證 塑件本身的 力學強度 。塑件壁厚的最小尺寸除了要具備有足夠的剛度和強度之外，在脫模時能夠經(jīng)受推桿或者推件板的振動和沖擊。 塑件圓角分析 除塑件本身結構外避免采用尖角，盡可能采用圓角，避免因尖角造成應力集中，從而塑件的強度得以提高，同時，利于熔體的流動，塑件推出時方便。塑件采用圓角結構，與之對應的模具型芯、型腔等成型部分也是圓角，這樣也避免了模具上的應力集中，保證了模具的剛度、強度，避免了模具在淬火或使用時因應力集中而產(chǎn)生的裂開，該塑件外圍邊緣圓角 R=2mm，未標注圓角半徑 R=1mm。 塑件上孔的分析 塑件上的孔一般可分為通孔和盲孔。塑件中開關孔、三孔插孔、兩孔插孔以及側面方孔的孔邊距很大，滿足要求；只需確定 R3通孔和Φ 2盲孔孔邊 距是否滿足要求，因兩個孔之間存在一個Φ 6的圓柱凸臺，增加兩者的強度，滿足要求。 通孔深度不能太大，一般不超過孔徑的 ，否則型芯會彎曲。圖中 R3處孔深度為 2mm＜ 6，滿足要求；注射成型時，盲孔的深度應小于 4d(d為孔徑 )，盲孔Φ 2的深度 2mm＜ 4 2，滿足要求。 塑件脫模斜度的分析 為了使塑件從模具內(nèi)順利取出，防止塑件與模具粘連以及塑件表面產(chǎn)生劃傷等，塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向都應設計脫模斜度。查《塑料模具設計制造與資料匯編》表 712，查出 PC 材料，型腔脫模斜度為 35′～ 1176。，型 芯的脫模斜度為 30′～ 50′，確定塑件的脫模斜度為 1176。 塑件的結構工藝性分析 1）從圖 11上看，該塑件外形為四方殼罩，圓角過渡，壁厚均勻，且符合最小壁厚要求； 2）塑件型腔較大，有形狀規(guī)則的方孔、通孔、盲孔等，它們都符合最小孔徑的要求； 3）塑件型腔存在兩個用于連接時所需的孔，均符合最小孔徑要求； 4）塑件側面有一個用于與下蓋連接的方孔，需要考慮側向抽芯分型裝置； 5）為了便于塑件的順利脫模，在塑件內(nèi)表面設置 1176。的脫模斜度； 6）塑件內(nèi)部另一側面排列著兩組尺寸較小的內(nèi)凸，且每個突起間距較小，橫 截面為三角形，并無圓角，需要考慮鑲塊成型，并且成型內(nèi)凸鑲塊中間部位存在一個固定夜光裝置的孔，這個小孔也是需要在鑲塊上成型的。 桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 6 塑件的生產(chǎn)批量分析 注塑模具材料的選擇、注塑模具結構的確定很大程度上取決于塑件的生產(chǎn)類型。若塑件為大批量生產(chǎn)，模具的價格在整個生產(chǎn)加工費用中所占比例則相對較小，在模具設計時，延長模具使用壽命、提高生產(chǎn)效率就顯得尤為重要，所以模具設計時，要盡可能設計結構相對復雜、一模多腔、高精度、自動化程度高、使用壽命長的模具，若塑件生產(chǎn)批量為小批量，則模具價格所占的比例會增大，采用結構、 制造簡單的注塑模具，達到降低模具的成本的要求。該塑件的生產(chǎn)批量為大批量，采用一模多腔的塑料模具。 本章小結 本章節(jié)主要是對塑件的結構工藝性進行詳細地分析，包括塑件的表面粗糙度、壁厚、孔邊距、圓角以及脫模斜度等進行分析確定，同時根據(jù)精度等級確定塑件尺寸的公差。 桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 7 4 注射機的初步選擇 確定塑件的體積與質量 通過 Pro/E三維造型，查得插座上殼蓋的體積 V=179。， PC的密度 ρ =179。，所以，塑件的質量為 （ 41） 式中：ρ為 PC的密度， V為插座上殼蓋的體積。 確定型腔數(shù)目 模具型腔數(shù)量確定依據(jù)塑件本幾何形狀法人復雜程度和生產(chǎn)批量。由于該塑件兩側分別有側孔和內(nèi)凸，加上塑件本身結構相對復雜，塑件表面有較高的粗糙度要求，型腔數(shù)目不宜設計過多，但考慮到塑件的生產(chǎn)批量以及模具需要采用鑲塊成型，所以設計采用一模兩腔的結構。型腔平衡布置在型腔板兩側，這樣方便側抽芯的實現(xiàn)、澆口、流道的布置，有利于模具的平衡。 確定注射成型工藝參數(shù) 根據(jù)塑件的材料聚碳酸酯（ PC）的特性以及塑件結構特點，查《塑料模具設計指導與資料匯編》表 727初步確定塑件的成型工藝參數(shù)，見表 41。 表 41 塑件的模塑成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 內(nèi)容 工藝參數(shù) 內(nèi)容 預熱和干燥 溫度 110～ 120℃ 成型時間 /s 注射時間 20～ 90 時間 8～ 12h 保壓時間 0～ 5 料筒溫度 /℃ 后段 210～ 240 冷卻時間 20～ 90 中段 230～ 280 總周期 40～ 190 前段 240～ 285 螺桿轉速 28r/min 噴嘴溫度 /℃ 240～ 250 后處理 方法 紅外線燈、鼓 風烘箱 模具溫度 /℃ 90～ 110 溫度 /℃ 100～ 110 注射壓力 /MPa 80～ 130 時間 /h 8～ 12 確定模具溫度及冷卻方式 聚碳酸酯塑料粘度高，對剪切作用敏感，澆注系統(tǒng)設計時應設計冷料穴。模具溫度對塑件的質量存在較大影響，模具需要加熱，如果模溫低會影響其伸長率、收縮率、抗沖擊強度大，但假如模溫超過 120℃，塑件的冷卻緩慢，易黏模，導致脫模困難，延長了成型周期，無法保證塑件質量。該塑件厚度為 2mm，模溫取 80～ 120℃為宜。 聚碳酸酯的流動性差，溫度對其流動性影響較大，熔融溫度較高，粘度高，對剪切作用十分敏感，塑件質量很容易受到模具溫度影響，另外由于塑件結構復雜，塑料充滿型腔、冷卻保壓后塑件的各個部分塑料狀態(tài)不同，再加上 PC的冷 卻速度快，塑件壁厚為 2mm，屬于薄壁塑件，在模具設計時，不采用冷卻方式，使塑件在模具內(nèi)冷卻。 注射機的確定 該塑件采用注塑成型的方法，模具采用一模兩腔的結構，計算出一次成型注射量所用的塑料量為： （ 42） 式中： W為一次成型注射量， w為一腔的塑料量， w廢為澆注系統(tǒng)凝料。 根據(jù)一次成型注射量的分析以及考慮塑料的特性、塑件的結構、注射工藝參數(shù)及生產(chǎn)批量等因素，參考《塑料模具設計指導與資料匯編》表 731，初步選擇注塑機型號為 SZ100/80螺桿式注射機（經(jīng)桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 8 后面第 7 章中對注射機各個參數(shù)的校核， SZ100/80 型螺桿式注射機能滿足注射壓力、安裝尺寸、鎖模力、開模行程、注射量等要求，所以確定注射機型號為 SZ100/80型螺桿式注射機）。 SZ100/80型螺桿式注射機的主要技術參數(shù)，見表 42。 表 42 SZ100/80型注射機主要技術參數(shù) 序號 主要技術參數(shù)項目 數(shù)值參數(shù) 1 螺桿直徑 /mm 35 2 最大注射量 /cm179。 100 3 注射壓力 /MPa 170 4 鎖模力 /kN 800 5 拉桿間距 /(mm mm) 320 320 6 最大模具厚度 /mm 300 7 最小模具厚度 /mm 170 8 最大開模行程 /mm 305 9 噴嘴前端球面半徑 /mm 10 10 噴嘴孔直徑 /mm 4 11 定位圈直徑 /mm 100 本章小結 該章節(jié)主要是計算塑件體積和質量、確定型腔數(shù)目及確定 PC塑料所使用的合適的模具溫度冷卻方式，最后初選注射機，記錄注射機成型工藝參數(shù)。 5 注塑模具結構的設計 桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 9 注塑模基本結構是由動模、定模兩部分組成，動模部分是通過動模座板安裝在注射機的移動模板上，定模是通過定模座板安裝在注射機的固定模板上。注塑模結構設計包括成型部件、澆注系統(tǒng)、導向機構、脫模機構、側向抽芯機構，溫度調節(jié)系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等幾個部分設計。 分型面的選擇 注塑模具動模、定模兩個部分的分界面是分型面，是打開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的形狀應盡可能為平面。分型面應位于塑件截面尺寸最大的部位，是分型面選擇的首要原則，同時遵循分型面的其他選擇原則，確定分型面如圖 51所示： 圖 51 分型面的選擇示意圖 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是將熔融的塑料平穩(wěn)有序的填充到模具型腔，并在塑料填充、冷卻的過程中，把注射壓力平穩(wěn)的傳到型腔的每個位置，從而獲得組織致密、外形清晰的塑件。在整個塑料成型過程中，起到塑料流通，分配注射壓力的作用。 澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成?？紤]到塑件外觀要求較高，不允許出現(xiàn)熔接痕和斑點，同時模具采用一模兩腔的結構， PC材料的流動性較差等原因，澆口采用加工容易、修整方便、去除方便、澆口痕跡小的側澆口，模具采用單分型面注塑模。澆注系統(tǒng)的設計如圖 52所示。 圖 52 澆注系統(tǒng)設計 主流道和定位圈的設計 主流道一般位于模具中心線上，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。工作時，主流道與熱的注射機噴嘴持續(xù)接觸，反復接觸具有一定壓力和溫度的塑料熔體，同時開模取出塑件，如此冷熱交替循環(huán)，屬于易損件，對材料要求較高，所以該模具設計時，主流道采用可拆卸方便更換的澆口套。 噴嘴前端球面半徑 SR0=10mm，噴嘴孔直徑 d0=4mm,定位圈直徑為 100mm。為了避免主流道與噴嘴接觸時溢料，主流道與噴嘴之間的關系為： (51) 式中， SR為主流道球面半徑， SR0為噴嘴前端球面半徑， (52) 式中， d為流道小端直徑， d0為噴嘴孔直徑， 因此，取 =12mm，深度為 3～ 5mm，取 4mm，小端直徑 d=。 為了讓主流道凝料能順利地從澆口套中拔出，主流道應設計成圓錐形，其錐角為 2176?！?6176。，該設計取其斜度為 4176。同時為了使 熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計 r=2mm 的圓弧過渡。為了補償在注射機噴嘴沖擊下澆口套的變形，將澆口套的長度設計的比模板厚度少 。為了避免澆口套外圓盤軸肩淬火開裂和應力集中，轉角半徑 R取 3mm。如圖 51所示。 桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 10 圖 53 澆口套與定位圈的設計 定位圈是安裝模具時起定位作用的，定位圈外徑由注射機定位孔直徑確定，注射機定位圈直徑為100mm，一般定位圈高出定模座板表面 5～ 10mm，由 M6～ M8 的螺釘固定在模具定模座板上。 分流道的設計 分流道的截面形式有很多種，常見的有圓形、 U型、梯形等。 U型截面加工容易，效率高，且容易脫模，故采用 U型截面。 U型截面分流道的寬度 b一般為 5～ 10mm， 該設計采用寬度 b=8mm,半徑 R=3mm，深度 h=5mm,斜度 =5176?！?10176。，該設計取 10176。繪制分流道截面結構設計如圖 53所示。 圖 54 分流道截面結構圖 為了增加分流道與模具接觸的外層塑料的流動阻力，使外層塑料較好的形成絕熱層，分流道內(nèi)表面粗糙度一般取 m。 澆口的設計 塑件外表面要求有較高的表面質量，澆口位置不能設計在塑件外表面。根據(jù)塑件結構以及模具分型面等因素，選擇側澆口。側澆口一般開設在分型面上，從型腔端面進料，加工容易，澆口痕跡小，適合該塑件的模具設計。側澆口的截面采用典型的矩形截面，澆口搭接在塑件底側中間位置，去除凝料時不會在塑件外壁留下澆口痕跡，不影響塑件外觀。側澆口的設計如圖 54所示。 圖 55 側澆口的設計 中小型塑件側澆口 t=～ 2mm，取 t=1 mm，有搭接存在時，澆口長度 L=～ ，取 L=3mm，澆口寬度 b如下式： （ 53） 式中， k為塑料系數(shù)， PC取 ， A為塑件外側表面積， mm178。， t為澆口套深度， mm。 搭接部分的長度 Ll=b/2+(～ )=2mm。 冷料穴和拉料桿的設計 塑件推件方式為推件板推出，主流道的冷料穴開設在主流道對面的推件板上。采用球頭拉料桿的冷料穴，同時也利用塑件對球頭的包緊力，讓塑件更可靠的留在動模部分，位置設置在主流道末端。冷料穴的直徑與主流道大端直徑相同或略大一些，取拉料桿直徑為 6，取深 度為直徑的 1～ 。冷料穴與拉料桿設計如下圖 56所示。 桂林理工大學大學生優(yōu)秀畢業(yè)設計 論文 11 圖 56 冷料穴與拉料桿的設計 成型零部件設計 成型零部件通常包括型腔、型芯、成型桿、螺紋型芯和螺紋型環(huán)。該塑件模具成型零部件