【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 公稱尺寸在 80范圍內(nèi)，取 MT2B 級(jí)的公差數(shù)值為 ， MT3B 級(jí)的公差數(shù)值為 。 （ 2）尺寸精度的組成及影響因素 主要有模具、塑料材料以及成型工藝。 （ 3）制品尺寸誤差構(gòu)成為： s z c a? ? ? ? ?? ? ? ? (21) 公式中 ? —— 制件中的成型誤差 s? —— 塑件收縮率波動(dòng)所引起的誤差 z? —— 模具成型零件制造精度所引起的誤差 : c? —— 模具磨損后所引起的誤差 a? —— 模具安裝 ,配合間隙引起的誤差 。 湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念，包括微觀的幾何形狀和表層的物理力學(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。塑件的表面缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，益料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度決定性因素，通常要比塑件高出 1~2 個(gè)等級(jí)：即為 MT1B級(jí)，其公差數(shù)值為 m。 3 注塑成型的準(zhǔn)備 注塑成型工藝簡(jiǎn)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(dòng)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(shí)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(gè)階段的工作 ： （ 1）物料準(zhǔn)備；成型前應(yīng)對(duì)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(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)。對(duì)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(duì)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(dòng)狀態(tài)后，進(jìn)入模腔內(nèi)的流動(dòng)可分為注射，保壓，倒流和 冷卻四個(gè)階段 。由于塑料仍在流動(dòng)，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(dòng)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(shí)間越長(zhǎng)，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(huì)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(shí)為止。其中，塑料凝結(jié)時(shí)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(dòng)非常復(fù)雜，湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 再加上流動(dòng)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(shí)效變形外，還會(huì)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(shí)會(huì)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，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(shí)間與制件厚度有關(guān)，通常取 2～ 9 小時(shí)。 ） 注塑成型工藝條件 1） 溫度； ABS 料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 31 所示 .。 表 31 溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 料筒溫度 /176。 C 噴嘴溫度 /176。 C 模具溫度 /176。 C 熱變形溫度 /176。C 后段 中段 前段 170~180 50~80 83~108 150~170 90~108 165~180 180~200 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(dòng)的阻力，提供充模速度及對(duì)熔料進(jìn)行壓實(shí)等。保壓力的大小取決于模具對(duì)熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。背壓力是指注塑機(jī)螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)后退時(shí)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(shí)的剪切作 用增強(qiáng)，摩擦熱量增大，塑化效果提高。 3)時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。包括注射時(shí)間，保壓湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 時(shí)間，冷卻時(shí)間，其他時(shí)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(shí)間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時(shí)間和冷卻時(shí)間，在實(shí)際生產(chǎn)中注射時(shí)間一般為 5～ 8 秒，保壓時(shí)間一般為 20～ 60 秒，冷卻時(shí)間一般為 20～ 40秒（這三個(gè)時(shí)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(shí)間越長(zhǎng)）。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表 32所示。 表 32 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 25 85 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€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)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 33所示。 表 33 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） 290 噴嘴形式 直通式 模具溫度 80~120 噴嘴溫度 (℃ ) 250 后段溫度 (℃ ) 150~210 中段溫度 (℃ ) 170~230 前段溫度 (℃ ) 190~250 注射壓力 MPa 294~246 保壓力 MPa 80 注射時(shí)間 s 5 保壓時(shí)間 s 25 冷卻時(shí)間 s 30 其他時(shí)間 s 5 成型周期 s 65 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃ ) 80~100 干燥時(shí)間 (h) 1~3 后 處理溫度 70176。 C(紅外線 , 保溫時(shí)間 2小時(shí) . 湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 烘箱 ) 注塑機(jī)的選擇 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(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù) . (1)公稱注塑量；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 。 (2)注射壓力；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 。 (3)注射速率；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 。 常用的注射速率如表 34所示。 表 34 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量 /CM 125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間 /S 1 1.25 1.5 1.75 2.25 3 3.75 5 (4)塑化能 力；單位時(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 。 (5)鎖模力；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)被熔融的塑料頂開 。 (6)合模裝置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉桿空間 ,模板間最大開距 ,動(dòng)模板的行程 ,湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 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 。 (7)開合模速度；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 。 (8)空循環(huán)時(shí)間；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 。 選擇注塑機(jī) 由注射量選定注射機(jī)（材料密度為 ） 總體積 V= cm3； 總質(zhì)量 m=73g； V 實(shí) = 104+= cm3； m 實(shí) =。 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 倍公稱注射量原則，即： 公 ≥ V 實(shí) V 公 = cm3 結(jié)合上面的計(jì)算，初步確定注塑機(jī)為 表 32所示，查國(guó)產(chǎn)注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表取SZ100/60，主要技術(shù)參數(shù)如下。 表 2：國(guó)產(chǎn)注射機(jī) SZ25/25技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 立 拉桿內(nèi)向距 (mm) 440? 340 理論注射容積（ cm3） 100 移模行程 (mm) 260 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm) 35 最大模具厚度 (mm) 340 注射壓力 (MPa) 150 最小模具厚度 (mm) 10 鎖模力 (KN) 600 噴嘴球半徑 (mm) 12 湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 注射機(jī)的校核 注射壓力的校核 該項(xiàng)工作是校核所選注射機(jī)的公稱壓力 P 公能否滿足塑件成型時(shí)所需要的注射壓力P0，塑件成型時(shí)所需要的壓力一般由塑料的流動(dòng)性、塑件的結(jié)構(gòu)和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定，其值一般為 70～ 150MPa。 ABS 所需的注射壓力 P0如表 3 所示。 表 3： PC所需的注射壓力 P0 塑料 注射條件 厚壁件 中等厚壁件 難流動(dòng)的薄壁窄澆口件 ABS 100～ 120 120～ 150 150 P 公≥ p0，滿足條件。 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所施加的最大夾緊力。當(dāng)高 壓的塑料熔體充填模腔時(shí)，會(huì)沿鎖模方向產(chǎn)生一個(gè)很大的脹型力。為此，注射機(jī)的額定鎖模力必須大于該脹型力，即 F 鎖 ≥ F 脹 =A 分 P 型 式中， F 鎖 注射機(jī)的額定鎖模力（ N）； P 型 模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力 MPa，一般為注射壓力的 ～ 倍，通常為 20～ 40MPa； A 分 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（㎜ 2）。 F 鎖 ≥ F 脹 =A 分 P 型 =70?26?40+ 552 40=452740N F 鎖 ≥ F 脹 滿足要求。 開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，用 H表示，它必須小于注射機(jī)移動(dòng)模板的最大行程 S。 湖南理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 安裝部分相關(guān)尺寸的校 核 噴嘴尺寸：主流道的始端球面半徑 R應(yīng)比注射機(jī)噴嘴