【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ） 5 表 PVC 塑料注射工藝參數(shù) [1] 名稱 參數(shù)名稱及單位 參數(shù) 工藝參數(shù) 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速 1min??r 20~30 噴嘴 溫度 C? 150~170 形式 直通式 料筒溫度 前段 C? 170~190 中段 C? 165~180 后段 C? 160~170 模具溫度 C? 30~60 注射壓 力 MPa 80~130 保壓壓力 MPa 40~60 注射時(shí)間 s 2~5 保壓時(shí)間 s 15~40 冷卻時(shí)間 s 15~40 成型周期 s 40~90 4 塑件的工藝分析 6 4 塑件的工藝分析 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析的內(nèi)容主要包括：塑件的結(jié)構(gòu)分析、尺寸和精度分析、表面粗糙度分析、塑件壁厚和脫模斜度分析等。另外還有圓角、孔、嵌件、加強(qiáng)筋、支承面等，在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，因分析主要因素，并和所設(shè)計(jì)塑件有關(guān)。 塑件的結(jié)構(gòu)分析 若要獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制件，首先要合理選用塑件的原材料，其次就是要考慮塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性，對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，不僅能使設(shè)計(jì)者很好掌握塑件的特征，使成型工藝得以順利進(jìn)行，而且還能滿足塑件和模具的經(jīng)濟(jì)性要求，設(shè)計(jì)出合格、合理、優(yōu)質(zhì)的模具。 標(biāo)準(zhǔn) 8 位的 RJ45 水晶頭接線座，外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜，沒(méi)有螺紋金屬嵌件與文字標(biāo)識(shí)符號(hào)等，其有側(cè)凹部分，必須采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。其零件結(jié)構(gòu)如下圖所示：（注：具體尺寸詳見(jiàn)零件圖） 圖 塑件結(jié)構(gòu)圖 從以上分析可以看出 RJ45 作為接口設(shè)備，要求零件有一定的強(qiáng)度和剛度，有耐磨性，絕緣性；該制件結(jié)構(gòu)屬于中等復(fù)雜程度，結(jié)構(gòu)工藝性合理，不需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改，制件尺寸精度中等，對(duì)應(yīng)零件尺寸容易加工，精度易保證，注射時(shí)在參數(shù)控制好的情況下，能成型合格制件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 塑件尺寸及精度分析 塑件尺寸的大小取決于塑料的流動(dòng)性。影響塑料制件尺寸精度的因素有： a. 塑料收縮率的波動(dòng)； b. 成型工藝條件的變化； c. 塑件成型后的時(shí)效變化； d. 模具結(jié)構(gòu)形狀； e. 模具的制造精度和使用磨損。 塑件的尺寸精度一般不高，因 此，在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級(jí)。塑件的尺寸公差可依據(jù) SJ1372— 78 塑件公差值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。塑料公差等級(jí)的選用與塑料品種有關(guān)，根據(jù)各種塑料收縮率的變化不同，塑料的精度等級(jí)可分為：高精度、一般精度和低精度。參見(jiàn)表 。 表 精度等級(jí)的選用 [2] 塑料品種 ` 公差等級(jí) 標(biāo)注尺寸公差 未注公差尺寸 高精度 一般精度 硬聚氯乙烯（ RPVC） MT2 MT3 MT5 軟聚氯乙烯（ SPVC） MT5 MT6 MT7 塑件表面質(zhì)量分析 塑料制件的表面粗糙度是決定其表面質(zhì) 量的主要因素。塑件的表面粗糙度主要與模具型腔表面的粗糙度有關(guān)，一般要求模具型腔表面的粗糙度比塑件低1~2 級(jí)。塑件的表面粗糙度 Ra 一般為 ~ m。透明塑件 PVC 來(lái)說(shuō)，要求型芯和型腔的表面粗糙度相同。 對(duì)于 RJ45 接線插座而言，其表面質(zhì)量一般要求如下：表面沒(méi)有缺陷、毛刺，而且有較好的光潔度；曲線光滑，必要圓角，避免尖角；塑件表面具有良好的耐磨性。 塑件脫模斜度分析 塑件在冷卻的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，因此，脫模前會(huì)緊緊地包住凸模 (型芯 )或模腔中其他凸起的部分。為了便于脫模，防止塑件表面在脫模時(shí) 劃傷、擦毛等，在設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須提出脫模斜度的要求。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 影響塑件脫模斜度大小的因素：塑件的性質(zhì)；收縮率大小；摩擦系數(shù)大??；塑件壁厚和幾何形狀等。硬質(zhì)塑料的脫模斜度比軟質(zhì)塑料大；常用塑料的脫模斜度見(jiàn)表 。 表 常用塑料的脫模斜度 [2] 塑料名稱 脫模斜度 型腔 型芯 PE、 PP、 LPVC、 PA、 CPT 25′~45′ 20′~45′ HPVC、 PC、 PSU 35′~40′ 30′~50′ PS、 PMMA、 ABS、 POM 35′~1176。30′ 30′~40′ 熱固性塑料 25′~40′ 20′~50′ 塑件的脫模斜度與塑料的品種有關(guān)，一般區(qū) 176。，最小為 15′～ 20′。結(jié)合表 和分析塑件的形狀，最終決定，型腔的脫模斜度為 40′，型芯脫模斜度為 45′。 塑件的壁厚分析 塑件有一定的壁厚，可以使塑料制件在使用過(guò)程中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且可以使塑件在成型時(shí)報(bào)紙良好的流動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)，塑件有一定的壁厚可以承受脫模推出力。同一塑件的壁厚應(yīng)該一致，否則會(huì)因?yàn)槔鋮s或固化速度不同產(chǎn)生應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生變形、縮孔及凹陷等缺陷。熱塑性塑件的壁厚一般推薦在 1~4mm。 塑件壁厚受使用要求、材料性能 、塑件尺寸和成型工藝等諸多因素制約。為滿足成型工藝條件，應(yīng)盡量使制件各部分壁厚均勻，不同壁厚的比例控制在 1： 3之間。經(jīng)過(guò)測(cè)量，該零件的壁厚較為均勻，大致為 ~3mm，其值在推薦值之間，易于成型。 塑件的體積和質(zhì)量 根據(jù) RJ45 接線座的尺寸和技術(shù)要求，由工程圖繪制其三維實(shí)體模型，通過(guò) Pro/E 實(shí)體建模分析后，其體積為： mmV ?? ； PVC 的密度為3/ cmg?? ； 從 而塑件的質(zhì)量： gm 5 7 9 ??? 。5 注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 9 5 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 選擇合適的注射機(jī)是注塑加工正常進(jìn)行的前提，通常影響注射機(jī)選擇的重要因素包括模具、產(chǎn)品、塑料、成型要求等，所以在選擇注射機(jī)前應(yīng)先對(duì)一些相關(guān)的要點(diǎn)進(jìn)行匯總分析，如： a 模具尺寸 (寬度、高度、厚度 )、重量以及特殊設(shè)計(jì)等； b 使用塑料的種類及數(shù)量 (單一原料或者多種塑料 )； c 注塑成品的外觀尺寸； d 成型要求，如產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)速度、批量等。 初選注射機(jī)規(guī)格 已知 PVC 注射壓力 80~130MPa；塑件體積 V= ? 10179。mm179。；質(zhì)量Vg=。根據(jù) PVC 塑料的注射特性，以及 RJ45 接線座塑件設(shè)計(jì)要求，綜合模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，包括澆口套、模架、推出機(jī)構(gòu)等尺寸，可以初步選定注射機(jī)的型號(hào)： HTF86/TJ(B)。其規(guī)格參數(shù)列如表 中： 表 注射機(jī)的參數(shù)表 額定注射量 ( 3cm ） 147 柱塞直徑 (mm ) 36 注射壓力 (MPa ) 183 注射行程 (mm ) 170 注射方式 螺桿式 最大成型面積 （ 3cm ） 160 鎖模力 (kN ) 860 拉桿有較距離 (mm ) 360? 360 開(kāi)模行程 (mm ) 310 模具最大厚度 (mm ) 360 模具最小厚度 (mm ) 150 頂出形式 中心設(shè)頂桿，機(jī)械頂出 頂出力 (kN ) 33 噴嘴球半徑 (mm ) 12 噴嘴口孔徑 (mm ) 3 模板尺寸 (mm ) 535 535 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 最大注射量校核 最大注射量是指注塑機(jī)一次注射塑料的最大容量，在選擇注射機(jī)是，一定要保證注射機(jī)的最大注射量大于成型塑件所需的總注射量。一般來(lái)說(shuō)，注射模一次成型的塑料重量（塑件和流道凝料之和）應(yīng)在注射機(jī)理論注射量的10%~80%之間；如果要保證產(chǎn)品的品質(zhì)，又能充分發(fā)揮注射機(jī)的性能，則應(yīng)選畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 在 50%~80%之間為好 [8]。即： pKmmnm ?? 1 式中 pm 為注射機(jī)允許的最大注射量（ g或 3cm ）， K 為利用系數(shù)，一般 K=。 由軟件對(duì)模具的澆注系統(tǒng)和塑件的體積進(jìn)行分析，其一次成型需要的塑料體積為 V= 3cm ，所選的注射機(jī)最大注射量為 pKm =48 3cm ，所選注射機(jī)額定注射量 147 3cm 符合要求。 鎖模力的校核 當(dāng)注射高壓熔融塑料時(shí)，在模具型腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生使模具分型面漲開(kāi)的力，在選擇注射機(jī)時(shí)，這個(gè)力應(yīng)當(dāng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 pF [8]，這樣才能保證不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即： pz FAnApF ??? )( 1 式中 Fz 是熔融塑料在分型 面上的漲開(kāi)力， p 為型腔內(nèi)的壓力，一般取20~40MPa。 對(duì)塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積分析，其面積約為 2mm ，則其漲開(kāi)力 M P aF z 3 ???? ?，所選注射機(jī)的鎖模力為MPaFp 860? 。所以所選設(shè)備滿足要求。 注射壓力校核 塑料成型所需要的注射壓力通常由注射機(jī)的類型、噴嘴的形式、澆注系統(tǒng)的壓力損失 、塑料的品種、塑件的形狀等因素決定。校核注射壓力是核定注射機(jī)的額定注射壓力是否大于成型時(shí)所需要的注射壓力。通常來(lái)說(shuō)粘度較大、形狀細(xì)薄、流程較長(zhǎng)的塑件注射壓力取大些；而柱塞式比螺桿式的注射壓力損失大，所以其注射壓力也應(yīng)相對(duì)取大些。在成型 PVC 塑料時(shí)，其注射壓力一般在80~120MPa， RJ45 接線座塑件壁厚均勻，流程短，其注射壓力取中等值能滿足成型要求。 HTF86/TJ(B)的額定注射壓力為 183MPa，滿足成型要求。 注射機(jī)安裝部分與模具相關(guān)尺寸校核 注射機(jī)與模具相關(guān)尺寸的配合是為了保證模 具能順利安裝到注射機(jī)上并生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。其通常包括噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度以及模板的安裝螺孔尺寸等。 a. 噴嘴尺寸校核 模具設(shè)計(jì)中，主流道始端球面（澆口套大端球面）必須比注射機(jī)噴嘴頭部球面略 1~2mm；主流道小端直徑要比噴嘴直徑略大 ~1mm 以防止脫模困難。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 HTF86/TJ(B)注射機(jī)的噴嘴圓弧半徑為 12mm，噴嘴直徑為 3mm；在本次設(shè)計(jì)中澆口套的球面半徑為 14mm，小端直徑為 ，所選注射機(jī)參數(shù)符合要求。 b. 定位圈尺寸校核 模具的主流道中心線應(yīng)與注射機(jī)噴嘴的中 心線重合，為此，模具定模板上定位圈與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈松動(dòng)的間隙配合。 c. 最大最小模厚校核 模具的總厚度應(yīng)位于注射機(jī)可安裝模具的最大模厚與最小模厚之間。同時(shí)模具的外形尺寸應(yīng)能能從注射機(jī)的拉桿之間裝入。所選注射機(jī)的拉桿空間為360? 360mm，模具外形尺寸為 300? 350mm；模具合模厚度為 325mm，注射機(jī)360max ?H ， 150min ?H ，模具的厚度在最大模厚與最小模厚之間。所以所選注射機(jī)滿足要求。 d. 開(kāi)模行程校核 對(duì)于單分型面模具來(lái)說(shuō)，其開(kāi)模行程校驗(yàn)公式 [8]： mmHHS )10~5(21 ??? 式中 S—— 注射機(jī)最大開(kāi)模行程； H1—— 推出距離； H2—— 包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度。 在此次設(shè)計(jì)中，所設(shè)計(jì)模具需要利用開(kāi)模動(dòng)作完成側(cè)向抽芯，所以其開(kāi)模行程要考慮側(cè)向抽芯所 需的開(kāi)模行程 Hc，當(dāng) 21 HHHc ?? 時(shí)， Hc 對(duì)開(kāi)模行程沒(méi)有影響，反之，則應(yīng)用 Hc 代替 H1+H2[8]。 HTF86/TJ(B)注射機(jī)的開(kāi)模行程為 310mm， H1=， H2=，Hc=； 即有 Smax=310? +=,所選注射機(jī)符合要求。 綜合參數(shù)校驗(yàn)和尺寸校核， HTF86/TJ(B)注射機(jī)符合成型要求。 6 塑件制件在模具中的位置 12 6 塑料制件在模具中的位置 型腔數(shù)目的確定 在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì)中，型腔數(shù)目的確定方法主要有兩種： a. 首先確定注射機(jī)的型號(hào)，在根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目。 b. 先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和制件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。 一般可以按以下幾點(diǎn)對(duì)型腔數(shù)目進(jìn)行確定： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按注射機(jī)的最大注射量ｍ p； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按注射機(jī)的額定鎖模力 Fp； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 按塑件 的精度要求； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 考慮到 RJ45 接線座屬于日用品，為單塑件；綜合以上因素，這里考慮采用方案 (2)的方法確定型腔數(shù)目，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，以及提高生產(chǎn)效率，考慮采用一模八腔的形式。 型腔的布局 多型腔模具的模具分型面上的排布形式可以分為平衡式和非平衡式，平衡式布置，其特點(diǎn)為：主流道到各型腔澆口的分流道的長(zhǎng)度、截面形狀和尺寸均對(duì)應(yīng)相同，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；非平衡式布置，其特點(diǎn)為：主流道到各型腔澆口分流道的長(zhǎng)度不同，不利于均衡進(jìn)料；非平衡是布局能明顯縮短分流道的長(zhǎng)度，節(jié)約塑件的原材料。 分型面的設(shè)計(jì) 分型面設(shè)計(jì)是注射模的一個(gè)關(guān)鍵步驟，分型面的選擇影響塑件的成型與脫模、模具的結(jié)構(gòu)與制造等。在設(shè)計(jì)分型面時(shí)，應(yīng)遵循以下原則 [2]： a. 分型面應(yīng)該選在塑件外形的最大輪廓處； b. 分型面的選擇應(yīng)該有利于順利脫模； c. 分型面的選擇應(yīng)該保證塑件的精度要求和外觀要求；； d. 分型面的選擇應(yīng)該方便模具的加工制造 e. 分型面的選擇應(yīng)該有利于排氣。 RJ45 接線座塑件的外形最大輪廓為其外表面輪廓，以其上表面作為分型面不僅容易 分型，而且也有利于抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其具體分型面選擇如下圖 6 塑件制件在模具中的位