【文章內(nèi)容簡介】 M g。 14020R68R10R12R35R40 圖 21 放大鏡二維圖 1. 外形尺 寸 該塑件的尺寸不大，塑料的熔體流程不太長，適合于注射成型。 2. 精度分析 4 每個尺寸的公差不一樣。有的屬于一般的精度，有的屬于高精度，就按實際公差進行計算。 3. 脫模斜度 PS 屬于無定型塑料，成型收縮率較大，所以選擇該塑件上型芯和凹模斜度為 1? 。 PS 的性能分析 注射材料選擇低壓聚 苯 乙烯，英文所寫為 PS。 聚 苯 乙烯無臭，無毒 ,手感似蠟 ,具有優(yōu)良的耐低溫性能 。 1. 使用性能 綜合性能好，沖擊 強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐腐蝕性，絕緣性能良好，易于成型和機械加工，適合制作一般的機械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。 2. 成型性能 PS 是無定型塑料 ,吸濕性小，不易分解 流動性較好，溢邊值 左右；塑件壁厚應均勻，不宜有嵌件，缺口，尖角；可用螺桿或螺塞式注塑機加工，宜用高料溫，高模溫，低注射壓力，可采用各種形式進料口，脫模斜度宜 2度以上，可用熱澆道系統(tǒng) [12]。 3. PE 的主要性能指標見表 21。 表 21 PE主要性能指標 密度 /gcm3 ～ 屈 服強度 /Mpa 35～ 63 凝固放出熱量 /kjkg1 590～ 690 拉伸強度 /Mpa ～ 吸水性 /% ＜ 拉伸彈性模量 /Mpa ～ 熔點 /℃ 131℃ ～ 165℃ 抗彎強度 /Mpa 61～ 98 計算收縮率 (%) ~ 抗壓強度 /Mpa 80～ 112 比熱容 /kg℃ 1340 彎曲彈性模量 /Mpa 60～ 130 PS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 1. 射成型過程 5 成型前的準備 ,對 PS的色澤、粒度和均勻度等進行檢測，由于 PS吸水性極小，成型前無需進行干燥；注射過程 ,塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段；塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~70℃ ，處理時間為 16~20s。 2. 注塑工藝參數(shù) (1) 注塑機 螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為 28r/min。 (2) 料筒溫度 （ ℃ ） 后段 140~160； 中段 160~170； 前段 170~200。 (3) 噴嘴溫度 （ ℃ ） 160~180。 (4) 模具溫度 （ ℃ ） 60~70。 (5) 注射壓力 （ MPa） 60~100。 (6) 成型時間 （ S） 36（ 注射時間取 2，冷卻時間 22，輔助時間 12） [13]。 分型面的選擇 分型面是指分開模具取出塑料和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。一副模具根據(jù)需要可能有一個或者兩個以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平行或者傾斜。分型面的除了受排位的影響外，還受塑件的形狀、圍觀、精度、澆口位置、滑塊、推出、加工、等多種因素影響。分型面選擇是否 合理是塑件能否完好成型的先決條件，一般應考慮以下幾個方面：符合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具內(nèi)取出，分型面位置應設在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位；分型線不影響塑件外觀，即分型面應盡量不破壞塑件光滑的外表面；確保塑件留在動模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；確保塑件質(zhì)量，例如，將有同軸度要求的塑6 件部分放到分型面的同一側(cè)；應盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡單，應盡量避免定?；瑝K；滿足模具鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定、動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分 型面；另外，分型面是曲面時，應加斜面鎖緊；合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置；有利于模具加工 [14]。 綜合以上要求本設計分型面開設在 端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上。其位置如圖 22所示。 1— 凸模； 2— 凹模； 3— 分型面 圖 22 分型面示意圖 型腔數(shù)量和排列方式的確定 型腔數(shù)量的確定 該塑件采用精度為 6 級精度，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時考慮塑件尺寸和模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關系，以及制造費用和各種成本費等因素，初步定為一模兩腔的結(jié)構(gòu) 形式。 型腔排列形式的確定 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與澆口開設的部位對稱 [15]。由于該設計選擇的是一模兩腔，故采用直線對稱排列，如圖7 21所示。 1— 分流道； 2— 凹模； 3— 型腔； 4— 主流道 圖 21 型腔排列示意圖 注射機型號確定 注射量的計算 經(jīng) 過 計算 ，單 個塑 件注 射 量 3cm60?V , 所以 兩腔 的注 射量 為3cm120260 ???塑V 。 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不是能準確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按塑件體積的 ~1 倍來估算。由于采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的 倍來計算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為 ? ? 3cm1 4 2 ????? 塑總 VV (21) 8 選擇注塑機 根據(jù)第二步計算出來的一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量 3cm144?總V ，并結(jié)合教材公式 3cm2 2 ?? 總公 VV .。根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為 200400 cm3 ，注射機型號為 G54S200/400 臥式注射機，如圖 24 所示。 1— 噴嘴； 2— 料筒； 3— 螺桿； 4— 料斗 圖 24 螺桿式注射機示意圖 其主要技術(shù)參數(shù)見表 22。 表 22 G54S200/400 臥式注射機主要技術(shù)參數(shù) 額定注射容量 / cm3 104 移模行程 /mm 260 螺桿柱塞直徑 /mm 55 最大模具厚度 /mm 406 V注射壓力 /Mpa 109 最小模具厚度 /mm 165 注射方式 螺桿式 鎖模形式 液壓 機械 動、定模固定板尺寸 532634 模具定位孔直徑 /mm 125 螺桿轉(zhuǎn)速 /r min1 28 噴嘴球半徑 /mm 18 鎖模力 /kN 2540 噴嘴口孔徑 /mm 4 拉桿內(nèi)間距 /mm 368290 頂出形式 中心頂出 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從以上的分析可知，本模具設計為一模兩腔，對稱直線排列， 根據(jù)塑件9 結(jié)構(gòu)形狀，推出機構(gòu)擬采用推桿推出形式。 推桿脫模機構(gòu)是最簡單、最常用的一種形式，具有制造簡單、更換方便、推出效果好等特點。推桿直接與塑件接觸，開模后將塑件推出。 塑件中心用 2 根推桿，底邊用 4 根推桿。 推桿端面應和塑件成型表面在同一平面或比塑件成型表面高出 ~ mm。 脫模機構(gòu)完成塑件的頂出后，為進行下一個循環(huán)必須回復到初始位置，目前常用的復位形式主要有復位桿復位和彈簧復位 。 本設計采用復位桿復位 。冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水冷卻方法，利用模具分型面和配合間隙自然排氣。使用 Z 行拉料桿，凹模和凸模都使用整體嵌 入式。 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型塑件要有足夠的剛度、強度、耐磨性以及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件是小批量生產(chǎn)，所以嵌入式凹、凸模鋼材 選用 45 號鋼。注射系統(tǒng)設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設分型面取出凝料，動模部分需要添加定模板和定模坐板。由上綜合分析可確定選用帶推桿的單分型面注射模。 第 3 章 部件的設計計算 澆注系統(tǒng)設計 主流道的設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體 的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝體的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模10 時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套 [16]。 1. 主流道尺寸 (1) 主流道的長度 小型模具 主L 應盡量小于 60 mm，本次設計中初取 60mm 進行設計。 (2) 主流道小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸 +（ ~1） mm=（ 4+1） mm=5 mm (3) 主流道大端直徑 d′ =d+2 主L tan(α/2)≈8mm， 式中 α=3176。 (4) 主流道球面半徑 SR=注射機噴嘴球頭半徑 +（ 1~2)mm=(18+2） mm= 20 mm (5) 球面的配合高度 h=5 mm 2. 主流道的凝料體積 ? ? ? ?332222??????????? 主主主主主主 RRLL ? (31) 3. 主流道當量半徑 ? ? ??? 主主RR n (32) 4. 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，易磨損。對材料要求嚴格，因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設計中常采用碳素工具鋼（ T8A 或 T10A） ，熱處理淬火表面硬度為50~55HRC[17]，如圖 31 所示。 11 圖 31 澆口套示意圖 分流道的設計 1. 分流道的布置形式 在設計時應考慮盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。分流道表面粗糙度要求不是很低，一般取 aR = 即可，此處取 aR 為[18]。 2. 分流道的長度 由于流道設計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設計，分流道較短，故設計時可適當選小一些。單邊分流道長度 分L 取 17cm。 3. 分流道的當量直徑 該塑件質(zhì)量為 塑M =57g200g,根據(jù)經(jīng)驗公式，分流道的當量直徑為 6 5 6 5 44 ????? 分塑分 LMD (33) 所以 mm2?分R 4. 分流道截面形狀 常用分流道截面形狀有圓形、梯形、 U形、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設計在分型面上。本設計采用梯形截面，開設在凹模上。其加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失、流動阻力均不大。 12 5. 分流道截面尺寸 梯形截面分流道尺寸可按以下比例選取， h =（ 2/3） 1b ,2b =(3/4)1b ,其中1b 根據(jù)成型條件和模具結(jié)構(gòu)確定，一般 1b =510mm。本設計 1b 取 10mm， 2b 取8mm， h 取 4mm。如圖 32所示。 1— 分型面； 2— 凹模； 3— 凸模； 4— 分流道 圖 32 分流道示意圖 則該梯形的截面積為 分A =（ 21 bb? ） h =36 mm2 6. 凝料體積 (1) 分流道總長 L =2 分L =217=34 (2) 凝料體積 分V = L 分A =3436=1224 mm3= (34) 澆口設計 澆口又稱進料口，是分流道與型腔之間的狹窄部分，也是澆注系統(tǒng)中最短小的部分，它使塑料熔體產(chǎn)生加速度，以利于迅速充滿型腔，同時還起到封閉型腔防止熔體倒流的作用，并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的設計與塑料性能、塑件形狀、截面 尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝參數(shù)等有關?？偟囊笫鞘谷哿弦暂^快的速度進入并充滿型腔，同時在充滿型腔后能13 適時冷卻封閉，因此澆口的截面要小、長度要短，這樣可以增大料流速度，快速冷卻封閉，且便于塑件與澆口凝料分離，不留明顯的澆口痕跡，保證塑件外觀質(zhì)量。對于多腔模具，澆口能用來平衡進料。澆口的理想尺寸很難計算，一般可根據(jù)經(jīng)驗估算，澆口截面積約為分流道截面積的 3%9%，斷面形狀常分為矩形或圓形，澆口的長度約為 。在設計澆口時往往先取小的尺寸值，以便在試模后逐步加以修正。本設計采用矩形側(cè)澆口，澆口長度為 1mm，澆口矩形斷面的寬為 2mm,高 為 。 冷料穴的設計 冷料穴的作用是貯存因兩次注射間隔的冷料頭以及熔體流動的前鋒冷料，以防止熔體冷料進入型腔。冷料穴一般設在主流道的末端，冷料穴底部常做成曲折的鉤形或下陷的凹槽，使冷料穴兼具有分模時將主流道凝料從主流道襯套中拉出，并滯留在動模一