【文章內(nèi)容簡介】 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些 。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn) [2] 9 表 32塑件的尺寸與公關(guān)（ SJ13721978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級(jí)精度 ，未注采用 MT5 級(jí)精度 。 3． 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn) 來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra ～ m? 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的 1/2，即 Ra ～ m? 。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為 m? ，內(nèi)部為 m? 。 3． 4 塑件 的體積和質(zhì)量 本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用 3D測(cè)量 ， 在 UG 軟件中，使用 塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的質(zhì)量 （ PVC 的密度為 3/cmg ），即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為 克。 10 第 4 章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 4． 注射成型工藝過程分析 [5] 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為： 第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 （ 1）、成型前對(duì)原材料的預(yù) 處理 根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性，流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥， PVC材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在 70 ～ 80 ℃下干燥 2～ 4 h。 （ 2）、料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗 或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 （ 3）、脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對(duì) PVC材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用? 第二步 : 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩 個(gè)過程。 第三步：制件的后處理 注射制件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為 PVC，就采用退火處理 1～ 3小時(shí)。 4． 2 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個(gè)部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞對(duì)塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計(jì)恰當(dāng)與否直接 關(guān)系到制品能否完好的成型。 由于本設(shè)計(jì)中 PVC 彎管 塑件 外表面質(zhì)量要求較高，所以選用 側(cè) 澆口。 側(cè) 澆口直接在 中間 的 圓 端面處進(jìn)， PVC 彎管 組裝后，澆口被遮擋起來。 11 側(cè)澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起 。 4． 3 型腔數(shù)目的確定 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用 側(cè) 澆口，且塑件的尺寸 不 大 ， 為 提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用 一模四 腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 4． 4 注射機(jī)的選擇和校核 由于采用 一模四 腔 ，需要至少注射量為 =， 流 道水口廢料 5g，總注塑量達(dá)到 ， 再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機(jī)為 海天 200XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為： 海天 HTF200XB 型號(hào) 參數(shù) 單位 200 B 螺桿直徑 mm 50 理論注射容量 cm3 412 注射重量 PS g 375 注射壓力 Mpa 170 注射行程 mm 210 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~150 料筒加熱功率 KW 鎖模力 KN 2021 拉桿內(nèi)間距 (水平垂直 ) mm 510 510 允 許最大模具厚度 mm 510 允許最小模具厚度 mm 200 移模行程 mm 470 移模開距 (最大 ) mm 980 液壓頂出行程 mm 130 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 9 油泵電動(dòng)機(jī)功率 KW 油箱容積 l 300 機(jī)器尺寸 (長寬高 ) m 機(jī)器重量 t 6 最小模具尺寸 (長寬 ) mm 350 350 12 注射量的校核 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為： mmnm %8021 ?? 式中 n 型腔數(shù)量 1m 單個(gè)塑件的體積（ 3cm ） 2m 澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（ 3cm ） 本設(shè)計(jì)中： n=4 ?1m 3cm 2m =10 3cm M=+10= 注塑機(jī)額定注塑量為 412g 注射量符合要求 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 AAnA ?? 21 式中 n 型腔數(shù)目 1A 單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 2A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=4 1A =3525 2mm 2A =150 2mm 21 AnA? =4x3525+150=14250 2mm 注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即： （ 21 AnA? ） P F 式中： P— 塑料熔體對(duì)型腔 的成型壓力（ MPa） F— 注射機(jī)額定鎖模力（ N） 其它意義同上 根據(jù)教科書表 51， 型腔內(nèi)通常為 2040MPa，一般制品為 2434MPa，精密制品為 3944MP （ 21 AnA? ） P==470KN2021KN 鎖模力符合要求 4． 4． 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 （ 1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 m axm in HHH ?? 式中 minH 注射機(jī)允許的最大模厚 maxH 注射機(jī)允許的最小模厚 本設(shè)計(jì)中 模具厚度為 380mm 200H510， 符合要求 13 （ 2）、開模行程（ S）的校核 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動(dòng)模固定板的移動(dòng)距離。 注塑機(jī)的開模行程是有限的，設(shè)計(jì)模具必須校核所選注射機(jī)的開模行程，以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對(duì)于 臥式 注射機(jī)，其開模行程與模具厚度 有 關(guān)，對(duì)于 單 分型面注射模應(yīng)有： mmHHSS 10~521m a x ???? 式中 1H 推出距離 2H 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 2H =（水口料的長度 +20~30） 本設(shè)計(jì)中 maxS =470mm 1H = 110 mm 2H =110+30=140 mm 總的開模距離需要 H=140mm 以上 經(jīng)計(jì)算，符合要要求。 （ 3）、頂出裝置的校核 在設(shè)計(jì)模具推出機(jī)構(gòu)時(shí)，需校核注射機(jī)頂出的頂出形式，要注意在兩側(cè)頂出時(shí)模具推板的面積應(yīng)能覆蓋注射機(jī)的雙頂桿，注射機(jī)的最大頂出距離要保證能將塑件從模具中脫出。 海天 200XB型注射機(jī)為兩側(cè)推出機(jī)構(gòu)。經(jīng)檢查能滿足將模具脫出的要求。 14 第 5 章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5． 1 分型 面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使 塑件易于脫模。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，受用平面分型面，并選擇在塑件的最大平面處，開模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)， PL 分型面的選擇 5． 2 型腔的布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān) ,型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力 ,以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔 ,使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平衡流道。型腔布局由圖所示。由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，模具采用側(cè) 澆 口，并采用對(duì)稱式布局，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量。 15 圖（ 4）型腔布局方式 5． 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分 為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通 側(cè)澆口 澆注系統(tǒng)。正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 5． 3． 1 澆注系統(tǒng)組成 普通流道澆注系統(tǒng)的組成一般包括以下幾個(gè)部分 。 1－主澆道 2－第一分澆道 3－第二分澆道 4－第三分澆道 5－澆口 6－型腔 7－冷料穴 5． 3． 2 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a)、塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量。 b)、模具成型塑件的型腔數(shù)：設(shè)置澆注