【正文】 漲模力在正常情形下會(huì)微微將模具撐開，對(duì)于模具的排氣具有幫助作用；但若漲模力過大，易造成成型品毛邊、溢料，甚至撐開模具。保壓過程中塑料已經(jīng)充滿模腔，此時(shí)逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。在壓力較高區(qū)域，塑料較為密實(shí)，密度較高；在壓力較低區(qū)域，塑料較為疏松，密度較低，因此造成密度分布隨位置及時(shí)間發(fā) 生變化。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大，塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止，此時(shí)保壓階段的模腔壓力達(dá)到最高值。在保壓壓實(shí)過程中，注塑機(jī)螺桿僅能慢慢地向前作微小移動(dòng)，塑料的流動(dòng)速度也較為緩慢，這時(shí)的流動(dòng)稱作保壓流動(dòng)。 保壓 保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實(shí)熔體，增加塑料密度（增密），以補(bǔ)償塑料的收縮行為。對(duì)注射成型過程中對(duì)塑化的要求如下： 在進(jìn)入模腔之前應(yīng)達(dá)到規(guī)定的成型溫度能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供足夠數(shù)量的 46 熔融塑料 。但是實(shí)質(zhì)上只是塑化和冷卻兩個(gè)過程。 在注射機(jī)料斗中加入成型注射時(shí)所需的足夠物料，以免發(fā)生物料的短缺。 工藝過程與操作說明 加工注射前的的設(shè)備和原料的準(zhǔn)備 注射前檢查注射機(jī)是否能正常工作，還有原料是否能滿足注射的條件等。如果型腔充滿后不進(jìn)行保壓，制件大約會(huì)收縮 25%左右，特別是筋處由于 收縮過大而形成收縮痕跡。 保壓壓力與時(shí)間 在注塑過程將近結(jié)束時(shí)，螺桿停止旋轉(zhuǎn)，只是向前推進(jìn)，此時(shí)注塑進(jìn)入保壓階段。在作模流分析時(shí)，只有當(dāng)熔體完全是由螺桿旋轉(zhuǎn)推動(dòng)注滿型腔的情況下，分析結(jié)果中的注塑時(shí)間才等于工藝條件中設(shè)定的注塑時(shí)間。合理的注塑時(shí)間有助于熔體理想填充，而且對(duì)于提高制品的表面質(zhì)量以及減小尺寸公差有 44 著非常重要的意義。 注塑時(shí)間 這里所說的注塑時(shí)間是指塑料熔體充滿型腔所需要的時(shí)間，不包括模具開、合等輔助時(shí)間。其后，壓力沿著流動(dòng)長度往熔體最前端波前處逐步降低，如果模腔內(nèi)部排氣良好，則熔體前端最后的壓力就 是大氣壓。壓力的存在是為了克服熔體流動(dòng)過程中的阻力，或者反過來說，流動(dòng)過程中存在的阻力需要注塑機(jī)的壓力來抵消，以保證填充過程順利進(jìn)行。 注塑壓力：注塑壓力是由注塑系統(tǒng)的 液壓系統(tǒng)提供的。 根據(jù)制品及熔體塑料的溫度，確定模具溫度 T=，又有利于大分子的松弛，減少分子的定向作用，并可降低內(nèi)應(yīng)力。模溫的高低會(huì)影 響塑料在模腔內(nèi)硬化的速度，太低會(huì)使充填較困難以及未適當(dāng)?shù)氖湛s（或再結(jié)晶）即硬化，使得成型品有較多的充填和熱應(yīng)力的殘留；太高則出現(xiàn)毛邊及需要較長的冷卻時(shí)間。在模具設(shè)計(jì)及成型工程的條件設(shè)定上，重要的是不僅要維持適合的溫度，還要能讓其均勻分布。 本設(shè)計(jì)中很據(jù)成型中的料筒溫度及制品要求，故選擇 噴嘴溫度可比料筒溫度低 1030℃。噴嘴低溫的影響可以從塑料注射時(shí)所產(chǎn)生的摩擦熱得到一定的補(bǔ)償。料筒溫度一般自后至前逐步升高，以便均勻塑化。如果運(yùn)作時(shí)間長或在高溫下操作，應(yīng)將第一區(qū)的溫度設(shè)定為較低的數(shù) 值，這將防止塑 42 料過早熔化和分流。如果沒有加工某一特定級(jí)別塑料的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)從最低的設(shè)定開始。熔膠溫度可在射嘴處量度或使用空氣噴射法來量度。前兩種是影響塑料的塑化和流動(dòng)，后者則影響塑料的流動(dòng)和冷卻。 在注射機(jī)料斗中加入成型注射時(shí)所需的足夠物料，以免發(fā)生物料的短缺 成型原料是否預(yù)處理（干燥，雜質(zhì)的去除），料筒是否清洗等。先分析如下： 成型前的準(zhǔn)備 注射前檢查注射機(jī)是否能正常工作，還有原料是否能滿足注射的條件等。 澆口套定位圈尺寸 注塑機(jī)固定模板上定位孔與模具定模板上凸出的與主流道通信的定位圈取 41 較大的間隙配合。 噴嘴球面半徑 設(shè)計(jì)的該模具主流道始端的球面半徑為： SR12 注塑機(jī)噴嘴頭的球面半徑為： SR10 滿足注塑機(jī)噴嘴頭的球面半徑 ? 模具主流道始端的球面半徑，該注塑機(jī)滿足要求。 鎖模壓力 APF? F — 額定鎖模力 A — 塑件和澆注系統(tǒng)在垂直于合模方向平面上的投影面積 P — 模具型腔及流道內(nèi)塑料熔體平均壓力 40 PaM P aP 6104040 ??? NAP 29 78 66 ????? ? NF 5 88 0 3 ???? 滿足 APF? ，該注塑機(jī)的鎖模壓力能滿足制品成型的需要。 根據(jù)圖求的該制品的塑件體積 cmVs ? 初定型腔數(shù)、生產(chǎn)批量：小批量生產(chǎn)，一模一腔。 是一種比較經(jīng)濟(jì)而先進(jìn)的成型技術(shù)，節(jié)省成本。選擇原因如下 ： 根據(jù)塑件 外形尺寸，表面要求。 將制備好的粉料在正確的加工設(shè)備下進(jìn)行加工成型。 根據(jù)生產(chǎn)制品的數(shù)量，通過準(zhǔn)確的計(jì)量將成型加工所用的原材料聚丙烯、增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、著色劑和潤滑劑。 潤滑劑：因?yàn)楸局破芬缶哂泄饣谋砻?，美好的外觀尺寸故加入石蠟為潤滑劑。 著色劑：本設(shè)計(jì)因?yàn)槭菢房鬯氖至嘣O(shè)計(jì)，除具有好的表面性能以外，還有具有鮮艷的外觀，給人以視覺感美。本設(shè)計(jì)采用 2,6二特丁基 4甲酚，原因如下： （ 1）抑制產(chǎn)品氧化 和延長其使用期 （ 2）對(duì)聚合物的穩(wěn)定效果好，相容性好等等 填充劑：改善塑料成型加工性能，提高制品某些性能，賦予塑料新的性能和降低原材料成本。 （ 2）成本低，本品具有良好的綜合性能，混合性能好，增塑效率高，揮發(fā)性較低，低溫柔軟性較好，耐水抽出，電氣性能高，耐熱性和耐候性良好。 35 通過產(chǎn)品的使用性能以及美觀要求進(jìn)行配方設(shè)計(jì) 增塑劑：為了降低塑料的軟化溫度范圍和提高其加工性，柔韌性和延展性，加入低揮發(fā)性的的物質(zhì)。 塑件的表面質(zhì)量 該塑件要求表面光潔、無飛邊毛刺、無縮孔，無澆口熔接痕等工藝性能。根據(jù)產(chǎn)品要求，該塑件為小批量制品生產(chǎn)，即采用一膜一腔模具設(shè)計(jì)。常見的 酸、堿等有機(jī)溶劑對(duì)它幾乎不起作用，可用于食具。具有良好的電性能和高頻絕緣性不受濕度影響，但低溫時(shí)變脆、不耐磨、易老化。 PP的成型收縮率可以隨著添加其它的材料的種類及多少有所變化，這在制作具有配合尺寸的注塑制品時(shí)需認(rèn)真加以考慮。 PP 的熔體粘度比較低，因此成型 加工流動(dòng)性良好，特別是當(dāng)熔體流動(dòng)速率較高時(shí)熔體粘度更小，適合于大型薄壁制品注塑成型，例如洗衣機(jī)內(nèi)桶。它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后易老化、變脆、易變形。 PP 產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學(xué)性好。通用塑料中， PP 的耐熱性最好。缺點(diǎn)是耐低溫沖擊性差，較易老化，但可分別通過改性予以克服。耐熱、耐腐蝕，制品可用蒸汽消毒是其突出優(yōu)點(diǎn)。通常為半透明無色固體，無臭無毒。工業(yè)產(chǎn)品以等規(guī)物為主要成分。 塑件的原材分析 甲基排列在分子主鏈的同一側(cè)稱等規(guī)聚丙烯， 若甲基無秩序的排列在分子主鏈的兩側(cè)稱無規(guī)聚丙烯，當(dāng)甲基交替排列在分子主鏈的兩側(cè)稱間規(guī) 聚丙烯。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。 材料的選擇與性能對(duì)比 幾種日用制品常用塑料的性能比較 材料 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) PS HDPE ，易成型 PP 0℃以下易變脆 PC ，抗蠕變性能好、透明度高 ，耐候性好、尺寸穩(wěn)定性好 根據(jù)以上材料的對(duì)比發(fā)現(xiàn)符合此次設(shè)計(jì)的只有 PP 和 PC，繼續(xù)對(duì)比如下： 材料 透明性 氣體阻隔性 衛(wèi)生性 耐沖性 耐熱溫度 成本 PC 高 好 一般 優(yōu)良 高 較高 PP 較高 一般 好 好 高 較低 PP 化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點(diǎn)高，質(zhì)輕，成型工藝性很好，可以注射成型，而且聚丙烯也比聚碳酸酯安全。 性價(jià)比高，經(jīng)濟(jì)效益好。 經(jīng)久耐用、不易損壞。 根據(jù)市場調(diào)查，我們?cè)O(shè)計(jì)的水杯的目標(biāo)是 : 無毒無味，安 全性高。熱熔粘合劑冷時(shí)是 100%固體，加熱變成液體，它適用于塑料商標(biāo)，不需要干燥就能與容器形成很好的結(jié)合。一般塑料商標(biāo)不適用濕膠粘結(jié)劑，因?yàn)樗鼈兏稍锞徛＝裉焓褂玫恼辰Y(jié)劑，除去熱熔膠以外，大部分是水質(zhì)的，常常是一種懸浮物形式，含有聚醋酸乙烯或者乙烯 電暈處理 夾膜輥牽引 人字架 卷取 30 醋酸乙烯共聚物，作為基礎(chǔ)聚合物。 濕膠粘合劑商標(biāo) 最普通貼商標(biāo)的方法是 把水質(zhì)膠抹到商標(biāo)的后面，再把商標(biāo)商標(biāo)貼到物體上。用傳統(tǒng)的印刷技術(shù)把商標(biāo)副本反印到專用襯體上，然后把商標(biāo)和容器表面接觸、印刷并加熱。 熱收縮膜作為標(biāo)簽包裝材料具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約森林資源、降低成本、防潮、衛(wèi)生、使用方便；包裝后的商品美觀，節(jié)約空間，且適于大批量生產(chǎn)等特性，越來越多地被各種產(chǎn)品所使用。 配方造粒 上料 擠出 吹脹膜泡 風(fēng)環(huán)冷卻 29 圖 6 外包裝生產(chǎn)流程圖 包裝薄膜工藝過程及操作說明 包裝薄膜為擠吹薄膜法， 其工藝過程為：先將配方造粒用轉(zhuǎn)鼓式混合機(jī)混合均，勻然后擠出機(jī)料斗上料，擠出機(jī)口模擠出，吹脹膜泡，風(fēng)環(huán)冷卻，在用人字架夾膜輥牽引，電暈處理，最后卷取薄膜。而定向膜由于拉伸分子發(fā)生定向，提高了結(jié)晶度，因而結(jié)晶型聚合物的定向膜無熱封性，強(qiáng)度是三種薄膜中最大的。 外包裝 塑料薄膜根據(jù)生產(chǎn)工 藝的不同而有三類：流延膜、吹脹膜以及定向膜（即拉伸膜）。 LDPE 成型加工性、柔軟性、抗沖擊韌性、耐低溫性等性能較好，電絕緣性優(yōu)良，吸水性低，化學(xué)穩(wěn)定性好，如對(duì)酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑等都較穩(wěn)定；但機(jī)械強(qiáng)度差，耐熱性差，在日光和熱作用下容易老化降解而變色、性能下降或龜裂。可用塑料或紙制作商標(biāo)，紙制商標(biāo)常含有聚合物涂層，防止劃傷或受潮損壞。） 500 螺桿 直徑 (mm) 55 注射壓力 (MPa) 146 注射速率 (g/s) 38 塑化能力 (kg/h) 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 10— 140 鎖模力 (kN) 3500 拉桿空間 (mm) 500X440 移模行程 (mm) 500 模具最大厚度(mm) 450 模具最小厚度(mm) 300 鎖模形式 液壓 機(jī)械 模具定位孔直徑(mm) ￠ 150 噴嘴球半徑 (mm) SR018 噴嘴口孔徑 (mm) ￠ 3 28 3 標(biāo)簽 在瓶子上提供必要地信息，最常采用的方式就是貼標(biāo)簽。 27 確定注塑機(jī)型號(hào) 根據(jù)計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 V總 =^3, 并結(jié)合式 V公 =V 總 /，則有： V總 /=^3。平均收縮率為 % 通過 M=ρ V測出塑件體積： 測量其質(zhì)量為 M= V=M/ρ =() cm^3= ^3 因?yàn)檫x用一模四腔結(jié)構(gòu)，所以 塑件總體積為 4V=198cm^3，塑件總質(zhì)量為 179g，澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 倍。 注射機(jī)的選用原則： ①計(jì)算塑件及澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）應(yīng)小于注射機(jī)額定容量（體積或容量）的 ； 26 ②模具成型時(shí)需用的注射壓力應(yīng)小于所選用注射機(jī)的最大注射壓力； ③模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須要小于注射機(jī)的 鎖模力； ④模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大、最小閉合高度之間； ⑤模具脫模取出塑件所需的距離應(yīng)小于所選注射機(jī)的開模行程； ⑥模具的外形尺寸及安裝尺寸必須與所選注射機(jī)模板適應(yīng)，既模具最大外形尺寸安裝時(shí)應(yīng)不受拉桿間距的影響，模具安裝用的定位環(huán)尺寸應(yīng)與機(jī)床定位孔直徑相配合；模具的模板各安裝孔應(yīng)與注射機(jī)固定模板的安裝孔相對(duì)應(yīng)、機(jī)床噴嘴孔徑和球面半徑應(yīng)與模具進(jìn)料孔相對(duì)應(yīng)，注射機(jī)的開模行程應(yīng)滿足脫件條件。 （ 3）角式注射機(jī) 它的注射裝置和合模裝置的軸線相互垂直排列，其優(yōu)點(diǎn)介于臥、立兩種注射機(jī)之間。缺點(diǎn)是塑件頂出后常需要用手或其他的方法取出，不易實(shí)現(xiàn)全自 動(dòng)化操作，機(jī)身重心較高。 （ 2）立式注射及 它的注射裝置和合模裝置的軸線呈一線并與水平方向垂直排列。臥式注射機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是便于操縱和維修，機(jī)器重心低，比較穩(wěn)定，成型后的塑件推出后可利用其重力自動(dòng)落下，容易實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化操作。 注射機(jī)發(fā)展很快，類型不斷增加，注射機(jī)的分類方法很多，根據(jù)注射裝置和合模裝置的排列方式不同，可分 為臥式注射成型機(jī)、立式注射成型機(jī)、角式注射成型機(jī)和多模注射機(jī)等。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。 制品冷卻及固化階段的實(shí)驗(yàn)研究主要是測量制品瞬態(tài)溫度、收縮率、翹曲等 。隨著中空吹塑制件的幾何形狀越來越復(fù)雜 ,設(shè)計(jì)良好的預(yù)成型型坯對(duì)以最小的材料消耗獲得所需求的壁厚分布且結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的制件有著重要的意義 ,也就是在型坯成型階段通過采用調(diào)節(jié)型坯的壁厚分布形狀 ,以使吹塑制品的壁厚分布趨于均勻 . 型坯吹脹 型坯吹脹是指將塑料管坯趁熱置于模具中 ,并即時(shí)在管坯中通入壓縮空氣將其吹脹，緊貼于模腔壁上成型，這個(gè)階段的成型直接影響制品的外形，壁厚均勻性以及制品的性能，是整個(gè)成型過程的關(guān) 鍵環(huán)節(jié) . 24 制品冷卻及固化 制品冷卻及固化是指型