【正文】 盡可能低的表觀粘度、較快的速度、平穩(wěn)的流動充滿整個型腔，即快速充模、平穩(wěn)有序；在保壓階段，能夠使壓力充分傳遞到型腔內(nèi)的各個位置，即壓力傳遞充分，均勻；在定型階段，能夠通過澆口的適時凝固來控制補料時間，防止熔料倒流，即適時凝固；在開模階段，能夠使塑件和料把很方便的分開，減少后工序的操作 難度，即便于分離。它的作用是將熔體平穩(wěn)地 引入模具型腔，并在填充過程中，將壓中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 28 力傳遞到型腔的各個部位，以獲得組織致密、外形清楚、表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。為了使模具與注射機的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，并保證塑件精度，模具設(shè)計應(yīng)確定型腔數(shù)目。型腔采用整體式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處理、方便日后中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 26 更換維修等方面考慮。 圖 31 分型線分型面選擇 模具型芯、型腔方案 型腔是指模具中塑件的空腔，而該空腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不過把凸凹相反而已。 4）考慮滿足塑件的使用要求，注塑件在成型過程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度、推桿及澆口痕跡等，選擇分型面時，；應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。一般來 說，分型面 選擇的總體原則是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡化模具結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇 ： 1）分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔； 當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過該方向塑件的截面積最大，否則塑件無法形腔脫出。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 24 3 塑件模具的設(shè)計 塑件分型面選擇 不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計方法，都必須首先確定分型面，因為模具結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。 鎖模力的校核 當(dāng)高壓塑料熔體充滿模具型腔時，會在模具型腔內(nèi)產(chǎn)生很大的力，迫使模具沿分型面脹開，這 個力的大小等于塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之各乘以模具型腔內(nèi)熔體壓力，它應(yīng)小于注塑機的額定鎖模力 Fp，才能保證注塑時不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即， Fo=p(nA+A1)Fp 式中 Fo— 高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（ N）； Fp— 注塑機的公稱鎖模力（ N）； n— 模具型腔數(shù)目； A— 單個塑件在分型面上的投影面積（ 2mm ）； a1— 澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（ 2mm ） ； p— 型腔內(nèi)熔體壓力， 20— 40 （ MPa）； 塑料對模板的壓力為： P=P1=0. 3100= 30MPa F 脹 =(nA 塑件 +A 澆 ) P=（ 2 2989+2092） 30=242 KN F 額 =400KN 242KN=F 脹 由此可知 鎖模力足夠 。校核關(guān)系式如下： P 機 ≥ P 塑 式中 P 機 —— 注射機的最大注射壓力 MPa 或 N/cm2 P 塑 —— 成型塑件所需的注射壓力 MPa 或 N/cm2 參考表 26 取值。 根據(jù)容積計算 nVz + Vj = ≤ 可見注射機的注射量符合要求 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力 pmax,應(yīng)該大于注射機成型時所 調(diào)用的注射壓力，即： pmax﹥ Kp0 而又 因為 HDPE 的注射壓力是 70－ 150MPa，而 XSZY60 注塑機的壓力為 180Mpa，顯然注塑機的注射壓力滿足要求。 故應(yīng)使 nVz + Vj ≤ 或 nmz + mj ≤ 式中 Vg（ mg） —— 注射機額定注射量 (cm179。 Vj（ mj） —— 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm179?；?g）； n —— 型腔數(shù)目 Vz（ mz） —— 單個塑件的容量或質(zhì)量 (cm179。） 60 螺桿直徑 (mm) 5 注射壓力(MPa) 180 注射速率(g/s) 70 塑化能力(g/s) 35 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0— 200 鎖模力 (kN) 400 拉桿有較距離(mm) 220 300 移模行程(mm) 250 模具最大厚度(mm) 250 模具最小厚度 (mm) 150 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑 (mm) 80 噴嘴球半徑(mm) SR10 噴嘴口孔徑(mm) 3 模板尺寸 (mm) 200 315 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 21 最大注射量校核 注射機的表稱注射量： V 機 = 立方毫米 注射機一個注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的 80%以內(nèi)。具體的參數(shù)見表 25，最終確定注射機型號為 XSZ60。冷卻時間過長，不僅延長生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率，對復(fù)雜塑件還將造成脫模困難。冷卻時間的長短應(yīng)以脫模時塑件不引起變形為原則。注射時間中的保壓時間就是對型腔內(nèi)塑料的壓實時間，中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 在整個注射時間內(nèi)所占比例較大，一般為 2025s。 時間：完成一次注射成型過程所需的時間稱為成型 (或生產(chǎn) )周期，它包括以下各部分 ： 注射時間 、 保壓時間 、冷卻時間 、其他時間 (含開模、脫模、噴涂脫模劑、放嵌件等 ) 即： T=t 注 +t 保壓 +t 冷卻 +t 其他 ， 本設(shè)計成型周期取 20s 成型周期直接影響到勞動生產(chǎn)率和注射機使 用率，因此生產(chǎn)中，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的有關(guān)時間。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動；而后一種溫度主要是影響塑料的流動和冷卻。主要工藝條件是影響塑化流動和冷卻的溫度、壓力、和相應(yīng)的各個作用時間。其主要方法是退火和調(diào)濕處理。 3） 塑件的后處理 塑件在成型過程中，由于塑化不均勻或由于中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 19 塑料在型腔中的結(jié)晶、定向以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件內(nèi)部不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致在使用過程中變形或 開裂。 2） 注射過程 完整的注射過程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模幾個步驟。 1） 成型前的準(zhǔn)備 為使注射成型過程能順利進(jìn)行，并保證塑料制件的質(zhì)量，在成型前應(yīng)做一些必要的準(zhǔn)備工作，包括： 和預(yù) 處理，在成型前應(yīng)對原料進(jìn)行外觀（如色澤、顆粒大小、均勻度）及工藝性能（如流動性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等）的檢驗 。 8)空循環(huán)時間 ： 在沒有塑化 ， 注射保壓 ， 冷卻 ， 取出制件等動作的情況下 ， 完成一次循環(huán)所需的時間 。 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 ,動模板的行程 ,模具最大厚度與最小厚度等 ， 這些參數(shù)規(guī)定了機器加工 制件所使用的模具尺寸范圍 。 表 24 注射量與注射時間的關(guān)系 注射量/CM3 125 250 500 1000 2021 4000 6000 10000 注射速率/CM/S 125 200 333 570 890 1330 1600 2021 注射時間/S 1 3 5 4)塑化能力 ： 單位時間內(nèi)所能塑化的物料量 ， 塑化能力應(yīng)與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào) ,若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長 ,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ,反之則會加長成型周期 。 3)注射速率 ： 為了使熔料及時充滿型腔 ,除了必須有足夠的注射壓力外 ,熔料還必須有一定的流動速率 ,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度 。 中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 17 1)公稱注塑量 ： 指在對空注射的情況下 ,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時 ,注射裝置所能達(dá)到的最大注射量 ,反映了注塑機的加工能力 。 綜上分析可以看出，注射時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。一般模具粗糙度要比塑件的要求低 1～ 2 級。 6） 粗糙度 ： 塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。但是，采用圓角會使凹模型腔加工復(fù)雜化，使鉗工勞動量增大。這樣避免應(yīng)力集中，提高塑料制品的強度，改善制品成型時的塑料流動情況及脫模?！?40180?！?40180?！?40180。30180。 聚苯乙烯、有機玻璃、 ABS、聚甲醛 35180。 30180。 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35180。 20180。因為帶有尖角的塑件，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊塑料名稱 脫模斜度 型腔 型芯 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯化聚醚 25180。同時同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開裂等的缺陷。 熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚達(dá)到 ，但一般不宜小于 ～ ，常取 2～ 4mm。在注射成型過程中，流動性差的塑料及薄壁塑件等的尺寸不能設(shè)計的過大。塑件過厚不但造成原料浪費，而且對熱塑性塑料增加了冷卻時間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。一般取 30ˊ ~1186。k) 2） 脫模斜度 為了便于脫模，防止脫模是拉傷塑件在設(shè)計時必須使塑件塑料封頭內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度。 表 22 PC 各項性能參數(shù) 屬性 數(shù)值 單位 彈性模量 2320210000 牛頓 /m^2 泊松比 抗剪模量 829100000 牛頓 /m^2 密度 1190 kg/ m^2 張力強度 62700000 牛頓 /m^2 熱導(dǎo)率 W/(m164。 1）塑件的原材料分析 該塑件選擇的是 PC 塑料， PC 是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優(yōu)點 。對塑化的基本要求是：在規(guī)定時間內(nèi)提供足夠的、合格的塑料熔體。 5） 塑件壁不宜太厚，應(yīng)均勻，避免有尖角 和缺口。模溫低時收縮率、伸長率、抗沖擊強度高，抗彎、抗壓、抗張強度低。 3） 冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗、短為原則，宜設(shè)冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。成型收縮率小，易發(fā)生熔融開裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件須經(jīng)退火處理。 適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件 成型性能 ： 1） 無定形料 ,熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動性差。 2 塑件成型工藝分析 塑件材料分析 PC 是聚碳酸酯的簡稱，聚碳酸酯的英文是 Polycarbonate，簡稱PC 工程塑料， PC 材料其實就是我們所說的工程塑料中的一種，作為被中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 世界范圍內(nèi)廣泛使用的 材料， PC 有著其自身的特性和優(yōu)缺點， PC 是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性及耐化學(xué)腐蝕性，較高的強度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無毒、可著色等優(yōu)點，在你生活的各個角落都能見到 PC塑料的影子，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)及容易加工的特性也使其價格極其低廉。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計是要力求結(jié)構(gòu)簡單，但是一定要保證其精度要求。IMOLD 進(jìn)一步增強了 SolidWorks 分模的功能，并提供強大的模架庫，利用 IMOLD 可大大減少塑料模具所需的設(shè)計、選擇和細(xì)化模架部件和組件的時間。 IMOLD for SolidWorks 是 SolidWorks 環(huán)境下最強大的模具設(shè)計插件，模具設(shè)計者可快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，并可隨時預(yù)覽。SolidWorks 界面友好，可以充分發(fā)揮用三維工具進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的功能，它提供從現(xiàn)有的二維數(shù)據(jù)建立三維模型的強大轉(zhuǎn)換工具。 目前，國際上占主流地位的注射模 CAD 軟件有 Pro/E、 UG、SolidWorks 等；結(jié)構(gòu)分析軟件有 MSC、 Analysis 等；注射過程數(shù)值分析軟件有 Moldflow 等；數(shù)控加工軟件有 MasterCAM、 Cimatron等。 5） 注射過程數(shù)值分析：采用 CAE 方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保壓過程，其結(jié)果對改進(jìn)模具澆 注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義，同時還可檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷姸?、制品的翹曲性、模壁的冷卻過程等。 3） 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計軟件會提供相應(yīng)的設(shè)計步驟、參數(shù)選擇．計算