【正文】 硬性 ,抗壓屈服強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度和熱疲勞能力的指標(biāo)。 PS料的流動性好 ,可適用于各種 澆口 ,為了不影響外觀 ,簡化模局結(jié)構(gòu) ,確定使用潛伏式澆口。 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考慮以下幾個(gè)有關(guān)因素： （ 1）塑件的尺寸精度； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 分型面的確定 根據(jù)分型面的選擇原則： （ 1）便于塑件脫模； （ 2）在開模時(shí)盡量使塑件留在動模； （ 3）外觀不遭到損壞； （ 4）有利于排氣和模具的加工方便。 抗菌劑 —— 磷酸鋯系銀離子抗菌劑；考慮到該產(chǎn)品人們可能會作為玩具把玩 ,因此需要做此設(shè)計(jì) .很多塑料制品的表面會 滋生致病細(xì)菌，與人接觸后可能導(dǎo)致如感冒，咽炎，流行性腦膜炎，肺結(jié)核等疾病的傳播。 潤滑劑 —— 硬脂酸及其鹽類；對塑料的表面去潤滑作用 ,防止塑料在成型加工時(shí)黏模 ,同時(shí)提高塑料制品表面光潔度。 增韌劑 —— SBS,ABS,EPR； PS的沖擊性能很差 ,是一種十分脆的材料 ,增韌改性是必須的。 (2)注射機(jī)壓力的校核 P機(jī) ≥P 塑 P機(jī) —— 注射機(jī)的最大注射壓力， Mpa或 N/cm3 P塑 —— 成型塑件所需 的注射壓力， Mpa或 N/cm3 一般 PS取 100～ 140Mpa， XSZY125注射機(jī)的最大注射壓力 P機(jī) =150Mpa，可見XSZY125注射機(jī)滿足 PS注射壓力的要求。P= ③ 鎖模力的計(jì)算 F=AP 腔 ==22X104N 根據(jù)計(jì)算，查表 [2] 初選柱塞式注射機(jī) ： XSZ60 擇 (1) 模具閉合高度的校核 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜ H＜ Hmax 設(shè)計(jì)模具高度為 H總 =237mm 由于 XSZ60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 Hmin70mm，最大厚度為 Hmax200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。= cm 3 ② 一次成型的塑料重量（塑件與流道凝料之和）應(yīng)在注塑機(jī)理論注射量的 10%80%之間；既能保證制品質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，則選 50%80%為最佳。= cm 3； 實(shí)際注射質(zhì)量為 M 實(shí) ==179。 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主 要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時(shí)間等 .這些參數(shù)是設(shè)計(jì) ,制造 ,購買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù) . 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(shí) ,注射裝 置所能達(dá)到的最大注射量 ,反映了注塑機(jī)的加工能力 . ② 注射壓力；為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 ,澆道和型腔時(shí)的流動阻力 ,螺桿 (或柱塞 )對熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力 . ③ 注射速率；為了使熔料及時(shí)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(shí)間或注射速度 . 常用的注射速率如表 34所示。注塑機(jī)的產(chǎn)量占整個(gè)塑料機(jī)械產(chǎn)量的 50%.成為塑料成型設(shè)備制造業(yè)中增長最快 ,產(chǎn)量最多的機(jī)種之一 . 注塑機(jī)的分類方式很多 ,目前尚未形成完全統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分類方法 .常用的說法有 : ① 按設(shè)備外形特征分類 :臥式 ,立式 ,直角式 ,多工位注塑機(jī)； ② 按加工能力分類 :超小型 ,小型 ,中型 ,大型和超大型注塑機(jī)。 表 33 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注 塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 48 噴嘴形式 直通式 模具溫度 50 噴嘴溫度 (℃) 230 后段溫度 (℃) 150~210 中段溫度 (℃) 170~230 前段溫度 (℃) 190~250 注射壓力 MPa 90 保壓力 MPa 80 注射時(shí)間 s 保壓時(shí)間 s 5 冷卻時(shí)間 s 20 其他時(shí)間 s 3 成型周期 s 30 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃) 60~80 干燥時(shí)間 (℃) 1~3 后處理溫度 70℃ ，保溫時(shí)間 2小時(shí)。確定成型周期的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值如表 32所示。 (3)時(shí)間；完成一次注塑成型過程所需要的時(shí)間稱為成型周期。對于像 PS流動性好的料，保壓力應(yīng)該小些，以避免產(chǎn)生飛邊，保壓力可取略低于注射壓力。注射壓力用以克服熔體從料筒向型腔流動的阻力，提供充模速度及對熔料進(jìn)行壓實(shí)等。 PS料與溫度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表 31所示。 注塑成型工 藝條件 (1)溫度；注塑成型過程中需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。故有的塑件需要進(jìn)行后處理，常用的后處理方法有退火和調(diào)濕兩種。其中，塑料凝結(jié)時(shí)的壓力和溫度是決定塑料制件平均收縮率的重要因素。從螺桿開始后退到結(jié)束（時(shí)間從 T2到 T3），由于模腔內(nèi)的壓力比流道內(nèi)高，會發(fā)生熔體倒流，從而使模腔內(nèi)的壓力迅速下降。由于塑料仍在流動，而溫度又在不斷下降，定向分子（分子鏈的一端在模腔壁固化，另一端沿流動方向排列）容易被凝結(jié)，所以這一階段是大分子定向形成的主要階段。圖中 T0 代表螺桿或柱塞開始注射熔體的時(shí)刻；當(dāng)模腔充滿熔體（ T=T1）時(shí)，熔體壓力迅速上升，達(dá)到最大值 P0。對于吸濕性強(qiáng)的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，若有嵌件，還要知道嵌件的 熱膨脹系數(shù)，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱，以避免收縮應(yīng)力和裂紋，有的塑料制品還需要選用脫模劑，以利于 脫模。一般分為三個(gè)階段的工作。 其余的尺寸無特殊要求，其尺寸公差均按 SJ6級精度查取 則有： ， ， ， 200+， 1150+， 380+， 140+ ① 必須避免在塑件的分型面處出現(xiàn)毛邊； ② 注意通孔處不出現(xiàn)銳邊； ① 根據(jù)塑件的尺寸要求，塑件有較好成型性能； ② 塑件本身有一定斜度，利于脫模； ③ 從塑件結(jié)構(gòu)看，設(shè)置一個(gè)分型面。 ， 15177。 ， 16177。 根據(jù)要求，材料采用 PS（聚苯乙烯）塑料， PS質(zhì)硬而脆，制品易帶靜電，表面易吸塵埃。 表 23 肋的圓角半徑值關(guān)系表 肋的高度 /mm ~13 13~19 ＞ 19 圓角半徑 /mm ~ ~ ~ 3~ 塑件上其它的特征還有如孔等，各個(gè)特征都有其設(shè)計(jì)原則和特殊功能，因?yàn)樵撍芗]有涉及，所以就不一一介紹 塑件工藝性分析 、制件技術(shù)要求和生產(chǎn)要求 該塑件為蓋狀，可用于防塵。圓角的取值與應(yīng)力集中的關(guān)系遵循 R/T函數(shù)關(guān)系，當(dāng) R/T=，該塑件大部分的圓角取 R1，較大值取到 R3。尖角容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊載荷時(shí)會發(fā)生破裂。 塑件內(nèi)表面在造型時(shí)就有弧度 ,如果要有 脫模斜度就是在凹槽和鎖位處 ,這不僅對脫模有好處，而且可以更好的鎖緊。其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷 ,縮孔 ,夾心等質(zhì)量上的缺陷 .以下是 PS的壁厚推薦值 : 最小壁厚 mm 小型件壁厚 中型件壁厚 mm 大型件壁厚 ~ 脫模斜度 由于塑件成型時(shí)冷卻過程中產(chǎn)生收縮 ,使其緊箍 在凸?；蛐托旧?,為了便于脫模 ,防止因脫模力過 大而拉壞塑件或使其表面受損 ,與 脫模方向平行的塑件 內(nèi) ,外表面都應(yīng)具有合理的斜度 .以下是 PS的脫模斜度推薦值 : 制件外表面 35′~176。 結(jié)構(gòu) 圖 21 原始零件圖 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性 .在塑料生產(chǎn)過程中 ,一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu) ,形狀 ,尺寸精度等諸方面提出要求 ,以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度 ,保證生產(chǎn)出價(jià)廉物美的產(chǎn)品 。10 10 ~10 吸水率 % 透光度 /% 88~92 93 93 霧度 % 3 折射率 價(jià)格（元 /噸） 1150~1230 33000~41000 19500~20700 和機(jī)械加工一樣要考慮到加工工藝問題，模具成型也要考慮到材 料的注塑特性，在各特點(diǎn)都相差無幾的情況下，好的成型特性是選擇材料的主要標(biāo)準(zhǔn)，以下是三種材料的性能和成型特性比較，如表 22所示。 表 21 材料的特性 塑料名稱 PS PC PMMA 拉伸強(qiáng)度 /MPa 66~72 —— 彎曲強(qiáng)度 /MPa 110 95~113 —— 斷裂伸長 率 /% 2 80~100 —— 落球沖擊強(qiáng)度 J/m 16 422 —— 洛氏硬度（ M） 115 82 101 氧指數(shù)（ OI） 熱變形溫度 /℃ 85 134 100 維卡軟化點(diǎn) /℃ 105 153 120 馬丁耐熱溫度 /℃ —— 112 —— 體積電阻率 / 178。作為一種日用品 ,生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn) ,這樣 ,就必須考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ,在材料的選擇時(shí)要綜合各種因素 。 第二章 注塑件的設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì) 功能設(shè)計(jì)是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的功能 ,并達(dá)到一定的技術(shù)指標(biāo) .該塑件是日用品 ,承受外力的幾率不大 ,如沖擊載荷 ,振動 ,摩擦等情況比較少 。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 (1) 注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模 具也將日趨大型化和精密化。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)， 快速成型與快 速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。模具行業(yè)的快速發(fā)展 是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。近年來，每年都?15％的增長速度快速發(fā)展。 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 20世紀(jì) 80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。人均塑料消費(fèi)量 2021年為 106公斤，韓國塑料制品加工業(yè)的職工總數(shù) 2021年為 ，出貨金額為 85億美元，人均 276美元。AS 樹脂 86萬噸、聚苯乙烯 77 萬噸。 韓國塑料產(chǎn)量增長十分迅速， 1986年超過 200萬噸， 1990年增達(dá) 300萬噸， 1992年突破 500萬噸， 1994年、 1996年和 1997年分別上升到 600多萬噸、 700多萬噸和 800多萬噸， 1998年產(chǎn)量增至 850萬噸， 1999年突破 900萬噸， 2021年達(dá) 1200萬噸，躋 身于世界 5大塑料生產(chǎn)國之列。 2021年日本塑料 (原料 )產(chǎn)量減為 1361萬噸。 1999年和 2021年日本塑料產(chǎn)量分別回升到 1432萬噸和 1445萬噸，但仍遠(yuǎn)未恢復(fù)到 1997年的水平。但這種增勢在 1998年受到遏制，產(chǎn)量大幅度減少。一直到 1997年，日本塑料產(chǎn)量曾經(jīng)連續(xù)多年增長，年產(chǎn)量在 70年代中期就已達(dá) 500多萬噸， 1987年突破 1000萬噸，1991年達(dá)約 1300萬噸， 1992年和 1993年因受日本經(jīng)濟(jì)下滑的影響，產(chǎn)量略有減少，分別降至 1258和 1225萬噸。其中包裝塑料制品今年需求量將超過 850萬噸，工程塑料制品需求量將達(dá) 400萬噸左右，建材塑料制品需求量將達(dá) 300萬噸以上，農(nóng)用塑料制品需求量將在 500萬噸左右，日用塑料制品需求量約為 80 萬噸左右。 中國塑料工業(yè)多年持續(xù)高速增長， 1991年產(chǎn)量僅為 250萬噸， 1995年增為 350萬噸， 1998年超過 700萬噸，到 2021年已增達(dá) 約 1400萬噸，超過日本而成為世界第 3大塑料原料生產(chǎn)國。德國塑料制品加工業(yè)的職工總計(jì)有近 30萬人， 2021年的出貨金額為 360億美元，人均 126美元。德國 2021年的國內(nèi)塑料消費(fèi)量為 1280萬噸，其中聚乙烯 265萬噸，聚丙烯155萬噸．氯乙烯 152萬噸。 德國是世界最大的塑料 (原料 )生產(chǎn) 國之一，上世紀(jì) 90年代初的 1991年、 1992年和 1993年，德國塑料產(chǎn)量都為 990多萬噸， 1994年增達(dá)超過 1000萬噸的 1110萬噸． 1998年達(dá)近 1300萬噸， 1999年為近 1400萬噸， 2021年增至 1550萬噸，超過日本為世界第 2大塑料生產(chǎn)國，2021年上升為 1580萬噸， 2021年已過 1600萬噸。美國現(xiàn)有各種大小塑料企事業(yè)單位 1萬多家，其中職工人數(shù)少于 50人的占總數(shù)的 53％， 50~l00人的占 21％， 100~500人的占 23％，超過 500人的占近 4％，職工總數(shù)近 90萬人。美國的全部塑料消費(fèi)量 2021年為 4280萬噸。其次分別是氯乙烯 650萬噸、聚丙烯 720萬噸、聚苯乙烯對酞酸脂 320萬噸、聚苯乙烯 280萬噸。早在 80年代前期，美國塑料產(chǎn)量就已達(dá) 2021萬噸之多， 1986年增至 23l0萬噸，占全球總產(chǎn)量 8100噸的 ％，此后美國塑料產(chǎn)量繼續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)定增長之勢， 1988年、 1990年、 1992年、 1994年、 1996年和 1998年分別增加到 2710萬噸、 2810萬噸、 3010萬噸、 3410萬噸、 4000萬噸和 4360萬噸，占世界總產(chǎn)量的比例從 1996年起提高到 30％以上。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械