【正文】 度因素來確定。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段，因此在設(shè)計中要求分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔料盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失及熱量損失盡可能小，能使塑料熔料 體均衡地分配到各個型腔。為了使熔料順利的進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑 r=3mm的圓弧過渡。 設(shè)計中采用的是臥式注射機，為了使凝料能從其中順利撥出，主流道設(shè)計成圓錐形，錐角為 2176。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦值取噴嘴前端孔徑 d=4mm，查得 SZ60/450 噴嘴前端面半徑 1 20R mm? 。 主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定、溫度、壓力的塑料熔體要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬于容易損壞的部件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式，即澆口套。主流道截面面積過小，塑料在流動過程中冷卻面積相對增加，熱量損失大，粘度增加，流動性降低，成型壓 力損失大，造成成型困難；如主流道截面面積過大，會使流道容積加大，塑料耗量增多，而且會使塑料流動過程中壓力減弱，冷卻時間延長，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。 主流道設(shè)計 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動通道。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計的正確與否直接關(guān)系到注塑成型的效率和塑件質(zhì)量。 圖 5— 2 型腔排列方式 第 17 頁 共 46 頁 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指 塑料熔體從注射機噴嘴進入模具開始到型腔為止所流經(jīng)的通道。 塑件在成型采用四型腔，排列方式如圖 5— 2，這種平衡式排列最大的優(yōu)點就是保證各個進料口同時均衡地進料。塑件開模時留于動模部分，便于脫模，使模具結(jié)構(gòu)簡單。因此，應(yīng)根據(jù)分型面的選擇原則和塑第 16 頁 共 46 頁 件的成型要求來選擇分型面。 結(jié)合上面兩項的計算，初步確定注塑機，查國產(chǎn)注射機主要技術(shù)參數(shù)表取 SZ60/450，主要技術(shù)參數(shù)如下 ： 結(jié)構(gòu)類型：臥 式 拉桿內(nèi)間距 (mm)： 280 250 理論注射容積 (cm3 )： 78 ~106 移模行程 (mm)： 220 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm)： 30 ~35 最小模具厚度 (mm)： 100 最大模具厚度 (mm)： 300 注射壓 (MPa )： 170 ~125 注射速率 (g/s) ： 60 ~75 鎖模形式 (mm)：雙曲軸 塑化能力 (g/s)： ~10 模具定位孔直徑 (mm)： 55 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min)： 10~150 噴嘴球半徑 (mm)： 20 鎖模力 (KN)： 450 5 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 分型面、型腔數(shù)量的選擇 分型面的選擇 選擇分型面時一般應(yīng)遵循以下幾項原則： (1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； (2)便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊； (3)保證塑件的精度要求； (4)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； (5)便于模具加工制造； (6)對成型面積的影響； (7)對排氣效果的影響； (8)對側(cè)向抽芯的影響； 為了將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從密閉的模具內(nèi)取出，以及為了安放嵌件，將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€ 或若干個主要部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱分型面。 P型 （ 42） =20xx30106 = （ KN） 式中 F鎖 — 注射機的鎖模力（ N） ； A分 — 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 ； P型 — 型腔壓力 。 注塑機的選擇 (1)由公稱注射量選定注射機 由注射量選定注射機。確定成型周期的經(jīng)驗 數(shù)值 如表 4— 2 所示。 (3)時間 ： 完成一次注塑成型過程所需要的時間稱為成型周期。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行壓實等。只有對制品尺寸穩(wěn)定要求較高時，才作適當(dāng)處理，因此本設(shè)計無需后處理。 增強 PBT塑 料與溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如表 4— 1所示。 第 13 頁 共 46 頁 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，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。當(dāng)模腔充滿熔體時，熔體壓力迅速上升，達到最大值。對于吸濕性強的塑料，應(yīng)根據(jù)注射成型工藝允許的含水量進行適當(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。一般分為三個階段的工作。 根據(jù) GB10021996 家用和類似用途單相插頭插座型式、基本參數(shù)和尺寸標(biāo)準(zhǔn)，塑件粗糙度全部為 ? 。塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo)，包括缺料，溢料與飛邊，凹陷與縮癟，氣孔，翹曲等。根據(jù)以上分析可見，該零件的尺寸精度較低，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。其平行度、垂直度、對稱度等形位公差應(yīng)為 GB1184中規(guī)定的公差 7級。對塑件的精度要求，要具體分析，根據(jù)裝配情況來確定尺寸公差，該塑件是一般民用品，精度要求低。查相關(guān)資料，采用 M3規(guī)格的自攻螺紋，光孔底部直徑 d為 ,上部直徑 d′為 。塑件上的螺紋在使用時不經(jīng)常拆卸且緊固力不大時，可采用自攻螺釘直接旋入裝配即可，內(nèi)螺紋孔設(shè)置成光孔，底孔的脫模斜度為1176。 螺 紋型芯固定在塑件 一起脫出型腔，然后旋出螺紋型芯， 這種方法生產(chǎn)效率低，僅適用于小批量生產(chǎn)。據(jù) 有關(guān)資料推薦，外壁圓角半徑可取 倍壁厚。這樣，不僅避免了應(yīng)力集中，提高了強度，而且還增加了塑件的美觀，有利于塑料充模時的流動。 帶有尖角的塑件，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響塑件強度；同時還會出現(xiàn)凹痕或氣泡，影響塑件外觀質(zhì)量。在該塑件中的加強肋起到引導(dǎo)物料流動的作用同時又對 插銷 進行定位 。 用增加壁厚的方法來提高塑件的強度通常是不合理的，因為壁的厚度在工藝上受到第 11 頁 共 46 頁 一定的限制，此時可采用 設(shè)置 加強筋的辦法來增加塑件的強度。查閱相關(guān) 資料可得：增強阻燃 PBT的脫模斜度一般取 2176。當(dāng)壁厚為 ，流動距離與制品厚度的比值（ L/t）為 100；壁厚為 2mm時，比值為 300。 在滿足力學(xué)性能的前提下厚度不宜過厚 ， 不僅可以節(jié)約原材料 ， 降低生產(chǎn)成本 ， 而且使塑件在模具內(nèi)冷卻或固化時間縮短 ， 提高生產(chǎn)率 ； 其次可避免因過厚產(chǎn)生的凹陷 ， 縮孔等質(zhì)量上的缺陷 。 圖 3— 1 插頭外殼零件圖 各種塑件 ， 不論是結(jié)構(gòu)件還是板壁 ， 根據(jù)使用要求具有一定的厚度 ， 以保證其力學(xué)強度 ，因此，合理的選擇塑件的壁厚是很重要的。 在塑料生產(chǎn)過程第 10 頁 共 46 頁 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)出價廉物美的產(chǎn)品 ； 另一方面 ， 模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析 ， 弄清塑件生產(chǎn)的難點 ， 為模具設(shè)計和制造提供依據(jù) 。 cm 7 1410 1510 1410 介電損耗 /（ 610 Hz） 吸水率 % ~ ~ 耐電弧性 /s / 120 140~145 收縮 率 /% ~ ~ ~ 可燃性（ UL94） / V— 0 HB 以上的性能分析對比中看出，在絕緣性能方面三種材料相差 不大， 成型特性上以 30%玻璃纖維增強 PBT 最好 ， 其英文名為 ： Polybutylene terephthalate， 最終選定 熱塑性塑料增強 PBT 為塑件材料 ， 其 特性符合塑件的要求。 增強 PBT主要用于 插頭，連接器，開關(guān)，配線零件，熔斷器，線圈骨架，陰極射線管，手柄，支承，外殼等。成型性好，能直接成型具有復(fù)雜形狀制品的外殼，成型前需干燥，模塑周期短，容易出模，溫度至熔融溫度以上時，具有較低的溶體粘度，良好的流動性。 30%玻璃纖維聚碳酸脂主要用于電絕緣零件，斷路器，配電板，電動工具外殼，精密儀器零件，電子計算機零件，插頭等。由于熱膨脹系數(shù)間的差別，要求盡可能少用金屬嵌件。缺點是對缺口比較敏感，易產(chǎn)生應(yīng)力開裂，耐疲勞性和化學(xué)穩(wěn)定性也稍差。聚酰胺 6主要用于軸承，圓柱齒輪，凸輪，各種輥子，輥軸，輸油管，活塞，電纜護套，絕緣插座，外殼，支撐架等。成型前需干燥避免高溫成型時起泡和制品強度下降，為了使注塑產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，需要進行調(diào)濕處理，易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。 考慮到加工工藝問題，模具成型 過程需要 考慮到材料的注塑特性，在各特點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 。 該塑件對材料的要求首先必須是 絕緣性能好，其次才是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力 、 彈性模量 、 彎曲強度 、 表面硬度等 ，再后考慮 成型難易和經(jīng)濟性問題 。 該塑件是連接電源與電器的橋梁，使用的 材料必須有良好的絕緣性能，保證 塑件有足 夠的絕緣電阻和電氣強度 （ 耐較高電壓沖擊的能力 ）；塑件必須 具備良好的耐熱、耐燃性能，這是非常重要的指標(biāo) ；塑件 在使用中，由于電流作用或非正常工作、故障等原因，可能導(dǎo)致產(chǎn)生較高的溫度，甚至使帶電金屬產(chǎn)生紅熱，這就要求 塑件 在一定的溫度條件下應(yīng)不變形 、 不軟化 ， 遇到明火時導(dǎo)致火焰蔓延 ； 從外觀上來說 ,要求塑件的 質(zhì)地較為堅硬 ， 很難劃傷 ， 成形后結(jié)構(gòu)嚴(yán)密 ；作 為一種日用品 ， 生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批大量生產(chǎn) ， 必須 考慮生產(chǎn)成本和模具壽命 ， 在材料的選擇時要綜合各種因素 。為了更好的設(shè)計出插頭外殼零件塑料注射模，本論文將進一步對設(shè)計進行分析說明，以下是設(shè)計的具體步驟： (1)成型工藝分析：為注射所用的材料提供選擇依據(jù)，分析塑件成型工藝以便合 理的選擇成型設(shè)備； (2)注射模結(jié)構(gòu)分析：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及其型腔的排列方式和冷卻水道的布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計、自攻螺紋機構(gòu)的設(shè)計、推出機構(gòu)的設(shè)計等內(nèi)容； (3)模具設(shè)計的有關(guān)計算：成型零件的主要尺寸計算，為模具裝配提供依據(jù)； (4)模具系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)校核：模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算、模具閉合高度的確定、注第 8 頁 共 46 頁 射機有關(guān)參數(shù)的確定； (5)注射模具重要零件加工工藝規(guī)程的編制與裝配：編制重要零件的加工規(guī)程，為裝配提供良好的硬件基礎(chǔ)。使設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便。塑件為腔體外殼，設(shè)置推出機構(gòu)時考慮到外形表面的質(zhì)量問題，采用推桿機 構(gòu)內(nèi)表面頂出，并且要求推桿的布置力求均勻，在設(shè)計中每個型腔設(shè)置 4 個推桿，使塑件在推出的過程中受力均勻，推出迅速，保證塑件在推出過程中不發(fā)生變形。 設(shè)計總體方案 根據(jù)設(shè)計要求，為了提高生產(chǎn)效率，保證塑件的成型質(zhì)量，理想的模具設(shè)計結(jié)構(gòu)要滿足塑件成型工藝技術(shù)要求和生產(chǎn)經(jīng)濟性能要求，技術(shù)要求是要保證塑料制品的幾何形狀、尺寸公差及表面粗糙度；生產(chǎn)經(jīng)濟性能要求是要使生產(chǎn)的成本低，生產(chǎn)效率高，模具壽命長，操作簡單、安全、方便。塑件成型時無變形，注出的制件表面光滑，無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。 (4)對模具主要零件進行加工規(guī)程的編制。 (2)確定成型工藝規(guī)程，并根據(jù)工藝規(guī)程進行注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，對模具設(shè)計 進行相關(guān)計算，確定模具設(shè)計的方案、總體設(shè)計和及其主要零件設(shè)計，注射機有關(guān)參數(shù)的校核，在設(shè)計中要明確模具在實際運用中的使用情況，熟悉成型工藝的流程，認(rèn)真 完成 每一個第 7 頁 共 46 頁 細(xì) 節(jié)的設(shè)計。并根據(jù)任務(wù)書提出的要求 完成 模具的設(shè)計方案，有條件可以進行實地調(diào)研，下面就以任務(wù)書的要求和自己的實際情況編制模具設(shè)計的基本過程。塑料制品設(shè)計時應(yīng)該要保證制品質(zhì)量要求，盡量減少后加工，模具應(yīng)具有最大的生產(chǎn)能力，而且經(jīng)久耐用，制造方便，價格合理?？偟膩碚f，國內(nèi)注塑模 CAD 技術(shù)起步晚，基礎(chǔ)差，因此不論是從應(yīng)用范圍的廣度和深度，還是從系統(tǒng)的開發(fā)能力和質(zhì)量上與工業(yè)發(fā)達國家相比都有著較大的差距。北京航空航天大學(xué)華正模具研究所研制的注射模 CAD/CAM/CAE 系具有塑料產(chǎn)品線框造型、曲面造型、分析模擬和數(shù)控仿真與數(shù)控加工程序生成等項功能，具有很高的技術(shù)水平與使用價值。浙江大學(xué)基于工作站的 UGⅡ系統(tǒng)開發(fā)出精密注射模CAD/CAM 系統(tǒng)。這些項目的成果對促進 我國注射模 CAD 技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要作用，使我國注射模 CAD 的技術(shù)和應(yīng)用水平很快提高。多年來，我國對注射模設(shè)計制造技術(shù)及其 CAD 的開發(fā)應(yīng)用十分重視，安排了“八五”重點科技攻關(guān)項目“塑料注射模 CAD/CAM/CAE 集成系統(tǒng)研究”。 從 80 年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑第 6 頁 共 46 頁 模 CAD 系統(tǒng)。目前，比較流行的的用