【正文】 的限制性斷面前加工出圓弧，有利于延緩澆口處熔體凍結(jié)，對向型腔中補料有利。點澆口的參數(shù)：由推薦值取點澆口直徑 d=，澆門長度 L=1mm。 冷料穴的設(shè)計 當分流道設(shè)計得比較長時，其末端留有冷料穴。常用的 冷料穴主要有帶工形拉料桿的冷料穴、帶推桿的倒錐形冷料穴，帶推桿的圓形冷料穴、帶拉料桿的球頭形冷料穴、帶椎桿的菌形冷料穴、主澆道延長式冷料穴。 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 5 3 注塑成型的準備 注塑成型工藝簡介 注塑成型是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注塑機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流狀態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過機筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過 一段時間的保壓冷卻以后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制件。 圖 41 注塑成型壓力 — 時間曲線 （ 1）物料準備；成型前應(yīng)對物料的外觀色澤、顆粒情況，有無雜質(zhì)等進行檢驗，并測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標。 （ 2）注塑過程；塑料在料筒內(nèi)經(jīng)過加熱達到流動狀態(tài)后，進入模腔內(nèi)的流動可分為注射，保壓，倒流和冷卻四個階段，注塑過程可以用如圖所示 。從時間 T1到 T2，塑料仍處于螺桿（或柱塞）的壓力下，熔體會繼續(xù)流入模腔內(nèi)以彌補因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。這一階段的時間越長，分子定向的程度越高。倒流一直進行到澆口處熔體凝結(jié)時為止。 （ 3）制件后處理；由于成型過程中塑料熔體在溫度和壓力下的變形流動非常復(fù)雜，再加上流動前塑化不均勻以及充模后冷卻速度不同，制件內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)不均勻的結(jié)晶、取向和收縮，導(dǎo)致制件內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的結(jié)晶、取向和收縮應(yīng)力，脫模后除引起時效變形外， 還會使制件的力學性能，光學性能及表觀質(zhì)量變壞，嚴重時會開裂。 退火是為了消除或降低制件成型后的殘余應(yīng)力，此外，退火還可以對制件進行解除取向，并降低制件硬度和提高韌性，溫度一般在塑件使用溫度以上的 10~20度至熱變形溫度以下 10~20度之間；調(diào)濕處理是一種調(diào)整制件含水量的后處理工序，主要用于吸濕性很強、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件 .調(diào)濕處理所用的加熱介質(zhì)一般為沸水或醋酸鉀溶液（沸點為 121℃，加熱溫度為 100～ 121℃，保溫時間與制件厚度有關(guān)，通 常取 2～ 9小時。噴嘴溫度通常略微低于料筒的最高溫度，以防止熔料在直通式噴嘴口發(fā)生“流涎現(xiàn)象”；模具溫度一般通過冷卻系統(tǒng)來控制；為了保證制件有較高的形狀和尺寸精度，應(yīng)避免制件脫模后發(fā)生較大的翹曲變形，模具溫度必須低于塑料的熱變形溫度。 表 41 溫度的經(jīng)驗數(shù)據(jù) 料筒溫度 /℃ 噴嘴溫度 /℃ 模具溫度 /℃ 熱變形溫度 /℃ 后段 中段 前段 150~210 170~230 190~250 240~250 5~75 65~96 —— （ 2）壓力；注射成型過程中的壓力包括注射壓力，保壓力和背壓力。保壓力的大小取決于模具對熔體的靜水壓力，與制件的形狀，壁厚及材料有關(guān)。背 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 7 壓力是指注塑機螺桿頂部的熔體在螺桿轉(zhuǎn)動后退時所受到的壓力，背壓力除了可驅(qū)除物料中的空氣，提高熔體密實程度之外 ，還可以使熔體內(nèi)壓力增大，螺桿后退速度減小，塑化時的剪切作用增強，摩擦熱量增大，塑化效果提高，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，背壓的使用范圍約為 ~。包括注射時間，保壓時間，冷卻時間，其他時間（開模，脫模，涂脫磨劑，安放嵌件和閉模等），在保證塑件質(zhì)量的前提下盡量減小成型周期的各段時間，以提高生產(chǎn)率，其中，最重要的是注射時間和冷卻時間，在實際生產(chǎn)中注射時間一般為 3~5 秒，保壓時間一般為20~120 秒，冷卻時間一般為 30~120 秒（這三個時間都是根據(jù)塑件 的質(zhì)量來決定的，質(zhì)量越大則相應(yīng)的時間越長）。 表 42 成型周期與壁厚關(guān)系 制件壁厚 /mm 成型周期 / s 制件壁厚 / mm 成型周期 / s 10 35 15 45 22 65 28 85 經(jīng)過上面的經(jīng)驗數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因為各個推薦值有差別，而且有的與實際注塑成型時 的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，初定制品成型工藝參數(shù)如表 43所示。 注塑機的選擇 注塑機簡介 1956年制造出世界上第一臺往復(fù)螺桿式注塑機 ,這是注塑成型工藝技術(shù)的一大突破 ,目前注塑機加工的塑料量是塑料產(chǎn)量的 30%。 此外還有按用途分類和按合模裝置的特征分類 ,但日常生活中用的較少。 表 44 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成型周期 s 30 成型收縮 (%) 干燥溫度 (℃ ) 60~80 干燥時間 (℃ ) 1~3 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 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 . (5)鎖模力；注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力 ,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開 . (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 . (7)開合模速度；為使模具閉合時平穩(wěn) ,以及開模 ,推出制件時不使塑料制件損壞 ,要求模板在整個行程中的速度要合理 ,即合模時從快到慢 ,開模時由慢到快在到停 . (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 . 選擇注塑機 由注射量選定注射機 .由 PRO/E建模分析得（材料密度取 dm? ???） : 總體積 V= ；總質(zhì)量 M=；流道凝料 V’ = (流道凝料的體積 (質(zhì)量 )是個未知數(shù) ,根據(jù)手冊取 ()來估算 ,塑件越大則比例可以取的越小 )； 實際注射量為 :V實 = = cm3 ； 實際注射質(zhì)量為 M實 == =； 根據(jù)實際注射量應(yīng)小于 , 即： ≧ V實 （ 3— 1） V公 = V實 / =247。 表 45 國產(chǎn)注射機 SZ160/1000技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi) 容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (mm) 415x385 理論注射容積（ cm3 ） 314 移模行程 (mm) 280 螺桿 (柱塞 )直徑 (mm) 50 最大模具厚度 (mm) 400 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 注射壓 (MPa ) 147 最小模具厚度 (mm) 205 注射速率 (g/s) 227 鎖模形式 (mm) 液壓 塑化能力 (g/s) 21 模具定位孔直徑 (mm) 120 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 10200 鎖模 力 (KN) 1600 注射機的校核 最大注塑量的校核： 為確保塑件質(zhì)量，注塑模一次成型的塑件質(zhì)量（包括流道凝料質(zhì)量）應(yīng)在公稱注塑量的 35%~75%范圍內(nèi)，最大可達 80%，最小不小于 10%。 V實 = cm3 ； V公 ＝ 314 cm3 ； = 2314? =% 滿足要求。 P型 （ 4— 3） ＞ 2 140 80? 30 106 ＞ KN 滿足要求。 定位圈尺寸校核： 塑機固定模板臺面的中心有一規(guī)定尺寸的孔，稱之為定位孔。模具端面凸臺高度應(yīng)小于定位孔深度。模具長寬方向的尺寸要與注塑機拉桿 間距相適應(yīng)，模具至少有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機的工作臺面上。 式中 Hm —— 所設(shè)計的模具厚度 301 mm； Hmin —— 注塑機所允許的最小模具厚度 205mm； Hmax —— 注塑機所允許的最大模具厚度 400 mm； 模具安裝尺寸校核： 注塑機的動模板，定模板臺面上有許多不同間距的螺釘孔 或“ T”形槽，用于安裝固定模具。采用螺釘直接固定時（大型模具常用這種方法），模具動，定模板上的螺孔及其間距，必須與注塑機模板臺面上對應(yīng)的螺孔一致；采用壓板固定時（中，小模具多用這種方法），只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 開模行程校核 所選注塑機為全液壓式鎖模機構(gòu)，最大開模行程受模具厚度影響。 S開 ≧ H1+H2+（ 5~10） mm （ 3— 5） 280 ≧ 15+67+10 280≧ 92 滿足要求。 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 4 模具結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計 注塑模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道，它由主流道，分流道，冷料穴和澆口組成。 主流道 主流道是連接注塑機的噴嘴 與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關(guān)，如下： 主要參數(shù)： 錐角 ? =3176。 分流道 分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。 表 51 流道斷面尺寸推薦值 塑料名稱 分流道直徑 mm 塑料名稱 分流道斷面直徑 mm 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 13 ABS ， AS 聚乙烯 尼龍類 聚甲 醛 丙烯酸 抗沖擊丙烯酸 醋酸纖維素 聚丙烯 異質(zhì)同晶體 ~ ~ ~ ~10 8~10 8~ 5~10 5~10 8~10 聚苯乙烯 軟聚氯乙烯 硬聚氯乙烯 聚氨酯 熱塑性聚酯 聚苯醚 聚砜 離子聚合物 聚苯硫醚 ~10 ~10 ~16 ~ ~ ~10 ~10 ~10 ~13 分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形， U形和六角形。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為 6mm。前者適用于模 板尺寸為 B L≤ 560mm 900mm；后者的模板尺寸 B L 為（ 630mm 630mm）～（ 1250mm2021mm）。 （ 1）模仁尺寸的確定 因為采用的是整體式凹模和整體式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最終是傳遞到凸、凹模上，從節(jié)約材料和見效模具尺寸出發(fā)，模仁的值取的越小越好，但實際中因為要考慮冷卻因素，又因為經(jīng)過模仁的冷卻系統(tǒng)比經(jīng)過模仁外部的冷卻系統(tǒng)效率高，所以為了給冷卻系統(tǒng)留有足夠的空間，該設(shè)計取 模仁的大小為 180 302 mm。根據(jù) 的計算結(jié)果，只要凹模長邊的寬度滿足 12 mm 就可以達到剛度要求，理論上只要取大于 中原工學院信息商務(wù)學院畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 12 mm 的值就滿足設(shè)計要求，但考慮到導(dǎo)柱和導(dǎo)套、螺釘、冷卻水孔等對模架強度、剛度的削弱作用，實際生產(chǎn)中都取比理論值大得多的值，在本設(shè)計中，在長度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 45 mm，在寬度方向，取模仁到模具邊的單邊寬度為 49 mm（實際生產(chǎn)中寬度方向的邊值一般比長度方向的邊值大）。 （ 3）模具高度尺寸的確定 各塊板的厚度已經(jīng)標準化，所需要的只是選擇，如何選擇合理的厚度，這里有兩個尺寸需要注意： ①凸模底板厚度和凹