【正文】 料成型加工中最普遍采用的方法。它具有成型周期短，能一次成型外形復雜、尺寸精度較高、易于 實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點。但注射成型的設備價格及模具制造費用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。 注射機為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機架系統(tǒng)等組成。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射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，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，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品。 注射模的種類很多，其結構與塑料品種、塑件的復雜程度和注射機的種類等很多因素有關，其基本結構都是由動模和定模兩大部分組成的。注射成型時動模部分與定模部分由導柱導向而閉合。 注射模、塑料原材料和注射機通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射機和模具結構確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質 量的主要因素。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因為影響成型條件的因素太多，有制品形狀、模具結構、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。這是發(fā)展的必然趨勢。 傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設計人員憑經(jīng)驗與直覺設計模具，模具裝配完畢 后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設計，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。其中 MOLDFLOW軟件包括三個部分： MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱 MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱 MPI）， MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱 MPX）。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等，都有著重大的技術經(jīng)濟意義 [3]。這三種組分的各自特性，使 ABS 具有良好的綜合理學性能。 ABS 價格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應用范圍最廣的工程塑料之一。 ABS 無毒，無氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤，、不透明，密度為 3cmg 。水、無機鹽、堿、酸類對 ABS 幾乎沒有影響， ABS 不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹，在酮，醛，酯，氯代烴中會溶解或形成乳濁液。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70 C? 左右，熱變形溫度約為 93C? 耐氣候性差，在紫外線作用下 ABS易變硬發(fā)脆。 ABS 的熱變形溫度為93~ 118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高 10℃左右。 2． 2 塑件材料成型性能 ABS 易吸水，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。要求塑件精度高時，模具滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 5 溫度可控制在 50 ~ 60 C0 ，要求塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60~ 80C0 。 2． 3 塑件材料主要用途 ABS 在機械工業(yè)上用來制造空調渦輪、泵業(yè)輪、軸承、把 手、管道、管連接件、蓄電池槽、冷藏庫和冰箱襯里等，汽車工業(yè)上用 ABS 制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調節(jié)導管等，還可用 ABS 夾層板制小轎車車身。 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 6 第 3 章 塑件的工藝分析 在模具設計之前需要對塑件的工藝性如形狀結構、尺寸大小、精度等級和表面質量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具結構和模具精度。 圖（ 1） 3D視圖 3． 1 塑件的結構設計 （ 1）脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關。通常塑件的脫模斜度約取 ～ ? ，根據(jù)文獻 [1]，塑件材料 ABS的型腔脫模斜度為 ～ 1? 30/ ，型芯脫模斜度為 30/～ 1? （ 2）塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結構要素，是設計塑件時必須考慮的問題之一。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應盡量小。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準確性。塑件壁厚一般在 1～ 4mm ，最常用的數(shù)值為 2～ 3mm 。 （ 3）塑件的圓角 為防止塑件轉角處的應力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應位置模具和塑件的力學角度，需要在塑件的轉角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。一般外圓弧半徑大于壁厚的 倍，內(nèi)圓角半徑應是壁厚的 倍。 （ 4）孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。由于型芯對熔體有分流作用，所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕，導致孔的強度降低，故設計孔時孔時孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應增加壁厚，以保證塑件的強度和剛度。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應將制品的結構設計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。 塑件的尺寸精度直接影響模具結構的設計和模具的制造精度。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關等級滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 8 確定精度等級。根據(jù)任務書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用 MT3 級精度，未注采用 MT5 級精度。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應隨時給以拋光復原。 3． 4 塑件的體積和質量 本次設計中，塑件的質量和體積采用 3D 測量，在 UG 軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測 得塑件的質量（ ABS的密度為 3/cmg ），即可以得出該塑件制品的體積為質量為 克。 （ 1）成型前對原材料的預處理 根據(jù)注射成型對物料的要求，檢驗物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并 測試其熱穩(wěn)定性，流動性和收縮率等指標，對 原材料進行適當?shù)念A熱干燥， ABS材料吸水率極低，成型前一般不必進行干燥處理。 （ 2）料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時，都需要對注射機（主要是料筒）進行清洗或拆換。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設計。 第二步 : 注射成型過程 完整的注射過程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。制件的后處理主要有退火和調濕處理。 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 10 4． 2 澆口種類的確定 注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道。澆注系統(tǒng)設計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。其中澆口的選擇與設計恰當與否直接關系到制品能否完好的成型。側澆口直接在中間的圓端 面處進，空調渦輪組裝后，澆口被遮擋起來。 4． 3 型腔數(shù)目的確定 因為本設計中采用側澆口，且塑件的尺寸不大，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模二腔，進行加工生產(chǎn)。注射方式為螺桿式，其有關性能參數(shù)為： 海天 HTF160XB 表 41注塑機技術參數(shù) HTF海天注塑機技術參數(shù) 2 型號 參數(shù) 單位 160B 螺桿直徑 mm 45 理論注射容量 cm3 320 注射重量 PS g 291 注射壓力 Mpa 159 注射行程 mm 201 螺桿轉速 r/min 0~230 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 11 料筒加熱功率 KW 鎖模力 KN 1600 拉桿內(nèi)間距 (水平 垂直 ) mm 455455 允許最大模具厚度 mm 500 允許最小模具厚度 mm 180 移模行程 mm 420 移模開距 (最大 ) mm 920 液壓頂出行程 mm 140 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數(shù)量 PC 5 油泵電動機功率 KW 油箱容積 l 240 機器尺寸 (長 寬 高 ) m 機器重量 t 5 最小模具尺寸 (長 寬 ) mm 320320 注射量的校核 模具設計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質量在注射機額定注射量的 80%以內(nèi)。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關系。即： （ 21 AnA? ） P F 式中： P— 塑料熔體對型 腔的成型壓力（ MPa） F— 注射機額定鎖模力（ N） 其它意義同上 根據(jù)教科書表 51，型腔內(nèi)通常為 2040MPa，一般制品為 2434MPa，精密制品為 3944MP （ 21 AnA? ） P=（ 19484*2+600） = 1600KN 鎖模力符合要求 4． 4． 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核 （ 1）模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式 m axm in HHH ?? 式中 minH 注射機允許的最大模厚 maxH 注射機允許的最小模厚 本設計中模具厚度為 320mm 180H500， 符合要求 （ 2）開模行程（ S）的校核 模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。對于臥式注射機，其開模行程與模具 厚度有關，對于多分型面注射模應有： mmHHSS 10~521m a x ???? 式中 1H 推出距離 2H 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 2H =（水口料的長度 +20~30） 本設計中 maxS =500mm 1H = 90 mm 2H =90+30=120 mm 總的開模距離需要 H=120mm 以上 經(jīng)計算，符合要要求。 海天 160XB 型注射機為兩側推出機構。 滄州職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 14 第 5 章 注射模具結 構設計