【正文】 是當(dāng)今先進(jìn)的計(jì)算機(jī)硬件和 CAD/CAM軟件的環(huán)境下，模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)加 工、裝配、工期、成本及注射制品質(zhì)量及生產(chǎn)效率等會(huì)產(chǎn)生很大的影響。根據(jù)塑料類型、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量、成型方法與加工設(shè)備的不同，采用各種不同形式的模具。這種模具主要用于熱固性塑件的成型，也有用于熱塑性塑件的成型 。這種模具用于熱固性塑件的成型。它主要用于熱塑性塑件的成型，也可用于熱固性塑件的成型。 按型腔數(shù)目分類 （ 1）單型腔模具 這是在一副塑料模具中只有一個(gè)型腔，一個(gè)模具周期生產(chǎn)一個(gè)塑件 的模具。單型腔模具主要用于大型塑件和形狀復(fù)雜或嵌件多的塑件的生產(chǎn)，或生產(chǎn)批量不大的場合。這種模具生產(chǎn)率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。 PP 聚丙烯 化學(xué)和物理特性 PP 是一種半結(jié)晶性材料。由于均聚物型的 PP 溫度高于 0℃以上時(shí)非常脆，因此許多商業(yè)的 PP 材料是加入 1~4%乙烯的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。 PP的強(qiáng)度隨著乙烯含量的增 加而增大。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。通常，采用加入玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對(duì) PP 進(jìn)行改性。低 MFR 的 PP 材料抗沖擊特性較好但延展強(qiáng)度較低。由于結(jié)晶， PP 6 的收縮率相當(dāng)高，一般為 ~%。加入 30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到 %。然而，它對(duì)芳香烴（如苯）溶劑、氯化烴（四氯化碳）溶劑等沒有抵抗力。 聚丙烯（ PP）是常見塑料中較輕的一種，其電性能優(yōu)異，可作為耐濕熱高頻絕緣材料應(yīng)用。 PP 在熔融狀態(tài)下，用升溫來降低其粘度的作用不大。 PP 成型各階段所需壓力及熔體流動(dòng)過程 PP 成 型主要包括充模階段、增密階段、保壓階段和冷卻階段 ，每個(gè)階段所需壓力各有不同，熔體流動(dòng)情況也有所不同。注塑開始，螺桿頭部產(chǎn)生注塑壓力到熔體充滿模腔這一階段是在動(dòng)壓作用下的高壓高速充模過程。當(dāng)注塑壓力過低時(shí)，熔體進(jìn)入模腔緩慢，緊貼在模腔內(nèi)壁表面的那一層熔體會(huì)因溫度急速下降而使粘度增高凝固，并很快向中心波及，使熔體的流動(dòng)通道在很短時(shí)間內(nèi)變得十分狹窄 ，大大削弱了進(jìn)入模腔的熔體流量，結(jié)果使制品表面出現(xiàn)波紋、缺料、氣泡。雖然高的注塑壓力在注塑過程中能提高注射速率而獲得大的剪切作用。因此，在充模階段應(yīng)注意把握高速注塑，即高剪切 速率的作用，而不應(yīng)一味地提高注塑壓力。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般先調(diào)成低速低壓，使熔體平穩(wěn)進(jìn)入模具；再用兩級(jí)不同的高速高壓使熔體接近充滿模腔，并防止發(fā)生渦流；最后用一級(jí)低速中壓，避免溢邊產(chǎn)生，以便順利完成充模過程。當(dāng)注塑壓力達(dá)到最大值時(shí)，模腔壓力并沒有達(dá)到最大值，模腔壓力的極值要滯后于最大注塑壓力一段時(shí)間，此間熔體的流動(dòng)過程為增密過程?？梢哉f注塑壓力的最大值在注塑增密過程中決定了模腔壓力所能達(dá)到的最大值。在正常變形條件下，模具微動(dòng)脹開有放氣作用，因此要以偏高的壓力注塑，這樣既能壓緊熔體，又能使從不同方向先后充滿模腔的粘流態(tài)熔體熔成一個(gè)整體。 保壓階段 保壓階段 PP 熔體在模腔內(nèi)的壓力和比容積不斷變化 (PP 的比容積變化為 16％ )，并一直維持到澆口封閉為止。保壓壓力能使模腔內(nèi)熔體在完全凝固前始終獲得充分的壓力和補(bǔ)料，從而出現(xiàn)熔體的流動(dòng)，特點(diǎn)是流速慢，原因是熔體因降溫而收縮。保壓壓力的增大還會(huì)令制品的密度增 加，出模后的制品表面自由變化程度減小，獲得接近模面的表面租糙度，減少成型收縮，增進(jìn)熔體各部分之間的熔合，提高制品的力學(xué)性能。 保壓時(shí)間是保壓過程中的另一重要工藝參數(shù)。延長保壓時(shí)間有助于減少制品的收縮率，但過長的保壓時(shí)間會(huì)使制品的徑向收縮率與軸向收縮率程度不同，令制品各個(gè)方向上的內(nèi)應(yīng)力差異增大，造成制品翹曲、粘模。 冷卻階段 保壓結(jié)束后，保壓壓力解除，流道內(nèi)的壓力隨之急劇下降，大大低于模腔內(nèi)的壓力。這時(shí)，模腔中熔體的物料量雖不再發(fā)生變化，但卻產(chǎn)生了兩個(gè)相反效應(yīng)，一個(gè)是熔體的冷卻收縮，一個(gè)是釋壓膨脹，兩個(gè)效應(yīng)是相互矛盾的。生產(chǎn)實(shí)踐證明，當(dāng)封口溫度一定時(shí)，封口壓力越高，制品密度越大，釋壓膨脹越 8 明顯；當(dāng)封口壓力一定時(shí)，封口溫度越高，制品密度越小，冷卻收縮效應(yīng)越明顯。 隨著冷卻時(shí)間的延長，制品凝固層加厚，模腔內(nèi)熔體在沒有外界壓力作用下不再流動(dòng)，只進(jìn)行熱傳導(dǎo)，直到制品有足夠的剛度從模具中脫出。 (2)增密階段是注塑壓力向模腔內(nèi)傳遞并產(chǎn)生模腔壓力的階段，注塑壓力決定模腔壓力的大小，用相對(duì)偏高的壓力注塑，熔體才能被壓緊成一整體。保壓壓力一般可取最高注塑壓力值的 60％ 70％。除了配合尺寸要求精度 較高外，其他尺寸精度要求相對(duì)較低，但表面粗糙度要求較高，再結(jié)合其材料性能，故選一般精度等級(jí)： 5 級(jí)。該澆口的分流道位于模具的 分型面處， 澆口 橫 向開設(shè)在模具的 型腔 處， 從塑料件側(cè)面進(jìn)料， 因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 熔化溫度： 220~275℃，注意不要超過 275℃。結(jié)晶程度主要由模 具溫度決定。 注射速度：通常，使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。 流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是 4~7mm。所有類型的澆口都可以使用。對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。 第三章 初步確定型腔數(shù)目 初步確定型腔數(shù) 目 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，此塑料產(chǎn)品在模具中的扣置方式有兩種 :一種是將塑料制品的回轉(zhuǎn)軸線與模具中主流道襯套的軸線垂直；另一種是將此塑料制品的中心線與模具中主流道襯套的軸線平行。 第四章 注射機(jī)的選擇 塑件體積的計(jì)算 塑件： 零件塑件的體積 V= 10 澆注系統(tǒng)的體積： V2= 塑件與澆注系統(tǒng)的總體積為 V=+= 計(jì)算塑件的質(zhì)量 計(jì)算 查手冊(cè)取密度 ρ=塑件體積： V= 塑件質(zhì)量：根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查得： ρ =所以，塑件的重量為： M=Vρ = = 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) 1pkm mn k?? （ 41） 得 1p nm mm k?? (42) k? 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 。 1m? 澆注系統(tǒng)凝料量， cmз 或 g； m? 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量， cmз 或 g； 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求 ,該 塑件在注射時(shí)采用 1 模 4 腔 11 計(jì)算 澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 圖 澆注系統(tǒng)示意圖 根據(jù)三維模型，利用三維軟件直接可查詢到澆注系統(tǒng)的體積 V2= 注 射機(jī)的選擇 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)。 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(duì)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(dòng)阻力 ,螺桿 (或柱塞 )對(duì)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(dòng)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。避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁 ,型芯或嵌件 ,使塑料能盡快的流入到型腔各部位 ,并避免型芯或嵌件變形 。澆口位置及其塑料流入方向 ,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí) ,能沿著型腔平行方向均勻的流入 ,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出 。 經(jīng)換算得主流道大端直徑為 。常用分流道斷面尺寸推薦如表 41所示。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效 率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。 分流道選用圓形截面：直徑 D=7mm 流道表面粗糙度 ?? 圖 分流道示意圖 17 分型面的選擇設(shè)計(jì)原則 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響