【正文】 速的進(jìn)步，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前正在使用的塑料制品有幾十萬種。 苯乙烯 丁二烯共聚物 ABS ABS 材料具有優(yōu)越的綜合性能： ABS 制品強(qiáng)度高、剛性好，硬度、耐沖擊性、制品表面光澤性好，耐磨性好。具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的介 電性能。具有優(yōu)良的成型加工性，尺寸穩(wěn)定性好，著色性能、電鍍性能好（是所有塑料中電鍍性最好的）。 ABS 的應(yīng)用很廣，在機(jī)械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機(jī)外殼、儀表殼、水箱外殼、蓄電池槽等； ABS 還可以用來制造水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴、電話機(jī)殼體、收音機(jī)殼體、打字機(jī)鍵盤等。易著色，裝飾性能好。它的耐熱 性低，只能在不高的溫度下使用，易老化。 PE PE 按聚合時(shí)所給的壓力不同，可分為 LDPE 和 HDPE。日常用品中用于制作薄膜，軟管，塑料瓶，碗，箱柜，管道連接器，電氣工業(yè)中用于絕緣零件和包覆電纜等。主要用于電冰箱容器、存儲(chǔ)容器、家具廚具、密封蓋等。 PP PP 料流動(dòng)性好，成型性能好，適合遍平大型膠件。聚丙烯具有突出的延伸性和抗疲勞性能，屈服強(qiáng)度高，有很高的疲勞壽命。低溫下表現(xiàn)脆性，對(duì)缺口敏感。工業(yè)器械：干燥機(jī)通風(fēng)管、洗衣機(jī)框架及機(jī)蓋等。 PVC PVC 材料具有不易燃性、高強(qiáng)度、耐氣候變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。 PVC 是熱敏性塑料，受熱會(huì)分解出一種對(duì)人體有毒，對(duì)模具有腐蝕性的氣體。 PC PC 機(jī)械強(qiáng)度高，耐沖擊性是塑料之冠，彈性模量高，受溫度影響小，抗蠕變性突出；耐熱性好，耐氣候性好。流動(dòng)性差，注塑過程困難。 PC 在電氣和商業(yè)設(shè)備上主要用于計(jì)算機(jī)元件、連接器等；器具上用于食品加工機(jī)、電冰箱抽屜等；交通運(yùn)輸行業(yè)方面用于車輛前后燈、儀表板等。 第 2 章 塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1）塑料選用： ABS 線脹系數(shù) ～ ～ （ 105? ℃ 1? ） 成形收縮率 ～ ～ （％） （ 2）脫模斜度： ? 4039。當(dāng)圓角半徑超過塑件壁厚 （ R/t1） 時(shí)，應(yīng)力集中系數(shù)基本上不再減小，因此塑件內(nèi)表面轉(zhuǎn)折處圓角取壁厚的 ～ 倍為宜，外部圓角取 ～ 倍。 塑件的流動(dòng)性影響制件尺寸的設(shè)計(jì)，注射成型制件尺寸要受注射機(jī)的注射量，鎖模力的限制。首先是模具制造的精度，其次是塑料收縮率的波動(dòng)，同時(shí)由于磨損等原因造成模具尺寸不斷變化，都會(huì)使模制尺寸不穩(wěn)定。綜合考慮本產(chǎn)品采用一般精度即 7 級(jí)精度。本塑件取Ra=。塑件的收縮率大，收縮產(chǎn)生的包緊力大，也宜采取較大斜度。 塑件的幾何形狀和尺寸對(duì)脫模斜度選取也有影響，壁較厚和幾何形狀復(fù)雜的塑件，收縮率較大或各部分收縮差別大，一般的說有較大脫模阻力，宜采取較大斜度，塑件高度對(duì)脫模斜度選取有相互矛盾的影響，對(duì)具體塑件上斜度數(shù)值取應(yīng)綜合考慮各種因素后確定。 塑件除了使用上要求采用尖角處以外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過渡，因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊震動(dòng)時(shí)會(huì) 發(fā)生破裂，甚至在脫模過程中由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是制件的內(nèi)圓角，一般即使采用R= 的圓角，就能使塑件的強(qiáng)度大為增強(qiáng)，理想的內(nèi)圓角，半徑應(yīng)有壁厚的1/4 以上。 綜上所述，利用 UG 軟件設(shè)計(jì)的煙灰缸塑件如圖 21 所示。注塑機(jī)的最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大厚度，和最小厚度，最大開模行程，以及機(jī)床模板，安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸。 ① 臥式注射機(jī) 臥式注射機(jī)是最普遍，最主要的注塑機(jī)形式。 ② 立式注射機(jī) 立式注射機(jī)與合模系統(tǒng)的軸線重合，并與機(jī)器安裝底面垂直。缺點(diǎn)是重心高，不穩(wěn)定，加料較困難，推出的塑料制品需要人工取出，不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。直角式注射機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可利用開模是絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)有螺紋的塑料制品實(shí)行自動(dòng)脫卸。機(jī)械傳動(dòng)無法準(zhǔn)確可靠的注射和保持壓力及鎖模力，模具受沖擊和振動(dòng)較大。 （ 2）按塑化方式可分為柱塞式注射機(jī)和螺桿式注射機(jī)。立式注射機(jī)與直角式注射機(jī)為柱塞式。進(jìn)入料筒的塑料，一方面在料筒的傳熱及螺桿與塑料之間的剪切摩擦發(fā)熱的加熱下逐步熔融塑化；另一方面被螺桿不斷推向料筒 前端。臥式注塑機(jī)結(jié)構(gòu)多為螺桿式。 計(jì)算澆注系統(tǒng)所需用料 (1) 估計(jì)塑件的體積和重量。 初步估算質(zhì)量： M=V? 1. 02= 取 ABS 的密度為 1. 02g/cm179。 主澆道小端直徑取 5mm，錐角為 3176。 質(zhì)量： M=? = g 塑件和澆注系統(tǒng)所消耗的塑料總量為： G=+= g 初步選擇注塑機(jī)的型號(hào) 設(shè)計(jì)采用一模一腔，根據(jù)以上計(jì)算可以初步選擇注塑機(jī)型號(hào)為： XS— ZY— 60。因 ABS 塑料比重是 近似 1，因此以 ABS 為基準(zhǔn)來確定注射機(jī)的額定注射量。所以選擇注射機(jī)的注射量時(shí)可以用公式 31 或公式 32 計(jì)算。） 件V —— 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量 （ cm179。） —— 為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不得超過注射機(jī)容量的 80%/ 因此 ? 60? 滿足要求 (2)鎖模力的校核： 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和 (即注射面積 )乘以型腔內(nèi)的塑料壓力，此力可使模具分型面漲開。注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)應(yīng)該提供足夠的鎖模力，使動(dòng)、定模兩部分在注射過程中保持緊密閉合。 80% 煙灰缸的模型建好后，利用 UG軟件測(cè)得制品投影面積： A= ? ㎡ 查表得 ABS 型腔壓強(qiáng) : P=40Mpa 鎖模力： F= 40 610 247。 （ 3）模具外形與注 塑機(jī)拉桿間距校核。本設(shè)計(jì)模具最大寬度為 240 mm，其小于注射機(jī)拉桿間距 300 mm，所以滿足要求。 設(shè)計(jì)的注塑模不僅必須在注塑機(jī)的上述主要工藝參數(shù)限定的范圍內(nèi)，還必須能順利的安裝到注塑機(jī)上，因此必須滿足注塑機(jī)的有關(guān)安裝尺寸，包括如下幾項(xiàng)，對(duì)其校核。 每一臺(tái)注塑機(jī)的固定模板上都有一個(gè)起定位作用的基準(zhǔn)孔，能使模具安裝到注塑機(jī)上后其主流道中心線與注塑機(jī)噴嘴中心線同軸，模具上的定位圈 應(yīng)該與這一定位孔成間隙配合。 ②噴嘴尺寸的校核。 ③開模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核。 本設(shè)計(jì)的模具所需開模距離為： S=H1+H2+5～ 10=111+142+7=260 mm ④模具裝固尺寸 本模具為小型模具與注射機(jī)采用壓板固定，采用這種固定時(shí)，只須在模具動(dòng)，定模座板附近有螺孔就行，有較大的靈活性。 其開模行程如圖 31 示： 圖 31 單分型面注射模開模行程校核 第 4 章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。普通澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分組成。 模具的進(jìn)料方式、澆口的形式和數(shù)量，往往決定了模架的規(guī)格型號(hào)。內(nèi)部質(zhì)量、尺寸精度和程序周期，故其重要性不言 而喻。為不影響產(chǎn)品外觀，應(yīng)盡量將澆口設(shè)置于制品的隱蔽部位。 （ 2）保證制品的內(nèi)部質(zhì)量 ① 澆口的形式和數(shù)量要選擇合理，保證塑料熔體迅速填充型腔，減少壓力與熱量損失，使制品內(nèi)部組織細(xì)密。 ③ 澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)熔融塑料充滿整個(gè)型腔各個(gè)角落，使型腔內(nèi)氣體能順利排出，避免制品內(nèi)形成氣泡。 ⑤ 盡可能采用平衡式布置，以便熔融塑料能平衡地充填個(gè)型腔，使個(gè)腔收縮率均勻一致，提高塑件的尺寸精度，保證其裝配的互換性 （ 3）阻力最小 流道設(shè)計(jì)要盡量短 ，并盡量減少彎折，流道截面積要盡量合理，宜小不宜大。其直徑的大小與塑料流速及充模時(shí)間的長(zhǎng)短有密切關(guān)系。 主流道設(shè)計(jì)原則如下： （ 1） 主流道的長(zhǎng)度越 短越好。 （ 2）為了便于脫模，主流道在設(shè)計(jì)上大多采用圓錐形。如圖 72 （ 4）主流道應(yīng)設(shè)計(jì)在澆口套內(nèi)。 在臥式或立式注射機(jī)用的模具中，主流道垂直于分型面，通常作在淬硬澆口套內(nèi)，為了使塑料凝料能從流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有?=2～ 4176。內(nèi)壁表面粗糙度一般為 Ra=? m 以下的表面粗糙度，小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約 ～ 1mm，本設(shè)計(jì)注射機(jī)的噴嘴直徑為? 4mm，所以本設(shè)計(jì)的主流道小端直徑為 ? 5mm 凹坑半徑 R 也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1～ 2mm。內(nèi)壁表面粗糙度為 Ra=? m以便凝料順利拔出。為了拆卸更換方便，模具的定位圈常與澆口套分開設(shè)計(jì)。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響整個(gè)質(zhì)量，開模時(shí)又能將主流道中的冷凝料拉出。 推板式鉤料裝置有冷料穴、鉤料桿組成。它的結(jié)構(gòu)形式如圖 41 所示。 澆口的作用： 1 使熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿型腔，并在保壓過程中進(jìn)行補(bǔ)料以彌補(bǔ)由于塑件收縮而留出的空間。 3 成型并被頂出的塑件，較容易與澆注系統(tǒng)分離。 （ 1） 側(cè)澆口 側(cè)澆口是指熔體從側(cè)面進(jìn)入模具型腔，是澆口中最簡(jiǎn)單又最常用的澆口。 缺點(diǎn)： ① 位置受到一定的限制，澆口到型腔局部距離有時(shí)較長(zhǎng)，壓力損失大； ② 流動(dòng)性不佳的塑料容易造成充填不足或半途固化； ③ 平板狀或面積 大的成型品，由于澆口狹小易造成氣泡或流痕的不良現(xiàn)象 ④ 去除澆口麻煩，且易留下明顯痕跡。 潛伏式澆口的優(yōu)點(diǎn)： ① 進(jìn)料位置靈活，且制品分型面處不會(huì)留下有進(jìn)料口痕跡； ② 制品經(jīng)冷卻固化后，從模具中被頂出來時(shí)，澆口會(huì)自動(dòng)被切斷，無須后處理； ③ 由于潛伏式澆口可開設(shè)在制品表面見不到的加強(qiáng)筋、柱子上，所以在成型時(shí)，不會(huì)在制品表面留有由于噴射帶來的噴 痕和氣紋等問題； ④ 有點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)，又有側(cè)澆口的簡(jiǎn)單； ⑤ 既可以潛凹模，又可以潛凸模。 （ 3） 點(diǎn)澆口 點(diǎn)澆口常用于三板模的澆注系統(tǒng)，熔體可由型腔任何位置一點(diǎn)或多點(diǎn)進(jìn)入型腔。 缺點(diǎn)： ① 注射壓力損失較大，流道凝料多； ② 相對(duì)于側(cè)澆口模，點(diǎn)澆口模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本大。 護(hù)耳式澆口的優(yōu)點(diǎn)： ① 澆口附近的收縮下陷可消除； ② 可排除過剩充填所致的應(yīng)變及流痕的發(fā)生； ③ 可消除制品澆口附近的應(yīng)力集中； ④ 澆口部產(chǎn)生摩擦熱可再次提升塑料溫 度。 （ 5）直接澆口 直接澆口直接由主流道進(jìn)入模腔。它適用于單型腔制品。流道流程短，壓力及熱量損失少，有利于排氣，成型容易。 缺點(diǎn)： ① 去除澆口困難； ② 平而淺的制品易產(chǎn)生翹曲 、扭曲； ③ 澆口附近殘余應(yīng)力大。 位置的選擇：首先要避免熔體噴射沖壓模，澆口位置還應(yīng)使熔體取向?qū)λ芗阅苡欣?，還要有利于沖模流動(dòng)，補(bǔ)料和排氣。 澆口套設(shè)計(jì) 澆口套有以下幾種形式。 圖 42 澆口套形式 本設(shè)計(jì)采用（ d），在澆口套端部設(shè)一個(gè)與注射機(jī)定位孔相配的定位環(huán)，并在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi)，克 服塑件對(duì)澆口套的反作用力。 第 5 章 注射模零部件的設(shè)計(jì) 分型面就是動(dòng)，定?；虬旰夏５慕佑|面，模具分開后由此可取出塑件和澆注系統(tǒng)。 排氣槽設(shè)計(jì) 當(dāng)塑件熔體注入型腔時(shí)，如果型腔內(nèi)原 有氣體蒸汽不能順利排出，將在制品上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清等缺點(diǎn)，可以利用配合間隙排氣，可利用推出機(jī)構(gòu)與模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，本設(shè)計(jì)排氣間隙為— ，不必再開設(shè)專門的排氣槽。 本模具采用整體式凹模結(jié)構(gòu)，由整塊材料加工制成。 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯用來成型塑件的內(nèi)表面的設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)采用整體式型芯，用螺釘將其與模板連接，組合式型芯的特點(diǎn)： ①組合式的型芯適用于塑件的內(nèi)形復(fù)雜，機(jī)加工困難的型芯； ②組合式的型芯使加工變得簡(jiǎn)單，容易； ③組合式的型芯減小了貴重模具鋼的耗量； ④組合式的型芯節(jié)省了加工工時(shí)，避免了大型件的熱處理變形。當(dāng)動(dòng)、定模完全分開時(shí)，可依靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向，但僅靠注射成型機(jī)的拉桿導(dǎo)向并不能保證注射模具正常工作，注射模本身必須設(shè)置導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)。 本模具設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)，該機(jī)構(gòu)在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣，包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩個(gè)零件。本設(shè)計(jì) 材料選用低碳鋼（ 20），滲碳淬火，硬度為 50～ 55HRC。導(dǎo)柱的端部做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分。 ③導(dǎo)柱的配合精度。本設(shè)計(jì)導(dǎo)柱與導(dǎo)向孔之間采用間隙配合 H7/f6，而與安裝孔則采用過過渡配合K7/h6。注射模的導(dǎo)柱一般取 2～ 4 根，本設(shè)計(jì)選 2 根對(duì)稱布置。該導(dǎo)套的尾部與另 — 模板配合起定位作用，有省去定位銷的效果。通常設(shè)在長(zhǎng)邊離中心線 1／ 3 處最安全。工作表面 粗糙度為 ，固定部分 。 5）對(duì)導(dǎo)柱直徑的校核。 w一根導(dǎo)柱承受的模板重力（ N），若整個(gè)模板重力為 W，導(dǎo)柱的根數(shù)為 n ，則 w=W／ n． L模板重心距導(dǎo)柱肩部距離 (mm) 。 δ 導(dǎo)柱頭部彎曲變形的撓度（ mm），其值以不影響順利脫模為準(zhǔn)。 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 模具機(jī)構(gòu)在完成塑件脫模后，為進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)，必須回到初始位置，因此要設(shè)置復(fù)位桿。 第 6 章 推出機(jī)構(gòu) 在注塑模中，將冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無損壞的推出機(jī)構(gòu)稱為脫模系統(tǒng)。 （ 1） 手動(dòng)脫模系統(tǒng) 指當(dāng)模具分開后，用人工操作脫模系統(tǒng)使制品