【正文】 ld principle is discussed. The results show that the mold structure is reasonable, and it can be operated conveniently for requirement. Keywords: PET resin。 injection mold。 參考文獻 ..........................................................................................................43 引言 4 近年來， PET 吹塑瓶以其質(zhì)量輕、強度高、透明、無毒等優(yōu)點被大量用于飲料包裝，特別是碳酸性飲料的包裝。 PET 吹塑瓶的生產(chǎn)依據(jù)型坯的預(yù)成型方法，在 PET 吹塑瓶未流行前，塑料瓶坯多是擠出成型的。 擠出成型的瓶子瓶頸不平整，通常都需要刮去毛邊才能保證旋上瓶蓋后不漏水，擠吹亦產(chǎn)生較多的邊角料，要二次加工去除并循環(huán)再用且靠擠出的瓶坯壁厚很難保證均勻。然而，由于PET 材料成型溫度高，料溫調(diào)節(jié)范圍窄（ 260℃ ～ 300℃ ） ,且熔化后，流動性太好，必須在注塑機噴嘴中加防流涎的裝置，這樣 大大增加了模具的復(fù)雜度。 制件的制品分析 塑件分析 結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為圓柱筒形件，有外螺紋（其截面形狀如上圖） 5 的圓筒形坯口和圓柱體卷封環(huán)，轉(zhuǎn)角的倒圓 。該零件屬于比較簡單的零件。 由上分析可知：該零件尺寸精度要求中等，對應(yīng)的模具相關(guān)零件尺寸加工可以保證。 該塑件的壁厚比較均勻，除了圓柱體 卷封環(huán)部分為實體 ，螺紋部分加上螺紋實體外其它部分的壁厚均為 。 綜上分析可以看出：注射時在工藝參數(shù)控制得比較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 PET 是乳白色或淺黃色高度結(jié)晶性的聚合物，表面平滑而有光澤。無毒、耐氣候性、抗化學(xué)藥品穩(wěn)定性好，吸水率低，耐弱酸和有機溶劑，但不耐熱水浸泡，不耐堿。一般通過增強、填充、共混等方法改進其加工性和物性， 以玻璃纖維增強效果明顯，提高樹脂剛性、耐熱性、耐藥品性、電氣性能和耐候性。加阻燃劑和防燃滴落劑可改進 PET 阻燃性和自熄性。 瓶體吹塑的聚酯 (PET)原料為飽合線性熱塑性聚酯，主要應(yīng)用性能指標(biāo)為：特性粘度 (IV)應(yīng)控制在 70～ 85ml/g，使吹塑瓶具有較高的機械強度與透明性；用于容積大(大于 2 升 )的瓶體，選用聚酯原料的特性粘度為 70～ 75ml/g。 造型時先用實體旋轉(zhuǎn)特征形成總體的形狀；再用外螺紋掃描特征生成外螺紋；最后用旋轉(zhuǎn)切材特征完成最終的零件造型。計算塑件的體積如圖 3所示： 圖 3 塑件體積計算表 8 經(jīng)計算塑件的體積為 V=179。 PET 瓶坯的成型工藝 瓶坯采用注射成型法，首先將 PET 樹脂干燥，然后將注塑機內(nèi)處于熔融狀態(tài)的PET 樹脂注入模具成型腔，經(jīng)預(yù)熱、溫度調(diào)整后再在拉伸吹塑機上進行拉伸吹塑，下面分述之。因 PET 是易吸濕的高分子材料，如果在制坯前不將所吸附的水分去掉，制坯時水分就會被蒸發(fā)出來，在瓶坯上形成氣泡，并使原料降解 ，以至不能滿足吹制瓶子的要求。干燥溫度在 170℃ ～ 182℃之間，干燥時間 4～ 5h，使 PET 樹脂的含水量控制在 %以下 [11]。） 計算收縮率（ %） ～ 注射熔體溫度： PET 瓶在注射吹塑時要控制好熔體溫度，使其處于 275℃～ 285℃范圍內(nèi)，比多數(shù)注射吹塑級聚合物的溫度高約 50℃，一般用 280℃ 。 熱流道溫度： 285℃。 注射速度：一般注射速度要快，可防止注射時過早凝固。射料通常在 4秒內(nèi)完成。型坯模具冷卻水溫要低至 10℃～ 35℃，以快速冷卻型坯。其中氣冷可使芯棒軸向有更一致的溫度分布，同時還不會出現(xiàn)泄漏問題。 模具設(shè)計的有關(guān)計算 型芯型腔工作尺寸的計算 型腔套工作尺寸計算 型腔套是成型瓶坯外形的模具零件，其工作尺寸屬于包容尺寸，在使用過程中型腔套的使用會使包容尺 寸逐漸增大。 1）型腔套的徑向尺寸計算公式： L=[L塑 （ 1+K） ]（ 3/4） Δ ]+δ 式中 L塑 — 塑件外形徑向公稱尺寸； K— 塑件的平均收縮率 ； Δ — 塑件的尺寸公差； δ — 模具制造公差，取塑件相應(yīng)的尺寸公差的 1/4； 故型腔套的徑向尺寸： ① 瓶坯體Ф （ MT3級）型腔徑向尺寸： L=[*（ 1+%） （ 3/4） *] 0+ =+； ② 卷封環(huán) Ф （ MT5級）型腔徑向尺寸： L=[56*（ 1+%） （ 3/4） *] ? = 0 ? ； ③ 坯體底部與坯體相切。 2）型腔套的深度尺寸計算公式： 10 H=[H塑 （ 1+K） （ 2/3） Δ ] 0+δ 式中 H塑 —— 塑件高度方向的公稱尺寸。所以，為了使模具磨損后留有修模的余地并滿足裝配的需要，在設(shè)計模具時，被包容尺寸盡量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。 故坯體 +（ MT5級） 型芯深度方向的尺寸： H=[*（ 1+%） +（ 2/3） *] ? ； 11 =； 成型螺紋部分瓣合模的尺寸計算 1）其計算公式： 外徑 Dm外 =[Ds外 +Ds外 m0]m?? ； 中徑 Dm中 =[Ds中 +Ds中 ScpΔ m0]m?? ； 內(nèi)徑 Dm內(nèi) =[Ds內(nèi) +Ds內(nèi) ScpΔ m] 0]m?? ； 式中 Ds外、 Ds中、 Ds內(nèi) 為塑件外螺紋外徑、中徑、內(nèi)徑公稱尺寸； Δ m為塑件外螺紋中徑公差； δ m為螺紋型環(huán)制造公差，一般去塑件外螺紋中徑公差的 1/4。 （ MT2級） Dm中 =[+*] 0+= 0+。 δ m 式中 Lm為螺紋型環(huán)的螺距 Ls為塑件的螺 Scp為塑料的平均收縮率（ %） δ m為螺紋型環(huán)制造公差 則模具型環(huán)的螺距為： Lm=[6（ 1+0. 55%） ] 177。 3）成型螺紋時螺紋對稱中心線距離卷封環(huán)距離 177。 =177。 12 圓柱體型腔壁厚計算 在注射成型過程中，型腔承受塑料熔體的高壓作用，因此模具的型腔應(yīng)該具有足夠的強度。 型腔壁厚計算以最大型腔壓力為準。根據(jù)分析當(dāng)型腔尺寸 86mm 時以剛度條件計算為準，反之，以強度計算為準。如圖 5 所示： 圖 5 澆口板 型腔套固定板的尺寸選用 根據(jù) [34]由經(jīng)驗值知道此型腔套壁厚 25mm，型腔套固定板（定模體）的側(cè)壁厚為 35mm，如圖 6 示。 根據(jù) [34]由經(jīng)驗值知道此成型螺紋部分左右瓣模壁厚取 10mm。 腔數(shù)量及排列方式 大多數(shù)的瓶坯 型腔數(shù)目的確定有四種方法確定 1)根據(jù)經(jīng)濟性、產(chǎn)量、效率確定型腔數(shù)目 2)根據(jù)鎖模力確定型腔數(shù)目 3)根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)目 4)根據(jù)最大注射量確定型腔數(shù)目 由于本設(shè)計任務(wù)書要求的生產(chǎn)批量只有 10萬件，批量比較少，因而在達到產(chǎn)量的情況下，盡量時模具結(jié)構(gòu)簡單，降低成本，故本設(shè)計采用一模兩腔，模腔安排如圖 7示。 式中 V機 —— 理論注塑容量， cm179。； 選型號為 XSZY250的注射機，其各參數(shù)如下： [27] 螺桿直徑： 50mm 注射壓力： 130Mpa 15 注塑容量： 250ml 鎖模力： 1800KN 最大模厚： 350mm 最小模厚 200mm 模板尺 寸： 598mm*520mm 模板行程： 500mm 注射行程： 160mm 注射時間： 2s 拉桿空間： 448mm 370mm 噴嘴孔直徑： 4mm 噴嘴球半徑 ： 18mm 定位孔直徑： 125mm 頂出中心孔徑： 自行設(shè)計 分型面位置的確定 如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。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。 3) 保證塑件的精度要求。 5) 便于模具加工制造。 7) 對排氣效果的影響。 為了便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直分型面，易于加工。 如下圖所示，采用 A－ A 這樣一個平直的分型面，瓶坯螺紋左右半模上下面做成平的就行了，定模部分的型腔套面也做成平的，大簡化了前模的加工。下圖中 B－ B 分型面是瓶坯螺紋左右瓣模的分型面，這樣選擇分型面來成型瓶坯螺紋容易實現(xiàn)側(cè)向分型脫螺紋。在下圖 8中，從 A－ A 分型， B－ B 處在斜導(dǎo)柱作用左右瓣模分開，由于塑件收縮會包在芯棒上，依靠注射機的頂出裝置和模具的推出機構(gòu)推出塑件。成型零件在工作時直接與熔融塑料接觸，并成型塑件。 （ 1）型芯 17 型芯是指注射模中成型塑料制品有較大內(nèi)表面的凸?fàn)盍慵?。如圖 10所示： 圖 型芯 圖 型芯 18 圖 10 型芯固定方式 （ 2）型腔 型腔又叫凹模，是成型塑料制品外表面的零件，它的結(jié)構(gòu)決定于塑料制品的成型需要和加工與裝配的工藝要求，本設(shè)計型腔用帶臺階的鑲塊，從型腔固定板的上面嵌入 ,型腔與固定板過盈配合，再加個防轉(zhuǎn)螺釘防轉(zhuǎn)。 19 圖 12 成型螺紋部分左右瓣模及固定方式 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 （ 1）主流道襯套的選用： [30] 由以上所選注塑機的型號可知定位環(huán)的直徑 150mm，噴嘴球半徑 18mm，噴嘴孔直徑為 4mm，本設(shè)計采用與定位環(huán)作成整體式的主流道套，如圖 13 示： 圖 13 主流道襯套 其中 d=4+～ 1，取 5mm R=18+1～ 2，取 20mm α取 3℃。另外，主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角，通常 r=1～ 3mm，以減少料流阻力。 （ 2）分流道的設(shè)計 20 分流道是主流道和澆口之間的通道。大型塑件由于使用多澆口進料也需設(shè)置分流道。分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過渡。平衡式布置的分流道能滿足這點。 3)表面粗糙度要求達到 為佳。 5)分流道位置可單獨開設(shè)在定模板活動模板上，也可同時開設(shè)在動、定模板上，合模后形成分流道形狀，這主要取決于模具結(jié)構(gòu)、塑料特性及塑件的脫 出方法。 6)分流道與澆口的連接處應(yīng)加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動和填充。根據(jù)塑料制品的體積、制品形狀和壁厚、塑料品種、注射速率、分流道長度等因素決定圓形截面直徑取 6mm，分流道表面要求高，粗糙度 Ra達 m。型腔與分流道的分布原則是排列緊湊，長度盡量短，以縮小模 具的尺寸。其分布如圖 14所示： 圖 14 分流道的布置方式 21 （ 3）模具澆口及熱流道噴嘴的選用 [29] ①澆口位置的選擇原則 澆口位置主要是根據(jù)制品的幾何形狀和技術(shù)要求，并分析熔體在流道和型腔中的流動形狀、填充、補縮及排氣等因素后確定。流道部分用自制電熱棒加熱，噴嘴用導(dǎo)熱性能良好、強度高的鈹銅合金制造，以利于熱量傳遞。滑動壓環(huán)與澆口襯套的接觸表面應(yīng)加工良好，并維持適當(dāng)?shù)慕佑|壓力。亦即下面所求的 △ s，通過噴嘴、滑動壓環(huán)與澆口套的滑動來補償。對于小塑件用的熱流道噴嘴及澆口尺寸實例如下圖 15 所示知熱流道分流道的直徑取 6mm，點澆口直徑為 ， 澆口長度 l=1mm， 緊固螺釘直徑用 M10。本設(shè)計采用斜導(dǎo)柱分型機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，動作可靠。 （ 1）結(jié)構(gòu)設(shè)計 ①斜導(dǎo)柱的設(shè)計 1）抽拔距的計算 抽拔距 S= 22Rr? +（ 2～ 3mm） 其中 R為制品最大外形半徑 r為