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學(xué)校
畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目：60度斜三通管注塑模具設(shè)計(jì)
（英文）：60 degrees oblique tee injection
mold design
系 別：
專 業(yè)：
姓 名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
日 期： 2013年12月
60度斜三通管注塑模具設(shè)計(jì)
摘 要
注射模的整個(gè)過程，包括成型零部件、推出機(jī)構(gòu)、流道等一些設(shè)計(jì)。在論文書寫過程中，通過一個(gè)月的時(shí)間對(duì)原始資料進(jìn)行搜集，充分考慮模具的各種結(jié)構(gòu)并和指導(dǎo)老師及同學(xué)之間進(jìn)行討論，最終選擇了完成了模具的設(shè)計(jì)。
本論文的資料大多是編寫者結(jié)合所學(xué)的各方面的理論知識(shí)完成的，包括機(jī)械制圖、公差與配合、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊(cè)所得；還有少部分是同學(xué)之間的交流和自己三年的實(shí)習(xí)總結(jié)。
關(guān)鍵詞：一模二件；注塑模；塑件
60 degrees oblique tee injection mold design
Abstract
The whole process of injection mould, including the molding parts, launch institutions, port, etc. Some design. In the process of thesis writing, through a month's time to collect the raw data, give full consideration to the mould structure and direct discussions between teachers and students, finally chose to complete the mold design
Data of this paper is mostly author unifies studies all aspects of the theory of knowledge, including mechanical drawing, tolerance and cooperation, engineering mechanics, mechanical design, injection molding, engineering materials, etc.; Part is through the manual gain; There are a few is the communication between students and their three years of practice.
Key words: One module and two; Injection mold; Plastic parts
I
目 錄
摘 要 I
Abstract II
目 錄 III
第1章 緒 論 1
第2章 塑料材料分析 5
2.1 塑料材料的基本特性 5
2.2 塑料的性能指標(biāo) 5
2.3 塑件材料成型性能 6
2.4 塑件材料工藝參數(shù) 6
第3章 塑件的工藝分析 8
3-2零件的三維圖 9
3.1 塑件的脫模斜度 9
3.2 塑件尺寸及精度 9
3.3 塑件表面粗糙度 9
3.4 塑件的體積和質(zhì)量 9
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析確定 11
4．1 注射成型工藝過程分析[5] 11
4.2 注射機(jī)的選擇和校核 12
4.4.1 注射量的校核 13
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 14
4.4.3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 15
第5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 17
5.1 確定型腔數(shù)量及排列方式 17
5.2 分型面的設(shè)計(jì) 18
5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19
5.3.1 澆注系統(tǒng)組成 19
5.3.2 主流道的設(shè)計(jì) 19
5.3.3 分流道設(shè)計(jì) 20
5.3.4 澆口確定 20
5.4 注射模成型零部件的設(shè)計(jì)[7] 20
5.4.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
5.4.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 22
5.5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25
5.6 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
5.6.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 25
5.6.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 26
5.6.3 推板機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 26
5.7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 27
5.7.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 27
5.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 27
5.8斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則 28
5.8.1抽芯機(jī)構(gòu)的確定 29
5.8.2 抽芯距S 29
5.9 斜導(dǎo)柱傾斜角α的確定 29
5.10 滑塊的設(shè)計(jì) 30
5.11導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 31
5.12 鎖緊塊 32
第6章 模具材料的選用 33
6.1 成型零件材料選用 33
6.2 注射模用鋼種 33
第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 34
7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 34
7.2 導(dǎo)向裝置類型 34
7.3 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 34
7.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 35
第8章 型腔零件的工藝分析 37
8.1 零件圖的分析 37
8.2 毛坯的選擇 38
8.3 定位基準(zhǔn)的選擇 39
8.4 工藝路線的擬定 39
8.5 刀具的選擇 39
8.6 夾具的選擇 40
第9章 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 41
9.1 定位銷釘 41
9.2 螺釘?shù)倪x用 41
9.3 彈簧 42
9.4 模具的裝配 42
9.5 組件型腔和型芯與模板的裝配 42
9.6 推桿的裝配要求 42
9.7 模具總裝配程序 43
9.8 模具的裝配要求 43
9.9 模具的裝配工藝 43
總 結(jié) 45
致 謝 46
參考文獻(xiàn) 47
附 錄 48
III
第1章 緒論
第1章 緒 論
注塑模具使用與塑料注射成型中,它是重要的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)注射成型工藝和設(shè)備。指的是所謂的成型(注塑),加熱到融化的材料由高壓進(jìn)入空腔,冷卻固化后,得到成形品。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn),是重要的加工方法之一。注射成型過程大致可分為以下6個(gè)階段“合模-注射-保壓-冷卻-開模-制品取出”，上述工藝反復(fù)進(jìn)行，就可連續(xù)生產(chǎn)出制品。
注塑模具設(shè)計(jì)、成形原理的塑料從注塑機(jī)料斗進(jìn)行加熱,加熱后的缸融化流動(dòng)狀態(tài)的推動(dòng)下,柱塞和螺絲,熔融塑料是壓縮和向前流動(dòng),再通過噴嘴安裝在前面的氣缸在快速注意降低溫度封閉空腔,在空腔充液壓力的條件下,冷卻和凝固后保存模具型腔的形狀,然后打開模具切割成型塑料零件。因此,為了完成一個(gè)周期的經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)過程。正常情況下,一個(gè)成型周期長(zhǎng)度范圍從秒到幾分鐘,這取決于塑料零件的形狀、尺寸和厚度,模具結(jié)構(gòu),注射機(jī)的類型和品種的塑料和成型工藝條件和其他因素。
注塑模具的分類方法很多,根據(jù)其類型可分為臥式注塑機(jī)的注塑機(jī)器適用于注塑、立式注塑機(jī)注塑模具,注塑成型角與注射模具及雙色注塑機(jī)和注塑模具等;根據(jù)模具腔數(shù)可分為單腔和多型腔注射模;根據(jù)數(shù)量的分型面可分為單和雙分型面或控制型面注塑模具分型面;根據(jù)澆注系統(tǒng)的形式可分為普通澆注系統(tǒng)和注塑模具熱流道澆注系統(tǒng);除了氣體輔助注射成型、蒸汽壓鑄模,疊加褶皺(死)。一般可分為普通注塑模具和特殊注塑模具、特殊注塑模具可以分為:滑動(dòng)芯式注塑模具,注塑模具,注塑盤珠寶模具的螺紋,滑動(dòng)核心結(jié)合盤或塊注塑模具。
近年來,由于高速、穩(wěn)定的增長(zhǎng),促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,模具工業(yè)在我們的國(guó)家,因此,模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)或相關(guān)材料成形與控制已成為我們國(guó)內(nèi)有優(yōu)勢(shì)的熱門專業(yè)。我們的許多產(chǎn)品在我們的日常生活中是由模具來生產(chǎn),所以,越來越多的人從事模具行業(yè)的設(shè)計(jì),因此,我國(guó)的模具設(shè)計(jì)水平有了進(jìn)一步的改善和發(fā)展空間。與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的需求,模具設(shè)計(jì)、模具產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展,將不可避免地使企業(yè)所有制結(jié)構(gòu)在模具行業(yè)發(fā)生了巨大變化,除了國(guó)有專業(yè)模具廠、集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速的發(fā)展。不斷加快步驟符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),已經(jīng)越來越多的人意識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本的重要性,并對(duì)新產(chǎn)品開發(fā)能力。和模具制造是一種最基本的元素在鏈、模具制造技術(shù)正在逐漸成為一個(gè)重要的象征一個(gè)國(guó)家制造水平和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。
在現(xiàn)代機(jī)械制造工業(yè),模具工業(yè)已成為一個(gè)非常重要的產(chǎn)業(yè),國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生產(chǎn)的許多新產(chǎn)品,在很大程度上依賴于模具制造技術(shù),特別是在汽車工業(yè)、輕工、電子、航空行業(yè)顯得尤為重要。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品,其技術(shù)水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一,所以它是相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高,直接影響許多行業(yè)的發(fā)展。
注塑模，又稱為注射模，是由動(dòng)模和定模兩大部分組成。動(dòng)模是安裝在注射機(jī)的移動(dòng)工作臺(tái)上，定模則安裝在注射機(jī)的固定工作臺(tái)面上。動(dòng)模和定模閉合后已經(jīng)塑化的塑料可以通過澆注系統(tǒng)注入到模具型腔中冷卻、固化與定型。一般通常要求注射模分開以后，制品盡量滯留在動(dòng)模一側(cè)，然后由設(shè)置在動(dòng)模內(nèi)的推出機(jī)構(gòu)將塑料制品從模內(nèi)推出。
一般來說，注塑模的總體結(jié)構(gòu)主要分為七大部分：成型部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向和定位部件、推出機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)以及標(biāo)準(zhǔn)模架，具體結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。因此，本課題的研究主要圍繞這七大部分進(jìn)行。
（1）成型部件的設(shè)計(jì) 成型部件是指構(gòu)成模具型腔、直接與塑料熔體相接觸并成型制品的模具零件或部件。通常有凸模、型芯、成形桿、凹模、鑲件等零件或部件。在動(dòng)模與定模閉合后，成形零部件便確定了制品的內(nèi)、外輪廓和尺寸。
（2）澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道，主要是由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是確定主流道的結(jié)構(gòu)、分流道的截面形狀以及澆口的類型和數(shù)量。
（3）導(dǎo)向和定位部件的設(shè)計(jì) 為確保動(dòng)模和定模閉合時(shí)能準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對(duì)中，需要分別在動(dòng)模和定模上設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。深腔注射模還應(yīng)在主分型面上設(shè)有錐面定位裝置。此外，為了保證脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)與定位，通常在推板和動(dòng)模板之間也設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。
（4）推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 每次注射模在注射機(jī)上合模注射結(jié)束后，都必須將模具打開，然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出，完成推出脫模的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。 推出機(jī)構(gòu)主要由推桿、拉料、推桿固定板、推板以及復(fù)位桿等組成。
（5）溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 為了滿足注射成形工藝對(duì)模具溫度的要求，模具應(yīng)設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻，模具的加熱有通入熱水、蒸汽、熱油或置入加熱元件等，有的注射模還須配備模具溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
（6）側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 帶有側(cè)凹或側(cè)孔的制品，在被脫出模具之前，必須進(jìn)行側(cè)向分型將側(cè)向型芯抽出。
（7）標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)準(zhǔn)模架的主要標(biāo)志位國(guó)標(biāo)代號(hào)、外形尺寸和模具結(jié)構(gòu)形式等。
考察國(guó)內(nèi)外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀，從塑料成型模具的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)實(shí)踐和制造技術(shù)出發(fā)，塑料成型技術(shù)主要有以下趨勢(shì)：
（1）提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平 塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化的水平在某種意義上體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家塑料模具工業(yè)發(fā)展的水平。采用標(biāo)準(zhǔn)模架和使用標(biāo)準(zhǔn)零件，可以滿足大批量制造模具和縮短模具制造周期的需要。經(jīng)過一段時(shí)期的建設(shè)，我國(guó)塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高。為了適應(yīng)塑料模具工業(yè)的發(fā)展，塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。
（2）塑料模具向復(fù)雜化、精密化與大型化方面發(fā)展 為了滿足塑料制件在各種工業(yè)產(chǎn)品中使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著復(fù)雜化、精密化與大型化方向發(fā)展。
（3）CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用 經(jīng)過多年的推廣應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)“軟件化”與模具制造“數(shù)控化”已經(jīng)在我國(guó)模具企業(yè)中成為現(xiàn)實(shí)。采用CAD技術(shù)是模具生產(chǎn)的一次革命，是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。近年來，CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展主要有以下幾點(diǎn)：模具CAD技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟；基于網(wǎng)絡(luò)化的的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪； CAD/ CAM軟件的智能化程度正在逐漸提高； CAE技術(shù)正在逐步推廣；
（4）大力發(fā)展快速原型制造技術(shù)。
（5）模具成型新技術(shù)與新工藝的不斷涌現(xiàn)和推廣。
本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務(wù)書設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的60°斜三通注塑模具。該塑件為受壓塑件，批量不是很大，為中批量生產(chǎn)。這個(gè)課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)能力有一定的鍛煉。通過本課題的研究，我們需要達(dá)到的要求有：
（1）正確合理分析零件工藝用途及結(jié)構(gòu)；
（2）理解掌握注塑模具的原理；
（3）了解注塑模具的各種結(jié)構(gòu)以及各自的特點(diǎn)；
（4）能夠掌握注塑模具上各個(gè)部分的作用；
（5）對(duì)于注塑模具設(shè)計(jì)，能夠掌握模具中各個(gè)部分的設(shè)計(jì)原則以及合理分析各因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響；
（6）熟練使用各種制圖軟件。
通過對(duì)本次注塑模具的設(shè)計(jì)，可以鞏固專業(yè)知識(shí)為以后從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)，也同時(shí)具有一定的初步開發(fā)模具能力。另外加深了對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用，提高了整體的設(shè)計(jì)能力。
49
第2章 塑料材料分析
第2章 塑料材料分析
2.1 塑料材料的基本特性
ABS樹脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三種單體的共聚物，ABS樹脂保持了苯乙烯的優(yōu)良電性能和易加工成型性，又增加了彈性、強(qiáng)度（丁二烯的特性）、耐熱和耐腐蝕性（丙烯腈的優(yōu)良性能），且表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時(shí)通過改變上述三種組分的比例，可改變ABS的各種性能，故ABS工程塑料具有廣泛用途，主要用于機(jī)械、電氣、紡織、汽車和造船等工業(yè)。
2.2 塑料的性能指標(biāo)
1 使用特點(diǎn)：
1）綜合性能較好,電性能良好,化學(xué)穩(wěn)定性,沖擊強(qiáng)度較高。
2）與372有機(jī)玻璃的且可表面鍍鉻，制成雙色塑件，熔接性良好、噴漆處理。
3）有透明、增強(qiáng)、阻燃、高耐熱、高抗沖等級(jí)別。
4）流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PC、PMMA等好，柔韌性好[3]。
2 成型特性：
(1)無定形料流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須預(yù)熱干燥長(zhǎng)時(shí)間80-90度，3小時(shí)。
(2)應(yīng)采取高料溫，高模溫，熔體溫度太高，但易分解（分解溫度> 270度）。對(duì)于高精密塑料零件，模具溫度應(yīng)該是50-60度，熱量高光塑料模具溫度應(yīng)采取60-80度。
(3)要解決夾水紋，需提高材料的流動(dòng)性，模具溫度高，耐高溫材料，或改變成水和其他方法。
(4)后殘存的塑料模具表面分解形成耐熱或阻燃材料，生產(chǎn)3至7天，導(dǎo)致模具表面的光澤，需要及時(shí)清理模具，模具表面在同一時(shí)間需增加排氣位置。
2.3 塑件材料成型性能
ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能，極好的沖擊強(qiáng)度，尺寸穩(wěn)定性好，耐磨性，電性能，耐化學(xué)性，染色成型和機(jī)械加工較好。 ABS樹脂水、堿和酸、無機(jī)鹽，醇類和烴類，不溶于大多數(shù)溶劑，而容易溶于酮，醛，酯和某些氯代烴。
ABS工程塑料的缺點(diǎn)：耐熱性較差，可燃，熱變形溫度較低。
2.4 塑件材料工藝參數(shù)
ABS的注射工藝參數(shù)
1）螺桿類別：標(biāo)準(zhǔn)螺桿（直通式噴嘴）
2）回料轉(zhuǎn)速()：30
3）注射機(jī)料筒溫度：（）：
前段 180～200
中段 165～180
后段 150～170
4）噴嘴：170～180
5）模具：50～80，玻纖增強(qiáng)制品取75
6）注射壓力：60～100
7）注射速度、注射壓力：
一般ABS制品采用高速及多級(jí)注射，但是對(duì)于阻燃品級(jí)，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐熱ABS也要快速注射(可減少內(nèi)部應(yīng)力)，注射壓力在75MPa左右，保壓時(shí)可低些。
8）熔膠溫度：190
9）成型時(shí)間()：
注射時(shí)間：20～90
高壓時(shí)間：0～5
冷卻時(shí)間：20～120
總周期：50～220
在265溫度下，物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間最多不能超過5-6分鐘，若溫度為280，則物料在機(jī)筒內(nèi)停留時(shí)間就不能超過2～3分鐘。
10）后處理：把塑件放在紅外線或者烘箱下,溫度設(shè)為70度烘干2～4小時(shí)。
第3章 塑件的工藝分析
第3章 塑件的工藝分析
在模具設(shè)計(jì)之前需要對(duì)塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
塑件如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，從零件圖上分析（如圖2），該零件整體尺寸長(zhǎng)度270mm直徑120mm,側(cè)面有60°的斜角，零件三面抽芯抽芯，由于零件的直接大，抽芯距離達(dá)打100mm以上，需要用油缸抽芯，該零件屬于搞等復(fù)雜程度。
3-1 零件工程圖
3-2零件的三維圖
3.1 塑件的脫模斜度
脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時(shí)，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，由于零件是圓柱體，分型面在中心位置，所以不用拔模斜度了。
3.2 塑件尺寸及精度
塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。
為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。
根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻(xiàn)[2]表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT5級(jí)精度。
3.3 塑件表面粗糙度
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度
該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.8，內(nèi)部為1.6。
3.4 塑件的體積和質(zhì)量
本次設(shè)計(jì)中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測(cè)量，在UG軟件中，使用塑模部件驗(yàn)證功能，可以測(cè)得塑件的體積為V=658.61cm3（ABS的密度為1.03），即可以得出該塑件制品的體積為質(zhì)量為678.37g
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析確定
第4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析確定
4．1 注射成型工藝過程分析[5]
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過程為：
第一步：為使注射過程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。
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(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過程。
第三步：制件的后處理
注射制件經(jīng)脫?；驒C(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，就采用退火處理0.5～2小時(shí)。
表4-1 常用熱塑性注射成形的工藝參數(shù)
塑料
項(xiàng)目
ABS
高抗沖擊ABS
耐熱
ABS
阻燃
ABS
透明
ABS
注射機(jī)類型
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min）
30-60
30-60
30-60
20-50
30-60
噴嘴
形式
直通式
直通式
直通式
直通式
直通式
溫度/°C
180-190
190-200
190-200
180-190
190-200
料筒溫度/°C
前段
200-210
200-210
200-220
190-200
200-220
中段
210-230
210-230
220-240
200-220
220-240
后段
180-200
180-200
190-200
170-190
190-200
模具溫度/°C
50-70
50-80
60-85
50-70
50-70
注射壓力/MPa
70-90
70-120
85-120
60-100
70-100
保壓壓力/MPa
50-70
50-70
50-80
30-60
50-60
注射時(shí)間/s
3-5
3-5
3-5
3-5
0-4
保壓時(shí)間/s
15-30
15-30
15-30
15-30
15-40
冷卻時(shí)間/s
15-30
15-30
15-30
10-30
10-30
成形周期/s
40-70
40-70
40-70
30-70
30-80
經(jīng)過上面的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和推薦值，可以初步確定成型工藝參數(shù)，因?yàn)楦鱾€(gè)推薦值有差別，而且有的與實(shí)際注塑成型時(shí)的參數(shù)設(shè)置也不一致，結(jié)合兩者的合理因素，另外這些基本的參數(shù)在塑件注塑的過程中根據(jù)實(shí)際需要做適當(dāng)?shù)男薷摹?
4.2 注射機(jī)的選擇和校核
由于采用一模2腔，需要至少注射量為679g，流道水口廢料初步估計(jì)50g，總注塑量達(dá)728.36g，體積方面很小，選定注射機(jī)為XS-ZY-4000（可調(diào)整高度型）。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：
D（塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)）初步選用注射機(jī)XS-ZY-4000。
注射機(jī)XS-ZY-4000參數(shù)：
額定注射量：4000mm
最大成型面積：3800cm
柱塞直徑：130mm
注射壓力：106Mpa
模板尺寸：1500×1590（mm×mm）
柱桿空間：260×290(mm×mm)
鎖模力：10000KN
噴嘴圓弧半徑：20mm
噴嘴孔徑：5mm
最大開模行程：11000mm
模具最大厚度：700mm
模具最少厚度：400mm
4.4.1 注射量的校核
模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得在一個(gè)注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為：
式中 --型腔數(shù)量
--單個(gè)塑件的體積（）（零件上下兩件，體積按照統(tǒng)一計(jì)算）
--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）
上述算出M=658.61X2+50=1367.2g
注塑機(jī)額定注塑量為4000g 1367.2x80%=1709＜4000g
注射量符合要求
4.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核
注射成型時(shí)塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機(jī)所允許的最大成型面積，則成型過程中會(huì)出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。
式中 n --型腔數(shù)目
--單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積
=43495.49
注射成型時(shí)為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力。即：
（）P < F
式中： P—塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）
F—注射機(jī)額定鎖模力（N）
其它意義同上
根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP
（）P=2x43495X30x1.1=287.06KN<1000KN
鎖模力符合要求
4.4.3 模具與注射機(jī)安裝模具部分相關(guān)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
式中 --注射機(jī)允許的最大模厚
--注射機(jī)允許的最小模厚
本設(shè)計(jì)中模具厚度為490mm 400
2°～3°，否則斜導(dǎo)柱無法帶動(dòng)滑塊運(yùn)動(dòng)。
e、 滑塊完成抽芯運(yùn)動(dòng)后，仍停留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的長(zhǎng)度不應(yīng)小于滑塊全長(zhǎng)的2/3，否則，滑塊在開始復(fù)位時(shí)容易傾斜而損壞模具。
f、 防止滑塊和推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)的相互干涉，盡量不使推桿和活動(dòng)型芯水平投影重合。
g、 滑塊設(shè)在定模的情況下，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側(cè)向型芯，最好采取定向定距拉緊裝置[10]。
5.8.1抽芯機(jī)構(gòu)的確定
由于該模具比較簡(jiǎn)單，抽芯力不大，故采用斜導(dǎo)柱外側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
5.8.2 抽芯距S
抽芯距指型芯從成型位置抽至不妨礙脫模的位置時(shí)，型芯或滑塊在抽芯方向所移動(dòng)的距離。《塑料模具設(shè)計(jì)》[5]查的抽芯距的計(jì)算公式為型芯從成型位置抽至不妨礙脫模位置再加上3~5mm余量，這里取5mm，按模具中最長(zhǎng)的型芯來計(jì)算其長(zhǎng)度為120故抽芯距為125mm。
5.9 斜導(dǎo)柱傾斜角α的確定
零件在成型部位有圓柱臺(tái)階，需要抽芯，由于抽芯的距離比較長(zhǎng)采用油缸抽芯，通過液壓為動(dòng)力，更好的傳遞平穩(wěn)，同時(shí)也得到較大的脫模力，
本設(shè)計(jì)中采用塑料模具上的油缸作用是用來抽出成型部件的，這油缸的工作原理就是個(gè)液壓千斤頂?shù)淖饔?，滑塊借助油缸的作用力把注塑好的工件部件抽出。如圖