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玩具琴鍵注射模具設(shè)計【塑料注塑?！?
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玩具琴鍵注射模具設(shè)計摘 要根據(jù)塑料玩具琴鍵的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模兩腔，潛澆口進(jìn)料，注射機采用海天 80XB 型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)，CAD 和 UG 繪制二維總裝圖和零件圖，選擇模具合理的加工方法。附上說明書，系統(tǒng)地運用簡要的文字，簡明的示意圖和和計算等分析塑件，從而作出合理的注射模具設(shè)計。關(guān)鍵詞：玩具琴鍵；一模兩腔；潛澆口進(jìn)料，注射機，注射模具IAbstractAccording to the requirements of plastic toy keys, understand the use of plastic parts, analysis of plastic parts of the process, size accuracy and other technical requirements, select the size of plastic parts. This mold adopts the first mock exam two cavity, submarine gate, injection machine adopts the Haitian 80XB model, set cooling system, CAD and UG drawing two-dimensional assembly and parts drawing, choose the reasonable processing method of mould. Attach the manual, systematically use the simple text, concise schematic diagram and calculation to analyze the plastic parts, so as to make a reasonable injection mold design.Key words: Toy keys; the first mock exam two cavity; submarine gate, injection machine, injection moldII目 錄摘 要 ..........................................................................................................................I第 1 章 緒論 ...............................................................................................................41.1 塑料簡介 ...........................................................................................................................41.2 注塑成型及注塑模 ...........................................................................................................4第 2章 塑料材料分析 ...............................................................................................72．1 塑料材料的基本特性 ...................................................................................................72．2 塑件材料成型性能 .......................................................................................................72．3 塑件材料主要用途 .......................................................................................................8第 3章 塑件的工藝分析 ...........................................................................................93．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...........................................................................................................93．2 塑件尺寸及精度 .........................................................................................................113．3 塑件表面粗糙度 .........................................................................................................113．4 塑件的體積和質(zhì)量 .....................................................................................................11第 4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 .........................................124．1、注射成型工藝過程分析 [5] .........................................................................................124．2 澆口種類的確定 .......................................................................................................134．3 型腔數(shù)目的確定 .........................................................................................................134．4 注射機的選擇和校核 ...............................................................................................134.4.1 注射量的校核 ...................................................................................................144.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 ...............................................154．4．3、模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 ...............................................16第 5章 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................................................175．1 分型面的設(shè)計 .............................................................................................................185．2 型腔的布局 .................................................................................................................185．3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 .........................................................................................................195．3．1 澆注系統(tǒng)組成 ...............................................................................................195．3．2 確定澆注系統(tǒng)的原則 ...................................................................................195．3．3 主流道的設(shè)計 ...............................................................................................205．3．4 分流道的設(shè)計 ...............................................................................................225．3．5 澆口的設(shè)計 ...................................................................................................225．3．6 冷料穴的設(shè)計 ...............................................................................................235．4 注射模成型零部件的設(shè)計 [7] .....................................................................................235．4．1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 ...................................................................................235．4．2 成型零部件工作尺寸的計算 .......................................................................255．5 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 .............................................................................................................265.5.1 凹模寬度尺寸的計算 .........................................................................................265.5.2 凹模長度尺寸的計算 .........................................................................................275.5.3 凹模高度尺寸的計算 .........................................................................................27III5.5.4 凸模寬度尺寸的計算 .........................................................................................275.5.5 凸模長度的計算 .................................................................................................275.5.6凸模高度尺寸的計算 ..........................................................................................275．6 脫模機構(gòu)的設(shè)計 .........................................................................................................285．6．1 脫模機構(gòu)的選用原則 ...................................................................................285．6．2 脫模機構(gòu)類型的選擇 ...................................................................................285．6．3 推桿機構(gòu)具體設(shè)計 .......................................................................................285．7 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) .................................................................................................295．7．1 溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 .......................................................................295．9 模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 .................................................................................................315．9．1 模架的選用 ...........................................................................................................315.10.側(cè)向抽芯機構(gòu)類型選擇 .................................................................................................32第 6章 模具材料的選用 .........................................................................................366．1 成型零件材料選用 .....................................................................................................366．2 注射模用鋼種 .............................................................................................................36總結(jié) .............................................................................................................................37致謝 .............................................................................................................................40參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................414第 1 章 緒論模具制造是國家經(jīng)濟建設(shè)中的一項重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)成為廣大業(yè)內(nèi)人士的共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。1.1 塑料簡介塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時燒蝕等特殊性能 [1]。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無機材料發(fā)展成為各個部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國民經(jīng)濟中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。1.2 注塑成型及注塑模將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)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。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的 30%左右。但注射成型的設(shè)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)。5要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機的一些基本知識，注射機是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進(jìn)行注射。注射機為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)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。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。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(jìn)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。注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，在注射成型過程中它隨注射機上的合模系統(tǒng)運動。注射成型時動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成 [2] 。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。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機和模具結(jié)構(gòu)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(zhì)量的主要因素。注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時間。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(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。6塑料模具的設(shè)計不但要采用 CAD 技術(shù)，而且還要采用計算機輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設(shè)計階段（包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)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(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。目前國際市場上主要流行的，運用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的 MOLDFLOW、美國的 CFLOW、華中科技大學(xué)的 H-FLOW 等。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）。采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計算機上對整個注射成型過程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)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(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義 [3]。7第 2章 塑料材料分析2．1 塑料材料的基本特性聚乙烯（polyethylene ，簡稱 PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量 α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似 蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達(dá)-100~-70°C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。PE 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 1.02--1.05 。既有較好的抗沖擊強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐3cmg油性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對 PE 幾乎沒有影響， PE 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。PE 表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時會引起應(yīng)力開裂， PE 有一定的硬度，他的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70 左右，熱變形溫度約C?為 93 耐氣候性差，在紫外線作用下 PE 易變硬發(fā)脆。C?PE 的性能指標(biāo)：密度 1.02——1.05（ ），收縮率 ，熔3??dmKg%8.0~3點 ，彎曲強度 80Mpa，拉伸強度 35 49Mpa，拉伸彈性模量?160~3 ~1.8Gpa，彎曲彈性模量 1.4Gpa，壓縮強度 18 39Mpa，缺口沖擊強度 11 20，硬度 62 86HRR，體積電阻系數(shù) ，收縮率 范圍內(nèi)。2mkJ c?130008.~4.PE 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 。 PE~在 -40℃ 時 仍 能 表 現(xiàn) 出 一 定 的 韌 性 ， 可 在 -40 100℃ 的 溫 度 范 圍 內(nèi) 使 用 。~2．2 塑件材料成型性能聚乙烯的分子是長鏈線型結(jié)構(gòu)或支結(jié)構(gòu)，為典型的結(jié)晶聚合物。在固體狀態(tài)下，結(jié)晶部分與無定型共存。結(jié)晶度視加工條件和原處理條件而異，一般情8況下，密度高結(jié)晶度就越大。L.DP E 結(jié)晶度通常為 55 %-- 6 5%，HDPF 結(jié)晶度為 80%-90%。圖 2-1 示出 PE 結(jié)構(gòu)示意圖。從圖中可見，PE 分子均有一定的支化度。而 LDPE 支化度高。在每 1000 個碳原子中含有 15 ^-25 個甲基側(cè)鏈以及少量的和丁基側(cè)鏈，由于側(cè)鏈或支鏈降低了分子的規(guī)整度，所以，會含大量支鏈的 PE 結(jié)晶度、密度和剛性均低。HDPE 的支化低，每 1000 個碳原子的主鏈上只有 5-7 個乙基側(cè)鏈，故而結(jié)晶高，密度、剛性和硬度等性能均較好。度上依賴于聚合物的分子量、支化度和結(jié)晶度，如斷裂伸長率主要取決于 PE 密度高和結(jié)晶度大，其力學(xué)性能就好，但延展性就差，所以，了解聚合物結(jié)構(gòu)會對其結(jié)構(gòu)改性和其他改性有很大幫助·一般來說 H DPE 拉伸強度為 20 一 25MPa，而 LDPE 拉伸強度僅為 10-2f5MPa。這一數(shù)值距離工程材料的拉伸強度(100 -200MPa）還相差很大的距離。特點聚乙烯為典型的熱塑性塑料，是無臭、無味、無毒的可燃性白色粉末。成型加工的 PE 樹脂均是經(jīng)擠出造粒的蠟狀顆粒料，外觀呈乳白色。其分子量在1 萬一 loa 萬范圍內(nèi)。分子量超過 10 萬的則為超高分子量聚乙烯 f UHMWPE3。分子量越高，其物理力學(xué)性能越好，越接近工程材料的要求水平。但分子量越高，其加工的難度也隨之增大。聚乙烯熔點為 100-130C·其耐低溫性能優(yōu)良。在-60℃下仍可保持良好的力學(xué)性能，但使用溫度在 80~110℃。聚乙烯化學(xué)穩(wěn)定性較好，室溫下可耐稀硝酸、稀硫酸和任何濃度的鹽酸、氫氟酸、磷酸、甲酸、醋酸、氨水、胺類、過氧化氫、氫氧化鈉、氫氧化鉀等溶液。但不耐強氧化的腐蝕，如發(fā)煙硫酸·濃硝酸、鉻酸與硫酸的混合液。在室溫下上述溶劑會對聚乙烯產(chǎn)生緩慢的侵蝕作用，而在 90-100℃下，濃硫酸和濃硝酸會快速地侵蝕聚乙烯，使其破壞或分解。聚乙烯在大氣、陽光和氧的作用下，會發(fā)生老化，變色、龜裂、變脆或粉化，喪失其力學(xué)性能。在成型加工溫度下，也會因氧化作用，使其熔體戮度下降，發(fā)生變色、出現(xiàn)條紋，故而在成型加工和使用過程或選材時應(yīng)予以注意。9正因為聚乙烯擁有如上特質(zhì)，容易加工成型，因此聚乙烯的再生回收具有非常深遠(yuǎn)的價值。2．3 塑件材料主要用途高壓聚乙烯：一半以上用于薄膜制品，其次是管材、注射成型制品、電線包裹層等中低、壓聚乙烯：以注射成型制品及中空制品為主。超高壓聚乙烯：由于超高分子聚乙烯優(yōu)異的綜合性能，可作為工程塑料使用。熔點 140℃熔化焓 292.88J/g10第 3章 塑件的工藝分析在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(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。玩具琴鍵如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。圖（1）產(chǎn)品視圖3．1 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)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。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。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，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取 0.5～1.5 ，根據(jù)文獻(xiàn)[1]，塑件材料?PE 的型腔脫模斜度為 0.35 ～1 30/ ，型芯脫模斜度為 30/～1/? ?11（2）、塑件的壁厚塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。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(zhǔn)確性。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在 1～4 ，最常用的m數(shù)值為 2～3 。該管連接件壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為 5 左右。m（3）、塑件的圓角為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于 0.5～1 的圓角。m一般外圓弧半徑大于壁厚的 0.5 倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的 0.5 倍。該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角為 0.5 。（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。但當(dāng)孔太復(fù)雜時，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計孔時，應(yīng)盡量采用簡單孔型。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(dǎo)致孔的強度降低，故設(shè)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(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強度和剛度。3．2 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使12用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為 PE，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。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)計得低一些。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(guān)等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的成型水平，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 MT3 級精度，未注采用 MT5 級精度。 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。塑料制品的表面粗糙度一般為 Ra 0.02～1.25 之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑m?件的 1/2，即 Ra 0.01～0.63 。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(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為 Ra0.2 ，內(nèi)部為 0.4m?。m?3．4 塑件的體積和質(zhì)量本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)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(zhì)量（PE 的密度為 0.95 ），即可以得出3/cmg該塑件制品的質(zhì)量為 12.1 克。13第 4章 注射成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定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)對所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。（1）、成型前對原材料的預(yù)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(biāo)，對原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，PE 材料吸水率極低，成型前一般不必進(jìn)行干燥處理。如有需要，可在 70 ～ 80 ℃下干燥 2～4 h。（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(diào)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(jìn)行清洗或拆換。柱塞式注射機料筒的清洗常比螺桿式注射機困難，因為柱塞式料筒內(nèi)的存料量較大而不易對其轉(zhuǎn)動，清洗時必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對空注射法清洗。 （3）、脫模劑的選用脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。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(shè)計。在和產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油，對PE 材料，可選用硬脂酸鋅，因為此脫模劑除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。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14個步驟，但實際上是塑化成型與冷卻兩個過程。第三步：制件的后處理注射制件經(jīng)脫?；驒C械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚康氖菫榱讼嬖诘膬?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 PE，就采用退火處理 1～3 小時。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。其作用是將塑料熔體充滿型腔并使注射壓力傳遞到各個部分。澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞對塑件性能、外觀及成型難易程度影響很大。它由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。其中澆口的選擇與設(shè)計恰當(dāng)與否直接關(guān)系到制品能否完好的成型。由于本設(shè)計中玩具琴鍵塑件外表面質(zhì)量要求較高，所以選用潛澆口。潛澆口直接在中間的圓端面處進(jìn)，玩具琴鍵組裝后，澆口被遮擋起來。潛澆口主流道需要設(shè)置鉤針，分流道與產(chǎn)品相連，頂出產(chǎn)品包含流道連接在一起。4．3 型腔數(shù)目的確定因為本設(shè)計中采用潛澆口，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，采用一模兩穴，進(jìn)行加工生產(chǎn)。4．4 注射機的選擇和校核由于采用一模兩穴，需要至少注射量為 12.1X2g，流道水口廢料 6g，總注塑量達(dá)到 30.2g，再根據(jù)工藝參數(shù)（主要是注射壓力），綜合考慮各種因素，選定注射機為海天 80XB。注射方式為螺桿式，其有關(guān)性能參數(shù)為：海天 HTF80XB型號參數(shù) 單位 80×1A 80×1B 80×1C螺桿直徑 mm 34 36 40理論注射容量 cm3 95 110 13015注射重量 PS g 119 134 165注射壓力 Mpa 206 183 149注射行程 mm 144螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~215料筒加熱功率 KW 5.7鎖模力 KN 800拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)mm 400×400允許最大模具厚度 mm 460允許最小模具厚度 mm 160移模行程 mm 340移模開距(最大) mm 750液壓頂出行程 mm 100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 13油箱容積 l 210機器尺寸(長×寬×高) m 4.7×1.3×1.85機器重量 t 3.4最小模具尺寸(長×寬) mm 150x1504.4.1 注射量的校核模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的 80%以內(nèi)。校核公式為：mn%8021??式中 --型腔數(shù)量--單個塑件的質(zhì)量（g）116--澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g）2m本設(shè)計中：n=2 12.1 g =6g ?12M=24.2+6=30.2g（約等于） <110gx80%注塑機額定注塑量為 110g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(guān)系。An??21式中 n --型腔數(shù)目--單個塑件在模具分型面上的投影面積1A--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積2n=1 =2210.66 =1010.5 1m22m=2210.66+1010.5=5431.822An?注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對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額定鎖模力。即：（ ）P < F21n?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 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=5431.82x30x1.1x0.001=179.25KN<800KN21An?鎖模力符合要求174．4．3、模具與注射機安裝模具部分相關(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 maxminH?式中 --注射機允許的最大模厚i--注射機允許的最小模厚ax本設(shè)計中模具厚度為 314mm 160下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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