塑件成型工艺性分析.doc

塑件成型工艺性分析1 、塑件的分析(1) 外形尺寸 该塑件壁厚为3mm塑件外形尺寸不大，塑件熔体流程不太 长，适合于注射成型 2)精度等级 每个尺寸的公差都不一样，有的属于一般精度，有的属于 高精度，就按实际公差进行计算3) 脱模斜度 ABS 属无定形塑料，成型收缩率较小，选择该塑件上型芯和 凹模的统一脱模斜度为 1 度2 、 ABS 的性能分析( 1 )使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化 学性，电气性能好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械 零件、减摩零件、传动零件和结构零件 2) 成型性能1 )无定型塑料其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异， 应按品种来确定成型方法及成型条件2 )吸湿性强含水量应小于 0.3%(质量)必须充分干燥，要求表面光泽 的塑件应要求长时间预热干燥3 )流动性中等溢边料0.04mm左右4 )模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式推出力过大 或机械加工时塑件表面呈白色痕迹3) ABS勺主要性能指标 其性能指标见下表ABS性能指标密度/g • cm31.02 〜1.08屈服强度/MPa50比体积/ cm3 ?g 10.86 〜0.96拉伸强度/MPa38吸水率（%）0.2 〜0.4拉伸弹性模量/MPa1.4 X 103熔点/ C130 〜160抗弯强度/MPa80计算收缩率（%0.4 〜0.7抗压强度/MPa53比热熔/ J ?(kg? C) 11470弯曲弹性模量/MPa1.4 1033、ABS的注射成型过程及工艺参数（1） 注射成型过程1） 成型前的准备。

对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 ABS吸 水性较大，成型前应进行充分的干燥2） 注射过程塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由 模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和 冷却五个阶段3） 塑件的后处理的介质为空气和水，处理温度为 60〜75 C，理时间为 16~ 20s2） 注射工艺参数1） 注射机：螺杆式，螺杆转数为 30r/mi n2） 料筒温度（C）:后段150〜170;中段160〜180;前段180〜2003） 喷嘴温度（C ） :170〜1804） 模具温度（ C ）： 50〜 805） 注射压力（ MPa）:60〜1006）成型时间（ s）:30 （ 注射时间取 1 .6 ，冷却时间取 20.4 ，辅助时间 8）二、 拟定模具的结构形式1 、分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑 件的底平面上2 、型腔数量和排列方式确定（ 1 ）型腔数量的确定 该塑件采用精度一般在 2〜 3 级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大 小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。

2）成型排列形式的确定 多型腔模具尽可采用平衡式排列布置，且要力求紧凑并与浇口开设的部位对称由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线 对称排列，所示 3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出形式浇注系统 设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上因此， 定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支 撑板和脱模板由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模3 、注射机型号的确定(1)注射量的计算 经计算得塑件体积： V塑 =50.66 cm3塑件质量： m塑=50.66 X 1.02g=51.67g(2) 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的 0.2〜1倍来估算由本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 0.2倍来估算，故一次注入 模具型腔塑料熔体的总体积为V总=VS (1+0.2 ) X 2=121.584 cm3(3) 选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量V总= 121.584 cm3，并结合式 V公 V总 /0.8有：V总 /0.8 121.584/0.8cm3 151.98 cm3。

根 据以上计算，初步选定公称注射量为160cm3，注射机型号为SZ-160/100卧式注 射机，其主要技术参数见下表注射机主要技术参数理论注射容量/ cm3160移模行程/mm325螺杆柱塞直径/mm40最大模具厚度/mm300V注射压力/MPa150最小模具厚度/mm200注射速率/g • s 1105锁模形式双曲肘塑化能力/g • s 145模具定位孔直径/mm125螺杆转速/r • min 10 〜200喷嘴球半径/mm12锁模力/kN1000喷嘴口孔径/mm3拉杆内间距/mm345X 345（4）注射机的相关参数的校核1）注射压力校核查表4-1楞知，ABS所需注射压力为80〜110MPa这里取 p°=100MPa该注射机的公称注射压力p公=150MPa注射压力安全系数匕=1.25〜 1.4，这里取ki = 1.3，则:kiPo = 1.3 X100=130< p公，所以，注射机注射压力合格2）锁模力校核① 塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑 n（902 152 4 52）mm2 6103mm24② 浇注系统在分型面上的投影面积 A浇，即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积A浇数值，可以按照多型腔模的统计分析来确定。

A浇是每个塑件在分 型面上投影面积A塑的0.2〜0.5倍由于本例流道设计简单，分流道相对较短， 因此流道凝料投影面积可以适当取小一些这里取 A浇=0.2 A塑③ 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积 A、则2 2A总 n （A塑 A 浇）n （A塑 0.2A塑）2 1.2A塑 2 1.2 6103mm 14648mm④ 模具型腔内的胀型力F胀，则F胀 A 总 p模 14648 35N 512.68kN式中，p模是型腔的平均计算压力值p模是模具型腔内的压力，通常取注射压力 的20%-40%大致范围为25〜40MPa对于粘度较大的精度较高的塑料制品应取 较大值ABSS中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 p模取35MPa查表4-45可得该注射机的公称锁模力F锁1000kN，锁模力安全系数为k2=1.1〜 1.2这里取k2 = 1.2，则k?F胀1.2F胀1.2 512.68 615.216< F锁，所以，注射机锁模力合格三、浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入 分流道或型腔中主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝 料的顺利拔出。

主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间另外， 由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更 换的浇口套1）主流道尺寸1）主流道的长度：小型模具L主应尽量小于60mm本次设计中初取50mm进行设V主补主（R「主R主「主）3.14350 (3.521.7523.5 1.75)mm31121.9mm3 1.12cm3o（3）主流道当量半径Rn1.75 3.52mm2.625mm4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购主流道小端入口处与计2）主流道小端直径：d二注射机喷嘴尺寸 + (0.5 〜1) mm=(3+0.5)mm=3.5mm3）主流道大端直径：d'=d+2L主tan 7mm ,式中 44）主流道球面半径：SR）注射机喷嘴球头半径+ （1〜2） mm（ 12+2）mm=14mm5）球面的配合高度：h 3mm2）主流道的凝料体积注射机喷嘴反复接触，易磨损对材料的要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理设计中常采用碳素工具钢(T8A或T10A),热处理淬火表面硬度为50〜55HRC2、分流道的设计(1) 分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽 可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采 用平衡式分流道。

2) 分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些单边分流道长度 l分取35mm⑶ 分流道的当量径 因为该塑件的质量m塑 V塑50.66 1.02g 51.67g<200g ,分流道的当量直径为D分 0.2654 m塑 4. L分 0.2654 51.67 4 35mm 4.6mm(4) 分流道截面形状 为了便于加工和凝料的脱模，本次设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大5) 分流道截面尺寸设梯形的下底宽为x,底面圆角半径R=1mm并根据表4-6 设置梯形的高h=3.5mm则该梯形的截面积为A分 (xx2 3.5仙8 )h (x 3.5tan8 ) 3.52再根据该面积与当量直径为4.6m m的圆面积相等，可得2 2(x 3.5tan8 ) 3.5 旦 3.14 4.6，即可得x 4mm,则梯形的上底约为5mm4 4(6) 凝料体积1)分流道的长度L分35 2 70mm2 )分流道截面积 A分 5—4 3.5mm2 15.75mm22(7) 校核剪切速率1)确定注射时间：查表4-8，可取t=1.6s2) 计算分流道体积流量:乂 50.66 cm3/s 32.35cm3/s。

1.63 )由式(4-20)可得剪切速率3.3q 分33.3 32.35 103 12.79 10 s该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率5 102〜5 103s 1之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格8) 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一一般取Ra1.25〜2.5 g即可，此处取Ra1.6g 另外，其脱模斜度一般在5〜10之 间，这里取脱模斜度为83、浇口的设计该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注 射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口其截面形状 简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料 塑件轮毂和外周有4条肋板相连，而浇口正对其中一块肋板，有利于向轮毂和 顶部填充1)侧浇口尺寸的确定1 )计算侧浇口的深度根据表4-10，可得侧浇口的深度h计算公式为h nt 0.7 3mm 2.1mm式中，t是塑件壁厚，这里t=3mm n是塑料成型系数，对于 ABS其成型系数 n=0.7.在工厂进行设计时，浇口深度常常选取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为1.2〜1.4mm,故此处浇口深度取1.3mm2 ）计算。