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1、第一章塑件的性能分析第一章塑件的性能分析1.1塑件的材料分析设计任务为图1-1所示塑料制件，此塑件为电器元件，根据它的使用性能和表面质 量，以ABS为原材料,此材料是无毒、无味、微黄色；制品光泽较好，冲击任 性、力学强度较高、尺寸稳定，电性能、化学耐腐蚀性好，易于成型和机械加 工。其收缩率为0.3%0.8%，点划线所示区域为制品在使用时为可见部位。_|/心/冈产严亠/ xc F %育 、f上i/为 i$ V “11 ia=*厂Ui一|/.- .1/ 2/ / r# /图1-1塑料制件1.2塑件的结构和尺寸精度即表面质量分析1.2.1塑件的结构分析该零件的重要尺寸，如尺寸 29.06-0.28m
2、m和34.64+0.32mm的精度为3级，次重 要的尺寸49.9+0.36mm的尺寸精度为4级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用8级精度。由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为4.64mm,最小处为1.69m m,壁厚差为2.95m m，较为均匀。1.2.2表面质量分析第一章塑件的性能分析该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可 以得到保证。1.3初选注塑机计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。计算得塑件的体积
3、：V = 9437mm3计算塑件的质量：公式为 W = Vp根据设计手册查得ABS的密度为p=( 1.021.05) kg/dm3,故塑件的重量为 W=Vp=9437X1.05 10-3=9.908g模具投影的最大长度应小于注射机模板长度；模具的最大宽度应小于模板拉料杆 外圆之间的间距。模具的闭合高度应大于注射机两模板间的最小间距，而模具开模推出制品取件时 的最大开模距应小于注射机两模板间的最大开距。SZ根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况，可初步选用的注射机为： 60/40型注塑成型机，该注塑机的各参数如表1-1所示。理论注射W/cm560移榄厅fr/mm螺杆30Ju人枝H厚度Amn2
4、80注射压力FMp150最小模具”度Anm160锁模力/KN400(5拉杆内丽即加m295X1X5喷嘴 1 1-fL/mmIp 3.51.3.1注射量：该塑料制件单件重m* 10g选择与模具和制品相适应的注射量能满足成型要求的注射机，可以通过两种计算 方式确定。ABS的密度为1.01.1 g/ cm3,压缩比K压1.82.0。粗略计算浇注系统重量 mj VJXp =9.16 X 1.0g9.16g总体积 V 塑件=(9.437+9.16) cm3=18.6cm32第一章塑件的性能分析总重量 M=18.6X 1.0g 18.6g1. 直接按注射机的最大注射质（重）量（g）计算即：KM 机 max
5、MsX n+m10.8 x 76 9.9g x 1+9.16 g60.8 19.06式中，M机max注射机最大注射质量（g）;K利用系数（0.8）；Ms每件塑件制品的质量（g）；n每模型腔数；m1 浇口凝料总质量（g）。2. 如果注射机最大注射量的参数是按容积（cm3）标注的，则将容积换算为质量 后，再按上式计算确定。M 机 max=p/。=c pV。=0.85 X.0 g/ cm 9Xcm=76式中，V。一注射机最大注射容积（cm3）;p/在料筒温度和压力下，熔融塑料的密度；p/ =c其中p为塑料常温下的密度，g/ cm3；c为料筒温度下，塑料体积膨胀的校正系数。结晶型塑料c=0.85 ;非
6、结晶形塑料c 0.93在计算塑料的体积时，与压缩比有关，故塑料体积V 塑=K 压 XV=1.9 X）437mm3=18cm3式中，K压为压缩比系数。1.3.2注射压力注射机的注射压力必须大于制品成型所需要压力，即不但够用还应有余才保险。 p注成型查手册知ABS塑料成型时的压力p成型=7090Mpa，注射机的注射压力为p 注=224164.5 Mpa。1.3.3锁模力注射机的锁模力必须大于或稍大于塑料充满型腔时注射压力模内产生的张力，即 F机AP模XA面F机AP模XA面XK630kN （34.3 X 1068.69 X 2/3）3 kX 10式中，F机一注射机的最大锁模力，此注射机的锁模力630
7、kN。K压力损耗系数（1/3-2/3）；3 33第一章塑件的性能分析P模一模具型腔中熔体的平均压力，ABS的平均压力为34.3A面一制品和所有流道、浇口在分型面投影面积之和，即A面=1068.69mm。1.4塑件的注射工艺参数的确定根据情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当 的调整。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用160C中段温度t2选用175C前段温度t3选用190C喷嘴温度选用175C注射压力选用100MP高压时间选用3s冷却时间选用70s总周期：160s第二章型腔数的确定及浇注系统的设计第二章型腔数的确定及浇注系统的设计2.1塑件
8、的工艺性分析1. 塑件尺寸较小，各项尺寸较复杂并且制件本身带有多个镶件，为降低成型费用 以及便于加工，采用一模一腔，并不对制品进行后加工。2. 为满足制品高光亮的要求与提高成型效率采用点浇口，由于此套模具为一模一 腔，为了便于浇道的脱落，另外增加了主分流到。3. 为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用拼镶结构。2.2确定型腔数目根据塑件的生产批量、尺寸精度要求以及塑件本身的复杂程度采用一模一腔。2.3型腔、型芯工作部位尺寸的确定查手册知ABS塑料的收缩率是0.3%0.8%。则ABS塑料的平均收缩率Scp=(0.3%+0.8%)/2=0.55%按照下列公式型腔、型芯工作部位尺寸：3) + Sz
9、0 42+ S型腔深度尺寸Hm= (HS+ScpXHS-) +S z0 3型芯径向尺寸I m- S z= (IS+ScpXS+A) -S z0 4型芯高度尺寸 h m-S z=( HS+Scp1-L十一 一 +課 r二丄丄itrr了 ji11ii U-lI - -l-一一 LI图2-1加有公差及收缩率的零件图2.4型腔位置的排布型腔数量的确定是由以下几方面考虑的：1. 长期大批量生产适于采用多型腔结构。2. 制品较小时适于采用多型腔结构。3. 供货日期集中，量大，适于采用多型结构。4. 制品批量小、不集中，宜用单腔结构。 第二章型腔数的确定及浇注系统的设计5. 制品复杂或精度高，多腔一致性差，
10、制造困难，故适宜单腔结构。此电器元件塑件对表面质量和内部性能要求很高，塑件本身有9个金属嵌件均需模内注塑，综合以上几点考虑。此塑件的型腔数量，为一出一”即一模一腔。考虑到零件的镶件过多和成型零件的表面质量，模具的型腔排列方式如图3-3所示：浇口及料把分型面分型面图2-2:分型面及料把示意图2.5确定分型面位置如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成 型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方 法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综 合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以 下几
11、项原则：1分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3）保证塑件的精度要求。4）满足塑件的外观质量要求。5）便于模具加工制造。6）对成型面积的影响。7）对排气效果的影响。8）对侧向抽心的影响。其中最重要的是第五和第二、第八点。为了便于模具的加工制造，应尽量选择平 直分型面工易于加工的分型面。但是对于电器元件此塑件，由于其塑件的最大平 面做分型7第二章型腔数的确定及浇注系统的设计面不利于分型，又因其塑件上有许多小的嵌件，并且都不在同一平面上，根据塑 件的结构如图1所示，在双点划线所示区域以外的外表面，根据其特点及表面质 量要求，采用塑件的最大外轮廓作为分
12、型面，如图 2-2所示。2.6浇注系统的设计浇注系统是用以将熔融状态的塑料粘流体经注射机喷嘴在高温、高压和高速状态 下，通过流到进入型腔。设计浇注系统时应注意以下几方面：1）浇注系统力求距型腔距离近、一致，并首先进入制品的厚壁部分、不易直冲 型芯（尤其是细小型芯）镶嵌件；应避免产生熔接痕，利于排气。2）其位置力求在分型面上，便于加工并易于快速、均匀、平稳地充满型腔；主 流道入口应在模具中心位置；3）有利于制品的外观，并易于清除。当产生矛盾无法处理时，可协商修改制品 结构。4）对于大型制品和功能性制品，力求用模拟软件分析填充过程，以保证制品的 内在品质和尺寸精度的要求。5）大批量制品，浇注系统应
13、自动脱落并自动与制品分离，以利实现自动化生 产；6）还应考虑到制品的后续工序，利于后工序的加工、装配、工序间运送和管 理，必要时设辅助流道，将制品联为一体。2.6.1浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中 截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件 性能和质量的影响很大。浇口的截面形状和尺寸的确定要根据制品的尺寸大小、壁的后薄（尺寸大的、壁 厚的，浇口尺寸要适当放大些，反之则应取小尺寸）、塑料的品种（流动性好 的，尺寸取值应偏小，反之应取大值尺寸）以及制品的结构和相应的浇口形式而 定。根据对电器元件外观特征以及质量精度的分析，其浇口采用点浇口，因其浇 口在塑件内部不影响其外观质量。浇口尺寸与位置如图2-2所示。1. 浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一 方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提 高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善 塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可控制填充时间、冷却时间及 塑件表面质量，同时还 第二章型腔数的确定及浇注系统的设计起着封闭型腔
