2-塑件成型工艺分析.doc

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2 塑件成型工艺分析
2.1 塑料成型特性
聚丙烯(PP)，是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂,无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨、易老化。适于制作一般机械零件、耐腐蚀零件和绝缘零件。常见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。
其成型特性为：
（1）物理性能：PP为无毒、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最最轻的品种之一，对水特别稳定，在水中14h的吸水率仅为0.01%。分子量约8~15万之间，成型性好。但因收缩率大，原壁制品易凹陷，制品表面光泽好，易于着色。
（2）力学性能：PP的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能，其强度和硬度、弹性都比高密度PE(HDPE)高。突出特点是抗弯曲疲劳性（7×10^7）次开闭的折选弯曲而无损坏痕迹，干摩擦系数与尼龙相似，但在油润滑下不如尼龙。
（3）热性能：PP 具有良好的 耐热性，熔点在164~170℃，制品能在100℃以上温度进行消毒灭菌。在不受外力的作用下，150℃也不变形。脆化为-35℃，在低于-35℃会发生脆化，耐热性不如PE。
（4）化学稳定性：PP具有良好的化学稳定性，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其他各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃等能使PP软化和溶胀，化学稳定性随结晶度的增加还有所提高。所以，PP适合制作俄中化工管道和配件，防腐蚀效果良好。
（5）电性能：聚丙烯的高频绝缘性能优良，由于它几乎不吸水，故绝缘性能不受湿度的影响，有较高的介电系数，且随温度的上升，可以用来制作受热的电气绝缘制品，击穿电压也很高，适用作电器配件等。抗 电压、耐电弧性好，但静电度高，与铜接触易老化。
（6）耐候性：聚丙烯对紫外线很敏感，加入氧化锌硫代丙酸二月桂脂，炭黑式类似的乳白填料等可以改善其耐老化性能。
2.2 塑件的结构工艺性
2.2.1塑件的尺寸精度分析
该塑件尺寸精度要求为GB/T 14486-93 MT5级，其主要尺寸公差如表2-1所示。
表2-1 塑件上主要尺寸按MT5级精度的公差要求

外形尺寸
内形尺寸
塑件标注尺寸

14
2

塑件尺寸公差

2.2.2塑件表面质量分析
该塑件表面没有提出特殊要求，通常，一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取到Ra=0.8，没有特殊要求时塑件内部表面粗糙度可取Ra=3.2。
2.2.3塑件的结构工艺性分析
从图纸上分析，该塑件的外形基本上为回转体，顶部为一个2的孔，内部为圆角设计，方便脱模，设计合理；壁厚均匀，且符合最小壁厚的要求。
综合来看，该塑件结构简单，五特殊的结构要求和精度要求。在注射成型生产时，只要工艺参数控制得当，该塑件是比较容易成型的。
2.3 塑件的生产批量
该塑件的生产类型是大批量生产，因此，在模具设计中，要提高塑件的生产效率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生产成本。
2.4 注射机的选择
2.4.1 按理论注塑容量初选注塑机
通过ug NX6.0分析得塑件体积V=1705。模具结构考虑采用一模四腔的结构，故四腔总共塑件体积V=6820。
浇注系统凝料：由于产品件小，且需进行平衡式布置设计，故浇注系统凝料的体积取产品体积的50%：

要求注塑机最大注塑量必须大于成型件和进浇口流道的总体质量，注塑机的实际注塑量一般在注塑机的最大注塑量的80%以上。
，故
2.4.2通过锁模力选定注塑机

--注射机的额定锁模力
--塑件及浇注系统在分型面上的总投影面积
q-- 模具型腔内的平均压力
材料为PP，塑件简单，容易成型，故选用q=24.5MPa。=1321.
故=32.4kN.
综上所述，选择国产注射机XS-ZY-125，其主要技术参数如表2-2所示：
表2-2 XS-YZ-125型塑料注射机的主要技术参数
主要技术参数项目
参数数值
主要技术参数项目
参数数值
额定注射量/
192
最小模具厚度/mm
200
锁模力/kN
90
模板最大行程/mm
300
注射压力/MPa
1500
喷嘴前端球面半径/mm
12
最大注射面积/
360
喷嘴孔直径/mm
4
模板尺寸/mm
200X400
定位圈直径/mm
55
最大模具厚度/mm
300

根据选用塑料PP的特性和本设计中塑件的自身成型特点，查有关资料，确定注射成型工艺参数如表2-3所示：
表2-3 塑件的注射成型工艺参数
工 艺 参 数
规 格

预热和干燥/

料筒温度
后段
中段
前段
160-180
180-200
200-220
续上表
工 艺 参 数
规 格
预热和干燥/
喷嘴温度
-
模具温度
80-90
注射压力p/MPa
70-100

成型时间/s
注射时间
保压时间
冷却时间
总周期
20-60
0-3
20-90
50-160
螺杆转速/n/r
48

后处理
方法
-
温度/
-
时间/h
-
3 分型面选择及浇注系统的设计
3.1 分型面的选择
该塑件盖类零件，外形表面质量要求较高。在选择分型面时，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量，便于清除毛刺及飞边，有利于排出模具型腔内的气体，分模后塑件留在动模一侧，便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大处，如图
3-1所示。
图 3-1 分型面的选择
该分型面分型使塑件整体由一个模板成型，消除了由于合模误差使塑件产生同轴度误差的可能，是一个天然的分型面。
另外，为了模具结构紧凑，改善成型条件，提高自动化程度和生产效率，减少浇注系统耗料，决定采用侧浇口。
3.2 浇注系统的设计
3.2.1主流道设计
根据相关资料，查得注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径；喷嘴前端球面半径。
根据模具主流道与喷嘴的关系得到：
主流道进口端球面半径～，取R=14mm；
主流道进口端孔直径，取d=4.5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度取4°，同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。主流道衬套采用可拆卸更换的浇口套，浇口套的形状及尺寸设计采用推荐尺寸的常用浇口套；为了能与塑料注射机的定位圈相配合，采用外加定位环的方式，这样不仅减小了浇口套的总体尺寸，还避免了浇口套在使用中的磨损。
3.2.2分流道的设计
该塑件的体积比较小，形状简单，壁厚均匀，且塑料的流动性好，根据塑件形状采用侧浇口进料的方式。为便于加工，采用最为常用的截面形状为圆形形的分流道。查分流道横截面及其尺寸的有关资料，取圆形分流道截面半径R=5mm。
3.2.3侧浇口设计
由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提，同时，也应尽量使模具结构更简单。根据对塑件结构的分析，并结合已确定的分型面位置，选择如图3-2所示的侧浇口进料方式，进料位置设计在塑件的侧面，侧浇口的直径尺寸可以根据不同塑料按塑件平均厚度查表确定。

图3-2 侧浇口的结构、位置及尺寸

3.2.4冷料穴设计
本塑件采用带球头形拉料杆的冷料井，定模座板的分流道尽头钻小斜孔，一次分型时斜孔内凝料使点浇口与塑件分离，同时球头形拉料杆将主流道的凝料拔出，而二次分型时凝料被定模板硬刮掉落下来，实现浇注系统与塑件的自动分离与脱出，自动化程度高，劳动强度小。
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