一、塑件的成型工藝分析
ⅰ、塑件成型工藝性分析
1.塑件（電器盒蓋）分析
1).塑件
如圖1-1所示。
2).塑件原圖中有四處不詳，如圖所示：
圖1—1
與指導老師商議後，將①處改為13.9mm；將②處增加乙個尺寸取0.56mm；將③處增加兩個尺寸取2.15mm（側壁厚）；將④處增加乙個尺寸取1mm（底厚）。
3).塑件名稱
abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)。
4).色調
不透明，微黃色，成型的塑件有較好的光澤，經過調色可配成任何顏色。
5).生產綱領
中等批量（20萬件/年）。
6).塑件的結構及成型工藝性分析
1 結構分析如下
①該塑件為電器盒蓋，外表面要求光滑（採用一模一腔，在塑件外表面澆口處會有明顯的注射痕跡）。塑件屬於薄壁類，成型時注射壓力要求較高
②該塑件外形是一長方形盒蓋類零件,在一側短邊壁有長方形通孔。
⑵成型工藝分析如下
①精度等級。採用一般精度5級（塑件的精度取自由精度。塑料製件的尺寸公差可依據sj1372—78塑件公差數值標準進行設計。
查塑件公差數值表，可取該塑件的精度等級為5級。由於模具尺寸精度比塑件尺寸精度高2—3級。 查標準公差值表，取模具尺寸精度為it11級）。
②脫模斜度。該塑件本身設計有脫模斜度，其內外表面的脫模斜度為1度。查參考文獻《中國模具設計大典》，脫模斜度合理。
ⅱ.熱塑性塑料（abs）的注射成型過程及工藝引數
1.注射成型過程
⑴成型前的準備。對abs的色澤、細度和均勻度等進行檢驗。由於abs易於吸水，成型前應進行充分的乾燥，乾燥至水分含量＜0.
3%。乾燥條件：真空度為9.
3×105mpa,烘箱溫度為70度-80度左右。料層厚度＜25mm，乾燥時間8h-12h。
⑵注射過程。塑料在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態後，由模具的澆注系統進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻5個階段。
⑶塑件的後處理。採用調濕處理，其熱處理條件查參考文獻《中國模具設計大典》中的表8.7-10有處理介質為油;處理溫度為120℃;處理時間為15min。
2.abs的注射工藝引數，如表1-1所示。
表1—1
ⅲ.abs的效能分析
1.使用效能
abs有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩定性和電氣效能。因此符合此塑件作為電器盒蓋的要求。適用於製造水表殼、紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、食品包裝容器、農藥噴霧器及家具等。
2.力學效能，abs具有良好的綜合力學效能。它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。
丙烯腈使abs有良好的耐化學腐蝕及表面硬度，丁二烯使abs堅韌，苯乙烯使abs有良好的加工性和染色效能。
3.abs易產生熔接痕，模具設計時應注意儘量減少澆注系統對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在50-60℃，而在強調塑件光澤和耐熱時，模具溫度應控制在60-80℃。
4.abs在公升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大，該塑件設有1°的脫模斜度是合理的。
5.abs的主要效能指標
abs的主要效能指標見表1-2
表1—2
6.abs成型塑件的主要缺陷及消除措施
1).缺陷
缺料（注射量）不足、氣孔、溢料飛邊、易產生熔接痕。
2).消除措施
加大主流道、分流道、澆口，增大注射壓力。
ⅳ.塑件的質量與體積的計算
1.塑件的體積計算
v塑件=60×71.2×9.4－8.
4×(60－4.3)×(71.2－4.
3) －39.6×6×1+6.5×1×41.
6×2+(1×8×6.5) ×2/104－(5.5/2) ×(5.
5/2) ×3.1415×11.4×4－2.
5×(2.7/2) ×(2.7/2) ×3.
1415×4+(7.5/2) ×(7.5/2) ×3.
1415×4=8298.9372625mm3。
2.塑件的質量計算
m塑件=v塑件×p塑件=8298.9372625mm3×1.09(kg/dm3) ×1/103= 9.0458********g≈9g。
根據pro/e對該塑件進行校驗，質量為9.68g。取塑件質量為9.5g。
二、基本引數的計算及注射機的選用
ⅰ.注射機的選用
1.所需注射量的計算
模具所需塑料溶體注射量m=1.6nm1=1.6×4×9.5=60.8g
2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算
流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積a2,在模具設計前是個未知值,根據多型腔模的統計分析,a2是每個塑件在分型面上的投影面積a1(60×71.2=4272mm2)的0.2～0.
5倍,因此可用0.35na1來進行估算,所以a=1.35na1=1.
35×4×4272=23068.8 mm2
f=ap型=23068.8×35= 807408n=807.408kn
式中型腔壓力p型取35mpa(因是薄壁塑件,壓力盡量取大一些)
3.注射機型號的選定
根據每一生產週期的注射量和鎖模力的計算值,可初步選用sz-160/1000型臥式注射機,其主要技術引數見表2-1
表2-1 注射機主要技術引數
ⅱ.注射機有關引數的校核
1. 型腔數量的校核
1). 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數n。
n≤＝≈46＞4，型腔數校核合格。
上式中k—注射機最大注射量的利用係數，一般取0.8；
m—注射機的額定塑化量（10.5g/s）；
t—成型週期，取55s;
m1—單個塑件的質量或體積(g或cm3),取m1≈9.5g;
m2—澆注系統所需塑料質量和體積(g或cm3),取≈22.8g。
2）.按注射機的最大注射量校核型腔數量
n≤≈13＞4,型腔數校核合格。
上式中mn—注射機允許的最大注射量(g或cm3),該注射機為179cm3。
其他符號意義與取值同前。
3）.按注射機的額定鎖模力校核型腔數量
塑件在充模過程中產生的脹模力主要作用在兩個位置：
在兩瓣合模上的作用面積約為a11≈4×4272=17088mm2
瓣合模與支承板的接觸處的作用面積約為a12≈4×1709=6835mm2
n≤≈4.8＞4,符合要求。
上式中f—注射機的額定鎖模力（n），該注射機為1×106n；
a1—4個塑件在模具分型面上的投影面積（mm2），a1=a11+a12≈23923mm2；
a2—澆注系統在模具分型面上的投影面積（mm2），a2≈0.35a1=8373.05mm2;
p型—塑料熔體對型腔的成型壓力(mpa),一般是注射壓力的30%-65%,p型取35mpa。
2．注射機工藝引數的校核
1）.注射量校核
注射量以容積表示最大注射容積為
vmax=αv=0.75×179=134.25cm3
上式中vmax—模具型腔和流道的最大容積(cm3);
v— 指定型號與規格的注射機注射量容積(cm3),該注射機為170 cm3;
注射係數,取0.75-0.85,無定型塑料可取0.85,結晶型塑料可取0.75,該處取0.75。
倘若實際注射量過小，注射機的塑化能力得不到發揮，塑料在料筒中停留時間就會過長。所以最小注射量容積vmin=0.25×179=44.
75cm3。故每次注射的實際注射量容積v′應滿足vmin＜v′＜vmax，而v≈23cm3，符合要求。
2).最大注射壓力校核
注射機的額定注射壓力即為該機器的最高壓力pmax=132mpa(見表2-1),應該大於注射成型時所需呼叫的注射壓力pe,即
pe≥k′p0=1.3×80=102mpa,而pe=132mpa,注射壓力校核合格。
式中 k′—安全係數,常取1.25-1.4,取1.3;
p0—取80mpa。
3). 鎖模力校核
f≥kap型=1.2×807.408=968.8896kn,而f=1000kn,鎖模力校核合格。
其他安裝尺寸的校核要待模架選定，結構尺寸確定以後才可進行。
三、模具型別及結構的確定
ⅰ.擬定模具的結構形式
1.分型面位置的確定
1).分型面的選擇原則
⑴有利於保證塑件的外觀質量。
⑵分型面應選擇在塑件的最大截面處。
⑶盡可能使塑件留在動模一側。
⑷有利於保證塑件的尺寸精度。
⑸盡可能滿足塑件的使用要求。
⑹儘量減少塑件在合模方向上的投影面積。
⑺長型芯置於開模方向。
⑻有利於排氣。
⑼有利於簡化模具結構。
該塑件在進行塑件設計時已經充分考慮了上述原則，同時從所提供的塑件圖樣可看出該塑件為長方形電器盒蓋，盒蓋的一側壁上有方形通孔，所以分型時需進行側向抽芯分型。
2）.分型面選擇方案
⑴分型面選擇方案ⅰ。
根據塑件結構形式，第一分型面選在盒蓋的底平面（ⅰ），塑件兩側設側抽芯（ⅱ），即為第二分型面。採用斜導柱側向分型與抽芯機構。這樣整個塑件成型精度比較高，不會影響到上平面的表面質量，模具結構比較簡單。
如圖3-1所示。
⑵分型面選擇方案ⅱ。第一分型面選在盒蓋的上平面（ⅲ），其餘同方案ⅰ。這樣會影響塑件上平面的表面質量，模具結構也變得複雜。如圖3-1所示。
綜上所述，採用方案ⅰ。
2.確定型腔數量和排列方式
①型腔數量的確定
在第一節中已選定模具型腔數量為4腔，符合生產實際要求。
②型腔排列方式的確定
該塑件為矩形盒蓋，一側需設側抽芯機構，可採取雙列直排，如圖3-1所示。
③模具結構形式的確定
該塑件直接可設計頂桿推出塑件，塑件一側需設計斜導柱或斜滑塊側向抽芯機構（注：斜導柱/斜滑塊均可對塑件側向抽芯，本人採用斜導柱側向抽芯）。流道採用平衡式，澆口採用潛伏式澆口或側澆口，因此可確定模具結構形式為斜導柱側向分型與抽芯注射模。
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