（罗伟）塑料成型

塑料模具设计

烯的绝缘性能优异，常温下聚乙烯不溶于任何一种已知的溶剂，并耐稀硫酸、稀硝酸和任何浓度的其他酸以及各种浓度的碱、盐溶液。聚乙烯有高度的耐水性，长期接触水其性能可保持不变。聚乙烯透水气性能较差，而透氧气和二氧化碳以及许多有机物质蒸气的性能好。聚乙烯在热、光、氧气的作用下会产生老化和变脆。一般高压聚乙烯的使用温度在80?C左右，低压聚乙烯为100℃左右。聚乙烯能耐寒，在-60℃时仍有较好的力学性能，-70℃时仍有一定的柔软性。

①结晶性料，吸湿性小

②流动性极好，溢边值0.002mm左右，流动性对压力变化敏感 ③可能发生熔融破裂，与有机溶剂接触可发生开裂 ④加热时间不宜过长,否则会发生分解、烧伤

⑤冷却速度慢，因此必须充分冷却，宜设冷料穴，模具应有冷却系统 ⑥收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲、结晶度及模具冷却条件对收缩侣影响大，应控制模温，保持冷却均匀、稳定

⑦宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分

⑧不宜用直接浇口,否则易增大内应力，后产生收缩不均匀，方向性明显增大变形，应注意选择进料口的位置，防止产生缩孔和变形

⑨质软易脱模，塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模 ⑩PE塑料主要的性能指标：

超高分子量聚乙烯制品的主要性能指标 性能 密度 拉伸强度 断裂伸长率 单 位 UHMW-PE M-A型 UHMW-PE M-B型 UHMW-PE M-C型 g/cm3 0.94-0.98 MPa % ＞20 ＞150 0.98-1.08 ＞20 ＞100 ＞80 ＞130 ＜0.01 ＜0.09 ＞20 1.05-1.20 ＞18 ＞50 ＞20 ＞130 ＜0.01 ＜0.09 ＞30 简支梁冲击强度 KJ/㎡ ＞80 维卡软点 吸水率 摩擦系数 球压痕硬度 ℃ % ＞120 ＜0.01 ＜0.09 N/m㎡ ＞15 - 8 - 课程设计

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3.工艺过程和工艺参数的确定

3.1 工艺过程确定

虽然注射成型模具结构较为复杂，成本较高，但生产周期短，容易实现自动化生产，小批量生产模具成本对于单件制品成本影响不大，而压缩成型、压注成型主要用于生产热固性塑件或小批量生产热塑性塑件。

3.2 注射成型过程

（1）成型前准备：

①对PE材料进行外观检验：检查原料的色泽、粒度均匀度，要求色泽均匀，颗粒均匀。

②生产开始前如需要改变塑料品种、调换原色、或发现成型过程中出现了热分解或降解反映，则应对注射机料筒进行清洗。

③为了使塑件容易从模具内脱出，模具型腔或模具型芯还需涂上脱模剂，要根据生产的实际条件选用液体石蜡、硅油或硬脂酸锌等脱模剂。 （2）注射过程：

加料→塑化→充模→保压补缩→冷却定型→脱模 （3）塑件后处理：

成型制件放到80℃热水中浸泡，可使形成的应力得到一定松弛。

3.3 塑件尺寸分析

根据公差配合与测量得出，塑件主要尺寸的公差要求如下： 部分 尺寸 公差 Ф10 ±0.39 2 ±0.22 外行尺寸 4 ±0.27 Ф3.5 ±0.27 Ф1.8 ±0.22 内形尺寸 10 ±0.22 SR0.9 ±0.22 3.4 塑件的结构工艺性分析

1、该塑件为圆球面和圆柱的组合体，圆角过渡且无尖角存在，壁厚基本均匀，塑件成型性能好，且符合最小壁厚要求；

2、塑件本身有一定斜度，斜度为1°，利于

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脱模。

3.5 塑件表面质量分析

1、必须避免在塑件的分型面外出现飞边，有飞的话应在0.2～0.4内为合格； 2、通孔处不出现锐边；

3.6 成型工艺参数

PE的注射成型工艺参数:

注塑机类型： 螺杆式 喷嘴形式： 通用式 前段 140℃～160℃ 中段 170℃～210℃ 后段 170℃～220℃ 喷嘴温度 150℃～170℃ 模具温度 80～100℃

注塑压 60MPa～80MPa 保压 55MPa～75MPa 注塑时间 2s～5s 保压时间 5s～10s 冷却时间 5s～15s 周期 15s～30s

后处理 成型制件放到80℃热水中浸泡1～2h. 温度 （70℃）

时间 （0.3s～1s）

PE为结晶型塑料,流动性极好,壁厚一般,因此,在保证顺利脱模的前提下应

尽可能降低模温,以缩短冷却时间,从而提高生产率。所以模具应考虑采用适当的循环水冷却。成型模具温度控制在80～100℃。

4.所需成型设备的选择

4.1 按最大注射量初选设备

（1）计算塑件单件体积和质量：

该产品材料为PE，查书本得知其密度0.91-0.96g/cm3，计算其平均密度为0.935 g/cm3，收缩率为1.5-3.5﹪，平均收缩率为2.5﹪。

通过三维造型可获得商标牌的体积

V=2π（14/2-7.2/2）-4/3πx（7.2/2）x1/2+（2/40）x4/3πx40=36.5046cm 所以塑件的质量

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3

2

3

3

3

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Ms=pV

=36.5046x0.935 =34.138g

（2）计算一个成型周期所需塑料总质量：

M总=nMs+Mj=1x34.138+5=39.138（g）

4.2 设备选择和有关参数校核

由于塑件外形为组合体,加上塑件尺寸有一般精度要求,外表面有光洁要求,不易采用多型腔数目。所以考虑采用一模一腔，型腔布置在主流道的中心位置。 （1）按注射机的最大注射量确定型腔数目：

n≤（kMmas-Mj）/Ms=（0.8x125-5）/39.138=1.29≈1

式中 n------型腔个数；

Ms-----单个塑件的质量19.047g； Mj-----浇注系统及飞边的质量5g；

k------最大注射量的利用系数，一般取0.8； Mmax---注射机的最大注射量125g。 所以适合采用一模一腔的注射方式

（2） 模具闭合高度的校核

安装模具高度应满足：Hmin

选XS-ZY-125型，最大装模高度高度Hmax=300mm,最小装模高度Hmin=200mm,H总=214mm介于二者之间，满足模具装模高度要求。

（3） 注射机有关参数 项目 设备参数 额定注射量/cm3 125 螺杆直径/mm 注射压力/MPa 注射行程/mm 注射方式 锁模力/kN 最大成型面积/cm2 最大开合模行程/mm 模具最大厚度/mm 42 120 115 螺杆式 900 320 300 300 项目 喷嘴孔径 动定模固定尺寸/mm 拉杆空间/mm 合模方式 流量 液压泵 压力/MPa 电动机效率/kW 螺杆驱动力/kW 加热功率/kW 设备参数 4 428x458 260x290 液压—机械 100、12 6.5 11 4 5 - 11 - 课程设计