Page 43 - 2019-6

工艺与设备 丁永峰 等·薄壁制品注塑工艺分析及模具设计

率： 0.3%~0.7%、维卡软化点温度 ： 144 ℃，熔点 ： 2.2 浇注系统设计
175~185℃。 为保证熔体较好的流动性及较低的能量散失，并
1.3 塑件注塑成型分析 满足模具的结构要求，主流道的长度尺寸设置为 L ＝
PC+ABS 材料具有较高的吸湿性，在塑件注塑 60 mm，小端直径 d=5 mm，大端直径 d’=9 mm， α ＝ 4°，
成型前，需对原材料进行充分的干燥，使其湿度低于 球面半径 SR 0 =14 mm，球面配合高度 h=3 mm。主流
0.04%，干燥条件为 90~110 ℃，2~4 h。塑件注塑成 道衬套为易损件，可选用标准件。主流道浇口套选用
[6]
型完成后，需对产品进行退火、调湿等后处理，以消 优质钢 T8A，热处理后硬度 50~55 HRC ，尺寸如图
除产品内部的残余应力，并防止产品在较高温度下发 2 所示。
生氧化，加速达到吸湿平衡，稳定其尺寸 [1] 。后处理
的介质为空气和水，处理温度为 60~75℃，处理时间
[3]
为 16~20 s 。
综 合考 虑 上 述各 种 因素， 并 参 考同 类 产 品的 注
塑成型工艺 [4] ，拟定如下工艺参数 ：①注射机 ：螺杆
式，螺杆转数为 30 r/min ；②料筒温度（℃）：喂料区
50~70；③熔化温度（℃）： 230~300；④模具温度（℃）：
70~90；⑤注塑压力（MPa）： 80~140；⑥成型时间（s）：
图 2 主流道浇口套
12.9（注射时间取 0.7，冷却时间 8.7，辅助时间 3.5）。
分流道长度应尽可能短，并且避免转向，结合模
2 注塑模具设计 具的结构，分流道长度取 L 分 =35 mm，当量直径 D 分
2.1 型腔布局及设备选用 =2.42 mm，截面形状为圆形，计算得分流道内熔体的
-1
3
依据分型面的选择原则，塑件在分型后应尽 剪切速率为 3.89×10 s ，处于主流道与分流道的最
2
2
可能留在动模一侧，以便从动模推出塑件，简化模 佳剪切速率 5×10 ~5×10 s -1[1] 之间，满足熔体充填要
具结构。分析产品倒扣尺寸，其内侧凹较浅，满足 求，分流道表面粗糙度取 Ra1.6 μm。
(A-B)×100% [1] 考虑浇口脱模的方便，确定浇口形式为矩形侧浇
B % ≤ 5% 的要求 ，可以用整体凸模， 口，根据 PC+ABS 的成型系数（n=0.7），侧浇口的
采取强制脱模的方法将塑件推出，采用推杆 + 脱模板
深度 h=0.7 mm，宽度为 B=3 mm，长度 L 浇 取 2 mm。
复合推出机构，确保塑件平稳可靠推出。 4 -1
计算得浇口处的剪切速率为 1.23×10 s ，处于浇口
综合考虑产品的尺寸精度及生产效率 [5] ，根据 4 5 -1[1]
的最佳剪切速率 1×10 ~1×10 s 之间，能够满足熔
塑件的尺寸，使用一模两腔平衡对称式排列结构。在
体充填要求，确保以合理的速度进入型腔。
3
CAD 软件 中分析 得塑 件体积 为 12.79 cm ，质 量为 通过上述分析，可得主流道凝料的体积（2.37
14.07 g，所需注塑原料总量为 V 总 ＝ V 塑 (1+0.2)×2 3 3
cm ） 及 分 流 道 凝 料 的 体 积（0.322 cm ）， 根 据 塑 件
3
3
cm =30.70 cm ，选用注塑机型号为 XS-ZY-250，主 3
的体积（12.79 cm ），计算得主流道内熔体的剪切速
要技术参数如表 1 所示。 3 -1
率为 1.21×10 s ，处于浇口与分流道的最佳剪切速率
表 1 注塑机主要技术参数 5×10 ~5×10 s 之间，满足熔体充填要求，主流道
2
3 -1[1]
理论注射量 /cm 3 250 移模行程 /mm 500
螺杆直径 /mm 50 最大模具厚度 /mm 350 表面粗糙度取 Ra0.8 μm。
注射压力 /MPa 147 最小模具厚度 /mm 200 2.3 冷却系统设计
锁模力 /kN 1 800 锁模形式 液压 - 机械
注射速率 /g·s -1 114 定位孔直径 /mm 100 PC+ABS 为中等黏度材料，成型温度取 265 ℃，
塑化能力 /g·s -1 55 喷嘴球半径 /mm 12
拉杆内间距 /mm 370×370 喷嘴口孔径 /mm 4 模具温度为 70~90℃。初步选取模温为 70℃，冷却介
螺杆转速 /r·min -1 25~89 质为常温水 [7] 。根据塑料熔体的总质量及注塑成型周
根据 PC+ABS 塑件产品的注塑压力及投影面积， 期，依次计算 PC+ABS 材料的单位热流量 [8] Q s 及冷却
选取合理的安全系数，对注塑机进行注塑压力及锁模 水的体积流量 q v ，得出冷却水管的直径 d=8 mm，单
力校核，验证了所选设备满足产品成型要求。 侧冷却水道根数为 3 根。

年
2019 第 45 卷 ·27·