第1章 绪论
除了上述介绍的模具外，还有浇注成型模、泡沫成型模、聚四氟乙烯冷压成型模和滚塑模等。
随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此 对模具
的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展。超大型、超精密、长寿命、高效模具；多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。更高性 能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的、更为先 进的加工方法。各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工 艺也会不断得到发展。
1.2 注塑模具发展概况
注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑 模 CAD
技术发展相当迅速。70 年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形 和长方形型腔内的流动情况进行分析。80 年代初，人们成功采用有限元法分析 三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具 制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年 来，注塑模 CAD 技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶 段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进。
随着模具企业设计和加工水平的提高，注塑模具的制造正在从过去主要依靠 钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转 变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。
在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是 CAD/CAM 的 应用已远远不够。目前许多企业已经采用了 CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、 KBS、RE、CIMS、ERP 等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都 是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。 21 世纪市场要求高质量、低成本的产品，并且要求对各种不同的市场需求 作出快速的反应。模具制造技术的发展趋于专业化、标准化、集成化、智能化、 虚拟化、网络化，这将使模具行业发生巨大变革。 注塑模具中现在应用比较广泛的软件就是 SolidWorks 以及 PROE。较之 PROE 而言 ，SolidWorks 功能更强大 ，而且更专业 。
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第2章 塑件的工艺分析及注塑机的选择
2.1 塑件的材料分析 2.1.1 聚氯乙烯工艺特性
聚氯乙烯本色为微黄色半透明状，有光泽. 简称PVC。聚氯乙烯是世界上产量仅次于聚乙烯而占第二位的塑料。 （1）化学和物理特性刚性
化学和物理特性刚性HPVC是使用最广泛的塑料材料之一。HPVC材料是一种非结晶性材料。HPVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。HPVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。HPVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。HPVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。HPVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分子量的HPVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的HPVC材料。HPVC的收缩率相当低，一般为0.2-0.6%。 （2）聚氯乙烯的加工工艺
聚氯乙烯可以采用注塑、挤出、吹塑、压延、搪塑、发泡等成型工艺。对于增塑聚氯乙烯制品，成型加工前需先向聚氯乙烯粉料或颗粒料中加入增塑剂和其 它助剂进行预混，并进行塑化。将塑化后的配料准备成适于加工的形状，例如采用注塑、挤出工艺时，则需要挤出造粒；用于压延工艺时，需要先预压成软板。注塑成型主要用于硬聚氯乙烯。聚氯乙烯可以挤出成型各种型材，也可以挤出吹塑薄膜。
2.1.2 高分子聚氯乙烯工艺特性
塑件的原材料采用高分子聚氯乙烯（HPVC，以下皆以HPVC表示）属热塑性塑料。从实用性能上看，有较好的抗拉、抗弯、抗压抗冲击性能，有较好的电器绝缘性能。但热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体。从成型性能上看，易放出氯化氢，必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间，模具浇注系统应
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第2章 塑件的工艺分析及注塑机的选择
粗短，进料口截面易大，模具应有冷却装置。
1) HPVC的成型加工性能
(a)、HPVC的稀释性小，但为了提高流动性，提高塑件质量，宜先进行干燥处理。（b）、HPVC的热稳定差，极宜分解，是塑料中热稳定最差的一种，200℃时既会分解，分解时放出腐蚀性及刺激性气体，故必须加入热稳定剂。（c）、HPVC熔体黏度高，需要较高的成型压力，但压力过大又易造成熔体破裂，为此，注射操作中宜采用中、低速进行，避免高速充模。（d）、HPVC的粘流态温度距热分解温度很近，成型温度范围很窄，为此要严格控制料湿。（e）、HPVC熔体在分解时会放出氯化氢气体，它有很强的腐蚀作用，故对加工HPVC的设备和模具应有良好的防腐措施，确保其不受腐蚀（f）、HPVC的模具浇注系统应粗短，进料口截面应粗大，流道中不得有滞料死角。（g）、HPVC的成型温度范围较窄，为尽快冲模，应尽量减少熔料的滞留时间。（h）、HPVC充模时各处的温度应尽量均匀，温差应不超过5℃，否则会造成内应力过大。（I）、HPVC熔体的冷却速度快，成型周期应尽量短，一般成型周期为40S～80S。（j）、HPVC熔体宜采用螺杆式注射机成型，喷嘴以用直通式为好，孔径宜大。
2）HPVC的注射工艺参数 （a）、注射机：螺杆式
（b）、螺杆转速(r/min)：20～40 （c）、料筒温度（℃）：后段：150～160 中段：165～170 前段：170～180
（d）、喷嘴温度（℃）： 150～170 ；喷嘴形式：自锁式。 （e）、模具温度（℃）： 30～60 （f）、注射压力（MPA）：80～130 （g）、保压压力（MPA）：80～130
（h）、成型时间（S）：注射40～60；保压2～5；成型周期10～30；冷却10～20。
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3) HPVC 的主要技术性能指标
表 2-1HPVC 的主要技术性能指标（来自《塑料模设计手册(软件版》）
密度（g/cm^3） 质量体积（cm^/g） 吸水率24h/% 1.35---1.45 0.69---0.74 0.07---0.4 屈服强度/Map 抗拉强度/Map 拉弯弹性模量/Gap 35---50 35---50 2.4---4.2 玻璃化温度/℃ 熔点/℃ 87 160---212 抗弯强度/Map 弯曲弹性模量/Map ≥90 0.05---0.09 计算收缩率/% 比热容/（j/(kg*k)）
1260 抗弯强度/Map 抗剪强度/Map 2.2 塑件的工艺分析
塑料制件主要根据使用要求进行设计。要想获得合格的塑料制件，除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外，还主要考虑塑件的结构工艺性，在满足使用要求的前提下，塑件的结构，形状应尽可能地做到简化模具结构，且符合成型工艺特点，降低成本，提高生产效率。
塑件如图2-1所示：
图2-1 四通塑件图
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第2章 塑件的工艺分析及注塑机的选择
2.2.1 尺寸精度和表面粗糙度的分析
(1)尺寸精度分析
塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸和产品要求尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度。该四通分线盒零件无精度等级要求，根据课本《塑料成型工艺与模具设计》表3.1 塑件公差数值表（GB/T 14486-1993） 该制件取一般等级 MT5 级精度，塑件平均壁厚为 3mm,壁厚均匀，有利于零件成型。 （2）表面粗糙度分析
塑料制件表面粗糙度除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等瑕疵外，主要取决于模具成型零件的表面粗糙度。塑件的表面粗糙度主要与模具的型腔表面的粗糙度有关。一般来说，模具表面的要比塑件低 1~2 级。塑 件的表面粗糙度 Ra 一般为 0.8~0.2 ? m。模具在使用过程中，由于型腔磨损而使 表面粗糙度值不断加大，所以应随时给予抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件则根据使用情况来决定它们的表面粗糙度。 综上考虑，此次设计的塑件为透明塑件，所以型芯型腔的粗糙度值应该相同， 加上塑件的表面要求光滑，故塑件的粗糙度值 Ra 定为 0.6 m。
2.2.2 形状、支撑面和圆角分析
（1）形状分析
塑件的几何形状预成型方法、模具分型面的选择、塑件是否能水利成型和出 模等有之间的关系。所以是十分重要的环节。根据塑件分析，采用的是平面分型 面。由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住型芯或模腔中 的其他凸起部分。为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等，在设计 时应考虑与脱模方向平行的塑件内外表面具有一定的脱模斜度。 脱模斜度设计的要点:
⑴塑件精度高，采用较小脱模斜度； ⑵尺寸高的塑件，采用较小脱模斜度； ⑶塑件形状复杂不易脱模，选用较大斜度； ⑷增强塑料采用较大的脱模斜度； ⑸收缩率大，斜度加大；
⑹含润滑剂的塑料采用较小脱模斜度；
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