【ZM038】一模四腔的塑料开关按钮的注塑模具设计【KT+FY】[点浇口]
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河南理工大学毕业设计（论文） 1 目录 前 言 1 第一章 模具设计 3 3 13 第二章 塑件成型工艺分析 19 19 塑性塑料（ 注射成型过程及工艺参数 20 20 第三章 拟订模具结构形式 22 22 23 24 第四章 注射机型号的确定 25 25 需注射量的计算 28 射 机型号的选定 28 腔数量及注射机有关工艺参数的校核 29 第五章 浇注系统形式和浇口的设计 32 计 33 料室的设计 35 流道的设计 36 口的设计 37 注系统凝料体积计算 39 注系统各截面流过熔体的体积计算 39 通浇注系统截面尺寸的计算与校核 39 第六章 成型零件的结构设计和计算 42 模部分的型芯（详图见模具零件图 ） 42 模部分的型芯 43 43 第七章 模架的确定和标准件的选用 44 第八章 合模导向机构的设计 50 河南理工大学毕业设计（论文） 2 50 50 51 第九章 脱模推出机构的设计 53 53 53 54 第十章 排气系统的设计 58 第十一章 冷却系统设计 59 第十二 章 模具工作过程 61 第十三章 典型零件的加工 62 62 64 66 结束语 69 致谢 70 参考文献 71 河南理工大学毕业设计（论文） 1 前 言 近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具 术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新 一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易 ,低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备， 先进的模具是必不可少的三项重要因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年13 15 左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越 多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。 本设计从塑料注塑成型的基本理论入手，介绍了注塑模具的基本结构和设计步骤，同时根据注塑成型的特点，阐述了注塑模具的设计方法与要点。 在编写过程中，本设计参阅了部分参考文献的内容，并得到了李瑜老师的帮助和支持，在此表示感谢。同时，欢迎各位读者对本设计提出批评指正意见。 本次毕业设计的基本要求是： (一 )塑件的要求 批量生产 (二 )设计内容 河南理工大学毕业设计（论文） 2 套图纸及说明书。 (三 )设计关键 河南理工大学毕业设计（论文） 3 第一章 模具设计 （ 1）设计前的准备工作 1）明确设计任务和准备必要的技术资料 任何注射模设计工作，都必须以塑模设计任务书作为依据 ，注射模设计任务书的主要内容应包括塑件的技术图样、生产纲领、使用要求、注射成型工艺规程以及对塑模的质量要求和完成时间，设计人员明确设计任务之后，即应马上收集和准备设计工作中所必需的各种技术资料，例如：塑料原材料性能，注射机使用说明书，注射模设计标准以及其它各种有关的设计手册。 2)分析研究原材料的工艺特性和成型性能 开始设计注射模之前要求对原材料的工艺特性和成型性能进行分析研究，其主要目的是为了能够综合考虑在注射成型过程中熔体在模内的流动行为，如熔体在浇口，流道和模腔各处的流动阻力和流动速度等，以及 塑件在成型过程中的收缩、补缩、结晶、取向和残余应力的产生与消除等问题，只有认真地进行了这些工作，才有可能明确注射模设计过程中应当注意的事项，也只有这样，才能够根据注射模设计任务书的要求，设计出结构合理、加工简单、质量良好、能够满足生产要求的注射模。 3)分析塑件的工艺性和注射成型工艺规程对注射模设计的要求 注射成型的工艺性影响塑件成型性能和注射模结构的复杂程度，开始设计注射模之前，应根据塑件的技术图样和使用要求对其进行仔细地分析研究，并结合注射成型的工艺程序综合考虑成型的难易程度，以便能在保证塑件质 量和使用要求的前提下尽量选用比较简单的塑模结构，以便减少注射模制造难度和降低加工成本，如果塑件的工艺性确实有问题或者塑件成型需要极为复杂的注射模结构，并因此导致注射模制造非常困难或经济上极不利时，则应和塑件设计部门及时协商解决有关问题。 注射成型工艺规程，包括各种注射成型工艺条件的有关参数及选定的注射机型号，它们均会对注射模的功能和结构具有一定的要求和限制，注射模设计人员接受设计任务后，河南理工大学毕业设计（论文） 4 应对此进行消化和分析，然后才能结合其它各项准备工作开始构思，以便确定选用注塑模类型和结构，很显然，所有的注射成型工艺规程都 不一定全部恰当合理，这就要求注射模设计人员在消化和分析工艺规程时注意判别其合理性，看它会不会给注射模的设计、制造甚至成型本身带来困难，如果存在问题，则应及时与工艺部门协商解决，有的注射成型工艺规程中可能还会给出注射模的结构类型，此时设计人员更应该根据整个工艺规程来判别这种注射模结构类型是否恰当合理，如要没有问题，便可直接根据给定的注射模结构进行设计。 4)分析研究塑件的生产纲领 注射成型塑件的生产纲领对其注射模结构，尤其是对顶出脱模机构，侧向分型或抽芯机构以及生产操作等均具有重要影响，另外，对于成 型零部件所使用的注射模材料也有影响，通常，在大批量生产中，由于注射模价格在整个生产费用中所占的比例较小，生产率和注射模寿命问题比较突出。因此可考虑使用自动化程度较高的复杂的注射模较突出，这时应尽量采用结构比较简单，制造比较容易的注射模结构，以降低注塑模价格在生产费用中所占的比例，另外，成型零部件也可以采用较差一些的注射模材料或者使用可以回收的低熔点合金。 （ 2）注射模初步设计 1）明确设计要求 对一般注射模的设计制造者来讲只需通过塑件的设计图样来理解成型件的设计要点就 可以了，无需应用设计模型。 （ a）塑料对注射模设计的限制条件 采用何种塑料对注射模设计来说是要首先确定的问题，一旦决定了所使用塑料的品种，就可以设计制造出塑料模具来进行试模，制作出塑件试样。根据强度试验的结论和变形状况，即可对制件的结构形状进行部分修改；而需要改换所使用的塑料品种，则几乎是不可能的事情。因为当改换了塑料的品种后，塑料的收缩率、流动性等都会发生较大变化。即便是只改变塑料的制造厂及着色，收缩率也河南理工大学毕业设计（论文） 5 会发生变化，所以在进行注射模设计之前就应确定成形件所采用塑 料的型号、规格、性能、级别、颜色及制造厂家等有关内容，明确各种塑料对注射模设计的限制条件。 （ b）收缩率 影响塑料收缩率的因素是多方面的，即使是同一品种塑料，由于制造厂家或颜色的不同，其收缩率也有很大变化，此外，沿注射方向的收缩率和沿垂直于注射方向的收缩率也有很大差异。 由于塑料的收缩率随着各种因素而发生变化，因此，精确地决定成型收缩率是非常困难的。当塑料的精度要求很高时，一般是在试模以后，再对注射模进行修正来达到。至于对收缩率的数值大小及试模后是否必须对注射模尺寸进行修正等，都 需事先与订货者进行充分协商。 （ c）透明度 是否用透明塑料，往往对注射模的抛光要求有很大的差别。当进行侧面抽芯时，应考虑滑动型芯的痕迹。需脱卸透明塑料的内侧凹槽而又不允许留有痕迹时，则不能用顶出装置脱卸凹槽。 （ d）尺寸公差 注射模的尺寸公差与塑料收缩率有很大的关系，这也是注射模制造者和订货者之间，经常发生纠纷的原因。 若需用注射模尺寸来推算所定的收缩率是否正确时，则事先必须明确成型件的尺寸公差。若采用成型件来验收塑模时，则事先必须明确成型件需经何种处理以及在成型 后的什么时候进行检测等问题。对有些只要求本体和盖子相吻合的成型件来说，实际尺寸和图样要求的尺寸稍有出入也无妨碍。 通常，注塑模的尺寸公差是根据成型件的尺寸公差来确定的，所以成型件的尺寸公差，应尽量放宽，一般来说，随着成型件尺寸公差的缩小，生产成本将显著上升，从这一观点来看，成型件的尺寸公差应适当放宽为好。对于塑件的壁厚也要注明公差值，因原材料费用在成型件的成本中占有较大的比例，只要成型件的强度及成型条件允许，总希望将壁的厚度尽量设计得薄一些为好，并应该明确地标出注塑模制造和成型加工人员之间容易发生理解差异的 壁厚公差。 （ e）表面粗糙度 型腔及型芯等注塑模的专用零件均应分别标明表面粗糙度要求。对成型透明塑料的型腔和型芯，都应具有相同的表面粗糙度。对非透明塑料，在多数河南理工大学毕业设计（论文） 6 情况下，型腔和型芯的表面粗糙度略有差异也无妨碍。 根据成型件的设计规范，如规定型腔表面粗糙度为 ，这表明是指从型腔外部可见到的部位而言，装配后的陷蔽部分，则可粗糙一些。 由于磨削加工耗费大量工时，因而对那些只要求表面光泽，即使有些擦伤痕迹也无妨碍的成型件，则可适当地降低型腔和型芯的表面粗糙度 要求，以便降低注塑模制造成本。 （ f）成型件组装后的外观与使用要求 按上述方法规定表面粗糙度是必要的，但在分型面、浇口等处会降低成型件的外观质量，因而必须将分型面和浇口等设置在成型件组装后不会外露的部位。为此，必须注明成型件的外露表面及明确成型件的使用目的，这也是为了减少注射模制造者和成型件设计者之间的争论问题。 （ g）变形的允许值 由于变形对成型件的质量有很大影响，因此，在进行注射模设计之前应明确规定成型件翅曲和变形的容许数值。 2）明确所使用成型机械的规格 在设计注射模时，如果不明确它将使用于何种规格的成型机械，那就无法进行设计，因而必须预先明确成型机械的以下各项技术规范： N); 注射速度 (m/ 拉杆的间距 ( 行程尺寸 ( 杆直径及其位置 ( 尺寸 ( 3）明确使用者对成型操作方法所提出的要求 进行手工操作与自动化运转的注塑模在结构上有很大的差异，特别是推顶装置将有很大变化。一般用于无人操作自动运转的注射模应具有下述河南理工大学毕业设计（论文） 7 条件： （ a）成型件能完全、准确地自动脱卸； （ b）进料口 和浇道废料应完全、确实地自动脱卸； （ c）无需人工参与辅助操作； （ d）注塑模的冷却能完全自动控制； （ e）具有使用取制件自动装置的足够空间。 合适的型腔数目，应受注射机锁模力、注射量、料筒塑化能力及成型件产量、精度、形状和进料口位置，以及注射模设计要求与经济性等条件的综合限制。可分别按以下几个因素来决定： （ a）根据注射机锁模力来确定型腔数目 按下式计算： N=P/ 式中 : N); 锁模力 /最大成型面积 )型腔内单位面积上的锁模力 (N/ 浇道、浇口 )的投影面积 ( （ b）根据注射机的注射能力，以每次注射量不超过注射机最大注射量的 80%来求型腔数 按下式计算： N=(W 式中 : 一组浇道和浇口 )的重量 (（ c）根据注射机料筒塑化能力 (不超过 85%)来确定型腔数 按下式计算： N= 式中 : kg/h); 河南理工大学毕业设计（论文） 8 h); W,一组浇道和浇口 )的重量 (（ d）从经济性方面考虑来确定型腔数目 略去准备时间及试模料费，则可按下式进行计算： U=n(0N)+(式中 : 元 )； 人工费用 +其它费用 )（元/h） ; (元 )； 型腔数目无关部分的费用 (元 )； 的费用 (元 ) 对于是否需要采用热浇道还是采用其它无浇道成型的问题，则要根据具体条件而定。例如通常所见到的啤酒容器这类大型成型件，必须采用多只浇口，因而不可避免地应采用热浇道系统。但由于这种注射模的价格很高，最终是否采用还需由用户决定。一般在注塑模价格允许的情况下，从节省材料观点来考虑，则应使用无浇道成形的方法为宜。 对注射模中各种类型孔的加工方法，是采用在注射模中就做成成型孔，还是采用后加工方法加工孔的问题，应根据注射模价格是否合算 来决定。 由于注射模内腔凹槽的脱卸有用人工脱卸和用自动脱卸两种方法，具体采用不同方法注射模结构上有很大的差异，尤其在成型螺纹时更为突出，所以设计时应根据注射模价格，由用户作出最后决断。 （ 3）注射模的结构设计 河南理工大学毕业设计（论文） 9 1）校核注射模的型腔数目 注射模的型腔数目虽最终应根据设计要求由订货方决定，但注射模设计者也必须根据前述确定型腔数目方法进行认真的校核。 2）选择注射模的分型面 在成型件设计时虽就已经选定了分型面的位置。但现在设计注射模 时，还应再给予校验。实际上在成型件的规格中就已标明了分型面的位置，当然这个位置是与塑件的使用目的相一致的，并尽量使分型面的结构形状简单化。因为分型面的结构形状越复杂，则注射模的加工就会困难，即使是产生一些毛边，也还是应该把分型面选择在容易加工的部位。与此同时，还必须考虑浇口的位置及其结构形状，应将它设置在无凹槽的部位处。 3）确定型腔的排列形式 通常采用的型腔排列形式有圆形排列、 线形排列以及它们的复合排列等 4种形式。从浇口平衡的观点出发，希望采用圆形排列为好，但这种排列形式的浇 道总长度最长，模板的尺寸也最大。因此，一般除圆形成形件外，为使加工简单，大多数还是选用直线形排列或 4）决定浇口及浇道系统 选择浇道和浇口时，需注意以下所述原则： 根据单或多型腔注射模来确定应使用的浇道和浇口系统。 当成形件表面的浇口切断痕迹不损害成型件外观和功能时，则应将浇口设置在不会出现成型问题的位置，选择适当地浇口形式，并对所使用的浇口加以限制。 对于成型性能较差的塑料，随着浇道及浇口的不同会对成型件的功能及外观产生影响。 因后加工对外观和功能都有影响，并且还会提高成本，所以应尽量选择那些不需要进行后加工的浇口。 因直浇口不仅有残余变形，还有因收缩率差别而产生的变形，因此在选择浇口时应经予特别注意。 对具有大尺寸表面的成形件，有时需增加浇口数目。 河南理工大学毕业设计（论文） 10 使用一般浇口会出现与工作台产生偏心的现象，有时会造成注塑模无法安装。 必须选择能加快成形周期的浇道和浇口，并应尽可能地节省塑料的消耗量。 5）确定凹模的处理方法 对带有内或外螺纹的成形件，究竟是采用直线形排列还是圆形排列；宜采用何种脱卸螺纹方法，用手动脱卸还是自动脱卸，如果采用自动脱卸，则需解决哪些与开模有关的问题等等，都需作出决断。此外，在脱卸凹槽时，究竟是用斜导柱、弹簧、平板凸轮或是油压、气压，还是用滑 动型芯进行内侧凹槽抽芯等，都需作出决定。 6）决定推顶装置形式 首先要决定成型件是在定模部分脱模还是在动模部分脱模。选用何种顶出方法，需根据成型件形状、材料及推顶装置残留痕迹等因素而定。如果采用一种方式不能全部顶出时，则可将两种方法组合起来使用。通常，最广泛使用的是推杆推顶组合，但需注意不要使推顶力过分集中。还需充分注意，不能导致产生白化及变形现象。对圆筒状成型件，则不可避免地宜用套管推顶。若要对整个成型件的周边推顶，那就必须采用卸件板推顶。当使用聚乙烯类塑料制作容器状成型件时，就需用气动 推顶方法，推顶出深容器成型件。 此外，不仅要充分考虑成型件的推顶问题，而且对浇道废料的顶出也需加以考虑。特别是三板式结构的注塑模中，必须注意使浇道废料完全脱落。 7）决定拉料杆形式 拉料杆形式可采用钩形、倒锥形及环槽形等各种形式中的任何一种。 8）决定拉出浇道废料的形式 对在三板式结构注塑模中，需决定拉出浇道废料的形式。 9）决定温度控制的形式 注塑模实施温度控制的目的，是为了提高成型性能、防止变形，它对调整成型材料的结晶度及保持成型件的尺寸精度也是必不 可少的。在热浇道及其它无浇道注塑模中，不仅需要对型腔 、型芯实施温度控制，而且对集流腔及喷嘴等也需要实施温度控制。 河南理工大学毕业设计（论文） 11 10）决定型腔和型芯的固定方法 当型腔与型芯采用镶拼结构时，就必须决定其固定方法，这与镶拼结构的冷却方法也有直接关系。在这种结构的注塑模中，常需采用简便的对准型腔型芯中心的方法。但用于高速成型的注塑模必须采用自动调整中心的结构形式。 11）决定排气形式 除某些不经过实验就无法确定气泡停留位置的成型件外，在一般情况下，大都可以预测气泡的大致停留位置。当可以预测出气 泡的大致位置时，即应采取相应的排气措施。但对于进行高速成型的注射模来说，排气是个绝对不可疏忽的问题。 （ 4）决定注射模的主要尺寸 根据注射模强度的计算公式，求出注射模所需的壁厚。如前所述，在确定型腔内塑料压力时，需注意有时会出现塑料压力比预测压力高出 50%左右的情况。但如果将安全系数规定得过大，则注射模尺寸就会大大超出实际需要的尺寸。与此相反，当考虑了成型件的形状、塑料品种及预定的成型条件之后，如果将安全系数规定得过小，则制造出来的注射模就可能不耐用。这对在计算深容器成型件注射模型腔的壁厚时，要特 别加以注意。 可分别按矩形型腔及圆形型腔的计算公式决定侧壁的厚度。 当模板很厚时，可在注射模中增设支承柱以减薄模板的厚度，这样可还以降低注射模的闭合高度。 需考虑是否能安装到成型机上的问题。成型件的深度、型腔底板的厚度、型芯固定板的厚度、动模座板的厚度、顶出行程的长度及推 板厚度、限位钉高度等的总和就是注射模的闭合高度。按上述条件就需进一步考虑是否能将成型件从塑模中取出的问题。 （ 5）注射模结构设计的审查 根据以上所述有关注射模结构设计的各项要求设计出来的注射模，应进行初步审查并征得用户的同意。与此同时，也有必要对用户所提出的有关要求加以确认和修改。 （ 6）绘制注射模零件材料图及零件工作图 通常注射模材料图由承制单位决定。所使用的材料应与定货单位取得一致意见后决定。由于注射模的主要专用零件的加工周期较河南理工大学毕业设计（论文） 12 长，要遵循用户对主要专用零件所提出的注意事项绘制零件 工作图。对一般零件则应尽量使用注射模的通用零件和标准零件。 （ 7）注射模设计方案的最后审核 为使设计的注射模加工过程进一步得到落实，需再一次对设计方案进行审查，此时主要从各种零件的机械加工、精加工及装配、调整的观点出发，使注射模的设计方案和加工过程进一步落实。 注射模设计的最后审核要点如下： 1)基本结构方面 构设计是否合理。 无产生飞边的可能，塑件是否会滞留在没有顶出脱模机构（ 或定模）一侧。 口是否与塑料原料相适应，浇口位置是否恰当，浇口与流道几何形状及尺寸是否合适，流动比数值是否合理。 全和可靠，它们之间或它们与其它模具零部件之间有无干涉或碰撞的可能；脱模板是否会与凸模咬合。 果需要，其设置情况是否合理。 如果需要，其设置情况是否合理。 固方式选 择得是否合理可靠，安装用的螺栓孔是否与注射机动、定模固定板上的螺孔位置一致，压板槽附近的固定板上是否有紧固用的螺孔。 2)设计图方面 零部件是装配关系是否明确，配合代号标注得是否恰当合理，零件标注是否齐全，与明细表中的序号是否对应，有关的必要说明是否具有明确的标记，整个塑模的标准化程度如何。 零件号、名称、加工数量是否有确切的标注，尺寸公差和形位公差河南理工大学毕业设计（论文） 13 标注是否合理。 通用注射成型系 统是指热塑性塑料的通用注射成型系统。其包括用来成型的塑料和最后成型好的塑件，以及用来保证塑件成型的注射机和注射模等组成。下图为一种常用的注射成型系统。 完整的注射成型过程包括：成型前准备、注射过程和塑件的后处理。 1)成型前准备 为确保注射过程顺利进行和保证质量，应对所用设备和塑料进行以下准备工作： 根据各种塑料的特性及供料状况，一般在成型前应对原料河南理工大学毕业设计（论文） 14 进行外观（指色泽、粒度大小及均匀性等）和工艺性能（熔融指数、流动性、收缩率等）检验。如果来料为粉 料，则有时还需进行捏合、塑练、造料等操作。此外对所用粒料有时还需要进行干燥。 对各种塑料的干燥方法，应根据其性能和具体条件进行选择。小批量生产用塑料一般采用红外线干燥和热几循环烘箱干燥。高温下受热时间长容易氧化变色的塑料；大批量生产用塑料则采用负压沸腾干燥，一般延长干燥时间有利于提高干燥效果，但每种塑料在干燥温度下都有一段最佳干燥时间，延长干燥时间效果不大，已经干燥过的塑料，应注意保证成型前的干燥效果，以防塑料重新吸湿。 在注射成型前，如果料筒内残余塑件与将要使用的塑料不一致 以及需调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对料筒进行清洗或更换。 螺杆式注射机通常是直接换料清洗。为节省时间和原料，换料清洗应根据塑料的热稳定性，成型温度范围及各种塑料之间的相容性等因素采取正确的清洗步骤。当新料的成型温度高于料筒内存料的成型温度时，先将料筒温度升至新料的最低成型温度，然后加入新料，并连续“对空注射”，直至全部存料清洗完毕，再调整料筒温度进行正常生产。当新料成型温度比存料成型温度低，则先将料筒温度升高到存料最好的流动温度后切断电源，用新料在降温下进行清洗。当新料与存料成型温度相近 时，则不必变更温度，直接清洗即可。 为了装配和使用强度的要求，塑件内常需要嵌入金属嵌件。由于金属和塑料的线膨胀系数相差很大，因而两者收缩率不一致，导致塑件冷却时嵌件周围出现裂纹而使塑件强度降低。 脱模剂是使塑件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射塑件的脱模主要取决于合理的工艺条件和正确的模具设计，但在生产中，若由于模具型腔粗糙度值太大，塑料易于粘模，造成脱模困难，所以通常使用脱模剂。 2）注射过程 注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段，它包 括加料、塑化、加压、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。 河南理工大学毕业设计（论文） 15 由注射机的料斗落入一定量的塑料，以保证操作稳定、塑料塑化均匀，最终获得良好的塑件。通常其加料量由注射机计量装置来控制。 塑化是指塑料在料筒内经加热达到熔融流动状态，并具有良好可塑性的全过程。就生产的工艺而论，对这一过程的总要求是：在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，塑料熔体在进入型腔之前要充分塑化，既要达到规定的成型温度，又要使塑化料各处的温度尽量均匀一致，还要使热分解物的含量达到最小值。这些要求与塑料的特性、工 艺条件的控制及注射机塑化装置的结构等密切相关。 注射机用柱塞或螺杆推动具有流动性和温度均匀的塑料熔体，从料筒中经过喷嘴、浇注系统，直至注入模腔。 保压是自注射结束到柱塞或螺杆开始后移的这段过程，即压实工序。保压的目的一方面是防止注射压力解除后，如果浇口尚未冻结，发生型腔中熔料通过浇口流向浇注系统，导制熔体倒流；另一方面则是当型腔内熔体冷却收缩时，继续保持施压状态的柱塞或螺杆可迫使浇口附近的熔料不断补充进模具中，使型腔中塑料能成型出形状完整而致密的塑件。 当浇注系统的塑料已经冷却凝固，继续保压已不再需要，此时可退回柱塞或螺杆，同时通入冷却水或空气等冷却介质，对模具进一步冷却，这一阶段称冷却定型。实际上冷却定型过程从塑料注入型腔起就开始，它包括从注射完成、保压到脱膜前这一段时间。 塑件冷却到一定温度即可开模，在推出机构的作用下将塑件推出模外。 3）塑件的后处理 塑件经注射成型后，除去江口凝料，修饰浇口处余料及飞边毛刺外，常需要进行适当的后处理，借以改善和提高塑件的性能，塑件的后处理主要指退火和调湿处理。 退火处理是使塑件在定温的加热液体介质，然后缓慢冷却的过程。其目的在于减少由于塑件在料筒内塑化不均匀或在型腔内冷却速度不一致，而形成的内应力，这在生产厚壁或带有金属嵌件的塑件时尤为重要。一般退火温度控制在塑件使用温度以上10,退火处理的时间取决于塑件品种、加热介质、温度、塑件的形状和成型条件。退河南理工大学毕业设计（论文） 16 火时间到达后，塑件应缓慢冷却至室温，冷却太快，有可能重新产生内应力。 将刚脱模的塑件放在热水中进行处理，以隔绝空气，防止塑件氧化而变色，同时加快达到吸湿平衡的一种处理方法。通过处理， 使塑件的颜色、性能和尺寸达到稳定。通常聚酰胺类塑件需进行调湿处理，处理的时间随塑料的品种、形状、厚度及结晶度大小而异。 影响注射塑件质量的因素较多，一般情况下，当提出一种新塑件的使用性能和其它有关要求后，首先应在经济合理和技术可行的原则下，选择最合适的材料、生产形式、注射设备及模具结构。当这些条件确定之后，工艺条件的选择和控制就是主要考虑的因素。注射成型工艺条件中最主要的因素为温度、压力和时间。 1)温度 注射成型过程需要控制的温 度有料筒温度、喷嘴温度和模具温度等，其中前两种温度主要是影响塑料的塑化和流动，而后一种温度主要是影响塑料的流动与冷却。 料筒温度的选择与塑料的特性有关，每种塑料具有不同的流动温度 了使塑料能正常流动，一般料筒温度必须高于 m，但还须低于塑料的分解温度 塑料在高温下，会产生氧化降解。其机理十分复杂，通常温度愈高、时间愈长，降解量就愈大。因此，对于热敏性塑料，如聚氯乙烯、聚甲醛等，除需严格控制料筒最高温度外，还应控制塑料在料筒中停留的时间。 塑料 在不同类型的注射机内塑化过程是不同的，因而选择料筒温度也不相同。柱塞式注射机仅靠向壁和分流梭表面向里传热，传热速率小，因此需适当提高料筒温度。在螺杆式注射机中，由于塑料受螺杆的剪切，获得摩擦热，塑化充分，由此选择料筒温度可低一些。 选择料筒温度还应结合塑件和模具的结构特点。由于薄壁塑件的模腔比较狭窄，熔体充模阻力较大，冷却快，因此，为了顺利充模，料筒温度应选择高一些。相反，对于厚壁塑件，料筒温度可选择低一些。对于形状复杂或带有嵌件的塑件，或熔体充模流程曲折较河南理工大学毕业设计（论文） 17 多或较长的，料筒温度应选择高一些。 料筒温 度的分布，一般从料斗起，至喷嘴止是逐步升高的，借以使塑料温度平稳地上升达到均匀塑化的目的，由于螺杆式注射机的剪切磨擦热有助于塑化，故前端温度可略低于中段，以防止塑料的过热分解。 为防止熔体在直通式喷嘴中可能产生“流涎现象”，通常喷嘴温度要比料筒最高温度略低。由喷嘴低温产生的不利影响可以从塑料注射时所产生的磨擦热中得到一定的补偿。但喷嘴温度不易过低，否则会造成熔体的早凝而将喷嘴堵死或使冷料流进模腔而影响塑件质量。 料筒和喷嘴温度的选择具有一定联系，也受其它工艺条件影响。例 如选用低注射压力时，为保证塑料的流动，应适当提高料筒温度。反之，料筒温度偏低就需要较高注射压力。由于影响因素很多，一般在成型前通过“对空注射法”或“塑件直观分析法”来进行调整，以便从中确定最佳的料筒和喷嘴温度。 模具温度对塑件的内在性能及外观质量有很大影响，模具温度的高低取决于塑料结晶性的有无、塑件尺寸与结构、性能的要求，以及其它工艺条件（熔料温度、注射速率及注射压力、成型周期）。 模具温度通常靠通入定温的冷却介质来控制，也有靠熔料注入模具自然升温和自然散热等保持定温的 ，无论采取什么方法使模具保持恒温，对塑料熔体来说都是冷却。保持的恒温都应低于塑料的玻璃化温度或工业上常用的热变形温度，这样才能使塑料成型和脱模。 通常在保证顺利充模的前提下，采用较低的温度可以缩短冷却时间，从而提高劳动生产率，模具宜采用低温冷却。对于熔体粘度较高的非结晶型塑料应采用较高的模具温度，这样既保证容易充模，又可使塑料的冷却速度一致，以防塑件因温差过大而产生凹陷，内应力过大而产生裂纹。 模具温度还要根据塑件的壁厚来考虑，壁厚大的，模温一般要高，以减小应力和防止塑件出现凹陷等缺陷。 河南理工大学毕业设计（论文） 18 2)压力 注射成型工艺过程中的压力，包括塑化压力和注射压力两种，它们直接影响塑料的塑化和塑件的质量。 a)塑化压力 采用螺杆式注射机时，螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力，也称背压。这种压力大小可以通过液压系统中的溢流阀来调整。注射过程中，塑化压力的大小随螺杆不同、塑件质量和塑料的种类不同而异的，如果这些情况和螺杆转速都不变，则增加塑化压力会提高熔体温度，减小塑化速率，同时还会延长成型周期，导致塑料降解的可能性。因此在一般操作中，塑化压力的选择应在保证塑件质量优良的前提下越低越好。 b)注射压力 注射机的注射压力指柱塞或螺杆头部对塑料熔体所施加的压力，其作用是克服塑料熔体从料筒流向型腔的流动阻力，给予熔体一定的充模速率以及对熔体压实等。 注射压力的大小取决于塑料品种、注射机类型、塑件壁厚、流程及工艺条件等，关系十分复杂，其具体数值很难明确预定，在实际生产中根据有关经验资料，从较低的注射压力开始注射成型，再根据塑件质量，然后酌量增减，最后确定合理的注射压力。 确定注射压力的原则是：熔体粘度高、冷却速度快的塑料以及成型薄壁和长流程的塑件，采用高压注射有利于充满型腔。成型玻璃纤维增强塑料 采用高压注射，有利于塑件表面光洁、均匀。其它均应选用低压慢速注射为宜。
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