摘要:嵌件成型(Insert Molding)指在模具内装入预先准备的异材质嵌件后注入树脂,熔融的材料与嵌件接合固化,制成一体化产品的成型工法。为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度,满足使用的要求,常在塑件体内设置金属嵌件。
随着产品的功能的日益提高,嵌件模的应用也越来越广泛,目前已广泛应用于汽车零配件,家用电器,电脑,手机,连接器等的模具里。嵌件模有它的独有的特点,设计嵌件模时,塑胶件要放缩水,而嵌件一般是不放缩水的,这就涉及到塑件和嵌件的位置尺寸的处理问题。由于嵌件的种类繁多,形状大小不一,嵌件的安装和定位,也是这类模具设计的另一难点。
关键词:漱口杯 模具结构
引言
近年来,中国塑料模具制造水平已有较大提高。目前,塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%,在模具进出口中的比重高达50~70%。目前,带嵌件模具发展也是相当的快。现在最常见带嵌件模具是带金属嵌件的模具以及带树脂嵌件的模具。结合Pro/E、Moldex3D等CAE分析软件一起对带嵌件模具进行模拟分析,从而来指导带嵌件模具设计及其工艺方案的优化,已经成为了当今社会的一个的重要研究手段。但是总体说来,对带嵌件的模具设计仍然还不成熟。
塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程,它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和模塑生产等几个主要方面,它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成,它是一个设计、修改、再设计的反复迭代,不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用,正在各方面取代传统的手工设计方式,并取得了显著的经济效益。
1 塑件工艺性分析
1.1 塑件的原材料分析
产品名称: 漱口杯杯
型腔数:一模四腔
生产类型:大批量
材料: PP
图 1-1
(1) 塑件材料性能分析
PP塑料,化学名称:聚丙烯 ??
英文名称:Polypropylene(简称PP)
比重:0.9-0.91克/立方厘米 成型收缩率:1.0-2.5% 成型温度:160-220℃ 。
成分结构
PP为结晶型高聚物,常用塑料中PP最轻,密度仅为0.91g/cm3(比水小)。通用塑料中,PP的耐热性最好,其热变形温度为80-100℃,能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性,有很高的弯曲疲劳寿命,俗称“百折胶”。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点:尺寸精度低、刚性不足、耐候性差,它具有后收缩现象,脱模后,易老化、变脆、易变形。
成型特性
1)结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。
2)流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形。
3)冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形
4)塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。
PP与其它几种主要的通用塑料的性能比较
表1-1 材料性能表
材料性能、种类 PP PE PVC PS ABS
密度 最小 小于水 较大 略高于水 略高于水
刚性 较好 差 好 好 好
收缩率 差 一般 好 好 好
韧性 低温下差 好 差 差 好
强度 较高 低 较高 高 高
耐热性 好 一般 差 较差 较差
化学稳定性 好 好 好 好 好
耐候性 差 差 一般 一般 较差
毒性 无毒 无毒 可以无毒 无毒 无毒
粘合剂粘合 差 差 好 一般 一般
热合性 一般 好 一般 一般 一般
成型加工性 好 好 不易 好 好
(2) 成型工艺性分析
PP在熔融温度下有较好的流动性,成型性能好,PP在加工上有两个特点:其一:PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降(受温度影响较小);其二:分子取向程度高而呈现较大的收缩率。
PP的加工温度在200-300℃左右较好,它有良好的热稳定性(分解温度为310℃),但高温下(270-300℃),长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低,所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性,改善收缩变形和凹陷。模温宜控制在30-50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中,要吸收大量的熔解热(比热较大),产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥,PP的收缩率和结晶度比PE低。
1.2 塑件结构分析
塑件的具体结构如图所示。其中塑件外形结构大致圆柱形,带有拔模角度,注塑重点在于,注塑时不能出现浇不足,收缩均匀。同时外观要求不能有熔接痕、脱模痕, 不能有划伤、变形、飞边,必须符合GB/T 2828.1、QC/T 32-2006和GB/T 3730.1-2001。
制品尺寸精度分析。该塑件尺寸无特殊要求,尺寸精度按MT5查取公差。该塑件内外尺寸均受到模具活动的影响,故为B类尺寸。据国家标准塑件尺寸公差(GB/T144486-1993)查得,该零件主要尺寸如下所示:

















