典型塑料制件的材料选择及分析

五、制件的加工工艺特点
• 选取的材料为：聚乙烯（PE）+ABS注塑时需要干燥处理。 • 6mm以下的壁厚的塑件应使用较高的模具温度。（此制件的厚度为 2mm）融化最好温度在220-260摄氏度。模具的温度50-95摄氏度。 • 对于散热缝隙和卡口尺寸小，水冷却时需要注意冷却充分 • 制件中间的凹处，和分层的凸台处加强了制件的强度，虽会多使用一 些材料，但是焦点在于寻求到两者之间的平横点，较少成本，以达到 最大经济利益。 • 制件表面积比较大 (47203.8mm² )，所受的脱模力也应很大，因此必 须保证顶出杆分布受力均匀，能够承受顶出过程中的脱模力不至于被 顶坏制件。
第一次任务要求
问题1：根据制件的功能要求，选择合理的材料，要有充分的 理由。 问题2：根据选择的材料，查相关资料，了解材料的性能：密 度，流动性，结晶性，强度，注射压力，成型工艺特点，易产 生缺陷及预防措施。 问题3：根据制件分析工艺特点。 问题4：选择注塑机，并有计算过程。
对于以上问题，要求每个小组做出准备相关答案，并做成PPT， 在下一周，每个小组到讲台上做介绍。
3．注塑机的参数校核 V型= 48.21601cm3 ①最大注射量的校核计算 校核式：(0.8～0.85)V公≥V型 其中：V型 ＝ 48.21601cm3 （0.8～0.85)V公=0.85×60=51cm3 可见满足校核式，即所设计模具注射量满足XS-ZY-60 最大注射量要求。 ②注射机压力的校核 P机≥P塑 P机——注射机的最大注射压力，Mpa P塑——成型塑件所需的注射压力，Mpa 一般ABS+PE取 60～120Mpa， XS-ZY-60注射机的最大注射压力P机 =154Mpa，可见XS-ZY-60注射机满足ABS+PE注射压力的要求。 ③锁模力校核 制件所需锁模力470x10³ ,XS-ZY-60注射机锁模力500KN满足要求 N 综合验证，XS-ZY-60型注射机完全能满足此制件的注射要求。
(PVC热稳定性较差,PS性脆，PE易应力碎裂，POM稳定性差，易燃烧，暴晒会老化，PC有 应力开裂倾向，PPO耐热性略差。 )
它的特点：熔点、刚性、硬度和强度较高、耐应力开裂性好， 吸水性小，有突出的绝缘性 和耐辐照性、耐腐蚀性。
（个人认为针对制件的材料选择并不唯一，因为有添加剂可以 改变塑料的强度，耐腐蚀性， 阻燃性等等）
2．模具开模行程校核 模具开模行程应满足：Sm<Sz 其中：Sz为最大开模行程，查注射机XS-ZY-60型 Sz=200mm， Sm为模具的开模行程； Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10） =25+30+20+7=82mm 可见Sm<Sz ，XS-ZY-60满足其开模行程
三、塑料的综合性能
（一）、聚乙烯（PE）的基本性能
耐腐蚀性、电绝缘性（尤其是高频绝缘性）优良，可 以氯化、辐照改性，可用玻璃纤维强化。 PE的热稳定性较好，一般在300度以下无明显的分解 现象，对质量没什么影响。 PE分子联链柔性好，键间作用力小，熔体粘性低，流 动性极好，因此成型时无需太高压力就能成型制品。 一般注射压力为50～100MPa。
顶部观察效果：
底部观察效果：
一、结构功能 使用功能分析：
1）卡扣和螺钉孔：定位 、连接作用（结构使用 功能） 2）加强筋：提高制件强度：线路通道 5）拉伸凹台：使平面加工工艺简单 综上所述：基本断定制件为某电器元件保护盖。需要有 较好的散热性、耐热性、绝缘性、强度、耐腐蚀性、耐氧 化性、耐应力开裂性等等。
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PE的收缩率范围大，收缩值大，方向性明显。 因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率的 影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却 均匀、稳定。 PE的结晶能力高，模具的温度对塑件的结晶状 况有很较大的影响。模温高，熔体冷却慢，塑 件结晶度高，强度也就高。 PE的熔点不高，但比热容较大，因此塑化时仍 需要消耗较多的热量，故要求塑化装置要有较 大的加热功率，以便提高生产效率。
（二）、ABS塑料特性
从形态上看，ABS是非结晶性材料。这就决定了ABS 材料的耐低温性、抗冲击性，外观特性，低蠕变性，优异 的尺寸稳定性及易加工性等多种特性。且表面硬度高、耐 化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变 ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途。 注射温度：180～ 270℃（注塞式机，炉温维持在 180～230；螺杆机，炉温维持在160～220） ABS的注射压力70～90 MPa
六、注射机的选择
（一）注射机的初选 1．塑件的体积计算 利用UG软件进行三维实体建模，并可直接通过软件进行分析， 查询到塑件的体积为： V件=48.21601cm³ 2. 注塑机的初选择 查手册，ABS和PE的注射压力60～120兆帕范围，塑件较简单， 取P=70Mpa （1）塑件投影面积计算A= 10132.4mm² (2)型腔压力计算P腔=2/3×P=46.7Mpa （3）锁模力计算 F=AP腔 =470x10³ 牛 根据计算，查表（2—33）[1]初选螺杆式注射机：XS-Z-60。
四、成型工艺特点，易产生缺陷及 预防措施。
1. PE的收缩率范围大，（1.5—3.6%）收缩值大，方向 性明显。因此容易变形翘曲，模具冷却条件对收缩率 的影响很大，故应该控制好模具温度，保持冷却均匀、 稳定。
2.
PE的软化温度范围较小，且熔体易氧化，因此在成型 加工中应尽可能避免熔体与氧发生接触，以免降低塑 件质量。
1、ABS原料的准备与干燥 加料过程中，必须注 意密封，保证原料干净。特别是如果原料中含有 水分，注塑成型时会引起银纹等表面缺陷，所以 注塑前材料一定要进行充分干燥，并在注塑时， 必须使用干燥料斗。 2、 注塑成型时，阻燃剂可能会分解,产生腐蚀性 气体，造成模具的腐蚀及磨损，因此，加工时设 定适当的成型温度，并避免长期存料在料筒中。 同时，使用阻燃塑料之后，必须用一般树脂清洗 注塑机。
（二）注射机有关参数的校核和最终选择 1．模具闭合高度的校核 安装模具的高度应满足： Hmin＜H＜Hmax 设计成两板模，估算模具高度为H总=190mm （自上至下尺寸10+25+25+30+40+30+30） 由于XS-ZY-60型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin70mm，最大厚度为Hmax200mm,所以，模具闭合高度 满足安装要求。
ABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强 度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳 定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增 强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收 缩。 ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA 及PS差。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘 度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率 更为敏感。
二、使用材料的判定
在众多的塑料材料中如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE） 聚苯乙烯（PS）、有机玻璃(PMMA)、聚乙烯-丙烯腈共聚物 (AS)、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)、聚酰胺(PA)、聚 甲醛(POM)、聚碳酸酯(PC)、聚苯醚(PPO)等等中，根据塑料 各自的特点结合制件的使用功能要求最终优先选择： 聚乙烯系列中的：聚乙烯（PE）+ABS