塑料雨傘手柄注射成型設(shè)計(jì)

1、 高分子材料成型加工設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2011 2012 學(xué)年第二學(xué)期塑料雨傘手柄注射成型設(shè)計(jì)起止日期： 2012年 6月 2日 至 2012年 6月 9日學(xué) 院:包裝與材料工程學(xué)院姓 名: 周生明班 級(jí):高分子材料與工程091學(xué) 號(hào): 09404300122 設(shè)計(jì)題目： 注射成型雨傘手柄課程名稱： 高分子材料成型工藝指導(dǎo)老師(簽字): 內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 1. 材料：PP2. 需要達(dá)到的性能指如下表：性 能數(shù) 值性 能數(shù) 值密度（g.cm-3）1.0拉伸彈性模量(GPa)1.5吸水率()0.03斷裂伸長(zhǎng)率()100200摩擦系數(shù)15洛氏硬度70MFR(g/10min)816收縮率45

2、（缺口）沖擊韌度(J/m2)100 3.成型方法：注射成型2、 設(shè)計(jì)任務(wù)1、明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集有關(guān)資料： （1）了解設(shè)計(jì)的任務(wù)、內(nèi)容、要求和步驟，制定設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃 （2）查閱、收集有關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料 （3）了解設(shè)計(jì)零件的用途、結(jié)構(gòu)、性能（4）查閱有關(guān)的設(shè)備資料 2、根據(jù)制品的使用目的和用途，確定制品功能特點(diǎn)、載荷條件、環(huán)境條件、成本限制、適用標(biāo)準(zhǔn)等，制定生產(chǎn)批量，根據(jù)生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用注射生產(chǎn)可取得的經(jīng)濟(jì)效益。3、根據(jù)目標(biāo)人群的身體特點(diǎn)，設(shè)計(jì)產(chǎn)品尺寸、形狀。用Auto CAD做出示意圖及效果圖，注意尺寸標(biāo)注方法。4、選材及配方設(shè)計(jì)：自選材料，通過(guò)配方使材料在韌性、缺口沖擊強(qiáng)度、

3、斷裂伸長(zhǎng)率、制品表面質(zhì)量及收縮率等方面均符合要求。同時(shí)確保體系的流動(dòng)性。5、根據(jù)設(shè)計(jì)的材料配方，選擇合適的設(shè)備并制定合理的工藝。（1）注射量計(jì)算：估算塑料的用量，及保證足夠的塑料用量為原則。初步選擇注射機(jī)的規(guī)格型號(hào)，（2）澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算：包括澆道布置、主流道和分流道斷面尺寸計(jì)算、澆注系統(tǒng)壓力降計(jì)算和型腔壓力校核。 （3）成型零件工作尺寸計(jì)算：主要有凹模和型芯徑向尺寸、高度尺寸。為計(jì)算方便，凡孔類尺寸均用其最小尺寸作為公稱尺寸，凡軸類尺寸均用最大尺寸作為公稱尺寸；進(jìn)行工作尺寸計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮塑料的收縮率和模具壽命等因素。 （4）模具冷卻與加熱系統(tǒng)計(jì)算：冷卻系統(tǒng)計(jì)算包括冷卻時(shí)間和冷卻參數(shù)計(jì)算。冷卻參

4、數(shù)包括冷卻面積、冷卻水孔長(zhǎng)度和孔數(shù)的計(jì)算及冷卻水流動(dòng)狀態(tài)的校核和冷卻水入口與出口處溫差的校核。模具加熱工藝計(jì)算主要是加熱功率計(jì)算。 （5）注射壓力、鎖模力和安裝尺寸校核：模具初步設(shè)計(jì)完成后，還需校核所選擇的注射機(jī)注射壓力和鎖模力能否滿足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安裝，行程是否滿足模塑成型及取件要求。 6、確定所選注射機(jī)型號(hào)、工藝參數(shù)、型腔的尺寸與形狀。畫(huà)出型腔的示意圖及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。說(shuō)明模具工作過(guò)程，特別注意脫模和頂出過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。三、設(shè)計(jì)工作量按教學(xué)計(jì)劃規(guī)定，課程設(shè)計(jì)總學(xué)時(shí)數(shù)為1 周。進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容6.26.3初步查詢資料，確定制品性能要求6.46.5確定制品基本參數(shù)，繪

5、制產(chǎn)品示意圖與效果圖6.6設(shè)計(jì)配方，確定注射成型工藝6.7查詢相關(guān)書(shū)籍，確定各種成型參數(shù)6.86.9用CAD繪制型腔的示意圖及模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；復(fù)查整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，作出相應(yīng)修改主要參考資料1 申開(kāi)智塑料成型模具北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2006.2 陳志剛塑料模具設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.3 吉衛(wèi)喜主編機(jī)械制造技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001. 4 王伯平主編互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2004.5 丁聞實(shí)用塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)注射模、壓縮模和壓注模.西 安：西安交通大學(xué)出版壯出版，1993.6 張可惠.塑料材料學(xué).西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2009.7 郭曉俊Pro/EN

6、GINEER Wildfire30中文版模具設(shè)計(jì)基本技術(shù)與案例 實(shí)踐北京：清華大學(xué)出版社，2007.8 王孝培塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.9 邱會(huì)朋Pro/ENGINEER Wildfire30中文版注塑零件和注塑模具：設(shè) 計(jì)分析工程圖北京：電子工業(yè)出版社，2007.10 黃鶴汀機(jī)械制造裝備北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.11 李德群，唐志玉塑料與橡膠模具設(shè)計(jì)北京：電子工業(yè)出版社， 2007.12 錢志峰，劉蘇工程圖學(xué)基礎(chǔ)教程北京：科學(xué)出版社，2003.13 王旭，王積森機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日系（教研室）主

7、任（簽字）： 年 月 日第一章 :制品分析與選材配方1.1 制品設(shè)計(jì)分析注射成型制品為一般雨傘的手柄塑料件，位于雨傘末端，主要起方便握傘的作用。適用地區(qū)為：下雨程度中等及以下的華北、華中等地區(qū)；傘的使用壽命為二至三年；并要考慮部分適用者可能將傘當(dāng)做遮陽(yáng)傘適用；傘柄的外觀美觀且手感舒適。華北、華中等地區(qū)降雨量中等，基本無(wú)臺(tái)風(fēng)、特大暴雨，因此對(duì)傘柄的力學(xué)性能要求不是很高：有適度的強(qiáng)度、韌性、硬度即可。該地區(qū)的溫度波動(dòng)范圍為10到40，濕度10到30，且雨傘的使用環(huán)境多為戶外、雨天，因此傘柄材料應(yīng)有較好的耐候性能、良好的防水性、并在波動(dòng)溫度范圍內(nèi)保持力學(xué)性能的特點(diǎn)。此外，考慮到某些使用者將傘用作遮陽(yáng)

8、，傘柄還需有中等的防老化性能，以免降低傘的使用壽命。對(duì)傘柄有一定的外觀要求，需要其手感舒適、易于裝飾。1.2選材及配方1.2.1制品性能要求表1-1 制品性能指標(biāo)性 能數(shù) 值性 能數(shù) 值密度（g.cm-3）1.0拉伸彈性模量(GPa)1.5吸水率()0.03斷裂伸長(zhǎng)率()100200摩擦系數(shù)15洛氏硬度70MFR(g/10min)816收縮率45（缺口）沖擊韌度(J/m2)100從傘柄的使用性能指數(shù)來(lái)看，綜合力學(xué)性能要求中等可考慮選用常用易得且經(jīng)濟(jì)適用的材料。1.2.2各種材料比較及選擇PVC樹(shù)脂：最突出的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)性差，低溫變脆，對(duì)光和機(jī)械作用比較敏感。其在熱、光、機(jī)械作用下，容易分解脫出氯

9、化氫，對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，此外，PVC的熔體黏度高，使加工困難且難以控制溫度。其突出特點(diǎn)是綜合力學(xué)性能較好，價(jià)格便宜，使用廣泛。PE樹(shù)脂：常用的有一般PE、HDPE等類型，總的說(shuō)其力學(xué)強(qiáng)度不高。其突出的缺點(diǎn)是結(jié)晶度高，收縮率大，不利于加工成型精確高的制品，且影響制品性能，容易應(yīng)力開(kāi)裂。其突出的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性好。PP樹(shù)脂：常用的有PP、BOPP等類型。相比PE樹(shù)脂，PP的結(jié)晶度大大降低，有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性，加工性能良好，耐高溫蒸煮,良好的耐化學(xué)性。突出的缺點(diǎn)是：易氧化降解，常需添加抗氧劑以增強(qiáng)其耐熱氧老化性能。ABS樹(shù)脂：使用廣泛的工程塑料，有很好的綜合力學(xué)性能，加工性能十分優(yōu)異，且可電鍍、易得

10、到表面美觀的產(chǎn)品。但含有部分碳碳雙鍵，耐候性較差，從而影響力學(xué)性能。因?yàn)槭枪こ趟芰希鄬?duì)以上塑料價(jià)格貴些。以上樹(shù)脂，可通過(guò)添加適量的助劑來(lái)改善性能。在市場(chǎng)中，常見(jiàn)的傘柄樹(shù)脂材料有PP、ABS、EVA等?？紤]到樹(shù)脂本身的成本和制品的性能要求，同時(shí)考慮到添加助劑對(duì)原料成本和加工成型成本的影響，選擇PP為本次設(shè)計(jì)的樹(shù)脂原材料。PP樹(shù)脂的性能基本可滿足制品性能要求，只需在耐熱氧老化性能、收縮率等性能方面改進(jìn)則可達(dá)到制品性能要求。1.2.3聚丙烯（PP）性能指標(biāo) 表1-2 PP材料性能性 能數(shù) 值性 能數(shù) 值密度（g.cm-3）0.900.91拉伸彈性模量(GPa)1.11.6吸水率()0.030.04

11、斷裂伸長(zhǎng)率()200摩擦系數(shù)19洛氏硬度95105抗拉強(qiáng)度(MPa)3540收縮率1.03.0抗彎強(qiáng)度(MPa)4256（缺口）沖擊韌度(J/m2)10100比較表1、表2，聚丙烯的力學(xué)性能基本達(dá)標(biāo)，但存在以下缺陷：收縮率過(guò)大、韌性不夠，此外抗熱氧老化性能差。可通過(guò)配方設(shè)計(jì)加以改善。1.2.4配方設(shè)計(jì)表1-3 制品配方序號(hào)物料名稱用量功能特點(diǎn)1PP100樹(shù)脂基材綜合力學(xué)性能基本滿足制品要求，收縮率和韌性還不達(dá)標(biāo)，抗熱氧老化性能差；2碳酸鈣（輕質(zhì)）40填料（增強(qiáng)）增強(qiáng)改性PP，適宜范圍為樹(shù)脂含量的10%-50%，可起提高硬度、剛度、彈性模量，降低收縮率；此外，可大大降低成本；3硬脂酸0.3偶聯(lián)劑

12、提高碳酸鈣與PP的結(jié)合能，使相容性改善，有利于力學(xué)性能；4汽油1溶劑（表面處理用）用硬脂酸對(duì)碳酸鈣進(jìn)行表面處理時(shí)，要先用汽油做為溶劑使兩者混合；之后可以蒸除；510100.5抗氧劑目前PP中使用最廣的抗氧劑，有優(yōu)異的耐水抽出性、揮發(fā)性小，與PP相容性好；輔助抗氧劑DLTDP并用于PP樹(shù)脂中，可以顯著地提高其熱穩(wěn)定性；對(duì)PP樹(shù)脂的抗氧性改善明顯。6DLTD0.7輔抗氧劑1.2.5成本限制市場(chǎng)上，此類PP傘柄的市場(chǎng)批發(fā)價(jià)格為3050元/100個(gè)，參考質(zhì)量中等及偏下的雨傘的市場(chǎng)批發(fā)價(jià)格為812元/把。初定每100個(gè)傘柄的成本價(jià)格應(yīng)該為12元/100個(gè)。其中：PP樹(shù)脂參考價(jià)格為1800元/噸，輕質(zhì)碳酸

13、鈣參考價(jià)格為800元/噸。 第二章:制品示意圖與效果圖2.1 制品效果圖 圖2-1 制品效果圖2.2 制品示意圖（CAD） 圖2-2 制品示意圖（CAD作圖） 第三章 :注射機(jī)型號(hào)選取3.1初選注射機(jī) 注射機(jī)的主要參數(shù)有注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力等，這些參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買和使用注射機(jī)的主要依據(jù)。（1） 注射量：指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反應(yīng)了注塑機(jī)的加工能力。（2） 注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿或柱塞對(duì)熔料必須施加足夠的壓力，此壓力即為注射壓力。（3） 注射速率：為了使熔料及時(shí)充

14、滿型腔，除了有必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，此參數(shù)即為注射速率。（4） 常用的注射速率如表所示。 表 3-1 注射量與注射施加的關(guān)系注射量/cm3125250500100020004000600010000注射速率/cm/s125200333570890133016002000注射時(shí)間/s11.251.51.752.2533.755（5） 塑化能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào)，若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，則不能發(fā)揮塑化裝置的能力，反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。（6） 鎖模力：注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力，在此力作用下模

15、具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。 注射量的計(jì)算： V1=(R12-r12) H=3.87cm3 V2=(R22-r22) h =0.70cm3 V3=r2b=1.70cm3 V=V1+V2+V3= 3.87+0.70+1.70=6.18cm3 其中，V1外圓柱的體積 V2內(nèi)圓柱的體積 V3底面圓的體積另有 塑件的投影面積為7.89cm2M=VD=6.189.05=5.59cm3一般的，熔體密度在0.7左右，故取值0.72g.cm-3因此，注射量V= M/D=5.59/0.72=7.76cm3根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用XS-YZ-60型螺桿式注射機(jī)3.2 注射機(jī)參數(shù)的校核1）

16、、最大注射量的校核 注射機(jī)的額定注射量為60cm3 塑件體積：6.18cm3，每次成型4個(gè)塑件。 假設(shè)澆道凝料為20cm3。 實(shí)際注射量6.18 4+20 =44.72cm3 60 80% =48cm3 最大注射量滿足要求。2）、注射壓力的校核PP塑料的注射壓力為70100MPa, 取80MPa;SX-ZY-60注射機(jī)的注射壓力為 122MPa 注射機(jī)的注射壓力滿足要求。3）、鎖模力的校核 注射機(jī)的鎖模力為500KN； PP塑料的注射壓力為70100MPa, 取80MPa; 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為7.89cm2; 澆道凝料為20cm2; 注射時(shí)模具的膨脹力(7.89 4 + 20) 1

17、0-4X 80 106= 412.5 KN 500 KN 鎖模力滿足要求。4）、最大注射成型面積的校核 SX-ZY-60注射機(jī)的最大注射成型面積為130cm2； 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為7.89cm2; 澆道凝料為20cm2; 注射時(shí)模具的成型面積 (7.89 4 + 20) =51.56cm2130cm2 最大注射成型面積滿足要求。 故最后選擇注射機(jī)型號(hào)為XS-Z-60型注射機(jī)。XS-Z-60型注射機(jī)注射量為60cm3的柱塞式塑料注射成型機(jī)，其主要參數(shù)如下表： 表3-2 XS-Z-60型注射機(jī)的主要參數(shù)額定注射量 60cm3 注射壓力 122MPa鎖 模 力 500KN最大成型面積13

18、0cm2最大開(kāi)模行程180mm最大模具厚度 200mm最小模具厚度 70mm噴嘴圓弧半徑 12mm噴嘴孔直徑 4mm模板尺寸330mm X 440mm拉桿空間190mm X 300mm定位孔直徑：55+0.06注射機(jī)的頂出方式：機(jī)械式頂桿頂出。單根頂桿設(shè)在模板中心。模板面上螺紋孔M12 X 25共24個(gè) 第4章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于制品加工及使用時(shí)澆口的清理；澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡

19、快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。4.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動(dòng)通道，是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過(guò)的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)入分流道或型腔，其形狀為長(zhǎng)圓錐形，流道寬度隨著連接分流道的距離的減小而比增大，便于熔體順利的向前流動(dòng)，開(kāi)模時(shí)主流道凝料又能順利拉出來(lái)，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸

20、和碰撞，通常不直接開(kāi)在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常用高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對(duì)塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動(dòng)減斷。根據(jù)選用的型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得:噴嘴前端孔徑：d0=4.0mm；噴嘴前端球面半徑：R0=12mm；根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 取主流道球面半徑：R=13mm；取主流道小端直徑：d=4.5mm 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為，此處選用2，經(jīng)換算得主流道大端直徑為8.03mm。 4.1.1充模時(shí)的體積流率q= （4-1） VP塑料件體積，cm3;ti注射時(shí)間，s。注射時(shí)間調(diào)定范圍隨注

21、塑機(jī)規(guī)格不同而異。由表45可查，計(jì)算出當(dāng)注塑機(jī)額定注射量為60cm3時(shí)，可取值為0.64s，故可求出： 4.1.2: 主流道截面尺寸計(jì)算 （4-2）其中，q充模時(shí)的體積流率，相應(yīng)的澆注部分的截面半徑；熔體剪切速率；一般地，主流道的熔體剪切速率為=1025103s-1，取=2102 s-1,故由式4-2得: 即主流道的截面半徑尺寸為0.37cm。4.2 分流道的設(shè)計(jì)分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開(kāi)設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦如表4-1所示。表4-1流道斷面尺

22、寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑mm塑料名稱分流道斷面直徑 mmABS，AS 聚乙烯尼龍類聚甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體 4.89.5 1.69.5 1.69.5 3.510 810 812.5 510 510 810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚 3.510 3.510 6.516 6.58.0 3.58.0 6.510 6.510 2.410 6.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，U形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率，其中圓

23、形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成梯形流道。采用的材質(zhì)為聚丙烯時(shí)，其分流道截面半徑為510mm，故取值為6mm，采用圓形截面的分流道。分流道選用圓形截面：直徑D=6mm流道表面粗糙度 一般地，分流道的熔體剪切速率為=5102103s-1，取=6102 s-1由式4-2可知分流道的截面半徑尺寸可求為： cm4.3澆口的設(shè)計(jì)澆口又稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。其主要作用是：（1） 型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流。（2）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口

24、的長(zhǎng)度約為0.5mm2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當(dāng)塑料熔體通過(guò)澆口時(shí)，剪切速率增高，同時(shí)熔體的內(nèi)磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動(dòng)性能，有利于充型。但澆口尺寸過(guò)小會(huì)使壓力損失增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這些適當(dāng)值。（2）澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。（3）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成

25、閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開(kāi)在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔、凹痕產(chǎn)生。（4）澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過(guò)長(zhǎng)，熔接處料溫過(guò)低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜

26、槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。（5）澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件。因點(diǎn)口在脫開(kāi)時(shí)會(huì)傷塑件的內(nèi)表面在這里是可以的，考慮到點(diǎn)澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以本次設(shè)計(jì)選取用點(diǎn)繞口。在利用了Pro/E的塑料顧問(wèn)對(duì)其進(jìn)行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢(shì)的澆口。根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚處等要求。采用扇形澆口可以保持產(chǎn)品外觀精度。本設(shè)計(jì)采用邊緣澆口，邊緣澆口（又名為標(biāo)準(zhǔn)澆口、側(cè)澆口） 該澆口相對(duì)于分流道來(lái)說(shuō)斷面尺寸較小，屬于小澆口的一種。邊緣澆口一般開(kāi)在分型面上，具有矩形或近矩形的斷面形狀

27、，其優(yōu)點(diǎn)是澆口便于機(jī)械加工，易保證加工精度，而且試模時(shí)澆口的尺寸容易修整，適用于各種塑料品種，其最大特點(diǎn)是可以分別調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。，其有以下特性:（1）形狀簡(jiǎn)單，去除澆口方便，便于加工，而且尺寸精度容易保證；（2）試模時(shí)如發(fā)現(xiàn)不當(dāng)，容易及時(shí)修改；（3）能相對(duì)獨(dú)立地控制填充速度及封閉時(shí)間；（4）對(duì)于殼體形塑件，流動(dòng)充填效果較佳。澆口的形式一般分為：一般澆口 =5105104 s-1，取=104s-1點(diǎn)澆口 =10s-1，該澆口設(shè)計(jì)采用一般澆口形式。由式4-2可知，澆口截面半徑尺寸可求為： 4.4 澆注系統(tǒng)示意圖 圖4-1 主流道示意圖 圖4-2 澆注系統(tǒng)示意圖 第五章 塑料件

28、的工藝尺寸計(jì)算與側(cè)向分型設(shè)計(jì)5.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算PP塑料的收縮率 1.0%3.0%平均收縮率: =（1.0%3.0%）/2=1.0% 型腔內(nèi)徑： =46mm型腔深度： =31.15mm型芯外徑： =40.2mm型芯深度： =29.65mm 型腔徑向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收縮率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）;-型芯徑向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；型腔：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火花加工成型型芯：鋼材選用P20，使用數(shù)控精雕及電火

29、花加工成型5.2模架的選擇注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件和GB/T125551990塑料注射模大型模架。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，型號(hào)為：AI-1525-A30-B45-C60。 圖5-1 模架模型圖 28第六章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：1）定位作用；2）導(dǎo)向作用；3）承受一定的側(cè)向壓力 6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 6.1.1長(zhǎng)度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度應(yīng)比凸模端面的高度高出812 cm，以免 出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 6.1.2形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能

30、順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 6.1.3材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采 用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC。 6.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6.2.1材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣 可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌?6.2.2形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔， 以利于排出孔內(nèi)的空氣。第七章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1推件力的計(jì)算 對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）： (7-1) 式中 -型芯或凸模被包緊部分的斷面周長(zhǎng)（cm）; -被包緊部分的深度（cm）; -由塑件收縮率產(chǎn)生的

31、單位面積上的正壓力，一般取7.811.8MPa； -磨擦系數(shù)，一般取0.11.2； -脫模斜度； L=126.29H=29.65 Q=126.2929.6510MPA(0.1COS0.5-SIN0.5)2 =748.9(N)7.2推桿的設(shè)計(jì) 推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二由式5-97得d=（） (7-2) d圓形推桿直徑cm推桿長(zhǎng)度系數(shù)0.7l推桿長(zhǎng)度cmn推桿數(shù)量 E推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q總脫模力 取 D=8。推桿壓力校核 查塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)式5-98= (7-3) 取320N/mm 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC5065第八章 模具的裝配8.1模具的裝

32、配順序（1）確定裝配基準(zhǔn)；（2）裝配前要對(duì)零件進(jìn)行測(cè)量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；（3）調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗(yàn)修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊。（4）在裝配過(guò)程中盡量保持原加工尺寸的基準(zhǔn)面，以便總裝合模調(diào)整時(shí)檢查；（5）組裝導(dǎo)向系統(tǒng)并保證開(kāi)模合模動(dòng)作靈活，無(wú)松動(dòng)和卡滯現(xiàn)象；（6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門(mén)動(dòng)作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時(shí)允許使用密封填料或密封膠，但應(yīng)防止進(jìn)入系統(tǒng)中；（7）試模：試模合格后打上模具標(biāo)記，包括模具編號(hào)、合模標(biāo)記及組裝基面。

33、模具預(yù)熱 模具預(yù)熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進(jìn)行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 筒和噴嘴的加熱根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時(shí)進(jìn)行。 工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整根據(jù)工藝手冊(cè)中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時(shí)間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)按壓力，時(shí)間，溫度這樣的先后順序變動(dòng)。 注塑 在料筒中的塑料和模具達(dá)到預(yù)熱溫度時(shí)，就可以進(jìn)行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導(dǎo)致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術(shù)參數(shù)，直至達(dá)到最佳狀態(tài)。（8）模具的維護(hù)模具在使。那么優(yōu)化設(shè)計(jì)的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個(gè)別已損壞的零件，不會(huì)導(dǎo)致用過(guò)程中，會(huì)出

34、現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當(dāng)所致模具的徹底報(bào)廢。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)防零件在裝配過(guò)程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動(dòng)軸承允許采用機(jī)油進(jìn)行熱裝，油的溫度不得超過(guò)1000C8.2確定冷卻水道直徑 查王孝培塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)P189得， PP的單位流量為 依據(jù)塑件體積可知所需的冷卻水管直徑較小。 設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為6mm符合要求。冷卻水示意圖：第九章 成型工藝分析確定所選注射機(jī)型號(hào)：聚丙烯注塑可用螺桿式注塑機(jī)或柱塞式注塑機(jī)。根據(jù)制品的外形以及工藝計(jì)算結(jié)果，擬選用 XS-Z-60型注塑機(jī)。 表9-1 XS-Z-60

35、型注射機(jī)的主要參數(shù)額定注射量 60cm3 注射壓力 122MPa鎖 模 力 500KN最大成型面積130cm2最大開(kāi)模行程180mm最大模具厚度 200mm最小模具厚度 70mm噴嘴圓弧半徑 12mm噴嘴孔直徑 4mm模板尺寸330mm X 440mm拉桿空間190mm X 300mm定位孔直徑：55+0.06注射機(jī)的頂出方式：機(jī)械式頂桿頂出。單根頂桿設(shè)在模板中心。模板面上螺紋孔M12 X 25共24個(gè)9.1 溫控 料筒溫度一般控制在180200，噴嘴溫度比料筒溫度低1030。成型薄壁、復(fù)雜產(chǎn)品時(shí)，料筒溫度可提高到180190；生產(chǎn)厚壁制品時(shí)，料筒溫度應(yīng)降至160180，以防止熔料在料筒中停留

36、時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而產(chǎn)生熱降解。但料筒溫度不能過(guò)低，否則大分子取向程度增加，制品易產(chǎn)生翹曲變形。9.2 模具溫度 應(yīng)根據(jù)制品的厚薄和性能要求而定，通常調(diào)節(jié)在4080，這不僅有利于結(jié)晶，而且有利于大分子的松弛，從而減少分子的定向作用，降低內(nèi)應(yīng)力。模具溫度低于50時(shí)，塑件不光滑，易產(chǎn)生熔接不良，留痕，90以上易發(fā)生翹曲變形。故模具溫度可設(shè)置為60。9.3 注射壓力 為了獲得良好的流動(dòng)性能，避免采用過(guò)高的注射壓力，注射壓力一般控制在70120Mpa，柱塞式注塑機(jī)比螺桿式的高。制品壁薄、轉(zhuǎn)角多、形狀復(fù)雜時(shí)，注射壓力可適當(dāng)高些，具體數(shù)值以試模時(shí)制品不缺料、溢料以及不產(chǎn)生凹痕和氣泡為準(zhǔn)。故設(shè)置為80Mpa。9.4

37、保壓壓力 為了避免制品產(chǎn)生縮壁，需要很長(zhǎng)時(shí)間對(duì)制品進(jìn)行保壓（約為循環(huán)時(shí)間的30%）；約為注射壓力的30%60%。故設(shè)置為40Mpa。9.5 注射速度 對(duì)薄壁包裝容器需要高的注射速度;中等注射速度往往比較適用于其他類的塑料制品。注射速率的大小會(huì)直接影響制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。注射速率過(guò)高或過(guò)低都將影響制品的性能與質(zhì)量，因此注射速率贏根據(jù)塑料的性能、制品的形狀、工藝條件及模具的特點(diǎn)等情況來(lái)選擇。故設(shè)置注射速率為1000。9.6 螺桿轉(zhuǎn)速 高螺桿轉(zhuǎn)速（線速度為1.3m/s）是允許的，只要滿足冷卻時(shí)間結(jié)束前就完成塑化過(guò)程就可以。擬選用4070r/min。9.7 計(jì)量行程 0.54D（最小值最大值）；4D

38、的計(jì)量行程為熔料提供足夠長(zhǎng)的駐留時(shí)間是很重要的。9.8 殘料量 28mm，取決于計(jì)量行程和螺桿轉(zhuǎn)速。9.9 熱處理 由于聚丙烯的玻璃化溫度低于室溫，當(dāng)制品在室溫下存放時(shí)常發(fā)生后收縮現(xiàn)象，收縮率為1.2%2.5%，收縮程度高，后收縮總量的90%約在制品脫模后6h內(nèi)完成，剩余的10%約發(fā)生在隨后的10d內(nèi)，所以制品脫模后應(yīng)在定型裝置上存放1d定型。對(duì)形狀復(fù)雜或尺寸穩(wěn)定性要求高的制品，應(yīng)進(jìn)行熱處理。即將制品置于150的熱空氣中，熱處理0.51h。當(dāng)制品壁厚大于3mm時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間。故此次所做的制品需要熱處理。9.10 預(yù)烘干 不需要；如果貯藏條件不好，在80的溫度下烘干1h就可以達(dá)到100%回收。9.11 回收率 回收很高，達(dá)到90%以上。9.12 澆口系統(tǒng) 一般澆口；加熱式熱流道，保溫式熱流道，內(nèi)澆套；澆口位置在制品最厚點(diǎn)，否則