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1、西安航空职业技术学院 毕业设计论文目 录1产品说明及分析31.1产品说明31.2任务要求31.3工艺方案的拟定31.3.1 产品分析41.3.2 选材41.3.3 成型特点42根据初步设计方案选择注射机42.1成型前的准备42.1.1根据塑件的形状估算其体积和质量52.1.2根据塑件的计算量或者体积选定注射机设备型号52.2注射机有关参数的校核和最终选择52.2.1模具闭合高度的校核62.2.2注射机有关参数62.2.3注塑机的参数校核62.3.设计方案的选定72.3.1点浇口72.3.2侧浇口73. 模具结构的设计模具结构的设计83.1确定形腔的数目83.2模具型腔在模板上的排列方式83.3
2、分型面的确定84.浇注系统的确定84.1主流道的设计94.1.1主流道尺寸94.1.2主流道衬套的形式94.2分流道设计94.2.1分流到布置形式94.2.2分流道的长度104.2.3分流道的形状及尺寸104.2.4分流道表面粗糙度114.2.5主流道设计114.2.6浇口的设计114.2.7主流道冷料穴的设计1242.8排气槽的设计135成型零件尺寸计算135.1凸模型芯的外形尺寸135.2凸模型芯的外形尺寸145.3成型中心距145.4平面尺寸的确定155.4.1型腔到型芯边的距离155.4.2型腔之间的距离156高度尺寸的确定156.1前模部分156.2后模部分167模架的选择和注射机的
3、校核177.1主要技术参数177.2模具厚度H与注塑机的高度校核177.3注射机开模行程178 温度调节系统的设计188.1 冷却水的体积流量188.2 冷却管道直径188.3 冷却水在管道内的流速188.4 冷却水道孔壁与冷却水之间的传热膜系数198.5 冷却水道的总传热面积198.6 模具上应开的冷却水孔数199模具工作过程19结 束 语20谢 辞21参 考 文 献221产品说明及分析1.1产品说明 题目：塑料窗限位块 条件：产量：50万件 材料：HPVC(硬聚氯乙烯) 设备：注塑机自选 产品图如图1-1所示：图1-1产品图1.2任务要求（1） 制定塑件成型工艺（2） 完成塑件的模具设计图
4、纸一张，零件图纸若干（3） 选定模具材料及热处理的技术要求，并制定主要工作零件的热处理及加工制造工艺路线（4） 编写说明书，其达到如下要求 A 了解塑料物理性能、流动性能及成型过程中的物理化学变化 B了解塑料成型基本原理和工艺特点、正确分析成型的工艺对模具的要求 C掌握各种成型设备对模具的要求 D掌握成型模具的结构及设计计算方法1.3工艺方案的拟定1.3.1 产品分析该产品是塑钢窗一零部件产品平面图和立体图可见（11）和（12）从产品来源来看，本品在常温中使用，精度要求不高，一般只要满足要求，尽可能取较低的精度，所以从经济利益上看来尽可能采用一模多腔。1.3.2 选材硬聚氯乙烯（HPVC）密度
5、为1.49g/cm3聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，根据不同的用途可以加入不同的添加剂，使聚氯乙烯呈现不同的物理性能和力学性能，在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，就可以制成多种硬质、软质和透明制品，纯聚氯乙烯的密度为1.49/cm3，加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度一般在1.152.00g/cm3范围内，硬聚氯乙烯不含或含有少量的增塑剂，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用作结构材料。聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料，其化学稳定性也较好。但聚氯乙烯的热稳定性较差，长时间加热会导致分解，放出氯化氢气体，使聚氯乙烯变色，其应用范围较窄，一般在-1555之间。1.
6、3.3 成型特点聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢。所以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，不能用一般的注射成型机成型聚氯乙烯，因为聚氯乙烯耐热性不导热性不好，用一般的注射机需将料筒内的物温度加热到166193，会引起分解，应采用带预热装置的螺杆式注射机，模具浇注系统应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置。2根据初步设计方案选择注射机2.1成型前的准备吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥，塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具形腔成型，其过程可以分为充模、压模、保压、倒流和冷却4个阶段。制品HPVC的注塑成型参数注射机：
7、螺杆式螺杆转速（r/min）：28料筒温度：前170-190中165-180后160-170模具温度：30-60注射压力(Map)：80-130成型时间注射时间(s)：15-60高压时间：0-5冷却时间：15-60总周期：40-1302.1.1根据塑件的形状估算其体积和质量a.塑件的体积:V=22402+2.7422+32.72+42382+3228+1.51.51.84+22114+1372-3.14222+11.6227+1111+2218=5.8 mm3质量Vg=1.45.8=8.12g对于该设计，建立塑件模型，并用Pro/E3.0对其进行分析得：V=6.0mm3Vg=8.4g、2.1.
8、2根据塑件的计算量或者体积选定注射机设备型号根据塑件的计算量或者体积选定注射机设备型号确实形腔数，当未限定设备时，必须考虑以下因素：a. 注射机额定注射量每次不得超过最大注射量的80，即： 式中：n形腔数 GJ浇注系统重量（G） GS塑件重量 GB注射机额定注射量（G）估算浇注系统的GJ，根据初步设计方案进行估算：设n=4则得：=4.2g g从计算结果并根据塑件注射机技术规格选用XS-ZY-1252.2注射机有关参数的校核和最终选择2.2.1模具闭合高度的校核安装模具的高度应满足： HminHHmax设计模具高度为H总=227mm选XS-ZY-125型，最大装模高度Hmax=300mm，最小装
9、模高度Hmin=200mmH总=227mm介于二者之间，满足模具厚度安装要求。2.2.2注射机有关参数XS-ZY-125型注射机的主要参数额定注射量：125 cm3 顶杆中心孔径:50mm注塑压力：120MPa最大装模厚：300mm注射行程：115mm最大成型面积：320 cm3顶出行程:0-110 mm锁模力：900KN最大成型面积：320 cm3 动定模固定板尺寸：415415mm喷嘴球头直径：12最小装模厚：200mm最大开模行程：300mm注塑机定位孔直径：40mm 2.2.3注塑机的参数校核（1）注射容量和质量校核由前计算得塑件重量为8.124g,浇注系统为4.2g，则每次注射所需塑
10、料为：按一模4腔计算：48.12+4.2=36.68g注射机最大注射量1250.8=10036.68所以注塑机符合要求。（2）锁模力与注射压力，锁模力按下式校核：锁模力的大小必须满足下式：FPm（nAs +Aj） 式中As塑件型腔在模具分型面上的投影面积Aj塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积F锁模力、P模腔压力 取120MPa F120（44017）+（5100） 392400 N 392.4 KN 由于F=900 KN故满足F=Pm(nAS+Aj)同时XS-ZY-125的额定注射压力为120 MPa，所以注塑机符合HPVC塑料成型的注射压力要求。2.3.设计方案的选定方案(一):一模四腔点
11、浇口方案(二):一模四腔侧浇口2.3.1点浇口针对针点式浇口,橄榄形浇口,其尺寸很小，这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有较大的增加塑料熔体的剪切速度并产生较大的塑加热从而导致熔体的表面粘度下降，流动性增加，利于填充，因而对薄壁件，以及诸如聚丙烯，聚乙烯等表面粘度随剪切速度变化敏感改变的塑料成型有利，利用点浇口成塑件去除浇口后残留痕迹小，易取得浇注系统的平衡，也有利于自动化操作，但压力损大，收缩大，塑件易变形，同时在定模部分需另加一个分型面以便浇口凝料脱模。2.3.2侧浇口又称为边缘浇口一般开设在分型面上，塑料熔件于形腔的侧面充模，其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速度及浇口封闭
12、时间，这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普通便用在中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强但浇口痕迹存在，会形成熔接痕，缩孔，气孔等塑件缺陷且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。最终采用侧浇口，相应的模具结构形式比较简单，节约成本3. 模具结构的设计模具结构的设计3.1确定形腔的数目 根据经济性确定形腔数目： 根据以知的条件50万件，得知此产品产量不大，从目前市场经济价格来看每增加一个型腔成制造本会增加12002000元不等，而设计为单型腔更加不利于节省成本的原则，因此，经分析，最终选择为一出四，既能满足生
13、产要求，又能最大限度的利用各项资源。3.2模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形、H形、直线形及复合排列。在进行形腔布置时，应根据塑件的形状和大小来确定排列方式，型腔的布置和浇口的开设部位应力求对称，对防止模具承受偏载而产生溢料现象，型腔排列宜紧凑，以节约钢材，减轻模具重量，节约成本。比较上述排列方式，采用H形式排列。 图3-1 分型面示意图3.3分型面的确定由于本模具是一模多腔，为了使制品能够顺利取出，本模具设计了一个分型面，由注射机带动动模后再由推杆推动推板，顶出制品，分型面如图：3-14.浇注系统的确定浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流到，分流到、冷料穴，浇口。4.1主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主要的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出4.1.1主流道尺寸主流道小端直径 D=注射机喷嘴直径+（0.51） =4（0.51），取D=5主流道球面半径SR0=注射机喷嘴球头半径+（12） =12(12)，取SR0=14球面配合高度h=35mm，取h=3mm 图4-1 主流道长度L=63mm 主流道大端直径D=D+2Ltan=4+2
