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机械设计课程设计
装配图(超级全面)
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装配图(超级全面)
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商用正版图片聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢；根据生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树；材料最终定为PVC，其综合性能优异，具有较高的力；1.4成型方法及其工艺的选择；根据塑件所选用的材料为PVC，根据塑件的外形特征；1）成型工艺分析；（1）外观要求；（2）精度等级；（3）脱模斜度；2）注射成型工艺过程及工艺参数；混料―干燥―螺杆塑化―充模―保压
聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。
根据生产方法的不同，PVC可分为：通用型PVC树脂、高聚合度PVC树脂、交联PVC树脂。通用型PVC树脂是由氯乙烯单体在引发剂的作用下聚合形成的；高聚合度PVC树脂是指在氯乙烯单体聚合体系中加入链增长剂聚合而成的树脂；交联PVC树脂是在氯乙烯单体聚合体系中加入含有双烯和多烯的交联剂聚合而成的树脂。
材料最终定为PVC，其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为0.5%；溢料值为0.04左右，比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。质检尺寸文档，表面光亮。
成型方法及其工艺的选择
根据塑件所选用的材料为PVC，根据塑件的外形特征和使用要求，选择最佳的成型方法就是注射成型。
1）成型工艺分析
（1）外观要求。 此塑件为薄壁壳体类塑件，外形为矩形，较规则。要求塑件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。
（2）精度等级。 该塑件对精度要求不高，采用一般精度5级。（参考文献[5]中表2-3）
（3）脱模斜度。该塑件平均壁厚约为2mm，起脱模斜度根据（参考文献[2]表1-11）可知在35′~1°30′。PVC的流动性为中等，为使注射充型流畅，取其脱模斜度为1°。
2）注射成型工艺过程及工艺参数
混料―干燥―螺杆塑化―充模―保压―冷却―脱模―塑件后处理
（1）PVC塑料的干燥
PVC塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前应进行充分的干燥和预热，不但能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。PVC原料需要控制水分在0.3%一下。
注射前的干燥条件是：干冬季节在75℃~80℃一下，干燥2h~3h，夏季雨水天在80℃~90℃下，干燥4h~8h，干燥达8h~16h可避免因微量水汽的存在导致制件表面雾斑。在此，由于塑料盒属批量件，要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的PVC在料斗中再度吸潮。
（2）注射成型时的各段温度。
PVC塑料非牛顿性较强，在融化过程温度升高时，其黏度降低较大，但一旦成型温（适宜加工的温度范围，如200℃~230℃），如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的PVC的热降解反而使熔融黏度增大，注射更加困难，塑件的机械性能也下降。
（3）注射压力。
PVC熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有PVC制件都要施用高压，考虑到本塑件不大、结构不算非常复杂、厚度适中，可以用较低的注射压力。注射过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了塑件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，于型腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料于型腔表面磨擦作用强烈，容易造成粘模。对于螺杆式注射机一般取70Mpa~100Mpa。
（4）注射速度
PVC塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料容易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。但塑料盒为薄壁制件，且浇口类型为点浇口，故又要保证有足够高的注射速度，否则塑料熔体难以充满型腔。
（5）模具温度。
PVC比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高分解（分解温度为250℃左右，于在料筒中停留时间长短有关，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑料件模温宜取50℃~60℃，要求光泽及耐热型料宜取60℃~80℃。塑料盒属中小型制件，形状比较规则，故不用考虑专门对模具加热。
（6）料量控制。
注射机注塑PVC塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的80%。为了提高塑件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50%为宜。
通常要确保注射机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时，尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。
图1-2 3D零件
选择注射机及相关参数的校核
型腔数量及排列方式选择
此塑料盒属中小型塑件，形状比较规则，精度要求一般，且为批量生产。如采用一模一腔固然可以简化模具结构，提高制件的精度。但考虑到经济效益和生产效率，并结合模具的结构，防止模具结构过于复杂，初步拟定一模两腔。考虑到分型面的承压面宽度不小于25mm（中型模具），型腔中心距初定为12mm，型腔布置方式如图2-1所示。
型腔的布置
注射机选型
1) 注射量计算
（1）塑件质量、体积计算
通过Pro/E建模分析，如图2-2所示，塑件体积V1=1.10358×
105mm2=115.76cm3，塑件质量m1=ρ×V=1.40×115.76=162.064g（取
ρ=1.40g/cm3），流道凝料按塑件质量的0.2倍来计算。从上述分析确定为一模两腔，所以注射量位为：
m=1.2nm1=1.2×2×162.064=388.953g
?=388.cm3 1.40
（2）塑件上和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算
流道凝料在分型面上的投影面积A2取每个塑件在分型面上的投影面积A1的0.2倍~0.3倍，去A2=0.35A1：
A=nA1+A2=nA1+0.35nA1=1.35nA1=20142mm2
式中：A1=B×L=86×86+16×4=7460mm2
A2=0.35nA1=0.35×2×mm2
模具所需锁模力Fm=AP型=2970N=704.97KN
式中：P型=35MPa（参考文献[2]表2-2）。
Cero质量属性分析图
2）选取注射机
根据以上每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初选SZ―500/200
n?KMt/?0?0.2?2?162.069??7.14m
7.14＞2，故该注射机校核合格。
F------注射机最大注射量的利用系数，无定形塑料一般取0.8；
M-----注射机的额定塑化量（g/h或cm3/h），改注射机为110000g/h；
t-----成型周期，取50s；
m1-----单个塑件的质量或体积（g或cm3），m1=162.06g
m2-----浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）取0.2nm1。
（2）按注射机的最大注射量校核型腔数量 n?KmN?m20.8?500?0.2?2?162.069??2.03m
2.03&2, ，故型腔数校核合格。
式中：mN为注射机允许的最大注射量（g或cm3），该注射机为500cm3。其他符号意义同上。
（3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量 F?p型A22?106?35?106?
n???6.96p型A135?106?
6.96&2 ，故该注射机符合设计要求。
F------注射机的额定锁模力（N），该注射机为2×106N；
A1------一个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2），A1=11571mm2；
A2------浇注系统（一腔）在模具分型面上的投影面积（mm2），A2=0.35，
2A1=4049.85mm；
P型-------塑料熔体对型腔的成型压力(MPa)，该处取35MPa。
4）注射机工艺参数的校核
（1）注射量校核
注射量以容积表示，最大注射容积为
Vmax=αV=0.80×500=400cm3
式中 Vmax---模具型腔和流道的在注射压力下所能注射的最大容积（cm3）；
V----指定型号与规格的注射机注射量容积（cm3），该注射机为
α---注射系数，取0.75~0.85，无定型塑料可取0.85，结晶型塑料可
取0.75，该处取0.80。
倘若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长，所以最小注射量容积Vmin=0.25V=0.25×500=125cm3。故每次注射的
实际注射量容积V应满足Vmin&V&Vmax ，而V=1.2nV1=1.2×2×
62.08=149cm3&125cm3，符合要求。
（2）最大注射压力校核
注射机的额定注射压力即为该注射机的最高压力Pmax=150MPa(见表6-5)，应该大于注射成型时所需调用的注射压力P0即
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