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毕业设计(论文)中期报告题目：三通接头的注塑模具设计1.设计（论文）进展状况本次设计的塑料件为三通接头，其产品特点为：表面光滑，流动性好，壁厚均匀，连接方便。在模具设计时要考虑模具总体结构的合理性。本设计已经完成一下内容：（1）在开题的基础上进行了更详细的计算和设计，已优化了结构方案，并进一步的完成了模具装配草图的绘制。（2）通过计算塑料件的体积及查阅相关模具设计手册完成了注塑机的选择。选用注射机型号：HTF300XA。相关参数如下 :型号参数 单位 300A 300B 300C螺杆直径 mm 60 65 70理论注射容量 cm3 727 853 989注射重量 PS g 662 776 900注射压力 Mpa 213 182 157注射行程 mm 257螺杆转速 r/min 0160料筒加热功率 KW 17.25锁模力 KN 3000拉杆内间距(水平垂直) mm 660660允许最大模具厚度 mm 660允许最小模具厚度 mm 250移模行程 mm 660移模开距(最大) mm 1260液压顶出行程 mm 160液压顶出力 KN 62液压顶出杆数量 PC 13油泵电动机功率 KW 30油箱容积 l 580机器尺寸(长宽高) m 6.92.02.4机器重量 t 11.5最小模具尺寸(长宽) mm 430430（3）确定主流道、分流道的形式和尺寸。（4）确定模腔数量及其排列方式、浇口形式。根据所选注塑机的注射量，采用一模四型腔的模具。本设计采用侧浇口的结构形式。（5）计算并校核型腔部分的强度和刚度，根据零件的高度确定型腔板的侧壁厚度，型芯固定板的厚度。并确动模板、顶出板，支块厚度及其模具安装方法。（6）完成了对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算。（7）完成了模具零件结构设计。（8）绘制了模具总装配图2.存在问题及解决措施存在的问题：塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必须考虑： 1、塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；2、塑料的成型工艺性，如流动性；3、塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料） ；4、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；5、模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；6、模具零件的形状及制造工艺。除此之外，还应考虑塑件设计原则：1、在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、装使用方便；2、结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作；3、减小成型加工后的辅助加工。在本设计中涉及到的问题，我会认证的参考资料积极地和同学讨论，向老师请教。还有就是软件画图存在问题不能完全按照计算结果画出相一致的图。解决措施：继续完善方案，从图中改进，优化设计，以求更加准确。3.后期工作安排目前毕业设计已过半，我在此次设计中学到了很多东西与此同时也存在一些问题。由于对三维 pro-e 软件使用不熟练，我在绘制三维模具视图方面存在技术性问题，今后我将通过各方面的努力克服这个困难完成绘制塑件。第 9-10 周（2015 年 3 月 2 日2015 年 3 月 16 日）：绘制装配总图，外文翻译。准备中期答辩；第 11-17 周（2015 年 3 月 17 日2015 年 4 月 30 日）：完成模具的总体设计，完成装配图及零件图；并撰写毕业论文，对论文完成装订；准备毕业答辩。指导教师签字： 年 月 日毕业设计(论文)开题报告题目：三通接头塑料模具设计1 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景和意义我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度高于其他模具，在模具行业中的比例将逐步提高。本设题目涉及目标为工程实际零件，通过对塑件实体的测绘，完成基本参数的采集，运用塑料模具设计 塑料成型工艺等知识，指导学生利用CAD 及 ProE 等软件完成模具结构的设计，并进行相关的校核计算，完成包括材料，热处理，制造工艺规程，可行性分析等工作。本设计旨在锻炼学生在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高，并受到模具设计工程师的基本训练。1.2 国内外相关研究我国塑料模具的市场情况：虽然我国塑料模具在数量、质量、技术等方面有了很大进步，但与国民经济发展的需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、复杂、长寿命的高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，造成极低的利润率。2003 年，我国塑料模具总产值约 176 亿元，其中出口约 2 亿美元，约合 16.6 亿元人民币。根据海关统计资料，2003 年我国共进口塑料模具约6.5 亿美元，约合 54 亿元人民币。由此可以得出，2003 年我国塑料模具总需求约为 213.4 亿元人民币，国产模具总供给约为 159.4 亿元人民币,市场满足率为 74.7%。在进口的塑料模具中，主要是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于我国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好，2003 年出口比 2002 年增长 33.3%就是一个很好的证明。因此，从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些目前需进口的技术含量高的大型、精密、长寿命模具，并大力开发国际市场。随着我国塑料工业的快速发展，特别是工程塑料的高速发展，可以预计，我国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，近年内年增长率将保持 15%以上的水平。 我国与欧美模具制造企业的差别: 1）欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。将高新技术运用于其中已成为快速制造优质模具的有力保证。CAD/CAE/CAM 的广泛运用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性，在欧美，这些已得到广泛应用。CAE 技术在欧美也逐渐成熟，在注射模设计中应运 CAE 分析软件，预测成型过程中可能发生的缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利 COMAU 公司应运 CAE 技术后，试模时间减少了 50%以上。 2）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。目前，欧美模具企业在生产中广泛应运数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，大大缩短了制模时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为 4-5 年，增加数控高速铣是模具企业设备投资的重点之一。3）快速成型技术与快速制模技术获普遍应用。在欧洲模具展上，成型技术与快速制模技术占据了十分突出的位置，有 SLA、SLS、FDM 和 LOM 等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。 我国塑料模具的发展趋势：1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越的用户将交货周期放在首位。2）大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进行模具设计。3）随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为主要依靠技术。4）模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。5）世界上工业发达国家的模具正加速向我国转移。2.本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 主要内容（1）在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资料；（2）测绘塑料件的产品图； （3）进行塑件的特点分析和成型该塑件模具的结构分析，初步完成该制品模具设计的基本结构； （4）学习和熟练掌握计算机的 CAD 和 PRO/E 等软件，完成本次模具设计所需的技术报告； （5）对前面所有的设计过程进行小结，完成毕业设计说明书。2.2 研究方案与方法为了保证质量，又能充分发挥设备的能力，初选卧式塑料注塑机。从工件本身来看，属于小型件，采用侧向抽芯，由于抽拔距很长普通的斜导柱抽芯结构难以实现，所以采用液压缸进行侧向抽芯。浇口是塑料熔体进入型腔的阀门，对塑件质量具有决定性的影响。为了保证三通管的外观质量，应设计为潜伏式交口，这类浇口的分流道位于分型面上，而浇口本身设在模具内的隐蔽处，塑料熔体通过型腔侧面斜向注入型腔，因而塑件外表不受损伤，不影响塑件的表面质量及美观效果。分型面的位置直接影响模具使用，制造及塑料质量，因此必须选择合适的分型面，一般考虑的因素有：塑料的形状，尺寸厚度，浇注系统的布局，塑料性能及填充条件，成型效率及成型操作，排气及脱模，模具结构简单，使用方便，制造容易等。对于该塑料模型的零件三视图如图 2.2 所示图 2.2 零件三视图方案 A 是以左视图为分型面，方案 B 是以俯视图为分型面。通过对以上两种分型面进行比较，根据分型面的选择要求，可以看出是方案 B 比较好：（1）方案 B 所示的分型面，它是塑件最大截面，大孔在开模方向上成型，而小孔在侧面便于抽芯。（2）方案 A 所示的分型面，有两个侧孔，且侧孔大而且深，抽芯力较大，抽芯机构相对复杂。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本塑件主要有曲面结构，有可能遇到的主要问题有 1)确定型腔的数目2)确定浇注系统 3)型腔的布置 4)选择分型面 5)侧孔的成型 6)确定脱模方式7)确定排气形式 8)塑料充模的流动分析。在塑料注射模制造过程中，总会遇到分型面的确定问题，它是一个很复杂的问题，受到许多因素的制约，常常是顾此失彼。所以在选择分型面时应抓住主要矛盾，放弃次要因素。我近期查阅了不少资料表明它可以按以下原则来确定：1）保证塑料制品能够脱模 2）使型腔深度最浅 3）使塑件外形美观，容易清理 4）尽量避免侧向抽芯 5）使分型面容易加工 6）使侧向抽芯尽量短 7）保证塑件制品精度 8）有利于排气 9）使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直。4.设计(论文)的主要内容（理工科含技术指标）：(1) 对塑件进行实体测绘，并完成基本参数的计算及注射机的选用；(2) 确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制；(3) 运用 CAD 工具软件辅助设计完成模具整体结构；(4)对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；(5)对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；(6)编制模具中典型零件的制造工艺规程卡片；(7)对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析；(8)绘制模具模具零件图及装配图；(9)编写设计说明书。5.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：1）1-2 周：熟悉课题，工厂参观注塑生产过程，绘制塑件 3D 图，翻译外文资料。2）3-4 周：确定模具类型及结构，绘制模具结构草图，准备开题答辩。 3）5-10 周：对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算，运用 ProE 辅助设计完成部分模具零件，准备中期答辩。4）11-12 周：完成模具零件的选材工艺规程的编制、装配图及零件图绘制5）13-15 周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提交指导老师检查，准备毕业答辩。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 注：1）正文：宋体小四号字，行距 20 磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。2）开题报告由各系集中归档保存。3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面参考文献1 刑克飞，周好斌.Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 从入门到精通M.北京:机械工业出版社：2004.2 徐浩 . Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 中文版通过模块M.北京：清华大学出版社：2003.3 田绪东. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 三维机械设计M.北京:机械工业出版社：2006.4 何玉林，沈荣辉，贺元成.机械制图M.重庆大学出版社：2000.5 北京模具厂主编.塑料模设计手册.北京：机械工业出版社：1982.6 李德群主编.现代模具设计方法.北京:机械工业出版社：2001.7 申长雨等著.塑料模具计算机辅助工程.郑州：河南科学技术出版社.1998.8 张佑生主编.塑料模具计算机辅助设计.北京：机械工业出版社：1999.所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日9 李德群主编.中国模具设计大典.第二卷.南昌：江西科学技术出版社.2003.10肖祥芷主编.模具 CAD/CAE/CAM.北京：电子工业出版社.2004.11强信然编著.塑料加工故障排除手册.南京：江苏科学技术出版社.1992.12贺斌，田福祥.轴套注塑模的特殊结构设计.工程塑料应用.2007（7）.13王树勋. 典型注塑模具结构图册M. 广东:中南工业大学出版社,2005.5.14陈志刚，塑料模具设计M.北京：机械工业出版社，2002.1.15李中猛著. 型腔模设计M. 西安：西安电子科技大学出版社,1995.12.16Pye.R.G.W., Injection Mould Design-4thEd.,M by Longman Scientific & Technical,London,198917Dym.J.B., Injection molds and Molding-A Practical Manual,M by Nostrand Reinhold Company,New York.197918Hallum,Dinae.L.,Fundamentals of injection molding.JManufacuring Engineering v 118 n 6 Jun 1997.p68,70-72本科毕业设计(论文)题目：三通接头的注塑模具设计I三通接头的注塑模具设计摘 要三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛，本文对塑料模具的设计方法及过程进行了阐述。设计了三通管塑料模具中的各个系统如注射系统、温度调节系统、导向与定位机构、侧向分型与抽芯机构、脱模机构、分型面及排气槽。并对塑件的材料性能进行了分析。 关键词：三通管 注塑模 导向 分型 脱模 顶出IIDesign of the injection mould for three tubeAbstractThe Three Links Pipeline as a kind of attachment is widely used in daily life. In the paper, the design method and processes of the plastics mould have been described. In design, some parts of plastics mould have been designed, such as: injecting system, temperature-control system, director, joint face, pushing off system, mould unloading system, air evacuation groove. And material function of the plastic piece has been analysized. Keywords: Three links pipeline, Injection mould, director , joint face , stripping , driveIII主要符号表注射机最大注射量的利用系数K注射机最大注塑量z浇注系统所需塑料质量1m单个塑件的质量注射机最大开模行程S推出距离1H塑件高度2注射机的公称锁模力0F注射压力在型腔内所产生的作用力zB 梯形的大底边宽度m 塑件的质量H 梯形的高度L 分流道的长度B 侧浇口的宽度A 塑件的外侧面积T 侧浇口的厚度浇口处朔件的厚度L 浇口长度型腔径向尺寸M、 塑件径向尺寸Sl型芯径向尺寸型腔深度尺寸H塑件高度公称尺寸S型芯高度尺寸Mh塑件深度公称尺寸SIV目 录1 绪论 .11.1 模具在加工工业中的地位 .11.2 模具的发展趋势 .11.2.1 半导体封装模具走向自动化 .21.3 研究内容 .22 工艺方案分析 .42.1 塑件分析 .42.2 材料特征 .52.3 材料分类 .52.4 制备方法 .62.5 PVC 发展概况 .72.6 物化性质 .72.7 注塑模工艺条件 .82.8 特性以及成型特性 .93 注射机的选择及校核 .113.1 注射机的选择 .113.2 型腔数目的确定及校核 .123.3 锁模力的校核 .133.4 开模行程的校核 .134 浇注系统设计 .154.1 浇注系统的设计 .154.1.1 分型面的选择原则 .154.1.2 主流道的设计 .164.1.3 主流道衬套的设计 .174.1.4 分流道的设计 .184.1.5 浇口的设计 .184.1.6 拉料杆和冷料穴设计 .204.1.7 排气系统的设计 .205 模架的选择 .226 成型零部件的设计 .236.1 侧向分型及抽芯机构的设计 .236. 1 .1 型芯 .23V6. 1. 2 脱模力(抽芯力) .246. 1 .3 抽芯距 .256.2 斜导柱的 确定 .256.2.1 斜导柱直径的确定 .256.2.2 斜导柱倾斜角 的选择 .266.2.3 斜导柱总长度的计算 .266.3 侧滑块设计 .266.4 滑块的导滑槽设计 .276.5 滑块定位挡块设计 .276.6 推出机构 .276.6.1. 导柱、导套 .286.6.2. 推管、复位杆 .287 温度调节系统 .307.1 冷却水道的结构设计 .308 设计总结 .339 经济分析 .34致 谢 .35参 考 文 献 .36毕业设计（论文）知识产权声明 .37毕业设计（论文）独创性声明 .381 绪论01 绪论1.1 模具在加工工业中的地位模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平。因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。据统计，在家电、玩具等轻工行业，近 90的零件是靠模具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过 60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，20 世纪 80 年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并且有继续增长的趋势。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制品的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、旗袍、凹痕、烧焦等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难易程度很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模过程和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产品需求量很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。1.2 模具的发展趋势“十二五”期间，中国模具业将进一步调整结构，开拓市场，苦练内功，提1升水平，使中国模具业在整体上再上一个新台阶，而这并不只是模具业的“一家之事”。模具业与其他行业的发展可以用唇齿相依来形容，因而模具业整体水平的提升与相关行业的发展息息相关。 1.2.1、半导体封装模具走向自动化半导体封装模具业对模具的要求是：一是要求精加工模具，目前电子产品不断集成化、小型化，产品趋向高端，尺寸也越来越小，封装体越来越薄，这对封装要求越来越高，对模具精度要求很高。 如今封装技术正不断发展。芯片尺寸缩小，芯片面积与封装面积之比越来越接近于 1，I/O 数增多、引脚间距减小。封装技术的发展离不开先进的电子工模具装备，多注射头封装模具(MGP)、自动冲切成型系统、自动封装系统等高科技新产品适应了这一需求，三佳也陆续推出这些产品。 今后半导体封装模具发展方向是向更高精度、更高速的封装模具自动封装模具发展。自动塑封系统是集成电路后工序封装的高精度、高自动化装备。系统中设置多个塑封工作单元，每个单元中安装模盒式 MGP 模，多个单元按编制顺序进行封装，整机集上片、上料、封装、下料、清模、除胶、收料于一体。该项技术国外发展较快，已出现了贴膜覆盖封装、点胶塑封等技术，可满足各类高密度、高引线数产品的封装。 随着微电子技术飞速发展，半导体后工序塑封成型装备应用技术不断提高，自动化作业已成必然趋势。三佳作为国内第一家模具行业的上市公司，将紧盯世界先进技术，发展电子模具国产化进程。 1.2.2、设备、标准化发展更上层楼中国模具业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但在模具业的上下游配套环节中，加工设备大都依赖进口，而机床是一薄弱环节。据罗百辉了解，2004 年进口加工设备中机床约 60 亿美元，而其中模具业应用机床占据了大部分，这也反映国内在这一领域还待加油。中国模具工业协会副秘书长秦珂认为，国内厂商应重视装备制造业重视模具业的需求，目前国内设备厂商如沈阳机床集团公司等已意识到模具机床的“增值” 潜力，着重在加工中心、数控机床等设备的研发与生产。而机床朝着高速化、精密化、高性能专业化、系统化、复合化方向发展也给国内厂商带来新课题。 在模具标准件领域，国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、冲头等，汽车模具用含油导板、斜楔等。据罗百辉了解，目前中国模具标准件在模具中的使用覆盖率只有 40%，而在欧美等国则达到了 70%。罗百辉指出，标准化成为模具业发展的新趋势，模具业要扩大模具标准件的品种，提高其精2度，提高生产集中度，实现大规模生产。1.3 研究内容对三通管进行实物测绘；研究分析结果，综合分析其合理性；对产品成型方案进行工艺参数、浇口位置、冷却系统等的优化并加以加以比较，确定最佳成型方案；利用 PROE 和 AutoCAD 绘制三通管盖模具图和成型零件图。图 1.3 零件三视图32 工艺方案分析2.1 塑件分析三通管工件如图 2.1 所示。图 2.1 三通管零件它是一种常见的塑料工件，从工件本身来看，属特小型件，其抽芯脱模机构较为复杂，侧向抽芯技术是本课题的难点，零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。因此本次毕业设计主要是针对以上问题进行模具设计，以解决实际生产中存在的问题。 塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，因此在设计时必须考虑： 1、塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；2、塑料的成型工艺性，如流动性；3、塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；4、塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；5、模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；6、模具零件的形状及制造工艺。除此之外，还应考虑塑件设计原则：41、在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、装使用方便；2、结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作；3、减小成型加工后的辅助加工。2.2 材料特征聚氯乙烯（Poly Vinyl Chloride，PVC）分子结构Polyvinylchloride，主要成份为聚氯乙烯， 色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅 1995 年一年， PVC 在欧洲的生产量就有五百万吨左右，而其消费量则为五百三十万 吨。在德国，PVC 的生产量和消费量平均为一百四十万吨。PVC 正以 4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来 PVC 在东南亚的增长速度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中，PVC 是最适合的材料。PVC(聚氯乙烯)，其单体的结构简式为 CH2=CHCl.PVC 材料用途极广， 具有加工性能良好，制造成本低，耐腐蚀，绝缘等良好特点，主要用于制作：普瑞文 pvc 卡片；pvc 贴牌；pvc 铁丝；pvc 窗帘；pvc 涂塑电焊网； pvc 发泡板、 pvc 吊顶、pvc 水管、 pvc 踢脚线等以及穿线管、电缆绝缘、塑料门窗、塑料袋 等方面。在我们的日常生活领域中处处可见到PVC 产品。PVC 被用来制作各种仿皮革，用于行李包，运动制品，如篮球、足球和橄榄球等。还可用于制作制服和专用保护设备的皮带。2.3 材料分类根据应用范围的不同，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。5根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口（EDC、VCM)单体法（习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法）。根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是产量最大的一个品种，约占 PVC 总产量的 80%左右。悬浮法聚氯乙烯按绝对黏度分六个型号：XS-1、 XS-2XS-6；XJ-1 、XJ-2、XJ-6。型号中各字母的意思：X-悬浮法；S- 疏松型；J-紧密型。根据增塑剂含量的多少，常将 PVC 塑烯塑料分为：无增塑 PVC，增塑剂含量为 0；硬质 PVC，增塑剂含量小于 10%；半硬质 PVC，增塑剂含量为 10-30%；软质 PVC，增塑剂含量为 30-70%；聚氯乙烯糊塑料，增塑剂含量为 80%以上。2.4 制备方法聚氯乙烯可由乙烯、氯和催化剂经取代反应制成。由于其防火耐热作用，聚氯乙烯被广泛用于各行各业各式各样产品： 电线外皮、光纤外皮、鞋、手袋、袋、饰物、招牌与广告牌、建筑装潢用品、家俱、挂饰、滚轮、喉管、玩具（如有名的意大利“Rody” 跳跳马）、门帘、卷门、辅助医疗用品、手套、某些食物的保鲜纸、某些时装等。聚合方法:PVC 用自由基加成聚合方法制备，聚合方法主要分为悬浮聚合法、乳液聚合法和本体聚合法，以悬浮聚合法为主，约占 PVC 总产量的 80%左右。将纯水、液化的 VCM 单体、分散剂加入到反应釜中，然后加入引发剂和其它助剂，升温到一定温度后 VCM 单体发生自由基聚合反应生成 PVC 颗粒。持续的搅拌使得颗粒的粒度均匀，并且使生成的颗粒悬浮在水中。此外，还有用微悬浮法生产 PVC 糊用树脂，产品性能和成糊性均好。悬浮聚合法使单体呈微滴状悬浮分散于水相中，选用的油溶性引发剂则溶于单体中，聚合反应就在这些微滴中进行，聚合反应热及时被水吸收，为了保证这些微滴在水中呈珠状分散，需要加入悬浮稳定剂，如明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素等。引发剂多采用有机过氧化物和偶氮化合物，如过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二环己酯、过氧化二碳酸二乙基己酯和偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈等。聚合是在带有搅拌器的聚合釜中进行的。聚合后，物料流入单体回收罐或汽提塔内回收单体。然后流入混合釜，水洗再离心脱水、干燥即得树脂成品。氯乙烯单体应尽可能从树脂中抽除。作食品包装用的 PVC，游离单体含量应控制在 1ppm 以下。聚合时为保证获得规定的分子6量和分子量分布范围的树脂并防止爆聚，必须控制好聚合过程的温度和压力。树脂的粒度和粒度分布则由搅拌速度和悬浮稳定剂的选择与用量控制。树脂的质量以粒度和粒度分布、分子量和分子量分布、表观密度、孔隙度、鱼眼、热稳定性、色泽、杂质含量及粉末自由流动性等性能来表征。乳液聚合法最早的工业生产 PVC 的一种方法。在乳液聚合中，除水和氯乙烯单体外，还要加入烷基磺酸钠等表面活性剂作乳化剂，使单体分散于水相中而成乳液状，以水溶性过硫酸钾或过硫酸铵为引发剂，还可以采用“氧化-还原” 引发体系，聚合历程和悬浮法不同。也有加入聚乙烯醇作乳化稳定剂，十二烷基硫醇作调节剂，碳酸氢钠作缓冲剂的。聚合方法有间歇法、半连续法和连续法三种。聚合产物为乳胶状，乳液粒径 0.052m,可以直接应用或经喷雾干燥成粉状树脂。乳液聚合法的聚合周期短，较易控制，得到的树脂分子量高，聚合度较均匀，适用于作聚氯乙烯糊，制人造革或浸渍制品。乳液法聚合的配方复杂，产品杂质含量较高。本体聚合法聚合装置比较特殊，主要由立式预聚合釜和带框式搅拌器的卧式聚合釜构成。聚合分两段进行。单体和引发剂先在预聚合釜中预聚 1h，生成种子粒子，这时转化率达 8%10%，然后流入第二段聚合釜中，补加与预聚物等量的单体，继续聚合。待转化率达 85%90%，排出残余单体，再经粉碎、过筛即得成品。树脂的粒径与粒形由搅拌速度控制，反应热由单体回流冷凝带出。此法生产过程简单，产品质量好，生产成本也较低。PVC 改性方法:PVC 树脂是一个极性非结晶性高聚物，密度： 1.380 g/cm3，玻璃转变温度：87，因此热稳定性差，不易加工。不能直接使用，必须经过改性混配，添加相关助剂和填充物才可以使用。而因添加的相关助剂和填充物的种类和分数的不同，这就决定了所制备的 PVC 材料性能和要求是不一样的。我们通常称之为 PVC 配方，严格说来是 PVC 改性配方，而 PVC 只有经过改性才能使用。这一类常被归类为高分子改性材料。高分子材料改性主要围绕通用塑料的高性能化、单组分材料向多组分材料复合材料转变（合金、共混、复合）、赋予材料功能化、优化性能与价格等方面的研究。改性方法主要是化学改性、填充改性、增强改性、共混改性以及纳米复合改性。改性基本原理就是通过添加物赋予材料功能或者提高某些性能。因此，PVC 配方技术的高下，决定了一家工厂技术和生产能力的高下。 PVC 一般先要改性造粒，用螺杆挤出机组制备成粒子后，塑化更充分，加工也更容易，尤其是工艺是注塑的产品。螺杆挤出机是塑料成型加工最主要的设备之一，它通过外部动力传递和外部加热元件的传热进行塑料的固体输送、7压实、熔融、剪切混炼挤出成型。螺杆挤出机无论作为塑化造粒机械还是成型加工机械都占有重要地位严格来说，有着特殊要求的 PVC 制品，PVC 改性配方，是根据客户要求量身定做的。还有就是在 PVC 生产过程中共聚衍生，此类改性的品种有氯乙烯共聚物、聚氯乙烯共混物和氯化聚氯乙烯等。PVC 改性材料2.5 PVC 发展概况有着特殊要求的 PVC 材料，一般都需要从国外进口，随着我国各大科研院所和生产单位的不断研发和技术积累，国内 PVC 改性材料的配方设计、制造已经达到国际先进水平，涌现了以徐州汉永新材料有限公司等拥有自主知识产权的公司，已经完全取代国外进口材料，有不少产品已出口国外。 2.6 物化性质中文名称： 聚氯乙烯树脂中文别名： PVC; PVC 多元复合润滑剂英文名称： Poly(vinyl chloride)英文别名： Pvc resin; Polyvinyl chloride filmCAS 号： 9002-86-2;93050-82-9EINECS 号： 200-831-0分子式： C2H3Cl分子量： 62.4982InChI： InChI=1/C2H3Cl/c1-2-3/h2H,1H28分子结构：分子结构密度： 1.34g/cm3蒸汽压： 2580mmHg at 25C物化性质：本色为微黄色半透明状2.7 注塑模工艺条件干燥处理：通常不需要干燥处理。熔化温度：185205 模具温度：2050 注射压力：可大到 1500bar 保压压力：可大到 1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。流道和浇口：所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为 1mm；扇形浇口的厚度不能小于 1mm。典型用途：聚氯乙烯具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的 29%。聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，快艇护舷，也可生产板材、门窗和阀门等塑料硬制品。PVC 可分为硬 PVC 和软 PVC。其中硬 PVC 大约占市场的 2/3，软 PVC 占1/3。软 PVC 一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软 PVC 中含有柔软剂( 这也是软 PVC 与硬 PVC 的区别) ，容易变脆，不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬 PVC 不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称 PVC。软质PVC 多用来做成真空吸塑薄膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为 60%，其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。简单地说，盐的水溶液在电流作用发生化学分解。这一过程会产生氯、苛性钠和氢气。精炼、裂化石油或汽油能产生乙烯。当氯和乙烯混合后，就会产生二氯乙烯；二氯乙烯又可以转换产生氯化乙烯基，它是聚氯乙烯的基本组成9部分。聚合过程将氯化乙烯基分子连接在一起组成了聚氯乙烯链。以这种方式生成的聚氯乙烯呈白色粉末状。它是不能单独使用的，但是可以与其它成分混合生成许多产品。氯化乙烯基最初是在 1835 年在 Justus von Liebig 实验室合成出来的。而聚氯乙烯是由 Baumann 在 1872 年合成的。但是直到 20 世纪 20 年代才在美国生产出了第一个聚氯乙烯的商业产品，在接下来的 20 年内欧洲才开始大规模生产。聚氯乙烯具有阻燃（阻燃值为 40 以上）、耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为 90%的硫酸、浓度为 60%的硝酸和浓度 20%的氢氧化钠）、机械强度及电绝缘性良好的优点。但其耐热性较差，软化点为 80，于 130开始分解变色，并析出 HCI。2.8 特性以及成型特性比重：1.38 克/立方厘米，成型收缩率：0.6-1.5%，成型温度：160-190。特点：力学性能，电性能优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，但软化点低. 适于制作薄板，电线电缆绝缘层，密封件等。成型特性：1无定形料，吸湿小，流动性差.为了提高流动性，防止发生气泡，塑料可预先干燥.模具浇注系统宜粗短，浇口截面宜大，不得有死角.模具须冷却，表面镀铬；2由于其腐蚀性和流动性特点，最好采用专用设备和模具。所有产品须根据需要加入不同种类和数量的助剂；3极易分解，在 200 度温度下与钢.铜接触更易分解，分解时逸出腐蚀.刺激性气体.成型温度范围小；4采用螺杆式注射机喷嘴时，孔径宜大，以防死角滞料.好不带镶件，如有镶件应预热。PVC（聚氯乙烯）是一种阻燃，化学稳定性好，只产生低张裂内力的材料。同时其材料特性还包括高强度，高刚度和高硬度，工作温度范围从零下 15 度到60 度，可粘接，可焊接。PVC 主要特性：耐腐蚀强：最适用于化学工业之防蚀性设备。加工容易：切断、焊接、弯曲均极简易。高强度，高刚度和高硬度；良好的电气绝缘性；化学稳定性好；可自熄灭；低吸水性；易粘接，易油漆。价格低廉。PVC 应用领域：酸验制造塔，海水浓缩槽，照片冲洗用具，电镀槽，电池箱，电表板，音响座上盖，收音机底版，各种电气绝缘用板，水泥槽内衬，机10挡风板，排气导气管工程工程，文具，建材等。113 注射机的选择及校核3.1 注射机的选择初选注射机型号：HTF300XA其相关数据见表 3.1。表 3.1 HTF300XA 型注射机相关数据由于塑件形状不规则，可通过 PROE 对其进行体积分析，分析得其体积为：V 件=48.109cm3=1.2g/cm3V 浇注= 12.147cm3V 总=4V 件+ V 浇注=4x48.109+12.147=204.6cm3其总质量为： M 总= V 总 =204.61.2=245.5g型号参数 单位 300A 300B 300C螺杆直径 mm 60 65 70理论注射容量 cm3 727 853 989注射重量 PS g 662 776 900注射压力 Mpa 213 182 157注射行程 mm 257螺杆转速 r/min 0160料筒加热功率 KW 17.25锁模力 KN 3000拉杆内间距(水平垂直) mm 660660允许最大模具厚度 mm 660允许最小模具厚度 mm 250移模行程 mm 660移模开距(最大) mm 1260液压顶出行程 mm 160液压顶出力 KN 62液压顶出杆数量 PC 13油泵电动机功率 KW 30油箱容积 l 580机器尺寸(长 宽高) m 6.92.02.4机器重量 t 11.5最小模具尺寸(长宽) mm 43043012为了保证制件的质量，又可充分发挥设备的能力，注射模一次成型的塑料重量应在注射机理论注射量的 50%80%之间为好，则：V 注=V 总80%=255.75m33.2 型腔数目的确定及校核因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 ；n（3.1）mKnp1式中 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8；K注射机最大注塑量，g；z浇注系统所需塑料质量， ；1mg单个塑件的质量， 。式中 、 、 也可以为注射机最大注射体积（cm 3）、浇注系统凝料p1体积（cm 3）、单个塑件的体积（cm 3）。塑料 PVC 的密度为 1.05g/cm3，收缩率为 0.4%0.7%，取平均收缩率为1.2。 按照塑件零件图所示的尺寸，用三维制图软件 PROE 测量。由 3D 测量的数据可知，单个塑件的体积 V1=48109mm3。浇注系统的体积：V= 12147 mm3注射机最大注射体 V3=727 cm3由此可求出：n4 本设计实例采用一模四腔的型腔布局。故取 n=4 满足要求。3.3 锁模力的校核锁模力又称合模力，是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。当熔体充满型腔时，注射压力在型腔内所产生的作用力总是力图使模具沿分型面胀开，为此，注射机的合模力必须大于型腔内熔体压力与塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积，即(3.2)10A0分模pF式中 注射机的公称锁模力（ N）；13模内平均压力（型腔内的熔体平均压力 Mpa）；模p塑件、流道、浇口在分型面上的投影面积之和（ ），见表分A 2cm3.2；注射压力在型腔内所产生的作用力（N ）。z表 3.2 模内的平均压力制品特点 模内平均压力（Mpa）模p举例容易成型制品 24.5 PE、PP、PS 等壁厚均匀的日用品一般制品 29.4 在模温较高下成型的薄壁容器类制品中等黏度塑料盒有精度要求的制品34.3 PVC、PMMA 等有精度要求的工程结构件，如壳件、齿轮等。加工高黏度塑料、高精度、充模难的制品39.2 用于机器零件上高精度的齿轮或凸轮等利用三维制图软件 PROE 计算塑件总投影面积近似为： =31.83 查表分A2cm4.1 得 Mpa34.模则 =4318330=381960N=381KN10A0分模F所选用的注射机的公称锁模力 =3000KN,故注射机满足要求。F3.4 开模行程的校核注射机开模行程是有限的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模行程，否则塑件无法从模具取出。为了保证开模后既能取出塑件又能取出流道内的凝料，对于单分型面注射模具，需要满足下式：(3.3 ) mHs)105(21注射机最大开模行程；(S=1260mm)S推出距离（脱模距离，H 1=30.5mm）1塑件高度；（H 2=60.5mm）2则 105.360)5(1 s故满足要求。144 浇注系统设计4.1 浇注系统的设计所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。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，具有传物质、传压和传热的功能，岁塑件质量影响很大。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，包括主流道、分流道、冷料穴、浇口。4.1.1 分型面的选择原则分型面是模具结构中的基准面，选择模具分型面时通常考虑如下有关问题：1）有利于保证塑件的外观质量；2）分型面应选择在塑件的最大截面处；3）尽可能使塑件留在动模一侧；4）有利于保证塑件的尺寸精度；5）尽可能满足塑件的使用要求；6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积；7）长型芯应置于开模方向；8）有利于排气；9）有利于简化模具结构。分型面的确定分析零件特点后，发现零件的外表面有比较高的精度要求，简易分型面示意图如下图 4.1 所示：图 4.1 简易分型面示意图154.1.2 主流道的设计主流道的设计要点：1）为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角=26。内壁表面粗糙度一般为 Ra=0.8。2）为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成
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