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高分子材料成型加工
设计说明书
2011 —2012 学年第二学期
塑料雨伞手柄注射成型设计
起止日期： 2012年 6月 2日 至 2012年 6月 9日
学 院:包装与材料工程学院
姓 名: 周生明
班 级:高分子材料与工程091
学 号: 09404300122
设计题目： 注射成型雨伞手柄
课程名称： 高分子材料成型工艺
指导老师(签字): 1
一、设计的主要技术参数 1. 材料：PP 2.需要达到的性能指如下表： 性 能 密度（g.cm-3） 数 值 1.0 性 能 拉伸弹性模量(GPa) 数 值 1.5 吸水率(％) 摩擦系数 MFR(g/10min) 抗弯强度(MPa) 0.03 15 8～16 >45 断裂伸长率(％) 洛氏硬度 收缩率 （缺口）冲击韧度(J/m2) 100～200 >70 <0.7 100 内 容 及 任 务 3.成型方法：注射成型 二、设计任务 1、明确设计任务，收集有关资料： （1）了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划 （2）查阅、收集有关的设计参考资料 （3）了解设计零件的用途、结构、性能 （4）查阅有关的设备资料 2、根据制品的使用目的和用途，确定制品功能特点、载荷条件、环境条件、成本限制、适用标准等，制定生产批量，根据生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。 3、根据目标人群的身体特点，设计产品尺寸、形状。用Auto CAD做出示意图及效果图，注意尺寸标注方法。 4、选材及配方设计：自选材料，通过配方使材料在韧性、缺口冲击强度、断裂伸长率、制品表面质量及收缩率等方面均符合要求。同时确保体系的流动性。 5、根据设计的材料配方，选择合适的设备并制定合理的工艺。 （1）注射量计算：估算塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。初步选择注射机的规格型号， （2）浇注系统设计计算：包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。 （3）成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸、高度尺寸。为计算方便，凡孔类尺寸均用其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均用最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。 （4）模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。冷却参数包括冷却面积、冷却水孔长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。模具加热工艺计算主要是加热功率计算。 2
（5）注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。 6、确定所选注射机型号、工艺参数、型腔的尺寸与形状。画出型腔的示意图及模具结构简图。说明模具工作过程，特别注意脱模和顶出过程的实现。 三、设计工作量 按教学计划规定，课程设计总学时数为1 周。 起止日期 进 度 安 排 6.2—6.3 6.4—6.5 6.6 6.7 6.8—6.9 工作内容 初步查询资料，确定制品性能要求 确定制品基本参数，绘制产品示意图与效果图 设计配方，确定注射成型工艺 查询相关书籍，确定各种成型参数 用CAD绘制型腔的示意图及模具结构简图；复查整个设计过程，作出相应修改 [1] 申开智．塑料成型模具[Ｍ]．北京：中国轻工业出版社，2006. [2] 陈志刚．塑料模具设计[Ｍ]．北京：机械工业出版社，2002. [3] 吉卫喜主编．机械制造技术[Ｍ]．北京：机械工业出版社，2001. [4] 王伯平主编．互换性与测量技术基础[Ｍ]．北京：机械工业出版社， 2004. [5] 丁闻．实用塑料成型模具设计手册—注射模、压缩模和压注模[Ｍ].西 安：西安交通大学出版壮出版，1993. 主 要 参 考 资 料 [6] 张可惠.塑料材料学[Ｍ].西安：西北工业大学出版社，2009. [7] 郭晓俊．Pro/ENGINEER Wildfire3．0中文版模具设计基本技术与案例 实践Ｍ]．北京：清华大学出版社，2007. [8] 王孝培．塑料成型工艺及模具简明手册[Ｍ]．北京：机械工业出版社， 2000. [9] 邱会朋．Pro/ENGINEER Wildfire3．0中文版注塑零件和注塑模具：设 计分析?工程图[Ｍ]．北京：电子工业出版社，2007. [10] 黄鹤汀．机械制造装备[Ｍ]．北京：机械工业出版社，2001. [11] 李德群，唐志玉．塑料与橡胶模具设计[Ｍ]．北京：电子工业出版社， 2007. [12] 钱志峰，刘苏．工程图学基础教程[Ｍ]．北京：科学出版社，2003. [13] 王旭，王积森．机械设计课程设计[Ｍ]．北京：机械工业出版社，2003.
指导教师（签字）： 年 月 日 系（教研室）主任（签字）： 年 月 日
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第一章 :制品分析与选材配方
1.1 制品设计分析
注射成型制品为一般雨伞的手柄塑料件，位于雨伞末端，主要起方便握伞的作用。适用地区为：下雨程度中等及以下的华北、华中等地区；伞的使用寿命为二至三年；并要考虑部分适用者可能将伞当做遮阳伞适用；伞柄的外观美观且手感舒适。
华北、华中等地区降雨量中等，基本无台风、特大暴雨，因此对伞柄的力学性能要求不是很高：有适度的强度、韧性、硬度即可。该地区的温度波动范围为10℃到40℃，湿度10到30，且雨伞的使用环境多为户外、雨天，因此伞柄材料应有较好的耐候性能、良好的防水性、并在波动温度范围内保持力学性能的特点。此外，考虑到某些使用者将伞用作遮阳，伞柄还需有中等的防老化性能，以免降低伞的使用寿命。对伞柄有一定的外观要求，需要其手感舒适、易于装饰。
1.2选材及配方
1.2.1制品性能要求
表1--1 制品性能指标
性 能 密度（g.cm-3） 吸水率(％) 摩擦系数 MFR(g/10min) 抗弯强度(MPa) 数 值 1.0 0.03 15 8～16 >45 性 能 拉伸弹性模量(GPa) 断裂伸长率(％) 洛氏硬度 收缩率 （缺口）冲击韧度(J/m2) 从伞柄的使用性能指数来看，综合力学性能要求中等可考虑选用常用易得且经济适用的材料。
数 值 1.5 100～200 >70 <0.7 100 1.2.2各种材料比较及选择
PVC树脂：最突出的缺点是热稳性差，低温变脆，对光和机械作用比较敏感。其在热、光、机械作用下，容易分解脱出氯化氢，对设备有腐蚀作用，此外，PVC的熔体黏度高，使加工困难且难以控制温度。其突出特点是综合力学性能较好，价格便宜，使用广泛。
PE树脂：常用的有一般PE、HDPE等类型，总的说其力学强度不高。其突出的缺点是结晶度高，收缩率大，不利于加工成型精确高的制品，且影响制品性能，容易应
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