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管接头
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毕业设计（论文）中期报告题目：管接头注塑模具设计1.设计（论文）进展状况本次设计已经完成以下内容：(1) 对于开题答辩中，老师对我报告中提出了相关问题，同时也给了我一些建议，我修改了塑件的二维图剖视图和三维图实体图，并通过了张老师的检查；对于报告中存在的内容和格式的问题，我一一进行了补充和完善。图 1.1 三通管接头塑件三维图(2) 运用计算机绘图软件 CAD Pro/e 绘制出所查阅的标准件，所有视图见下图所示。 图 1.2 三通管接头二维图（3）根据模具结构的相关规定、规范和原则，完成了模具的基本设计任务和模具设计中标准零件的选型，初步绘制了三通管接头注塑模具设计的装配草图。（4）根据测量塑件的基本尺寸，已完成了三通管接头注塑模具材料、模架、浇注系统、注射成型机规格型号，模架型号，推杆，导柱和导套的选择1）材料为：ABS PCABS 材料特性：具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性，绝缘性能好，耐化学腐蚀性，尺寸稳定性、表面光泽性好，易涂装和着色，但耐热性不太好，耐候性差，密度为 1.021.05g/cm3聚碳酸酯（PC）材料特性：有优良的综合性能，特别是力学性能优异，耐冲击性能优于一般热塑性塑料，其他如耐热、耐低温、耐化学腐蚀性、电绝缘性能等均好制品精度高，树脂具有透明性，但易产生应力开裂。密度约为 1.031.04g/cm3ABS 与 PC 两种材料的结合，会使模具的综合性能更好，耐用性更强，提高了整个生产中的效率和实用性。2）模架：型号 SM-2530-A80-B90-C90SM-2530-A80-B90-C90 型号：定模采用两块木板，动模采用一块模板，设置以推杆推出塑件的机构组成模架。适用于立式与卧式注射机，单分型面上，可设计成多个型腔的注射模。3）抽芯形式：采用斜导柱侧向抽芯4）浇注系统浇道形式：侧浇道图 1.3 浇口套二维图3）注射机：卧式注射机4）定位环：图 1.4 定位环二维图5）带头导柱型号：图 1.5 导柱二维图6）顶针型号：图 1.6 顶针二维图2.存在问题及解决措施存在的问题：（1）非标准件选择问题 在本次的设计中涉及到了许多非标准件的选用，虽然之前接触过，但在综合考虑结构和实用性等方面还有所欠缺，我会继续认真的查阅参考资料，和同学讨论，请教指导老师。（2）软件绘图问题在运用计算机绘图软件（CAD Pro/e）绘制二维图，三维图时不能完全按照所选尺寸画出完全一致的图。解决措施：（1）继续完善管接头注塑模具的设计，查阅相关资料，综合考虑配合中存在的相关问题，修改设计中的不足，使本次的设计更加精准。（2）在绘图方面会存在误差，我会细心的绘制本次设计图，虽说系统误差不可避免，但我会将人为的误差降至最低，尽可能的与所选尺寸保持一致。3.后期工作安排对三通管接头注塑模具设计中的零件进行改进和优化，达到本次设计的要求，改进中期设计中存在的问题，完善装配图设计，对模具设计中的各个系统进行计算和校核。第 8-10 周：运用二维绘图软件完善装配草图，绘制标准装配图，和各个系统的零件；用三维软件绘制图出零件的实体图。第 11-12 周：完成注塑模具的总体设计，完成本次设计所需要的所有装配图和零件图；撰写毕业论文，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：管接头注塑模具的设计11. 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、研究意义我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，磨具水平有了较大的提高。模具市场的总体趋势是平稳上升的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐渐提高。注塑模具是通过特定形状复制成型塑料制品的一种工艺装备，它使塑料成型制品的大批量生产成为现实，注塑模具作为注射成型的一种重要设备，其设计水平、技术含量的高低对塑料制品的性能有着重要的意义。同时，注塑模具在塑料制品的推广与使用方面占有核心的地位，因此，注塑模具也有“工业之母” 之称 1。随着现代工业的不断发展，新型材料的不断出现，以及人们节能环保意识的加强，对注塑模具的要求也不断多样化。在此基础上，产生了各种新兴的注射成型技术 2。塑料的应用已遍及国民经济各个部门, 在国防和尖端科学技术领域发挥着越来越重要的作用。塑料原料生产的发展和应用领域的扩大,促进了塑料成型加工机械和工艺的不断发展,对塑料模具和机头提出了更高的要求。并且在模具和机头的设计和制造上进行了许多新的探讨, 取得了一些新的进展 3本题目设计目标均为工程实际零件，通过对塑件的实际测绘，完成基本参数的采集，然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识，利用Pro/E 、CAD等软件完成模具结构的设计，并进行相关的核计算，完成包括选材、热处理、制造工艺规格、可行性的分析等工作。本设计的宗旨是在锻炼自己的专业技术应用能力上学以致用的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面的提升，并受到模具设计工程师的基本训练1.2 国内外相关研究情况1.2.1 国际模具发展状况随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已 经 成 为 动 世 界 经 济 增 长 的 重 要 因 素 。 注 塑 模 的 历 史 不 过 三 十 余 年 ， 但 发 展 速 度 很 快 。美国塑料消耗量早已超过钢、铜、铝的总和， 美 国 和 日 本 的 塑 料 模 具 专 业 厂 家 已 超 过一万家，日本塑料模年产值 1986 年已达到 1 兆 3 千 7 百亿日元、美国达到 60 亿美元、德国达到 50 亿马克 45。目前，葡萄牙模具生产量位居世界第十位，其中，塑料模具的生产居世界第九位。而且葡萄牙模具制造多家企业联合起来共同发展。因为注射成型技术发展，日本注塑机产量达 1.35 万台以上，其中至少有 9700 台出口 6。注塑模 CAD/CAE/CAM 技术的发展为塑料模具设计注入了强大的活力。英国的J.R.Pearson、美国的 J.F.Stevenson 和 K.K.Wang、加拿大的 M.R.Kamal 的一系列卓有成效的研究成果为注塑模分析软件奠定了基础 7。现在注塑 CAD/CAE/CAM 技术被广泛用于注塑模具设计的各个方面。在塑料成型模具的设计和制造中广泛采用5CAD/CAE 技术,使成型模具的技术水平提高显著,而在塑料成型模具的 CAD 中又引入 CAE 技术,将塑 料 成 型 模 具 技 术 的 合 理 性 、 短 期 化 提 高 到 一 个 新 的 高 水 平 8。CAE 作为计算机在塑料模具行业中的一项新型应用技术，他的兴起预示着计算机技术在塑料模具的应用上将朝着集成化方向发展 9。目前, 塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%, 在模具进出口中的比重高达 50% 70%。而近年来我国塑料模具发展迅速。塑料制品的应用日渐广泛, 为塑料模具提供了非常广阔的市场。中国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下, 形成了一个巨大的产业链条, 从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业, 塑料模具发展一片生机。与此同时, 建筑、家电、汽车等行业对塑料的需求量都很大。模具市场的总体趋热是平稳向上的, 在未来的模具市场中, 塑料模具的发展速度将高于其它模具, 在模具行业中的比例将逐步提高 10随着生产和科学技术的迅速发展, 产品更新加快, 变型增多, 模具睁更新也越来越频繁。因此, 模具制造供应问题越来越突出。工业先进国家的模具制造能力和水平虽然比我国高, 但国外厂商为了竞争, 使产品对用户产生“ 魅力” 而使产品多样化,亦即产品转向了多品种、中小批量生产的方式, 这就要求在短时间内制造出生产用的模具。国外生产厂也感到模具的压力很大, 为此, 许多国家在模具的生产组织管理、科学技术、规划协调等方面都采取措施, 以满足新形势发展的需要 11。1.2.2 国内模具的发展状况自 20 世纪 80 年代起经过多年的发展,中国已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国。现在国内可以生产单套重量达 60 吨的大型模具、型腔精度达 0.5m 的精密模具、一模 7800 腔的多腔模具及 4 mmin 以上挤出速度的高速模具 12。我国政府非常支持模具工业的发展，相关国家政策也向模具行业倾斜。目前国内模具生产企业共有 20000 多家，从业人员 150 万人，年产值 45 亿元。国内模具生产水平低，模具的价格只有发达国家的 1/5 到 1/3，这种相对比较低的价格成为国内模具进入国际市场并与国外模具竞争的主要优势。2005 年我国塑料模具近年来我国塑料模具业发展相当快，目前塑料模具在整个模具行业中约占 30左右。当前，国 内 塑 料 模 具市 场 以 注 射 模 需 求 量 最 大 ，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000 万台。到 2010 年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30 ， 塑 料 管 的 普 及 率 将 达到 50 这 些 都 会 大 大 增 加 对 模 具 的 需 求 量 132.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 本课题研究的主要内容模具设计内容包括塑料制品工艺分析，成型方法及工艺流程制定，模具类型和6结构形式的确定，成型工艺条件确定，工艺计算（即注射量、注射压力、锁模力、成型零件工作尺寸、冷却参数、注射温度和注射时间等） 、浇注系统设计、分型面设计、成型零件设计、导向与定位机构设计、脱模机构设计、加热与冷却系统设计，绘制模具装配图和成型零件图，编写设计说明书、填写模塑成型工艺卡片和成型零件机械加工工艺卡片过程卡 14主要内容有：（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 Pro/E、CAD 等工具软件辅助设计完成模具整体结构；（4）对模具工作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热处理工艺路线分析；（6）对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析；（7）绘制模具模具零件图及装配图；（8）对模具结构进行三维剖析，输出模具开合结构图；（9）选 2 个典型零件编制加工工艺规程；（10）编写设计说明书。1）试验实数或实习天数：2 周2）论文字数：10000 字以上；3）图纸幅面和张数：不少于 3 张 0#图；4) 外文翻译字数：不少于 3000 英文单词；5）参考文献篇数：不少于 18 篇数；2.2 研究方案塑料注射模制造中分型面的确定问题是一个很复杂的间题，受到许多因素的制约。有些塑件的分型面的选择简单明确并且唯一；有些塑件则有许多方案可供选择。根经验，确定分型面的原则有：保证塑料制品能够脱模，使型腔深度最浅，使塑件外形美观，容易清理，尽量避免侧向抽芯，使分型面容易加工，使侧向抽芯尽量短，保证塑件制品精度，有利于排气，使塑件留在动模内，使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直 15。选 择 注 射 模 分 型 面 总 的 要 求 是 顺 利 脱 模 ， 保 证 塑 件 技 术 要 求 ， 模 具结构 简 单 制 造 容 易。当选定一个分型面方案以后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面2.2.1 分型面的选择分型面的选择很重要，它对塑件的质量，操作难易，模具结构及制造影响很大。在选择分型面的时候应遵循以下基本原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2) 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；23) 保证塑件的精度要求；4) 满足塑件的外观质量要求；5) 考虑成型面积和锁模力；6) 便于模具加工；7) 对侧抽芯的影响；8) 考虑排气效果。因此，在设计中，分型面的选择很重要，它对塑件的质量操作难易，模具结构及制造影响很大。分型面要求设计在塑件的最大截面积处，而且不宜设在曲面或圆弧面上，由于该塑件为三通管，在设计时，也应该充分考虑该塑件的塑性。因此设计了两种分型面。图 1 分型面 1 图 2 分型面 2如图 1 所示，如果按此位置作为分型面，模具考虑用一个侧抽芯机构即可。而模具分析，如果按照图 1 其前后模则需要增加滑块才能脱模，使得大大增加了模具的制作难度，如果按照图 1 作为分型面，模具如图 2 所示，按此位置作为分型面，模具考虑用三个彻抽芯机构。虽然图 1 的分型面可减少彻抽芯数目，模具加工简单，但对工件成型影响较大，三通管直孔位置排气相对图 2 相差很大，容易造成气纹，使得三通管内部精度不足，成型难，而图 2 选用这个位置作为分型面，三个孔位排气良好，虽要三个彻抽芯数目，但是能够使得工件成性优良，精度准确，因此，通过以上两种分型面综合考虑，最后选择以图 2 所示位置为分型面。3.本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题的重点是：根据塑件，测量三通管接头的基本尺寸，使用 CAD 软件绘制三通管接头塑件图，并使用 Pro/E 绘制出实体图。难点是：三通管接头通常用于对液体或气体的分流或集流，在使用时会有较大2的压力，因此，对注塑管接头的要求很高，在制造过程中对分型面的选择，型腔数目的确定和排列形式，浇口系统的设计、排气系统的设计、脱模抽芯机构的设计都有较为严格的计算选型。前期已开展工作：查阅三通管接头注塑模具设计的相关资料，了解管接头在生活中被用作连接件时的装配情况及关系；使用 Pro/E 软件绘制实体图，CAD 软件绘制二维视图；并为后期的设计做好准备。4.完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）第 1-3 周：查阅相关资料，了解整体设计过程，完成基础知识的积累为开题报告做好准备；第 3-5 周：拟定方案，深化方案具体实施步骤；第 6-10 周：根据前期的工作，对模具设计过程进行校核计算，开始对各个系统进行选型；绘制塑件模具图，进行中期答辩；第 1115 周：撰写毕业论文，论文修改，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 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日2参考文献1 冯刚,张朝阁,齐继宝,张亚,赵加伟等.三种不同类型注塑模具的特点与发展现状J. 工程塑料应用,2013,41 ,(7):110-112.2 国外塑料模具和机头发展概况J.塑料.1974:77-78.3 陈良杰 .国内外模具设计与制造发展动态C . 中国电子学会生产技术学会工装设计与制造学组第一届全国学术年会:368-380 4 行川一男.日本的模具制造业J .模具技术,1990(6):119-120.5 刘云杰.塑料模具技术发展动态J ,塑料,1991,20(3)：35-36.6 张海鸥.快速模具制造技术的现状及其发展趋势J .模具技术 .2000:89-917 李德群.国外注射模 CAD/CAE/CAM 发展概况J ，模具工业， 2006.3:7-8. 8 任鸿烈.国外注射成型技术发展新动向J ,轻工机械， 1999(1):569 徐淑娇，董祥忠，林旭东.塑料注塑模 CAE 的现状和发展前景 C. 2002 年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集：289-290.10 郑丽文.我国塑料模具占整个模具行业比重的 30%J.模具工业,2011,37( 5):7.11 陈良杰.国内外模具设计与制造发展动态J . 工模具设计与制造资料汇编： 360-38012 徐超辉,侯银海.基于 ProE 的塑料模具设计三通管模具设计 J.模具工程 2009(9)：3513 2005 年我国塑料模具业发展市场空间巨大J .模具制造 .2005(2):12 14 史铁梁.模具设计指导M .北京：机械工业出版社， 2003.8:1-515 朱栋.塑料注射模分型面的确定J.MouldBBS,2004(10):18-2016 Suthep Butdee, Knowledge Engineering and Capitalization for Injection Mold DesignC.2011 3rd International Conference on Information and Financial Engineer（ICIFE 2011）,2011.17 Huilan Zhou, Design of Tread Flange Injection Mold Based on Pro/EC. The 4th IFIP International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture and the 4th Symposium on Development of Rural Information(CCTA 2010),2010.18 Lei Yuanzhong, Recent Research Advances and Expectation of Mechanical Engineering Science in China J.Contents and Abstracts of Journal of Mechanical Engineering,2009.11本科毕业设计(论文)题目 :管接头注塑模具的设计I管接头注塑模具设计摘 要通过设计可使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零件加工工艺制定的方法；本题目设计目标均为工程实际零件，通过对塑件的实际测绘，完成基本参数的采集，然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识，利用 Pro/E、CAD 等软件完成模具结构的设计，并进行相关的核计算，完成包括选材、热处理、制造工艺规格、可行性的分析等工作。本设计的宗旨是在锻炼自己的专业技术应用能力上学以致用的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面的提升，并受到模具设计工程师的基本训练；提升测量、绘图、查阅资料、文献翻译、应用专业软件等方面的能力与水平；能够得到全面、系统工程实践能力训练；培养和造就我的创新能力和工程意识、严谨的科学态度、逻辑思维方式、求实的工作作风及正确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。本课题来源于生产实际，综合运用在学期间所学理论知识和技能，掌握塑料注射模具与成型零件加工工艺设计的步骤和方法，所设计模具结构合理、工艺性好、装配维修方便和经济。可以熟悉设计开发模具的过程,培养独立思考能力，检验学习效果和动手能力，提高工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。关键词：三通管接头建模；工艺编制；注射模具设计IIInjection mold design fittingsAbstractThrough the design allows me to consolidate the professional theory;Better understand the design of injection molds and molding parts processing methods developed; The subject of engineering design goals are part, Through the plastic parts of the actual mapping, The basic parameters of the acquisition is completed, Then use plastic mold design, plastic molding process and other knowledge, The use of Pro / E, CAD and other software to complete the design of the mold structure, And associated core computing, Including the completion of the selection, heat treatment, manufacturing process specifications, feasibility analysis, The purpose of this design is the basic requirement to exercise their profession in the ability to apply their knowledge of technology applications, comprehensive upgrade in the plastic molding process and plastic mold design technology, and are subject to basic training mold design engineer; Enhance the surveying, mapping, access to information, literature translation, software and other aspects of the application of professional ability and level; can be comprehensive, system engineering practice training; training and make my sense of innovation and engineering, rigorous scientific approach, logical thinking , realistic style of work and the correct scientific method.Thereby enhancing the competitiveness of my employment, the actual work for the future and lay a good foundation. This topic comes from actual production, the integrated use of theory in school during the knowledge and skills, master parts of plastic injection molds and molding process steps and methods of design, the mold structure and reasonable design, easy assembly and maintenance of good technology and the economy.Mold can be familiar with the design and development process, developindependent thinking ability, testing and learning ability, improve the ability of engineering practice, the actual work for the future and lay a solid foundation.Key Words： Modeling knob；Process planning；Injection Mold DesigIII目 录1 绪论 .11.1 概述 .11.2 管接头注塑模具设计的研究目的和意义 .11.3 国内外相关研究情况 .21.4 所做的主要工作 .31.4.1 本设计所选的方案及说明 .31.4.2 工作原理 .31.4.3 论文的主要内容 .32 塑件结构分析和材料的选择 .52.1 塑件的技术要求： .52.2 塑件的工艺性分析 .52.2.1 使用性能、制件技术要求和生产要求 .52.2.2 塑件材料的特性及选择 .53 注塑成型工艺及塑件工艺性分析 .93.1 注塑成型基本过程 .93.1.1 注塑性能分析 .113.2 塑件表面质量分析 .123.3 塑件的结构工艺性分析 .123.4 塑件总体分析 .123.5 塑件的生产批量 .123.6 塑件的质量体积计算 .123.6.1 塑件的体积计算 .133.6.2 浇注系统的体积计算 .133.6.3 计算塑件的质量 .133.7 塑件分型面的选择 .133.7.1 分型面的选择和确定 .133.7.2 型腔数目的确定 .143.7.3 型腔的排列 .154 注射机系统设计 .16IV4.1 初选注射机 .164.2 确定注塑机机类型号 .164.2.1 模具厚度的校核 .164.2.2 模具开模行程校核 .164.2.3 模具安装部分的校核 .174.2.4 塑件的注射工艺参数的确定 .174.3 注射机型号的确定 .185 成型零件结构设计与计算 .195.1 成型零件的结构设计 .195.2 成型零件工作尺寸的计算 .195.2.1 型腔侧壁厚度和底板厚度的计算： .206 浇注系统和温度调节系统设计 .226.1 浇注系统设计 .226.1.1 浇注系统的平衡 .226.2 浇道设计 .236.2.1 主流道设计 .236.2.2 浇口套的设计 .236.3 浇口设计 .276.3.1 浇口位置的选择 .286.4 冷料穴的设计 .286.5 温度调节系统设计 .296.5.1 对温度调节系统的要求 .296.5.2 模具冷却系统的设计要点 .296.5.3 冷却系统的设计与计算 .306.5.4 冷却水道的结构设计 .307 合模导向机构设计 .327.1 导向机构的作用 .327.1.1 导柱的选择 .327.1.2 导套的选择 .337.1.3 导柱和导套的配合 .338 侧抽芯机构和脱模机构的设计 .348.1 脱模机构设计原则 .348.2 斜导柱的设计 .348.2.1 斜导柱的形状及技术要求 .34V8.2.2 斜导柱的倾角 .358.2.3 斜导柱的长度计算 .368.3 推杆的设计 .368.4 脱模力的计算 .379 其他辅助部分设计 .419.1 排气系统设计 .419.2 标准模架的选用 .4110 总结 .43参考文献 .44致 谢 .46毕业设计（论文）知识产权声明 .47毕业设计（论文）独创性声明 .4801 绪论1.1 概述模具是制造业的重要工艺基础。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，6080的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟的。且模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。调研与市场分析发现塑料模具设计与制造方面的人才需求量很大，尤其是具备一定工程素质和实际工作能力的毕业生很受用人单位欢迎。近年来，随着经济的快速发展作为各种工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已经成为国民经济建设中一支重要的产业。其中，塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品业要发展，必然要求塑料模具产业随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，因此，塑料模具也快速发展。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。1.2 管接头注塑模具设计的研究目的和意义本题目设计目标均为工程实际零件，通过对塑件的实际测绘，完成基本参数的采集，然后运用塑料模具设计塑料成型工艺等知识，利用Pro/E、CAD等软件完成模具结构的设计，并进行相关的核计算，完成包括选材、热处理、制造工艺规格、可行性的分析等工作。本设计的宗旨是在锻炼自己的专业技术应用能力上学以致用的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面的提升，并受到模具设计工程师的基本训练。通过设计可使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零加工工艺制定的方法；提升测量、绘图、查阅资料、文献翻译、应用专业软件等方面的能力与水平；使学生能够得到全面、系统工程实践能力训练；培养和造就我的创新能力和工程意识、严谨的科学态度、逻辑思维方式、求实的工作作风及正确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。本课题来源于生产实际，综合运用在学期间所学理论知识和技1能，掌握塑料注射模具与成型零件加工工艺设计的步骤和方法，所设计模具结构合理、工艺性2好、装配维修方便和经济。可以熟悉设计开发模具的过程,培养独立思考能力，检验学习效果和动手能力，提高工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。 1.3 国内外相关研究情况随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已 经 成 为 动 世 界 经 济 增 长 的 重 要 因 素 。 注 塑 模 的 历 史 不 过 三 十 余 年 ， 但 发展 速 度 很 快 。 美国塑料消耗量早已超过钢、铜、铝的总和， 美 国 和 日 本 的 塑 料 模具 专 业 厂 家 已 超 过一万家，日本塑料模年产值 1986 年已达到 1 兆 3 千 7 百亿日元、美国达到 60 亿美元、德国达到 50 亿马克。目前，葡萄牙模具生产量位居世界第十位，其中，塑料模具的生产居世界第九位。而且葡萄牙模具制造多家企业联合起来共同发展。因为注射成型技术发展，日本注塑机产量达 1.35 万台以上，其中至少有 9700 台出口。注塑模 CAD/CAE/CAM 技术的发展为塑料模具设计注入了强大的活力。英国的 J.R.Pearson、美国的 J.F.Stevenson 和K.K.Wang、加拿大的 M.R.Kamal 的一系列卓有成效的研究成果为注塑模分析软件奠定了基础 7。现在注塑 CAD/CAE/CAM 技术被广泛用于注塑模具设计的各个方面。在塑料成型模具的设计和制造中广泛采用 CAD/CAE 技术,使成型模具的技术水平提高显著,而在塑料成型模具的 CAD 中又引入 CAE 技术,将塑 料成 型 模 具 技 术 的 合 理 性 、 短 期 化 提 高 到 一 个 新 的 高 水 平 。随着生产和科学技术的迅速发展, 产品更新加快, 变型增多, 模具睁更新也越来越频繁。因此, 模具制造供应问题越来越突出。工业先进国家的模具制造能力和水平虽然比我国高, 但国外厂商为了竞争, 使产品对用户产生“ 魅力” 而使产品多样化, 亦即产品转向了多品种、中小批量生产的方式, 这就要求在短时间内制造出生产用的模具。国外生产厂也感到模具的压力很大, 为此, 许多国家在模具的生产组织管理、科学技术、规划协调等方面都采取措施, 以满足新形势发展的需要。自 20 世纪 80 年代起经过多年的发展,中国已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国。现在国内可以生产单套重量达 60 吨的大型模具、型腔精度达0.5m 的精密模具、一模 7800 腔的多腔模具及 4 mmin 以上挤出速度的高速模具。我国政府非常支持模具工业的发展，相关国家政策也向模具行业倾斜。国内模具生产水平低，模具的价格只有发达国家的 1/5 到 1/3，这种相对比较低的价格成为国内模具进入国际市场并与国外模具竞争的主要优势。2005 年我国塑料模具近年来我国塑料模具业发展相当快，目前塑料模具在整个模具行业中约占 30左右。当前，国 内 塑 料 模 具 市 场 以 注 射 模 需 求 量 最 大 ，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，3仅汽车行业将需要各种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000 万台。到 2010 年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30 ， 塑 料 管 的 普 及 率 将 达 到 50 这 些 都 会 大 大 增 加 对模 具 的 需 求 量 。1.4 所做的主要工作就本次毕业设计已做的主要相关工作是通过查阅资料，了解管接头注塑模具的工作原理及特点，积累了模具设计的基础知识，然后进行方案的拟定，深化方案的具体实施步骤，对模具设计中零件型号的选择和装配，绘制了管接头注塑模具设计的零件图和装配图，最后对冷却系统，排气系统，脱模系统进行结构设计。1.4.1 本设计所选的方案及说明塑料注射模制造中分型面的确定问题是一个很复杂的间题，受到许多因素的制约。有些塑件的分型面的选择简单明确并且唯一；有些塑件则有许多方案可供选择。根经验，确定分型面的原则有：保证塑料制品能够脱模，使型腔深度最浅，使塑件外形美观，容易清理，尽量避免侧向抽芯，使分型面容易加工，使侧向抽芯尽量短，保证塑件制品精度，有利于排气，使塑件留在动模内，使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直。选 择 注 射 模 分 型 面 总 的 要 求 是 顺 利 脱 模 ，保 证 塑 件 技 术 要 求 ， 模 具 结 构 简 单 制 造 容易。当选定一个分型面方案以后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。模具如图 1.1 所示，按此位置作为分型面，模具考虑用三个彻抽芯机构，图 1.1 选用这个位置作为分型面，三个孔位排气良好，虽要三个彻抽芯数目，但是能够使得工件成性优良，精度准确，因此，通过对分型面的分析和综合考虑，最后选择以图 1.1 所示位置为分型面。4图 1.1 分型面图1.4.2 工作原理合模后注射成型，机床开模。在机床开模力的作用下，动模后退，动、定模分开，此时，楔紧块在斜导柱的作用下已完成侧抽芯动作，同时将制件滞留与动模。动模继续后退开模，推杆向上运动顶出装置将制件顶出动模镶件，制件自动脱落，开模完成，合模，复位件将顶出装置复位，准备进行下一个工作循环。1.4.3 论文的主要内容模具设计内容包括塑料制品工艺分析，成型方法及工艺流程制定，模具类型和结构形式的确定，成型工艺条件确定，工艺计算（即注射量、注射压力、锁模力、成型零件工作尺寸、冷却参数、注射温度和注射时间等） 、浇注系统设计、分型面设计、成型零件设计、导向与定位机构设计、脱模机构设计、加热与冷却系统设计，绘制模具装配图和成型零件图，编写设计说明书、填写模塑成型工艺卡片和成型零件机械加工工艺卡片过程卡。主要内容有：（1）对塑件进行结构分型及其相关计算选择最为合适的标准模架型号；（2）对注射系统的结构进行设计，注射机的选型；（3）对浇注系统的结构设计，及参数的选用；（4）对塑件进行结构分析，确定分型面的选择；（5）对导向机构与定位机构的设计及其标准件的选用；（6）对脱模机构进行结构分析及设计；（7）绘制成型零件图及其完整的装配图。52 塑件结构分析和材料的选择2.1 塑件的技术要求： 1) 塑件外表无痕，采用一般精度进行设计；2) 未注尺寸公差取 MT5 级精度；3) 采用注射成型,大批量生产。图 2.1 塑件图2.2 塑件的工艺性分析2.2.1 使用性能、制件技术要求和生产要求该塑件为 ABS 塑料旋钮，使用范围较广。根据一般精度和大批量生产要求，采用注射成型的成型方法。2.2.2 塑件材料的特性及选择塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，通过比较分析可以看出热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。6热塑性塑料还分为很多种，如聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯、聚苯乙烯和 ABS 等等，为了选到合适的件材料，通过对塑件的分析和查阅有关资料可选择以下材料见表 2.1。表 2.1 常用热塑性塑料的工艺特性塑料名称 材料特性 成型工艺特点注射温度 注射速度及压力模具温度ABS较大的机械强度和良好的综合性能。耐疲劳和抗开裂强度高。ABS 的吸湿性和对水分子的敏感性较大，在加工前必须进行充分的干燥和预热。原料控制水分在0.3%以下。ABS 塑料的温度与熔融粘度的关系比较独特，在达到塑化温度后在继续盲目升温，必将ABS 的热降解。ABS 采用中等注射速度效果较好，注射时需要采用较高的注射压力，其溢边料为 0.04mm左右。并需要调配好保压压力和保压时间。ABS 的模具温度相对较高，一般调节在7585。聚乙烯结晶部分多时，塑料硬度高、韧性大、抗拉强度高，但整体尺寸变小，耐冲击强度及断裂强度底。聚乙烯制件最显著的特点是收缩率大，这与材料的可结晶性和模具温度有关。定型后塑件在强的收缩牵引作用下，可令制件变形。聚乙烯的注射温度一般在120310之间，温度超过 300时，收缩率会明显增大。聚乙烯的注射压力一般选择在68.6137.2Mpa 之间。注射速度不易过快，以保证结晶程度高。由于模具温度对收缩率影响很大，因此要经常保持模具相对恒定的温度，一般在4080之间。ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，属于热塑性无定性塑料， 价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一，其力学性能和热性能均好、硬度高、表面易镀金属、流动性中等； 易加工、高光洁度及高强度，又有其耐疲劳和抗应力开裂能力、冲击强度高 ；耐酸碱等抗化7学性腐蚀性强，容易加工成型、修饰容易等优点。其密度 =1.021.05g/cm 3，溢边值为 0.04 毫米左右，吸湿小,不须充分干燥,且不易分解,可用螺杆或柱塞式注射机注射成型。经以上两种备选材料的性能对比，考虑到电风扇叶片为人们日常生活常用品,需要大批量进行生产。又与人们紧密接触，所以必须是无毒害材料，又考虑到无很高的强度要求，收缩率等给方面也无特殊要求，故最后决定选择 ABS 材料进行注塑生产。由于材料的吸湿性强，含水量应小于 0.3% ，所以原料应充分干燥。ABS 的技术指标、注射工艺参数如下 。经以上两种备选材料的性能对比，考虑到电风扇叶片为人们日常生活常用品,需要大批量进行生产。又与人们紧密接触，所以必须是无毒害材料，又考虑到无很高的强度要求，收缩率等给方面也无特殊要求，故最后决定选择 ABS 材料进行注塑生产。由于材料的吸湿性强，含水量应小于 0.3% ，所以原料应充分干燥。ABS 的技术指标、注射工艺参数如下。a. 物理性能：密度(g/ cm3)：1.021.16 比体积(cm3/g)：0.860.98吸水率（% ）：0.20.4(24 小时)b. 热性能：熔点（）： 130160 熔融指数（g/10min）：2.038.69 (200,负荷 50N,2.09)维卡针入度：71122 马丁耐热（）：63热变形温度（）：a 、90 108（45N/cm2） ；b、83103（180 N/cm2 ） 线膨胀系数（10-5/）：7.0 计算收缩率（%）：0.40.7比热容J/(kgk)：1470 热导率w/(mk) ：0.263 燃烧性(cm/min)：慢 c. 力学性能：屈服强度（MPa）：50 抗拉强度（MPa）：38 断裂伸长率（%）：35 拉伸弹性模量（GPa）：1.88抗弯强度（MPa）：80弯曲弹性模量（GPa）：1.4抗压强度（MPa）：53剪切强度（MPa）：24冲击韧度（kJ/m2）：261（有缺口） ；11（缺口试样简支梁）布氏硬度（HB）：9.7；洛氏 R121d. 电气性能：表面电阻率（）：1.21013体积电阻率（m）：6.91014介电常数（106Hz ）：3.04介电损耗角正切（106Hz ）：710-3耐电弧性（s）：5085e. 成形条件：密度（g/cm3）：1.031.07注射机类型：螺杆式预热：a、温度（ ）：8085；b、时间（h）:23料桶温度（）：后段： 150170中段：165180前段：180200喷嘴温度（）：170180模具温度（）：5080注射压力(Mpa)：60100成型时间（s）：注射时间：2090高压时间：05冷却时间：20120总周期：50220螺杆转速（r/min）：30适用注射剂类型：螺杆柱塞均可后处理：方法：红外线灯、鼓风烘箱温度（）： 70时间（H）：24说明：该成型条件为加工通用级 ABS 料时所用。93 注塑成型工艺及塑件工艺性分析3.1 注塑成型基本过程注塑成型基本过程如图 3.1 所示：图 3.1 注塑成型基本过程生产前的准备工作一般是为了使注射成型生产顺利进行和保证制件质量，在生产前进行的包括原料的预处理、清洗机筒、预热嵌件和选择脱模剂等准备工作（1）原料的预处理原料的预处理包括三个方面：一是质量检验，造型材料的分析。这一部分包括对材料中水含量的测试，材料中杂质的检测，并测试其热稳定性，流动性，收缩率。粉状物料，在注塑前还将制成小丸的要求。根据塑件成型的产品需求，成型材料中添加一个颜色或颜色的材料，以达到所需的颜色。粉状或粒状热塑性塑料的着色，用直接法和间接法两种方法实现。前者称为着色的方法，它是天然的彩色塑料着色剂和精细的简单混合粉末可直接用于成型，或用于其他塑化成型。该方法比较简单，容易操作。间接染色方法相比是更困难的，它需要使用被称为“ 塑料粒子、彩色塑料颗粒的颜料，按浓度比例称重放入搅拌机，搅拌，然后送到成型设备使用。其步骤简单，容易均匀染色，色泽明亮且没有颜料粉尘污染，并能实现自动着色工艺。但因为它是简单的彩色塑料颗粒混合，没有混合功能或成型设备的混合功能很差，所以对于成型颜色均匀性要求高的10产品不能使用间接染色法。三，预热和干燥。若材料的吸湿性和粘性较强，适当根据材料成型工艺11里水分的要求进行预热和干燥是合适的，以免材料挥发水分太多出去，成型后的产品会出现气泡和裂纹缺陷，而且可以避免注水时材料的降解。但是，吸湿性和粘性不强的材料，如果无特殊要求可以不预热干燥。（2）清洗料筒在塑料制品的生产，改变颜色或更换材料的过程中，需要对注塑机料筒进行清洗。通常，筒柱塞式机库存量大，必须拆卸清洗机筒，螺杆机筒，可用空气喷射的方法进行清洁。（3）预热嵌件本过程主要用于塑料注入，因为金属和塑料收缩率不同，导致注入金属周围的塑料易因收缩应力而产生裂缝，为了防止这种现象的发生，在成型前可将嵌件预热，抑制塑料的收缩性应力从而避免裂纹的产生。（4）选择脱模剂常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸锌不能用于聚先胺外，这三种脱模剂对于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脱模效果是最好的，只要对模具施用一次，即可以长效脱模，但是价格昂贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具而液体石蜡多用于中低温模具。另外，对于含有橡胶的软制品或透明制品不宜采用脱模剂，否则将影响制品的透明度。加料：计量后将粒料和粉料加入料斗，通过料斗进入注射机料筒，物料一般是在注射机的料筒中塑化。通过对塑化计量的计算设定好后，物料在设定的计量中塑化完全，即粒料和粉料变成塑料熔体后，注射模闭合，注射机注射充模。注射充模：注射充模过程一般划分为流动
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