三通管注塑工艺分析和模具设计毕业论文

1、塑料模具设计与制造实训I说明书目录1 绪论12 工艺方案分析 22.1 塑件分析 22.2 材料特征 34 零部件的设计 44.1 塑件脱模斜度53.2 排气槽的设计VI3.3 分型面的选择及型腔布置 53.3.1 分型面的选择 53.4 注射机的选择 63.4.1 制件体积的计算77 8 3.4.2注射机校核13 3.5模架的选择14 浇注系统的设计3.614 3.6.1主流道的设计153.6.2分流道设计塑料模具设计与制造实训I说明书3.6.3 浇口设计 153.7 侧向分型及抽芯机构的设计163.8 楔紧块的设计173.9 侧滑块设计183.10 滑块的导滑槽193.11 定位装置设计1

2、93.12 拉料杆和冷料穴设计203.13 侧型芯结构设计203.14 推出机构 213.15 冷却系统的计算 233.15.1 模具温度调节系统的设计233.15.2 模具系统的热平衡计算23总结 26致谢 27参考文献27塑料模具设计与制造实训说明书1 绪论 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。 在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、 金属压力加工使用的锻压模具、 冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外 学资学习网 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

3、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件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、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的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。当批量不大时，模具的费用在制件上的

4、成本所占的比例将会很大， 这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。塑料模具设计与制造实训说明书2 工艺方案分析2.1 塑件分析三通管工件如图所示。它是一种常见的塑料工件，从工件本身来看，属特小型件，具抽芯脱模机构较为复杂，侧向抽芯技术可以说是这次课题的难点零件直通管的成型采用侧向抽芯机构。 由于抽拔距很长普通的斜导桂抽芯结构难以实现抽芯动作的顺利完成.故采用液压缸进行侧向抽芯。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。，制件尺寸图塑料模具设计与制造实训I说明书4材料特征2.2,全称丙烯睛一丁二烯一苯乙烯共聚物。它ABS三通管所用的材料是 的各种性能

5、有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优 BS, SANJ 将PS代表丙烯AAB麋丙烯睛、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，良力 学性能。工程塑料一般是不透明的，外观 ABSS弋表苯乙烯。睛，B 代表丁二烯，呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃 烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的 肉桂气味，但无熔融滴 落现象。它的使用性能方面：综合性能好， 冲击强度高，化学稳定好、电性能成型加工和机械加工较好。抗化学 药品性、染色性，良好，尺寸稳定性好、树脂耐水、无机盐、碱和酸 类，不溶于大部分醇类和炫类溶剂，而容人88机玻璃的熔接性良好， 可制易溶于醛、酮、酯和某些氯代炫中。

6、与 372130:且可表面镀 铭。还有其它主要技术指标是熔点（C）成双色塑料，；弯1031.8 X ;拉伸弹性模量（Mpa） ： 50Mpa） ： ；抗拉屈服强度（160（有缺（无缺口时）、11;冲击强度（kj/m2）: 261Mpa曲强度（）：80工程塑料的缺 点：热。ABS1016cm时）；体积电阻率为（Q） : 6.9 X适用于制作 一般机械零件、ABS变形温度较低，可燃，耐候性较差。因而 减摩 耐磨零件、传动零件和电讯零件。塑料模具设计与制造实训说明书3 零部件的设计3.1 塑件脱模斜度，型腔脱模斜度范围为40/1。20据资料型芯脱模斜度范围 在35/1之间。但在设计中，开模后，塑件必

7、然留在型腔内，所 以无 需考虑型腔与型芯的脱模斜度大小。3.2 排气槽的设计采用排气槽排气是最简单可行的方法， 同时利用顶杆与孔的配合间隙排气，其间隙为0.03mm-0.05mm,不过最可靠有效的方法是在分型面上 开设专用排气梢。3.3分型面的选择及型腔布置3.3.1分型面的选择分型面的位置直接影响模具使用、 制造及塑件质量，因此必须选择合 理的分型面，一般应考虑到的因素有：塑件形状，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，制造容易等等对于该塑料制件分型如下：塑料模具设计与制造实训I说明书学资学习网分型面的选择图4.1 较好；

8、可以看出图b对以上两种分型面进行 比较，根据分型面的选择要求，所示截面作为分型面，它是塑件最大 截面。大孔在开模方向上4.1图成采用一模两件，能够适应生产的需求，潜伏式点浇口，浇口去除方 便，模具结构孔不复杂，容易保证塑件质量。塑料模具设计与制造实训I说明书网注射机的选择3.4由图可知本制件应用一模两腔。3.4.1制件体积的计算由于塑件形状不规则，可通过CADW图软件pro/e对其进行体积分析，分析得其体积为：3=57.9cm件V 3l.16g/cm=1.02浇注系统的体积取塑件的 20%则：3 20%=11.58cm20%=57.9= V幡注件 x X塑料模具设计与制造实训I说明书3 =12

9、7.37cm+ V 浇注 V总=2V件=127.37 X 1.10=140.11g 总 M 总二V其总质量为：2.1.2注射机的选择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叱间为好，则：3 80%=159.22cm注=丫总+ V初选注射机型号：SZ-160/1000 ,由上海 第一塑料机械厂生产的卧式塑料注射机，具相关数据见表2.1。表4.1 SZ-160/1000 型注射机相关数据.3 / cm179 理论注射量44 螺杆直径/mm 360X260拉杆间距/mm 132 /Mpa注射压力1000/KN锁模力360模具厚度/加塑料

10、模具设计与制造实训说明书最170最280移模行10喷半3直径口 3.4.2注射机校核、最大注射量的校核1模具型腔能否充满与注塑机允许的最大注射量密切 相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最 大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是起允许最 大注射量（额定注射量）80%,由此有：的80%mnm1+m2三单个塑件质量体积式中m1浇注系统所需质量或体积m2m-注射机允许的最大注射量179=143.2nm1+m2=127.3780%m=80%要符合求塑料模具设计与制造实训说明书2、锁模力的校核F)的校核关系式应为：注射机锁模力( 锁PF (n A1+A2) /1000

11、=q 锁式中n-型腔数目；n=2；P- 塑料件熔体对型腔的成型压力(MPa) ；q2) ； A1=1.9 单个塑料件在模具分型面上的投影面积(cmA1-2 ) cm2=11.7 cmx2.8+3.14 X (2.12-1.552 2)； A2=3.14cmX 1.82=10.17 A2- 浇注系统在模具分型面上的投影面积(2) 。( cm由资料8查表2-2可知，ABS的熔体压力为30/MPa代入数据得：F=30X (2X 11.7+10.17 ) X102/1000=100.7 KN锁该注射机型号的锁模力为1000 KN 100.7 KN故符合要求。3、最大注射压力的校核注射机的最大注射压力应

12、大于或等于塑件成型时所需的注射压力， 即PKP Amax塑料模具设计与制造实训说明书P； 注射机的最大注射压力式中 - maxP-塑料件成型时所需的注射压力。ABS 104 MP故符合要求。4、模具厚度校核由于注射机可安装模具的厚度有一定限制， 所以设计模具的闭合厚度HHH 之及最小模具厚度必须在注射机允许安装的最大模具厚度mxmainm间，即HHHW W mmaxminH 注射机合模部件允许的最小模厚（mm） ；式中minH- 注射机允许的最大模厚（mm）。max代入数据得：H=278 mmmHH H=300 mm 代入数据得：50+80+10=140 mm满足条件。故可以选择SZ-160/

13、1000型注射机。3.5模架的选择% 模中小型标准 A2型模架本方案采用 GB/T1225.612556.2-1990 具定模和动模均采用两块模板，设置推杆推出机构。适用于直接浇口， 其模板尺寸选用355X560叽 模具的实际闭合高度为278mms该模 架的最大闭合高度和最小闭合高度之间，符合设计要求。塑料模具设计与制造实训I说明书4.2标准模架图浇注系统的设计3.6 学资学习网 浇注系统设计是注塑模具设计中的一个重要问题。浇注系统的作用， 内在质量优以获得外形轮廓清晰，是将塑料熔体顺利地充满到模腔深 处，气孔的存直接影响到熔体的充填程度，良的塑料制件。浇注系统 的好坏，压力损失小通常要求充模

14、过程快而有序，在与否，甚至制件 的工艺性能， 热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与制品 分离。10。浇注系统一般均由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成3.6.1 主流道的设计 到分流主流道是浇 注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，其小端入口因主流 道部分在成型过程中，道为止的塑料熔体的流动通道。属于易压力塑 料熔体要冷热交替反复接触，处与注射机喷嘴及一定温度、所以模具 的主流道部分设成可拆卸更换的主流道损件， 对材料要求较高，衬套 式，以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。主流道衬套设置在模具的对称中心位RH置上。dLa塑料模具设计与制造实训I说明书主流道设计如图4.

15、3所示，其主要参数为：d=嘴直径 +1mm=4m mR=嘴球面半径+23mm=13m m=2 6 ;r=D/8 ;o 2/5） R=4mmH =1/3 3.6.2分流道设计选择分流道的截面形状为梯形。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔 体的热量散失及流动阻力均不大，一般可以采用下面的经验公式来计 算截面尺寸：ii1/4=6.6mm XX 1/2 X18 =0.2654 B= x 140.11 2654mL0.426.6=4.4H=2/3B=2/3x ）其中，B一梯形的大底边宽度（mm） L一分流道的长度（mm gm-塑件的质量（10斜形的侧面斜角一梯形的高度（Hmm a 常取53.6.3 浇口设

16、计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 了保证三通管外观质量，应设计为潜伏式浇口，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，不致因浇口痕迹而影响塑 件的表面质量塑料模具设计与制造实训I说明书4.4及美观效果。如图学资学习网图4.43.7 侧向分型及抽芯机构的设计按动力来源的不同，侧向分型与抽芯机构一般可分为手动，机动，气动 或液压三类.这里我们选用的是机侧向抽芯机构中的斜导柱分型抽心.(1)型芯：塑件为形状有规则排列而又难于整体加工，所以采用由多 块分解的小型芯镶拼组合而成的组体型芯，即镶拼组

17、合式型芯.(2)脱模力(抽芯力)塑件在模具中冷却定型时，由于冷缩的原因，物料温度降低，直至复 原到常温这个过程，尺寸逐渐减小，塑件对型芯产生一个包紧力。因 此在塑料模具设计与制造实训说明书塑件脱模时必须克服这一包紧力所产生的脱模力的阻力， 塑件同时还需克服与型芯之间的黏附力和摩擦力及抽芯机构本身所产生的运动摩擦合力才能将型芯脱开。这几种合力即为脱模力 M在侧抽芯动作中称抽芯力， 10 。在顶出动作中称顶出力塑件底面带通孔的脱模力(抽芯力)的计算公式 :)cossin FpA(fcpp=(0.8-1.2)模内冷却的塑件， 塑件对侧型芯的收缩应力。一般x 107 paA- 塑件包紧侧型芯成型部分的

18、侧面积， m2ff=0.1-0.3塑件与模体钢材的摩擦系数，一般取- - 脱模斜度 0 73 17300 10NF 10 1.73( 3)抽芯距抽芯距是指侧抽芯从成型位置侧抽至不妨碍塑件顶出的位置时， 侧型芯所移动的距离.S S (2 3) 30 (2 3) 33mm(2.10)1Smm侧向凸台高度， 1mmS 实际抽芯距， 塑料模具设计与制造实训说明书3.8 楔紧块的设计楔紧块用于在模具闭合后锁紧滑块，承受成型时塑料熔体对滑块的推力，以免斜导柱弯曲变形。但是在开模时，又要求楔紧块迅速离开滑 块，以免阻挡斜导柱带动滑块抽芯，因此楔紧块的倾斜角度应稍大于 斜导柱的倾斜角度，一般取比斜导柱的倾斜角

19、度大 23度，所以选 择楔紧块的倾斜角为22 ,如图4.6。图4.6 楔紧块3.9 侧滑块设计滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中的一个重要零件，它上面安装有侧向型芯，滑块结构形式有整体式和组合式。本设计采用组合式。滑块 材料通常用45钢或T10, T8制造，淬硬至45HRCZ上，在设计中取 用T8来制造，形状尺寸如图4.7。塑料模具设计与制造实训I说明书4.7侧滑块图3.10 滑块的导滑槽 导滑梢应使滑块运动平衡可靠，为了滑块的滑 动，应该设置有导滑梢，其余各面留有间二者之间上下、左右各有 一对平面配合，配合取H7/f7隙，超过了滑块滑动的最大距离，因 130mm,滑块的导滑部分设计的长度是此，长

20、度足够，可以避免滑动 时产生倾斜。止匕外，导滑梢应该有足够的耐 。以上50HR伟冈或45T10, T8制造，硬度在磨性，由3.11定位装置设计 本设计采用弹簧钢球 式定位限位装置起限制滑块的滑动终止位置的作用，装置。10mm钢球直径可取弹簧直径可选 1 1.5mm53.12 拉料杆和冷料穴设计 动模板上，其标称直径与主流道直径相 冷料穴一般开设在主流道对面的倍，最终要保证冷料的体积小于1.51 同或略大一些，深度约为直径的塑料模具设计与制造实训I说明书冷料穴的体积。本设计采用带倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。 结构如图4.9:.3.13 侧型芯结构设计型芯的结构如图4.10所示，采用燕尾形

21、式联结塑料模具设计与制造实训I说明书侧型芯图4.10推出机构3.141. 导柱、导套的导柱以及与之配合的导套。如L=50mm）本次设计， 选用=32mm 4.11图推板、复位杆2.塑料模具设计与制造实训I说明书为了不影响滑块的滑动，可布置四个直径为=20、L=130的复位杆。 在合模状态下介于滑块导滑板与推板之间，利用合模力复位。开模后, 塑件包紧动模型芯的力比较大，采用推板推出塑件，推出力比较平稳， 塑件不易发生变形。由于型芯结构的特殊性，故将推管设计成图4.12 形状。塑料模具设计与制造实训说明书学资学习网4.11塑料模具设计与制造实训I说明书导柱和导套图4.12 推板图3.15冷却系统的

22、计算3.15.1模具温度调节系统的设计故无须设置摄时度，摄时度，不超过 80因AB驶求的*II温为4070加热装置。3.15.2模具系统的热平衡计算 进行注射过程热平衡计算，就是计算单位时间内熔体固化放出热量等于冷却水所携走的热量 nGm QiinipQ ) (-式中：塑料熔体每小时冷却固化所放出的热量 KJ/h ； in塑料模具设计与制造实训I说明书n-每小时注射次数；G-每次注射的塑料用量（Kg）；m每小时注射的塑料量（Kg） p -每千克塑料熔体凝固时放 出热焰量（KJ/Kg）; i ii =400 KJ/Kg o得由资料 表4.9-1 i设注 射周期为 60s,则 n=3600/60=

23、60Q=400X60X0.14 3360KJ h-1inQ冷却水每小时从模具携走热量。utQ mC（t t） inwoutwoutm-冷却水每小时的用量（kg/h）;式中wC-冷却水的比热容，4.187KJ/Kg oC; wt-模具的出水温度 oC; out-模具的进水 温度oC。gQQ可得：=由热平衡条件inout m nGpii mwtC ttC t.的四叱为22oC; o为其中取 28C; outin塑料模具设计与制造实训l说明书3360 小.22 284.187 m= 133.75（kg/h则）=w湍流计算经计算保证冷却水在水管中处于湍流状态，从而获得冷却水的3 m1000kg/dV和

24、每小时，由水的密度咻积流量，弁确定相应的管径 m用水量，可换算得w nGm5100.398 w. t t 603/minmV ）=（=冷却水的体积流量.33605 100.3983/mmin2228=0.0022 3mm104。查得：冷却水管的直径为由资料表4.9-2 4VV 0.0202v22 m/s）则冷却水流速(dd600.0022 ,23 10 4=0.0202m/s 2.78却面积计算 冷t=25C查资料表4.9-3以冷却水的平均温度得冷却水物理性质cpA参量的函数=6.48。由式 00.80.82.78 v1000 6.48 3.6 A 3.600.20.如 104 2 h mkJ/ C =40118.5塑料模具设计与制造实训I说明书mpi=则所需冷却面积t mpi ( 二则所需冷却面积t 400 60 0.1422540118.5 =0.00335m 代入数据 0.00335 dL3.14 0.004 0.355=0.75模具应开设的冷却管道的孔数为n= 取n=