水龙头塑料模具设计

1、诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师 的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已 在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日 毕业设计任务书 设计（论文）题目：塑料水龙头成型技术及注射模具设计 系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 专业负责人： 1设计的主要任务及目标 设计说明书一本、模具装配图及零件图、电子资料一份 2设计的基本要求和内容 1）注射模类型、结构特点分析 2）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案； 3）进行注射工艺设计： 工艺参数计算，注塑机的选定 4）模具的总体设计： 型腔布置，浇注系统设计，

2、模具结构类型，推出机构类型， 5）模具的结构设计： 模具工作部分尺寸的计算，模板设计，材料的选用、结构尺寸的确定 6）模具参数的校核： 与合模装置的匹配 3.设计的基本要求 1）设计资料见附图 2）收集、学习和掌握有关资料，熟练使用有关设计手册； 3）同学间互相讨论，按时向老师汇报和讨论，独立完成设计任务； 4）模具图纸符合机械制图规范，使用计算机绘制； 5）设计说明书内容充实、语句通顺、计算准确、图表规范、论点和公式有 据可查。 4.主要参考文献 1王文平、池成忠主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：北京大学出版社， 2005.07 2塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册（轻工模具）M.北

3、京： 机械工业出版社，1997 3唐志玉.塑料挤塑模与注塑模优化设计M.北京：机械工业出版社，2000. 4王树勋.典型注塑模具结构图册M.长沙：中南工业大学出版社，1992. 5模具工业,1998,(5) 5进度安排 设计（论文）各阶段名称起 止 日 期 1收集资料，完成开题报告1 周2 周 2完成工艺计算，确定模具结构方案3 周9 周 3中期检查10 周 4绘制模具图纸11 周14 周 5完善设计内容，完成设计说明书15 周17 周 6毕业答辩18 周19 周 6.制件材料：聚苯乙烯，大批量 7.附图： 塑料水龙头成型技术及注射模具设计 摘要：本设计的主要任务是研究塑料水龙头的成型技术并且

4、设计出注射模 具。注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可 以一次成型形状复杂的精密塑件。近年来，我国工业的高速发展对模具工业，对 塑料模具提出了越来越高的要求。课题设计首先分析了水龙头塑件工艺特点，利 用 CAD 软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。该水龙头注射 模设计的结构特点是侧浇口形式的单分型面注射模，具有侧向抽芯及圆弧抽芯。 并在随后的设计过程中逐渐明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个 具体部分进行了详细的计算和校核，以确保设计出的结构可确保模具工作运用可 靠，保证了与其他部件的配合，最后用 autoCAD 绘制了一套模具装配图和零

5、件图。 关键词： 塑料水龙头，注射模具，单分型面，圆弧抽芯 Abstract: This design topic is the main task of plastic molding technology and injection mould design of plastic water tap. Plastic injection molding is an important method, which is mainly applied to the thermoplastic plastic molding, molding can be a complex shape of

6、precision plastic parts. In recent years, Chinas rapid industrial development of die and mould industry, the plastic mold put forward more and more requirements. Task design has first analyzed the faucet plastic process characteristics, the use of software CAD plastic parts for the solid modeling, o

7、n the plastic parts of the structure analysis for the process. The design of injection mold for the tap is characterized in the form of a side gate single parting surface of injection mould with side core pulling, and the arc core pulling. And in subsequent design process gradually defined the desig

8、n, determine the injection molding process and to each specific parts of a detailed calculation and verification, to ensure that the design of the structure can be used to ensure reliable die, ensure that the other parts of the mix, the autoCAD mapping using a set of mold assembly drawing and the sp

9、are parts diagram. Keywords: Plastic faucet, injection mold, single parting surface, arc core pulling 目录 前言前言 .1 1 1 1. . 设计题目：塑料水龙头成型技术及注射模具设计设计题目：塑料水龙头成型技术及注射模具设计 .2 2 2 2. . 塑件成型工艺性能分析塑件成型工艺性能分析 .3 3 3 3. . 注射工艺设计注射工艺设计 .3 3 3.13.1 工艺参数计算工艺参数计算.3 3 3.23.2 注塑机选定注塑机选定 .4 4 4 4. . 模具的总体设计模具的总体设计 .5

10、5 4.14.1 确定模具类型确定模具类型.5 5 4.2.4.2.选择分型面选择分型面 .5 5 4.34.3 确定型腔布局确定型腔布局.7 7 4.4.4.4.浇注系统设计浇注系统设计 .7 7 4.4.1.主流道设计.7 4.4.2.分流道设计.8 4.4.3.浇口设计.8 4.54.5 成型零件的设计成型零件的设计 .9 9 4.5.1.成型零件结构设.9 5 5 模具结构设计模具结构设计 .1010 5.15.1 模具工作部分尺寸计算模具工作部分尺寸计算 .1010 5.1.1 影响成型零件尺寸的因素 .10 5.1.2 型腔和型芯工作尺寸 .11 5.1.3 螺纹型芯的工作尺寸 .

11、12 5.25.2 零件图绘制零件图绘制 .1313 5.2.1 动模零件图.14 5.2.2 定模零件图.15 5.2.3 型芯零件图 .16 5.35.3 模板设计模板设计 .1616 5.45.4 机构设计机构设计 .1717 5.4.1.合模导向机构的设计.17 5.4.2.推出机构的设计.18 5.4.3.侧向分型与抽芯机构的设计.19 5.55.5 冷却系统的设计冷却系统的设计 .2121 5.5.1 冷却管道直径的确定 .21 5.5.2 冷却管道数量的确定 .22 5.5.3 结构尺寸确定 .23 6.6.模具参数的校核模具参数的校核 .2424 结论结论 .2626 参考文献

12、参考文献 .2727 致谢致谢 .2828 前言前言 塑料工业是一门新兴产业，自塑料问世后几十年，塑料来源丰富，制作方便 及成本低廉、金属零件塑料化的发展很快，在机械电子、国防、交通、通讯、建 筑、农业、轻工业和日常生活用品等行业中都得到了广泛的应用，对塑料模具要 求量增加，大多数应用模具成型。因此，产品对模具的精度要求越来越高、越来 越普及。其产品在人们的生产生活中的作用越来越大。 塑料模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工具， 它对塑料零件的制造质量和成本起着决定性影响，所以对塑料模具的设计要求还 是比较高的，从产品的角度讲，能生产出尺寸精度、外观、物理性能等各方面均

13、满足使用要求的优质产品；从模具使用的角度讲，要求效率高、自动化并且操作 简单；从模具制造角度讲，要求模具结构合理，制造容易，成本低廉。 模具设计过程一般是设计收缩率、毛坯尺寸、型腔布局，然后进行分模，创 建型芯型腔、滑块和镶块、添加模架和标准件，最后设计浇注系统，冷却系统和 建腔，生成材料清单和模具图。 在现代塑料制品的生产中，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。尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺的要求，塑料制品 使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备只有配上想适应的模具 才能发挥作用，随着塑料制品的品种和产量需求量的增加，对塑料模具也提出了 越来越高的

14、要求，促使塑料模具不断的向前发展。 1 1设计题目：塑料水龙头成型技术及注射模具设计设计题目：塑料水龙头成型技术及注射模具设计 零件名称：塑料水龙头壳体 材料：尼龙 1010 生产批量：大批量生产 2 2 塑件成型工艺性能分析塑件成型工艺性能分析 2.12.1 工艺分析工艺分析 该塑件为生活用水龙头，使用上没有什么特别的要求，只要求外形美观，表 面光洁。尺寸较小，形状要求对称，精度要求不高。上面有内螺纹，要求为 M20，入水端装有外螺纹要求为 G1/214 的金属嵌件。对于 R36 的型芯可以实 用齿轮齿条啮合在模内抽芯，M20 的螺纹则在模外手动抽芯。 该水龙头壳体所选用的材料是尼龙 101

15、0 工程塑料,它是优良的工程材料之一， 外观洁白或微黄半透明颗粒，属长碳键分子结构，它具有吸水性小，尺寸稳定性 好，无毒、质轻、电绝缘性能优异，在低温-40下仍保持一定韧性，另外，它的 加工成型性能良好，深受用户欢迎。尼龙 1010 广泛应用于航天、造船、汽车、 纺织、仪表、电气、医疗器材等工业领域。主要技术指标如表 1 所示。 表 1 尼龙 1010 主要技术指标 3 3 注射工艺设计注射工艺设计 项目项目性能参数性能参数项目项目性能参数性能参数 相对密度(g/cm3)1.42缺口冲击强度(KJ/m2)20 熔点()200210体积电阻(.cm) 10141015 含湿度(%) 1.5表面电

16、阻()10141015 相对粘度 1.92.3马丁耐热()42 拉伸强度(MPa)42 热变形温度 (1.81MPa，) 45 静弯曲强度(MPa) 78成型收缩率(%) 1.22.2 3.13.1 工艺参数计算工艺参数计算 利用 Proe 软件对塑件建模（图 1） ，对其进行充填分析，从分析日志中可以 清楚的看出塑件的体积为 11.2342cm3， 流道和浇口的体积为 0.6101cm3，所以总 体积为 11.8443cm3，约为 12cm3 图 1 塑料水龙头实体模型分析 根据表 1.1 查得，PA 塑料的密度为 =1.42g/cm3，所以可以求得单件制品质 量 W件=121.42=17.

17、04g 3.23.2 注塑机选定注塑机选定 根据制品体积及质量来确定注射机的型号和规格。为了保证注射成型的正 常进行，根据生产经验，一次成型所须的总质量宜为最大注射量的 80%，即： W总80%W机 式中：W机注射机最大注射量； W总成型时所需的塑料总量。 该制品及浇注系统的总体积 V总=V件+V浇=12cm3，总质量 W总=W件+W浇 =17.04g，则 W机21.3g。根据计算结果，并查阅注射机技术规格表，可初步选 择型号为 XS-Z-30 的注射机,主要技术指标见表 2。 表 2 XS-Z-30 注射机主要技术指标 4 4 模具的总体设计模具的总体设计 4.14.1 确定模具类型确定模具

18、类型 注射模具的种类有很多，生产中常按其特征来分，可以分为：单分型面注射 模具（两板式） ，双分型面模具（三板式） ，侧向分型与抽芯注射模具，带活动镶 件的注射模具等。按塑件生产批量，注射机的规格和塑件形状和大小，确定此塑 件采取一模一件的生产方式。由于其形状比较复杂，体积小，可设计成带活动镶 件的注射模。 项目项目性能参数性能参数项目项目性能参数性能参数 螺杆直径(mm)28最小模具厚度(mm)60 最大理论注射容量 (cm3) 30 动、定模固定板尺寸为 (mm) 250280 注射压力(MPa) 119最大开合模行程(mm)160 锁模力(KN) 250喷嘴球半径(mm)12 最大成型面

19、积(cm3)90喷嘴孔径(mm) 2 最大模具厚度(mm) 180喷嘴移动距离(mm) 130 4.2.4.2.选择分型面选择分型面 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式 等有关，常见的形式有水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲面 分型面等，其中水平分型面结构简单，加工方便，所以经常采用。 分型面的选择是一个比较复杂的问题，选择分型面应遵循以下原则： （1）分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模 具结构。 （2）分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。 （3）塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或

20、下模侧抽 芯。 （4）塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。 （5）头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在 头部下端分型。 （6）一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有 分型痕迹。 （7）有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。 （8）一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。 综合以上原则，根据塑件的结构形式，这里选择最常用的水平分型面(图 2) 图 2 水平分型面 4.34.3 确定型腔布局确定型腔布局 塑件结构比较复杂，需要侧滑块抽芯以及齿轮齿条啮合在模具内抽芯，所以 这里选择一模一腔。 4.4.4.4.浇注系统设

21、计浇注系统设计 浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。它的设计是注射 模设计中很重要的环节。浇注系统的作用是：将塑料熔体均匀地送到每个型腔， 并将注射压力有效地传送到型腔的各个部位，以获得形状完整，质量优良的塑件。 普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。 4.4.1.4.4.1.主流道设计主流道设计 主流道是指注射机喷嘴与型腔或与分流道连接的这一段进料通道，是塑料熔 体进入模具最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴芯线上。在卧式注射机用 模具中，主流道垂直于分型面，主流道的结构形式及与注射机喷嘴的连接如图 3 所示。 图 3 主流道形状及其与注射机喷嘴的关系

22、 主流道需设计成锥角为 2060 的圆锥形，表面粗糙度 RaPm(n) i A j A 式中： F锁模力。 ，分别为制品和浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm2）。 i A j A Pm塑料熔体在型腔内的平均压力（Mpa）,型腔压力取注射压力的 80% 左右，一般取 2040Mpa，详见表 3.1，这里选 29.4MP； N型腔数量。 表 3 模内的平均压力 根据本模具设计的尺寸，代入数据得出 Pm(n)=66.3KN i A j A 而本模具所采用的注射机的额定锁模力 F 为 250KN，即 FPm(n)，因此锁模力足够，符合要求。 i A j A 制品的特点 模内的平均 压力(MPa)

23、举列 容易成型制品24.5PE,PP,PS 等壁厚均匀的日用品。及容器制品 一般制品29.4在摸温较高下，成型薄壁容器制品 中等黏度塑料和有精度要 求制品 34.3ABS,PMMA 等有精度要求的工程结构件。 加工高黏度塑料，高精度， 充模难的塑料制品 39.2用于机械零件上高精度的齿轮或凸轮 结论结论 随着毕业日期的临近，经过三个月的奋斗，毕业设计终于完成了。整个设 计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的 结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核都进行了详细的设 计。在没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这这些年来所学知识的单纯总结， 但是通过这次

24、做毕业设计，才发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验， 而且也是对自己能力的一种提高。在研究塑料水龙头的成型技术和设计模具的过 程中，发现解决了很多问题，尽管自己对专业知识的掌握还不够透彻，但我仍然 通过自己的努力完成设计并希望有所突破。通过这次的毕业设计，使我将所学理 论知识运用到了实践当中，加深了书本知识的理解，通过查阅资料、跟其他同学 探讨、以及请教老师等方式学到了不少东西，虽然经历了一些困难，但得到的收 获很多。这次设计不仅提升了我的专业知识，也锻炼了我思考问题寻找解决方法 的能力，对我们以后的工作有非常大的帮助。虽然这个方案做的还不够专业，但 是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，将使我们终身 受益。 参考文献参考文献 1塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册（轻工模具）M.北京： 机械工业出版社，1997 年 2唐志玉.塑料挤塑模与注塑模优化设计M.北京：机械工业出版社，2000. 3王树勋.典型注塑模具结构图册M.长沙：中南工业大学出版社，1992. 4模具工业,1998,(5) 5王文平、池成忠主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：北京大学出版社， 2005.07 6屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，2000 7黄锐主编.塑料成