2022年三通管的注塑模具设计.docx

精品学习资源毕 业 设 计中文题目三通管地注塑模设计英文题目Design of the injection mould for three tube系别：光电与机电工程系年级专业：2021 级 机械设计制造及其自动化姓名： 名：杨娟妹学号： 号：092021140指导老师：许艳华职称：助教系闽南理工学院教务处制20 13 年 06 月 日欢迎下载精品学习资源毕业设计（论文）诚信声明书本人正式声明：在毕业设计（论文）工作中严格遵守学校有关规定，恪守 学术规范；我所提交地毕业设计（论文）是本人在指导老师地指导下独立争论、撰写地成果，设计（论文）中所引用他人地文字、争论成果，均已在设 计（论文）中加以说明；在本人地毕业设计（论文）中未剽窃、抄袭他人地学 术观点、思想和成果，未篡改试验数据.本设计（论文）和资料如有不实之处，本人愿承担一切相关责任.同学签名：年 月 日欢迎下载精品学习资源三通管注塑模具设计【摘 要】：三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛.本文主要介绍了三通管注塑模具地设计过程 .本设计通过对塑件地工艺分析，确定其主要成型工艺参数，设计了三通管注塑模具中地各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型和抽芯机构、脱模机构、分型面、冷却系统及排气系统等，并对 所选用地注塑机参数进行了校核，最终绘制出模具地装配总图，完成本文地编 写.该注塑模具为双分型面结构，一模一腔，利用推杆将塑件脱出，结构合理， 运行牢靠 .整个设计过程不仅使用了传统地设计方法，仍运用了CAD 、PRO/E 等技术，大大提高了设计地效率 .本次设计能加强对注塑模具成型原理地懂得， 同时锤炼了注塑模具设计和制造才能 .【关键词】：三通管 ，注塑模具 ，侧抽芯欢迎下载精品学习资源Three-way Pipe InjectionMoldDesign Abstract ： The three-way pipe as a connection in daily life is used widely. This paper introduces the process of the three- way pipe injection mold design. Through to the analysis of the technology of plasticparts, determine its main molding process parameters, the design of injection mould three-way pipe each of the system, such as gating system, orientation and the position of the institutions, side parting and core-pulling mechanism, ejection mechanism, the parting surface, cooling systems and exhaust slot. And checked the selected injection molding machine parameters, finallydraw mold assembly drawing, completes the preparation. This injectionmold is two jointsurfaces structure, dying structure adopted one module one cavity, used the side core-pulling mechanism of a roller type slide,using the push rod plastic parts prolapse, it is a reasonablestructure, reliable operation. The whole design process not only using traditional design method, still use of the CAD,PRO / E and other technology greatly improvingthe design efficiency. The design of injection mould can strengthen the understanding of forming principle, while exercising the injection molding design and manufacturing ability.Key words：The three-way pipe injection mold side core-pulling欢迎下载精品学习资源目录第一章引言.5.1.1 塑料注射模具简介 5.1.1.1 概述.5.1.1.2 注射模具基本简介 .5.1.1.3 注射成型地位置 .5.1.2 国内外模具地现状及进展趋势情形 6.1.2.1 我国塑料模具工业地进呈现状 6.1.2.2 国际塑料模具工业地进展趋势 7.其次章 塑料地工艺性分析 .8.2.1 塑件地原材料分析 .8.2.2 塑料件地结构、尺寸精度及表面质量分析92.3 塑件外形分析11第三章 注塑工艺设计 .1 23.1 工艺参数地运算 .1 23.1.1 塑件地体积和质量地运算1. 23.1.2 注塑机地挑选 .1 23.2 塑件注塑成型工艺参数 .1 4第四章 模具结构方案地确定 .1 54.1 分型面地挑选，型腔地数目和排列方式 1. 54.1.1 分型面地挑选 .1 54.1.2 型腔地设计 .1 64.2 成型零件结构设计 .1 64.2.1 凹模结构设计 .1 74.2.2 型芯设计 .1 84.3 成型零件地底版与侧壁厚度尺寸地确定 1. 94.4 浇注系统地设计 .2 04.4.1 主流道地设计 .2 1欢迎下载精品学习资源4.4.2分流道地设计 2.24.4.3 浇口地设计 .2 34.4.4 冷料井地设计 .2 54.4.5 排气系统地设计 .2 64.5 导向与定位机构 .2 64.5.1 导向机构地功用 .2 64.5.2 导向机构地设计 .2 74.5.3 导套地设计 .2 84.6 脱模机构地设计 .2 84.6.1 推杆位置置布置 .3 04.6.2 脱模机构地复位 .3 14.7 侧抽芯机构设计 .3 14.7.1 抽芯距 S抽.3 24.7.2 确定斜导柱倾角 .3 24.7.3 确定斜导柱地尺寸 .3 34.8 滑块与导滑槽地设计 .3 34.8.1 滑块设计 .3 34.8.2 滑槽设计 .3 44.8.3 滑块地导化滑形式 .3 44.8.4 滑块地定位装置 .3 54.9 楔紧块设计 .3 5第五章 模架地设计 .3 65.1 塑料注射模架结构 .3 65.2 标准模架地选用 .3 75.3 定位环 .3 8.5.4 支撑柱 .3 8.设计总结 .3 9.致谢.4 0.参考文献 .4 1.欢迎下载精品学习资源第一章 引言1.1 塑料注射模具简介1.1.1 概述模具工业是国民经济地基础工业，被称为“工业之母 ”在.其次十一世纪地模具制造行业地基本特点是高度集成化和智能化地，敏捷地，和网络，提高产品 质量和生产效率地追求地目标，缩短设计和制造周期，降低生产成本，以最大 限度地提高应变才能地模具制造，以满意用户地需求.近年来，中国地模具工业得到了快速地进展 .1.1.2 注射模具基本简介注射成型也称为注塑成型，其基本原理就是利用塑料地可挤压性与可模塑性，第一将松散地粒状或粉状成型物料从注射机地料斗送入高温地机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆地高压推动下，以很大地流速通过机筒前端地喷嘴注射进入温度较低地闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有肯定外形和尺寸地塑料制品.它与挤出和压延成型方法相比，注射成型可以用来生产空间几何外形特别复杂地塑料制品，而挤出和压延就主要用来成型截面尺寸肯定长度连续地二维塑料制 品.将注射成型与压缩和压注成型相比，它又具有应用面大、成型周期短、生产 效率高、模具工作条件可以得到改善，以及制品精度高和生产条件比较好、生 产操作简洁实现机械化等多方面地优势.在中空吹塑成型中，注射成型仍经常被用来生产吹塑所用地型坯 .1.1.3 注射成型地位置注射成型在整个塑料制品生产行业占有特别重要地位置，目前，除少数几 种塑料外，几乎全部地塑料品种都可以采纳注射成形.据统计，通过注塑工艺所得到地制品大约占了全部塑料制品总产量地30，而全世界每年所需要生产地注射模其数量就约占了全部塑料成型模具数量地50 .早期地注射成型方法主要欢迎下载精品学习资源用于生产热塑性塑料制品，随着塑料工业地快速进展以及塑料制品地应用范畴不断扩大，目前地注射成形方法已经推广应用到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品地生产中 .例如，日本地酚醛（热固性塑料）制品生产过去基本上依靠压缩和压注方法生产，但目前已经有70被注射成型所取代 .注射成型方法不仅广泛应用于通用塑料制品生产，而且就工程塑料而言，它也是一种最为重要地成型方法 .据统计，在当前地工程塑料制品中， 80以上都要采纳注射成型地方法生产 .1.2 国内外模具地现状及进展趋势情形1.2.1 我国塑料模具工业地进呈现状80 岁月以来，在国家产业政策和与之配套地一系列国家经济政策地支持和 引导下，我国模具工业进展快速，年均增速均为13%，1999 年我国模具工业产值为 245 亿， 2003 年模具进出口统计中，我国模具地出口总额为2.52 亿美元, 我国模具地出口总额 3 亿美元,进口额就达到 13 亿多美元 ,在进口模具中地塑料模具占到 50%左右.可以看出，在塑料模具方面，我国与国外产品仍存在较大差 距. 在引进地塑料模具中，以科技含量较高地模具居多，如高精度模具、大型模 具.热流道模具、气辅及高压注射成型模具等.现代塑料制品对表面光滑度、成型时间都提高了更高地要求，因而也推动了塑料模具地进展.以电视机塑料外壳模具为例.其精度已由以前地 0.050.1mm提高到 0.0050.01mm ,制造周期也由 8 个月缩短到了 2 个月,并且使用寿命也由过去可制 10 万20 万件制品延长到了可 60 万件制品 .从电视机外壳塑料模具地进展可以看到，高精密、长寿命、短周期、低成本是模具地进展方向 .目前我国使用掩盖率和使用量最大地模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推杆管这三类产品.以注塑模架为例，目前全国总产值 有 20 多亿元，依据需求，国内约需注塑模架30 多亿元，但国内市场仍没有达到规模，其主要缘由是模具厂地旧观念，一个小地比例较高地注塑模具，外包. 不要重复生产应当买一个标准化，延长了模具地生产周期，而且也不利于修复. 很多相关地模具标准件和没有相应地国家标准，使模具组件地标准规范是当务之急.欢迎下载精品学习资源1.2.2 国际塑料模具工业地进展趋势美国 1991 年发表地 “国家关键技术报告 ”认为:材料领域地进展几乎可以显著改进国民经济全部部门地产品性能 ,提高它们地竞争才能；因此把材料列为六大关键技术地首位 .这是由于先进材料与制造技术是将来国民经济与国防力气进展地基础 ,是各种高、新技术成果转化为有用产品与商品地关键.当前各种新材料市场规模超过 1000 亿美元,估量到 2000 年将达 4 000 亿美元 .由新材料带动而产生地新产品新技术就是一个更大地市场.以上参展工程基本上代表了当前国际和国内地先进水平和进展趋势 .总体来说，西方国家地模具事业进展较早，也比我国更先进一些.国外地模具进展状况详细表现为以下特点：集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息地集成，更应当强调技术人员和管 理方式地集成 .在开发模式制造系统时强调 “多集成 ”地概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合将来制造系统地需要.智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节地智能化，以及模具设备地智能化，也要实现人与系统地融合及人在其中智能地充分发挥.表 1.1 国内外塑料模具技术比较表表 1.1欢迎下载精品学习资源其次章 塑料地工艺性分析2.1 塑件地原材料分析塑件地原材料 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ ABS 塑料） 主要用途：ABS 树脂是五大合成树脂之一，塑料ABS 树脂是目前产量最大，应用最广泛地聚合物，它将 PB，PAN， PS地各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬， 刚相均衡地优良力学性能，仍具有易加工、制品尺寸稳固、表面光泽性好等特点，简洁涂装、着色，仍可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器外表、管道、接头、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广地热塑性工程塑料 .基本性能：塑料 ABS 是一种无毒、无味地，其外观出现出象牙色地半透亮状态，或透亮颗粒或粉状 .其密度为 1.051.18g/ cm3 ,收缩率为 0.4%0.9%,弹性模量值为0.2Gpa,泊松比值为 0.394，吸湿性 <1%，熔融温度 217237，热分解温度>250 .塑料 ABS 有优良地力学性能，其冲击强度极好，可以在极低地温度下使用；塑料 ABS 地耐磨性优良，尺寸稳固性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下地轴承 .ABS 地耐蠕变性比 PSF及 PC 大，但比 PA 及 POM 小.ABS 地弯曲强度和压缩强度属塑料中较差地 .ABS 地力学性能受温度地影响较大 .塑料 ABS 地热变形温度为 93118，制品经退火处理后仍可提高10左右.ABS 在-40时仍能表现出肯定地韧性，可在 -40100地温度范畴内使用 .成型工艺：塑料 ABS 也可以说是聚苯乙烯地改性，比 HIPS 有较高地抗冲击强度和更好地机械强度，具有良好地加工性能，可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设 备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型，仍可以焊接、涂覆、 电镀和机械加工 .ABS 地吸水性比较高，加工前需进行干燥处理，干燥温度为欢迎下载精品学习资源7085，干燥时间为 26h；ABS 制品在加工中简洁产生内应力，如应力太大，致使产品开裂，应进行退火处理，把制件放于内 24h，再冷却至室温即可 .7080地热风循环干燥箱2.2 塑料件地结构、尺寸精度及表面质量分析本课题设计塑件如下图图 2-11） 塑件地结构分析：从图上分析，该零件没有侧孔、内凹槽，塑件地壁 厚较匀称，有利于零件地成型 .因此，模具设计时只需考虑型芯、型腔地加工， 设计模具是必需考虑其至少有一个或两个以上地彻抽芯机构.2） 尺寸精度分析塑件地尺寸精度是指所获得地塑件尺寸与产品图中尺寸地符合程度，即所获塑件尺寸地精确度影响塑件精度（公差）地因素主要有：具制造误差及磨损，特别是成型零件地制造和装配误差以及使用中地磨损；件收缩率地波动； 型工艺条件地变化；塑件地势状，飞边厚度波动； 脱模斜度和成型后塑件尺寸变化等一般塑件地尺寸精度是依据使用要求确定地，但仍必需充分考虑塑料地性能及成型工艺特点，过高地精度要求是不恰当地欢迎下载精品学习资源该塑件尺寸精度无特别要求，设计如图，全部尺寸均为自由尺寸，可按MT 5 查取公差，起主要尺寸公差标注如下：（单位均为mm）（ GB/T14486-1993）塑件外形尺寸： 30 0-0.5080 0 -0.74.-205.500内径尺寸： 18 +0.38023 +0.44020 +0.38040+0.6025+0.5005 +0.240图 2-23） 表面质量分析：该零件为三通管，塑件表面质量包括有无斑点，条纹， 凹痕，起泡，变色等缺陷，仍有表面光泽性和表面粗糙度.为满意制品表面质量及嵌件地定位精度，采纳二板模侧口进胶.塑件地表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能防止冷疤，波纹等疵点外，主要由模具成型零件地表面粗糙度打算.一般模具地表面粗糙度比塑件地表面粗糙度高一级 .对于透亮地塑件要求型腔和型芯地表面粗糙度相同，而不透亮地塑件，就依据使用情形可以不同 .该塑件要求外形美观，色泽明艳，外表没有斑点及溶接痕，粗糙度可取欢迎下载精品学习资源Ra0.8um，（不同加工方法和不同材料所能达到地表面粗糙度GB/T 14234- 1993）而塑件内部没有较高地表面粗糙度要求.4） 塑件壁厚设计地基本原就：匀称壁厚或尽可能一样，否就会因固化或冷却速度不同而引起收缩不匀称，从而在塑件内部产生内应力导致塑件产生翘 曲，缩孔甚至开裂等缺陷 .如塑件结构必需有厚度不匀称时，就应使其变化平缓，防止突变，否就易变形 .塑件壁厚大小主要取决于塑件品种，塑件大小及成型工艺条件，热固性塑料地小塑件壁厚取1.0-2mm，大型件取 3-8mm.热固性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可达0.25mm，但一般不宜小于 0.9mm，常选 2- 4mm.综上分析可以看出，注射时在工艺参数掌握地较好地情形下，零件地成型要求可以得到保证但是为了加工便利和模具装配便利，采纳镶拼结构.2.3 塑件外形分析三通管接头如下列图，该零件材料为ABS，表面要求光滑，不答应有飞边、凹痕等缺陷，故采纳三向侧抽芯 .图 2-3欢迎下载精品学习资源第三章 注塑工艺设计3.1 工艺参数地运算3.1.1 塑件地体积和质量地运算依据塑件 ABS 材料分析，得知材料密度= 1.031.08g/cm3 ，故取平均密度 =1.05 g/cm3 .依据塑件图地尺寸，假设塑件是实体，运算出它地体积，再减去空心部分地体积.（也可直接通过 proe 直接运算出质量）图 3-13.1.2 注塑机地挑选注塑机又名注射成型机或注射机.它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成 型模具制成各种外形地塑料制品地主要成型设备.分为立式、卧式、全电式 .注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而布满模具型腔.1） 初选设备 该塑件制品初步选定注射机类型为螺杆式注射机.欢迎下载精品学习资源2） 注射机地最大注射量确定成型塑件所需地注射量 Mr浇注系统凝料地重量（体积）在模具没有最终确定之前是一个未知数：如 是流淌性好地一般精度塑件，浇注系统凝料为塑件质量或体积地15%-20%（注塑厂统计资料），如是流淌性不太好或是精密塑件，依据每个塑件所需浇注系统地质量或体积是塑件地 0.2 倍，当塑件溶体黏度高，塑件愈小，壁越薄，型腔越多又做平稳式布置时，浇注系统地质量或体积甚至仍要大，所以以塑件总重量（体积）地 60%估算.成型塑料所需地注射量 Mr= 成型塑件地质量 +浇注系统地质量 .即：Mr=25.60+25.60 X 60%=40.96g确定注射机最大注射量 Mmax注射机地最大注射量是指注射机螺杆或柱塞以最大注射行程注射时，一次所能达到地塑料注射量，不同类型地注射机最大注射量有不同地标定方法，螺3杆式注射机是以一次所能注射出地塑料溶体体积（以cm ）表示 .这种方法地优点是不论何种塑料，最大注射量地数值都是相同地，因此，对任一种塑料，一次所能注射地熔体克数为Mmax=V 3式中V - 注射机最大注射量 cm - 所注射地塑料熔体密度g/ cm3生产实践说明：应使塑料制品地用料量之和为其地公称注射量地25%75%，最低不得低于 10%，就有：340.96/0.25=163.84cm340.96/0.75=54.61 cm故注塑机地公称注射量可在 60cm3、125cm3、250cm3 中挑选，初选公称注射量为 125 cm3.即：Mmax= V=125×1.575=196.875g注射机地初步选定 依据注射机地最大注射量以及最大注射压力初步选定注射成型机为 XS-ZY-125, 其主要参数如表欢迎下载精品学习资源表 3.13.2 塑件注塑成型工艺参数查阅参考资料塑料模具设计，可得ABS 塑料地注射工艺参数如下： 预热干燥：温度 100-110 时间 0.5-1.0h料筒温度：前部 150-170 中部 170-190 后部 180-200 喷嘴温度： 170-180模具温度： 50 -70 注塑压力： 70-90MPa 保压压力： 50-70MPa 注射时间： 2-5s保压时间： 10-15s冷却时间： 15-30s总周期： 30-60s后期处理：设备 红外线烘箱 温度 70 时间 0.5-1h欢迎下载精品学习资源分型面分型面第四章 模具结构方案地确定4.1 分型面地挑选，型腔地数目和排列方式4.1.1 分型面地挑选分型面地挑选很重要，它对塑件地质量，操作难易，模具结构及制造影响很大.在挑选分型面地时候应遵循以下基本原就：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；确定有利地留模方式，便于塑件顺当脱模；保证塑件地精度要求；满意塑件地外观质量要求；考虑成型面积和锁模力；便于模具加工；对侧抽芯地影响；考虑排气成效 .因此，在设计中，分型面地挑选很重要，它对塑件地质量操作难易，模具结构及制造影响很大 .分型面要求设计在塑件地最大截面积处，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，也应当充分考虑该塑件地塑性.因此设计了其两种分型面 .图 4-1图 4-2如图 4-1 所示，假如按此位置作为分型面，模具考虑用一个彻抽芯机构即欢迎下载精品学习资源可.而模具分析，假如依据图 4-1 其前后模就需要增加滑块才能脱模，使得大大增加了模具地制作难度，假如依据图4-2 作为分型面，模具如图 4-2 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 4-1 地分型面可削减彻抽芯数目，模具加工简洁，但对工件成型影响较大，三通管直孔位置排气相对图4-2 相差很大，简洁造成气纹，使得三通管内部精度不足，成型难，而图4-2 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，精度精确，因此，通过以上两种分型面综合考虑，最终选择以图 4-2 所示位置为分型面，4.1.2 型腔地设计为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度、模 具设计前应确定合理地型腔数目 .由于型腔地排布与浇注系通亲密相关地，所以在模具设计时应综合加以考虑 .型腔地排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需地足够压力，以保证塑料熔体能同时匀称地充填每个型腔，从而使各个型腔地塑件内在质量均一稳固，因此，设计型腔如图4.3 所示.图 4-34.2 成型零件结构设计成型零部件地设计应在保证塑件质量要求地前提下，从便于加工、装配、使用、修理等角度加以考虑 .其中最重要地是凹模和凸模尺寸地设计.成型零部件工作尺寸时指成型零部件上直接打算塑件外形地有关尺寸，主要包括型腔和型欢迎下载精品学习资源芯地径向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等.本设计中采纳平均值法运算，其中， 塑件地未注公差取 IT7 级精度.塑件尺寸地公差值可查相关资料得到 .模具制造精度取 .=31.4.2.1 凹模结构设计凹模是成型塑件外表面地零部件，用于成型制件地外表面，有被称为阴模、型腔 .其结构类型不同主要可分为有整体式和组合式.（1） 整体式整体式凹模是由整块金属材料直接加工而成，用于外形简洁地中小型模具.其特点是强度高、刚度好，如图 :图 4-4（2） 组合式组合式是将整体式凹模作为一种凹模块，直接嵌入到固定板中，或嵌入模框中，在将模框嵌入到固定板中 .适用于制作尺寸不到地多型腔 .其特点是加工便利，易损件便于更换，凹模可用冷挤压或其他方法单独加工，型腔外形与尺寸一样性好 .设计如图：欢迎下载精品学习资源图 4-5而本塑料如采纳整体式，就会导致侧向抽芯地难度加大，增加成本.所以采纳组合式 .这样可以改善加工工艺性，削减热变形，并且能更有效地排气.所以采纳组合式地设计 .4.2.2 型芯设计凸模和型芯是成型塑件内表面地主要零件，本设计中塑件对称性好，结构简洁，只需三个大型芯，不必再设小型芯，其型芯设计成图4-6图4-6欢迎下载精品学习资源4.3 成型零件地底版与侧壁厚度尺寸地确定塑料模具型腔在成型过程中受到熔体地高压作用，应具有足够地强度和刚度，假如型腔