三通管塑料模具设计.pdf

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1、-2-/33 三通管塑料模具设计 摘 要：随着现代工业的迅速发展，模具技术得到了越来越广泛的运用，尤其在汽车、电器、电机、仪表、日用品工业中。本次设计以三通管塑料模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具总的装配等一系列模具生产的所有过程设计。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。在设计中除使用传统方法外，同时引用了 CAD、UG 等技术，提高工作效率。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。关键词：三通管塑料模具

2、成型工艺分析 模具结构设计、装配 -3-/33 目录 第一章 概述-5-1.1 塑料成型在塑料工业中的地位-5-1.2 塑料模塑成型及塑料成型模具-5-1.3 塑料模具成型技术的发展动向-6-第二章 塑件的工艺分析-7-2.1 塑料件的原材料分析-7-2.2 塑料件的结构、尺寸精度、及表面质量分析-7-第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制-8-3.1 计算塑模的体积及浇注系统体积-8-3.2 计算塑模的质量-9-3.3 选用注塑机-10-3.4 塑件注射成型工艺参数-10-第四章 模具结构方案的确定-11-4.1 分型面的选择-11-4.2 型腔的排列方式-12-4.3 定模与动模结构的

3、确定-12-4.4 浇注系统的设计-14-4.4.1 主流道的设计-15-4.4.2 冷料井的设计-16-4.4.3 分流道的设计-17-4.4.4 浇口设计-18-4.5 推出方式的选择-19-4-/33 4.6 抽芯机构的设计-20-4.7 冷却系统的设计-21-4.8 排气系统的设计-21-4.9 标准模架的选用-22-第五章 成型零件工作尺寸的计算-24-5.1 型腔的工作部位尺寸-24-5.2 型芯的工作部位尺寸-26-5.3 模具型腔侧壁后的估算-27-第六章 注塑机的校核-27-6.1 注塑压力的校核-27-6.2 注塑量的校核-28-6.3 锁模力校核-28-6.4 模具厚度的

4、校核-28-6.5 开模行程的校核-29-6.6 模具在注塑机上的安装-29-附录-30-体会与致谢-33-参考文献-34-5-/33 第一章 概述 1.1 塑料成型在塑料工业中的地位 塑料工业包含塑料生产和塑料制品生产（称为塑料加工或塑料成型工业）两个系统。没有塑料生产，就没有塑料制品生产；没有塑料制品生产，塑料就不能变成产品或生活资料。这是一种密切的、相互依存的关系。塑料制品的生产主要由塑料的成型、机械加工、修饰和装配四个基本工序组成。有些塑料在成型之前需要经过预处理（预压、预热、干燥等）。因此，塑料制品生产的完整工序为：预处理、成型、机械加工、修饰、装配。这个生产顺序不能颠倒，否则会影响

5、制品质量。在五个基本工序中，塑料的成型是最重要的，是一切塑料制品和塑料生产的必经过程。其他四个工序却是根据塑料制品的要求而定，不是每个制品都需要经过这四个工序，甚至有可能都不需要这四个工序中的任何一个工序。后三个工序有时统称为二次加工。因此，可以说塑料的成型在塑料制品生产乃至塑料工业中占有重要地位。1.2 塑料模塑成型及塑料成型模具 塑料成型的种类很多，有各种塑料成型、压层及压延成型等。其中塑料模塑成型种类较多，如挤出成型、压缩模塑、传递模塑、注射模塑等。他们的共同特点是利用塑料模来成型具有一定的形状和尺寸的塑料制品。塑料成型模具（简称塑料模）是塑料模塑成型关键的工艺装备。这是因为在现代塑料制

6、品生产中，正确的加工工艺、高效率的设备、先进的模具是影响塑料制品生产的三大重要因素，而塑料模对塑料塑模工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极其重要的作用，高效率全自动的设备只有配备了适应自动化生产的塑料模才可能发挥其效能；产品的更新也是以模具的制造和更新为前提。目前，对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，因而对塑料模的要求也越来越迫切。-6-/33 1.3 塑料模具成型技术的发展动向 为了使各种性能优良的塑料在国民经济的各个领域中进一步得到应用，必须在发展塑料生产的同时，努力发展塑料成型工业，研究塑料加工新技术。塑料模塑成型的发展动向如下：（1）加深理论研究 加深塑料成型理论基

7、础和工艺原理的研究，借以改进成型工艺方法、成型模具及成型设备。（2）高效率、自动化 简化塑料制品成型工艺过程，缩短生产周期是提高生产率的有效方法。高速自动化的塑料成型机械配合先进的模具也是提高塑料制品质量，提高生产率的有效方法。（3）大型、微型、高精度 为了适应国民经济各个部门对塑料成型工业的要求，塑料制品正向大型、微型、高精度的方向发展，塑料模也相应向大型、微型、高精度的方向发展，大型、小型和新型的塑料成型设备亦不断涌现。如有适应于一次注射量达 96Kg 的大型注射机，也有适应于制造手表零件的一次注射量仅为 0.02g 的超小型精密注塑机。（4）高寿命和简单经济模具 为了适应大批量生产，正在

8、从模具结构设计、模具材料及热处理、模具表面强化、模具制造等方面提高模具寿命。当前正研究和推广应用易切削钢、预硬钢、耐腐蚀钢以及模具表面强化新技术，使塑料模的精度和寿命大大提高。同时，为了适应小批量生产，正在注意简易经济模具的应用。（5）模具制造先进设备及先进工艺 现在高效、精密、数控、自动化的模具加工设备发展很快，数控铣床、仿形铣床、各种加工中心、坐标磨床、各种数控电加工机床及模具装配与检测机械和仪器不断发展和应用，这对于保证塑料模具的加工精度和缩短周期其到了关键性的作用。（6）模具的标准化与专业生产化 这是提高模具质量，缩短模具制造周期的根本性措施，也是塑料模发展的方向。（7）计算机辅助设计

9、和计算机辅助制造模具技术 虽然在塑料模方面应用这种新技术比在冷冲模方面难度大，但同样被塑料模行业所重视，成为塑料模设计与制造的发展方向。此外，对于一些特殊的塑料制品，采用了各种特殊的成型工艺、模具及设备。-7-/33 第二章 塑件的工艺分析 2.1 塑料件的原材料分析 塑件的材料采用 PP（即聚丙烯），收缩率为 1.0%-2.5%，是继尼龙之后发展的又一优良树脂品种。从使用性能上看，综合性能良好，是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，且在低温下也不迅速下降，耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好，水、无机盐、碱、多种酸对 ABS 几乎无影响，尺寸稳定，易于成型和机械加工。未着色时

10、呈白色半透明，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬；从成型性能上看，流动性较好，成型收缩率小，比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短，但 ABS 的吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的干燥；透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。2.2 塑料件的结构、尺寸精度、及表面质量分析 图 2 塑料件三维图 -8-/33 1）塑件的结构分析：从图上分析，该零件没有侧孔、内凹槽，塑件的壁厚较均匀，有利于零件的成型。因此，模具设计时只需考虑型芯、型腔的加工，该零件属于一般难度。2）尺寸精度分析：零件有精度尺寸要求均为 6 级塑件精度，属于一般

11、精度，在模具设计和制造过程中要保证这些尺寸精度的要求。其余尺寸均无特殊要求，可按 7 级塑料精度查取公差值。且该工件尺寸适中，一般精度要求为一模两腔，并要求不对其进行后加工。3）表面质量分析：该零件为三通管，为满足制品表面质量及嵌件的定位精度，采用二板模侧口进胶。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制的较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证但是为了加工方便和模具装配方便，采用镶拼结构。第三章 成型设备的选择与模塑工艺参数的编制 3.1 计算塑模的体积及浇注系统体积 图 2 塑料件的实体图 计算塑件的体积：V15308.6mm3 -9-/33 图 3 浇注系统 浇注系统的体积为 V2=1000

12、mm3 一次注射所需的塑料总体积为 V=2V1+V2=11616 mm3 3.2 计算塑模的质量 图 4 一模两腔图 由于工件要求采用一模两腔如上图图所示 -10-/33 按工件图纸经三维造型得 Vs=2.7L 查表得塑料 pp 密度为 1.02-1.16g/cm 单件塑料重量 m=v=1.062.72.86g 3.3 选用注塑机 根据以上分析，计算，查表初选注射机型号为XS-ZY-125。注射机 XS-ZY-125有关技术参数如下：额定注射量/cm：125 注射压力/mpa：120 锁模力/KN：900 最大成型面积/cm：320 最大开合模行程/mm：300 模具最大厚度/mm：300 模

13、具最小厚度/mm：200 喷嘴圆弧半径/mm：12 喷嘴孔径/mm：4 动定模板尺寸/mmmm：428458 拉杆空间/mm：260 290 3.4 塑件注射成型工艺参数 塑件注射成型工艺参数如表一所示，试模时，可根据实际情况作适当调整模。表一 ABS 塑料的注射成型工艺参数 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度：8085 成型时间 S 注射时间：2090 时间：23h 保压时间：05 料筒温度 后段：150170 冷却时间：20120 -11-/33 中段：165180 总周期：50220 前段：180200 螺杆转速 r/min 30 喷嘴温度 170180 后处理 方法：红外

14、线、烘箱 模具温度 5080 温度：70 注射压力 MP 60100 时间 h：24 第四章 模具结构方案的确定 4.1 分型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具的结构。应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果

15、塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯。分型面的形状有平面、斜面、阶梯面和曲面。分型面应尽量选择平面的，但为了适应塑件成型的需要和便于塑件的脱模，也可以采用后三种分型面，后三种分型面虽然加工较困难，但型腔加工却比较容易。此注射模具的分型面形状为平面，目的为了适应塑件成型的需要和满足塑件-12-/33 质量要求，使型心留在定模一

16、侧。选择塑件的最大轮廓处为分型面，不仅减小了由于脱模斜度造成塑件的大小端尺寸差异，还有利于排气和防止溢流。综上所述，设计如图所示：图 5 分型面图 4.2 型腔的排列方式 由于型腔的排布与浇注系通密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的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的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要有两个型腔。如图5 所示。4.3 定模与动模结构的确定 由于制品比较简单，定模结构与动模结构都采用整体式结构如图6、如图 7所示。-13-/33 图 6 定模结构 图 7

17、 动模结构 -14-/33 4.4 浇注系统的设计 普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。1 主浇道 主浇道是指从注射机喷嘴与模具接触开始，到分浇道支线为止的一段料流通道。它起始将熔体从喷嘴引入模具的作用，其尺寸的大小直接影响熔体的流动速度和填充时间。2 分浇道 分浇道是主浇道与行腔进料口之间的一段流道，主要起分流和转向作用，即使熔体由主浇道分流到各个型腔的过渡通道，也是浇注系统的断面变化和熔体流动转向的过渡通道。此次塑件无分流道。3 浇口 浇口是指料流进入行腔前最狭窄的部分，也是浇注系统中最短一段，其尺寸狭小且短，目的是使料流进入行腔前加速，便于充满行腔，且有利于封闭行腔口，防止熔

18、体倒流。另外也便于成型后冷料与塑件分离。4 冷料穴 在每个注射成型周期开始，最前端的料接触低温模具后会降温变硬被称之为冷料，为防止此冷料堵塞浇口或影响制件的质量，而设置的料穴，其作用就是储藏冷料。冷料穴一般设在主浇道的末端，有时在分流道的末端也增设冷料穴。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：(1)型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2)型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。(3)系统流道应尽可能短，

19、断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。(4)对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。(5)满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。(6)浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。根据以上，设计如 8 下所示:-15-/33 图 8 浇口设计（1）确定分型面位置 由制品本身的外观形状确定制品的分型面为最大投影面积处。（2）确定浇口形式及位置 由于采用二板模结构，浇口的形式为侧浇口。初步设计主流道及分流道形状和

20、尺寸，主流道设计成圆形，内壁粗糙度取 0.4mm。分流道截面设计成圆型截面加工较容易，且热量损失与压力损失均不大为常用形式。圆型截面分流道直径可根据塑料流动性等因素确定，该塑料件采用 ABS塑料，流动性中等所以选圆型截面。根据经验分流道直径 d 可取 2 到 3.5mm,所以我选择 3mm。4.4.1 主流道的设计（1）为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因 ABS 的流动性为中性，故其锥度取 3 度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为 R0.3um，小端直径取 4mm。（2）主流道大端呈圆角，其半径取 r=13mm,以减少流速转向过渡的阻力，

21、r=1.5mm。（3）在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。（4）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴-16-/33 紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为 R2=R1+(12),其小端直径 D=d+(0.51),凹坑深度常取 34mm。在此模具中取 R2=1112mm。由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套图 9，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环图 10，圆盘凸出定模端面的长度 H=510mm。图 9

22、 衬套 图 10 定位环 4.4.2 冷料井的设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。常见的冷料穴及拉料杆的形式有如下几种：1.钩形（Z 形）拉料杆 2.锥形或钩槽拉料穴 3.球形头拉料杆 4.分流锥形拉料杆 5.无推杆的拉料穴 基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型腔固定板上，因此它不能随脱模机构运动。利用 Z 头形的拉料杆配合冷料井图 10 或圆柱 T 字头如图 11

23、 所示。-17-/33 图 10 T 字拉料杆 图 11 圆柱头拉料杆 4.4.3 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及 U 形。分流道设计要点：（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）.分流道较长时，在

24、分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。-18-/33（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。4.4.4 浇口设计 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为 0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正

25、。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。（2）浇口设置应有利于排气和补塑。（3）浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚

26、相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。（4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。-19-/33（5）浇口位置

27、应避免侧面冲击细长型心或镶件。综上本模具用侧浇口较为浇口理想，采用截面为矩形的侧浇口，尺寸为 11.23.2m。浇口位置如图 12 所示。图 12 浇口位置 4.5 推出方式的选择 因此模具的型腔内壁可以不进行任何表面处理，有较高的粗糙度，使塑件可以留在动模上，采用推杆推出，可以保证塑件的推出，模具结构也比较简单。推杆推出机构是最简单最常用的一种形式。推杆的截面形状可以根据塑件的情况而定，如圆形、矩形等，此推杆采用的是圆形。圆形推杆如图 13 所示。图 13 推杆 推出力 F=Ap(ucos-sin)+qA1 A 2Rh=3.141677.24 =3880 mm -20-/33 Ft=3880

28、1.210(0.3cos3.08sin3.08)/10+0.093.1428.9N =410N 4.6 抽芯机构的设计 当制品侧壁上带有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍制品成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或是侧凹的零件做成活动的，这零件称为侧型芯。在制品脱模前必须抽出侧型芯，然后才可以从模具中推出制品，完成侧型芯的抽出与复位的机构称为侧向抽芯机构。当制品侧壁上带有与开模方向不同的内外侧孔或侧凹等阻碍制品成型后直接脱模时，必须将成型侧孔或是侧凹的零件做成活动的，这零件称为侧型芯。在制品脱模前必须抽出侧型芯，然后才可以从模具中推出制品，完成侧型芯的抽出与复位的机构称为侧向抽芯机构。抽芯距 抽芯

29、距是指在侧型芯从成型位置抽到不妨碍制品取出位置时，侧抽芯在抽拔的方向所移动的距离。抽芯距一般是要大于制品的侧孔深度或凸台高度 23mm。h 为制品上的侧孔深度，所以抽芯距s 为)32(hs 斜导柱工作部分的长度为sin/sl 完成抽芯距时所需的开模行程为ctgsh 在生产的过程中斜角取oo2015,最大不超过 25o 楔紧块的设计 楔紧块在制品成型过程中，型芯在抽芯方向受到熔体的较大的推力作用,这个力通过滑块传递给斜导柱，而一般导柱为细长杆，受力后容易发生变形。所以楔紧块的设置可以压紧滑块，使之不发生移动，从而保护斜导柱和保证滑块在成型时的位置精度。楔紧块的形式一般用螺丝钉、销钉来固定，便于制

30、造、装配和调整，适合于楔紧力不大的场合。楔紧块的楔紧角为 要求楔紧块的楔角必须大于斜导柱的斜角，这样在一开模，楔紧块就让开，否则斜导柱将无法带动滑块-21-/33 作抽芯运作，一般)32(oo。4.7 冷却系统的设计 图 14 冷却系统设计图 由于制品薄壁厚为 1.5 mm，模具较小确定水孔直径为 8mm，在型芯上所用阶梯式水管泠却装置。如图 14 所示。由于冷却水道的位置、结构形势、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。4.8 排气系统的设计 型腔内气体的来源，

31、除了型腔内原有的空气外，还有因塑料受热或凝固而产生的低分子挥发气体。一般来说，对于结构复杂的模具，事先较难估计发生气阻的准确位置。所以，往往需要通过试模来确定其位置，然后再开排气槽。排气的方式有开设排气槽和利用模具零件配合间隙排气。开设排气槽通常要遵循的原则是：（1）、排气槽最好开设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生的 -22-/33 飞边，易随塑件脱出。（2）、排气槽的排气口不能正对操作人员，以防熔料喷出而发生工伤 事故。（3）、排气槽最好开设在靠近嵌件和塑件最薄处，因为这样的部位最 容易形成熔接痕，宜排出气体，并排出部分冷料。（4）、排气槽的宽度可取 1.51.6mm,其深度以不大于所

32、用塑料的溢 边值为限，通常为 0.020.04mm。本塑件的排气槽开设在分型面上，因为分型面上因排气槽而产生的飞边，容易随塑件脱出。采用间隙排气的方法，利用了分型面及零件的配合间隙排气。4.9 标准模架的选用 1、型腔强度和刚度计算 为了方便加工和热处理其型腔为镶拼结构。因为型腔为整体式，因此型腔的强度和刚度按型腔为整体式进行计算。由于壁厚计算较麻烦也可参考经验数据，查模具设计指导型腔侧壁厚s=28mm。2、初选注射机 注射量：该料制件单件重 m=2.86g 浇注系统重量计算大致为 m=v=3.53.5 3.141141.065g 则注射机注塑量 m=V/0.8=17/0.8=21.25g。m

33、 机额定注射量 m 塑塑件与浇注系统凝料重量和。3、注射压力 P 注P 成型 查表塑料成型时的注射压力 P 成型=70140Mpa。4、锁模力 锁模力PF 式中 P 塑料成型时型腔压力，pp 塑料型腔压力 P=30Mpa。F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和。各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积 F=（3.14 7+3206+3.1457.8）=11004 mm PF=33.411004 N -23-/33 =367 KN 根据以上分析，计算，查表 624 初选注射机型号为 XS-ZY-125。注射机 XS-ZY-125 有关技术参数如下：额定注射量/cm 125 注射压力/mpa

34、 120 锁模力/KN 900 最大成型面积/cm 320 最大开合模行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 200 喷嘴圆弧半径/mm 12 喷嘴孔径/mm 4 动定模板尺寸/mmmm 428458 拉杆空间/mm 260 290 5、选标准模架 根据以上分析计算以及型腔尺寸及位置尺寸可确定模架的结构形式和规格，查表，由于制品形状及设计结构原因标准模架，所以采用标准模架，如图15 所示。定模座板（mm）：32 A 板 （mm）：25 B 板 （mm）:25 动模板 （mm）：50 模脚 （mm）：80 动模座板（mm）：32 模具厚度 H=32+25+25+50+

35、80+32 =244 mm 模具外形尺寸：355400250mm -24-/33 图 15 标准模架 第五章 成型零件工作尺寸的计算 5.1 型腔的工作部位尺寸 所谓工作尺寸是零件上直接用于成型塑件部分尺寸，只要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸。查表得 PP 塑料的收缩率是 1.0%-2.5%。平均收缩率为 S=(1.0%-2.5%)/2=0.55%取 S=2.0%由于塑件材料为 ABS，因上未注明公差，所以计算时以一般精度公差计算，即为 4 级精度。-25-/33 即图上所有尺寸的公差如下：（查教科书表 3-7）116 53.5 34.1 39.2 19.5 25.5 3 80

36、 75 1 15 16 39.3 25.6 模具制造公差取=/3 型腔尺寸：D=（D+DScp%3/4）+0 =（116+1160.0050.750.22）+00.32/3 mm =116.415+00.07 mm D=（D+DScp%3/4）+0 =(53.5+53.50.0050.750.32)+00.26/3 mm =53.63+00.10 mm D=（D+DScp%3/4）+0 =(34.1+34.10.0050.750.22)+00.32/3 mm -26-/33 =34.311+00.08 mm H=(H+H Scp%2/3)+0 =(25.5+25.50.00520.22/3)+

37、00.32/3 mm =25.511+00.07 mm H=(H+H Scp%2/3)+0 =(3+30.00520.12/3)+00.32/3 mm =3.037+00.04 mm 式中：D径向外型基本尺寸（mm）H塑件外型高度基本尺寸（mm）d塑件径向内型基本尺寸（mm）h塑件内型深度基本尺寸（mm）x修正系数 取 0.5-0.75 塑件公差（mm）模具制造公差 取（1/3-1/4）5.2 型芯的工作部位尺寸 d=(d+d Scp%+3/4)0 =(43.03+43.030.005+30.26/4)00.26/3mm =43.4400。08 mm d=(d+d Scp%+3/4)0 =(4

38、5.29+45.290.005+30.26/4)00.26/3 mm =45.71 00。08 mm d=(d+d Scp%+3/4)0 =(13+130.005+30.22/4)00.26/3 mm =13.2300。07 mm d=(d+d Scp%+3/4)0 -27-/33 =(24+240.005+30.24/4)00.26/3 mm =24.24 00。08 mm h=(h+h Scp%+2/3)0=(2.25+2.250.005+20.1/3)00.26/3 mm=2.3300。06 mm h=(h+h Scp%+2/3)0=(1.5+1.50.005+20.09/3)00.26

39、/3 mm=1.5700。05 mm 式中：D径向外型基本尺寸（mm）H塑件外型高度基本尺寸（mm）d塑件径向内型基本尺寸（mm）h塑件内型深度基本尺寸（mm）x修正系数 取 0.5-0.75 塑件公差（mm）模具制造公差 取（1/3-1/4）5.3 模具型腔侧壁后的估算 由于利用公式计算比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们根据书中的经验值来取,侧壁厚 S=25mm。第六章 注塑机的校核 6.1 注塑压力的校核 查表塑料成型时的注射压力 P 成型=70140Mpa，而所选注塑机压力注射压力为 120 mpa，所以注塑压力符合要求。-28-/33 6.2 注塑量的校核 注塑机的最大注塑量应

40、大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%内。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V机 nV塑V浇 式中 V机注塑机的最大注塑量，125cm3；n塑件的个数，2 个；V塑塑件的体积，该产品 V塑5.3cm3 V浇浇注系统体积，该产品 V浇1cm3 故 V机=125 cm3（25.3+1）/0.8=14.5cm3 所以注塑量满足要求。6.3 锁模力校核 P锁模力pF 式中 P锁模力注塑机的额定锁模力，900KN；p塑料成型是型腔压力，ABS 塑料的型腔压力30MPa；F浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和(mm2)。使用 UG

41、软件计算出塑件在分型面上的投影面积为 4076mm2。浇注系统在分型面上的投影面积约为 100mm2。因为 pF=30（40762+100）=247.56kNP锁模力=600 KN 故注塑机的压力满足要求。6.4 模具厚度的校核 HmaxHHmin Hmin注塑机允许最小模厚=200mm；Hmax注塑机允许最大模厚=300mm；H模具闭合高度=244mm。故模具厚度满足要求。-29-/33 6.5 开模行程的校核 开模行程校核:注射机最大开模行程 S S h 件+h 浇+a+(510)mm 式中 h 件塑料制品高度（mm）h 浇浇注系统高度（mm）2 h 件+2 h 浇+(510)=26+21

42、00+10 =222 mm 均满足要求。6.6 模具在注塑机上的安装 从模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间采用压板固定模具，所以选注射机规格满足要求。如图 16 所示。图 16 安装图 -30-/33 附录 定模仁工艺卡 序号 加工 工序 负责 单位 作 业 内 容 加 工机 器 表面加工亮度 公差 检验 量具 1.备料 仓管 根据材料表备料规格255X305X45mm 锯床 粗糙面+1 mm 直尺 2.铣床 铣床组 粗铣加工图纸形状,各尺寸单边留磨 0.30,保证直角(0.02mm 以内),包括水孔及罗孔 铣床 机加工面 0.02 mm 卡尺 3 钳工 钳工组 螺丝孔攻丝 热处理 真 空 热

43、处 理 硬度零 件名称 定模仁 常用材质 S136 STAVAX(热处理)适用模具 小型模具 -31-/33 HRC4952 仪 4 磨床 磨床组 研磨六面角尺,磨对图纸形状及各项尺寸 平面磨床 光面 0.005 mm 分厘卡 5 线割 线割组 线割模仁内部形状 慢走丝线割机 光面+0.01mm 块规 6 C NC 组 加工模仁口部成型部分及分型面 高速加工机 光面-0.03mm 三次元 7 抛光 抛光组 抛光成型部分 手工 1500#一般要求 未标注(要求)之公差 未标注(要求)之表面加工亮度 核准 审核 文件制 作 制 作 日 期 0.005 研磨加工 动模仁工艺卡 零 件名称 母 模 仁

44、 常 用 材质 S136 STAVAX(热处理)适用模具 手机、小型模具 -32-/33 序号 加 工工序 负责单位 作 业 内 容 加 工 机器 表面加工亮度 公差 检验 量具 1.备料 仓管 根据材料表备料规格255X305X45mm 锯床 粗糙面 +1 mm 直尺 2.铣床 铣床组 粗铣加工尺寸140.3X80.3X40.3保证直角度 0.02以内,加工图纸要求各孔(包括滑块抽芯预孔)铣床 雾面+0.02 mm 卡尺 3 钳工 钳工组 所有螺牙钳工攻丝 4 C NC组 型腔粗加工留放电余量0.5mm 高速加工机 光面 0.05mm 卡尺 热 处理 5 磨床 磨床组 抓六面角尺磨对外形尺寸

45、 平面磨床 光面-0.01mm 千分尺 线割 线割组(根据模仁情况酌情决定)6 C C 组 精加工型腔留放电余量0.1mm 高速加工机 光面-0.02mm 三次元 7 放电 放电组 放电加工型腔.滑块型芯孔及进料点 火花机 火花纹-0.02mm 卡尺 8 抛光 抛光组 型腔和进料作镜面抛光 手工 1500#一 般 要 求:未标注(要求)之公差 未标注(要求)之表面加工亮度 核准 审核 文 件制 作 制 作 日 期 0.005 研磨加工 -33-/33 体会与致谢 通过对三通管塑料成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法

46、，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在塑料模具设计过程中，通过自学，基本能够运用所了解的基础理论、专业知识和基本技能，提高分析与解决工程实际问题的能力。熟练地翻阅资料和手册，掌握塑料模设计的步骤和方法、选用塑料模有关标准模架、设计非标准模具零件以及编制典型模具零件加工工艺及模具装配工艺。塑料模设计的基本工艺流程大概包括：1塑料制品的分析；2成型设备的选择与模塑工艺参数的编制；3模具结构方案的确定；4塑件成型零件尺寸计算；5注射机有关工艺参数的校核等部分组成。总之，通过毕业设计，充分利用计算机技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。

47、最后要感谢指导老师的细心指导及同学的帮助才得以最终完成此次设计。但错误之处在所难免，望批评指正。非常感激！-34-/33 参考文献 1 塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册M 机械工业，1997 2 李绍林，马长福实用模具技术手册MXX 科学技术文献，1998 3 翁其金塑料模塑工艺与塑料模设计M机械工业，2000 4 骆志斌模具工实用技术手册MXX 科学技术，2000 5 冯炳尧等.模具设计与制造技术简明手册M XX 科学技术，1990 6 胡石玉.模具制造技术M.东南大学.1997.7 黄雁，彭华太.塑料模具制造技术M.华南理工大学.2003.8 孙凤勤.模具制造工艺与设备M.机械工业.1999.9 孙凤勤.冲压与塑压设备M.机械工业.1997.10 王忠银，于滨.型腔模具结构图册M.XX科学技术.1999.11 模具标准选编组.模具标准汇编（二）M.中国标准.1992.12 中国模具工业协会标准件委员会.中国模具标准件手册M.XX 科学普及.1989.13 徐圣群.简明机械加工工艺手册M.XX科学技术.1994.