45度下水管弯头模具设计.docx

摘　要

本课题为45°下水管弯头的模具设计.成型为塑料注塑.注塑是指受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。　注射成型过程大致可分为以下6个阶段合模 注射 保压冷却开模制品取出 上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。
关键词：模具设计 注塑成型 塑料注塑

目 录
摘要······························································１
ABSTRACT·······················································２
第一章、前言······················································５
１.１课题的及研究意义··············································５
１.２模具发展行业的研究现状··········································５
第二章、硬质聚氯乙烯(PVC-U)注塑工艺要求··············7
2.1············································7
2.2·········································７
2.3、·················································８
2.4···················································８
第三章、模具结构的设计············································９
3.1、主视图····················································· 9
3.2、平面图····················································· 9
3.3、安装示意图················································ 10
3.4、模架图···················································· 10
第四章、模具的尺寸计算·········································· １2
··········································· １2
··········································· １2······································ １2·········································· １2·············································· １2第五章、模具型······························································ １3··········································· １35.2··············································· １3
5.3········································· １4
第六章、注塑机的选择和注塑工艺规程的编制 ···························································· １5
6.1注塑机的选择············································ １5
6.2注塑工艺规程的编制······································ １6
致谢··························································· １7
参考文献······················································· １8

第一章前 言

1.1课题的特点及研究意义
随着科学技术的不断发展，加工技术不断深化，加工件的精度日益提高，近年来模具的制造也得到长足的进步。至今，我国模具制造行业的产值已超过机床工业。有关板料冲压技术方面的问题愈来愈为人们所关注，相应的冲压工艺理论的研究及冲压机理的探讨也随之不断深化，如何从冲压工序基本应力与变形状态的分析着手，改善冲件的质量精度，并提高模具的寿命也就显得愈为重要。冲压、锻造、压铸、注塑、挤压、旋压等材料加工工艺属于少无切削加工工艺，该类成形工艺方法与切削加工相比，具有生产效率与材料利用率高、产品质量与稳定性好、能耗与成本低等显著特点，因而在电子信息、仪器仪表、交通、轻工、家电等行业中得到广泛应用。因此，模具是现代加工制造业规模生产不可或缺的工艺装备，材料成形工艺与模具在产品生产的各行各业中发挥着极其重要的作用。在现代机械制造中，模具设计己成为国民经济中一个非常重要的行业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电了和航天等行业中尤显重要。
本课题研究的是注塑工艺，该件较小且薄，模具中零件布置较难，成形难度大，所需工序多，生产批量大，要求效率高。结构形式如图1.1所示。传统的导线连接是采用压接或炸接的方法，工艺比较复杂，劳动强度大，通常连接一个接头需要花费十几分钟，甚至是几个小时，费时又费力，为了解决这一难题，联合开发的快速导线连接管和耐张接头是输电线路连接器材的更新换代产品，该产品可有效地提高导线连接效率，由几十分钟缩短为几分钟，大大降低了劳动强度和生产成本，特别是因突发事件造成停电事故的抢修中，能迅速排除故障，正常供电，取得良好的社会效益和经济效益。
1.2 模具发展行业的研究现状

第二章、硬质聚氯乙烯(PVC-U)注塑工艺要求

第三章、模具结构的设计
1、主视图

2、平面图

连接安装示意图

模架图

第四章、模具的尺寸计算
第五章、模具型  (1)模具精度；
(2)成型收缩率；
(3)制品使用环境的温度、湿度以及波动的幅度。

１.１注塑精密成型材料的选择原则
    机械强度高、尺寸稳定性好、抗蠕变性能好、环境适应范围广。常用的有四种材料：
    (1)POM及碳纤维增强( CF) 或玻璃增强(GF)；这种材料的特点是耐蠕变性能好，耐疲劳、耐候性、介电性能好，难燃，加入润滑剂易脱模。
    (2)PA及玻纤增强PA66，其特点：抗冲击能力及耐磨性能强，流动性能好，可成型0.4mm壁厚的制品。玻纤增强PA66具有耐热性(熔点250℃)，其缺点是具有吸湿性，一般成型后都要通过调湿处理。
    (3)PBT增强聚酯，成型时间短。成型时间比较如下：PBT≤POM≈PA66≤PA6。
    (4)PC及GFPC特点：良好的耐磨性，增强后刚性提高，尺寸稳定性好，耐候性、难燃及成型加工性好。
（1） 表面粗糙度影响零件的耐磨性。表面越粗糙，配合表面间的有效接触面积越小，压强越大，磨损就越快。
（2） 表面粗糙度影响配合性质的稳定性。对间隙配合来说，表面越粗糙，就越易磨损，使工作过程中间隙逐渐增大；对过盈配合来说，由于装配时将微观凸峰挤平，减小了实际有效过盈，降低了联结强度。（4） 表面粗糙度影响零件的抗腐蚀性。粗糙的表面，易使腐蚀性气体或液体通过表面的微观凹谷渗入到金属内层，造成表面腐蚀。
（5） 表面粗糙度影响零件的密封性。粗糙的表面之间无法严密地贴合，气体或液体通过接触面间的缝隙渗漏。
（6）表面粗糙度影响零件的接触刚度。接触刚度是零件结合面在外力作用下，抵抗接触变形的能力。机器的刚度在很大程度上取决于各零件之间的接触刚度。
（7）影响零件的测量精度。零件被测表面和测量工具测量面的表面粗糙度都会直接影响测量的精度，尤其是在精密测量时。
４、塑料收缩率要求
 　　热塑性塑料的特性是在加热后膨胀，冷却后收缩，当然加压以后体积也将缩小。 在注塑成形过程中，首先将熔融塑料注射入模具型腔内，充填结束后熔料冷却固化，从模具中取出塑件时即出现收缩，此收缩称为成形收缩。塑件从模具取出到稳定这一段时间内，尺寸仍会出现微小的变化，一种变化是继续收缩，此收缩称为后收缩。另一种变化是某些吸湿性塑料因吸湿而出现膨胀。例如尼龙610含水量为3%时，尺寸增加量为2%；玻璃纤维增强尼龙66的含水量为40%时尺寸增加量为0.3%。但其中起主要作用的是成形收缩。 目前确定各种塑料收缩率（成形收缩＋后收缩）的方法，一般都推荐德国国家标准中DIN16901的规定。即以23℃±0.1℃时模具型腔尺寸与成形后放置24小时，在温度为23℃，相对湿度为50±5%条件下测量出的相应塑件尺寸之差算出。
收缩率S由下式表示： S={(D－M)/D}×100%(1)
其中：S-收缩率； D-模具尺寸； M-塑件尺寸。

第六章、注塑机的选择和注塑工艺规程的编制
1、注塑机的选用
(1)只能选用螺杆式注塑机，不能选用柱塞式注塑机。
(2)所有与PVC塑料接触的部分，不允许对塑化熔体产生任何粘附或滞留；由于HCl的作用，要求接触部位耐磨、耐腐蚀。最好，选用耐磨耐腐蚀材质制造的设备，或选用对接触部件进行镀铬或氮化处理的设备。
(3)设备的温度控制系统应指标准确，反应灵敏。
(4)螺杆长径比可小，螺杆头部呈尖头；螺杆的压缩比为2～2.5，螺杆的三段长度分配可分别为40％、40％和20％。
(5)选用孔径较大的通用喷嘴，并配有加热控温装置。
2、注塑工艺规程的编制
成型条件模具温度高，熔融料冷却慢、密度高、收缩大，尤其对结晶料则因结晶度高，体积变化大，故收缩更大。模温分布与塑件内外冷却及密度均匀性也有关，直接影响到各部分收缩量大小及方向性。另外，保持压力及时间对收缩也影响较大，压力大、时间长的则收缩小但方向性大。注塑压力高，熔融料粘度差小，层间剪切应力小，脱模后弹性回跳大，故收缩也可适量的减小，料温高、收缩大，但方向性小。因此在成型时调整模温、压力、注塑速度及冷却时间等诸因素也可适当改变塑件收缩情况。
模具设计时根据各种塑料的收缩范围，塑件壁厚、形状，进料口形式尺寸及分布情况，按经验确定塑件各部位的收缩率，再来计算型腔尺寸。对高精度塑件及难以掌握收缩率时，一般宜用如下方法设计模具：
①对塑件外径取较小收缩率，内径取较大收缩率，以留有试模后修正的余地。
②试模确定浇注系统形式、尺寸及成型条件。
③要后处理的塑件经后处理确定尺寸变化情况（测量时必须在脱模后24小时以后）。
④按实际收缩情况修正模具。
⑤再试模并可适当地改变工艺条件略微修正收缩值以满足塑件要求。
塑料对应力敏感，成型时易产生内应力并质脆易裂，塑件在外力作用下或在溶剂作用下即发生开裂现象。为此，除了在原料内加入添加剂提高开抗裂性外，对原料应注意干燥，合理的选择成型条件，以减少内应力和增加抗裂性。并应选择合理的塑件形状，不宜设置嵌件等措施来尽量减少应力集中。模具设计时应增大脱模斜度，选用合理的进料口及顶出机构，成型时应适当的调节料温、模温、注塑压力及冷却时间，尽量避免塑件过于冷脆时脱模，成型后塑件还宜进行后处理提高抗开裂性，消除内应力并禁止与溶剂接触。
当一定融熔体流动速率的聚合物熔体，在恒温下通过喷嘴孔时其流速超过某值后，熔体表面发生明显横向裂纹称为熔体破裂，有损塑件外观及物性。故在选用熔体流动速率高的聚合物等，应增大喷嘴、浇道、进料口截面，减少注塑速度，提高料温。
各种塑料按其种类特性及塑件形状，要求必须保持适当的冷却速度。所以模具必须按成型要求设置加热和冷却系统，以保持一定模温。当料温使模温升高时应予冷却，以防止塑件脱模后变形，缩短成型周期，降低结晶度。当塑料余热不足以使模具保持一定温度时，则模具应设有加热系统，使模具保持在一定温度，以控制冷却速度，保证流动性，改善填充条件或用以控制塑件使其缓慢冷却，防止厚壁塑件内外冷却不匀及提高结晶度等。对流动性好，成型面积大、料温不匀的则按塑件成型情况有时需加热或冷却交替使用或局部加热与冷却并用。为此模具应设有相应的冷却或加热系统。
塑料中因有各种添加剂，使其对水分有不同的亲疏程度，所以塑料大致可分为吸湿、粘附水分及不吸水也不易粘附水分的两种，料中含水量必须控制在允许范围内，不然在高温、高压下水分变成气体或发生水解作用，使树脂起泡、流动性下降、外观及力学性能不良。所以吸湿性塑料必须按要求采用适当的加热方法及规范进行预热，在使用时防止再吸湿

致　谢
在这里首先感谢母校对我们毕业设计给予的支持和帮助，还要感谢这几年里所有任课老师对我的栽培，尤其感谢我的毕业设计的指导老师，他们不但为我提供了良好的学习科研环境，更培养了我独立从事科学的能力。其广博的知识、扎实的理论功底、严谨的治学态度、敏锐的科学洞察力和孜孜不倦的进取精神都给我留下了深刻的印象，为我今后的工作学习树立了榜样，潜移默化的熏陶亦将使我受益终身。在毕业设计过程中杨老师悉心指导我的毕业设计，对我提出的问题耐心解答，在老师的帮助下，使我的毕业设计能顺利完成，在这里对张老师表示由衷的感谢。
希望在以后的日子里母校蒸蒸日上，祝愿曾鼓励、支持与帮助过我的老师和同学们，工作顺利，身体健康。在未来的日子里，我将一如既往的遵循着不断进取的精神，极力为母校争光。再次向曾鼓励、支持与帮助过我的老师和同学们表示衷心的感谢

参考文献

[1] GB/T1800～1804-2000.公差与配合：80-83.
[2] GB/T1182-1996,GB/T1183-1996,GB/T1184-1996.形状和位置公差（代号及其标注、术语及定义、未注公差的规定）：19-20.
[3] 孙凤勤.模具制造工艺与设备[M].北京：机械工业出版社，1998：115-119.
[4] 黄健求.模具制造[M].北京：机械工业出版社，2001：45-50.
[5]丁浩.塑料工业手册
[6] John Goff Tony Wheian .优质注塑技术手册