三通管模具设计-毕业论文.doc

PVC三通管模具设计【摘要】本设计介绍了注射成型的基本原理和注射模具设计的一般步骤。具体的设计内容是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。开始是从零件的材料选择，接下是成型参数、密度、收缩率的确定，模具种类与模具设计的关系、塑件的尺寸精度与结构、注射机的选择、模具设计有关尺寸的计算（包括模具型腔型芯的计算及其公差的确定），为保了保证塑件表面质量采用中心浇口。由于塑件的工艺性能要求注塑模中有冷却系统注射成形是把塑料原料放入料筒中经过加热熔化，使之成为高黏度的流体，用柱塞或螺杆作为加压工具，使熔体通过喷嘴以较高压力注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，最后塑件从模具中脱出，成为塑料制品。关键词： 塑件；注射模；模具设计 ；工艺性能Abstract: The design on the basic principles of injection molding and injection mold design the general steps. Is the design of specific components from the beginning of the process, according to determine the design requirements of the general ideas. Parts from the beginning of the material selection, took over the molding parameters, density, the rate of contraction identified, mold and die design of the type, size precision plastic parts with structure, and the choice of injection machine, mold design of the size of terms (including mold cavity to the core of the determination and tolerance), in order to protect the plastic surface quality assurance center gate. As the pieces of plastic injection mold process performance requirements in the cooling system is the plastic injection molding raw materials Add in the Liaodong heating melting, so that they can become high-viscosity fluid, used as a plunger or screw compression tools to melt through nozzle to the high pressure injection mold cavity, after cooling, solidification stage, and then emerge from the mold, a plastic products. Key words:Plastic parts, injection mould, mold design, process performance目录1、塑件成型工艺性分析12、模具的结构式 32.1成型工艺性分析 32.2PVC塑料的成型特性 32.3PVC塑料的用途， 42.4PVC塑料的注射工艺参数 42.5型面位置的确定 52.6定型腔数量和排列方式 52.7具结构形式的确定 62.8射机型号的选定 62.8.1射量的计算 72.8.2流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力计算 72.8.3选择注射机 72.9射机有关参数的校核 72.9.1射机料筒塑化速率校核模具的型腔数 72.9.2注射机最大注射量校核型腔数量 82.9.按注射机额定锁模力校核型腔数量 82.9.4射机注射量的校核 82.9.5射压力的校核 829.6锁模力校核 92.10注系统的设计 9210.1主流道尺寸 9210.2主流道衬套形式 10210.3分流道的设计 10210.4浇口的设计 103塑件成型零件的尺寸计算 1031型芯和型腔的有关计算 1131.1型腔的尺寸计算 1131.2型芯径向尺寸的计算 1131.3腔深度尺寸和型芯高度尺寸计算 1132侧抽芯斜滑块的设计 1232.1抽拨力的计算 1232.2斜导柱的直径计算 1232.3斜导柱的总长 1332.4斜导柱的固定端长 1332.5工作部分的长度 134 塑件成型零件的有关校核 1441 型腔侧壁强度及刚度校核 1443.1按强度校核 1443.2按刚度校核 1442 型腔底板强度及刚度校核 1443.1按强度校核 1543.2按刚度校核 155架的确定和标准件的选用 1651标准件的选用 1652合模导向机构的设计 1652.1导向机构的功用 1652.2结构的总体设计 1652.3导柱的设计 1653 脱模推出机构的设计 1753.1脱模推出机构设计原则 1753.2塑件推出机构设计 1753.3侧向分型与抽芯机构的设计 1753.4排气、冷却系统的设计 17结 束 语 18谢词 19参 考 文 献 20101、塑件成型工艺性分析1.1塑件的分析1）、塑件图及技术要求2）、塑料名称聚氯乙烯(PVC)3)、色调不透明、白色4）、生产纲领大批量5）、塑件的结构及成型工艺性分析（1）、结构分析如下、该塑件为三通连接件，三个接口口径相同，侧接口较短，两主型芯分别在不同的型腔内成型，。必须保证塑件的同轴度，所以在模具设计与制造过程中要有良好的定位措施和良好的加工工艺，以保证塑件的精度。、该塑件外形是以阶梯形空心件，三个接口的外围部分都有加强凸台。、成型工艺分析如下、精度等级。采用一般精度级，5级精度。、脱模斜度。该塑件平均厚度为2.5mm，其脱模斜度内表面为2540，塑件外表面为2040。由于该塑件没有狭窄的细长部分，所以塑料选用HPVC。在塑料中加入润滑剂和稳定剂、增塑剂等填料。1.2热塑性塑料（PRC）的注射成型过程及工艺参数1.注射成型过程1） 成型前的准备对PRCde s色泽，亮度和均匀度等进行检验2） 聚氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢，因此，在成型过程中，必须加入稳定剂和润滑剂，并且严格控制温度及熔材的滞留时间，不能用一般的柱塞式注射成型PRC塑料，因此，聚氯乙烯耐热性和导热性不好，而且柱塞式注射机需要将料筒内的温度加热到166193C这回引其聚氯乙烯分解。所以，应采用带有预塑化装置的螺杆式注射机注射成型。模具浇注系统应该少短些，进料口截面宜大，模具应有冷却装置3） 塑件的后期处理采用调温处理，其热处条件查相关资料处理温度介于2030,处理时间0.51h的注射工艺参数注射机类型：螺杆式1） 螺杆转速：2030R/min2） 喷嘴温度：150C190 C ( 喷嘴形式：直通式)3） 料筒温度：前段：170190 C 中断：165180 C 后端：160170 C4） 模具温度：3060C5） 注射压力（MPa）：80130 MPa6） 保压压力（MPa）：4050 MPa7） 注射时间：25S保压时间1540S8） 成型周期4090S 注：螺杆带止回环3PRC的性能分析1）使用性能硬聚氯乙烯有较好的抗拉抗弯、抗压和冲压性能，可单独工作结构材料。由于聚氯乙烯的化学性能稳定高，所以可以制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。2）成型性能1） 、结晶型塑料、熔融温度范围（175C190C）热稳定性差料温超过200C在较短时间内滞留就会分解易吸温、徐预热烘干2） 、流动性差已编制为0.02MM易流料、用螺杆式注射机，注射时喷嘴宜用自锁式结构，并且加热螺杆带止回环，因熔融的prc热稳定性能差，易发生降解使塑件性能降下，因为不需在高温料筒内滞留时间过长。3） 、成型性、取向性不明显，不易发生缩孔、凹痕、变形、等缺陷成型条件应稳定，3）HPVC的主要性能指标表面密度：0.40.658C 热导率：2.10kw/M.K比热容：1.041.463J/G.C 收缩率：0.61.5 颗粒半径：50150cm 玻璃态：85C 软化点：7585C 高弹态：85175C粘流态：190200C 4、HPVC成型塑件的主要缺陷及消除措施1）缺陷 注射量不足，气孔熔接痕强度降低，表面硬度和强度不足2）消除措施 加大主流道、分流道、浇口、喷嘴尺寸，增大注射压力提高模具强度。2、拟定模具的结构式2.1塑件成型工艺性分析该塑件是三通连接件，三个接口口径相同，侧接口较短。如图1-1所示。塑件壁厚均匀，均为PVC材质PVC主要成分为聚氯乙稀，其分为硬HPVC和软PVC，硬PVC不含柔软剂。本设计中塑件采用硬PVC。柔性好，易成型。不易脆。无毒，无污染，保存时间久。 图112.2HPVC塑料的成型特性硬聚氯乙稀具有较好的抗拉，抗弯，抗压，抗冲击性能。又单独做结构材料。聚氯乙稀化学稳定性高，所以可以制作仿腐管道。输油管，离心泵，鼓风机等。1、该塑料为结晶型塑料，熔融温度范围为175190摄氏度。热稳定性差，料筒温度超过200摄氏度，在较短时间内滞留就会分解，易吸湿。经预热烘干。2 、流动性差，溢边值为0.02毫米，易流料。用螺杆式注射机注射时宜用自锁结构并加热。螺杆带止环，因熔融状态下PVC热稳定性差，易发生降解使塑件性能下降，因此不可在高温下滞留时间过长。3、通过加大主流道及各流道浇口，注射压力提高其强度及硬度、2.3HPVC塑料的用途PVC可分为软PVC和硬PVC，聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，食品包装，也可生产板材、门窗和阀门等塑料硬制品。2.4HPVC塑料的注射工艺参数注射机类型螺杆式保压力/Mpa4050喷嘴温度/C150-170注射时间/ s2-5预热时间t/C80-85保压时间/ s1540干燥时间/h2-3保压时间/ s1540料筒温度/C前段110-190成型周期/ s40-90中段165-180模具温度/C30-60后段160-170注射压力/Mpa601500装配图（17）4.2合模导向机构的设计 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。 4.2.1导向机构的功用、导向机构的功用 定位作用； 导向作用； 承载作用； 保持运动平稳作用。、定位机构的功用对于薄壁、精密塑件注射模，大型、深型腔注射模和生产批量大的注射模，仅用导柱导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定位机构，有保持精密定位和同轴度的要求。4.2.2结构的总体设计、制件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止导柱和导套压入后变形、模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱对称布置、模具导柱安装在动模固定板上，导套安装在定模固定板上； 、导柱、导套及导向孔的轴线应保证平行； 、在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏；、动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求4.2.3导柱的设计、该模具采用带头导柱，且不加油槽、导的长度必须比凸模端面高度高出68mm；、为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先导部分、导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度（该导柱直径由标准模架知为25；、导柱的安装形式，导柱固定部分与模板按H7/m6配合。导柱滑动部分按H7/f7或H8/f7的间隙配合；、导柱工作部分的表面粗糙度为Ra0.4m；、导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为55HRC以上或45#钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度55HRC以上。4.3 脱模推出机构的设计4.3.1脱模推出机构设计原则（1）、推出机构尽量留在动模一侧（2）、保证塑件不因推出机构损坏（3）、机构简单，动作可靠（4）、塑件具有良好的外观（5）、合模时准确复位4.3.2塑件推出机构设计本套模具采用推杆推出，每个塑件用三根根推杆推出如下（1）、推杆应设在脱模阻力大的位置（2）、推杆均匀布置（3）、推杆设在强度刚度较大位置（4）、推杆形式为阶梯形式（5）、推杆直径与模板上推杆孔采用H8f8间隙配合（6）、推杆与推杆固定板采用单边间隙0.5 mm间隙（7）、推杆材料常用T8,T10碳素工具钢热处理要求50HRC以上工作端配合部分表面粗糙度Ra为0.8m4.3.3侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽芯机构用来成型塑件上的外侧凸起、凹槽和孔以及壳体塑件的局部凸起、凹槽和不通孔。具有侧抽芯的注射模，其活动零件多、动作复杂，在设计中特别要注意其机构的灵活、可靠和高效。侧抽芯机构类型很多，根据动力来源的不同，一般可分为机动、液压或气动以及手动三大类型。根据塑件结构进行合理选用。1.侧向分型与抽芯机构类型的确定该模具采用机动侧抽机构，通常斜滑块由锥形模套锁紧，能承受较大侧向力，但抽拔距离不大。此塑件的侧孔较浅，所以抽芯距不大，但侧凹的成型面积较大，因而需较大的抽芯力，故采用此机构较为合2 斜滑块的导滑形式该模具采用滑块导滑，其斜向滑槽为T形导滑槽。利用斜滑块外侧的凸耳与左右压块的T 形槽滑动配合，达到侧向分型与复位的目的。同时为了防止开模时滑块被粘附在定模上，在定模部分设置了4套弹簧合弹簧顶销。4.3.4排气、冷却系统的设计该模具是小型模具，排气两量很小，可以从分型面排气。因此可不必单独设计排气槽。该模具是小型塑料模具，在成型时只需要外部制冷系统工作就可以了，无需设计冷却水道制冷。结 束 语在这次毕业设计中通过参考课本、查阅有关模具方面的资料，请教了张老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC电脑数控加工），主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。 从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对模具的认识过程亦是如此。经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为三年的大学生涯划上一个圆满的句号。 谢 辞在整个毕业设计中，我得到了指导老师张琳张老师的热心指导和耐心地帮助。与此同时自己通过查阅各种资料和网站，以及在张老师的精心辅导下，我通过自己的整理制作，成功完成了这次毕业论文设计，由于水平有限，其中当然有很多不足之处，希望老师给予批评和建议,也希望这次毕业论文能成功达到老师的要求，顺利上交。 在此，向各位老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！感谢老师在我撰写论文的过程中给与我的极大地帮助。另外，要感谢在大学期间所有传授我知识的老师，是你们的悉心教导使我有了良好的专业课知识，这也是论文得以完成的基础。参 考 文 献【1】塑料成型工艺与模具设计，屈华昌主编，机械工业出版社，2005 【2】塑料模具设计，朱光力等编，清华大学出版社，2003 【3】塑料模具设计，陈志刚主编，机械工业出版社，2002 【4】塑料模具设计，李秦蕊主编，西北工业大学出版社，1988 【5】塑料成型模具，申开智编，中国轻工业出版社，2004 【6】塑料成型工艺学，黄锐主编，中国轻工业出版社，2000 【7】塑料工程手册，黄锐主编，机械工业出版社，2000 【8】塑料成型工艺与模具设计，孙玲主编，清华大学出版社，2008 【9】塑料加工流变学及其应用，林师沛，赵洪，刘芳主编，-国防工业出版社，2008 【10】塑料模具设计实例教程，孙晓林编，清华大学出版社，2008【11】廖念钊. 互换性与技术测量. 中国计量出版社，1991