直三通說明書

1、 鄭州科技學(xué)院 -課程設(shè)計(jì) 題 目 直三通管注塑模具設(shè)計(jì) 姓 名 萬 景 學(xué) 號(hào) 201146119 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 材料成型及控制工程四班 指導(dǎo)教師 張占領(lǐng) 日 期 2014 年 12 月 日 0 摘 要模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。三通管作為一種連接件在日常生活中應(yīng)用廣泛，本文對(duì)塑料模具的設(shè)計(jì)方法及過程進(jìn)行了闡述。通過本文可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題,了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。本設(shè)計(jì)為三通管的注射模設(shè)計(jì),使用UG進(jìn)行三維造型,并根據(jù)三維造型生成二維圖,最后對(duì)個(gè)別零件進(jìn)行加工工

2、藝分析。設(shè)計(jì)了三通管塑料模具中的各個(gè)系統(tǒng)如注射系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、分型面及排氣槽。并對(duì)塑件的材料性能進(jìn)行了分析。根據(jù)塑件的產(chǎn)品數(shù)量要求，以及結(jié)構(gòu)要求，該模具采用一模四腔。利用 proe、CAD 軟件設(shè)計(jì)成形零件以及非標(biāo)準(zhǔn)零件，從而進(jìn)行全方面的參數(shù)化設(shè)計(jì)，即對(duì)模具進(jìn)行分模、生產(chǎn)元件、裝配、試模、開模設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：三通管 注塑模 分型 脫模 頂出ABSTRACTMold is using its specific shape to forming has certain shapes and sizes of products of the tools

3、. In all kinds of materials processing industry to the extensive use of the various mold. The Three Links Pipeline as a kind of attachment is widely used in daily life. in this paper the design method of the three joint mould and the process is discussed in this paper. Through this paper, can have a

4、 preliminary to injection mold of understanding, pay attention to the details of the design, knowledge of the mould structure and work principle. This design for tee the design of injection mould, using UG for 3 d modeling, and according to the three-dimensional modeling generation 2 d figure, and f

5、inally to individual parts processing technology analysis. In design, some parts of plastics mould have been designed, such as: injecting system, temperature-control system, director, joint face, pushing off system, mould unloading system, air evacuation groove. And material function of the plastic

6、piece has been analyzed. According to the plastic parts of the product quantity, and structural requirements, the use of a mold of a mold four cavity. The use of PROE, CAD software design forming parts and non-standard parts, thus all the parametric design, namely of the mold parting, production ele

7、ment, assembly, test mold, mold design.Keywords: Three links pipeline, Injection mould, joint face , stripping , drive out. 2目 錄摘 要IIABSTRACTIII目 錄4第一章 概論61.1 國(guó)內(nèi)外注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀61.1.1 我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀61.1.2國(guó)際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀61.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向3第二章 工藝方案分析42.1 塑件分析42.2 材料特征5第三章 注射機(jī)的選擇與校核73.1注射機(jī)的選擇73.1.1 制件體

8、積的計(jì)算73.1.2 注射機(jī)的選擇73.1.3 注射機(jī)校核8第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)114.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)114.1.1 主流道的設(shè)計(jì)114.1.2分流道設(shè)計(jì)124.1.3 澆口設(shè)計(jì)124.1.4 冷料井設(shè)計(jì)13第五章 模架的選擇14第六章 零部件的設(shè)計(jì)156.1塑件脫模斜度156.2排氣槽的設(shè)計(jì)156.3分型面的選擇及型腔布置15第七章 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)177.1側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)選擇177.2.斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式187.3 楔緊塊的設(shè)計(jì)197.4側(cè)滑塊設(shè)計(jì)197.5滑塊的導(dǎo)滑槽207.6定位裝置設(shè)計(jì)207.7推出機(jī)構(gòu)21第八章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)2281 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算228.1.1模具

9、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)228.1.2模具系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算22第九章 總裝配圖24總結(jié)25致 謝34參 考 文 獻(xiàn)3533第一章 概論1.1 國(guó)內(nèi)外注塑模具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.1.1 我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀整體來看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來更多的機(jī)會(huì)。由于中國(guó)塑料模

10、具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的1/51/3，加入WTO后，國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)沖擊不大，而中國(guó)中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來中國(guó)建廠，帶來國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來了對(duì)模具旺盛

11、需求，有些高檔模具國(guó)內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但也確實(shí)有一些模具國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國(guó)現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制度有關(guān)。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%，而未達(dá)17%。1.1.2國(guó)際塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀1、CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在 CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，目前 3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成 2D設(shè)計(jì)，同時(shí)可獲得 3D模

12、型，為 NC編程和 CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用 3D設(shè)計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。3050人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機(jī)床十多臺(tái)。經(jīng)過數(shù)控機(jī)床加工的零件可直接進(jìn)行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預(yù)測(cè)成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測(cè)破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大，意大利 COMAU公司應(yīng)用 CAE技術(shù)后，試模時(shí)

13、間減少了50%以上。2、為了縮短制模周期、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動(dòng)的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動(dòng)的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5萬3萬r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時(shí)間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為45年。3、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用.由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成

14、型和快速制模技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并迅速獲得普遍應(yīng)用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和 LOM等各種類型的快速成型設(shè)備，也有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產(chǎn)品的試制。4、3D打印技術(shù)的發(fā)展 時(shí)代周刊將3D打印產(chǎn)業(yè)列為“美國(guó)十大增長(zhǎng)最快的工業(yè)”。據(jù)Wohlers Associates預(yù)測(cè)， 2015年將達(dá)到37億美元，并預(yù)計(jì)到2020年達(dá)到52億美元。隨著技術(shù)成果的推廣和應(yīng)用，3D打印技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)勢(shì)頭。 從行業(yè)分布來看，用于消費(fèi)電子領(lǐng)域的打印技術(shù)仍然占主導(dǎo)

15、地位，大約占20.3%的市場(chǎng)份額，其他主要領(lǐng)域依次是汽車（19.5%）、醫(yī)療和醫(yī)科（15.1%）、工業(yè)及商用機(jī)器（10.8%）；從區(qū)域分布來看，北美地區(qū)（40.2%）、歐洲（29.1%）、亞洲（26.3%）三大區(qū)域占主導(dǎo)地位，其中亞洲地區(qū)主要集中于日本（38.7%）及中國(guó)（32.9%）。1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向1、超大型、超精密、長(zhǎng)壽命、高效模具將得到發(fā)展。2、模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展CAD/CAE/CAM/CAPP及PDM/PLM/ERP等將向智慧化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。3、多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。

16、 4、為各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。 5、更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。6更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 7、各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。8、逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。9、熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展。10、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。11、在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今

17、后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報(bào)廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。 第二章 工藝方案分析2.1 塑件分析三通管工件如圖所示。它是一種常見的塑料工件，從工件本身來看，屬特小型件，其抽芯脫模機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，側(cè)向抽芯技術(shù)可以說是這次課題的難點(diǎn)零件直通管的成型采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。由于抽拔距很長(zhǎng)普通的斜導(dǎo)桂抽芯結(jié)構(gòu)難以實(shí)現(xiàn)抽芯動(dòng)作的順利完成故采用液壓缸進(jìn)行側(cè)向抽芯。因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)以上問題進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，以解決實(shí)際生產(chǎn)中存在的問題。 圖2.1.1 三通管零件圖2.1.2 三通管零件三視圖2.2 材料特征直三通管

18、所用的材料是PVC，英文簡(jiǎn)稱PVC（Polyvinyl chloride)，是由氯乙烯在引發(fā)劑作用下聚合而成的熱塑性樹脂。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹脂。PVC為無定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小。工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬11萬范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無固定熔點(diǎn)，8085開始軟化，130變?yōu)檎硰棏B(tài)，160180開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度510kJ/m2；有優(yōu)異的介電性能。但對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100以上或經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間陽光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降

19、，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。PVC很堅(jiān)硬，溶解性也很差，只能溶于環(huán)己酮、二氯乙烷和四氫呋喃等少數(shù)溶劑中，對(duì)有機(jī)和無機(jī)酸、堿、鹽均穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性隨使用溫度的升高而降低。PVC溶解在丙酮-二硫化碳或丙酮苯混合溶劑中，用于干法紡絲或濕法紡絲而成纖維，稱氯綸，具有難燃、耐酸堿、抗微生物、耐磨、環(huán)保的特性并具有較好的保暖性和彈性。它的組成結(jié)構(gòu)：本色為微黃色半透明狀，有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚丙烯，差于聚苯乙烯，隨助劑用量不同，分為軟、硬聚氯乙烯，軟制品柔而韌，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。常見制品：板材、管材、鞋底、玩具、門窗、電

20、線外皮、文具、包裝盒等。聚氯乙烯是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料。這種材料的結(jié)構(gòu)如下： CH2 CHCl n。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化環(huán)保低耗的塑料管材配方設(shè)計(jì)，PVC塑料管材一定的原則來進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。聚氯乙烯大分子結(jié)構(gòu)中存在著頭頭結(jié)構(gòu)、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、使得耐熱變形及耐老化差等缺點(diǎn)。故作交聯(lián)后，可將該類缺點(diǎn)消除。第三章 注射機(jī)的選擇與校核3.1注射機(jī)的選擇3.1.1 制件體積的計(jì)算由于塑件形狀不規(guī)則，可通過CAD制圖軟件pro/e對(duì)其進(jìn)行體積分析，分析得其體積為： V件=57.9cm3=1.021.16g

21、/cm3澆注系統(tǒng)的體積取塑件的20%，則：V澆注= V件×20%=57.9×20%=11.58cm3V總=2V件+ V澆注=127.37cm3其總質(zhì)量為：M總= V總=127.37×1.10=140.11g 3.1.2 注射機(jī)的選擇為了保證制件的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，注射模一次成型的塑料重量應(yīng)在注射機(jī)理論注射量的50%80%之間為好，則：V注=V總÷80%=159.22cm3初選注射機(jī)型號(hào)：SZ-160/1000，由上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的臥式塑料注射機(jī)，其相關(guān)數(shù)據(jù)見表3.1。表3.1 SZ-160/1000型注射機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)注射機(jī)數(shù)值理論注射量/

22、 cm3179螺桿直徑/44拉桿間距/mm360×260注射壓力/Mpa132鎖模力/KN1000 模具厚度/ 最大 最小360170移模行程/280 噴嘴/ 球半徑 孔直徑1033.1.3 注射機(jī)校核1、最大注射量的校核模具型腔能否充滿與注塑機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射量的范圍內(nèi)。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是起允許最大注射量（額定注射量）的80%，由此有： nm1+m280%m 式中 m1單個(gè)塑件質(zhì)量體積 m2澆注系統(tǒng)所需質(zhì)量或體積 m注射機(jī)允許的最大注射量 nm1+m2=127.3780%m=80%×17

23、9=143.2 符合要求2、鎖模力的校核注射機(jī)鎖模力（）的校核關(guān)系式應(yīng)為：= （n A1+A2）/1000式中 n-型腔數(shù)目；n=2； -塑料件熔體對(duì)型腔的成型壓力（MPa）； A1-單個(gè)塑料件在模具分型面上的投影面積（cm2）； A1=1.9×2.8+3.14×（2.12-1.552）cm2=11.7 cm2A2-澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（cm2）；A2=3.14×1.82=10.17 （cm2）。由資料8查表2-2可知，ABS的熔體壓力為30/MPa。代入數(shù)據(jù)得： =30×（2×11.7+10.17）×102/1000=1

24、00.7 KN該注射機(jī)型號(hào)的鎖模力為1000 KN100.7 KN故符合要求。3、最大注射壓力的校核注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于或等于塑件成型時(shí)所需的注射壓力，即 式中 -注射機(jī)的最大注射壓力； -塑料件成型時(shí)所需的注射壓力。ABS取7090MPa； -安全系數(shù)，取=1.3。代入數(shù)據(jù)得： =1.3×80=104 MP=132 MP104 MP 故符合要求。4、模具厚度校核由于注射機(jī)可安裝模具的厚度有一定限制，所以設(shè)計(jì)模具的閉合厚度必須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度及最小模具厚度之間，即 式中 -注射機(jī)合模部件允許的最小模厚（mm）； -注射機(jī)允許的最大模厚（mm）。代入數(shù)據(jù)得： =27

25、8 mm 滿足 =200 mm=278 mm=300 mm 故符合要求。5、開模行程的校核單分型面注射模S=+(510) 式中 -注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程（mm）； -塑件頂出距離（mm）； -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）。 代入數(shù)據(jù)得： =300 mm50+80+10=140 mm 滿足條件。故可以選擇SZ-160/1000型注射機(jī)。第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題。澆注系統(tǒng)控制著塑件在注塑成型過程中沖模和補(bǔ)料兩個(gè)重要階段，對(duì)塑件質(zhì)量關(guān)系極大。澆注系統(tǒng)的作用，是將塑料熔體順利地充滿到模腔深處，以獲得外形輪廓清晰，內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑料

26、制件。澆注系統(tǒng)的好壞，直接影響到熔體的充填程度，氣孔的存在與否，甚至制件的工藝性能，通常要求充模過程快而有序，壓力損失小熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與制品分離。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：根據(jù)塑件大小和形狀進(jìn)行流道布置，決定流道斷面尺寸，對(duì)澆口的數(shù)量，位置,形狀進(jìn)行優(yōu)化。澆注系統(tǒng)一般均由主流道、分流道、澆口和冷料井等四部分組成。 4.1.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。因主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力塑料熔體要冷熱交替反復(fù)接觸，屬于易損件，對(duì)材料要求較高，所以模具的主流道部分設(shè)成可拆

27、卸更換的主流道襯套式，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。主流道襯套設(shè)置在模具的對(duì)稱中心位置上。主流道設(shè)計(jì)如圖4.1所示 ，其主要參數(shù)為：d=碰嘴直徑+1mm=4mm；R=碰嘴球面半徑+23mm=13mm；=2°6°；r=D/8；H=（1/32/5） R=4mm。 圖4.1 主流道圖4.1 主流道各部分尺寸 4.1.2分流道設(shè)計(jì)選擇分流道的截面形狀為梯形。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔體的熱量散失及流動(dòng)阻力均不大，一般可以采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算截面尺寸： B= =0.2654×140.11×1/2×18×1/4=6.6mm

28、H=2/3B=2/3×6.6=4.4其中，B梯形的大底邊寬度（mm）m塑件的質(zhì)量（g） L分流道的長(zhǎng)度（mm）H梯形的高度（mm） 梯形的側(cè)面斜角a常取5°10°4.1.3 澆口設(shè)計(jì)澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔；澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大。澆口是塑料熔體進(jìn)入型腔的閥門，對(duì)塑件質(zhì)量具有決定性的影響。為了保證三通管外觀質(zhì)量，應(yīng)設(shè)計(jì)為潛伏式澆口，這類澆口的分流道位于分型面上，而澆口本身設(shè)在模具內(nèi)的隱蔽處，塑料熔體通過型腔側(cè)面斜向注入型腔，因而塑件外表不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量及美觀效果。如圖4.3 圖4.3

29、潛伏式澆口4.1.4 冷料井設(shè)計(jì)冷料井一般開設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，深度約為直徑的11.5倍，最終要保證冷料的體積小于冷料井的體積。本設(shè)計(jì)采用帶倒錐形的冷料井拉出主流道凝料的形式。結(jié)構(gòu)如圖4.4： 圖4.4 冷料穴及拉料桿第五章 模架的選擇 按進(jìn)料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點(diǎn)澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進(jìn)料口采用點(diǎn)澆口模具（三板式）所選用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四種型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八種型式，

30、其中以D字母開頭的四種型號(hào)適用于自動(dòng)斷澆口模具的模架。本方案采用GB/T1225.612556.2-1990中小型標(biāo)準(zhǔn)A2型模架，模具定模和動(dòng)模均采用兩塊模板，設(shè)置推桿推出機(jī)構(gòu)。適用于直接澆口，采用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯的注射成形模具。其模板尺寸選用355×560。模具的實(shí)際閉合高度為278mm在該模架的最大閉合高度和最小閉合高度之間，符合設(shè)計(jì)要求。圖5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架第六章 零部件的設(shè)計(jì)6.1塑件脫模斜度在塑件的內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度,否則會(huì)發(fā)生脫模困難,如過大推出力推出時(shí)易拉壞擦傷塑件。據(jù)資料，型腔脫模斜度范圍為401°20；型芯脫模斜度范圍在351°之間

31、。但在設(shè)計(jì)中，開模后，塑件必然留在型腔內(nèi)，所以無需考慮型腔與型芯的脫模斜度大小。6.2排氣槽的設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)的作用是在注射成型過程中，將型腔中的氣體有序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。更有甚者，型腔內(nèi)氣體壓縮產(chǎn)生的反壓力會(huì)降低沖模速度，影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。 采用排氣槽排氣是最簡(jiǎn)單可行的方法，同時(shí)利用頂桿與孔的配合間隙排氣，其間隙為0.03mm0.05mm,不過最可靠有效的方法是在分型面上開設(shè)專用排氣槽。6.3分型面的選擇及型腔布置分型面的位置直接影響模具使用、制造及塑件質(zhì)量，因此必須選擇合理的分型面，一般應(yīng)考慮到的因素有：塑件形狀，尺寸厚度，澆注系統(tǒng)的布局，塑料性能及填充條件，成

32、型效率及成型操作，排氣及脫模，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，制造容易等等。對(duì)于該塑料制件可以有以下兩種分型面可以選擇,如圖6.1所示 a b 圖6.1分型面的選擇對(duì)以上兩種分型面進(jìn)行比較，根據(jù)分型面的選擇要求，可以看出圖b較好； 圖b所示截面作為分型面，它是塑件最大截面，大孔在開模方向上成型，而小孔在側(cè)面，便于抽芯。 圖a所示截面作為分型面，有兩個(gè)側(cè)孔，且側(cè)孔大而深，抽芯力較大，抽芯機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。采用一模兩件，能夠適應(yīng)生產(chǎn)的需求，潛伏式點(diǎn)澆口，澆口去除方便，模具結(jié)構(gòu)孔不復(fù)雜，容易保證塑件質(zhì)量。第七章 側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1側(cè)向分型及抽芯機(jī)構(gòu)選擇按動(dòng)力來源的不同,側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為手

33、動(dòng),機(jī)動(dòng),氣動(dòng)或液壓三類.這里我們選用的是機(jī)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)中的斜導(dǎo)柱分型抽芯.（1）型芯:塑件為形狀有規(guī)則排列而又難于整體加工,所以采用由多塊分解的小型芯鑲拼組合而成的組體型芯,即鑲拼組合式型芯.（2）脫模力(抽芯力)塑件在模具中冷卻定型時(shí)，由于冷縮的原因，物料溫度降低，直至復(fù)原到常溫這個(gè)過程，尺寸逐漸減小，塑件對(duì)型芯產(chǎn)生一個(gè)包緊力。因此在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力所產(chǎn)生的脫模力的阻力，塑件同時(shí)還需克服與型芯之間的黏附力和摩擦力及抽芯機(jī)構(gòu)本身所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)摩擦合力才能將型芯脫開。這幾種合力即為脫模力M，在側(cè)抽芯動(dòng)作中稱抽芯力，在頂出動(dòng)作中稱頂出力。塑件底面帶通孔的脫模力（抽芯力）的計(jì)算公式: -

34、塑件對(duì)側(cè)型芯的收縮應(yīng)力。一般 模內(nèi)冷卻的塑件，=(0.8-1.2)×107 pa-塑件包緊側(cè)型芯成型部分的側(cè)面積，m2-塑件與模體鋼材的摩擦系數(shù)，一般取=0.1-0.3-脫模斜度 0°（3）抽芯距抽芯距是指?jìng)?cè)抽芯從成型位置側(cè)抽至不妨礙塑件頂出的位置時(shí)，側(cè)型芯所移動(dòng)的距離. (2.10)-側(cè)向凸臺(tái)高度，-實(shí)際抽芯距，7.2.斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式本設(shè)計(jì)采用的是在中小型模具中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，其臺(tái)肩部相平于模面，角度與抽拔角一致。材料多為T8、T10等碳素工具鋼，也可用20鋼作滲碳處理，由于斜導(dǎo)柱經(jīng)常于滑塊摩擦，熱處理要求硬度HRC55,表面粗糙度Ra0.8。 斜導(dǎo)柱固定部分與模板

35、的配合精度為H7/m6的過渡配合。 (1)圓柱形斜導(dǎo)柱直徑的確定 圓柱形斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的彎曲力，而彎曲力又取決于抽拔力，抽拔角以及受力點(diǎn)的位置。一般地，斜導(dǎo)柱和斜滑塊的斜孔的配合都有一定的間隙（0.2-0.4），在開模瞬間定程距為M， (2.11)-斜導(dǎo)柱直徑，-抽芯力，-受力點(diǎn)到固定板平面的距離, =21-抽拔角-斜導(dǎo)柱鋼材的許用彎曲應(yīng)力，. 碳素鋼取=137.216 取20mm(2) 斜導(dǎo)柱傾斜角的選擇斜導(dǎo)柱傾斜角與斜導(dǎo)柱的有效工作長(zhǎng)度，抽芯距,斜導(dǎo)柱完成抽芯時(shí)所需最小開模行程有關(guān)。增大，L和H減小，有利于減小模具尺寸，但斜導(dǎo)柱所受的彎曲力和側(cè)抽芯時(shí)的開模力將增大；反之亦反，綜

36、合兩方面考慮，一般最常用為本設(shè)計(jì)取為(3) 圓柱形斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度的計(jì)算斜導(dǎo)柱的總長(zhǎng)度 （510）mm (2.13)-斜導(dǎo)柱總長(zhǎng)度，mm-斜導(dǎo)柱臺(tái)肩直徑，mm-斜導(dǎo)柱抽拔角, °-斜導(dǎo)柱固定板厚度，mm-斜導(dǎo)柱工作部分直徑，mm-抽芯距。根據(jù)上式代入數(shù)據(jù)得：（510）mm154 mm7.3 楔緊塊的設(shè)計(jì)楔緊塊用于在模具閉合后鎖緊滑塊，承受成型時(shí)塑料熔體對(duì)滑塊的推力，以免斜導(dǎo)柱彎曲變形。但是在開模時(shí)，又要求楔緊塊迅速離開滑塊，以免阻擋斜導(dǎo)柱帶動(dòng)滑塊抽芯，因此楔緊塊的傾斜角度應(yīng)稍大于斜導(dǎo)柱的傾斜角度，一般取比斜導(dǎo)柱的傾斜角度大23度，所以選擇楔緊塊的傾斜角為22°。如圖7.3圖7.

37、3 楔緊塊7.4側(cè)滑塊設(shè)計(jì)滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件，它上面安裝有側(cè)向型芯，滑塊結(jié)構(gòu)形式有整體式和組合式。本設(shè)計(jì)采用組合式?；瑝K材料通常用45鋼或T10，T8制造，淬硬至45HRC以上，在設(shè)計(jì)中取用T8來制造?，F(xiàn)狀尺寸如圖7.4所示。 圖7.4 側(cè)滑塊7.5滑塊的導(dǎo)滑槽為了滑塊的滑動(dòng)，應(yīng)該設(shè)置有導(dǎo)滑槽，導(dǎo)滑槽應(yīng)使滑塊運(yùn)動(dòng)平衡可靠，二者之間上下、左右各有一對(duì)平面配合，配合取H7/f7，其余各面留有間隙，滑塊的導(dǎo)滑部分設(shè)計(jì)的長(zhǎng)度是130mm, 超過了滑塊滑動(dòng)的最大距離，因此，長(zhǎng)度足夠，可以避免滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生傾斜。此外，導(dǎo)滑槽應(yīng)該有足夠的耐磨性，由45鋼或T10，T8制造，硬度在50H

38、RC以上,應(yīng)稍硬于滑塊。7.6定位裝置設(shè)計(jì)限位裝置起限制滑塊的滑動(dòng)終止位置的作用，本設(shè)計(jì)采用彈簧鋼球式定位裝置。彈簧直徑可選11.5mm，鋼球直徑可取510mm。結(jié)構(gòu)如圖7.6。圖7.6 彈簧鋼球定位裝置7.7推出機(jī)構(gòu)1. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套本次設(shè)計(jì)，選用=32mm、L=50mm的導(dǎo)柱以及與之配合的導(dǎo)套。如圖7.1。2. 推管、復(fù)位桿為了不影響滑塊的滑動(dòng)，可布置四個(gè)直徑為=20、L=130的復(fù)位桿。在合模狀態(tài)下介于滑塊導(dǎo)滑板與推板之間，利用合模力復(fù)位。開模后，塑件包緊動(dòng)模型芯的力比較大，采用推管推出塑件，推出力比較平穩(wěn)，塑件不易發(fā)生變形。如圖7.2。圖7.1 導(dǎo)柱和導(dǎo)套 圖7.2 推管零件圖第八章 溫

39、度調(diào)節(jié)系統(tǒng)81 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算8.1.1模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因ABS要求的模溫為4070攝時(shí)度，不超過80攝時(shí)度，故無須設(shè)置加熱裝置。8.1.2模具系統(tǒng)的熱平衡計(jì)算 進(jìn)行注射過程熱平衡計(jì)算，就是計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)熔體固化放出熱量等于冷卻水所攜走的熱量 式中： -塑料熔體每小時(shí)冷卻固化所放出的熱量（KJ/h）；-每小時(shí)注射次數(shù)；-每次注射的塑料用量（Kg）；-每小時(shí)注射的塑料量（Kg）-每千克塑料熔體凝固時(shí)放出熱焓量（KJ/Kg）；由資料表得=400 KJ/Kg。設(shè)注射周期為60s，則 n=3600/60=60=400×60×0.143360KJ·h-1冷卻水每小時(shí)從

40、模具攜走熱量 式中 -冷卻水每小時(shí)的用量（kg/h）；-冷卻水的比熱容，4.187KJ/Kg·ºC；-模具的出水溫度ºC；-模具的進(jìn)水溫度ºC。由熱平衡條件=可得：其中，取為28ºC；為22ºC；則 = 133.75 （kg/h）湍流計(jì)算經(jīng)計(jì)算保證冷卻水在水管中處于湍流狀態(tài)，從而獲得冷卻水的體積流量，并確定相應(yīng)的管徑，由水的密度=和每小時(shí)用水量，可換算得冷卻水的體積流量 = （） =0.0022由資料表查得：冷卻水管的直徑為 。則冷卻水流速 （） =0.0202 2.78 冷卻面積計(jì)算以冷卻水的平均溫度=25查資料表4.9-3得冷卻水

41、物理性質(zhì)參量的函數(shù)=6.48。由式 =40118.5則所需冷卻面積 =則所需冷卻面積 =代入數(shù)據(jù) =0.00335m2模具應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)為 n=0.75 取n=1。所以在分型面兩側(cè)各布置了一尺寸為4，長(zhǎng)度355mm的冷卻管道，足以使塑件及模具達(dá)到冷卻要求。第九章 總裝配圖設(shè)計(jì)完所有的零部件最后完成總裝配圖。整個(gè)工作過程如下：模具開啟后，制件的上半部分從定模板27中脫出，拉料桿17將澆注系統(tǒng)拉出，同時(shí)斜導(dǎo)柱4帶動(dòng)滑塊1向兩側(cè)分開，模具開啟到一定程度時(shí)，定模板27推動(dòng)復(fù)位桿14，由復(fù)位桿14帶動(dòng)推管固定板22，帶動(dòng)推管16將制件和余料出?？偨Y(jié)本模具的分型面的選擇為后面的設(shè)計(jì)工作帶來了很大方便，由于采用了比較合理的分型方案，在整個(gè)模具中只用了兩個(gè)滑塊，而沒有采用過多的側(cè)向分型。由于分型面的位置適中使得冷卻系統(tǒng)在豎直方向上有充足的空間。又因?yàn)槔鋮s系統(tǒng)與其它系統(tǒng)是參照布局的，這樣冷卻系統(tǒng)就可以輕易地穿叉于其它系統(tǒng)之間?？梢姡＞叩母飨到y(tǒng)互不干涉，整個(gè)模具結(jié)構(gòu)又很緊湊，減少了模具的整體體積，從總體上看模具的設(shè)計(jì)是合理的。 設(shè)計(jì)過程中，從選材到確定模板尺寸到螺釘?shù)倪x用，真正做到了將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，讓我對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)一步有了較為系統(tǒng)的了解，