四通管接头注塑模具毕业设计docx.docx

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四通管接头注塑模具毕业设计docx

XXXX大学

本科毕业论文（设计）

四通管接头注塑模设计

院系名称：

XXXX学院

专业：

网络技术

学生姓名：

Docer

学号：

123456789

指导老师：

Docer

XXXX大学教务处制

毕业论文（设计）学术承诺

本人郑重承诺：

所呈交的毕业论文（设计）是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不存在抄袭情况，论文（设计）中不包含其他人已经发表的研究成果，也不包含他人或其他教学机构取得的研究成果。

作者签名：

日期：

毕业论文（设计）使用授权的说明

本人了解并遵守学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定。

即：

学校有权保留或向有关部门送交毕业论文（设计）的原件或复印件，允许论文（设计）被查阅和借阅；学校可以公开论文（设计）的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文（设计）及相关资料。

作者签名：

指导教师签名：

日期：

日期：

2019年4月15日

前言

此毕业设计课题的制品名称为“四通管接头”，用于部件的连接。

制品材料为：

ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物），此材料有良好的耐化学腐蚀、表面硬度、加工性和染色性。

制品的壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。

ABS有较强的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。

ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。

此制品是批量生产，所以我将设计一套塑料成型模具。

在设计模具时需要考虑制品的一些特点。

制品的主要特点是其有一个上下贯穿孔，两侧也有一个贯穿孔，且上下孔相对比较大且深，复杂。

塑件的尺寸精度有一定的要求，外型需光洁不得有划伤，总体尺寸大小适中。

取塑件的最大截面为分型面，大小两孔分别上下放置，左右相同孔位于两侧，需要抽芯。

由于塑件尺寸较小，采用一模两件，能够适应生产的需要，侧浇口去除方便，模具结构孔不复杂，容易保证塑件的质量。

开模后，塑件包紧动模型芯的力比较大，采用推管推出，推出力比较平稳，塑件不易发生变形。

前言

时光转瞬即逝，我在扬州职业大学求学也即将历满三个寒暑，虽不敢说学业有成，却有幸得到诸多师长的殷殷教诲，这是我最大的收获。

尤其在毕业设计期间，在校内指导老师:

徐美银，以及各位系领导和老师的指导帮助下完成了这次毕业设计的任务。

在此，感谢他们的指导和教诲！

尽管如此,由于本人的水平有限,设计中一定存在许多的不当和错误之处,希望得到各位评委的指正，在此表示衷心的感谢。

一．塑件分析

1．塑件图

此制品是四通管接头，现实生活中经常用到，是一个非常实际的产品。

且生产纲领为：

批量生产，所以我们采用注射模具注射成型。

塑件图如下所示：

2.材料分析

本产品的成型工艺采用注射成型，产品材料为：

乳白色ABS，即丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物。

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。

这三种组合各自的特性。

使ABS具有良好的综合力学性能。

丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。

ABS无毒、无味、显微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度为1.02～1.05g/㎝3,ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。

ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能：

水、无机盐、碱类和酸类对ABS几乎无影响，但在酮、醛、酯、氯化烃中会溶解或形成乳浊液。

ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。

ABS塑料表面受冰酯酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。

ABS有一定硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。

ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度为93℃左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。

根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应力要求。

根据应力要求的不同，ABS可分为超冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。

主要用途：

ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。

在汽车工业领域，用ABS制造汽车档泥板、热手、热空气调节导管、加热器等，还可用ABS夹层板制小轿车车身。

ABS还可用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。

1）查资料，ABS塑料物理力学主要性能参数：

相对密度：

1.02～1.16g/cm3

导热系数：

13.8～31.2（10-2w/（m*k））

线胀系数：

5.8～8.6（10-5xl/k）

吸水率：

0.20～0.4（24h）/%

成型收缩率：

0.4～0.7%

伸长率：

5～20%

熔点：

130～1600C

摩擦系数：

0.5

硬度（烙氏）：

108～115

抗拉屈服强度：

50MPa

拉伸强性模量：

1.8×103MPa

弯曲强度：

80MPa

体积电阻系数：

6.9×1016Ωcm

冲击强度：

106.8～213.5

泊桑比：

0.35～0.36

热变形温度：

85～106℃

连续最高温度：

65℃

2）由资料查得ABS的成型特性为：

a．非结晶形塑料，吸湿性强，要充分干燥；

b．流动性中等，溢边值为：

0.04mm；

c．宜用高料温，高模温，注射压力亦较高；

d．模具浇注系统对料流阻力要小，应感注意选择浇口的位置和形式，脱模斜度取20以上。

3）应对措施

a．ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。

b．严格控制型腔型芯等成型零部件的加工、装配精度。

C．使用相应的螺杆式注射机，在条件允许的情况下可给模具预热。

d.查资料，模具使用一模两件，模具使用点浇口，主流道为圆形截面，以减小摩擦阻力，设计合适的浇口位置。

4）查资料：

ABS的脱模斜度的推荐值及其它参数。

a．型腔脱模斜度：

40′～1°20′

型芯脱模斜度：

35′～1°

b.选用模具制造精度等级为：

3、4、5

二．分型面的设计

打开模具取出塑料制品或者浇注系统凝料的面称之为分型面。

分型面设计是型腔设计的第一步，它受塑件的形状，壁厚，外观，尺寸精度以及模具型腔数目，排气槽，浇口位置等许多因素的影响。

1.分形面的形式：

与注射机开模运动方向相垂直。

2.分型面的选择：

a）.分型面应设计在塑件外型最大轮廓处；

b）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；

c）应保证让塑件的精度要求；

d）应满足塑件外观质量要求；

e）便于模具的加工制造；

f）分型面的选择应有利于排气。

3.塑件的脱模

为了便于顺利脱模，根据制品自身结构特点，将制品留在动模上；将侧型芯留在动模上；斜导柱留在定模上。

4．模具材料的确定

由于塑料制品材料为ABS，粘度中等，综合生产纲领，确定使用Cr12材料为型芯、型腔及其它成型零部件材料。

三．注射机的选择

从模具设计角度考虑，需了解注射机技术规范的主要项目有：

最大注射量，最大注射压力，最大锁模力，模具安装尺寸以及开模行程。

1.注射量的计算：

初选注射机

塑件外形体积的计算

a．最小端（近似1个圆柱）

Va=π（12/2）2（25.5－10）=1752.12mm3

b．中间段（近似1个圆台）

Vb=（1/3）πrb2（20/3+10）—（1/3）πra2（20/3）

=（1/3）π×152（20/3+10）—（1/3）π×62×（20/3）

=3673.8mm3

c．最大端（近似1个圆柱）

Vc=πrc2hc=π×152×（50—25.5）=17309.25mm3

d．两端接头（近似2个圆柱）

Vd=2π×62×（44—30）/2=1582.56mm3

内部空心体积的计算

a．最小端（近似1个圆柱）

Va1=πra12ha1=π42（25.5—10）=778.72mm3

b．中间段（近似1个圆台）

Vb1=（1/3）πrb12（40/9+10）—（1/3）πra12（40/9）

=（1/3）π×132（40/9+10）—（1/3）π×42×（40/9）

=2480.6mm3

c．最大端（近似1个圆柱）

Vc1=πrc12hc1=π×132×（50—25.5）=13001.17mm3

d．上下两端接头（近似2个圆柱）

Vd1=2π×42×（44—26）/2=904.32mm3

总的体积=Va+Vb+Vc+Vd—（Va1+Vb1+Vc1+Vd1）

=1752.12+3673.8+17309.25+1582.56

—778.72—2480.6—13001.17—904.32

=7152.92mm3

=7.2cm3

∴初选注射机的型号为：

XS—ZY—125型号的螺杆式

2．注射机的有关工艺参数校核

a.型腔数量的确定和校核

由于制品为小尺寸的塑件，为了不浪费材料，提高效率，采用一模二腔，能够适应生产的需要。

b.最大注射量的校核

nm+m1<=kmp

n——型腔的数量为2；

m——单个塑件的质量或体积，g/cm3;

m1————浇注系统所需塑件质量或体积，g/cm3

k——注射机最大注射量的利用系数，一般为0.8；

mp——注射机允许的最大注射量g/cm3;

系统凝料约为0.4cm3，则m1=0.4

∴左边=2×7.2+0.4=14.8

右边=0.8×125=100

∴左边＜右边

∴不等式成立

∴注射量的标准符合要求。

c.锁模力的校核：

Fτ=p（nA+A1）

Fτ——熔融塑件在分型面上的涨开力；

Fp——注射量的额定锁模力

A——单个塑件在模具分型面上的投影面；

A1——浇注系统在模具分型面上的投影面；

P——成型压力MPa，大小一般为注射压力的80%；

由于制品为ABS材料，查得P=30MPa

左边=135.72KN

右边=900KN

左边＜右边

∴不等式成立

∴锁模力符合要求。

d.注射压力校核

由于注射机的额定注射压力为120MPa，而成型时所需的注射压力为30MPa

所以注射压力符合要求！

e.开模行程的校核

注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取中。

由于本设计中注射机采用液压和机械取合作用的锁模机构，又是单分型面。

最大开模程度由连杆机构的最大行程的所决定，并不受模具温度的影响。

又本设计中模具具有侧面抽芯机构，在这种情况下，分开模具不只是为了取塑件，还要满足完成侧向抽芯距离L所需的开模距离HC的要求。

Hc——侧向抽芯所需的开模行程mm；

H1——推出距离mm;

H2——包括浇注系统在内的塑件高度mm；

S=300

Hc=50

H1=30

H2=44

Hc＜H1＋H2

S≥H1＋H2+（5~10）

∴开模行程符合要求！

3.模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核

一般情况下设计模具时应对应校核的部分包括喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大和最小厚度及模板上安装螺孔尺寸等。

（1）喷嘴尺寸：

设计时，主流道始端球面必须比注射机喷嘴头部球面半径略大一些，主流道小端直径要比喷嘴直径略大，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模。

具体的主流道与喷嘴尺寸如下所示：

已知：

r=12mmd=4mm

又R=r+（1～2）mm

D=d+（0.5～1）mm

∴取R=13mmD=6mm

（2）定位圈尺寸

为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线重合模具定模板的凸同的定位圈应与注射机固定模板上的定位孔呈较松动的间隙配合。

（3）最大、最小模厚

在模具设计中，应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模具厚度与最小模具之间。

同时应校核模具的外形尺寸，使得模具能从注射机的拉杆之间装入。

所以模具的总厚度应200mm到300mm之间。

（4）安装螺纹尺寸

注射模具的动模和定模固定板上的螺孔尺寸应分别与注射机动模板和定模板上的螺孔尺寸相适应。

模具在注射机的安装方法有两种：

一种是螺钉直接固定；另一种是用螺钉、压板固定。

当用螺钉直接固定时，模具固定板与注射机模板上的螺孔应完全吻合；而用压板固定时，只要在模具固定板需安放在压板的外侧附近有螺孔就能紧固，因此，压板固定具有较大的灵活性。

对于重量较大的大型模具，采用螺钉直接固定则较为安全，而本设计中，由于制品较小，所设计出的模具重量也较小，所以只需用螺钉、压板固定即可。

由上述数据可见，选用注射机的型号为：

XS—ZY—125。

额定注射量：

125cm3

注射压力：

120MPa

注射行程：

115mm

注射方式：

螺杆式

锁模力：

900KN

最大成型面积：

320cm3

最大开模行程：

300mm

模具的最大厚度：

300mm

模具最小厚度：

200mm

顶出形式：

两侧设有顶杆，机械顶出

喷嘴圆弧半径：

12mm

喷嘴孔直径：

4mm

动，定模固定板尺寸；428×458mm

机器外型尺寸：

3340×750×1550mm

四．根据制品尺寸，设计成型零部件

所谓工作尺寸是指成形零件上直接用以成形塑件部位的尺寸，主要有凹模和型芯的径向尺寸，凹模的深度和型芯的高度尺寸，中心距尺寸

1．收缩率范围：

塑件材料为ABS，其收缩率为0.4～0.7%

2．采用平均收缩率：

0.55%

3．模具成型零件工作尺寸计算

公式一览表：

型腔类尺寸：

4－R1，4－R0.3，R3，φ8±0.05，φ26±0.08，φ8±0.05

型芯类尺寸：

3－φ12，φ30，10±0.1，25.5±0.2，50±0.2，40±0.15，44±0.2

未标注尺寸公差IT12级

0＜d≤3±0.10

3＜d≤6±0.12

6＜d≤10±0.15

10＜d≤18±0.18

18＜d≤30±0.21

30＜d≤50±0.25

50＜d≤80±0.30

尺寸计算如下：

4－R1型腔类尺寸

平均值法：

LS=1±0.10=1.10-0.20

Lm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Ls－Δ／2）+（Ls－Δ／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－XΔ]0+△Z

取ΔZ=Δ/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×1.1－0.75×0.20]0+0.067

=0.9560+0.067

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Lm=（1+Smax）（Ls－Δ）

=（1+0.7%）（1.1—0.2）

=0.906

b.验算（最大值）

（Lm+ΔZ+Δm）－LsSmin≤Ls

取ΔZ=Δ/3，Δm=Δ/3

（0.906+2/3×0.20）－1.1×0.4%≤1.1

∴1.0352≤1.1

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=0.9060+0.067

4－R0.3型腔类尺寸

平均值法：

LS=0.3±0.10=0.40-0.20

Lm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Ls－Δ／2）+（Ls－Δ／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－XΔ]0+△Z

取ΔZ=Δ/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×0.4－0.75×0.20]0+0.067

=0.2520+0.067

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Lm=（1+Smax）（Ls－Δ）

=（1+0.7%）（0.4－0.20）

=0.201

b.验算（最大值）

（Lm+ΔZ+Δm）－LsSmin≤Ls

取ΔZ=Δ/3，Δm=Δ/3

（0.2014+2/3×0.20）－0.4×0.4%≤0.4

∴0.3331≤0.4

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=0.2010+0.067

R3型腔类尺寸

平均值法：

LS=3±0.10=3.10-0.20

Lm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Ls－Δ／2）+（Ls－Δ／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－XΔ]0+△Z

取ΔZ=△/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×3.1－0.75×0.20]0+0.067

=2.9670+0.067

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Lm=（1+Smax）（Ls－Δ）

=（1+0.7%）（3.1－0.20）

=2.920

b.验算（最大值）

（Lm+ΔZ+Δm）－LsSmin≤Ls

取ΔZ=Δ/3，Δm=Δ/3

（2.9203+2/3×0.20）－3.1×0.4%≤3.1

∴3.0412≤3.1

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=2.9200+0.067

φ8±0.05型腔深度尺寸

平均值法：

HS=8±0.05=8.050-0.1

Hm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Hs－Δ／2）+（Hs－Δ／2）S平

Hm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Hm0+△Z=[（1+S平）Hs－XΔ]0+△Z

取ΔZ=Δ/3X=0.75

Hm0+△Z=[（1+0.55%）×8.05－0.75×0.1]0+0.033

=7.9690+0.033

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Hm=（1+Smax）（Hs－Δ）

=（1+0.7%）（8.05－0.1）

=7.806

b.验算（最大值）

（Hm+ΔZ+Δmc）－HsSmin≤Hs

取ΔZ=Δ/3，Δmc=Δ/3

（7.806+2/3×0.1）－8.05×0.4%≤8.05

∴7.84012≤8.05

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=7.8060+0.033

φ26±0.08型腔深度尺寸

平均值法：

HS0－△=26±0.08=26.080-0.16

Hm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Hs－Δ／2）+（Hs－Δ／2）S平

Hm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Hm0+△Z=[（1+S平）Hs－XΔ]0+△Z

取ΔZ=Δ/3X=0.75

Hm0+△Z=[（1+0.55%）×26.08－0.75×0.16]0+0.053

=26.1030+0.053

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Hm=（1+Smax）（Hs－Δ）

=（1+0.7%）（26.08－0.16）

=26.101

b.验算（最大值）

（Hm+ΔZ+Δmc）－HsSmin≤Hs

取ΔZ=Δ/3，Δmc=Δ/3

（26.101+2/3×0.16）－26.08×0.4%≤26.08

∴26.10379≤26.08

∴不等式不成立

∴重新选取ΔZ=Δmc=Δ/6

不等式左边=26.05045

右边=26.08

∴左边＜右边

∴不等式成立

∴Hm0+△Z=26.1010+0.027

φ8±0.05型腔径向尺寸

平均值法：

LS=8±0.05=8.050-0.1

Lm+（ΔZ／2）+（ΔC／2）=（Ls－Δ／2）+（Ls－Δ／2）S平

Lm=（1+S平）Ls－（Δ+ΔZ+ΔC）÷2

Lm0+△Z=[（1+S平）Ls－XΔ]0+△Z

取ΔZ=Δ/3X=0.75

Lm0+△Z=[（1+0.55%）×8.05－0.75×0.1]0+0.033

=7.9690+0.033

公差带法：

a.初算基本尺寸（最小值）

Lm=（1+Smax）（Ls－Δ）

=（1+0.7%）（8.05－0.1）

=7.806

b.验算（最大值）

（Lm+ΔZ+Δm）－LsSmin≤Ls

取ΔZ=Δ/3，Δm=Δ/3

（7.806+2/3×0.1）－8.05×0.4%≤8.05

∴7.84012≤8.05

∴不等式成立

∴Lm0+△Z=7.8060+0.033

3－φ12型芯类尺寸

平均值法：

ls=12±0.18=11.820+0.36

取ΔZ=Δ/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls+XΔ]－△Z0

=[（1+0.55%）×11.82+0.75×0.36]－0.120

=11.885－0.120

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

lm=（1+Smin）（ls+Δ）

=（1+0.4%）（11.82+0.36）

=12.229

b.验算（最小值）

取ΔZ=Δm=Δ/3

lm－ΔZ－Δm－lsSmax≥ls

12.229－（2/3）×0.36－11.82×0.7%≥11.82

左边=11.90598

右边=11.82

∴左边＞右边

∴不等式成立

∴lm0－△Z=12.2290－0.12

φ30型芯类深度尺寸

平均值法：

hs=30±0.21=29.790+0.42

取ΔZ=Δ/3X=0.75

hm－△Z0=[（1+S平）hs+XΔ]－△Z0

=[（1+0.55%）×29.79+0.75×0.42]－0.140

=29.954－0.140

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

hm=（1+Smin）（hs+Δ）

=（1+0.4%）（29.79+0.42）

=30.331

b.验算（最小值）

取ΔZ=Δmc=Δ/3

hm－ΔZ－Δmc－hsSmax≥hs

30.331－（2/3）×0.42－29.79×0.7%≥29.79

不等式左边=29.84231

右边=29.79

∴左边＞右边

∴不等式成立

∴lm0－△Z=30.3310－0.14

10±0.1型芯类径向尺寸

平均值法：

ls=10±0.1=9.90+0.2

取ΔZ=Δ/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls+XΔ]－△Z0

=[（1+0.55%）×9.9+0.75×0.2]－0.0670

=10.104－0.0670

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

lm=（1+Smin）（ls+Δ）

=（1+0.4%）（9.9+0.2）

=10.140

b.验算（最小值）

取ΔZ=Δm=Δ/3

lm－ΔZ－Δm－lsSmax≥ls

10.1404－（2/3）×0.2－9.9×0.7%≥9.9

左边=9.9378

右边=9.9

∴左边＞右边

∴不等式成立

∴lm0－△Z=10.1400－0.067

25.5±0.2型芯类径向尺寸

平均值法：

ls=25.5±0.2=25.30+0.4

取ΔZ=Δ/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls+XΔ]－△Z0

=[（1+0.55%）×25.3+0.75×0.4]－0.1330

=25.739－0.1330

公差带法:

a.初算基本尺寸（最大值）

lm=（1+Smin）（ls+Δ）

=（1+0.4%）（25.3+0.4）

=25.803

b.验算（最小值）

取ΔZ=Δm=Δ/3

lm－ΔZ－Δm－lsSmax≥ls

25.803－（2/3）×0.4－25.3×0.7%≥25.3

不等式左边=25.359

右边=25.3

∴左边＞右边

∴不等式成立

∴lm0－△Z=25.8030－0.133

50±0.2型芯类径向尺寸

平均值法：

ls=50±0.2=49.80+0.4

取ΔZ=Δ/3X=0.75

lm－△Z0=[（1+S平）ls