三通管的塑料模设计说明书Word格式文档下载.docx
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方案设计，设计计算，结构设计
绘图
书写课程设计说明书
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二周
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意见
年月日
成绩
评定
湖南省专升本自学考试
设计说明书
三通管的塑料模设计
主考院校：
湘潭大学
刘辉
胡毅光、杨德良
模具设计
机电08301班
摘要
模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。
塑料模具的飞速发展和应用领域的空前庞大，已经对当代社会产生了深远的影响。
塑料，在各个领域、各个行业乃至国民经济中已拥有举足轻重的不可替代的地位。
为适应市场多样化和新产品试制，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等，应当是未来的模具生产技术的发展趋势。
第一章设计课题………………………………………………………………………………
第二章塑料件的设计…………………………………………………………………
第一节塑件精度等级的选用………………………………………………………
第二节塑件结构要素…………………………………………………………………
一塑件的壁厚………………………………………………………………………
二塑件的脱模斜度……………………………………………………………
第三节计算塑件的质量……………………………………………………………
第三章注塑机的选择
第一节选择合适的注塑机是注塑加工正常进行的前提……………
第二节最大注射量……………………………………………………………………
第三节注射压力………………………………………………………………………
第四节锁模力……………………………………………………………………………
第五节模具安装尺寸校核…………………………………………………………
第六节定位圈尺寸……………………………………………………………………
第七节模具的外形尺寸……………………………………………………………
第八节模具厚度………………………………………………………………………
第四章模具结构及设计………………………………………………………………
第一节浇注系统的设计……………………………………………………………
一主流道的设计…………………………………………………………………
二分流道的设计…………………………………………………………………
三冷料穴的设计……………………………………………………………………
四确定浇口形式与尺寸…………………………………………………………
第二节成型零部件……………………………………………………………………
一成型零件工作尺寸的计算……………………………………………………
二模腔工作尺寸的计算…………………………………………………………
三型腔壁厚计算……………………………………………………………………
第三节分型面的设计…………………………………………………………………
第五章脱模机构……………………………………………………………………………
第六章斜导柱侧抽芯机构……………………………………………………………
第七章导向及定位机构………………………………………………………………
第八章复位机构……………………………………………………………………………
第九章模具冷却系统的设计………………………………………………………
第一节冷却时间的计算…………………………………………………………………
第二节温度调节对塑件质量的影响…………………………………………………
第十章试模……………………………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………………………………………
致谢或后记…………………………………………………………………………………………
第一章设计课题
技术要求：
1、材料为硬PVC，精度等级为五级。
2、生产批量为大批量
设计要求：
1、设计并绘制一副塑料注射模具总装配图。
2、设计说明书15-20页。
第二章塑件的设计
一>
、塑件精度等级的选用
查《实用注塑模具设计手册》表2-8取一般等级五级。
二>
、塑件结构要素
1、塑件的壁厚
根据课题上的尺寸得出塑件的平均壁厚为5.5㎜。
由于塑件的壁厚，对熔体充满模具型腔的流程影响较大。
2、塑件的脱模斜度
脱模斜度的取向要根据塑件的内外形尺寸而定，塑件内孔以型芯的小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔的大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减少方向标出，因此根据零件的要求，查《实用注塑模具设计手册》表2-11得：
型芯的脱模斜度为50′～1°
30′，型腔为50′～2°
。
三>
、计算塑件的质量
该产品大批量生产，为提高生产效率及经济效益，采用一模两腔、三板模点浇口自动落料生产。
塑件的重量=2×
3.14×
60.5×
（212-15.52）+3.14×
19（142-92）=90g
第三章注塑机的选择
、选择合适的注塑机是注塑加工正常进行的前提。
注射机规格的确定主要是根据塑件制品的大小及生产批量以及现有的设备特点来确定。
、最大注射量
即注塑模一次成型的塑料重量。
（塑件与流道凝料之和）
19（142-92）=90㎝3
、注射压力
即注射加工时所需注射压力与塑料品种，塑件的形状及尺寸，注塑机类型，喷嘴及模具流道和阴力等因素有关，根据选择注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。
所以选择塑件成型所需注射压力为100MPa,注塑机注射压力为125MPa。
根据塑件材料为硬PVC，精度等级为五级（即一般精度）塑件形状一般，精度要求一般，熔体流动性差，熔体粘度高。
`
四>
、锁模力
锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。
F锁=P腔×
A/1000=25×
2×
[19×
28＋3.14×
（212-15.52）]/1000=126KN
五>
、模具安装尺寸校核
喷嘴尺寸：
注射模具主流道衬套始端凹坑的球面半径R应大于注塑喷嘴球头半径r，以保证同心和紧密接触。
通常取R=r＋（0.5～1）㎜=20.8㎜
主流道孔小端直径D应大于注塑机喷嘴直径d=4㎜
通常取D=d+（0.5～1）㎜=4.8㎜
喷嘴与主流道衬套的关系图
六>
、定位圈尺寸
注射模安装用定位圈外径应与注塑机定位孔内径是间隙配合。
定位圈高度应小于定位孔深度。
即取定位圈外径为￠48
七>
、模具的外形尺寸
模具长度尺寸应与注塑机的拉杆内间距相适应，以保证模具至少能从一个方面穿过拉杆间的空间安装在注塑机上。
八>
、模具厚度
注射模的厚度必须在所选注塑机的最大模厚到最小模厚之间100<
Hm<
300
综上所述：
选择SZ-100-80型注注塑机
其理论注塑容量=100㎝3注塑压力=170MPa
锁模力=800KN模具的最小厚度=170㎜
模具的最大厚度=300㎜顶出行程=80㎜
顶出力=15KN
第四章模具结构及设计
、浇注系统的设计
浇注系统是指模具中从注射机的喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，其作用是将塑料熔体顺利地充满型腔的各个部位，并在填充及保压过程中，将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得外形清晰，内在质量优良的塑件。
其包括主流道、分流道、浇口和冷料井。
1、主流道的设计
主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，且带有一定锥度。
<
1>
、由于硬PVC材料的流动性差，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，将主流道设计成圆锥形，其锥度为4°
，内壁粗糙度为Ra0.63
2>
、主流道大端呈圆角，半径为3㎜以减少料流转向过渡时的阻力。
3>
、为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球凹坑，其半径R=r+0.8，由SZ-100/80型塑料注塑成型机主要技术参数可知r=20㎜R=20.8㎜
其小端直径D=d+0.8㎜
D=4.8㎜d=4㎜
4>
、在保证塑件成型良好的情况下，尽可能减少主流道的凝料，减少压力损失，主流道长度取定模板板厚的2/3即20×
2/3=13㎜
5>
、由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以将主流道部分设计成可拆卸的主流道衬套。
以便选用优质钢材单独加工和热处理。
如其大端兼作定位环，则圆盘凸出定模端面长度H=8㎜
2、分流道的设计
分流道是指主流道与浇口之间的通道，因此设在分型面上，起分流和转向作用。
、分流道的长度
取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从输送熔体时的减少压力和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。
断面尺寸应根据塑件的成型体积，塑件壁厚、形状、及所用塑料的工艺性能注射速率和分流道的长度等因素来确定。
因此结合上述情况及塑料常用分流道断面尺寸推荐范围表中硬PVC的取值范围为
6.5～16㎜取12㎜
、分流道的断面形状
采用U字形截面的分流道
、分流道的布置
由于从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都对应相等。
因此能够实现达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。
所以采用平衡式布置。
、分流道与浇口的连接
分流道与浇口的连接处应加工成斜面，并用圆弧过渡有利于塑料熔体的流动及填充。
3、冷料穴的设计
冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道的未端。
其作用是存放料流前端的“冷料”防止冷料进入型腔而形成冷接缝，开模时又能将主流道中的凝料拉出。
且冷料端的尺寸应稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。
冷料端尺寸为6㎜。
D大端=tan4°
×
40×
2+4=9.6㎜
4、确定浇口形式与尺寸
浇口的形状、数量、尺寸和位置，对塑件的质量影响很大。
根据塑件的形状，可选用点浇口,具体形状见装配图。
、成型零部件
成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常有型腔、型芯、各种成型杆和成型环。
1、成型零件工作尺寸的计算
所谓工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部位的尺寸。
工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约，影响塑件尺寸精度的因素甚多，且十分复杂，因此塑件尺寸难以达到高精度。
为了计算方便，规定凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；
凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负。
2、模腔工作尺寸的计算
、凹模径向尺寸：
公差带法，按修模时凹模尺寸增大容易计算
Lm=[（1+Smax）Ls-△]0+0.05
=[（1+0.015）×
42-0.4]0+0.05
=42.230+0.05
其中Smax—塑件的最大收宿率
Ls—塑件径向公称尺寸
△—为塑件公差值
、型芯径向尺寸：
公差带法，按修模时型芯尺寸减小容易计算
Lm=[（1+Smin）Ls+△]0-0.05
=[（1+0.006）×
42-0.36]0-0.05
=31.550-0.05㎜
、凹模深度尺寸：
公差带法，按修模时凹模深度减小容易计算
Hm=[（1+Smin）Hs-0.05]0+0.05
=[（1+0.006）×
30.25-0.05]0+0.05
=30.380+0.05㎜
其中Hm—凹模深度尺寸（㎜）
Hs—塑件高度公称尺寸（㎜）
、型芯高度尺寸：
公差带法，按修模时型芯增大容易计算
Hm=[（1+Smax）Hs+0.05]0-0.05
=[（1+0.015）×
30.25+0.05]0-0.05
=30.750-0.05
Hs—塑件高度公称尺寸（㎜）
3、型腔壁厚计算
在注射成型过程中，模具的型腔将受到高压的作用，因此模具型腔应该具有足够的强度和刚度。
强度不足将导致塑性变形，甚至开裂。
刚度不足将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。
根据经验确定型腔壁厚，具体厚度见装配图。
、分型面的设计
打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面叫分型面。
因塑件有侧抽芯机构，所以将侧抽芯部分放在动模。
这样可以避免定模抽芯，以简化模具结构。
1、分型面确定如下：
2、排气槽的设计
在注射过程中需排出的气体主要有两种：
一是浇注系统和模腔内的空气；
二是塑料熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物。
由于采用组合开型腔，因此可利用其拼合的缝隙排气。
第五章脱模机构
注射成型的每一循环中，塑件必须从模具的型腔式型芯上脱出。
完成脱出塑件的装置为脱模机构。
凡在动模一边施加一次顶出力，就可实现塑件脱模。
由安装在推杆固定板上的推杆，推顶塑件脱模，合模时由复位杆推杆复位，通过斜导柱、斜导套保证脱模机构运动灵活，避免了倾斜和卡死现象。
因而采用推杆脱模机构。
脱模阻力的计算：
塑件壁厚与其内孔直径之比（28-18）/2/18＞1/20
因此该塑件称厚壁壳体形塑体。
且塑件断面为圆环形。
Q={[2∏rzE∑Lcos￠（f-tg￠）]/（1+∪+K2）×
K1｝+10B
={[2×
23.5×
3.6×
103×
0.3×
（60.5+25.5）×
cos4°
（0.5-tan4°
）]/[（1+0.42+1.93）×
1.03]}+10B
查《实用用注射模具设计手册》表2—5得：
∑=0.3E=3.6×
103cos4°
=0.99
L1=60.5L2=25.5f=0.5
tan4°
=0.06∪=0.42
K1=1+0.5sin4°
=1.03
r=23.5
K2=2×
（3.35+5.33）/（0.99+8）=1.93
式中E—塑件的拉伸模量
L—塑件包容型芯的长度
U—塑料的泊松比、
￠—脱模斜度
f—塑料与钢材之间的摩擦因素
r—型芯大小端的平均直径
B—塑件与开模方向垂直的平面上的投影面积，当塑件底部有通孔时，10B值为零。
K1—由f和￠决定的无因次数
K1=1+fsin￠cos￠
K2—由（入=r/t）和￠决定的无因次数
K2=2入2/（cos2￠+2入cos￠）
第六章斜导柱侧抽芯机构
因该塑件上具有与开模方向非一致的孔，必须首先将成型这部分的型芯或型腔脱离塑件，才能将整个塑件从模具中脱出。
此侧向分型与抽芯机构能够起到在开模时推动侧型芯或侧型腔外移脱离塑件，合模时推动侧型芯或侧型腔复位。
L=L1+L2+L3+L4+L5=（1/2）D
tga+h（1/cosa）+（1/2）dtga+S（1/sina）+（6~10）=145㎜
第七章导向及定位机构
顶出系统的导向
顶出装置在模具内往复运动，除滑动配合外，其余部分都处于浮动状态，顶出板和顶出固定板的重量不应作用在推杆上，而应由顶出系统的导向零件来支撑。
因此利用复位杆导向,但为了减小滑动面上的压强,复位杆与动模板的配合间隙应小于推杆与动模板的配合间隙。
第八章复位机构
合模时为了使脱模机构准确的恢复到原始位置，并在塑件几何形状和模具结构允许的情况下，采用推杆兼回程杆回程。
为避免推杆与侧型芯发生干扰，采用弹簧顶出机构先复位。
第九章模具冷却系统的设计
塑料注射模具冷却系统的设计，不仅影响成型塑件的质量，还直接影响生产效率。
、冷却时间的计算
塑件在相切内的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满型腔时起到可以开模取出塑件时为止，这一段时间，可以开模取出塑件的时间，常以塑件已充分固化，且具有一定的强度和刚度为准。
一般情况下根据塑件制品厚度与冷却时间的关系表
查《塑料成型加工与模具》表10-6得T=51.1秒
、温度调节对塑件质量的影响
模具温度稳定，冷却速度均衡，可以减少塑件变形，因此采用合适的冷却系统，使相切凹模与型芯各个部位的温度基本上保持均匀。
以便型腔里的塑料熔体能同时凝固。
利用温度调节系统保持相切温度的恒定，减少制件成型收缩率的波动，提高塑件尺寸精度的稳定性。
第一十章试模
在检验模具的基本结构，制件的成形状况和壁厚状况后，将模具安装在注注塑机上，首先对模具进行预热：
通常利用模具本身的冷却水孔，通入热水进行加热，对模具进行预热的同时，注塑料筒也要进行加热到30~60摄氏度。
具备试模注射条件，试模条件可以进行试注射阶段，试模用料力求与制品设计要求一致，也可以代用料来完成注射（原料性能要求基本接近；
收缩率大小基本一致）。
对原料要进行预干燥处理（以免造成样件缺陷，增加试模次数，造成不必要的经济损失）。
调整工艺条件下进行试模，试模注射3到5次，得到试模产品，并对该塑件进行详细的工艺数据记载，选出最佳、合理的工艺数据组、变化规律特点，从而获得合理的工艺数据。
得出试模结论，对整个试模过程仔细记录、严密观察，修改方案，进行产品的生产。
参考文献
《塑料模具设计》…………………清华大学出版社
《塑料模具设计手册》……………………机械工业出版社
《塑料成型加工与模具》…………………化学工业出版社
《模具材料与使用寿命》…………………机械工业出版社
《塑料模塑工艺及塑料模具设计》………机械工业出版社
《塑料成型工艺与模具设计》……………高等教育出版社
致谢
本人通过这次塑料模具的课程设计，我了解了有关塑料模具设计的整体思路。
因为此次课程设计是针对我们以前及现在所学知识的一个综合应用，也可以说是对专业知识的一次升华。
特别是在运用软件的操作，让我对自己的专业软件有了更进一步的了解，开始突破学习专业软件的瓶颈阶段，在很大程度上来说，为我们自学创造了一个良好的条件。
在这次设计过程中，由于很多地方牵涉到一些参数的计算、零件图及装配图的绘制，因而从中发现了好多问题，同时也就助动了我去查阅有关这方面的书籍及向指导老师的请教，得到了不少模具设计的理论知识和经验数据，充实了我的知识，也使我对注塑模具有了更深层次的理解。
最后在设计指导老师的指导及自已的努力下比较顺利的完成了三通管模具的设计。
通过这次课程设计我深深体会到了设计工作的冗沉，并且知道治学要以严谨、一丝不苟的态度来对待，否则一个小小的疏忽都会影响到整副模具结构的变动。
在设计过程中培养了我查阅相关塑料模具设计的资料的能力，同时使我对自己所学专业有一个更加明确的认识，为以后走入工厂打下了一个很好的基础。
课程设计（论文）的规范格式
湘潭职业技术学院机电工程系为提高教学质量，规范课程设计（论文）管理，现将课程设计的格式规范如下：
一、课程设计的文档的全部采用A4纸，页边距上2.5，下2.0,左2.5,右2.0。
二、字数要求：
4000字以上。
三、课程设计、论文材料装订次序
第一封面
第二课程设计任务书
第三指导教师评阅表
第四答辩及最终成绩评定表
第五设计说明书或论文
1、封面
2、中文摘要
3、目录
4、正文
5、参考文献
6、致谢或后记
第六设计图纸
第七封底
请同学们严格按照课程设计的规范格式整理好有关材料，装订成册，确保质量，按时将课程设计上交系部。
湘潭职业技术学院机电工程系
二OO五年八月
升级会员 