三通管注塑模具设计.docx

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三通管注塑模具设计

三通管注塑模具设计

作者

赵大

指导教师

李梅

摘要：

三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛。

本文主要介绍了三通管注塑模具的设计过程。

本设计通过对塑件的工艺分析，确定其主要成型工艺参数，设计了三通管注塑模具中的各个系统，如浇注系统、导向与定位机构、侧向分型和抽芯机构、脱模机构、分型面、冷却系统及排气系统等，并对所选用的注塑机参数进行了校核，最后绘制出模具的装配总图，完成本文的编写。

该注塑模具为双分型面结构，一模一腔，采用滚轮式滑板侧向抽芯机构，利用推杆将塑件脱出，结构合理，运行可靠。

整个设计过程不仅使用了传统的设计方法，还运用了CAD、PRO/E等技术，大大提高了设计的效率。

本次设计能加强对注塑模具成型原理的理解，同时锻炼了注塑模具设计和制造能力。

关键词：

三通管注塑模具侧抽芯

Three-wayPipeInjectionMoldDesign

Abstract：

Thethree-waypipeasaconnectionindailylifeisusedwidely.Thispaperintroducestheprocessofthethree-waypipeinjectionmolddesign.Throughtotheanalysisofthetechnologyofplasticparts,determineitsmainmoldingprocessparameters,thedesignofinjectionmouldthree-waypipeeachofthesystem,suchasgatingsystem,orientationandthepositionoftheinstitutions,sidepartingandcore-pullingmechanism,ejectionmechanism,thepartingsurface,coolingsystemsandexhaustslot.Andcheckedtheselectedinjectionmoldingmachineparameters,finallydrawmoldassemblydrawing,completesthepreparation.Thisinjectionmoldistwojointsurfacesstructure,dyingstructureadoptedonemoduleonecavity,usedthesidecore-pullingmechanismofarollertypeslide,usingthepushrodplasticpartsprolapse,itisareasonablestructure,reliableoperation.Thewholedesignprocessnotonlyusingtraditionaldesignmethod,stilluseoftheCAD,PRO/Eandothertechnologygreatlyimprovingthedesignefficiency.Thedesignofinjectionmouldcanstrengthentheunderstandingofformingprinciple,whileexercisingtheinjectionmoldingmoulddesignandmanufacturingability.

Keywords：

Thethree-waypipeinjectionmoldsidecore-pulling

第1章绪论

1.1塑料成型在塑料工业中的地位

塑料工业包含塑料生产和塑料制品生产两大部分。

没有塑料生产，就没有塑料制品的生产；而没有塑料制品生产，塑料就不可能变成产品或生活资料。

两者是一种密切的、相互依存的关系。

塑料制品生产主要由成型、机械加工、修饰和装配4个生产过程组成。

有些塑料在成型之前需要经过一系列预处理，如预热、预压、干燥等，因此，塑料制品生产的完整生产过程为：

预处理—成型—机械加工—修饰—装配。

这个生产过程的顺序不能颠倒，否则会影响塑料制品质量。

在五个基本生产过程中，塑料的成型是最为重要的，是一切塑料制品和塑料生产的必经过程。

而其他四个生产过程是根据塑料制品的要求而定，不是每个制品都需要经过这四个生产过程。

塑料成型过程称为一次加工，最为重要，必不可少，而其他几个过程统称为二次加工，视要求取舍，处于次要地位。

因此，可以说塑料的成型在塑料制品生产乃至塑料工业中占有重要地位。

1.2塑料成型模具的重要性

塑料模具是指利用其本身特定的密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。

塑料成型的方法有很多种，但不管哪一种成型方法都离不开模具。

塑料成型模具是塑料模塑成型过程中最关键的工艺装备。

这是因为在现代塑料制品生产过程中，影响塑料制品生产的三大重要因素是：

正确的加工工艺、高效的设备和先进的模具，而塑料模具对塑料塑模工艺的实现，保证塑料制品的形状、尺寸及公差起着极为重要的作用，高效率全自动的设备只有配备了适合自动化生产的塑料模具才可能发挥其效能；产品的更新换代也是以模具的制造和更新为前提的，可以说模具就是产品的质量，模具就是经济效益。

目前，对塑料制品的品种、质量和产量的要求越来越高，因而对塑料模的要求也越来越迫切。

1.3塑料成型技术的发展方向

为了使各种性能优良的塑料制品在国民经济的各个领域中进一步得到应用，必须在发展塑料生产的同时，努力发展塑料成型工业，研究塑料加工新技术。

因此，塑料成型技术的发展方向为：

（1）塑料成型理论的研究和成型工艺的革新

模具设计已逐步向理论设计方面发展，目前为止，挤出成型的流动理论和数学模型已经建立，并在生产得到应用。

注射成型的流动理论尚在进行研究，完善和发展塑料成型理论，以便更好的指导实际生产，改进或采用先进的生产工艺以提高塑料产品的质量和生产效率。

（2）模具的标准化与专业化

模具的标准化是降低模具成本，缩短模具的制造周期最有效的途径，各个工业化国家对模具的标准化和专业化都十分的重视，美国和日本模具标准化程度达80%，而我国的模具标准化只有40%，模具专业化程度美国和日本分别为90%和70%，而我国仅有30%[1]。

可见我国的模具标准化和专业化水平人较低，因此需制定一系列的国家标准，逐步形成专业的规模生产，加速模具的标准化和专业化。

（3）模具制造先进设备及先进工艺

开发高效、精密、数控、自动化的模具加工设备，如数控铣床、仿形铣床、各种加工中心、坐标磨床、各种数控电加工机床等，以提高塑料模具的加工精度和缩短周期；开发经济快速模具，适应多品种、少批量的生产方式；选用优质材料和先进的表面处理技术提高模具的寿命和质量。

（4）计算机辅助设计和计算机辅助制造模具技术

目前CAD/CAM技术已经发展的比较成熟，积极推广塑料模具CAD/CAM的技术的研究和开发，在模具的生产过程中加以合理的利用，有助于注射产品开发、模具设计到数控加工数据的生成，并准确的预测成型工艺和模具的结构等有关参数，提高了模具生产的效率，是塑料成型技术发展的未来趋势。

第2章塑件工艺分析

2.1塑件图

图2.1为本次设计的塑件图。

图2.1塑件图

材料：

ABS

批量：

中小批量

壁厚：

4mm

2.2塑件原材料分析

塑件材料选用的是丙烯晴-丁二烯-苯乙烯（ABS），它是在聚苯乙烯改性基础上发展起来的介于通用塑料和工程塑料之间的一种热塑性塑料。

ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有较好的光泽。

ABS的吸水率低,尺寸稳定性好，拉伸强度不高，但抗冲击性能好，有一定的硬度，耐磨性好。

ABS的缺点是可燃，耐热性低，属易燃聚合物，燃烧后火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。

ABS的密度为1.02～1.05g/cm3,弹性模量为1.4×103Mpa，成型收缩率为0.3%～0.8%，泊松比为0.35。

2.3塑件形状分析

三通管接头如图2.1所示，mm直型管长72mm，且两端有M36mm的外螺纹，在直型管的中间有一个mm的垂直接管与其连接，接管另一端也有M36mm的外螺纹。

该零件材料为ABS，表面要求光滑，不允许有飞边、凹痕等缺陷，故采用三向侧抽芯。

第3章注塑工艺设计

3.1工艺参数的计算

3.1.1塑件的体积和质量的计算

根据塑件图的尺寸，假设塑件是实体，计算出它的体积，再减去空心部分的体积，有：

在PRO/E软件中，画出塑件的三维实体图后，可以利用软件分析得出塑件的体积和质量与计算结果进行比较，验证计算结果正确，故塑件的体积，取塑件材料的密度为1.05g/cm3，则塑件的质量G=39.5g。

3.1.2注塑机的选择

注塑机又称注射成型机或注射机。

它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。

分为立式注塑机、卧式注塑机、角式注塑机。

注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。

塑件在分型面上的投影面积：

生产实践表明：

应使塑料制品的用料量之和为其的公称注射量的25%~75%，最低不得低于10%，则有：

cm3

cm3

故注塑机的公称注射量可在60cm3、125cm3、250cm3中选择，初选公称注射量为125cm3。

查相关资料，可知ABS塑料的成型压力在70MPa~90MPa，选用90MPa，则所需注塑机的锁模力为：

=N

由于塑件结构比较复杂，采用一模一腔的结构，通过分析上述计算的结果，再查阅国产热塑性塑料注塑机规格后，初步选用注塑机型号为XS-ZY125型注塑机，其主要参数如表3.1所示。

表3.1XS-ZY125型注塑机主要参数

螺杆直径

42mm

最大理论注射量

125cm

注射压力

119MPa

注射时间

1.6s

注射行程

115mm

最小模具厚度

200mm

最大模具厚度

300mm

合模力

90t

模板行程

300mm

拉杆空间距离

260290mm

喷嘴球面半径

12mm

喷嘴直径

4mm

注射方式

螺杆式

合模方式

肘杆

3.2塑件注塑成型工艺参数

查阅参考资料《塑料模具设计》第234页表A3，可得ABS塑料的注射工艺参数如下：

预热干燥：

温度100-110℃时间0.5-1.0h

料筒温度：

前部150-170℃中部170-190℃后部180-200℃

喷嘴温度：

170-180℃

模具温度：

50-70℃

注塑压力：

70-90MPa

保压压力：

50-70MPa

注射时间：

2-5s

保压时间：

10-15s

冷却时间：

15-30s

总周期：

30-60s

后期处理：

设备红外线烘箱温度70℃时间0.5-1h

第4章注塑模具总体设计

注塑模具的总体设计是注塑模具设计的主要内容，此部分内容包括浇注系统的设计，分型面和排气系统的设计，成型零部件的设计，导向机构的设计，脱模机构的设计等。

4.1注射模浇注系统设计

浇注系统是指熔体从喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的管道。

浇注系统与模具结构、充填过程、塑件质量和生产效率等诸多因素有关，是注塑模设计的一个关键环节。

它的设计合理与否，直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易程度。

浇注系统的作用，是将塑料熔体顺利的充满到模具型腔深处，以获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑料制件。

因此