三通管的注塑模具设*舛

发布于:2021-11-28 18:06:51

毕业设计(论文)

题 目:

三通管的注塑模具设计

学生姓名:

刘建亮



号:

2011010923

所在学院:

机械与电子工程学院

专 业 班 级 : 材料成型及控制工程 1103 班



别:

2015 届

指导教师:

李本祥

皖西学院本科毕业设计(论文)创作诚信承诺书

1.本人郑重承诺:所提交的毕业设计(论文),题目《

三通管注塑模具设计

》是本人在指导教师指导下独

立完成的,没有弄虚作假,没有抄袭、剽窃别人的内容;

2.毕业设计(论文)所使用的相关资料、数据、观点等均真

实可靠,文中所有引用的他人观点、材料、数据、图表均已标注

说明来源;

3. 毕业设计(论文)中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学

术观点、思想和学术成果,伪造、篡改数据的情况;

4.本人已被告知并清楚:学校对毕业设计(论文)中的抄袭、

剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为将严肃处理,并可能导致

毕业设计(论文)成绩不合格,无法正常毕业、取消学士学位资

格或注销并追回已发放的毕业证书、学士学位证书等严重后果;

5.若在省教育厅、学校组织的毕业设计(论文)检查、评比

中,被发现有抄袭、剽窃、弄虚作假等违反学术规范的行为,本

人愿意接受学校按有关规定给予的处理,并承担相应责任。

学生(签名): 日期: 年 月 日

目录
1 绪论............................................................. 1 1.1 课题的来源、思路、目的和意义................................ 1 1.2 我国模具行业发展历史及现状.................................. 1 1.3 我国模具的发展趋势.......................................... 3
2 注塑成型方法及工艺方案的选择..................................... 4 2.1 塑件分析.................................................... 4 2.2 材料 ABS 的注射成型过程及工艺参数............................ 6
3 拟定模具结构设计................................................. 7 3.1 分型面位置的确定............................................ 7 3.2 确定型腔数量及排列方式...................................... 8 3.3 模具结构形式的确定.......................................... 8 3.4 注射机型号的确定............................................ 9
4 浇注系统、关键零部件设计........................................ 14 4.1 浇注系统的设计............................................. 14 4.2 成型零件设计............................................... 16 4.3 排气系统的设计............................................. 18 4.4 温度调节系统设计........................................... 18 4.5 脱模机构的设计............................................. 20 4.6 滑块机构的设计............................................. 23
5 模架的确定...................................................... 25 6 总结............................................................ 28
6.1 三通管模具设计的体会....................................... 28 6.2 设计存在问题及解决设想..................................... 28 参考文献:........................................................ 29 致 谢.......................................................... 30

皖西学院 2015 届本科毕业设计(论文)
三通管注塑模具设计
学生:刘建亮(指导老师:李本祥) (皖西学院机械与电子工程学院)
摘要:随着中国经济的迅速腾飞,为了得到经济的注塑大量生产三通管,生产厂家往往通过节约原材 料来降低成本,目前的趋势是产品的形状越来越复杂。然而由于塑件形状复杂,在注射成型时会出 现一系列的问题,如要求注塑机高速注射,冷却成型后易发生翘曲变形等。本文通过分析和研究三 通管件注射成型特点而提出相应解决措施,如改进模具结构,选择一模二腔等,如何更好的利用三 维 ProE 建模使其更加直观,从而进一步完成日常生活中常见的三通管注塑模的设计。 关键字: 三通管;模具设计;ProE;一模二腔
Design Of The Injection Mold Of The Plastic Gear Belt
Student: liujianliang(Faculty Adviser:libenxiang) (College of Mechanical and Electronic Engineering, West Anhui University)
Abstract:With the requirement of the rapid economic in China.As to obtain economic injection by producing three pipeline ,boss tend to cost by means to saving raw materials,nowadays ,the trend is that the products is complicated.Thereby,duo to the complicated products ,there will be a series of problem at the time of injection molding. For example ,requiring hing-speed injection molding machine.Through the analysis and research three pipe fittings injection molding characteristics propose appropriate solutions, such as improved mold structure, choose a two cavity mold, etc., how to make better use of three dimensional modeling ProE to make it more intuitive to further complete common in everyday life tee injection mold design. Keywords: three links pipeline ;mold design;ProE ; two cavities mold
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1 绪论
1.1 课题的来源、思路、目的和意义 (1)来源:由任务书可知此三通管的注塑模具设计来源于工厂的实践生产 (2)思路:通过任务书可以得知三通管的具体数据,分析三通管塑件的各个数据
尺寸,然后查找书籍资料,大学四年的学*知识综合分析三通管的塑件成型工艺,了解 三通管注塑模具实际生产效率,接着又分析三通管所用的材料 ABS 的各项性能如吸水性、 收缩率、耐热性等。因此在设计的过程中选择一个好方案非常重要不然没有考虑到性能 或其他方面的问题都会导致失败,并且由于三通管结构的特殊性,我们必须使用侧向抽 芯机构,不然塑件就无法脱模。
(3)目的:此次毕业设计是对大学所有的知识的一个回顾和综合运用,比如以前 学过的专业课有《模具材料》、《塑料成型及模具工艺》和《现代模具制造工艺学》等 这些专业课知识都很好的运用在此次毕业设计中,我们以前的金工实*到现在的动手设 计三通管注塑模具是大学所学专业课的积累的结果,是我更好的掌握了理论与实践相结 合的道理,从而需要自己熟练的掌握模具的设计方法和细节部分的小步骤,以前在学* 的过程虽然也拿到了 AutoCAD 证书,但是从来都是知道的很多,运用的很少,这次毕业 设计需要也是给自己一个锻炼的机会,可以好好运用自己所学知识,也使自己可以逐渐 的掌握 CAD 的知识。
(4)意义:大学四年的课程设计都是和同学合作完成的,而这次毕业设计需要我 们一个人来完成,这是一个挑战也是一个独立思考的机会,这给我以后走出社会工作学 *都是一个良好的学*机会,同时也是检测大学四年的学*成果的好时候。其实中国的 模具行业从无到有然后逐渐的慢慢壮大,以致于扩充市场需要,高校逐渐有了我们的专 业,培养更多的模具方面人才以满足模具行业迅速发展的需要,所以这次毕业设计非常 的重要。 1.2 我国模具行业发展历史及现状
最*几年来,中国的模具行业有序的保持逐步健康稳步的发展趋势,这种健康的势 头能否还能继续保持健康稳步的发展,模具行业有关的权威学者以及相关的模具产业老 板等人十分关注模具今后的发展方向问题。本人认为,虽然中国模具行业在许多领域中 面临着相当大的压力,比如在中端或低端产品方面本国内部模具企业的竞争越来越强 烈,而且在中端或高端产品范围中,面临着许多的外资企业渐渐走向国际化局面的压力,
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三通管的注塑模具毕业设计
但也随着*些年来的健康稳步的持续发展,中国的模具行业的生产实力已逐渐做大做 强,拥有足够的能力把现如今面临的种种压力转化为马力十足的动力,模具行业要想健 康稳步的发展就必须克服重重困难。
随着中国政府对模具行业本部实施体制改革和转换,使得模具的产业结构有利于合 理化,并且渐渐加强了产业生产的标准化管理,很好的提高到了一个更好的*台。为了 迅速适应当今世界的各种形势压力,中国的模具产业最*这几年来逐渐加快了相应体制 的改革和优化,并且使得工艺装备的水*和产品生产水*有了非常大的提高,管理也得 到了相当大优化与提升。越来越多的模具相关的企业已很好的、熟练应用了 CAD/CAM/CAE 一体化技术、熔融沉积制造技术、 叠层实体制造技术和间接制模技术等许多高新技术, 正式这些高新技术的逐渐运用,发展才会越来越快。
中国许多模具企业开始逐步认识到了自己的“品牌”出名的重要性和“专利”自主 开发的重要性,并且不断加大自主开发创新的资金投入能力,使得模具得到迅速的发展。 从把模具引进中国以来,模具生产一直依靠国外优秀人才提供先进技术,然后有很多的 高科技术都是不对外开放的,一直致使模具处于被动的地位,因此对中国的模具企业来 说很少有自己创新的科技产品。随着中国市场经济和虚拟经济的不断地飞速发展,这几 年来企业逐步越来越看重创新人才来提高自己的技术水*。在模具不断发展的过程中, 有不少的企业已开始认识到了自主创新开发发的必然性,因此其企业的投入力度迅速提 高。
尽管我国模具产业发展十分迅速,模具的制造水*也在日益逐渐上升,但是就西方 工业发达的国家相比较的话,存在十分明显的差距,其主要表现在专业化和标准化程度 低比如想要组装好一副模具其国外的制造只需要直接使用标准件就可以组装成功、模具 的制造周期长比如中型注塑模国外生产只需要一个左右,而我国却需要 4 个月左右的时 间、精度差国外的精度已经达到 0.005~0.01mm ,而中国还在 0.02~0.05mm、寿命十 分短比如国外发达国家一副模具*均可以使用 400 万次而,而中国却只能达到 100 万次 而且模具的品种类别少。模具是一种生产效率很高的工艺工具,其生产多单件生产,也 正是因此给模具带来了不少的困难,为了减少模具的设计和制造的工作量,模具的零件 标准化就显得十分的重要。
尽管有时面临十分严峻形势,但现如今全球的模具制造业转移的规模无限加大,界 模具发展的的理想之地。再者说,国家出台各种福利政策,国家政府将继续大力支持我
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国模具行业,在种种有利条件和因素下,我国内模具产业的未来将呈现出美好的蓝图。 1.3 我国模具的发展趋势
随着世界各个国家的经济飞速的发展,中国的社会经济也不断地发展与之相*衡。 由于经济的不断发展,市场的需求不断地扩大,各种琳琅满目的商品越来越多,产品更 新速度都快超出了人们的想象,而且市场需求点也越来越激烈。因此,模具制造的质量 必须过关。三通管模具制造周期必须大大降低这是当前尤为重要的,可以使得注塑模具 制造技术的发展慢慢强大。
(1)模具的标准化程度日益提高,据初步了解,我国模具的标准件使用率仅仅只有 百分之三十五左右,而西方许多发达的国家一般使用率达到百分九十左右,为了适应中 国模具产业的迅速发展,模具的标准化使用程度将进一步提高,模具的标准化生产也必 须得到相应的使用和发展。尽量使用模具标准件和标准的模胚,将一般的模具零件和粗 加工等工序由外加工完成,这样大大降低了模具所消耗的费用,缩短模具的制造周期, 促进模具合作化生产。
(2)模具的结构从中小型向大型转变,模具加工的产品从粗糙向精密转变,机器由 人工操作已经向智能化的无人操作转变。而且一模多腔的模具越来越多,大型多功能的 复合模、精密拉伸模和旋压模等高效率模具越来越广泛。在一模多腔中向着智能化方向 发展,而且在大型多功能复合模是哪个开发智能化的软件集成功能,如冲压、拉伸、攻 螺纹、铆接等多道工序复合在一副模具中,可以智能化无人操作。
(3)开发性能良好的快速成型的材料,研发人员从事提高快速成型的加工速度, 改变快速成系统的可靠度。特别是在一些特殊的材料当中我们要用高科技术来复合材 料,这已经成为快速成型技术的一项迫切要求。
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三通管的注塑模具毕业设计
2 注塑成型方法及工艺方案的选择
2.1 塑件分析 2.1.1 塑件
三通管结构如图 2-1 所示。
图 2-1 注塑零件 3D 图 我在对老师给定数据的三通管模具设计之前,认认真真地分析该三通管的成型工艺 性,如形状结构的倒角的复杂程度、三通管的本身尺寸大小以及收缩率相关数据、三通 管的精度等级和应有的表面质量要进行仔细研究和分析,只有仔细研究和分析才能一步 一步不出错的保证模具结构来生产三通管以及达到塑件的模具精度。 本毕业设计课题的三通管具体结构如上图所示,具体尺寸见所画的图纸,该三通管 结构虽然不简单但一点也不复杂,任务书要求生产实践和大批量的生产,因而模具成本 较低,通过注塑成型方便容且易。 2.1.2 塑件材料选择 塑件的材料选择应该主要注意以下这些方面。 (1)塑料的力学性能 如强度、刚度、弹性、扭转性能、弯曲性能以及对应力的 敏感程度。
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(2)塑料的化学性能 如对水、药物、油、酸碱性溶液的耐腐性,卫生安全程度 的保障。
(3)塑料的物理性能 如对光、热、力适应情况以及外观欣赏程度。 (4)成型的工艺性 如塑料的收缩性、结晶性、流动性等。 综合各种材料的注塑成型性能以及材料加工使用程度性能,并且了解材料市场价格 选择价格相对较低的,故选择塑件成型材料为 ABS。 ABS 树 脂 是 一 种 共 混 物 , 是 丙 烯 腈 - 丁 二 烯 - 苯 乙 烯 共 聚 物 , 英 文 名 Acrylonitrile-butadine-styrene(简称 ABS)。这样的材料共混物,我们只要改变三种 混合物的比例就会得到不同的材料性能、成型方法、颗粒大小,就可以直接生产出各种 各样具有不同收缩率大小、对接触物的耐腐特性的品种,例如我们把丙烯晴的成份减少, 那么该材料的收缩率就会得到很大提高,但是抗应力能力减弱和流动性就会降低。 (5)ABS 的主要性能指标 密度ρ=1.2 g/ cm3 ; 收缩率 0.4~0.7%,取值 0.55%. (6)ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷:溢料、残余应力、吸水性太高等 消除措施:增大注射及的压力、增加模具温度、设置更多的气槽、确保预干燥。 2.1.3 生产纲领
此三通管需要大批量生产,智能无人化操作生产。 2.1.4 分析塑件成型工艺
(1)结构分析 该塑件结构简单也不是十分简单,说难也不难,再设计模具时分别在所设计的 型腔内成型,因此我们在模具设计和成型的过程中要有相当准确的定位结构方案和 非常好的加工工艺过程,以确保模具正常运作的流畅性和模具零件的使用寿命。 (2)成型工艺分析 精度等级:采用一般精度 5 级。 该塑件脱模斜度:该三通管零件的壁厚约为 11mm,其三通管脱模斜度查参考文 献[1]中的表 3-4。鉴于该三通管塑件很少有特备弯曲窄小的成型部分,又因为三通 管的材料为 ABS,流动性较好。
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2.2 材料 ABS 的注射成型过程及工艺参数 2.2.1 注射成型过程
(1)成型前的准备 对该塑件的三通管所用的材料 ABS 其机械刚度、耐腐蚀性和吸水性进行校检。 但是材料 ABS 的吸水率大约在 0.2%~0.8%之间,非常容易吸水,因此成型前必须做 好进行充分的干燥不至于后期由于湿度导致破坏,干燥水分低于 0.3%。干燥条件: 用烘箱以 75~90℃烘 3~5 小时。 (2)注射过程 塑件完整的注射过程包括加料、塑化、注射、保压、冷却和脱模等几个步骤。 首先塑化是把塑料熔融,也即是把塑料在料筒中经过加热系统加热到粘流状态使其 具有良好的可塑性的过程。紧接着就是充型,柱塞螺杆从计量位置开始,通过注射 液压缸的动力施加高压,将塑化好的塑料熔体经过注射机的喷嘴快速进入型腔的过 程。然后进行保压、冷却和脱模环节。 (3)塑件的后处理 塑件在成型的过程中,有时候可能由于材料塑化不均匀或塑件有些地方不可避 免的存在残余应力而导致在使用的过程中变形或裂开。因此采用调湿处理,该三通 管的热处理条件查参考文献[2]中的表 5-4 可得知处理温度为 80℃;保湿时间为 2~ 4 小时。 2.2.2 材料 ABS 的注塑成型参数 注射机:螺杆式; 螺杆转数(r/min):48; 料筒温度(℃):前段 200~230;
中段 180~210; 后段 160~180; 喷嘴温度(℃):170~180; 模具温度(℃):50~80; 注射压力(MPa):70~100; 成型时间(s):注射 20~60,保压 0~3,冷却 20~90,总周期 50~160。
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3 拟定模具结构设计
3.1 分型面位置的确定 选择分型面的时候,尤其要注意一些原则性问题:
该三通管在进行设计时已及时考虑到了上述几条原则,同时可以从任务书中的 塑件图样可以得知该塑件有孔,有下图可参考,因此该塑件成型后取出时,需要侧 向抽芯分型。
图 3-1 塑件结构示意图 设计时考虑到以上各种因素的后果,在三维软件工作环境下,结构简单的零件
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分型面在三维软件的辅助下可以自动生成。但三通管情况特殊,需要分型面选择如 图 3-2 所示。
图 3-2 分型面 3.2 确定型腔数量及排列方式
当你确定想要模具的生产能力达到一定的生产水*的时候,在一定的情况下保 证模具的成功率,此时模具设计必须有确定的型腔数目。从设计的角度生产效率的 角度来说,根据注射机的额定锁模力来确定型腔的,根据公式的计算可得知采用一 模二腔,由相关知识初步拟定,使用一模二腔的结构。而型腔的排列就是塑件的排 位,它是与模具结构和工艺相辅相成的。因此初步采用一模二腔的结构,如上图所 示。 3.3 模具结构形式的确定
该三通管的模具质量和外观要求比较高,从该三通管的结构特征可以看出塑件
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外形是圆弧状。初步尝试采用单分型面的模具结构形式,所示如图 3-3。
图 3-3 型腔示意图 3.4 注射机型号的确定
注射模具是一个安装在所选定的注射机上一起使用的模具,那么在设计三通管的注 射模之前应该详细分析注射机的技术要求,这样才能设计出符合要求的模具,同时也选 定适合注射机的型号。 3.4.1 所需注射量的计算
(1)塑件质量、体积计算: 对于该三通管的设计,建立塑件立体模型,三维软件对所设计的模型,分析相关的 数据,认真的计算得: 塑料制件体积 V1=45.61 cm3 ; 塑料制件质量 M1=ρV1=47.9g。 (2)系统凝料体积的估算
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可使用 ProE 软件里的分析测量塑件体积,又因为该模具采用的是一模二腔的形式, 因此浇注系统凝料体积为 V2=4.16 cm3
(3)该模具一次注射所需要的 ABS 体积 V0=V1x2+ V2 = 95.38 cm3; 质量 M0=ρ·V0= 100.15g。 3.4.2 注射机型号的选定 随着最*几年中国的不断发展,国家在模具方面的大力支持,引进了各种型号的注 射机国内注射机,各种厂家生产的新机型也越来越多。 根据以上的所有计算都是为了选择注射机,由于计算的结构可得知我们可以估计选 定注射机型号为 HTF80XB,这台注射机的主要参数可以参考如表 4-1 所示。
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型号
参数
螺杆直径 理论注射 容量 注射重量 PS 注射压力 注射行程 螺杆转速
料筒加工功率 锁模力 拉杆内间
距(水*×垂直) 允许最大
模具厚度 允许最小
模具厚度
移模行程 移模开距 (最大) 液压顶出行程 液压顶出力
液压顶出杆数量 油泵电动机功率
油箱容积 机器尺寸 (长×宽×高)
机器重量 最小模具尺寸 (长×宽)

表 4-1 注塑机的参数

单位 mm
cm3
g Mpa mm r/min KW KN
mm
mm
mm mm
mm mm KN PC KW l
m t
mm

80 × A
33 112
103 209

80 ×B
35
137

80 × C
42 155

119

129

189

159

122

0~220

5.7

800

365×365

355

150
310 670 99~105 33
5 11 200 4.4×1.26×1.9 3.22 240×240

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3.4.3 注塑机的参数较核

(1)注射容量和质量校核

由于以容量计算时 V 总≤0.8 V 注

(3-1)

式中

V 注—最大注射容量 ;

V 总—体积总和 ;

0.8—最大注射容量的利用系数。

∴V 注≥V 总/0.8=100.15/0.8=125.2cm3

因此我们在选择的注射机的注射容量复合相关的要求,并且质量要求也是一定的保

障,选择这样的注射机确实可以达到很好的效果。

(2)注射机相关数据的校核

查相关的资料书籍可知,合模力的大小满足公式:

Fs≥Fz=P(nAx +Aj)= PA

(3-2)

式中 A—投影面积之和

Ax—投影面积

Fz—胀模力

Fs—合模力

P—模腔压力 取 30MPa

通过使用三维 Proe 软件计算面得出面积 A= 3154.31 mm2

由于 Fs=800KN ≥30×3154.31x1.1x0.001 =104.1KN

所以所选择的注塑机适合所设计模具的合模力以及注塑面积的要求。

(3)模具与注塑机相关尺寸校核

1)注塑机拉杆与模具长宽尺寸

模具的尺寸为 350×350mm

注塑机拉杆的间距为 365×365mm

故满足要求。

2)模具闭合高度校核

模具实际高度 H 模=350mm ;

有计算得出注塑机最小闭合厚度 H 最小=150mm 所以 H 模 > H 最小;

故满足要求。

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3) 开模行程校核

此处所选用的注塑机的最大行程与模具厚度有关。

注塑机的开模行程应满足下式:

S 机-H 模 > H1+H2+(5~10)mm

(3-3)

因为 S 机- H 模=670-350=320mm

H1+H2+(5~10)=50+160+10=220mm

即 S 机-H 模 > H1+H2+(5~10)mm

故满足要求。

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4 浇注系统、关键零部件设计

4.1 浇注系统的设计 我们这里所讲的浇注系统是指塑料熔体从主流道的开始部分到所设计的型腔之间

的流动通道。浇注系统的作用是使得塑料的熔体传到型腔当中,使其在型腔当中获得致

密的组织、清晰的外形轮廓的塑件,以此看来,一个模具没有浇注系统是不可能成型塑

件,因此模具的浇注系统占有举足轻重的作用。我们这里选择的是普通浇注系统。 4.1.1 主流道的设计
主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道,往往是和注射机的喷嘴在同一轴

线上,它的横截面为圆形并且带有一定的锥度,这样有利于把塑件的凝料顺利脱出机构。

(1)主流道尺寸

主流道小端直径 D=注射机喷嘴半径+(0.5~1)

(4-1)

=1.5+(0.5~1),取 R=2.1 故 D=3.6

主流道球面半径 SR0=注射机喷嘴球头直径+(1~2) (4-2)

=20+(1~2),取 SD0=21 故 SR0=11

球面配合高度 h=2~4mm,取 h=3mm

主流道长度 L=112mm

主流道的最大端直径 D′=3.6+2Ltanα=3.6+2×112×tan1°=7.54,取 D′=7.5mm

(4-3)

浇口套总长 LO=L+h=115mm 4.1.2 冷料穴的设计 (1)主流道冷料穴的设计

(4-3)

冷料穴又叫做冷料井,模具在开模时要把主流道中的废凝料及时顺利拉出,因此所

设计的冷料穴的直径要比主流道直径的最大端大一点。又因为我所设计的模具是一模两

腔。它的分布对称以便于节省原材料,所以冷料穴应该可设在模具的中心位置最佳。

冷料穴直径=8 mm > D′

(4-4)

冷料穴的冷料深度=3/4 D′=6 mm

(4-5)

(2)分流道冷料穴的设计

此三通管的模具分流道不是很长,可以不用加冷料穴,方便出料。

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4.1.3 分流道设计 (1)分流道布置形式
分流道是浇口和主流道的两个之间的通道,通常开设在分型面上,起到分流和转向 的作用,多型腔的模具必须设置分流道。分流道有很多种不同的设置形式,但最主要遵 循几个原则:便于脱出机构的运动和加工;塑料经过分流道时的压力的消耗一温度的消 耗一定要小;保证塑料的熔体快速而又均匀的充满每个型腔。
根据上面原则,分流道分布如图 4-1 所示。
图 4-1 流道分布示意图 (2)分流道的长度
分流道的长度不能长,避免多余的废料,同时必须减少弯曲部分。该三通管模具的 分流道长度根据参考文献[4]选择 L=20 mm。 (3)分流道的形状及尺寸
由于在冷凝当中存在废料现象,为了便于加工及凝料脱模,分流道设置在定模板上, 采用圆形截面,ABS 经验值 d=(4.8~9.5)mm,由 d(1.1~1.2)=d 上级,所以得出 d=5.8, 取为 6 mm。
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三通管的注塑模具毕业设计
4.1.4 浇口的设计 浇口使从分流道流出的塑料熔体以很快的速度进入并充满型腔,等到几秒之后充满
型腔后,浇口部分的塑料熔体能迅速的凝固而封闭浇口,只要是为了防止型腔内的熔体 倒流。浇口的位置、形状和尺寸对塑件的质量都有非常大的影响。因此浇口的设计就显 得十分重要了。
通常在设计的浇口横截面积要分流道的面小的多,大约是 0.06 至 0.10 之间,而 圆形却经常作为浇口的横截面,因此本设计中也采用圆形截面。 (1)浇口类型及位置的确定
由于该三通管的模具是中小型塑件而且还是一模二腔的注塑模具,与此同时对模具 的装配要十分严格,所以从直接浇口、点浇口和中心式浇口中进行选择。然而点浇口模 具结构简单,比较有优势,故选用点浇口。 综合以上,采用点浇口最合适,而且相应的模具结构也比较简单,所以选用点浇口。 (2)浇口尺寸设计 由经验公式可得知,此设*娇诘纳疃 d=0.206 n4 t2 A =1.207; (4-6) 4.2 成型零件设计
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图 4-2 滑块 1
图 4-3 滑块 2
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4.3 排气系统的设计 在注射成型的过程当中,不仅仅型腔和浇注系统中空气外,另外还有 ABS 由于吸水
性中所含的水分在注射温度下汽化成水蒸气,如果这些气体不能有效的排出,那将会引 起很大的问题,比如因气体被压缩而产生很高的气温,从而引起局部碳化,也有可能产 生气泡、空洞或填充不足等缺陷。模具和小型模具归宿套,位移非常小,可以利用分型 面,滑块和喷射器尾气等空间,而无需打开一个单独的排气管。 4.4 温度调节系统设计 4.4.1 加热系统
由于该三通管的塑料模具的温度在一定条件下直接影响到塑件的成型制品的质量 和塑件的生产率。查书可得知 ABS 材料的注塑成型温度为 55~85 C ,查参考文献[1] 中表 6-10 常用热塑料的模具温度表,可以了解所选的塑料模具温度:100℃,因此可以 不需要加热装置的设置。 4.4.2 冷却系统
通常注入塑料模具温度为 200℃左右,并从模具和强大的塑料件固化在 60℃以下它 的温度后取出时。热塑性塑料的注射成型后,需要对模具进行有效的冷却,熔融塑料的 热传递速度模具,其中的一个塑料可靠冷却定型,并迅速释放。 (1)设计原则:

(2)设计过程:

已知:材料 ABS,油任务书可得知塑件厚度 2mm,ABS 单位热流量系数 Q1=350kg/kg,

t1 解:冷却时间



s2
21

ln

4




Q1 Q2

Qm Qm



(4-7)

18

皖西学院 2015 届本科毕业设计(论文)

s

22 3.142

0.08

ln

4



180 110



70 70





6.36

根据 ABS 性能,取 t1=10s

注射时间 t2=2s,保压 2s

注射周期为 t=10+2+2+(5~8)=20s

*均每分钟注射次数 N=3600/120=3

∴总热量 Q=WQ1=NGQ1

(4-9)

=80×0.0215×350

=1354.5kJ/h

(4-8)

模具四侧面积 AM1 2902.86 2 215 2 6235.72mm2

分型面面积 AM 2 31446.4mm2

(4-10)

t t 开模率

t(



1

n

t

)
0



20



(10



2)



20

0.8

(4-11)

∴散热表面积 Am Am1 Am2 0.4 =0.04m2 (4-12)
模温 70℃,室温 20℃ ∴对流所散发的热量:

c



4.187



0.25



360 70 300



0.04



70



20



4 3



37.7kJ

/h

(4-13)

辐射所散发的热量:

R



20.8 Am1



273 70 100

4





273 20 100

4

(4-14)

= 20.8 6235.72 2106 0.05[(273 70)4 ((273 20)4 ]

100

100

=0.86 kJ / h

注塑机所散发的热量:

l h2Am3 70 20 50220.250.470 20 5020kJ / h (4-15)

∴应由冷却系统从模具中带走的热量2 为

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三通管的注塑模具毕业设计
2 Q l R c 1345.5 37.7 0.84 5020 为负 (4-16)
所以模具靠自身可以散热。但为更加安全和提高效率,仍添加冷却系统。 (3)冷却系统的布置
根据前章所设计的塑件分型面,可以知道我们设计的分型面为阶梯形,在分析模仁 时,模仁被分为上下两个隔开的部分,上部分设置在分流道上面,因此特别重点加强冷 却装置,所以布置在偏上位置。
根据公式计算可以知道,该三通管塑料模具所释放的热量不是很多,因此只要把冷 却水道设置在模具型腔周围,这时候所设计的凹模水管直径为 8mm,凸模水管直径为 8mm。
水管具体分布线如图 4-4 所示。
4-4 水路示意图 4.5 脱模机构的设计
当注射成型冷却后,需要把塑件取出,因此注射成型的个个环节中,从模具的凹模 中或型芯上脱出时必须每一步都不能出错,完成脱出塑件的装置叫做脱模机构(推出机 构、顶出机构),也称为推出机构。 4.5.1 脱模推出机构的设计原则
注射成型过程中的最后一个重要的环节是塑件的成功脱出,最后推出质量的优良
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皖西学院 2015 届本科毕业设计(论文)
将决定塑件成品质量,因此,塑件的推出是非常重要的。在设计推出脱模机构时,应遵 循下列原则。
(1)推出机构应尽量设置在动模一侧; (2)机构简单、动作可; (3)良好的塑件外观; (4)合模时的准确复位。 4.5.2 塑件推出的基本方式选择 于塑件的几何形状及凹模、型芯的结构不同,因此我们设置在凹模、型芯上推杆截 面的形状也不一样。此零件脱模并没有特殊要求,所以采用最常见的最简单的推杆推出 即能满足脱模要求即可。 4.5.3 推杆布局 推杆布局如图 4-5 所示
图 4-5 推杆布局示意图
21

三通管的注塑模具毕业设计

4.5.4 推杆尺寸计算

(1)脱模力

F



82ESL cos f 1 K2

tan





0.1A

(4-17)

K1



cos

2 2 2

cos

(4-18)

K2 1 f sin cos (4-19)

r a b 2 20 4 2 3.141.75

(4-20)



F



8 1.75 1800 0.5% 14 cos10.21 1 01.0052

tan1



0.1144



20

=625N

1

(2)推板厚度

t



0.54L0



F
EBL



3

(4-21)

L0 =300mm,E=210000Mpa,B=150mm, =1/5*0.28mm

1



3

t



0.54



300



625 2100000 150



1



0.28



11.5 12mm





5



(3)推杆直径

1

d



K



L2 F nE

4

(4-22)

K=1.5,L=140,n=7,E=2100000

1

d ∴

1.5


1402 625 4

7



2100000





2.6 ,取

d=8mm

22

4.6 滑块机构的设计

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再设计模具的结构已经分析过此塑件的模具结构采用侧向抽芯结构,得出结论 需要滑块机构侧抽芯,与此同时进行滑块结构配合设计。滑块结构如图 4-6 所示。

图 4-6 滑块结构 (1)抽芯距 S=S0+(2~7)=17.5+(2~7) , 取 S=23mm S1=S0+(2~7)=40+(2~7) , 取 S1=45mm (2)斜销倾角

(4-23)

开模行程 H S cot , 取 15~20°

∴ H S cot 15 ~ 20 =68.69~93.3 (4-24)

H实际 23mm
23

三通管的注塑模具毕业设计
∴ 可以任意在 15~20°之间取值,取 =20°
(3)斜销有效工作长度 L=76.22mm (4-25) (4)斜销直径
侧抽芯力:

FC PA f cos sin 102080.2cos1 sin1 452N (4-26)
查表 9-1,最大变曲力 FW=1KN 侧型芯中心线于斜销固定地面的距离:

HW L cos 15 cos15 14.5 mm (4-27) 查表 9-2,得斜销直径 d=16mm (5)斜销长度

L D tan t d tan S 10 ~ 15

2

cos 2

sin

(4-28)

15 tan15 40 10 tan15 4 10 ~ 15 70.2 ~ 75.2

2

cos15 2

sin15

取 L=172mm

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5 模架的确定
我们在设计模具时肯定使用标准模架,这样不仅省去制造模架的实践还节省大 量的时间,而且使得企业获得更多的利润空间。根据塑件的大小和结构,确保塑件 强度和刚度的前提下,由所设计的推杆与型腔保持一定距离,再根据成型零件尺寸 结合标准模架,选用结构形式为 A3,如图 5-1 所示。模架尺寸为 300×350mm。
图 5-1 标准模架 各模板尺寸的确定: 1.A 板尺寸 A 板是定模腔板,塑件在定模侧高度 45mm,由前面的设计可知在模板上不需要 开设冷却水道,因此 A 板厚度取 90mm。 2.B 板尺寸
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三通管的注塑模具毕业设计
B 板是凸模固定板,凸模的成型部分高度为 45mm,要有冷却水道的位置,所以 B 板厚度取 110mm。
3.C 垫块尺寸 垫块=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+(5~10)=95mm,取垫块厚度为 100mm。 经过重重计算和不断修改,最终可以确定选择合适的标准模架。而且利用 Proe 选好基准面把之前画好的零件组装在标准模架,一步一步将其组装好,最终的效果 图也可以看看出设计是否合理性。 模具整体效果如图 5-2 所示。
图 5-2 模具整体效果
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模具装配爆炸效果如图 5-3 所示。
图 5-3 模具装配爆炸效果
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三通管的注塑模具毕业设计
6 总结
6.1 三通管模具设计的体会 在此次三通管的毕业设计中,尝到了大学四年对所学的知识是多么的陌生,当我的
毕业课题发下来的,我当时真的是措手不及,然后我独自一个在图书馆查阅了很多书籍, 感觉自己又重新温故自己在大学四年中所学的知识,而且也学到了很多新的知识,打开 了自己对模具行业的眼界和格局,对我所学的模具专业有更家全面的认识,毕业课题要 求我们使用三通管 AutoCAD 二维软件和 Proe 三维应用软件画图,虽然在大学里面有学 *过这些软件,但是当我要画图的时候感觉自己真的确实学的不是很好,所以此次毕业 设计然我了解到自己在大学的不足。经过一段时间的学*和不断做论文,当我把数据全 算好了之后就开始用 proe 画三维装配图了,由于自己对软件非常的不熟悉,画图的时候 遇到很多困难,每当遇到苦难时,或者不知怎么画图时,自己就去查阅书籍,把知识弄 懂,虽然画的很慢,但是也慢慢的画好了,但是由于经验不足,把画好的三维零件图组 装的时候,怎么都组装不起来,这时回头重新整理数据,却发现很多数据除了问题,导 致画好的零件无法装上,所以这时心里很是懊悔,但是没有办法,还得重新来过。但是 这次我就特别的注意数据,当确保无误时,这时在此重新开始画图,经过上次的失败中 得到的教训和画图的锻炼,自己明显感觉比上次画图的速度快乐很多,所以我明白了画 图的软件只有在经常的使用过程中才逐渐的熟悉和快速的运用。 6.2 设计存在问题及解决设想
感觉自己在设计中所遇到的问题十分突出,具体问题是在设计时遇到塑件尺寸的数 据计算,很多公式都是查找书籍找到,自己甚至不知道公式是怎么来的,所以如果在设 计的过程自己去推倒一遍,我相信能够更好的理解和掌握,此次的毕业设计并不是简简 单单的完成任务而已,而是我们要从中学*到很多的知识,所以很认真的对待。另外一 个问题就是用软件画图,用 AutoCAD 画二维装配图时所遇到的问题始料未及,因为自 己在外面工作的时候就是使用 CAD 画图,我觉得一个小小的毕业设计自然很简单的就 搞定了,结果当自己真正的画起图来,却发现并不是那么的简单,所以有时候往往眼高 手低是最大的毛病,一定要及时的纠正,否则带到以后的工作当中将是很大的危害。
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参考文献:
[1] 叶久新、王群:塑料成型工艺及模具设计,机械工业出版社,2007.11 [2] 骏毅科技、关兴举 等:UG 塑料模具设计,人民邮电出版社,2006.2 [3] 朱光力、万金保 等:塑料模具设计,清华大学出版社,2003 [4] 中国机械工程学会、中国模具设计大典编委会:中国模具设计大典,江西科学 技术出版社, 2001 [5] 伍先明、王群 等:塑料模具设计指导,国防工业出版社, 2006.5 [6] 黄胜杰、机械科技研究中心:实战 UG 工程图, 中国铁道出版社,2002.10 [7] M.M.Fisher, F.E.Mark and T.Kingsbury:Energy recovery in the sustainable recycling of plastics from end-of-life electrical and electronic products,2005 IEEE International Symposium on Electronics and the Environment, May 2005. [8] 许志:模具造型的数字化扫描及数控加工技术,制造技术与机床,1996 年第 9 期 [9] 赵葛霄:仿形技术在模具设计制造中的应用研究,模具工业,2001 年第 2 期 [10] 黄虹:塑料成型加工与模具,化工工业出版社,2003.3 [11] 张霞、初旭宏:模具制造工艺学,电子工业出版社,2011.5 [12] 何 亮,徐百*,陈楚勇. 薄壁深腔塑料件注塑模设计. 工程塑料应用[J]. 2010 年,第 38 卷,第 8 期:74~77. [13] 郭幼丹,吴春笃,程晓农. 超薄塑*昂凶⑺苣>呱杓朴胱⑺芄炭刂. 包装与 食品机械[J]. 2011 年第 29 卷第 4 期:28~32. [14] 许发樾.模具结构型式与应用手册[M].第一版.北京:机械工业出版社,2006:326~ 553. [15] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计[M]. 第一版.北京:机械工业出版社,2005: 1~120.
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三通管的注塑模具毕业设计
致谢
时间总是在不经意间溜走,伴随着毕业设**尾声,我们的大学生活也将告一段 落。毕业设计是一个漫长的过程,它不仅仅是对本*锥嗡ёㄒ抵兜囊淮巫酆霞觳猓 同时也从某种程度上反映了大家在大学阶段的生活、学*态度。相信很多同学跟我一样, 在刚拿到课题时都有些手足无措的感觉,也许每一个第一次接触的人都是这种感受吧。 但在校领导及学院领导的密切关注和精心安排下,毕业设计总体还是得到了大部分同学 的重视,所以,首先要感谢学校方面能够积极重视毕业设计任务的监督和指导工作。
当然,各二级学院也专门组织了完成毕业设计任务的领导小组,给每位同学都安排 了指导老师,在指导老师的监督指导下,每位同学从一开始的懵懵懂懂到进一步明确了 设计任务,再到开题的完成,以及一步步完成后续工作,老师的悉心指导和耐心指正使 很多同学端正了态度,所以,我也要感谢我的知道老师对我设计任务的完成提出的宝贵 知道和建议。
最后,我还要感谢同学们的热心帮忙,四年的朝夕相处使得大家格外珍惜这最后的 相聚时光。在毕业设计过程中,大家都各自发挥特长,乐于帮助其他同学共同完成、共 同进步。相信大学生活的暂时结束只是对这份同学情、这份友情的一次新的洗礼。
总之,再次感谢本设计完成过程中每一位给我提供过帮助的人。
皖西学院的直接加 Qq1506558307 直接索要
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CAD 图纸和三维 proe 图

读书的好处
1、行万里路,读万卷书。 2、书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。 3、读书破万卷,下笔如有神。 4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文 5、少壮不努力,老大徒悲伤。 6、黑发不知勤学早,白首方悔读书迟。——颜真卿 7、宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。 8、读书要三到:心到、眼到、口到 9、玉不琢、不成器,人不学、不知义。 10、一日无书,百事荒废。——陈寿 11、书是人类进步的阶梯。 12、一日不读口生,一日不写手生。 13、我扑在书上,就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基 14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 15、读一本好书,就如同和一个高尚的人在交谈——歌德 16、读一切好书,就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿 17、学*永远不晚。——高尔基 18、少而好学,如日出之阳;壮而好学,如日中之光;志而好学,如炳烛之光。——刘向 19、学而不思则惘,思而不学则殆。——孔子 20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根
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