本科毕业论文三通管注塑模具设计

1、武汉纺织大学毕业设计（论文）课题名称： 三通管注塑模具设计姓 名：院 系：机械工程与自动化专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级：机械类指导教师:摘 要模具工业是国民经济的基础工业，而塑料模具又是整个模具行业的霸主。本次设计的是聚氯乙烯塑件（三通管），三通管作为一种连接件在日常生活中得到广泛应用。本文主要介绍了三通管注塑模具的设计过程。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

2、型面结构，一模一腔，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，符合实际应用，能够生产结构合理、精度高、表面质量好的塑料模具；并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； 注射模；型腔；型芯；CADABSTRACTThe mold industry is the national economical foundation and the plastic mold is also the overlord in the entire mold industry. T

3、he design is plastic parts of HPVC.Three-way Pipe Injection Mold Design Abstract.The three-way pipe as a connection in daily life is used widely. This paper introduces the process of the three-way pipe injection mold design. Through to the analysis of the technology of plastic parts, determine its m

4、ain molding process parameters, the design of injection mould three-way pipe each of the system, such as gating system, orientation and the position of the institutions, side parting and core-pulling mechanism, ejection mechanism, the parting surface, cooling systems and exhaust slot. And checked th

5、e selected injection molding machine parameters, finally draw mold assembly drawing, completes the preparation. This injection mold is two joint surfaces structure, dying structure adopted one module one cavity ,using the push rod plastic parts prolapse. It is a reasonable structure, reliable operat

6、ion. The whole design process not only using traditional design method, still use of the CAD, PRO / E improving the design efficiency. The design is reasonableand it can produce right construction, high precision, well surface quality plastic mold. And the design of injection mould can strengthen th

7、e understanding of forming principle, while exercising the injection molding design and manufacturing ability.Key word:Thethree-waypipe; Injection mold; Cavity; Core; CAD目录第1章绪 论 .11.1模具在国民经济中的地位.11.2 我国模具技术和模具工业的现状及发展趋势.11.3 国外模具工业的发展情况.4第2章 塑件工艺性分析.52.1明确塑件设计要求.52.2 计算塑件的体积与重量.52.3塑料的特性.62.4塑件的外观及

8、基本尺寸.7第3章 注射机的选择.93.1型腔数量的确定.93.2型腔的排列.93.3分型面的选择.103.4注射机的选用.113.4.1 根据最大注射量选用注射机.113.4.2 模架的选择.123.5注射机的校核.133.5.1注射量的校核.133.5.2锁模力的校核.143.5.3注射压力的校核14第4章 浇注系统设计154.1 浇注系统设计原则154.2 主流道的设计164.2.1 冷料穴设计184.3 分流道设计.194.4浇口的设计21第5章 成型零件设计与计算235.1型腔结构设计245.2 型芯结构设计255.3上下模板型腔尺寸的计算265.3.1型腔径向尺寸的计算265.3.

9、2 型腔深度尺寸的计算275.4 型芯尺寸的计算295.4.1 型芯径向尺寸的计算295.4.2 型芯长度尺寸的计算295.5冷却与加热系统29第6章 导向机构的设计316.1 导向机构的功用316.2 导向机构的设计316.3 设计导套和导柱须注意的事项32第7章 脱模机构设计347.1 确定推出机构347.1.1脱模力的计算347.2 抽芯距和抽芯力的计算357.2.1抽芯距的确定357.2.2抽芯力的计算357.3 斜导柱的设计367.3.1斜导柱的倾角367.3.2斜导柱的长度计算377.3.3斜滑块的确定387.3.4楔紧块的设计40结论43参考文献45附录46第1章 绪论1.1模具

10、在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1.2 我国模具技术和模具工业的现状及发展趋势20世纪80年代以来，国民经济的高速发展

11、对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入

12、力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势：1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展2 模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展3 快速经济制模技术得到应用4 特种加工技术有了进一步的发展5 模具自动加工系统的研制和发展6 模具材料及表面处理技术发展迅速7 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，

13、中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。十大发展趋势：1 模具日趋大型化。这是由于用模具成形的

14、零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的“一模多腔”所造成的。2 模具的精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5微米，现在已达到23微米，不久1微米精度的模具将上市。这要求超精加工。3 多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成形零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。4 热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，因此热流道技术的应用在国外发展很快，许多塑料模具厂所生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术，有的厂家使用率达到80%以上，效果十分明显。热流道模具在我国

15、也已生产，有些企业使用率上升到20%30%。5 随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。6 标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。7 快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短好。8 随着车辆和电机等产品向轻量化发展

16、，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。9 以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。10 模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。1.3 国外模具工业的发展情况国外模具制造业正在向通用化、标准化、系列化、高效率、 短制造周期发展，CAD和CAM的应用日益普及。为了适应模具制造业发展的需要，模具材料日益向多品种、精细化、制品化的方向迅速发展。随着模具工作条件的日益苛刻，对模具的质量，特别是钢的纯净度、等向性的

17、水平提出了更高的要求。为达此目的，国外普遍采用电炉加炉外精炼工艺生产纯净度高的模具钢，对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高的模具钢，大部分采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀性，减少偏析。 因此，模具钢的质量有了较大提高。为了加强竞争力量，适应经济全球化的发展趋势，国外模具钢的生产从分散趋向于集中，并多家公司进行跨国合并。为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科学研究基地，形成几个世界著名的工模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工业。第2章 塑件工艺性分析2.1明确塑件设计要求塑件表面质量包括有无斑点，条

18、纹，凹痕，起泡，变色等缺陷；分型面选择不能有损美观；不能出现接痕；色泽一致,外形圆整无缺陷。2.2 计算塑件的体积与重量硬聚氯乙烯，故取平均密度，使用PRO/E软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形浇道凝料和制件体积。通过计算塑件体积为V=122.557，质量为m=176.48g。2.3塑料的特性硬聚氯乙烯（UPVC）：比重：；成型收缩率：0.6-1.5%；成型温度：160-190。聚氯乙烯是热敏性的物料，一般分为硬质PVC和软质PVC，其区别在于原料中加入增塑剂的多少，少于10%为硬质，多于30%为软质。力学性能，电性能优良，耐酸碱力极强，化学稳定性好，但软化点低。适于供水管道、制作薄

19、板、电线电缆绝缘层、密封件等。PVC注塑工艺及模具条件：a) 干燥处理：通常不需要干燥处理b) 溶化温度：185-205c) 模具温度：20-50d) 注射压力：可达到130MPae) 保压压力：可达到100MPaf) 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当低的注射速度g) 流道和浇口：采用常规的浇口。如果注射成型较小的塑件，最好采用针状浇口或潜伏式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针状浇口或潜伏式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。其成型性能如下:1 无定形料，吸湿小，流动性差。为了提高流动性，防止发生气泡，塑料可预先干燥。模具浇注系统宜粗短，浇口截面宜大，不得有死

20、角。2 极易分解，在200度温度下与钢。铜接触更易分解，分解时逸出腐蚀。刺激性气体。3 采用螺杆式注射机喷嘴时，孔径宜大，以防死角滞料。最好不带镶件，如有镶件应预热。4 成型温度范围小，必须严格控制料温。2.4塑件的外观及基本尺寸塑件维图形如下及二维尺寸：图2-1 塑件外观及基本尺寸第3章 注射机的选择3.1型腔数量的确定型腔数的计算有以下4种方法：1 据所采用的注射机的最大注射量；2 根据注射机的锁模力来计算；3 根据塑件的精度来确定型腔的数目； 4 根据经济性来确定型腔的数目。本设计根据制品的精度要求确定型腔数目n。（1） 对于注射模来说，塑料制件精度为3级和3A级，重量小于5g，型腔数取

21、4-6个。（2） 塑料制件为一般精度（4-5级），塑料制件重量12-16g，型腔数取8-12个；而重量为50-100g的塑料制件，型腔数取4-8个，当再继续增加塑料制件重量时，就很少采用多腔模具。（3） 7-9级精度塑料制件最多型腔数比4-5级精度的塑件增多至50%。根据工厂实际生产为小批量生产的要求，并结合塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、模具制造难易程度、模具成本等实际情况，设计时做成一模一腔。这样更符合实际生产需要。3.2型腔的排列多型腔的排列原则有以下4条：1 尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡浇注系统，确保塑件质量的均一和稳定；2 型腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具产生偏

22、载而产生溢料现象；3 尽量使型腔排列得紧奏些，以减小模具外形尺寸；4 型腔的圆形排列所占的模板尺寸大，虽有利于浇注系统的平衡，但加工麻烦，除圆形制品和一些高精度制品外，一般用直线排列和H行排列，从平衡角度看尽量选H形排列。 本设计采用一摸一腔，所以不必考虑型腔的排布问题。3.3分型面的选择为了将塑件和浇注系统凝料等从密闭的模具内取出，以及为了安放嵌件，将模具适当的分成两个或两个以上主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通称为分型面。选择模具的分型面应考虑以下基本原则：1 确保塑件尺寸精度，保持外观唯美原则；2 加工方便原则；3 考虑锁模力；4 尽量简化模具部件；5 尽量方便浇注系统的布置；6

23、便于嵌件安放；7 模具总体结构简化；因此，在设计中，分型面的选择很重要，它对塑件的质量操作难易，模具结构及制造影响很大。分型面要求设计在塑件的最大截面积处，而且不宜设在曲面或圆弧面上，由于该塑件为三通管，在设计时，也应该充分考虑该塑件的塑性。对于该塑件来说，分型面的选择如下： 图3-1 分型面选择方案3.4注射机的选用注射机的大小必须与模具大小相匹配。注射机太小，难以生产出合格的制品；注射机太大，运转费用高，且动作缓慢，增加了模具的生产成本。在选用注射机时，一般要校核其额定注射量、锁模力、注射压力、模具在注射机安装部分相关尺寸、开模行程和推出装置等。3.4.1 根据最大注射量选用注射机通过Pr

24、o/E测量塑件实体体积为122.557cm3；材料密度为1.4g/cm3。模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量有关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量范围内，根据塑料制品的体积或质量，选注射机为G54-S200-400：表3-1 注射机参数序号项目单位G54-S200-4001理论注塑容量cm3200-4002螺杆直径mm553注射压力MPa1094注塑行程mm1605锁模力KN25406拉杆内间距mm2903687模具最大厚度mm4068模具最厚度mm1659喷嘴圆弧半径mm1810喷嘴孔直径mm411外形尺寸m4.71.41.83.4.2 框架的选择模架，又

25、称模体，是模具的主体。模架由模板、导柱、导套、顶板、顶杆、顶出板、垫块及螺钉等基本零件组成。模架A、B、C、D四种标准模架，还有根据标准模架派生出P1、P2、P3、P4四种模架。在选用模架时，必须注意制品成型面加工的有效面积与其它孔位如螺钉孔、导柱和导套孔、顶柱孔、冷却水孔等都要保持足够的距离。所选用的装配零件，应尽可能采用通用标准件。三通管的模具是单型腔模具，其尺寸也不是很大，因此模架选择小型模架。因制品复杂，动模板和定模板都为两块，故模架选择派生型模架P2，模架外形尺寸600mm600mm480mm，如图3-2所示。图3-2 模架3.5注射机的校核3.5.1注射量的校核为确保塑件质量，注射

26、模一次成型的塑料质量（塑件和流道凝料重量之和）应在公称注射量的20%75%范围内，最大可达80%，最低不应小于10。既能保证塑件质量，又能充分发挥设备的能力。本设计的注射量为122.557cm3，注射机的注射量为177cm3，(122.557/177)100%=69.2%10%,故能发挥此注塑机的设备能力，又能保证塑件质量。3.5.2锁模力的校核注射过程中，注入型腔内的熔料压力(模腔压力)能使模具分离;其合力的大小与塑件和流道等的投影面积成正比。锁模力就是用来克服使模具不分离。但是由于注射压力有料筒、喷嘴和进料系统中的损失，型腔内产生的压力通常只有注射压力的0.20.4倍，所以，锁模力和塑件总

27、投影面积与注射压力之间的关系，可用下列数学式表示: (3-1)式中T- 注射机额定锁模力，KN;pc-型腔压力，MPa；A- 塑件和流道系统在分型面上的总投影面积，cm；K- 安全系数，通常取1.11.2；k- 压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取；p- 注射压力。由公式(3-1)，得出锁模力为7.08KN，注射机的额定锁模力为130KN，则额定锁模力能满足注射要求。3.5.3注射压力的校核注射压力的校核是注射机的最大注射压力能满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机压力、喷嘴压力、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。(3-2)式中 Pmax注射机的注射压力2

28、36MPa；P材料所需注射压力取100MPa（根据材料硬PVC注射压力在80130MPa）则注射压力满足要求。第4章 浇注系统设计4.1 浇注系统设计原则所谓浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动的通道，其作用是使塑料熔体平稳而有序的充填到型腔中，以获得组织致密，外形轮廓清晰的塑件。浇注系统由主流道，分流道，浇口等组成，浇注系统设计的优劣，直接影响到塑件的外观，物理性能，尺寸精度，成型周期等。浇注系统设计的基本原则：1 适应塑件的工艺性 为此，应深入了解塑料的工艺性，分析浇注系统对塑料熔体流动的影响，以及在充模，保压补缩和倒流各阶段中，型腔内塑料的温度，压力变化情况，以便设计出适合塑料

29、工艺特性的理想的浇注系统，保证塑件的质量；2 排气良好 排气的顺利与否直接影响成型过程和塑件质量，不能顺利排气会使注射成型过程充填不满或产生明显的熔接痕等缺陷。因此，浇注系统应能顺利地引导熔体充满型腔，并在填充过程中不产生紊流或涡流，是型腔内的气体能顺利地排出；3 流程要短 在保证成型质量和满足良好排气的前提下，尽量缩短熔体的流程和减少拐弯，以减少熔体压力和热量损失，保证必需的充填型腔的压力和速度，缩多填充及冷却时间缩多，缩短成型周期，从而提高效率，减少塑料用量；提高熔接痕强度，或使溶接痕不明显。对于大型塑件可采用多浇口进料，从而缩短流程；4 避免料流直冲型芯或嵌件 高速熔体进入型腔时，要尽量

30、避免料流直冲小型芯或嵌件，以防型芯和嵌加变形和位移；5 修整方便，保证塑件外观质量 设计浇注系统时要结合塑件大小，结构形状，壁厚及技术要求，综合考虑浇注系统的结构形式，浇口数量和位置。做到去除，修整浇口方便，无损塑件的美观和使用；6 防止塑件变形 由于冷却收缩的不均匀性或需要采用多浇口进料时，浇口收缩等原因可能引起塑件变形，设计时应采取必要措施以减少或消除塑件变形；7 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小，容积也应尽量少，这样既能减少塑料耗量，又能减小所需锁模力；8 浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。4.2 主流道的设计按按主流道的轴线与分型面的关系

31、，浇注系统有直浇注系统和横浇注系统。在卧式和立式注射机中，主流道轴线垂直于分型面，属于直浇注系统；在直角式注射机中，主流道轴线平行于分型面，属于横浇注系统。 浇口套又称为主流道衬套。主流道上端与注射机喷嘴紧密接触，因此其尺寸应该按注射机喷嘴尺寸选择。浇口套的长度按模具模板厚度尺寸选取。 主流道一般位于模具中心线上，它与注射机喷嘴的轴线重合，以利于浇注系统的对称布置。主流道一般设计得比较粗大，以利于熔体顺利地向分流道流动，但不能太大，否则会造成塑料消耗增多。反之主流道也不宜过小，否则熔体流动阻力增大，压力损失大，对冲模不利。因此，主流道尺寸必须恰当。通常对于黏度大的塑料或尺寸较大的塑件，主流道截

32、面尺寸应设计得大一些；对于黏度小的塑件或尺寸较小的塑件，主流道截面尺寸设计得小一些。为了便于凝料从主流道拔出，主流道设计成圆锥形，其半锥角，取，内壁必须光滑，粗糙度Ra一般为。小端直径一般取比注射机喷嘴直径大(取3.5mm)，主流道的长度有定模座厚度确定，一般总长度不超过60mm。 表4-1 主流道的尺寸名 称符号尺寸计算方法主流道小端直径d式中注射机喷嘴直径主流道锥角,取为4球面配合高度H按具体情况选择，一般为38mm，取为3mm主流道球面半径R式中注射机喷嘴球面半径主流道长度L应尽量缩短，一般不超过60mm，取为32主流道与分流道通过的圆角r按具体情况选择，一般为，取为2mm图4-1主流道

33、设计示意图4.2.1 冷料穴设计冷料穴的作用是贮存因两次注射间隔而产生的冷料以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般设计在主流道的末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴底部常作成曲折的钩形或下陷的凹槽，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从主流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用，本次人设计采用的结构为凹槽的形式。图4-2冷料穴设计示意图4.3分流道设计分流道是指主流道与浇口之间的一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过度段，也是浇注系统中通过段面积变化和塑料转向的过度段，能使塑料得到平稳的转换。分流道的断面形状尺寸大小，应根据塑件的成型体积、塑件壁厚、塑件形状、所

34、用塑料工艺特性、注射速率，分流道长度等因素来确定，应能满足良好的压力传递和保证合理的填充时间。其设计要点是：1 保证正常的注射成型工艺条件下，分流道与型腔排列要紧凑，以减小模具尺寸和缩短流程，使熔体到达浇口时，温度和压力降低最少；2 长的分流道应该在末端开设冷料穴；3 在多型腔注射模具中，设计的分流道应能保证各型腔均衡的进料，因此同一模具成型同一塑件时，各分流道截面积和长度应相等；4 分流道表面粗糙度一般为。实践证明，流道内料流的外层流速较低，容易冷却而形成固定表层，有利于流道保温；5 分流道可开设在动模或定模，也可同时在动定模开设。主要依据塑料特性、加工性和模具结构而定。当分流道开设在定模一

35、侧，并浇口处延伸很长时，要加设分流道拉杆，便于开模后冷料易脱模；6 在考虑型腔与分流道布置时，最好使塑件和分流道在分型面上总投影面积的几何中心和锁模力中心重合。分流道对熔体的阻力要小，应在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度尽量取小值，尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处应以圆弧过渡。基于上述原因，三通管模具设计采用梯形截面的分流道。还有因为塑件较大，固采用双分流道，考虑到硬聚氯乙烯的挺行，分流道应短粗。图4-3分流道设计示意图表4-2分流道尺寸名称符号尺寸计算方法分流道长度L按具体尺寸确定，不宜过长或过短，一般为：取L=40mm分流道锥角一般取23，对

36、于大型塑件h可取大一点,可取小一点以利于增大分流道截面，使料问下降缓慢，减少注射压力损失，故取分流道与浇口过渡圆角,取为2mm4.4浇口的设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，也是浇注系统的关健部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。浇口能使从分流道送来的熔融塑料的流速产生加速，形成理想的流态，顺序迅速地充满型腔，同时还可封闭型腔防止熔料倒流，并在成型后便于使浇口与塑件分离。浇口表面粗糙度不高于，否则产生摩擦阻力。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置

37、是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1 避免引起熔体破裂现象；2 有利于熔体流动和缩补口；3 保证流动比在允许范围内；4 有利于型腔内气体排出；5 减少塑件熔接痕增加熔接强度；6 防止撩流将型芯或嵌件挤压变形；7 高分子取向对塑件性能的影响。对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式。综合以上分析，三通管

38、的浇口设计成点浇口，这类的浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置。直径取1mm，浇口长度取得是1mm，它的优点是熔体通过时流速增加，前后压差大，提高了冲模速度，成形自动切数断，有利于自动成形，浇口的痕迹不明显，缺点是浇口部位易被固化之残料树脂堵住。所以它常用于成型中、小型塑料件的模具中，也可用于表面不允许有较大痕迹的塑件。图4-3浇口设计示意图第5章 成型零件设计与计算成型零件中与塑料接触并决定制品几何形状的各处尺寸，称为工作尺寸。一般来讲，任何塑料制品的几何尺寸均可分为外形尺寸，内形尺寸和中心距尺寸等三大类型，而与它们对应的成型零部件的工作尺寸分别称为型腔尺寸，

39、型芯尺寸和模具中心距尺寸。其中型腔尺寸和型芯尺寸又均可分为高度尺寸和径向尺寸。型腔，型芯和中心距的标注形式及其偏差分布所做的规定可以归纳成以下三条：1 制品上的外形尺寸采用单向负偏差，基本尺寸为最大值，与制品外形尺寸相应的型腔内尺寸采用单向正偏差，基本尺寸为最小值；2 制品上的内形尺寸采用单向正偏差，基本尺寸为最小值，与制品内形尺寸相应的型腔外尺寸采用单向负偏差，基本尺寸为最大值；3 制品和模具上的中心距尺寸均采用双向等值正，负偏差，它们的基本尺寸均为平均值。5.1型腔结构设计型腔按结构形式的不同可分为整体式，整体嵌入式，镶拼组合式和瓣合式四种类型，镶拼组合式型腔有底部镶拼式，局部镶拼式，侧壁

40、镶拼式等形式。本设计所成型的制品属于形状简单的中小型制件，所以选用镶拼组合式型腔。实际上，型腔的结构尺寸的确定，是在保证型腔的强度和刚度的前提下，尽量提高模具材料的利用率。在确定凹模的结构尺寸时，要给定一个合理的安全系数。也就是说，型腔的结构尺寸不必精确地定量，可以在一个合理范围内取值。因此，同样可以在分析和归纳典型生产实例的基础上，按型腔的结构型式和尺寸大小、型腔压力确定一个系列，对每一等级确定出型腔的结构尺寸。图5-1 型腔结构示意图5.2 型芯结构设计型芯的结构形式可分为整体式，整体嵌入式，镶拼组合式，及活动式，活动型芯的主要形式有瓣合式型芯和侧向型芯，本次设计的是带有侧向型芯结构的凸模

41、。型芯是成型塑件外形的，其工作尺寸属被包容尺寸，在使用过程中凸摸的磨损会使被包容尺寸变小。因此，为了使得模具的磨损留有修模的余地，以及装配的需要，在设计模具时，被包容尺寸尽量取上限尺寸，尺寸公差取下偏差。图5-2 型芯结构示意图5.3上下模板型腔尺寸的计算5.3.1型腔径向尺寸的计算塑件的平均收缩率:(5-1)式中 塑料的最大收缩率塑料的最小收缩率根据公式(5-1)，。 (5-2)式中型腔的径向尺寸(mm)；塑件的径向尺寸(mm)；塑件的公差值；制造公差，； 塑件的平均收缩率；X修正系数,一般精度小型塑件取为。根据公式 (5-2)，5.3.2 型腔深度尺寸的计算 (5-3)式中型腔的高度方向尺

42、寸；塑件的高度尺寸；塑件的平均收缩率；修正系数，一般精度小型塑件取为。根据公式 (5-3)，图5-3 上下模型腔5.4 型芯尺寸的计算5.4.1 型芯径向尺寸的计算(5-4）式中型芯各部分的径向尺寸(mm)；塑件各部分的径向尺寸(mm)；塑件的公差值；制造公差，； 塑件的平均收缩率；X修正系数,一般精度小型塑件取为。根据公式(5-4），5.4.2 型芯长度尺寸的计算(5-5)式中型芯各部分的长度方向尺寸(mm)；塑件各部分的长度尺寸(mm)；修正系数,一般精度小型塑件取为。根据公式(5-5)，图5-4型芯结构图5.5冷却与加热系统本塑件在注射成型时不要求有太高的模温，所以在模具上可不设加热系统

43、。设定模具平均工作温度为50，用常温20的水作为模具冷却介质，其出口温度为30，设单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量为M，前面计算得PVC塑件的质量为176.489g，由塑料模具设计手册得,。则注射周期：+每小时注射次数：则单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：故冷却水体积流量可用下式计算： （5-6）则由（5-6）可得：由手册查得冷却水管直径d=10mm。图5-5冷却水道第6章 导向机构的设计6.1 导向机构的功用任何一副模具在定动模之间都设置有导向机构。其作用有如下：1 定位作用 合模时维持动定模之间的一定方位，合模后保持模腔的正确形状；2 导向作用 合模时引导动默按序闭合，防止损坏

44、型芯，并承受一定的侧向力；3 承载作用 采用推件板脱模或三板式模具结构，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用；4 保持运动平稳作用 对于大中型模具的脱模结构，有保持机构运动灵活平稳的作用。6.2 导向机构的设计1 导柱 国家标准规定了两种结构形式，带头导柱和有肩导柱。有的导柱开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩檫，小型模具和生产批量小的模具主要采用带头导柱，大型模具和生产批量大的模具多采用有肩导柱。中小型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/201/35。大型模具导柱直径约为模板两直角边之和的1/301/40。具体直径可查塑料模架标准。国家规定导柱头部为锥形，锥形长度为导柱直径的1/3

45、，半锥角为10 15 ，也有头部采用半球形的导柱，导柱具体尺寸可查有关国家标准； 2 导套 直导套多用于较薄的模板，比较厚的模板须采用带头导套，导套壁厚通常在310mm ，视内孔大小而定，大者取大值，带头导套轴向固定容易，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，导套具体尺寸可查有关国家标准。如图所示：图6-1 导柱、导套示意图6.3 设计导套和导柱须注意的事项 1 合理布置导柱位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模模具四角的危险断面上，通常设在长边离中心线的1/3处最安全。导柱布置方式常采用等直径不对称布置，或不等直径对称布置； 2 导柱工作部分长度应比型芯端面

46、高出6-8mm ，以确保其导向与引导用；3 导柱工作部分的配合精度采用H7/f7（低精度时采用H8/f8，甚至H9/f9）导柱固定部分配合精度采取H7/k6；导套外径的配合精度采取H7/n6。配合长度通常取配合直径1.5-2倍，其余部分可以扩孔，以减小摩檫，并降低加工难度；4 导柱与导套应有足够的耐磨性，多采用低碳钢经渗碳淬火处理，其硬度为HRC48-55，也可采用T8或T10碳素工具钢，经淬火处理。导柱工作部分的粗糙度为Ra0.4，固定部分为Ra0.8；导套内外圆柱面表面粗糙度取Ra0.8为妥；5 导柱可以设置在动模一边或定模一边，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边便于塑件脱模，

47、一般情况下导柱多设在有型芯的一边，有时动定模两边均设有导柱，分别起着不同的作用；6 导柱头部应制成截锥形或球头型；导套的前端也应导角，一般导角半径为1-2mm。第7章 脱模机构设计7.1 确定推出机构在注射成型的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出型件的机构称为推出机构（或称脱模机构）。推出机构的作用包括推出，取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物体从模具内取出。脱模机构的设计原则：1 塑料滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单；2 防止塑件变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小

48、及其所在部位，与针对性的选择合适的脱模装置，是推出重心与脱模阻力中心重合；3 力求良好的塑件外观，在选择顶出位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题；4 结构合理可靠，脱模机构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且具有足够的强度和刚度。7.1.1脱模力的计算将塑件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力称为脱模力。塑料成型后由于体积收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从型芯上脱出就必须克服因包紧离而产生的摩擦阻力。 (7-1) 式中 最大脱模力或开模力，N；型芯或凸模被塑件包紧部分的面积，A=8478；由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取81

49、2MPa；摩擦系数，一般取0.10.3；脱模斜度。根据公式(7-1)，由以上计算得出推板推出一个塑件的最大脱模力为12.5KN，模具为一模一腔，所选注射机的额定推出力为15KN，所以注射机的额定推出力能够满足模具的推出机构的要求。7.2 抽芯距和抽芯力的计算7.2.1抽芯距的确定侧向抽芯或侧向瓣合模从成型位置到不妨碍制品顶出脱摸位置所移动的距离称为抽芯距，用S抽表示，为了安全起见，抽拔距通常应比侧孔或侧凹的深度大2-3mm。但在侧向型芯或瓣合模块脱出侧孔或侧凹以后，其几何位置有限于制品脱摸的情况下，抽芯距不能简单依靠这种方法确定。所以，根据上所述本套模具的抽芯距可取S=77mm。 7.2.2抽

50、芯力的计算抽芯所需的力叫抽拔力，它的性质与影响因素和脱模力相同，事实上侧向抽芯力就是塑件脱出侧型芯需要的脱模力，所以其计算方法和脱模力相同。7.3 斜导柱的设计7.3.1斜导柱的倾角斜角与脱模力及抽芯有关，角度大则斜导柱所受弯曲力要增大，所需开模力也增大。因此，希望角度小些为好。但是当抽芯距一定时，角度小则使斜导柱加长，斜导柱倾角一般在之间选取，最常用的是和（本设计选用）。锁紧块角度应比斜导柱倾斜角大。1 开模时，滑块和锁紧块必须分开，之后斜导柱才能拔动滑块实现侧向抽芯；2 合模时，如果滑块由斜导柱复位，如果的话，锁紧块和滑块就会发生干涉，称撞模。当抽拔方向垂直于开模方向时，为了达到要求的抽芯

51、距S,所需的开模行程H与斜销的倾角的关系为 (7-2) 斜销有效工作长度 (7-3)根据公式(7-2)，H=165.13mm。根据公式(7-3)，L=182.20mm。抽芯时滑块在斜导柱作用下沿导滑槽运动，当忽略摩擦阻力时，斜导柱所受的弯曲力F (7-4)根据公式(7-4)，取，查参考文献取斜导柱直径为25mm。图7-1 开模行程和斜导柱的受力分析7.3.2斜导柱的长度计算斜导柱的总长度与抽芯距、斜导柱的直径和倾角以及斜导柱固定板厚度等有关。斜导柱的总长为: (7-5)式中 L斜导柱总长度；斜导柱固定部分大端直径；h斜导柱固定部分直径；斜导柱工作部分直径；S抽芯距。根据公式(7-5)，7.3.

52、3斜滑块的确定1 滑块设计 滑块是斜导柱抽芯机构中的重要零部件。它上面安装有侧向型芯或成型镶块，注射成型和抽芯的可靠性都需要它的运动精度保证。滑块的结构形状可以根据具体制品和模具结构灵活设计，既可与型芯做成一个整体，也可采用组合装配结构，整体式结构多用于型芯较小和形状简单的场合，而组合式结构则市把型芯与滑块分开加工，然后装配在一起，采用组合式结构可以节省优质刚材（型芯用钢一般比滑块用钢要求高），并使加工变得比较容易。因为本设计的三通管侧抽芯距离比较大，所以采用组合式。2 滑槽设计 侧向抽芯过程中，滑块必须在滑槽内运动，并要求运动平稳且具有一定精度。设计滑槽时应注意下面问题：1 滑块完成抽拔动作

53、后，其滑动部分仍应有全部或部分长度留在滑槽内。滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在滑槽内的长度不应小于这个数值的2/3，否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。如果模具尺寸较小，为了保证滑槽长度，可以把滑槽局部加长，使其伸出模外。2 滑槽与滑块的导滑部位采用间隙配合，配合特性选用H7/g6，其他各处均应留有间隙，滑块的滑动部分和滑槽导滑的表面粗糙度均应小于。滑块与滑槽的材料 滑块可用45钢或碳素工具钢制造，导滑部分要求硬度40HRC，滑槽可用耐磨材料制造，也可用45钢或碳素工具钢制造，要求硬度为52-56HRC。3 滑块的导滑形式 为了确保侧型芯可靠的抽出和复位，保证滑块在移动过程中平稳上下窜动和卡死现象，滑块与导滑槽必须很好配合和导滑。滑块与导滑槽的配合一般采用H7/f，其配合结构形式主要根据模具大小，模具结构和塑件的产量选择，常见的形式如下图所示：图7-2块导滑形式示