毕业设计（论文）-管材挤出模具设计

PAGEPAGE2毕业论文（设计）水管挤出模模具设计水管挤出模模具设计院系航空机械制造工程系院系航空机械制造工程系专业班级学号姓名指导老师摘要《水管挤出模设计》是本次毕业设计题目。主要介绍：挤出模的整个过程，包括芯模、口模、分流锥等一些设计。在论文书写过程中，通过一个月的时间对原始资料进行搜集，充分考虑模具的各种结构并和指导老师及同学之间进行讨论，最终选择了论文所写的模具结构。本论文的资料大多是编写者结合三年所学的各方面的理论知识完成的，包括机械制图、公差与配合、工程力学、机械设计、注射模具成型、工程材料等；一部分是通过查手册所得；还有少部分是同学之间的交流和自己三年的实习总结。关键词：芯模、口模、分流锥全套设计图纸加V信153893706或扣3346389411

目录摘要 1目录 21绪论 41.1来源背景 41.2目的 41.3要求 41.4实际意义 41.5主要设计内容 52原始资料 62.1塑料制品产量和生产要求 62.2塑料品种牌号 62.3制品图样 73模具结构设计 83.1管材挤出机头结构形式的确定 83.2机头设计 84非标准件加工工艺 144.1零件的结构分析 144.2零件的技术要求分析 144.3制定工艺路线 154.3选择加工设备 165口模工艺规程设计 175.1确定生产纲领，生产类型 175.2零件分析 175.2.1零件的结构分析 175.2.2零件的技术要求分析 175.3确定毛坯尺寸 175.4工艺规程设计 185.4.1定位基准的选择 185.4.2制定工艺路线 185.4.3选择加工设备 196芯模工艺规程设计 206.1确定生产纲领，生产类型 206.2零件分析 206.3确定毛坯尺寸 206.4工艺规程设计 217机体工艺规程设计 247.1确定生产纲领，生产类型。 247.2零件分析 247.3确定毛坯尺寸 247.4工艺规程设计 258栅板工艺规程设计 298.1零件的结构分析 298.2零件的技术要求分析 29结束语 33参考文献 34致谢 35

1绪论1.1来源背景水管（SMBS–10）为RPVC塑料制品，采用挤出模进行成型，这种制品结构比较简单，用途比较广泛。1.2目的通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识，能够掌握Pro/E、CAD、Word等软件的操作方法。1.3要求设计本课题的要求的理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。1.4实际意义通过本课题的设计，可以更好的掌握模具的整个设计过程。在设计过程中，定会遇到许多以前没有遇到的问题，有问题就会促使自己想尽一切办法去解决，从中获得一定的知识。把整个设计做完之后，就会对知识有个系统的了解。另外，通过对Pro/E、CAD、Word等软件的操作，可以有更好、更熟练的操作技能。这些工作对我以后的人生将是一笔大财富。1.5主要设计内容本课题的设计主要包括成型零件的设计、口模的设计、芯模的设计、分流锥的设计、固定支承和紧固件的设计、模具结构的整体设计、工艺过程的编写及对Pro/E、CAD、Word等软件的操作技术。

2原始资料2.1塑料制品产量和生产要求根据图纸要求，此制品为大批量生产，在生产要求上不是很高，所以在模具设计时应力求结构简单，但要能达到制品的各种要求。2.2塑料品种牌号此制品要求的材料为聚氯乙烯，牌号为RPVC。PVC材料是塑料装饰材料的一种。PVC是聚氯乙烯材料的简称，是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适量的抗老化剂、改性剂等，经混炼、压延、真空吸塑等工艺而成的材料。PVC材料具有轻质、隔热、保温、防潮、阻燃、施工简便等特点。规格、色彩、图案繁多，极富装饰性，可应用于居室内墙和吊顶的装饰，是塑料类材料中应用最为广泛的装饰材料之一。PVC扣板的优点主要有以下几方面：

1.质量轻、隔热、保温、防潮、阻燃、耐酸碱、抗腐蚀。

2.稳定性、介电性好，耐用、抗老化，易熔接及粘合。

3.抗弯强度及冲击韧性强，破裂时延伸度较高。

4.通过捏合、混炼、拉片、切粒、挤压或压铸等工艺极易加工成型，可满足各种型材规格的需要。

5.表面光滑、色泽鲜艳、极富装饰性，装饰应用面较广。

6.施工工艺简单，安装较为方便。Scp﹪=(0.5﹪+4.0﹪)/2=2.25﹪2.3制品图样2.3.1具体尺寸及要求如图2.12.3.2根据制品尺寸几何形状进行分析2.3.2.1尺寸及公差从制品所给的尺寸及公差查《塑料模塑成型技术》表3-7为4级精度等级，查表3-8得4级精度等级为一般精度，从经济方面考虑，在模具设计时模具精度等级也应设计成一般精度等级。塑料制品的形状如图2.1，此制品为管材制品，，所以在设计时着重是挤出模结构。塑料制品的壁厚由图2.1知，此制品壁厚为4mm。壁厚均匀。3模具结构设计3.1管材挤出机头结构形式的确定常见的管材挤出机头的结构形式有三种。直管式机头：结构简单，具有分流器支架，芯模加热困难，定型长度长，适于小口管材，PVC、PA、PP、PC、PE等塑料弯管式机头：结构复杂，无有分流器支架，芯模易加热，定型长度不长，适于大、小口管材，PA、PP、PE等塑料旁侧式机头：结构复杂，无有分流器支架，芯模可加热，定型长度不长，适于大、小口管材。筛孔式挤管机头：熔体经过过滤网后到达带有孔的流道套，再挤到口模。适于流动性好的塑料。考虑到本模具的实际情况，设计为直管式机头。3.2机头设计=1\*GB3①口模—成型制品外表面的设计口模内径不等于管材外径，其原因：弹性恢复而膨胀；由于冷却和牵引，管材会缩小；口模内径由管材外径和拉伸比确定拉伸比：I=(∏r2-∏r12)/(∏R2-∏R12)r1-芯棒外径r—口模内径R-管外径R1-管内径代入计算得：I=2.53定型长度：L1=（0.5-3）DD-管材外径L1或=(8-15)tt-管外壁根据公式一，取2代入计算得：定型长度：L1=2×50=100mm口模内径：D=[D(1+Scp﹪)-△]D=[50(1+2.25﹪)-×0.96]=50.13如图3.1=2\*GB3②芯模-成型内表面的设计直管机头芯模与分流器以螺纹连接。芯模的结构应有利于熔体流动，有利于消除熔体经过分流器后形成的结合缝。熔体流过分流器支架后，先经过一定的压缩，使熔体很好的混合。为此芯模应有收缩角，其值决定于塑料特性，收缩角:高粘度30-50°;低粘度45-60°芯模的长度与口模相等，一般按下式计算：L2=(1.5-2.5)D0D0栅板出口处直径D0=Db+(1-2)mmL1′=L1=100mm=d-2δ=d-2t/k1k1=1.16-1.2===3.38∴芯模外径d=D-2=50.13-2×3.38=41.28结构如图3.2所示为使管材壁厚均匀,必须设调节螺钉,以调节口模与芯棒间隙,调节螺钉4-8个，在本模具中，采用6枚螺钉。=3\*GB3③分流器分流器与栅板距离10-20mm或稍小于0.1Db.太小,流速不均;太大,空间大,易降解。扩张角:高粘度30-80°;低粘度30-60°这里取40°L3=(1-1.5)D0：栅板出口处直径。r=(0.5-2)mm=4\*GB3④分流器支架分流器支架、分流器、芯模可制成整体式，对于大型管材，则做成组合式。分流筋一般3-8根，在满足强度前提下，其宽度和长度尽量小，且出料端角度应小于进料端。分流筋上设有进气孔和导线孔。在本模具设计的过程中选用整体式结构，如图3.3所示=5\*GB3⑤定径套A、对于外径定径法：d<300mm定径套长度取3-6倍管外径，但随d减小，其系数增大；当d<35mm,L=10d；但对于聚烯烃，L=2-5d，倍数随直径减小而增大。直径取比口模内径大2%-4%，且出口直径比进口小。B、对于内径定径法：L=80-300mm，外径大于管内径2%-4%定径芯模锥度1：16-1：10，始端大，终端小我国采用外径定型法。模具整体结构如图3.4所示：4紧固件及其他附件1固定口模螺钉选用M8×25。2调整螺钉选用M8×45。3固定机体的螺钉选用M10×45。5加热系统模具在注射时，应对模具温度进行较好的控制，才能保证制品的精度，这就要求在模具内设计加热系统，在本模具上设计电加热器对模具进行加热。

4非标准件加工工艺分流器工艺规程设计一确定生产纲领，生产类型。制品为大批量生产，模具在生产过程中属于单件生产。分流器的技术要求：零件材料为T10A。热处理60-65HRC。未注圆角R0.5。未注公差按IT14级。二零件分析4.1零件的结构分析分流器是与芯模通过螺纹连接，是模具的主要零部件。4.2零件的技术要求分析零件毛坯由棒料锻造而成，需要进行热处理回火，该零件结构比较简单，但表面粗糙度要求较高，需要特殊加工。三确定毛坯尺寸由于在锻造时要留有铣削时的余量，根据零件形状及尺寸，确定毛坯尺寸为110×60mm。四工艺规程设计定位基准的选择根据基准重合原则，选凸肩上表面为粗基准和精基准。4.3制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：外形：粗车——精车内盲孔：钻——绞内圆弧孔：电火花——研磨侧孔：钻孔——攻螺纹拟订加工工艺路线如下：工序号工艺名称工序内容10下料锯割110160mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆100至图纸要求粗、精车外锥面至图纸要求切断保证长度120mm6，工件调头，钻中心孔12至尺寸7，绞12孔至尺寸要求8，粗、精车外圆47至图纸要求9，粗、精车外圆36至图纸要求10，粗、精车外螺纹M36至图纸要求40钻孔攻螺纹钻8孔至7.8钻M16螺纹底孔至14.5攻M16螺纹至尺寸要求50电火花电火花加工内孔至尺寸要求60钳工去毛刺70热处理热处理至硬度要求80研磨磨外表面至尺寸及表面粗糙度要求90钳工抛光100检验检各部分尺寸及粗糙度110入库检验4.3选择加工设备工序30，一般的车削加工，采用硬质合金车刀，夹具采用通用车床夹具，即三爪卡盘，量具采用游标卡尺。工序40，采用Z516型钻床，选用8、16钻头，16丝锥。选用钻床夹具，即机用虎钳，量具采用游标卡尺。工序50，采用DK7125型电火花机，夹具选用机用虎钳，量具选用内径百分表。工序80，研磨选用普通刚玉磨料，游标卡尺作为量具。

5口模工艺规程设计5.1确定生产纲领，生产类型制品为大批量生产，模具在生产过程中属于单件生产。口模的技术要求：零件材料为T10A。热处理60-65HRC。未注圆角R0.5。未注公差按IT14级。5.2零件分析5.2.1零件的结构分析口模是与芯模共同作用对制品成型，是模具的主要成型零部件。5.2.2零件的技术要求分析零件毛坯由棒料锻造而成，需要进行热处理回火，该零件结构比较简单，但表面粗糙度要求较高，需要特殊加工。5.3确定毛坯尺寸由于在锻造时要留有铣削时的余量，根据零件形状及尺寸，确定毛坯尺寸为80×100mm。5.4工艺规程设计5.4.1定位基准的选择根据基准重合原则，选右端表面为粗基准和精基准。5.4.2制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：外形：粗车——精车内孔：钻——绞拟订加工工艺路线如下：工序号工艺名称工序内容10下料锯割80×100mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆77至图纸要求粗、精车外圆63至图纸要求切断保证长度77mm6，工件调头，钻中心孔20至尺寸8，粗、精车内圆35至图纸要求9，粗、精车内圆锥面至图纸要求40钳工去毛刺50热处理热处理至硬度要求60磨1，磨外圆至尺寸及表面粗糙度要求2，磨内圆至尺寸及表面粗糙度要求70钳工抛光80检验检各部分尺寸及粗糙度90入库检验5.4.3选择加工设备工序30，一般的车削加工，采用硬质合金车刀，夹具采用通用车床夹具，即三爪卡盘，量具采用游标卡尺。工序80，研磨选用普通刚玉磨料，游标卡尺作为量具。

6芯模工艺规程设计6.1确定生产纲领，生产类型制品为大批量生产，模具在生产过程中属于单件生产。芯模的技术要求：零件材料为T10A。热处理60-65HRC。未注圆角R0.5。未注公差按IT14级。6.2零件分析零件的结构分析芯模是与口模共同作用对制品成型，是模具的主要成型零部件。零件的技术要求分析零件毛坯由棒料锻造而成，需要进行热处理回火，该零件结构比较简单，但表面粗糙度要求较高，需要特殊加工。6.3确定毛坯尺寸由于在锻造时要留有铣削时的余量，根据零件形状及尺寸，确定毛坯尺寸为70×200mm。6.4工艺规程设计定位基准的选择根据基准重合原则，选右端表面为粗基准和精基准。制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：外形：粗车——精车内孔：钻——车螺纹孔：钻——车——攻螺纹拟订加工工艺路线如下：工序号工艺名称工序内容10下料锯割70×200mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆61至图纸要求粗、精车外圆42至图纸要求车外圆锥面至尺寸要求钻12孔绞内孔12至尺寸要求切断保证长度150mm6，工件调头，车内孔47至尺寸8，车内孔至34.59，车内螺纹M36至尺寸要求10，车内圆锥面至尺寸要求40钳工去毛刺50热处理热处理至硬度要求60钻孔钻M6螺纹底孔至尺寸4.5攻M6螺纹底孔至尺寸要求70研磨研磨内表面至尺寸及表面粗糙度要求80钳工抛光90检验检各部分尺寸及粗糙度100入库检验选择加工设备工序30，一般的车削加工，采用硬质合金车刀，夹具采用通用车床夹具，即三爪卡盘，量具采用游标卡尺。工序60，采用Z516型钻床，选用4.5钻头，6丝锥。选用钻床夹具，即机用虎钳，量具采用游标卡尺。工序70，研磨选用普通刚玉磨料，游标卡尺作为量具。

7机体工艺规程设计7.1确定生产纲领，生产类型。制品为大批量生产，模具在生产过程中属于单件生产。机体的技术要求：零件材料为T8A。热处理45-50HRC。未注圆角R0.5。未注公差按IT14级。7.2零件分析零件的结构分析机体是本模具的主要支撑零件，分前后两个部分，结构复杂程度相对较高。前段机体侧面有孔，加工相对较复杂。零件的技术要求分析零件毛坯由棒料锻造而成，需要进行热处理回火，该零件结构比较复杂，但加工方法比较简单。7.3确定毛坯尺寸由于在锻造时要留有铣削时的余量，根据零件形状及尺寸，确定后段机体毛坯尺寸为220×200mm，前段的毛坯尺寸为220×100mm。7.4工艺规程设计定位基准的选择根据基准重合原则，分别选两个零件的连接部位的表面为粗基准和精基准。制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：外形：粗车——精车内孔：钻——车螺纹孔：钻孔——攻螺纹前机体拟订加工工艺路线如下：工序号工艺名称工序内容10下料锯割220×200mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆206至图纸要求粗、精车外圆136至图纸要求钻30孔车内孔86至尺寸要求切断保证长度150mm6，工件调头，车内孔100至尺寸8，车内圆锥面至图纸要求9，精车内圆36至图纸要求40钻孔钻10孔至尺寸要求钻10孔至尺寸要求，保证深度要求60钳工去毛刺70热处理热处理至硬度要求80研磨研磨内表面至尺寸及表面粗糙度要求90钳工抛光100检验检各部分尺寸及粗糙度110入库检验

后机体拟订加工路线如下：10下料锯割220×100mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆206至图纸要求粗、精车外圆160至图纸要求钻30孔车内孔116至尺寸要求切断保证长度70mm6，工件调头，车内孔68至尺寸8，车内圆锥面至图纸要求40钻孔攻螺纹钻M6螺纹底孔孔至4.5攻M6螺纹至尺寸要求钻M8螺纹底孔孔至6.5攻M8螺纹至尺寸要求60钳工去毛刺70热处理热处理至硬度要求80研磨研磨内表面至尺寸及表面粗糙度要求90钳工抛光100检验检各部分尺寸及粗糙度110入库检验4.3选择加工设备4.3.1工序30，一般的车削加工，采用硬质合金车刀，夹具采用通用车床夹具，即三爪卡盘，量具采用游标卡尺。4.3.2工序40，采用Z516型钻床，选用4.5、10、6.5钻头，8丝锥。选用钻床夹具，即机用虎钳，量具采用游标卡尺。4.3.3工序80，研磨选用普通刚玉磨料，游标卡尺作为量具。

8栅板工艺规程设计一确定生产纲领，生产类型。制品为大批量生产，模具在生产过程中属于单件生产。机体的技术要求：零件材料为T10A。热处理60-65HRC。未注圆角R0.5。未注公差按IT14级。二零件分析8.1零件的结构分析栅板是模具上的重要零件，熔融的塑料通过栅板上的小孔进入模具，栅板上有许多小孔，对塑料的流动有很好的控制作用。8.2零件的技术要求分析零件毛坯由棒料锻造而成，需要进行热处理回火，该零件结构比较简单，中间孔较多。三确定毛坯尺寸根据零件形状及尺寸，确定栅板毛坯尺寸为100×60mm。四工艺规程设计定位基准的选择根据基准重合原则，选左端面为粗基准和精基准。制定工艺路线根据各表面加工要求和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面的加工方法如下：外形：粗车——精车内孔：钻——绞前机体拟订加工工艺路线如下：工序号工艺名称工序内容10下料锯割100×60mm20热处理退火，消除内应力30车车外圆端面车外圆，去除表面锈迹粗、精车外圆86至图纸要求40钳工去毛刺50热处理热处理至硬度要求60钻孔钻4孔至尺寸要求绞4孔至尺寸要求70磨磨外圆至尺寸及表面粗糙度要求80钳工抛光90检验检各部分尺寸及粗糙度100入库检验选择加工设备工序30，一般的车削加工，采用硬质合金车刀，夹具采用通用车床夹具，即三爪卡盘，量具采用游标卡尺。工序60，采用Z516型钻床，选用4钻头，4绞刀。选用钻床夹具，即机用虎钳，量具采用游标卡尺。工序70，研磨选用普通刚玉磨料，游标卡尺作为量具。

结束语通过此次毕业设计，我受益匪浅，可大体地了解作为一名设计人员所要具备的基本素质及知识量及思考问题，解决问题的能力。同时也让我巩固了自己的专业知识，在设计的过程中对于CAD、PRO/E绘图软件、MicrosoftWord办公软件等应用有了更进一步的掌握；在设计之初，面对从未涉及的问题，感到十分棘手，但经过反复的思考、查阅资料以及在老师的热心指导帮助下，同学之间的探讨，发现并非想象中的那么困难。另外，查阅资料是本次设计的重点，询问经验人士，我想实践是最可靠的保证，经验是宝贵的财富。