三通接头注塑模具的设计

本科毕业论文（设计）

题 目 三通接头注塑模具的设计

学生姓名

专业名称 机械设计制造及其自动化

指导教师

2013年5月20日

目录

0 概论 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

1 设计概念 (2)

1.1 塑件制品的工业发展趋势 (2)

1.1.1 加工技术的发展 (2)

1.1.2 成型模具加工技术的发展 (2)

1.2 塑料及应用 (3)

1.2.1 塑料的组成 (3)

1.2.2 塑料的分类 (4)

1.2.3 塑料的性能、用途 (4)

1.2.4 塑料的成型方法 (5)

2 塑件的工艺分析 (6)

2.1 塑件的原材料分析 (6)

2.2 塑件的尺寸精度分析 (7)

2.2.1 塑件尺寸 (7)

2.2.2 塑件表面质量 (7)

2.3 确定成型设备选择 (7)

2.3.1 计算塑件的体积 (7)

2.3.2 塑件模具成型工艺参数 (8)

2.4 标准模架的选择 (9)

2.4.1 普通标准模架的优点 (9)

2.4.2 普通标准模架的选取 (9)

2.5 型腔数目的确定 (10)

2.6 分型面得设计 (11)

2.6.1 模具分型面及类型 ............................................................. 错误！未定义书签。

2.6.2 模具分型面的选择 ........................................................... 错误！未定义书签。

2.7 校核........................................................................................... 错误！未定义书签。

2.7.1 注射量的校核 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.7.2 锁模力的校核 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.7.3 最大注射压力的校核......................................................... 错误！未定义书签。

2.7.4 开模行程的校核.................................................................. 错误！未定义书签。

3 浇注系统的设计.................................................................................. 错误！未定义书签。

3.1 浇注系统设计的组成与流道设计 .................................... 错误！未定义书签。

3.1.1 浇注系统的组成.................................................................. 错误！未定义书签。

3.1.2 浇注系统的设计.................................................................. 错误！未定义书签。

3.2 浇口的设计 ............................................................................. 错误！未定义书签。

3.2.1 浇口的作用........................................................................... 错误！未定义书签。

3.2.2 浇口的类型........................................................................... 错误！未定义书签。

3.3.3 截面形状及尺寸.................................................................. 错误！未定义书签。

3.3.4 冷料穴和拉料杆的设计 .................................................... 错误！未定义书签。

3.3.5 排气的设计........................................................................... 错误！未定义书签。

4 成型零部件设计.................................................................................. 错误！未定义书签。

4.1 成型零件的结构设计 ........................................................... 错误！未定义书签。

4.1.1 凹模（型腔）的结构设计................................................ 错误！未定义书签。

4.1.2 型芯的设计........................................................................... 错误！未定义书签。

4.2 成型零件工作尺寸的计算.................................................. 错误！未定义书签。

4.2.1 影响塑件尺寸精度的因素................................................ 错误！未定义书签。

4.2.2 成型零件工作尺寸的计算................................................ 错误！未定义书签。

4.3 导向机构的设计 .................................................................... 错误！未定义书签。

4.3.1 导向机构的功用.................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.2 导向机构的设计.................................................................. 错误！未定义书签。

4.3.3 设计导套和导柱须注意的事项....................................... 错误！未定义书签。

4.4 推出机构的设计 (30)

4.4.1 推出机构的分类 (30)

4.4.2 推出机构的设计原则 (30)

5 试模与模具的加工维修.................................................................... 错误！未定义书签。

5.1 试模........................................................................................... 错误！未定义书签。

5.2 模具维修.................................................................................. 错误！未定义书签。

6 总结 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献 .. (36)

谢辞 (37)

三通接头注塑模具的设计

指导老师：

（宝鸡文理学院机电工程系陕西宝鸡 721007）

摘要：随着塑料工业的飞速发展和其精度方面的不断提高，社会对塑料制品的需求也越来越大。塑料制品正在以其优异的独特性能，日益广泛的进入

人们的日常生活和国民经济各个部门。

塑料制品在日常生活和社会生活中已经取代了许多金属制品，用塑料模

具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，不仅可以提高生产效率，还可

以保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。

注射成型是塑料制品加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑

性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其他方法所望尘

莫及的。

本设计进行了三通连接弯头的注塑模设计，对零件结构进行了工艺分

析，确定了分型面、浇注系统等，选择了注射机，计算了成型零部件的

尺寸，采用侧浇口，利用直导柱导向，推杆顶料，液压侧抽芯方式并对

模具的材料进行了选择，如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠。关键词：三通接头；注塑模；活动镶块

Three joint injection mold design

Instructor:

（Department of Mechanical and Electric Engineering，Baoji University of Arts and

Sciences Baoji Shaanxi 721007）

Abstract:With the rapid development of plastics industry and the continuous improvement of its precision, the community demand for plastic

products is also growing. Plastic Products is unique for its excellent

performance, more extensive access to people's daily life and all

sectors of the national economy.

Plastic products in daily life and social life has replaced a lot of

metal products, plastic molding process instead of the traditional

machining processes, can not only increase productivity, but also to

ensure part quality, save material, reduce production costs, to obtain

high economic benefits.

Injection molding is the most common plastics processing methods

used. This method is suitable for all thermoplastic and thermoset

parts, obtained large quantities of plastic products is unmatched by

other means.

The design of the three links connecting the elbow of the injection

mold design, the structure of the components of process analysis to

determine the sub-surface, casting systems, chosen injection

machines, molding parts of size is calculated using the side gate, the

use of straight column-oriented, putting the top material, hydraulic

core pulling way side and the mold material of choice, so the

structure can be designed to ensure reliable use of the die.

Key words: tee coupling;injection mould;movable inser

0 概论

[1]课题来源、目的、和意义

1、课题来源：生产实践

2、目的：通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS等材料的各项性能指标，工艺方案的选择，和侧向抽芯技术的掌握。

3、意义：此次毕业设计给了我亲自动手的机会，于以后的工作、学习等都有很大的帮助，是大学四年学习的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践相结合的，所以这次毕业设计的意义十分重大。

[2].我国塑料模具工业的发展现状

80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，2003年模具进出口统计中，我国模具的出口总额为2.52亿美元,我国模具的出口总额3亿美元,进口额则达到13亿多美元,在进口模具中的塑料模具占到50%左右。可以看出，在塑料模具方面，我国与国外产品还存在较大差距。

在引进的塑料模具中，以科技含量较高的模具居多，如高精度模具、大型模具。热流道模具、气辅及高压注射成型模具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提高了更高的要求，因而也推动了塑料模具的发展。以电视机塑料外壳模具为例。其精度已由以前的0.05~0.1mm提高到0.005~0.01mm ,制造周期也由8个月缩短到了2个月,并且使用寿命也由过去可制10万~20万件制品延长到了可60万件制品。从电视机外壳塑料模具的发展可以看到，高精密、长寿命、短周期、低成本是模具的发展方向。目前我国使用覆盖率和使用量最大的模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推杆管这三类产品。以注塑模架为例，目前全国总产值有20多亿元，按照需求，国内约需注塑模架30多亿元，而实际上国内市场并未达到这个规模，其中主要一个原因就是模具厂家观念旧，注塑模架自产配比例较高，外购很少。这样做厂家不仅重复制造本应标准化的购件，延长了模具生产周期，又不利于维修。很多相关的模具标准件并没有相关的国家标准，因此制定模具构件的标准规范工作也是当务之急。

1 设计概念

1.1 塑件制品的工业发展趋势

1.1.1 加工技术的发展

“注塑成型技术”是一门知识面广、专业性和实践性强的加工技术，注塑成型工艺条件的设定与塑料性能、塑件的结构/壁厚/大小、注塑模具的结构、流道系统及浇口的形式/大小/位置、注塑机的性能等有关。如果注塑工艺条件设定得不合理，就会造成生产过程中出现不良率高、料耗大、效率低及胶件外观质量缺陷等，严重的会出现粘模、顶痕、翘曲变形、内应力开裂、尺寸变化大、批量报废等现象。

1.1.2 成型模具加工技术的发展

早在20多年前，人们就已经开始利用注塑技术来实现双色注塑。开始之初，人们并没有意识到它的发展前景。随着这一技术在减少二次加工以及降低原料成本方面优点的逐渐显现，才引起了人们对其的足够重视。由于2C系统允许不同颜色、不同硬度或不同成分的材料掺合在一起，因此能应用在不同要求的场合，在未来甚至一些不相容的原料也能利用2C工艺进行加工。

现代多色加工技术大致可分为三种形式：

（1）双重注塑(BI-INJECTION)，即将两种原料同时注塑入模腔。

该技术通常是根据预设的注塑速度和模腔的几何形状来决定原料的分布和

两种原料的合模点。采用此方法时，需要注塑机具有非常高的准确性和出色的每一循环的重复性。该技术多用于一些灵活性的注塑场合，如加工因原料流动性较差而受阻的部件或者将部件的功能作为重点考虑的加工对象。

（2）复合注塑(CO-INJECTION)。

复合注塑的加工原理是，利用同一射嘴将两种原料注入模内。

通常，先注入外层原料而内层原料则被包裹在内。根据产品的要求，外层流道可采用关闭式的结构设计。此方法通常被用于加工两种不同成分原料组合的产品。一般情况下，考虑到成本方面的因素，廉价原料可被用作产品的内层或外层，

复合注塑多用于聚酯瓶胚、外壳类产品和汽车部件等产品的加工。以聚酯瓶胚的加工为例，通过利用复合注塑，可增强产品对光线和渗氧性的阻隔。

（3）多重注塑(OVERMOULDING)

多重注塑一般可分为下列几种形式：

移动注塑(SLIDE)当完成预注塑后，模具及滑块保持闭合状态，注塑机射嘴仍向模腔空位中注入第二部分原料，直至完成第二部分注塑并冷却后，模具打开，取出完整部件。通常，带滑块的模具不需要大的模板。因整个注塑加工并没有改变原来的加工工艺，这种工艺多用于几何形状简单的零部件，如：密封圈，盖子和密封盖等。

转盘注塑(ROTARY PLATE)即动半模可旋转，只有定半模部分会受到产品几何形状的影响，因此可以利用此技术实现单边的良好设计构思。由于该技术允许进行同步注塑，因此常用于节省加工周期的情况下。该技术主要适用于饮用杯、手把、盖子和密封件等的加工。

转位注塑(INDEXING PLATE)该技术多用于部件的第二部分注塑或产品形状必须改变的加工场合。利用这一注塑技术，可大大提高产品设计的自由度，因此常用于汽车用调节轮、牙刷及一次性剃须刀等的加工。

移位注塑(REPOSITIONING)即利用机械手将预注塑工件移至第二位置再注塑，从而给予第一和第二注塑加工最大的自由度。该技术主要用于墨合转移轴、工艺性注塑和牙刷等加工领域。

总之，上述三种加工方法的一个共同特点是，利用高度的全闭环控制，在预设的速度和实际压力下，使第二次注塑不会偏离要求，从而保证了产品的质量。

1.2 塑料及应用

1.2.1 塑料的组成

塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的阶段可流动成新的材料。所谓高分子聚合物，是指由成千上万个结构相同的小分子单体通过加聚或缩聚反应形成的长链大分子。它既存在于大自然中（称之为天然树脂），又能够用化学方法人工制取（称之为合成树脂）。合成树脂是塑料的主体。在合成树脂中加入莫些添加剂，如稳定剂、填料、增塑剂、润滑剂、着色剂等，可以得到各种

性能的塑料品种。由于添加剂所占比例较小，塑料的性能主要取决于合成树脂的性能。

塑料具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能。塑料的这种独特性能归根于高分子聚合物的巨大相对分子质量。一般的低分子物质的相对分子质量仅为几十至几百，如一个水分子仅含一个氧原子和两个氢原子，水的相对分子质量为18，而一个高分子聚合物的分子含由成千上万个原子，相对分子质量可达到几万乃至几十万、几百万。原子之间具有很大的作用力，分子之间的长链会卷曲缠绕。这些缠绕在一起的分子既可相互吸引又可相互排斥，使塑件产生了弹性。高分子聚合物在受热时不像一般低分子物质那样有明显的熔点，从长链的一段加热到另一端需要时间，即需要经历一段软化的过程，因此塑料便具有可塑性。高分子聚合物与低分子物质的重要区别还在于高分子聚合物没有精确的、固定的相对质量。同一种高分子聚合物的相对分子质量的大小并不一样，因此只能采用平均相对分子质量来描述。例如，低密度聚乙烯的平均相对分子质量为.5万~3.5万，高密度聚乙烯的平均相对分子质量7万~30万。

高分子聚合物常用来制造合成树脂、合成橡胶和合成纤维，这三大合成材料成了实际材料工业的一个重要支柱。其中，合成树脂的产量最大，应用最广。

塑料是以合成树脂为主要成分，并根据不同的需要而添加不同添加剂所组成的混合物。

（1）合成树脂（2）稳定剂（3）填料

（4）增塑剂（5）润滑剂

1.2.2 塑料的分类

目前，塑料品种已达300多种，常见的有30多种。我们可根据塑料的制造方法、成型工艺用途将它们分类。

（1）按制造方法分类可分为：聚合树脂、缩聚树脂。

（2）按成型性能分类可分为：热塑性塑料、热固性塑料。

（3）按用途分类可分为：通用塑料、工程塑料、特殊用途的塑料。

1.2.3 塑料的性能、用途

不同品种的塑料具有不同的性能和用途，综合起来，塑料具有如下性能及用

途。

（1）质量轻；

（2）比强度高；

（3）耐化学腐蚀能力；

（4）绝缘性能好；

（5）光学性能好；

（6）加工性能好、经济效益显著。

1.2.4 塑料的成型方法

塑料成型的方法很多，下面列举其中六种主要的成型方法。

（1）注射成型；

（2）挤出成型；

（3）中空成型；

（4）压缩成型；

（5）压注成型；

（6）固相成型。

塑料工业是由树脂合成业、塑料加工业和塑料制品开发应用三个领域组成的。塑料加工业起着承前启后的作用，是连接原料与制品的纽带。塑料制品的成型加工方法很多，包括注塑成型、压缩成型、挤出成型、压注成型、吹塑成型等等。由于注塑成型工艺的成型周期短,能一次成型外形复杂、尺寸比较精确或带有金属嵌件的塑料制品,生产效率高，易于实现全自动化生产。并且早期的注塑成型方法主要用于加工热塑性塑料制品，但是随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品应用范围的不断扩大，注塑成型方法己经推广应用到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品的生产中。目前，除了少数几种塑料外，注塑成型己经成为塑料制品主要的成型加工方法。

注塑成型的原理是将松散的粒状或粉状塑料，从注塑机的料斗送入加热的料筒内熔融、塑化，使之成为粘流熔体，在柱塞或螺杆的推动下，以合理的流速通过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具中，经冷却保压后，开模分型，得到具有一定形状和尺寸的塑料制品。完整的注塑成型过程包括注射充模、保压补料和冷却定型。