-直三通管的注塑成型工艺及模具设计【全套图纸】.doc
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1、湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 直三通管的注塑成型工艺及模具设计DESIGN OF THE STRAIGHT TEE IN INJECTION MOLDING PROCESS AND MOLD学生姓名: 学 号:200941914305年级专业及班级:2009级机械设计制造及其自动 化(3)班指导老师及职称: 学 部:理工学部湖南长沙提交日期:2013 年 5 月湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业论文(设计)诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下,进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何
2、其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时,本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文(设计)作者签名: 2013年 5 月目录摘要 1关键词 11前言 12结构型式及注射机的确定 22.1塑件的成型工艺分析 22.2塑料制件的结构设计分析 42.3注射成型工艺性分析 72.4模具结构及分型面位置的分析和确定102.5注射机的选择及工艺参数的校核112.6 相关参数的校核143浇注系统的形式选择和截面尺寸的计算163.1普通流道浇注系统设计16
3、3.2主流道设计173.3分流道设计183.4浇口的设计204模架的确定214.1模具标准化的意义214.2标准模架的选用225成型零件的设计及计算225.1模具材料的选择235.2成型零件结构设计235.3成型零件的工作尺寸计算255.4成型零件的底版与侧壁厚度尺寸的确定275.5侧向分型与抽芯机构的设计286导向机构的设计286.1导向机构的功用286.2导向机构的设计297脱模机构的设计308模架的设计318.1塑料注射模架结构318.2标准模架的选用319总结 32参考文献 33致谢 34直三通管的注塑成型工艺及模具设计摘要:在目前激烈的市场竞争中,产品投入市场的迟早往往是成败的关键。
4、缩短设计周期并提高设计质量是缩短整个模具开发周期的关键之一。模块化设计就是利用产品零部件在结构及功能上的相似性,而实现产品的标准化与组合化。大量实践表明,模块化设计能有效减少产品设计时间并提高设计质量。因此本文探索在模具设计中运用模块化设计方法。关键词:三通管;注射模;斜滑块;侧抽芯全套图纸,加153893706Design Of The Straight Tee In Injection Molding Process and Mold Abstract:Launching a new product in time is the key to success in the current
5、fierce market competition. Shortening the period and enhancing the quality of design are the keys to shorten to entire development circle of model. Modular design refers to utilize the similarity in construction and function between the components to achieve the standardization and assibilation of p
6、roducts. Practices show that modular design is an effective way to reduce the time and enhance the quality of products .This paper mainly explores the method of applying the modular design in model design. Key words: microphone;injection mould; lifter; core pulling1前言模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具,按制品
7、所采用的原料不同,成型方法不同,一般将模具分为塑料模具,金属冲压模具,金属压铸模具,橡胶模具,玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件,在成型中多数是通过模具来制成品,所以模具制造业已成为一个大行业。在高分子材料加工领域中,用于塑料制品成形的模具,称为塑料成形模具,简称塑料模.塑料模优化设计,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。模具是工业的基础工艺装备,在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中,80%以上都要依靠模具成形,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、高生产力和低消耗,是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“放大器”,用模具生产的最终产
8、品的价值往往是模具自身价值的几十倍或上百倍,目前全世界的模具年产值约有600亿美元,日、美两国的模具工业产值早已超过机床工业产值。1随着我国工业的不断发展,对模具提出越来越高的要求,因此,精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。2从起步到现在,历经了半个多世纪,有了很大的发展。在大型模具方面,已经生产大屏幕彩电塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面,已经生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类产品的水平,但总体和国外相比仍有较大差距。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术,已有相当规模的开发和应用。在设计技术和制
9、造技术上与发达国家和地区差距较大,在模具材料方面,专用塑料模具钢品种少、规格不全、质量尚不稳定。模具标准化程度不高,系列化、商品化尚待规模化;CAD PRO/E软件等应用比例不高;独立的模具工厂少;专业与柔性化相结合尚无规划;企业大而全不多,多属劳动密集型企业。3因此努力提高模具设计与制造水平,提高国际竞争能力,是刻不容缓的.2结构型式及注射机的确定:2.1塑件的成型工艺分析:2.1.1塑件的材料选用:该三通主要是用于水管的接头,根据其性价比我们所选用的材料为硬聚氯乙烯(PVC)。2.1.2塑件制品材料的性能:该材料的具体资料如下:(综合性能参数见表1)主要用途:(1)聚氯乙烯是世界上产量最大
10、的塑料品种之一,其价格便宜,应用广泛(2)由于聚氯乙烯的化学稳定性高,所以可用于制作防腐管道,管件,输油管,离心泵和鼓风机等(3)聚氯乙烯硬板广泛用于化学工业上制作各种贮槽的衬里,建筑物的瓦楞板,门窗结构,墙壁装饰物等建筑用材(4)由于电气绝缘性能优良,聚氯乙烯在电气,电子工业中,用于制造插座,插头,开关和电缆(5)在日常生活中,聚氯乙烯用与制造凉鞋,雨衣,玩具和人造革等基本特性:聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末,是线型结构,非结晶型的高聚物,其可溶性和可熔性较差,加热后塑性也很差,故纯聚氯乙烯不能直接用作塑料,一般都应加入添加剂在聚氯乙烯树脂中加入少量的增塑剂,可制成硬质聚氯乙烯,而软质聚氯乙
11、烯树脂中则含有较多的增塑剂,起塑性,流动性比硬质聚氯乙烯好纯聚氯乙烯加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为硬聚氯乙烯有叫好的抗拉,抗弯,抗压和抗冲击性能,可单独用做结构材料软聚氯乙烯的柔软性,断裂伸长率,耐寒性会增加,但脆性,硬度,拉伸强度回降低,聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能,可以用作低频绝缘材料,其化学性稳定性也较好成型特点:聚氯乙烯成型性能较差,又是热敏性塑料,在成型温度下容易分解放出氯化氢因此,在成型时,必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制温度及溶体的滞留时间应采用带预塑化装置的螺杆式注射成型模具浇注系统也应粗短,进料口截面宜大,模具应有冷却装置表1 硬聚氯乙烯综合性能Table
12、1 Rigid polyvinyl chloride composite performance项目数值项目数值密度/(kg.dm-3)吸水率(24h)熔点t(oC) 拉伸弹性模量E1(MPa)体积电阻系数(.cm)热变形温度t (oC)0.46 MPa 0.185MPa注射机类型 1.351.450.07-0.4160-2122.4-4.21036.71*1067-8254螺杆式 比体积/(dm3.kg-1)收缩率S (%)抗弯强度1(MPa)硬度HB抗拉屈服强度1(MPa)冲击韧度注射压力0.69-0.740.6-1.09016.2R110-12035.2-50无缺口n/(kJ.m-2)缺
13、口K/(kJ.m-2)80-130MPa 续表1项目数值项目数值计算收缩率预热时间模具温度中段 保压时间s其他时间s0.6-1.54-6h30-60165-180 0-510-20预热温度螺杆转速r/min料桶温度(后段)前段冷却时间s周期s70-9028170-19015-6015-6040-1302.2塑料制件的结构设计分析该制品为塑料直三通,其结构如图1 所示。 图1 塑料工件Fig1The plastic workpiece通过其外观可是了解,直三通的每一通都有一个台阶,其孔壁属于薄壁塑件。2.2.1塑件的尺寸及精度 :塑件形状的成型准则是:(1)各部分都能够顺利的,简单的从模具中取出
14、,应尽量避免侧壁凹槽或与塑件脱模方向垂直的孔,这样可以避免采用瓣合分型或侧抽芯等复杂的模具结构使分型面上留下飞边。(2)对于较浅的内外侧凹槽或凸台并带有圆角的塑件,可以利用塑件在脱摸温度下具有足够弹性的特性和凸凹深度尺寸不大的特点,以强行脱摸而不必采用组合型芯的方法。(3)塑件的形状还要有利于提高塑件的强度和刚度,为此薄壳状塑件可设计成球面或拱形曲面,可以有效的增加刚度和减少变形。(4)紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度和刚度,以承受紧固时的作用力,为此,应避免台阶突然变化和尺寸过小而应逐步过渡。(5)塑件的形状还应考虑成型时分型面位置,脱摸后不易变形等。综上所述,塑件的形状必须便于成型,以简化
15、模具结构,降低成本,提高生产率和保证塑件的质量。塑件几何形状及结构分析:塑件总体尺寸的大小受到塑料流动性的限制。在一定的设备和工艺条件下,流动性差的塑料及薄壁复杂塑件等的尺寸不能设计的太大。大而薄的塑件在塑料尚未充满型腔时已经固化,或勉强能充满但料的前锋已不能很好的熔合而形成冷接缝影响塑件的外观和结构强度。此外,塑件外形尺寸还受到成型设备的限制,如注塑成型的塑件尺寸要受到注塑机的注射量、锁模力和模板尺寸的限制;压缩及传递成型的塑件尺寸要受到压力机吨位及工作台面尺寸的限制。 图2 塑件尺寸Fig 2 Plastic parts size从塑件图2可以看出,该塑件为三通管,且整体形状为凸字形,各尺
16、寸及形状皆如图所示因此在设计模具是必须考虑其至少有一个或两个以上的彻抽芯机构塑件尺寸精度分析:塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度,即所获塑件尺寸的准确度影响塑件精度(公差)的因素主要有:(1) 模具制造误差及磨损,尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损;(2) 塑件收缩率的波动;(3) 成型工艺条件的变化;(4) 塑件的形状,飞边厚度波动;(5) 脱模斜度和成型后塑件尺寸变化等一般塑件的尺寸精度是根据使用要求确定的,但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺特点, 因此塑件的尺寸精度一般不高。在生产过程中,为了降低模具的加工难度和模具的生产成本,应在满足塑件使用要求的
17、前提下尽可能选用低级精度。根据我国目前塑件的成型水平及不同的塑料原材料,塑件的公差等级和尺寸公差可依据GB/T144861993确定。该标准将塑件分成7个等级,每种塑料可选其中三个等级,即高精度、一般精度及未标公差尺寸的精度。MT1级精度要求较高,一般不采用。对孔类尺寸数值冠以(+);对于轴类尺寸数值冠以(-);对于中心距尺寸及其他位置尺寸可取表中数值之半冠以()号。按GB/T144861993,HDPE的公差等级高精度:MT5,一般精度:MT6,未注公差尺寸:MT7,所以选用一般精度,即MT5级。该塑件尺寸精度无特殊要求,所有尺寸均为自由尺寸,可按MT5查取公差,起主要尺寸公差标注如下:(单
18、位均为mm) (GB/T14486-1993)塑件外形尺寸: 28 0 -0.50 54 0 -0.74. 27 0 -0.50内形尺寸: 16 +0.38 0 20 +0.44 0 15 +0.38 0 27 +0.5 0 22 +0.44 0 4 +0.24 0 2.2.2塑件的表面质量: 塑件表面质量包括有无斑点,条纹,凹痕,起泡,变色等缺陷,还有表面光泽性和表面粗糙度。表面缺陷必须避免;表面光泽性和表面粗糙度应根据塑件使用要求而定,尤其是透明塑件,对光泽性和表面粗糙度有严格要求。 塑件的表面粗糙度,除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤,波纹等疵点外,主要由模具成型零件的表面粗糙度决定。一
19、般模腔的表面粗糙度值应该比塑件的表面粗糙度值小一个系列。从塑件的外观和塑料的充模流动角度考虑,希望其表面粗糙度值尽可能小些,通常应小于Ra0.8,有时需小于Ra0.1。为了便于模具的加工,对非透明塑件,可将外观要求不高的内侧表面粗糙度值取大些,而透明塑件,内、外表面粗糙度值应相同。该塑件要求外形美观,色泽鲜艳,外表没有斑点及溶接痕,粗糙度可取Ra0.8um,(不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度(GB/T 14234-1993)而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。2.2.3塑件壁厚设计:均匀壁厚或尽可能一致,否则会因固化或冷却速度不同而引起收缩不均匀,从而在塑件内部产生内应力导致塑件产生
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