三通管的注塑模具设计(编辑修改稿)

三通管的注塑模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

cm3 ） 表示。 这种方法的优点是不论何种塑料，最大注射量的数值都是相同的，因此，对任一种塑料，一次所能注射的熔体克数为 Mmax=Vρ 式中 V 注射机最大注射量 cm3 ρ 所注射的塑料熔体密度 g/ cm3 生产实践表明：应使塑料制品的用料量之和为其的公称注射量的 25%~75%，最低不得低于 10%，则有： 故注塑机的公称注射量可在 60cm 125cm 250cm3 中选择，初选公称注射量为 125 cm3。 即： Mmax= Vρ =125 = 注射机的初步选定 根据注射机的最大注射量以及最大注射压力初步选定注射成型机为 XSZY125,其主要参数如表 15 表 塑件注塑成型工艺参数 查阅参考资料《塑料模具设计》，可得 ABS 塑料的注射工艺参数如下： 预热干燥：温度 100110℃ 时间 料筒温度：前部 150170℃ 中部 170190℃ 后部 180200℃ 喷嘴温度： 170180℃ 模具温度： 50 70℃ 注塑压力： 7090MPa 保压压力： 5070MPa 注射时间： 25s 保压时间： 1015s 冷却时间： 1530s 总周期： 3060s 后期处理：设备 红外线烘箱 温度 70℃ 时间 16 第四章 模具结构方案的确定 分型面的选择，型腔的数目和排列方式 分型面的选择 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。 在选择分型面的时候应 遵循以下基本原则： ① 分型面应选在塑件外形最大轮廓处； ②确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模； ③保证塑件的精度要求； ④满足塑件的外观质量要求； ⑤考虑成型面积和锁模力； ⑥便于模具加工； ⑦对侧抽芯的影响； ⑧考虑排气效果。 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。 因此设计了其两种分型面。 图 41 图 42 如图 41 所示 ，如果 按此位置 作为分型面， 模具考虑 用一个 彻抽芯机构即可。 分型面 分型面 17 而 模具分析，如果按照 图 41 其前后 模 则需要 增加滑块才能脱模 ，使得 大大增加了模 具的 制作难度 ， 如果按照 图 42 作为 分型面，模具 如图 42 所示 ， 按此位置作为分型面， 模具考虑 用 三 个 彻抽芯机构。 虽然图 41 的 分型面可减少 彻抽芯数目 ，模具加工简单， 但对 工件成型影响较大，三通管直孔位置排气相对 图 42 相差 很大，容易造 成气纹 ， 使得三通管内部精度不足 ， 成型难， 而图 42 选用这个位置 作为分型面 ，三个 孔位排气 良好 ，虽 要三个彻抽芯数目， 但是能够使得工件成性 优良 ，精度准确， 因此，通过以上 两种分型面综合考虑， 最后选择以图 42所示位置为 分型面， 型腔的设计 为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度、模具设计前应确定合理的型腔数目。 由于型腔的排布与浇注系通密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。 型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填 每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定，因此，设计型腔如图 所示。 图 43 成型零件结构设计 成型零部件的设计应在保证塑件质量要求的前提下，从便于加工、装配、使用、维修等角度加以考虑。 其中最重要的是凹模和凸模尺寸的设计。 成型零部件工作尺寸时指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯 18 的径向尺寸及高度尺寸，及孔中心距等。 本设计中采用平均值法计算，其中，塑件的未注公差取 IT7 级精度。 塑件尺寸的公差值可查相关资料得到。 模具制造精度取 ∆=31δ。 凹模结构设计 凹模是成型塑件外表面的零部件，用于成型制件的外表面，有被称为阴模、型腔。 其结构类型不同主要可分为有整体式和组合式。 （ 1）整体式 整体式凹模是由整块金属材料直接加工而成，用于形状简单的中小型模具。 其特点是强度高、刚度好，如图 : 图 44 （ 2）组合式 组合式是将整体式凹模作为一种凹模块，直接嵌入到固定板中，或嵌入模框中，在将模框嵌入到固定板中。 适用于制作尺寸不到的多型腔。 其特点是加工方便，易损件便于更换，凹模可用冷挤压或其他 方法单独加工，型腔形状与尺寸一致性好。 设计如图： 19 图 45 而本塑料若采用整体式，则会导致侧向抽芯的难度加大，增加成本。 所以采用组合式。 这样可以改善加工工艺性，减少热变形，并且能更有效的排气。 所以采用组合式的设计。 型芯设计 凸模和型芯是成型塑件内表面的主要零件，本设计中塑件对称性好，结构简单，只需三个大 型芯，不必再设小型芯，其型芯设计成图 46 图 46 20 成型零件的底版与侧壁厚度尺寸的确定 塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用 ，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。 因此，应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚，尤其对于重要的精度要求高的或大型模具的型腔，更不能单纯凭经验来确定型腔侧壁和底板厚度。 模具型腔壁厚的计算，应以最大压力为准。 而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的。 随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。 理论和实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要 矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。 刚度计算的条件则由于模具特殊性，可以从以下几个方面加以考虑： ① 要防止溢料。 模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注入时，会产生足以溢料的间隙。 为了使型腔不致因模具弹性变形而发生溢料，此时应根据不同塑料的最大不溢料间隙来确定其刚度条件。 ② 应保证塑件精度。 塑件均有尺寸要求，尤其是精度要求高的小型塑件，这就要求模具型腔具有很好的刚性，即塑料注入时 不产生过大的弹性变形。 最大弹性变形值可取塑件允许公差的 1/5，常见中小型塑件公差为 ㎜，可按塑件大小和精度等级选取。 上述要求在设计模具时其刚度条件应以这些项中最苛刻者（允许最小的变形值）为设计标准，但也不宜无根据的过分提高标准，以免浪费材料，增加制造难度。 型腔壁厚的计算 根据经验数据法 教材 表 48 型腔底壁厚度 th 的经验数据。 21 th=(~)b=*30= 单型腔侧壁厚度 tc的经验计算公式为： tc=+17（型腔压力 PM＜490MPa）。 多型腔模具的型腔与型腔之间的壁厚 ct` 的经验计算公式为 ct` ≥ tc/2。 tc=*30+17=23m 浇注系统的设计 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： 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工艺特性的理想的浇注系统，保证塑件的质量。 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。 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。 避免料流直冲型芯或嵌件 高速熔体进入型腔时，要尽量避免料流直冲小型芯或嵌件，以防型芯和嵌加变形和位移。 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， 22 修整浇口方便，无损塑件的美观和使用。 例如电视机，录音机等外壳，浇口绝不能开设在对外观有严重影响的外表面上，而应设在隐蔽处。 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。 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。 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。 主流道的设计 按按主流道的轴线与分型面的关系，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。 23 主流道横截面形状通常采用圆形截面。 为了便于留道凝料的饿脱出，主流道设计成圆锥形，其锥度 α =2176。 4176。 ，内壁粗糙度 Ra 小于 ，小端直径一般取 36 ㎜ 比注射机喷嘴直径大 ㎜（取 4 ㎜），Ra≥ r+(0,51) ㎜，主流道 的长 度有定模座厚度确定（取 16 ㎜），一般总长度不超过 60 ㎜。 如右图所示，根据注射机相关参数 SR=17，确定圆弧为 16㎜， L=15， N=40，直径 d=16。 图 47 ．分流道的设计 主流道与浇口的料流通道，是塑料熔体由主流道流入模腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳的转换，在多腔模中还起着将熔体向各个模腔分配的作用。 1）分流道的截面形状及尺寸 分流道截面形状和尺寸应根据塑件的结构和分流道的长度等因素来确定。 由流道的效率（流道的截面积与周长的比值）分析可知，圆形和矩形流道的效率最高。