水管堵头注塑成型工艺及模具设计_毕业设计(编辑修改稿)

水管堵头注塑成型工艺及模具设计_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

需要塑料的质量 故可以计算得： n ≤ ( 104－ )/≈ 所以 n=2 符合要求。 锁模力的校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。 如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。 1） 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 ，则 22 7 14/ mmRA  塑 2） 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇， 即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 A 浇 数值可以按照多型腔模的统计分析来确定。 A 浇 是每个塑件在分型面上的投影面积 A 型 的 ~ 倍。 由于本例流道设计简单，分流道想对较短，因此流道凝料投影面积可以适当取小一些。 这里取 A 浇 = 塑。 3） 塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积 A 总，则      塑塑浇塑总 AAAAA 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 18 4） 模具型腔内的胀型力 F 胀，则 KNNPAF 0 0 3 0 0 1  锁总胀 式中， P 模是型腔的平均计算压力值。 P 模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%~40%,大致的范围是 25~40MPa。 对于粘度较大的精度较高的塑件制品应取较大值。 PE 属于低等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 P 模取 30MPa。 查表 3— 3 可得该注射机的公称锁模力 F 锁 =900KN，锁模力的安全系数为k2=~ 这里取 k=，则 锁胀胀 FKNKNFFk   ，所以，注射机锁模力合格。 最大注射压力校核 注射机的额定 注射压力即为它的最高压力 P 公，应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即： 注公 PP 很明显，上式成立，符合要求。 模具注射机安装部分的校核 喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下球面半径相适应。 模具厚度 模具厚度 H（又称为闭合高度）必须满足： HminHHmax 式中 Hmin――注射机允 许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax—— 注射机允许的最大模具厚度。 注射机允许厚度 200 H 300 符合要求。 开模行程的校核 开模行程 s（合模行程）是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。 对于具有液水管堵头注塑成型工艺及模具设计 19 压 — 机械式合模机构的注射机，其最大开模行程是由肘杆机构的最大行程所决定的，而不受模具厚度的影响，当模具厚度变化时可由其调模装置调整。 故校核时只需使注射机最大开模行程大于模具所需的开模距离，即： Smax≥ S=H1+H2+5— 10mm； 式中 Smax──注射机最大开模行程，（ mm）； H1──推出距离（脱模距离）（ mm）； H2──浇注系统凝料的高度（ mm）。 脱模距离取 H1 = 浇注系统凝料高度取 H2=55mm 余量取 5mm 则有： Smax≥ s= 满足要求。 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 20 第五章 浇注系统的设计 注射模具的浇注系统通常由主流道、分流道、浇口、冷料穴等部 分组成。 在注射模具设计中对浇注系统进行合理的布局和形式的选择是一个重要的环节。 因为它的设计正确与否直接影响着注射工程中的成型效果和塑件质量。 主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴喷出时最先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线上。 主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料顺利拔出。 主流道主要技术参数： 主流道的长度：小型 模具 L 主 应尽量小于 60mm，本次设计中初取 50mm 进行设计。 主流道小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ ~1） mm=（ 4+） mm=。 主流道大端直径： D=d+2L 主 tanα≈ 7mm，式中α =3176。 主流道球面半径： SR0=注射机喷嘴球头半径 +（ 1~2） mm=（ 12+2） =14mm。 球面的配合高度： h=3mm。 图 51 浇口套 主流道浇口套的结构形式有两种，一种是整体式，即定位圈与浇口套为一体，并压配于定模板内，一般用于小型模具；另一种是分体式，将浇口套和定位圈设计成两个零水管堵头注塑成型工艺及模具设计 21 件，然后配合在模板上。 由于主流道与熔融塑料水管堵头注射机喷嘴反复接触 、碰撞，浇口不直接开设在定模上，为了制造方便，采用分体式的浇口套，浇口套的材料选为T8 工具钢制作，经淬火洛氏硬度为 53~57HRC。 浇口套和定位圈结构如图 和 所示。 图 52 定位圈 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 22 分流道的设计 分流道是将熔融塑料从主流道中通过流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口或从主流道进入多个腔模的各个型腔的浇口的通道，它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换方向的作用。 通常分流道设置在分型面的成型区域内。 分流道 的截面设计 分流道的截面形状常用的有圆形、梯形和矩形。 通常在选用分流道的截面形状时，应考虑分流道的效率问题、成型区域的面积以及加工的经济问题，其分流道的效率如表 所示。 流 道截面形状 使 截面均为π R2 D=2R B= r= 2 R d= 2 D H= B= H= B= 效率 表 分流道的截面形状与效率 圆形截面的分流道的截面积和周长之比最大，即效率最高，但是制造起来比较麻烦，因为它必须将分流道设在模板两侧，在对合时容易产生错口现象。 梯形截面效率次于圆形和正方形截面，且加工起来比较简单，所以此次设计选用梯形截面的分流道。 分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。 单边分流道长度 L 分 取 35mm。 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 23 图 53 分布方式 分流道的当量直径 因为该塑件的质量 m 塑 =200g，分流道的当量直径为 44= 0 . 2 6 5 4 m = 0 . 2 6 5 4 2 1 . 8 3 5 3 m mD L m m  分 塑 分 分流道截面尺寸 设梯形的下底宽度为 x，底面圆角的半径 R=1mm，设置梯形的高 h=，则该梯形的截面积为 )8t a (2 )8t a n2(  xhxxA分 再根据该面积与当量直径 3mm的圆面积相等，可得   4 22  分π D 即可得： mm2x ，则梯形的上底约为 3mm。 凝料体积 分流道的长度 L 分 =35 2=70mm 分流道截面积 22 32 分A 凝料体积 33 cm6 1 2  分分分 ALV 校核剪切速率 确定注射时间：查表 ，可取 t= 计算分流道体积流量： scm9 1 1 2 33  塑分分 VV 剪切速率为： 131333 2 SSR 分分 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 24 该流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率 132 105~105 S 之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低， 一般取 ~，此处取。 另外，其脱模斜度一般在  10~5 之间，这里取脱模斜度为 8。 分流道的分布设计 分流道的布置形式有平衡式进料和非平衡式进料两种。 本模具的流道布置形式采用梯形平衡式分流道。 : 浇口的设计 浇口又称进料口或内流道，它是分流道与塑件之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分。 它能使分流道输送来的熔融塑料的流速产生加速度，形成理想的流态，顺序、迅速地充满型 腔，同时还起着封闭型腔防止熔料倒流的作用，并在成型后便于使浇口与塑件分离。 浇口的断面形状通常用圆形和矩形，而矩形浇口用得比较广泛。 浇口尺寸一般凭经验数据选取。 浇口断面积与分流道断面积之比约为 ~，浇口长度约为~。 通常，矩形断面的 b=~5， h=~2，这里 b 取 ， h 取 1. 图 54 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 25 浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。 选择浇口位置时应遵循如下原则： ； ； ； ； ； ； ； ； ；。 此外，在选择浇口位置和形式时，还应该考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。 本设计采用侧面进料的侧浇口。 结构形式如图 冷料穴的设计 冷料穴 冷料穴是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件的质量，并使熔料能顺利地充满型腔。 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或者出于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品质量。 冷料穴分两种，一种专门用于收集、储存冷料，另外一种除储存冷料外还兼有拉出流道凝料的作用。 根据需要，不但在主流道的末端，而且可在各分流道转向的位置，甚至在型腔的末端开设冷料穴。 冷料穴应设置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向，冷料穴的长度通常为流道直径 d 的 ~2 倍。 本设计开设的冷料长度为 6 mm。 拉料形式 本次设计采用圆锥孔带顶杆顶出的拉料穴，其凝料顶杆在顶杆固定板上，开模时依靠锥孔起拉料作用，然后利用顶杆对凝料强制脱模。 由于取下主流道凝料时无需做横向移动，故容易实现自动化操作，同时拉料穴也起到了冷料穴的作用。 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 26 第六章 成型 零件的设计 成型零件的设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、凸模、各种成型杆和成型环。 模具的成型零件主要是凹模型腔和底板厚度的计算，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，可能因为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，更不能单纯凭经验确定型腔壁厚和底板厚度。 凹模用以形成制品的外表面，型 芯用以形成制品的内表面，成型杆用以形成制品的局部细节。 成型零件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。 凹模的机构设计 凹模是成型塑件外表面的成型零件。 按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。 根据对塑件的结构分析，本次设计中采用整体嵌入式凹模。 如图 61 所示： 图 61 凹模 水管堵头注塑成型工艺及模具设计 27 图 62 凸模 凸模的机构设计 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种。 通过对塑件的结构分析可知，该塑件就一个型芯如图 62 所示，设计时将其放在定模部分，选择组合式凸模，同时有利于分散脱模力和简化模具结构。