圆管接头注塑模具设计

圆管接头注塑模具设计内容摘要：

具结构。 总之，如果要使塑件具有良好的性能与外表，要使塑件的成型在技术上可行、经济上合理，一定要认真考虑浇口位置的选择［ 12］。 通常需要考虑以下几点： 1) 尽量缩短流动距离。 2) 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3) 必须尽量减少熔接痕。 4) 应有利于型腔中气体排出。 5) 考虑分子定向影响。 6) 避免产生喷射和蠕动。 7) 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8) 注意对外观质量的影响 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，每个型腔设计一个进浇点。 对于中小型塑件的注射模具己 广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。 在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡［ 13］。 第五章 注塑模具的主要结构设计 18 图 11 点浇口 考虑浇口的灵活性，加工方便，及零件的表面质量要求，所以选用点浇口进料，减少了浇注系统塑料的损耗量，同时去除浇口容易，且不留明显痕迹。 如上图 11 所示。 开模行程的校核与推出矩离 合理的开模行程，能 保证制件的顺利脱落，同时可以缩短成形周期，提高生产效率。 《塑料成型工艺与模具设计》 P103 开行程校核的公式如下［ 14］： S≥ H1+H2+（ 5～ 10） mm （ 7） 式中 S—— 注射机最大开模行程， mm H1 —— 推出距离（脱模矩离）， mm H2 —— 包括浇注系统在内的塑件高度， mm 根据注射机型号有 S=500 mm、 H1 推出距离，一般取塑件高度加上一个安全距离（ 3～ 10） mm 则 H1 =58+10=68mm H2 =68+165+10=243 于是有： S≥ H1+H2 +10 （ 8） 综合考虑，螺杆式注射机 XSZY500，满足模具最大行程要求。 且塑件的推出行程为 68mm。 推出方式的确定 由分型面的设计来看，塑件能在顶出零件的作用下，通过一次顶出动作，就能将塑件全部脱出。 其推出机构如下图 12 所示： 第五章 注塑模具的主要结构设计 19 图 12 一次推出机构 冷却系统的设计 冷却通道设计的基本原则 （ 1）冷却通道离凹模既不能太远有不能太近，以免影响冷却效果和模具的强度。 通常其边距为 1020mm。 （ 2） 冷却通道 的不应通过镶块和镶块接缝处，以防止漏水。 （ 3） 冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。 冷却通道直径一般为 8mm左右。 进水管直径的选择，应使进水处的流速不超过冷却通道中的水流速度，要避免过大的压力降。 （ 4） 水管的接头部位，要设置在不影响操作的方向，通常朝向注射机的背面。 （ 5）水管与水嘴的连接处必须密封，防止漏水。 （ 6）进出口冷却水温差不宜过大，避免造成模具表面冷却不均匀。 另外，一般生产 PP 材料塑性的注射模具不需要外加热，由于塑件不是很大，所以无需设计加热系统。 冷却装置的结构 塑 料制件的形状是多种多样的，对于不同形状的塑件，冷却水道的位置与形状是不一样的。 封头塑件属于中等深度的塑件，当考虑到塑件较小，壁厚不大，分型面为一平面，采用只在定模板一侧等距离钻孔的形式［ 15］。 模架的确定 第五章 注塑模具的主要结构设计 20 以上内容确定之后，便根据所定内容设计模架。 根据《塑料模具设计手册》可以确定出标准模架的形式，规格及标准代号。 标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。 通用标准件如紧固件等。 模具专用标准件如定位圈、浇口套、推杆、推管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件，顺序分型机构及精密定位用标准组件 等。 图 14 本模具 单 分型面注射模结构图 （ 1）根据模具的主要结构，选择派生型的三板模架 P4 型如上图 14 所示。 （ 2）模具安装尺寸校核 模具整体尺寸长宽高：长 550、宽 500、高 500mm，注射机的模具尺寸要求为：长〈 634mm、宽〈 532mm高〈 496mm 模具的整体尺寸不符合注射机对模具的尺寸要求。 故，从模具的综合因素考虑，最终注塑机确定为： XSZY500。 长〈 550mm、宽〈 450mm高〈 496mm 模具的整体尺寸符合注射机对模具的尺寸要求，模具的闭合高度小与注塑机的最大模具厚度要求 450mm［ 17］。 模具的整体尺寸符合注射机对模具的尺寸要求，可方便的安装到注射机上。 XSZY500，其有关的参数为： 额定注射量 500cm179。 注射压力 145MPa 锁模力 3500KN 最大成型面积 1000cm2 最大开合模行程 500mm 最大模具厚度 450mm 最小模具厚度 300mm 喷嘴圆弧半径 18mm 喷嘴孔直径 4mm 第五章 注塑模具的主要结构设计 21 动定模板尺寸 700mm 850mm 拉杆间距 540mm440mm 凹模的结构设计 型腔是直接和高温高压的塑件相接触，它的质量直接关系到制件质量，要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑件的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度（一般 ），保证塑件制品表面的光洁美观和容易脱模［ 18］。 该设计采用整体式凹模，具体的形式见图 15： 图 15 整体式凹模 凸模的结构设计 第五章 注塑模具的主要结构设计 22 图 16 整体式凸模 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和组合式两种类型。 本零件表面比较简单，因为此零件结构较简单，所以可 以采用整体式凸模。 该凸模图如图 16： 成型零件工作尺寸的计算 所谓工作尺寸是指成形零件上直接用以成形塑件部位的尺寸，主要有凹模和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形的长度和宽度尺寸）、凹模的深度和型芯的高度尺寸，中心距尺寸等。 工作尺寸计算受塑件尺寸精度的制约［ 19］。 影响塑件精度的因素甚多，且十分复杂，因此塑件尺寸难以达到高精度。 为计算简便起见，规定凡是孔类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，即公差为负。 平均收缩率计算型腔尺寸 PP 的收缩率一般为 %。 计算径向尺寸。 第五章 注塑模具的主要结构设计 23 由《塑料模具技术手册》得出 PP 的一般精度等级为 4 级。 同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的宽度尺寸为 ，所以查表得Δ = （ 1）按照平均收缩率计算凹模径向尺寸公式    ZscpM LSL  431 （ 9） 式中 LM—— 凹模的径向尺寸， mm Scp—— 塑料的平均收缩率， % Ls—— 塑件径向公称尺寸， mm Δ —— 塑件公差值， mm δ z—— 凹模制造公差， mm 已知 Ls=70mm Scp= Δ = 所以 δ z=Δ /5= LM=[70 (1+)3/4 ]+ =+ 塑件的长度尺寸是 ，查表得 Δ =0..82， δ z—— 凹模制造公差， mm 取 Δ /5（下面的计算都按此计算）。 依据上面的公式得出：    ZscpM LSL  431=[ (1+)3/4 ]+ =+ （ 2） 凹模深度尺寸 由《塑料模具技术手册》得出 PP 的一般精度等级为 4 级 ［ 20］。 同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的深度尺寸 Hs=，所以查表得 Δ = 按照平均收缩率计算凹模深度尺寸公式    zscpM HSH  321 （ 10） 式中 HM—— 凹模的深度尺寸， mm Scp—— 塑料的平均收缩率， % Hs—— 塑件高度公称尺寸， mm Δ —— 塑件公差值， mm δ z—— 凹模深度制造公差， mm 已知 Hs= Scp= Δ = 第五章 注塑模具的主要结构设计 24 所以 δ z=Δ /5= HM=[(1+) － 2/3 ]+ =+ 而另外一个高度尺寸为 ，查表得 Δ =，因为： Scp= Δ = 所以 δ z=Δ /5= HM=[(1+)  ]+ =+ 按平均收缩率计算型芯尺寸 （ 1）径向尺寸 由《塑料模具技术手册》得出 PP 的一般精度等级为 4 级 ［ 21］。 同时得出塑料制件的尺寸公差。 又由于塑件的内径尺寸 型芯长为 按照平均收缩率计算型芯径向尺寸公式    zscpM LSL  431 （ 11） 式中 LM—— 组合型芯的径向尺寸， mm Scp—— 塑料的平均收缩率， % Ls—— 塑件径向公称尺寸， mm Δ —— 塑件公差值， mm δ z—— 组合型芯制造公差， mm 已知 Ls= Scp= Δ = 所以 δ z=Δ /5=    zscpM LSL  431 =[(1+) +3/4 ] = 型芯的径向尺寸是 ，查表得 Δ =， δ z—— 凹 模制造公差（ mm） , 取 Δ /5=0. 128。 依据上面的公式得出：    zscpM LSL  431 =[(1+) +3/4 ] = 第五章 注塑模具的主要结构设计 25 以下为其他型芯（包括侧抽芯）径向尺寸： 当Δ ＝ δ z＝ Δ /5   zscpM LSL  431 即   zscpM LSL  431 δ z＝ ＝ [（ 1+） + ] ＝ （ 2）型芯高度尺寸 由《塑料模具技术手册》得出 PP 的一般精度等级为 4 级。 同时得出塑料制件的尺寸公差。 根据前面所设计凸模的高度为。 按照平均收缩率计算组合型芯高度尺寸公式   0321 zscpM HSH  （ 12） 式中 HM—— 组合型芯高度尺寸， mm Scp—— 塑料的平均收缩率， % Hs—— 塑件孔深度公称尺寸， mm Δ —— 塑件公差值， mm δ z—— 组合型芯高度制造公差， mm 已知 Hs= Scp= Δ = 所以 δ z=Δ /3=   0321 zscpM HSH  =[(1+) +2/3 ] = 模具强度的校核 在注塑的过程中，模具的型腔将受到高压的作用，因此模具型腔应该具有足够的刚度和强度。 强度不足将导致塑性变形，甚至开裂 ［ 22］。 刚度不足将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。 由于流道分布为平衡式，故采用整体式矩形型腔。 第五章 注塑模具的主要结构设计 26 整体 式矩形型腔侧壁厚度计算 LP 图 17 型腔侧壁厚度 （ 1） 利用刚度公式计算     31314  EC a paE pCaS （ mm） （ 13） 式中 S— 矩形型腔的侧壁厚度， mm； a— 型腔侧壁受压高度， 30mm； p— 型腔压力， 30MPa； E— 模具材料的弹性模量，碳钢为 105MPa； [δ]— 刚度条件允许变形量， ； L— 型腔长边长度 225 mm； C— 常数，由 Ｌ /ａ 之值决定，可查工具书，也可用以下公式计算：   96/2 /3 44 aL aLC 查得为 。