第頁(yè)共頁(yè)目錄1緒論.11.1塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展.11.2塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟.21.3課題任務(wù)要求.32塑件分析及設(shè)計(jì)方案確定.42.1塑件分析.42.2塑料的選材及性能分析.52.3設(shè)計(jì)方案的確定.83三通管注射模的詳細(xì)設(shè)計(jì).93.1塑料注射成型機(jī)的選擇.93.2注射模具分型面的選擇.123.3注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì).133.4注射模具成型零件和模體的設(shè)計(jì).173.5標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇.243.6導(dǎo)向與定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).253.7脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).283.8溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).294模具裝配.314.1模具的裝配.314.2模具的安裝及加工要點(diǎn).32第1頁(yè)共34頁(yè)1緒論利用塑料注射成型機(jī)成型塑料制品的模具就是塑料注射模具，其結(jié)構(gòu)由制品的形狀及注射機(jī)形式?jīng)Q定的。塑料注射模具是塑料制品中應(yīng)用最廣的，由注射模具生產(chǎn)的制品已占塑料產(chǎn)品的80%以上。注射模具在結(jié)構(gòu)上也是塑料模具中最復(fù)雜的。掌握注射模具的基本結(jié)構(gòu)，其它模具也就觸類(lèi)旁通了。1.1塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展塑料工業(yè)是世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)之一。自1927年聚氯乙烯塑料問(wèn)世以來(lái)，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種性能的塑料，特別是聚酰胺、聚甲醛、ABS、聚碳酸酯、聚砜、聚苯醚、氟塑料等工程塑料發(fā)展迅速，其速度超過(guò)了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯與聚苯乙烯等四種通用塑料，使塑件在工業(yè)產(chǎn)品與生活用品方面獲得廣泛的應(yīng)用，以塑料代替金屬的實(shí)例，比比皆是。塑料有著一系列金屬所不及的優(yōu)點(diǎn)，諸如：重量輕、耐腐蝕、電氣絕緣性好、易于造型、生產(chǎn)效率高與成本低廉等。但也存在許多自身的缺陷，諸如：抗老化性、耐熱性、抗靜電性、耐燃性及比機(jī)械強(qiáng)度低于金屬。但隨著高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)及成型工藝的進(jìn)步，愈來(lái)愈多的具有優(yōu)異性能的塑料高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展2。我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專(zhuān)業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而專(zhuān)”、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7：1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家3。模具是塑件生產(chǎn)的重要工藝裝備之一。模具以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原料成型。不同的塑料成型方法使用著不同的模塑工藝和原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)個(gè)不相同的塑料模具。塑件質(zhì)量的優(yōu)劣及生產(chǎn)效率的高低，模具因素占80%。一副質(zhì)量好的注射?？梢猿尚蜕习偃f(wàn)次，壓縮模大約可以生產(chǎn)25萬(wàn)件，這些都同模具設(shè)計(jì)和制造有很大的關(guān)系。在現(xiàn)代塑件生產(chǎn)中，合理的模塑工藝、高效的模塑設(shè)備、先進(jìn)的塑料模具和制造技術(shù)是必不可少的因素，尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料加工工藝要求、塑件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才可能發(fā)揮其效能，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的設(shè)計(jì)制造和更新為前提。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個(gè)部門(mén)對(duì)塑件的品種和產(chǎn)量需求愈來(lái)愈大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期愈來(lái)愈第2頁(yè)共34頁(yè)短、用戶(hù)對(duì)塑件質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高，因而對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造的周期和質(zhì)量提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)不斷向前發(fā)展，從而也推動(dòng)了塑料工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求日益增加，塑料模具在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一4。1.2塑料注射模具的設(shè)計(jì)步驟注射模具的設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)上一般按如下步驟進(jìn)行：（1）確定型腔的數(shù)目。確定方法有多種，如鎖模力、根據(jù)最大注射量、根據(jù)制品精度要求、根據(jù)經(jīng)濟(jì)性等，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況采用哪一種方法。（2）選定分型面。雖然在制品設(shè)計(jì)階段分型面已經(jīng)考慮或者選定，在模具設(shè)計(jì)階段仍應(yīng)再次校核。從模具結(jié)構(gòu)及成形工藝的角度判斷分型面的選擇是否合理。（3）型腔的配置。這是模具結(jié)構(gòu)總體方案的規(guī)劃和確定。因?yàn)橐坏┬颓徊贾猛戤叄瑵沧⑾到y(tǒng)的走向和類(lèi)型便已確定。冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)在配置時(shí)也必須給予充分的注意。要避免各種系統(tǒng)的干涉。布置結(jié)束后，模板的外形尺寸基本上就可以確定下來(lái)。在此基礎(chǔ)上可以選定合適的模架。（4）確定澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性對(duì)制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著決定性的影響。（5）確定脫模方式。在確定脫模方式時(shí)首先要確定制品和流道凝料滯留哪一側(cè)，必要時(shí)要設(shè)計(jì)強(qiáng)迫制品滯留的結(jié)構(gòu)（如拉料桿），然后再?zèng)Q定是采用的是推桿結(jié)構(gòu)還是推件板結(jié)構(gòu)。（6）冷卻系統(tǒng)和脫模機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。冷卻系統(tǒng)與脫模機(jī)構(gòu)的同步設(shè)計(jì)有助于兩者的很好協(xié)調(diào)。（7）確定凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和固定方式。當(dāng)采用鑲塊式凹模或型芯時(shí)，應(yīng)合理地劃分鑲塊并同時(shí)考慮到這些鑲塊及鑲塊固定板的強(qiáng)度、剛度、可加工性、緊固性及可更換性。（8）確定排氣方式。由于在一般的注射模中注射成形的氣體可以通過(guò)分型面和推件桿處的空隙排出，因此，注射模具的排氣問(wèn)題往往被忽略。（9）繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖。在以上工作的基礎(chǔ)上繪制注射模具的結(jié)構(gòu)草圖。在第3頁(yè)共34頁(yè)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)切忌將模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得過(guò)于復(fù)雜，應(yīng)優(yōu)先考慮采用簡(jiǎn)單的模具結(jié)構(gòu)形式。結(jié)構(gòu)草圖完成后，應(yīng)與工藝、產(chǎn)品設(shè)計(jì)及模具制造及使用人員共同研究討論直至相互認(rèn)可。（10）繪制模具的裝配圖。裝配圖應(yīng)盡量按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制。裝配圖中要清楚的表明各零件的裝配關(guān)系，以便于工人裝配。裝配圖上應(yīng)盡量包括主要尺寸，并填寫(xiě)名細(xì)表和標(biāo)題欄，還應(yīng)有技術(shù)要求。（11）繪制模具零件圖。由模具裝配圖上拆繪零件圖的順序是先內(nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成形后結(jié)構(gòu)零件。（12）編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中除了編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、注射成形工藝卡外，還應(yīng)有以下內(nèi)容：模具與注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；型腔數(shù)目的計(jì)算依據(jù)；澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；成形零件的尺寸與公差計(jì)算；凹模壁厚和墊板厚度的、剛度與強(qiáng)度校核，型芯偏移和變形計(jì)算；開(kāi)模力與脫模力計(jì)算、推桿數(shù)目與直徑的計(jì)算；調(diào)溫系統(tǒng)的熱平衡和傳熱面積計(jì)算，包括冷卻通道的直徑、長(zhǎng)度和數(shù)量；彈簧的強(qiáng)度與剛度計(jì)算。1.3課題任務(wù)要求本課題是三通管的注射模設(shè)計(jì)與應(yīng)用。主要利用PROE三維設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)與制造。完成該注射模具裝配圖設(shè)計(jì)，全部零件圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，模具成型零件PROE三維造型設(shè)計(jì)，以及完成該注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)。第4頁(yè)共34頁(yè)2塑件分析及設(shè)計(jì)方案確定2.1塑件分析圖2.1所示為三通管零件圖2.1三通管零件圖2.1.1結(jié)構(gòu)分析如下從零件圖上分析，該零件外形為交叉的管狀，塑件成型壁厚較厚(56.5mm)，不易發(fā)生翹曲現(xiàn)象。壁厚雖然沒(méi)有完全一致厚，但是厚度的變化程度相對(duì)于壁厚平均尺寸較小，在一定程度上可以避免由于收縮不一致在塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。三通管交叉處，材料較多，易產(chǎn)生一些注塑缺陷，應(yīng)給以注意。此產(chǎn)品的外部結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，容易分型。但是其產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型較困難：因?yàn)閮?nèi)部管徑用于配合，所以其精度要求較高，對(duì)模具設(shè)計(jì)的精度有一定的要求。內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜，對(duì)于模具的設(shè)計(jì)難度有一定的要求。由于是三叉結(jié)構(gòu)，需要用到側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。因此，模具設(shè)第5頁(yè)共34頁(yè)計(jì)時(shí)必須注意尺寸精度問(wèn)題，設(shè)置側(cè)向分型的問(wèn)題，設(shè)計(jì)合理的抽芯機(jī)構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。2.1.2表面質(zhì)量分析該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺，內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外，沒(méi)有特別的表面質(zhì)量要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.2塑料的選材及性能分析67本塑件屬于一種使用產(chǎn)品，對(duì)性能要求較嚴(yán)格，如圖2.2所示。其材料采用的是聚氯乙烯（PVC），其材質(zhì)為：PVC。圖2.2三通管實(shí)體零件圖2.2.1塑件材料的使用性能聚氯乙烯產(chǎn)量高，價(jià)格便宜。密度小，耐酸堿，不溶于水，適合做水管。聚氯乙烯不能直接適用，但加入小于10%的增塑劑，改性得硬質(zhì)聚氯乙烯，其力學(xué)性能、電氣性能良好。具有優(yōu)良的耐腐蝕性，良好的高頻絕緣性，不受濕度影響，但低溫變脆，不耐磨，易老化。適用范圍非常廣泛，有管材、板材、型材、薄膜、纖維、電線電纜、第6頁(yè)共34頁(yè)泡沫塑料等。2.2.2塑件材料的加工特性1.PVC是無(wú)定形的高分子聚合物，沒(méi)有明顯的熔點(diǎn)，在7580時(shí)變軟，其玻璃化溫度為8085；在空氣中溫度高于150時(shí)就會(huì)發(fā)生降解釋放出氯化氫，超過(guò)180則會(huì)迅速分解。2.PVC的加工穩(wěn)定性極不好，是熱塑性塑料中最差的品種；其160的熔融溫度高于140的分解溫度，因此純PVC樹(shù)脂不通過(guò)改性處理是難以用熔融塑化的方法來(lái)加工生產(chǎn)。有兩種改性方法：一是在樹(shù)脂中加入熱穩(wěn)定劑，提高PVC的分解溫度；二是在樹(shù)脂中加入增塑劑，降低PVC的熔融溫度。3.高溫下某些金屬離子會(huì)加劇PVC的降解，比如鐵、鎘等重金屬離子，所以要嚴(yán)格控制重金屬離子的含量，加工前進(jìn)行磁選，設(shè)備要鍍鉻以防止產(chǎn)生鐵銹。4.PVC的熔體粘度大，流動(dòng)特性不好，熔體強(qiáng)度低，容易產(chǎn)生熔體破裂、制品表面粗糙等現(xiàn)象，特別是硬制品；因此需要添加加工助劑來(lái)改善，最常用的加工助劑是ACR。注塑成型時(shí)，還應(yīng)注意選擇低速高壓。5.PVC熔體屬于非牛頓流體，熔體粘度對(duì)剪切速率敏感，所以對(duì)于熱敏性的PVC樹(shù)脂來(lái)說(shuō)，在加工過(guò)程中要降低粘度，可以通過(guò)提高螺桿轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，而少調(diào)整加工溫度。6.PVC在加工前需要進(jìn)行干燥處理：110，11.5小時(shí)。7.PVC配方中的組分很多，需要充分