直三通注塑模设计(全套设计图纸+说明书)
塑料注射模具是现在所有塑料模具中使用最广的模具,能够成型复杂的高精度的塑料制品。下面只是粗略介绍一下。
设计塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解,塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的ABS塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产,使其具有三种单体的优越性能和可模塑性,在一定的温度和压力下注射到模具型腔,产生流动变形,获得型腔形状,保压冷却后顶出成塑料产品。聚合物的分子一般呈链状结构,线型分子链和支链型分子认为是热塑性塑料,可反复加热冷却加工,而经过加热多个分子发生交联反应,连结成网状的体型分子结构的塑料通常是一此次性的,不能重复注射加工,也就是所说的热固性塑料。
既然是链状结构,那塑料的在加工时收缩的方向也是跟聚合物的分子链在应力作用下取向性及冷却收缩有关,在流动方向上的收缩要比其垂直方向上的收缩多。产品收缩也同制品的形状、浇口、热胀冷缩、温度、保压时间及内应力等因素有关。通常书上提供的收缩率范围较广,在实际应用中所考虑的是产品的壁厚、结构及确定注塑时温度压力的大小和取向性。一般产品如果没有芯子支撑,收缩相应要大些。塑料注塑模具基本分为静模和动模。
注射模:注射模主要是用来生产热塑性的零件,尽管有些工艺已经发展为可以用注射模来生产热固性材料的零件。在从一个熔化的熔料箱中把熔料注入型腔中,是相当难解决在这种情况下热固性塑料在几分钟内凝固的问题。注射模的工作原理跟锻造模十分相似。当柱塞向后拉时,塑料粉末被载入加料斗,还有一定数量的塑料进入了加热腔。塑料粉末在加热腔中受到热力和压力的作用下熔化。加热的温度范围在265~500华氏度之间。压力在12000~30000PMa之间作用下,柱塞向前移动,把熔化的塑料注入模具的型腔中。由于模具被流通的冷水冷却,塑料凝固成型,当柱塞向后拉出和开模,塑件脱模。注射机可以设计为人工、斗自动、全自动操作。以每分钟注射四次的速率,典型注射机生产的塑件可重达22盎司,某些注射机可达到每分钟注射六次。除了表面电镀外,这类模具的用途与铸造模相似。注射模的优点是:1、高速注射模适用于大批量生产是可能的;
2、热塑性材料的广泛选择产生了各种有用的特性。3、螺纹模具,飞边,侧孔大的薄壁结构的应用成为可能。
成型理论:板料冲压成形成功机率着冲压件形状的复杂程度减少而增加,冲压成形的目的是生产具有一定尺寸,形状并有稳定一致应力状态,甚至无起皱无裂纹的冲压件.
冲压有一种至多种成形方式用来成型所需形状,它们是弯曲,局部成形,拉深,局部成形用来成形,凹陷形状或凸包,拉深用来成形,啤酒罐之类的冲压件,随着冲压件的形状越来越复杂,多种成形方法将会被用到同一零件的成型中,事实上,有很多冲压件上同时有弯曲,局部成型,拉深模具成型的特征,通常有三种形式的模具,它们是自由成型,局部成形以及拉深形式.
自由成形
自由成形是用的最基本的一种成形材料的成形模具,这类模具只是简单地通过一个冲头在压力机下行过程中把材料“撞击”进入凹模中成形材料。得到的是由无控制材料流动导致的应罚状态的冲压件,由无约束材料流动产生的“松弛金属区”的出现,冲压件尺寸和形状上趋于不稳定。
局部成形
成形工序中用一压边圈来控制材料流动压边圈是置于模具上的一个多压装置,由带压边圈模具成形的冲压件可分为三部分,它们分别是产品表面,压边圈以及连接这两部分的壁,在凸模一端壁与壁之间的角称作凸模过渡区。
凸模模穴理论上是在壁与压边圈面的交叉处,凸模被置于凸模穴之中,而压边圈被放在凸模穴外凸模的周围,这种模具还有上面的装置将压边圈与凸模联接起来,片料或工序件放到指定位置后压力机下行,上模开始接触片料,压边圈在凸模周围的材料上压出一些锁紧台阶或筋,从防止成形过程中材料从压边圈流向凸模部分随压边圈不再发生作用,材料不断地变形直到成形为凸模下部成形部分形状,在压力机回程时,模具做与下行时相反的动作,最后已经成形的冲压件被从模具上移走,就完成了一冲局部成形。
拉深
拉深的得名并不是因为材料在成形中变形情况得来,而是因为在拉深过程中材料进入拉离压边圈表面,直入凸模下面尽管拉深变形产生在拉深模中,但很多局部成形,弯曲模在工作过程中也对板料进行不同程度的拉深变形。
拉深模的工作机制,与局部成形模具非常类似,不同的是,在拉深模中,压边圈部分有特定的地方必须更加严格地控制材料流入凹模量,以防止起皱,拉深模中,控制材料流入是通过成形半月型的拉深筋来代替局部成形中的锁紧台阶,一般在直边部分设一至三条,以控制这部分的材料流入而在复杂边部分少设或不设拉深筋,当板料工序件放到模具相应位置后,拉深的第一个阶段是模具是板料以及压边圈的接触.
三通管作为一种连接件在日常生活中应用广泛,本文对塑料模具的设计方法及过程进行了阐述。包括了塑件结构的分析和材料的选择,拟定模具结构形式、注塑机型号的选择,浇注系统的形式和浇口的设计、成型零件的设计、模架的确定和标准件的选用。合模导向机构的确定、脱模推出机构的确定,侧向分型与抽芯机构的设计、排气系统的设计、模具温度调节系统的设计、典型零件制造工艺、模具材料的选用等。
目录
1前言…………………………………………………………………………………………1
1.1我国塑料模具工业的发展现状……………………………………………………1
1.2国际塑料模具工业的发展现状…………………………………………………1
1.2.1网络的CAD/CAE/CAM一体化系统结构初见端倪………………………2
1.2.2 AM软件日益深人人心并发挥越来越重要的作用………………………2
1.2.3 AM软件的智能化程度正在逐渐提高……………………………………2
1.2.4设计与3D分析的重要性更加明确………………………………………2
1.3我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向…………………………………3
1.4本次设计的目的……………………………………………………………………4
2塑件成型工艺性分析………………………………………………………………………5
2.1塑件(直三通)分析………………………………………………………………5
2.1.1塑件图(因使用需要对原式样有所改进…………………………………5
2.1.2塑件分析…………………………………………………………………5
2.1.3成型工艺分析如下………………………………………………………5
2.2 ABS的注射成型过程及工艺参数…………………………………………………6
2.2.1注射成型过程……………………………………………………………6
2.2.2 ABS的注射工艺参数……………………………………………………6
2.2.3 ABS化学和物理特性………………………………………………………7
2.2.4 ABS塑料的主要技术指标…………………………………………………8
3拟定模具结构形式………………………………………………………………………9
3.1分型面的选择………………………………………………………………………9
3.1.1分型面的选择原则…………………………………………………………9
3.1.2分型面的确定………………………………………………………………9
3.2型腔数目的确定……………………………………………………………………10
4注塑机型号的确定………………………………………………………………………11
4.1所需注射量的计算………………………………………………………………11
4.2塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需锁模力的计算………………11
4.3选择注射机………………………………………………………………………12
4.4注射机有关参数的校核…………………………………………………………13
4.4.1型腔数量的校核…………………………………………………………13
4.4.2注射机工艺参数的校核…………………………………………………13
4.4.3安装尺寸………………………………………………………………14
4.4.4开模行程的校核…………………………………………………………14
4.4.5模架尺寸与注射机拉杆内间距校核……………………………………14
5浇注系统的形式和浇口的设计…………………………………………………………15
5.1主流道的设计……………………………………………………………………15
5.1.1主流道设计要点…………………………………………………………15
5.1.2主流道尺寸………………………………………………………………15
5.1.3主流道衬套的形式………………………………………………………16
5.1.4主流道衬套的固定………………………………………………………17
5.2冷料穴的设计……………………………………………………………………17
5.3分流道的设计……………………………………………………………………19
5.3.1分流道的布置形式………………………………………………………19
5.3.2分流道的长度……………………………………………………………19
5.3.3分流道的形状及尺寸……………………………………………………19
5.3.4分流道的表面粗糙度……………………………………………………20
5.4浇口的设计………………………………………………………………………20
5.4.1浇口的形式………………………………………………………………21
5.4.2浇口类型的选择…………………………………………………………21
5.4.3浇口位置的选择…………………………………………………………22
5.4.4浇口的尺寸的确定………………………………………………………22
5.5浇注系统的平衡…………………………………………………………………22
5.6浇注系统凝料体积计算…………………………………………………………22
5.7浇注系统各截面流过熔体的体积计算…………………………………………23
5.8普通浇注系统截面尺寸的计算与校核…………………………………………23
5.8.1确定适当的剪切速率…………………………………………………23
5.8.2确定主流道体积流率…………………………………………………23
5.8.3注射时间(充模时间)的计算…………………………………………24
5.8.4校核各处剪切速率……………………………………………………24
6成型零件的结构设计和计算……………………………………………………………26
6.1成型零件的结构设计……………………………………………………………26
6.2成型零件工作尺寸的计算………………………………………………………26
6.3型腔零件强度、刚度的校核………………………………………………………30
6.3.1根据侧壁厚度校核强度、刚度…………………………………………30
6.3.2根据底板厚度校核强度、刚度…………………………………………31
7模架的确定和标准件的选用……………………………………………………………33
8合模导向机构的设计……………………………………………………………………35
8.1导向结构的总体设计……………………………………………………………35
8.2导柱设计…………………………………………………………………………35
8.3导套设计…………………………………………………………………………36
9脱模推出机构的设计……………………………………………………………………37
9.1脱模力的计算……………………………………………………………………37
9.2脱模机构的结构设计……………………………………………………………38
10侧向抽芯机构的设计……………………………………………………………………39
10.1抽芯距与抽芯力的计算…………………………………………………………39
10.2斜导柱截面尺寸的确定…………………………………………………………40
10.3楔紧块的设计……………………………………………………………………41
11排气系统的设计…………………………………………………………………………43
12温度调节系统设计………………………………………………………………………44
12.1冷却时间的计算…………………………………………………………………44
12.2冷却管道传热面积及管道数目的简易计算……………………………………45
13典型零件的制造加工工艺………………………………………………………………48
13.1带头导柱的制造工艺……………………………………………………………48
13.2编程零件及刀具选择……………………………………………………………49
13.3切削用量确定……………………………………………………………………49
13.4编制加工程序……………………………………………………………………49
14设计小结…………………………………………………………………………………51
参考文献………………………………………………………………………………………52
致谢词…………………………………………………………………………………………53
附录…………………………………………………………………………………………54