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畢業(yè)設計（論文）
題 目 頂蒸排氣三通管注塑模具設計
班 級＿ ＿
姓 名＿＿ ＿＿
指導教師＿＿ ＿＿＿
摘要
在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術，開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進。
關鍵詞：信息網(wǎng)絡 信息化 自動化 綜合性
目錄
摘要··················································（2）
緒論··················································（4）
一.塑件分析···········································（5）
二.分型面的設計·······································（8）
三.注射機的選擇·······································（8）
四.根據(jù)制品尺寸，設計成型零部件·······················（10）
五．型腔壁厚計算······································（13）
六．澆注系統(tǒng)的設計····································（13）
七.推出機構的設計·····································（17）
八．導柱導向機構的設計································（18）
九.側向分型與抽芯機構·································（20）
十.溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計與計算···························（22）
十一.模架的選擇·······································（22）
十二.設計說明·········································（24）
十三.模具的裝配·······································（26）
十四.試?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?6）
十五.修?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?7）
后記··················································（29）
參考文獻··············································（30）
緒論
模具方面，中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結構的戰(zhàn)略性調整，使結構復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。
其次，要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。
第三.要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉換經(jīng)營機制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟，明晰產(chǎn)權和完善法人治理結構。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內在動力。要積極推進中、西部工業(yè)基礎較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車間、分廠在不太長的時間里，采用多種有效實現(xiàn)形式，轉換機制，大力發(fā)展產(chǎn)權明晰、獨立自主經(jīng)營，適應市場運作和模具生產(chǎn)快速反應的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè)，帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。
第四.用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的制造技術水平，是推動模具工業(yè)技術進步的關鍵環(huán)節(jié)。CAD／CAE／CAM技術在模具工業(yè)中的應用，快速原型制造技術的應用，使模具的設計制造技術發(fā)生了重大變革。再有，模具的開發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設備，如五軸加工機床、高速銑等。超精加工手段也大量用于模具加工，當前，模具加工技術的重點方向是無圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、少人化或無人化加工和貫徹只裝不配少修的原則等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術在模具工業(yè)中的應用也已普遍。
在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國今后將扶植以下的發(fā)展方向：
1、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
2、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。
3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
5、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。
6、應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。
7、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。
一．塑件分析
1．塑件圖
此制品是三通管接頭，現(xiàn)實生活中經(jīng)常用到，是一個非常實際的產(chǎn)品。且生產(chǎn)綱領為：批量生產(chǎn)，所以我們采用注射模具注射成型。
塑件圖如下所示：
2.材料分析
本產(chǎn)品的成型工藝采用注射成型，產(chǎn)品材料為：黑色PP，聚丙烯。聚丙烯的主要特點是密度小，約為0.9～0.91g/cm3。它的力學性能如屈服強度、抗張強度、抗壓強度及硬度等，均優(yōu)于低壓聚乙烯，并有很突出的剛性，耐熱性較好?？稍?00℃以上使用。若不受外力，則溫度升到150℃也不變形?；旧喜晃⑶矣休^好的化學穩(wěn)定性，除對濃硅酸、濃硝酸外，幾乎都很穩(wěn)定。高頻電性能優(yōu)良，且不受溫度影響，成形容易。缺點是耐磨性不夠高，成形收縮率較大，低溫呈脆性。熱變形溫度亦較低根據(jù)材料特性，可做各種機械零件，如法蘭、齒輪、接頭、泵葉輪、汽車零件，化工管道及容器設備。并可用于制造襯里，表面涂層、錄音帶，醫(yī)療儀器及手術儀器等
1）查資料，PP塑料物理力學主要性能參數(shù)：
相對密度：0.90～0.91g/cm3
導熱系數(shù)：0.118(W·m^-1·K^-1)
線脹系數(shù)：9.8（10-5xl/k）
吸水率：0.01～0.03/（24h)/%
成型收縮率：1～2%
伸長率：﹥200%
熔點：170～176 0C
摩擦系數(shù)：0.34
抗拉屈服強度：37MPa
拉伸強性模量：1.1～1.6MPa
彎曲強度：67MPa
體積電阻系數(shù)：>10^14Ωcm
沖擊強度：106.8～213.5
熱變形溫度：102～115℃，56～67℃
連續(xù)最高溫度：115℃
2）由資料查得PP的成型特性為：
1．聚丙烯成型收縮范圍大，易發(fā)生縮空、凹痕及變形；聚丙烯熱容量大，注射成型模具必須設計能充分進行冷卻的冷卻回路；聚丙烯成型的適宜模溫為80℃左右，不可低于50℃，否則會造成成型塑件表面光澤差或產(chǎn)生熔接痕的缺陷，且溫度過高會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。
3．使用相應的螺桿式注射機，在條件允許的情況下可給模具預熱。
4．結晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長期與熱金屬接觸易發(fā)生分解。
5．流動性極好，溢邊值0.03mm左右。
6．冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應散熱緩慢
7．塑件應壁厚均勻，避免缺口、尖角，以避免應力集中
8. 查資料，模具使用一模兩件，模具使用側澆口，主流道為圓形截面，以減小摩擦阻力，設計合適的澆口位置。
4）查資料：PP的脫模斜度的推薦值及其它參數(shù)。
由于分型面在塑件中間且塑件的外觀為圓柱形，一半在定模，一半在動模，所以不必考慮脫模斜度。
二．分型面的設計
打開模具取出塑料制品或者澆注系統(tǒng)凝料的面稱之為分型面。分型面設計是型腔設計的第一步，它受塑件的形狀，壁厚，外觀，尺寸精度以及模具型腔數(shù)目，排氣槽，澆口位置等許多因素的影響。
1.分形面的形式：
與注射機開模運動方向相垂直。
2.分型面的選擇：
a).分型面應設計在塑件外型最大輪廓處；
b)分型面的選擇應有利于塑件的順利脫模；
c）應保證讓塑件的精度要求；
d)應滿足塑件外觀質量要求；
e)便于模具的加工制造；
f)分型面的選擇應有利于排氣。
3.塑件的脫模
為了便于順利脫模，根據(jù)制品自身結構特點，將制品留在動模上；將側型芯留在動模上；斜導柱留在定模上。
4．模具材料的確定
由于塑料制品材料為PP，粘度中等，綜合生產(chǎn)綱領，確定使用Cr12材料為側型芯、型腔及其它成型零部件材料。
三．根據(jù)制品尺寸，設計成型零部件
所謂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徑向尺寸，凹模的深度和型芯的高度尺寸，中心距尺寸。
1．收縮率范圍：
塑件材料為PP，根據(jù)壁厚選擇其收縮率為1～2%
2．采用平均收縮率： S =1.5%
3．模具成型零件工作尺寸計算
公式一覽表：型腔類尺寸：60±0.3 30±0.2 φ10±0.2 φ13±0.2 φ9.6±0.2側型芯類尺寸：φ7±0.2 （注：由于是通孔所以側型芯的長度與型腔的長度一致）。其尺寸公差全部按照GB/T1804-m執(zhí)行。另取δz＝△/3 x=0.75 S=1.5%尺寸計算如下：
a：型腔半徑尺寸
φ10±0.2＝φ10.20-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ＝[(1+0.015)×10.2-0.75×0.4] 0+δ
＝10.050+0.13
φ13±0.2＝φ13.20-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×30.2-0.75×0.4] 0+δ
＝30.350+0.13
φ9.6±0.2＝φ9.80-0.40
（Dm）0+δ＝[(1+S)Ds-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×9.8-0.75×0.4] 0+δ
＝9.650+0.13
b：型腔長度尺寸
30±0.2＝30.20-0.40
（Lm）0+δ＝[(1+S)Ls-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×30.2-0.75×0.4] 0+δ
＝30.360+0.13
60±0.3＝60.30-0.60
（Lm）0+δ＝[(1+S)Ls-x△] 0+δ
＝[(1+0.015)×60.3-0.75×0.6] 0+δ
＝60.760+0.2
c：型芯直徑尺寸
φ7±0.2＝φ6.80+0.4
(d) －δz0＝[(1+S)ds＋x△] －δz0
＝[(1+0.015)×6.8＋0.75×0.4] －δz0
＝6.9－0.130
四．注射機的選擇
從模具設計角度考慮，需了解注射機技術規(guī)范的主要項目有：最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，模具安裝尺寸以及開模行程。
1.注射量的計算：
初選注射機塑件外形體積的計算
1．根據(jù)UG數(shù)模測得塑件的體積為V＝4007.8 mm3
由于一模兩腔所以總的注射量為8cm3，
∴初選注射機的型號為：XS—ZY—125型號的螺桿式
2．注射機的有關工藝參數(shù)校核
a. 型腔數(shù)量的確定和校核
由于制品為小尺寸的塑件且大批量生產(chǎn)，為提高效率，采用一模二腔，能夠適應生產(chǎn)的需要。
b.最大注射量的校核
nm+m1<=kmp
n——型腔的數(shù)量為2；
m——單個塑件的質量或體積，g/cm3;
m1————澆注系統(tǒng)所需塑件質量或體積，g/cm3
k——注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般為0.8；
mp——注射機允許的最大注射量g/cm3;系統(tǒng)凝料約為0.6cm3，則m1=0.6∴左邊=2×8+0.4=16.6右邊=0.8×125=100
∴左邊＜右邊
∴不等式成立∴注射量的標準符合要求。
c.鎖模力的校核：
Fτ=p(nA+A1)
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