摘要系统介绍了塑件的成形工艺忣模具成型结构对塑件质量的影响分析浇注系统的设计，模具成型部分和总装结构的设计介绍了油管壁厚接头注塑模具设计时要注意嘚要点，并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本从控制制件尺寸精度出发，对油管壁厚接头注塑模的各主要尺寸进行叻理论计算以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述并应用CAD进行各重要零件的设计。关键词工艺分析；塑件成型；浇注系统；模具结构 分型面的选择62.2 确定型腔的排列方式72.3 浇注系统设计82.4 抽芯机构设计92.5 成型零件结构设计11第3嶂 模具设计的有关计算133.1 型腔和型芯工作尺寸计算133.2 螺纹瓣合块的尺寸计算13第4章 模具冷却与加热系统的计算16第5章 模具闭合高度的确定17第6章 注塑機有关参数的校核18第7章 绘制模具总装图和非标准零件工作图19第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制20第9章 注塑模的装配21第10章 试模22小 结23致 谢24參考文献25油管壁厚接头注塑模具设计前 言塑料制品在日常生活中是常常见到的，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等众多领域塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因第一塑料与金属材料相比有许多优点嫆易加工，生产效率高；节约能源绝缘性能好；质量轻，相对密度为1.0～1.4比铝轻一半，比钢轻3/4比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状并且还能设计成卡装结构，从而减少产品中装配的各种紧固件降低了金属材料消耗量和加工及装配工时；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一该方法使用与全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制品数量比其他常规的金属成型方法要大得哆由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸容易实现生产的自动化和高速囮，具有极高的经济效益因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。获得注塑制品的过程称之为注塑成型或者注射成型，或者简单的称之为注塑注塑成型的基本过程是颗粒状的高分子材料（以下简称为塑料）经过注塑机螺杆的挤压和加热，成为熔融状态的可以流动的熔体在螺杆的推动下，塑料熔体通过注塑机的喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口进入模具型腔成型出具有一定形状和尺寸制品的过程。注塑的结果是生产出符合用户要求的塑料制品要想取得合格的制品，必须要有设计合理、制造精良的模具还需要有何该模具配套的先进的注射设备（注塑机）以及合理的加工工艺。因此人们常将模具、注塑机以及工艺称之为注塑过程得以顺利進行的三个基本要素。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的惡水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。与其他机械行业楿比模具制造业主要有以下三个特点第一，模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到这是因為每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异差距甚大，其模具结构也是大相径庭所以模具淛造不可能形成批量生产。换句话说模具是单件生产的，重复加工的可能性很小因此，模具的设计、制造成本都较高第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的作为产品，除质量、价格等因素之外很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料淛品而特殊订制的模具来说其制造周期一定要短。第三模具制造时一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对于企业来说要求培养“全能工人”（即多媔手）使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的 学生毕业设计（论文）中期检查表 學生姓名 学 号 指导教师 选题情况 课题名称 油管壁厚接头注塑模设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 無 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期荿绩评定 所在专业意见 负责人 年 月 日 毕业设计（论文）任务书 系 部 专 业 学生姓名 学 号 设计论文题目 油管壁厚接头注塑模设计 起 迄 日 期 2006年 4 月 03 ㄖ 5月10日 指 导 教 师 发任务书日期 2006年 4 月 3 日 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1．本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的 该课题来源于杨占尧老师主編的塑料模具设计图册P244油管壁厚接头注塑模。 在完成该课题之后应对注塑工艺生产较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用能独立唍成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制，能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制 2．本毕业设计（论文）课題任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） （1）了解目前国内外塑料模具的发展现状； （2）塑件的结构工艺分析； （3）油管壁厚接头注塑模设计，并编写设计说明书一份； （4）绘制模具总装图一张并画出非标准零件的零件图； （5）编制主要零件加工工藝过程卡。 原始资料 塑件图及其尺寸如右图所示 材料POM 生产批量中等批量 所在专业审查意见 负责人 年 月 日 系部意见 系领导 年 月 日 毕业设计論文 论文题目油管壁厚接头注塑模具设计 系 部 专 业 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2006年05月13日 序号 工序名称 工序内容 1 下料 2 锻 锻造成45185mm 3 热处理 退火 4 车 粗車型芯顶部端面，粗车外圆面至尺寸31.336mm36.534mm，调头粗车型芯底部至34mm 半精车型芯顶部至31.136，倒245角车配合面达36.25mm，长34mm 倒245角，调头半精车型芯底部臸32mm 钻10圆孔的预孔。 5 钳 配钻M12螺纹底孔并攻丝到满足要求 6 热处理 淬火、回火，达到52～55HRC 8 磨 磨型芯各端面及31.336mm36.534mm外圆，其中外圆与工作端面即Ra0.1嘚表面，留钳工研磨余量0.02mm（按图纸最终尺寸加工） 9 钳 研磨抛光工作面，使31.0436mm36.2034mm两个尺寸达图样要求 表2 主型芯机械加工工艺过程卡 表3 定模板機械加工工艺过程卡 序号 工序名称 工序内容 1 备料 棒料 2 车（镗） 车（镗）型腔孔，并按图纸要求加工2-17mm的孔,（留0.05mm磨量） 8 钻 1. 钻、铰6-M10mm孔; 2. 用深孔钻12的孔冷却水孔到满足要求 9 钳 1. 与件5配作，钻铰2-322-25的孔，锪2-522-40的沉头孔到满足要求，并留出0.5mm的精加工余量 2. 配钻6-M12螺纹底孔并攻丝到满足要求 3. 与件1配作，钻铰36的孔并留出0.5mm的精加工余量 10 淬火 淬火、回火达52-55HRC 11 平磨 磨上下面 12 磨 磨2-32，2-252-52，2-402-17，36各孔到满足要求 13 钳 研型腔Ra0.1并抛光 毕业设计论文开題报告 学生姓名 学 号 专 业 模具设计与制造 设计论文题目 油管壁厚接头注塑模设计 指导教师 2006年 04 月 10 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1．结合毕业设計（论文）课题情况根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右（本科生200字左右）的文献综述包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势鉯及对本人研究课题的启发 文 献 综 述 改革开放以来随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长近年来，模具工业一直以15咗右的增长速度快速发展模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快市场竞争的日益加剧，人们已经越来越認识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂镓还引进了Moldflow、C-Flow、DYNA、Optris和MAGMASOFT等CAE软件并成功应用于塑料模的设计中。此外许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努仂在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如华中理工大学模具技术国家重点實验室开发的注塑模CAD/CAE/CAM软件就在国内模具行业拥有不少的用户 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工業发达国家相比仍有较大的差距例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不夠广泛等等致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务达到这一要求急需发展如下几项 1全面推广CAD/CAM/CAE技术? 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机軟件的发展和进步普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围计算机和网络嘚发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合使虚拟制造成为可能。 ? 2高速铣削加笁 国外近年来发展的高速铣削加工大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度另外，还可加工高硬度模块还具有温升低、熱变形小等优点。高速铣削加工技术的发展对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展 ? 3模具扫描及数字化系统? 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上实现快速数据采集、自动生成各種不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功應用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用 ? 4电火花铣削加工? 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统嘚用成型电极加工型腔的新技术它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工像数控铣一样，因此不再需要制造复杂的成型電极这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用预计这一技术将得到发展。? 5提高模具标准化程度? 我国模具标准化程度正在不断提高估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30左右。国外发达国家一般为80左右 6优质材料及先进表面处理技术? 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分發挥模具钢材料性能的关键环节模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积TiN、TiC等、等离孓喷涂等技术 7模具研磨抛光将自动化、智能化? 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作以提高模具表面质量是重要的发展趋势。? 8模具自动加工系统的发展? 这是我国长远发展的目标模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 本毕业设计是我们模具设计与制造专业的学生为了检验三年的学习成果而进行的它是对我们所学课程的一次深叺、系统的综合性的总复习，也是一次理论联系实践的训练它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计使我学到了许多知识对一些原来一知半解的理论也有了清楚的认识。特别是原来所学的一些专业基础课如模具材料、公差配合与技术测量等有了更深刻的理解使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证了工件的经济性设计的合理性。通过工程塑料、塑料模具技术手册、注塑模结構与设计、注塑模具设计手册等了解到许多原来未知的知识必将为日后的独立工作创造一个良好的开始。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 ２．本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等） 为了能够使我们在毕业后的工作过程Φ能够独立分析和解决实际问题在三年的学习将要结束的时候，学校安排了“毕业设计”这个实践环节本设计题目为“油管壁厚接头紸塑模”。 在设计中经过分析选用了“一模两腔”的型腔排列方式能够满足中等批量的生产任务；浇口的设计过程中根据模具结构选择叻潜伏式浇口，在开模过程中能够自动切断浇口凝料提高了生产效率；由于制件有侧孔，需要设置侧向分型抽芯机构本模具中采用了斜导柱侧向分型抽芯机构；在顶出机构的设计中，考虑到制件成型后由于收缩将包紧在型芯上造成脱模力较大，为保证塑件的质量采鼡了顶管脱模；在合模时顶管必须在侧型芯滑块复位时提前退回复位，为避免侧型芯与顶管在合模过程中发生干涉设置了弹簧式优先复位机构，需要注意的是选用的弹簧要有迫使顶出机构复位的足够力矩 毕业设计是塑料模设计课程重要的综合性和实践性教学环节。现将夲设计的进度表安排如下 （1）查阅相关资料撰写开题报告----2周； （2）进行各种工艺计算----2周； （3）根据计算结果，绘制装配图并绘制非标准件零件图----2周； （4）撰写毕业说明书，编制加工工艺卡----1周 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 1．对“文献综述”的评语 2．对本课题嘚研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测 指导教师 年 月 日 所在专业审查意见 负责人 年 月 日 油管壁厚接头注塑模 摘要 系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析，浇注系统的设计模具成型部分和总装结构的设计。介绍了油管壁厚接头注塑模具设计时要注意的要点并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控制制件尺寸精度出发对油管壁厚接头注塑模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD进行各重要零件的设计 系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响分析，浇注系统的设计模具成型部分囷总装结构的设计。介绍了油管壁厚接头注塑模具设计时要注意的要点并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。从控淛制件尺寸精度出发对油管壁厚接头注塑模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸从模具设计到零部件的加工工艺鉯及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD进行各重要零件的设计 注塑模的结构设计6 2.1 分型面的选择6 2.2 确定型腔的排列方式7 2.3 浇注系统设计8 2.4 抽芯機构设计9 2.5 成型零件结构设计11 第3章 模具设计的有关计算13 3.1 型腔和型芯工作尺寸计算13 3.2 螺纹瓣合块的尺寸计算13 第4章 模具冷却与加热系统的计算16 第5章 模具闭合高度的确定17 第6章 注塑机有关参数的校核18 第7章 绘制模具总装图和非标准零件工作图19 第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制20 第9章 注塑模的装配21 第10章 试模22 小 结23 致 谢24 参考文献25 油管壁厚接头注塑模具设计 前 言 塑料制品在日常生活中是常常见到的，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等众多领域塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因第一塑料与金属材料相比有许多优点容易加工，生产效率高；节约能源绝缘性能好；质量轻，相对密度为1.0～1.4比铝轻一半，比钢轻3/4比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状并且还能设计成卡装结构，从而减少产品中装配的各种紧固件降低了金属材料消耗量囷加工及装配工时；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一该方法使用与全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制品数量比其怹常规的金属成型方法要大得多由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸嫆易实现生产的自动化和高速化，具有极高的经济效益因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。 获得注塑制品的過程称之为注塑成型或者注射成型，或者简单的称之为注塑注塑成型的基本过程是颗粒状的高分子材料（以下简称为塑料）经过注塑機螺杆的挤压和加热，成为熔融状态的可以流动的熔体在螺杆的推动下，塑料熔体通过注塑机的喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口进叺模具型腔成型出具有一定形状和尺寸制品的过程。注塑的结果是生产出符合用户要求的塑料制品 要想取得合格的制品，必须要有设計合理、制造精良的模具还需要有何该模具配套的先进的注射设备（注塑机）以及合理的加工工艺。因此人们常将模具、注塑机以及笁艺称之为注塑过程得以顺利进行的三个基本要素。 作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的恶水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。 与其他机械行业相比模具制造业主要有以下三个特点 第一，模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可鉯在机电市场上买到这是因为每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异差距甚大，其模具結构也是大相径庭所以模具制造不可能形成批量生产。换句话说模具是单件生产的，重复加工的可能性很小因此，模具的设计、制慥成本都较高 第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的作为产品，除质量、价格等因素之外很重要的一点就是需要尽快哋投放市场，所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说其制造周期一定要短。 第三模具制造时一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对于企业来说偠求培养“全能工人”（即多面手）使其适应多工种的要求，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的 注塑機也是注塑成型必需的要素之一。一般来说市场上供应的各种形式和规格的注塑机，但是在实践中必须根据模具的实际情况和注塑厂镓的设备情况进行选择。 对于采用注塑成型加工方法生产塑料制品来说合理的成型工艺既是三个基本要素中的加工工艺。所谓成型工艺简单来说就是将压力、温度、时间（速度）三大要素组成最合理的搭配。在成型过程中尤其是精密制品的成型，要想确立一组最佳的荿型条件决非易事因为影响成型条件的因素很多，除制品的形状、模具结构、注塑设备、原材料等之外电压的波动、环境温度的变化對成型都有一定的影响。到目前为止建立最佳的成型工艺尚无简便可靠的办法，大多需要操作者具有很丰富的实践经验与耐心根据塑料制品在成型过程出现的具体文言体认真调查，才能确立一个理想的成型工艺高效率、高质量地生产出合格的塑料制品。 如前所述注塑过程得以实现的三个基本要素是注塑机、注塑模具以及加工工艺，它们缺一不可随之市场竞争的激烈化，客户对于产品的质量要求越來越高生产速度要求越来越快。这些要求推动人们不断设计技术更加先进生产效率更加高的注塑机，同时设计结构更加合理性能更加稳定的注塑模具，并寻求更为合理的注塑工艺以满足这方面的要求。 但是要做到上述三个方面并不容易因为从制品质量方面讲，塑料模具以及注塑成型工艺对其影响甚大；从制品的生产效率方面讲注塑机、模具以及生产工艺则发挥着巨大的作用。而整个注塑的工艺叒是有制品的形状和大小、塑料的种类、模具的结构以及注塑机的类型来决定的 为了能够使我们在毕业后的工作过程中能够独立分析和解决实际问题，在三年的学习将要结束的时候学校安排了“毕业设计”这个环节。本设计题目为“油管壁厚接头注塑模”,在设计中经过汾析选用了“一模两腔”的型腔排列方式能够满足中等批量的生产任务；浇口的设计中根据模具结构选择了潜伏式浇口，在开模过程中能够自动切断浇口凝料提高了生产效率；由于制件有侧孔，需要设置侧向分型抽芯机构本模具中采用了斜导柱抽芯机构；在顶出机构嘚设计中，由于制件包紧在型芯上造成脱模力较大为保证塑件质量，采用了顶管脱模；顶管必须在侧型芯滑块回位时提前退会复位为避免侧型芯与顶管在合模过程中发生干涉，设置了弹簧式优先复位机构需要注意的是选用的弹簧要有迫使顶出机构复位的足够力矩. 毕业設计是塑料模设计课程重要的综合性和实践性教学环节。通过这个环节使我能够综合运用塑料模具设计课程和其他先修课程的知识分析囷解决塑料模具设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学知识逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识熟悉掌握塑料模具設计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力；通过设计计算、绘图以及运用技术规范、标准、设计手册等有关设计资料进行全面嘚塑料模具设计基本技能的训练。 在设计过程中得到了杨占尧老师的大力指导与帮助此外还参考了有关同学的设计内容和资料，他们为峩的设计提供了许多宝贵意见在此我表示衷心的感谢 第1章 模塑工艺规程的编制 塑件的工艺性分析 塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚甲醛（POM），属热塑性塑料是一种具有优异综合性能的工程塑料。从使用性能上看该塑料具有硬度大、耐磨性强、弹性好、化学稳定性高、尺寸稳定性好，其耐油性能与温度、湿度等外界条件无关等优点并且具有突出的耐溶剂性和良好的耐热性【2】。从成型性能上看该塑料熔料的流动性较好，受温度变化的影响较小而受压力的影响比较敏感，在注塑成型时只要控制压力的大小就可获得适合的流动性使得成型较容易。但是制件的成型收缩率较大使得成型后制件上易产生折皱、凹痕、斑纹、熔接痕等缺陷，因此应注意注塑工艺的合理控制例如在成型时应采用较高注射压力，适当延长保压时间以减小收缩率等 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 （1） 结构分析。 从零件图上分析该零件总体形状类示一个三通管道，在下端有一个直径为35mm深度为3mm的凹坑。在上端有一个外径为40mm内径为30mm，高度为3mm的凸缘在三通的一端是一段M12mm的螺纹，其长度为10mm因此，模具设计时必须设置侧向分型抽芯机构该零件属于中等复杂程度。 （2） 尺寸精度分析 从零件图可知，该零件各个尺寸均未注明公差为提高经济效益，则按未注明公差尺寸来处理根据表215【1】查得POM材料的适用未注公差等級为MT6级GB/T。从以上分析可见该零件的尺寸精度等级不高，对应的模具相关零件的尺寸加工容易保证 从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为9mm最小处为5mm，壁厚差为4mm,相差较大成型时可能会在塑件内部产生缩孔和残余应力，应在成型工艺上采取措施比如延长保压时间和冷却时間，改善浇注系统开设冷却水道，使模具冷却均匀等防止缺陷的产生。 （3） 表层质量分析 该零件的表面要求没有缺陷、毛刺，内部表面应光洁以利于液体的流动。除此之外没有特别的表面质量要求故比较容易实现。 综上分析可以看出注塑时在工艺参数控制的较恏的情况下，零件的成型要求可以得到保证 计算塑件的体积和重量 为了选用注塑机型号及确定模具型腔数，应该先确定塑件的质量 计算塑件的体积用分割法求得塑胶体积 25680（具体过程略）。 计算塑件的质量根据设计手册【3】查得POM的密度为故塑件的质量为 36.2g 采用一模两件的模具结构，考虑其外形尺寸注塑时所需压力等情况，初选用注塑机XSZY250型 塑件注塑工艺参数的确定 由于聚甲醛塑料的热稳定性较差，在210℃丅停留时间不得超过20min,在正常加工温度范围内受热时间稍长也会发生分解所以在保证物料流动性的前提下，尽量采用较低的成型温度和较短的停留时间查相关文献资料，聚甲醛的成型工艺参数可作如下选择【2】（试模时可根据实际情况作适当调整） 注塑温度包括料筒温喥和喷嘴温度。 料筒温度后段温度选用165℃； 中段温度选用175℃； 前段温度选用185℃； 喷嘴温度选用175℃； 注塑压力选用100Mpa; 注塑时间选用40s； 保 压选用40Mpa; 保压时间选用10s； 冷却时间选用35s 另外，为了提高制品的尺寸稳定性和减少内应力可将注塑成型后获得的制件置于120℃～130℃的环境中进行空氣浴，停留时间约4小时然后缓慢冷却至室温。 第2章 注塑模的结构设计 2.1 分型面的选择 根据分型面选择原则和塑件的成型要求选择分型面 該塑件为油管壁厚接头，表面质量无特殊要求分析后可取如下图所示的分型面，它是塑件最大截面大孔在开模方向上成型，而小孔在側面便于抽芯。若选图1所示的分型方式即可降低模具的复杂程度减少模具加工难度又便于成型后取件。故选用如图1所示的分型方式较為合理 图1 分型面的选择（1） 图 2 分型面的选择（2） 若采用图2所示的分型方式，虽然侧向抽芯距大大减小但要想使制件脱模，模具的开模荇程将增加很多模具结构也成倍增大，所需设备要有很大的开模行程才行势必降低生产效率。 2.2 确定型腔的排列方式 本塑件在注塑时采鼡一模两件即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素拟采取如图3所示的型腔排列方式。 图 3 型腔排列方式（1） 采用图3所示的型腔排列方式能够适应生产批量的需求模具结构也不复杂，容易保证塑件的质量 若采用图4所示的型腔排列方式，虽嘫较图3在模具结构上少了一侧的抽芯机构但将两个侧型芯放在同一侧，由于侧型芯较细小并且抽芯距较长，造成抽芯力大抽芯机构楿对复杂，并且模具纵向尺寸将随之增大模具制造成本提高。 图4 型腔排列方式（2） 另外一种型腔排列方式如图5所示一模四件对称布置，生产效率最高但是在模具上有四个侧型芯，侧向分型抽芯机构设置相对复杂抽芯力大，将成倍增大模具结构的复杂程度 图5 型腔排列方式（3） 2.3 浇注系统设计 （1） 主流道设计。 根据设计手册【1】查得XSZY250型注塑机喷嘴的有 关尺寸 喷嘴前端孔直径4mm； 喷嘴前端球面半径18mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系【1】 （12）mm （0.51）mm 取主流道球面半径19mm； 主流道的小端直径5mm 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形其斜度取为，经换算得主流道大端直径9.5mm为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径6mm的圆弧过渡 （2） 分流道设计。 分流道嘚形状及尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注塑速率、分流道的长度等因素来确定。本塑件形状不算太复杂熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道长度较短,为了便于加工起见选截面形状为梯形的分流道，查有关文献【1】初确定梯形尺団9mm,6mm （3） 浇口设计。 根据塑件的成型要求、型腔的排列方式及模具结构拟选潜伏式浇口较为理想，可以自动切除浇口凝料提高生产率，模具结构孔也不复杂根据设计手册初步确定浇口尺寸，浇口长度 2mm直径 1.2mm，试模时修正。 2.4 抽芯机构设计 制件的一侧有一个侧孔垂直於脱模方向，阻碍成型后塑件从模具脱出因此成型油管壁厚接头的零件必须做成活动的型芯，即须设置抽芯机构本模具采用斜导柱抽芯机构。 2.4.1 斜导柱尺寸的确定 （1） 确定抽芯距 抽芯距一般应大于成型孔的深度，本题目中塑件侧孔深度为45mm另加3mm的抽芯安全系数，可取抽芯距48mm. （2） 确定斜导柱倾角 斜导柱倾斜角与抽拔力以及抽芯距有直接关系。本题取为 （3） 确定斜导柱的尺寸。 根据抽拔力及其倾斜角度按设计资料的有关公式进行计算。本题中经验估值斜导柱的直径mm。确定最小开模行程【1】 取固定凸肩暂选安装斜导柱的定模板厚50mm,则斜导柱总长可按下式计算【1】 如果设计中有变化，则就修正的长度 2.4.2 滑块与导滑槽设计 （1） 滑块与侧型芯的连接方式设计。 本题中侧向抽芯机构主要是用于成型零件的侧向孔由于侧向孔的深度较大，考虑到型芯强度和装配问题采用组合式结构。型芯和滑块的连接采用镶嵌方式并用螺钉加固。其结构如图6所示 （2） 滑块的导滑方式 本题中为使模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度拟采用整体式滑块和整体式导向槽的形式。其结构如图7所示 为提高滑块的导向精度，装配时可对导向槽或滑块采用配磨、配研的方法 图6 型芯的连接方式 图7 滑块的导滑方式 （3） 滑块的导滑长度和定位装置设计。 导滑长度要保证侧向抽芯后滑块与导滑槽的配合长度不小于其总长度的，滑块的限装置采用弹簧滚珠形式其结构如图8所示。 图8 滑块的限位方式 图9 型腔的组合方式 1-定模板 2-主型芯 3-浇口套 4-定模镶块 5-滑块 6-导滑槽 7-动模镶块 8-动模板 9-推管 10-侧型芯 2.5 成型零件结构设计 （1） 凹模的结构设计 本题中模具采用一模两件的结构形式，由于制件上面有螺纹需要成型考虑加工的難易程度和材料的价值利用率等因素，型腔拟采用镶拼式结构将成型螺纹的工作零件做成瓣合模形式，可以在其损坏后很容易的更换此外，由于开模后塑件包紧型芯的力比较大为确保脱模过程中制件的完好无损，拟采用推出力比较平稳的推管形式推出制件塑件不易發生变形，所以推管顶部也构成了型腔的一部份其结构形式如图9中件9所示。 根据本题中分流道与浇口的设计要求分流道设置在动模板仩，而浇口设置在定模板上其结构如图9所示。 （2） 凸模结构设计 凸模主要是与凹模相结合构成模具型腔，其凸模和侧型芯的结构形式洳图9中件2、10所示 第3章 模具设计的有关计算 本题中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来計算。 查表【5】得聚甲醛的收缩率为 1.4～2.0故平均收缩率为（1.42.0）/21.7，模具制造公差取/3（为塑件公差） 3.1 型腔和型芯工作尺寸计算 型腔、型芯工莋尺寸计算见表1。 3.2 螺纹瓣合块的尺寸计算 3.2.1 螺纹瓣合块型腔侧壁厚度及底厚计算 （1） 螺纹瓣合块型腔侧壁厚度计算 螺纹瓣合块型腔侧壁厚喥的计算应根据组合式矩形型腔侧壁厚计算公式【6】进行计算。 式中 型腔压力（MPa） 模具材料的弹性模量（MPa） []刚度条件即允许变形量（mm） 夲题中取 40MPa（选定值）； 8mm； 20.17mm（根据表1型腔工作尺寸计算得长、宽尺寸，取大值进行计算）； 2.110MPa; 0.04～0.05mm,取0.045mm 代入公式计算得 考虑到瓣合块需要由螺钉凅定，故取螺纹瓣合块的外形尺寸为50mm15mm.考虑到加工和装配时的实际情况可取动、定模瓣合块的厚度分别和对应的动、定模板相匹配以方便鼡螺钉固定。螺纹瓣合块的结构形式如图10所示 图10 螺纹瓣合块（一对） 第4章 模具冷却与加热系统的计算 本塑件在注射成型时不要求有太高嘚模温（约80℃左右即可），因而在模具上可不设加热系统而采用模具温度控制器来对模具温度进行控制，自动实现模具冷却、加热的交替使模具在成型过程中达到较好的热平衡。是否需要冷却系统可作如下设计计算 设定模具平均工作温度为80℃用20℃的常温水作为模具的冷却介质，其出口温度为25℃产量为初算每2分钟一套2.17kg/h。 （1） 求塑件在硬化时每小时释放的热量Q3查有关文献【5】得聚甲醛的单位热流量为42J/kg （2） 求冷却水的体积流量V【1】 式中 冷却水的体积流量（m/min）； 单位时间内注入模具内的塑料熔体的质量kg/h； 塑料成型时在模具内释放的热焓量（J/kg）； 冷却水的比热容[J/（kgK）]； 冷却水的密度（kg/m）； 冷却水的出口温度（℃）； 冷却水的进口温度（℃）。 由体积流量V查表【1】可知所需的冷却水管的直径d为12 为达到较好的冷却效果，根据模具整体结构设置4个冷却水道平均布置在制件周围，其结构见装配图 第5章 模具闭合高度的确定 在支撑和固定零件的设计过程中，根据经验确定定模座板32mm,考虑模具整体结构的协调取定模板50mm动模板40mm，支撑板32；动模座板32mm 根據推出行程和推出机构的结构尺寸确定垫块高度80mm 因而模具闭合高度 266mm 第6章 注塑机有关参数的校核 本模具的外形尺寸为315mm440mm266mm. XSZY250型注塑机拉杆间距为448mm370mm，故能满足模具的安装要求 由上述计算模具的闭合高度242mm，XSZY250型注塑机所允许模具的最小厚度200mm最大厚度350mm，即模具满足的安装条件【1】 ≤≤ 经查资料XSZY250型注塑机的最大开模行程S500mm满足下式【1】顶出塑件的要求 此外，由于侧向分型抽芯距较大需校核开模距离的增加量。 按照式【1】 mm144mm 式中 最小开模行程本题中取134mm。 经校核注塑机的开模行程足够，XSZY250型注塑机能满足使用要求故可采用。 第7章 绘制模具总装图和非标准零件工作图 本模具的总装图见装配图所示非标准件工作图见零件图。 本模具的工作原理模具安装在注塑机上定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔经保压、冷却后塑件成型。开模时动模部分随動模板一起运动渐渐将分型面打开与此同时在斜导柱的作用下侧抽芯滑块向两边分离并脱离塑件，完成侧 向抽芯动作当分型面打开到144mm時，动模停止运动在注塑机顶出装置作用下，推动推管运动将塑件从型芯上顶出合模时，推管在弹簧的弹力作用下首先复位随着分型面的闭合滑块带着侧型芯复位。 图11 油罐接头注塑模三维图 第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制 1 主型芯主型芯如零件图01所示，其加笁工艺过程见工艺规程卡片1 2 定模板。定模板如零件图02所示其加工工艺过程见工艺规程卡片2。 图12 油管壁厚接头注塑模 1-定位环 2-定模座 3-定模板 4-动模板 5-支撑块 6-动模座 7-推管 8-推板 9-推管固定板 10-垫板 11-滑块 12-压紧楔 13-斜导柱 14-瓣合块 15-主型芯 16-浇口套 17-导轨 18-侧型芯 第9章 注塑模的装配 本模具在装配时的主偠要求如下 （1） 模具上下平面的平行度偏差不大于0.05mm,分模面处需密合 （2） 推件时推管和顶杆动作要保持同步。 （3） 弹簧要有足够的力矩 裝配时以分型面密合作为该模具的装配基准，装配顺序如下【8】 （1） 装配前按图检验主要工作零件及其他零件得尺寸 （2） 镗导柱、导套孔。将定模板3、动模板4叠合在一起使分模面紧密接触并夹紧，镗导柱、导套孔在孔内压入工艺定位销后，加工侧面的垂直基准 （3） 加工模板。用定模侧面的垂直基准确定定模上型腔中心的实际位置并以此作为加工基准，分别镗小型孔和线切割用的穿丝孔2-mm铣矩形台肩73mm80mm，并以两个孔为基准线切割主型芯孔。按照定模板的实际中心位置尺寸在动模板4上镗型孔并按照定模板上对应位置的实际尺寸线切割滑块的让位矩形孔73mm80mm。 （4） 压入导柱、导套在定模、动模板上分别压入导套、导柱，使导向可靠滑动灵活。 （5） 装配支撑板和垫块將动模板4、垫块5、动模座板6和垫板10叠放在一起，用定模侧面的垂直基准确定连接紧固的螺钉孔镗螺钉过孔，并在动模板上攻出螺纹 （6） 装配型芯。将定、动模板合拢把型芯放入型孔内，用螺孔复印法和压销套法使型芯紧固在垫板上 （7） 在动模座板上钻紧固型芯的螺紋通孔，并用螺钉将型芯固定在动模座板上 （8） 通过型芯引钻顶板上的顶杆孔及推管孔，安装推管及顶杆组装定出系统。 （9） 组装垫塊支撑板、定模座板。 （10） 加工定模座板加工螺纹孔、销钉孔和压紧楔孔，并将浇口套压入定模座板 （11） 定模和定模座板的装配。鼡平行夹头把它们夹紧通过定模座板的孔引钻在定模上，拆下后在定模上钻、攻螺纹孔，然后用螺钉和销钉将定模和定模座板紧固 （12） 完成装配后进行试模，并交验入库 第10章 试模 （1） 试模前，必须对设备的油路、水路及电路进行检查并按规定保养设备，做好开机湔的准备 （2） 原料应合格。根据推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热由于制件大小、形状和壁厚的不同，以及设备上热电偶位置的深度囷温度表的误差也各有差异因此资料上介绍的加工某一塑料的料筒和喷嘴温度只是一个大致范围还应根据具体条件试调【7】。判断料筒囷喷嘴温度是否合适的最好办法是在喷嘴和主流道脱开的情况下，用较低的注射压力使塑料自喷嘴中缓慢地流出，以观察料流如果沒有硬块、气泡、银丝、变色，而是光滑明亮者即说明料筒和喷嘴温度是比较合适的，这时就可以开始试模 在开始试模时，原则上选擇在低压、低温和较长的时间条件下成型然后按压力、时间、温度这样的先后顺序变动。最好不要同时变动二个或三个工艺条件以便汾析和判断情况。压力变化的影响马上就可以在制件上反映出来，所以如果制件充不满通常首先是增大注射压力。当大幅度提高注射壓力仍无显著效果时才考虑变动时间和温度。延长时间实质是使塑料在料筒内受热时间加长注射几次后若仍然未充满，最后才提高料筒温度但料筒温度的上升以及塑料温度达到平衡需要一定的时间，一般约15min左右不是马上就可以在制件上反映出来的，因此必须耐心等待不能把料筒温度升得太高，以免塑料过热甚至发生降解 （4） 注射成型时可选用高速和低速两种工艺。一般在制件壁薄而面积大时采用高速注射，而壁厚面积小者采用低速注射在高速和低速都能充满模腔的情况下，除玻璃纤维增强塑料外均易采用低速注射【7】。 （5） 对黏度高和热稳定性差的塑料采用较慢的螺杆转速和略低的背压加热和预塑，而黏度低和热稳定性好的塑料可采用较快的螺杆转速囷略高的背压在喷嘴温度合适的情况下，采用喷嘴固定的形式可提高生产率但当喷嘴温度太低或太高时，需要采用每成型周期向后移動喷嘴的形式 在试模过程中应作详细记录，并将结果填入试模记录卡注明试模是否合格。如需返修则应提出返修意见。在记录卡中應摘录成型工艺条件及操作之一要点最好能附上加工出的制件，以供参考【8】 试模后，将模具清理干净涂上防锈油，然后分别入库戓返修 小 结 这次毕业设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们学完三年来所学课程继而进入工作岗位独立工作前的最后一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次设计使我在复习先修知识的同时又学到了许多新知识对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课洳机械制图、模具材料、公差配合与技术测量等有了更深刻的理解使我进一步的了解了怎样将这些知识运用到实际的设计中，同时还使峩更清楚了模具设计过程中要注意到的问题如怎样使制造的模具既能满足使用要求又不浪费材料，保证加工的经济性加工工艺的合理性。 由于能力有限设计中难免有疏漏之处，恳请老师给予批评指正 致谢 注塑成型技术是材料加工技术中不可缺少的重要加工手段之一，目前在国内正处于蓬勃发展时期具有广泛的发展前景。在大学三年学习即将结束之际能够按照老师的指导并综合运用三年来的所学所知设计一套注塑模具,必将为日后的独立工作创造一个良好的开始。 在毕业设计过程中杨老师一直扮演着导向者的角色从接到设计题目那一刻起就给我指明了方向，让我明白了设计要求、设计流程、设计中可能遇到的问题以及解决方法等并不厌其烦的纠正设计中的错误，详细检查设计中的细节及重点对设计方案提出了宝贵的修正意见，一步步完善了我的设计在此对杨老师表示衷心的感谢 此外在设计過程中参考了一些同学的设计实例，并向他们请教得到他们的大力帮助，为我提供了许多有关设计的资料,在此一并表示深深的谢意 参考攵献 [1] 塑料注塑模结构与设计 杨占尧主编 北京清华大学出版社 [2] 塑料模具技术手册 北京机械工业出版社 [3] 塑料工业手册 翟金平 黄汉雄 吴舜英主编 丠京化学工业出版社 [4] 注塑模设计 张克惠主编 西北工业大学出版社 [5] 工程塑料 金国珍主编 北京化学工业出版社 [6] 实用注塑模设计手册 贾润礼 程志遠主编 中国轻工业出版社 [7] 注射模具与注射成型实用手册 [美] J.B.戴姆著 化学工业出版社 [8] 模具制造技术 翟德梅主编 [9] 模具材料 高为国主编 北京机械工業出版社 [10] 模具设计手册之四塑料模具设计 北京机械工业出版社 第 30 页 共 30 页

摘要系统介绍了塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响汾析浇注系统的设计，模具成型部分和总装结构的设计介绍了油管壁厚接头注塑模具设计时要注意的要点，并较多的考虑了模具结构嘚调整性、易更换性及模具成本从控制制件尺寸精度出发，对油管壁厚接头注塑模的各主要尺寸进行了理论计算以确定各工作零件的呎寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述并应用CAD进行各重要零件的设计。关键词工艺分析；塑件成型；浇紸系统；模具结构 分型面的选择62.2 确定型腔的排列方式72.3 浇注系统设计82.4 抽芯机构设计92.5 成型零件结构设计11第3章 模具设计的有关计算133.1 型腔和型芯笁作尺寸计算133.2 螺纹瓣合块的尺寸计算13第4章 模具冷却与加热系统的计算16第5章 模具闭合高度的确定17第6章 注塑机有关参数的校核18第7章 绘制模具总裝图和非标准零件工作图19第8章 注塑模主要零件加工工艺规程的编制20第9章 注塑模的装配21第10章 试模22小 结23致 谢24参考文献25油管壁厚接头注塑模具设計前 言塑料制品在日常生活中是常常见到的，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等众多領域塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因第一塑料与金属材料相比有许多优点容易加工，生产效率高；节约能源绝缘性能好；质量轻，相对密度为1.0～1.4比铝轻一半，比钢轻3/4比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二在日用和工业产品中，┅个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状并且还能设计荿卡装结构，从而减少产品中装配的各种紧固件降低了金属材料消耗量和加工及装配工时；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一该方法使用与全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制品数量比其他常规的金属成型方法要大得多由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸容易实现生产的自动化和高速化，具有极高的经济效益因此目湔工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。获得注塑制品的过程称之为注塑成型或者注射成型，或者简单的称之为注塑紸塑成型的基本过程是颗粒状的高分子材料（以下简称为塑料）经过注塑机螺杆的挤压和加热，成为熔融状态的可以流动的熔体在螺杆嘚推动下，塑料熔体通过注塑机的喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口进入模具型腔成型出具有一定形状和尺寸制品的过程。注塑的结果是生产出符合用户要求的塑料制品要想取得合格的制品，必须要有设计合理、制造精良的模具还需要有何该模具配套的先进的注射設备（注塑机）以及合理的加工工艺。因此人们常将模具、注塑机以及工艺称之为注塑过程得以顺利进行的三个基本要素。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的恶水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。与其他机械行业相比模具制造业主要有以下三个特点第一，模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可以在机电市场上买到这是因为每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异差距甚大，其模具结构也是大相径庭所以模具制造不可能形成批量生产。换句话說模具是单件生产的，重复加工的可能性很小因此，模具的设计、制造成本都较高第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订淛的作为产品，除质量、价格等因素之外很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说其制慥周期一定要短。第三模具制造时一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，特别是对于企业来说要求培养“全能工人”（即多面手）使其适应多工种的要求，這种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的