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1、目 录摘要IV第1章 引言11.1塑料注射模具简介11.1.1 概述11.1.3 注射成型的地位11.2 国内模具的现状及发展趋势情况21.3 国外模具的发展状况21.4 塑料成型理论研究的发展21.4.1 塑料成型理论研究的发展21.4.2 新的成型方法不断出现31.4.3 塑件更趋向精密化、微型化以及大型化31.4.4 开发新的模具材料31.4.5 模具表面强化热处理新技术应用31.5 本设计的研究目的31.6 研究意义3第 2 章 注塑件的设计42.1 塑件制品的工艺性分析以及工艺性设计42.2 材料的选择聚甲醛塑料（POM）42.3制品注塑模工艺条件42.4 管接头结构工艺性能设计5第
2、3章 注塑前准备73.1 注塑成型工艺简介73.2 注塑成型工艺条件的确定73.3 注射机的选择83.3.1、注射机简介83.3.2注射机基本参数83.3.3选择注射机9第 4 章 模具设计104.1分型面结构设计104.2 型腔数量的确定及型腔的排列114.3浇注系统的设计114.3.1浇口的确定124.3.2主流道134.3.3 分流道134.3.3.2 分流道截面尺寸的设计144.3.4冷料穴144.4成型零件结构设计154.4.1 凹模（含螺纹）结构设计154.4.2型芯的结构设计164.5 成型零件工作尺寸的计算174.5.1型腔尺寸的计算184.5.2 型芯尺寸的计算194.6型腔
3、壁厚和底版厚度设计204.7 侧抽芯机构设计204.7.1 侧向分型与抽芯机构的分类214.7.2 抽芯距的确定214.7.3 抽芯力的计算224.7.4 斜导柱的设计224.8 脱模机构设计244.8.1 脱模力计算254.8.2 推杆的选取254.9 导向机构设计264.9.1 导向机构的基本功能264.9.2 导柱设计274.9.3精定位的设计284.10 排气系统的设计284.11 温度调节系统设计294.11.1 对制品质量的影响294.11.2加热系统设计304.11.3 冷却系统设计304.11.4 模具系统热平衡计算324.11.5 用水量计算344.12 注射机各参数的校核3
4、64.12.1工艺参数校核374.12.2 安装校核38第5章 主要零件的工艺分析405.1定模主镶件的加工工艺405.2 滑块的加工工艺41结论43致谢44参考文献45进水接头塑件注塑模具设计摘要进水接头塑件属于小型塑件，其形状相对简单。针对塑件结构、成型特点及生产的经济性其注塑成型模具。本设计中首先分析了塑件成型工艺特点，然后应用CAD(Pro/E)创建了塑件的几何模型并对产品模型运用moldflow进行CAE分析。根据塑件结构特点、模流分析结果及成型和表面质量要求选择分型面、设计了浇注系统及确定了型腔数，并对型腔进行了强度、刚度校核；塑件上的外螺纹采用直接分型的方法实现螺纹的脱模；接头内
5、部的水管采用两面侧抽的方法，大端型芯中有凸起部分采用强脱，利用斜导柱实现。应用CAD设计了进水接头塑件注射模具装配图及零件图并编制了成型零件的制造工艺。关键词：进水接头模具设计侧抽 斜导柱 强行脱模第1章 引言1.1塑料注射模具简介1.1.1 概述模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。21 世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化智能化、柔性化、和网络化，追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。近年来我国的模具事业也在不断地飞速向前发展。1.1.2 注射模具基本简介注射成型也称为注塑成型，其基本原理就是利
6、用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。它与挤出和压延成型方法相比，注射成型可以用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制品，而挤出和压延则主要用来成型截面尺寸一定长度连续的二维塑料制品。将注射成型与压缩和压注成型相比，它又具有应用面大、成型周期短、生产效率高、模具工作条件可以得到改善，以及制品精度高和生产条件比较好、生产操作容易实现机械化等多方面
7、的优势。在中空吹塑成型中，注射成型还常常被用来生产吹塑所用的型坯。1.1.3 注射成型的地位注射成型在整个塑料制品生产行业占有非常重要的地位，目前，除少数几种塑料外，几乎所有的塑料品种都可以采用注射成形。据统计，注射制品约占所有塑料制品总产量的30，全世界每年生产的注射模数量约占所有塑料成型模具数量的50。早期的注射成型方法主要用于生产热塑性塑料制品，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品的应用范围不断扩大，目前的注射成形方法已经推广应用到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品的生产中。例如，日本的酚醛（热固性塑料）制品生产过去基本上依靠压缩和压注方法生产，但目前已经有70被注射成型所取代。注射成型
8、方法不仅广泛应用于通用塑料制品生产，而且就工程塑料而言，它也是一种最为重要的成型方法。据统计，在当前的工程塑料制品中，80以上都要采用注射成型的方法生产。1.2 国内模具的现状及发展趋势情况我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展，取得了很大成绩。现在CAD/CAM/CAE 技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍，特别是CAD/CAM 技术的应用较为普遍，取得了很大成绩。目前，使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。应用电子
9、信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。这不仅缩短了生产前的准备时间，而且还为扩大模具出口创造了良好的条件，也相应缩短了模具的设计和制造周期。此外，气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，热流道技术的应用更加广泛，精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高，模具寿命及效率不断提高，同时还采用了先进的模具加工技术和设备。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时，“小而专”、“小而精”仍然是一个必然的发展趋势。从技术上来说CAD/CAM/CAE 技术将全面推广，快速原型制造（RPM）及相关技术将得到更好的发展，高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术及高压注射成型将进一步发展。1.3 国外
10、模具的发展状况总体来说，西方国家的模具事业发展较早，也比我国更先进一些。国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征：1）集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人员和管理方式的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。2）智能化技术应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化，也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。1.4 塑料成型理论研究的发展1.4.1 塑料成型理论研究的发展对塑料充模过程中的流变行为研究不断深入；对注射成型的流变理论有了更进一步探
11、讨；对挤出成型已初步建立起数学模型。1.4.2 新的成型方法不断出现在实验、研究的基础上，热流道浇注系统实际应用更为广泛；热固性塑料注射成型技术更为完善；气体辅助注射成型技术得到实际应用。1.4.3 塑件更趋向精密化、微型化以及大型化据资料介绍，德国已研制出注射量只有0.1g 的微型注射机，用于生产0.05g 的塑件；我国也研制出.5g 的注射机，用于生产0.1g 的手表轴塑件；另外，法国已拥有注射量达到170kg 的超大型注射机。1.4.4 开发新的模具材料如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料。1.4.5 模具表面强化热处理新技术应用近年来，我国研制的镜面塑料模具以及美
12、国的21 以及日本的55 钢，就是在低级材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti 等合金元素后，经过毛坯淬火与回火处理，使其硬度HRC，然后加工成型，再进行时效处理，使模具硬度上升到HRC，大大提高了模具的使用寿命。1.5 本设计的研究目的) 检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。) 步掌握进行模具设计的方法、过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和撰写科研论文打下基础。) 培养自己的动手能力、创新能力、计算机运用能力。1.6 研究意义) 对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以及进一步的熟练掌握AuToCAD、roE moldflow相关设计软件。) 锻炼自己的
13、独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作准备。第 2 章 注塑件的设计2.1 塑件制品的工艺性分析以及工艺性设计由图2-1a、b可以看出，该管接头的结构比较复杂，外部有螺纹、卡扣及阶梯环，内部为阶梯孔及凸起（图2-1c），主型芯侧抽。主型芯侧抽设计比较困难，其所要求的侧抽芯距较大为41 mm和23mm。 图2-a图2-b图2-c图2-1 产品结构分析2.2 材料的选择聚甲醛塑料（POM）塑料制品为水管接头，要求有很好的机械强度和耐疲劳性。根据本塑件的基本结构特征尺寸大小及其使用场所，材料的来源是否充足，成本是否经济等多方面因素的综合考虑，选用POM塑料作为本设计的材料。下面分析POM的材
14、料性能POM具有力学性能和刚性好，接近金属材料，是替代铜、铸锌、铝等金属材料的理想材料；耐疲劳性和耐蠕变性极好；耐磨损、自润性和摩擦性好，与UHMWPE、PA、F4一起称为四大耐磨塑料材料；热稳定性和化学稳定性高，电绝缘性优良。是第三大通用工程塑料。POM属结晶性塑料，熔点明显，一旦达到熔点，熔体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，会引起分解。所以在注塑时应控制料温。2.3制品注塑模工艺条件注塑模工艺条件 干燥处理： POM吸水率不高，但干燥处理可提高制品表面的光泽度。干燥的条件为：温度110120，时间35h。熔化温度：均聚物材料为190230C。模具温度：5090C。 为了
15、减小成型后收缩率可选用高一些的模具温度。 注射压力：7001200bar 即：70120Mpa塑机的选用：POM除了要求螺杆无滞料区外，对注塑机没有特别要求，一般注塑即可。注射速度：中等或偏高的注射速度。流道和浇口:点浇口 可以使用任何类型的浇口。如果使用隧道形浇口，则最好使用较短的类型。对于均聚物材料建议使用热注嘴流道。本次设计中根据产品的结构形状及分型面的选择选用点浇口和锥形流道2.4 管接头结构工艺性能设计1） 管接头的外形整体尺寸，根据图纸该管接头的外形尺寸如图2-2所示。2） 塑件精度的选择，同其他金属塑料制品尺寸公差一样，该塑件也有一定的公差要求。影响尺寸精度的因素较多，如模具制造精度及其使用的磨损程度，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，塑件制品的形状、脱模斜度及成型后制品的尺寸变化等等。在一般的生产设计过程
