塑料三通管成型工艺及模具设计.doc
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1、毕业论文(设计)塑料三通管成型工艺及模具设计目录中文摘要.Abstract塑料三通管成型工艺及模具设计1前言11 选题背景.21.1 题目来源.21.2 研究目的和意义.21.3 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向.21.3.1 我国塑料模具现状及与国外先进水平的主要差距21.3.2 我国塑料模具的发展趋势和主攻方向.41.4 主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路.41.4.1 主要研究内容.41.4.2 重点研究的关键问题及解决思路.52 选择三通管的合适材料.63 三通管成型工艺分析及方案设计.83.1 成型方法的选择.83.2 塑件形状分析.93.3 塑件成型工艺分析.103.
2、3.1 精度等级.103.3.2 脱模斜度.104 有关成形工艺计算104.1 注塑机型号的选择.104.1.1 塑件体积和质量的计算104.1.2 浇注系统凝料体积的初步估算.114.1.3 注塑机的选择.114.1.4 工艺与安装参数校核.124.2 PVC的注塑成型过程及工艺参数144.2.1 注射成型工艺过程144.2.2 注塑工艺参数.145 塑料模具结构设计.145.1 浇注系统设计.145.1.1 浇注系统的功能.155.1.2 主流道设计.155.1.3 冷料穴的设计.185.1.4 分流道设计.185.1.5 浇口的设计.205.2 分型面、排气槽及型腔布置.235.2.1
3、分型面的设计.235.2.2 排气槽的设计.245.2.3 型腔数量的确定.255.3 成形零件设计.265.3.1 成形零件结构设计265.3.2 成形零件钢材选用275.3.3 成形零件工作尺寸计算275.4 导向与定位机构设计.325.4.1 导向机构的功用325.4.2 导向机构设计325.5 脱模机构设计.345.5.1 设计原则及分类345.5.2 脱模力计算345.5.3 脱模机构尺寸计算355.5.4 推杆位置的选择365.5.5 复位机构设计375.6 侧向分型与抽芯机构设计.375.6.1 侧向分型与侧向抽芯机构分类375.6.2 侧型芯的设计.385.7 注射模温度调节系
4、统设计.445.7.1 加热系统的设计445.7.2 冷却系统的设计445.8 模架的选择.485.8.1 模架概述485.8.2 模架的分类495.8.3 模架的选择495.8.4 各模板尺寸的确定506 Moldflow模拟分析.516.1 浇口分析.516.2 流动分析.526.3 保压分析.566.4 翘曲分析.586.5 冷却分析.607 总结63参考文献.64塑料三通管成型工艺及模具设计 摘要:塑料工业是世界上增长最快的工业之一。目前,塑料已深入到国民经济的各个部门中,由于PVC塑料具有较高力学强度,电气性能优良,耐酸碱力极强,化学稳定性好,所以它被广泛用于制造棒、管、板、焊条、输
5、油管及耐酸碱性零件。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备,它是一种高附加值和技术密集型产品,其生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。本设计为:塑料三通管成型工艺及模具设计,其中包含三通管成型工艺和注塑模的设计。三通管成型工艺设计时应考虑:原材料的选择、塑件分析、注塑机的选择及校核、注塑成型过程及工艺参数。注塑模设计时应考虑:浇注系统的设计、分型面及型腔的确定、成形零件的设计、导向与定位机构的设计、脱模机构的设计、侧向分型与抽芯机构的选择、冷却系统的设计等。一套完整的注塑模模具包含许多的零部件,但是考虑到模具设计与制造的时间、成本等因素,选择零部件时尽可能的选用国家
6、标准零部件。关键词:塑料 PVC 模具 三通管 成型工艺Plastic tee molding process and mold designAbstract:The plastics industry is one of the worlds fastest growing industry,The plastic has been deep into the sectors of national economies,PVC plastic has a higher mechanical strength, excellent electrical properties, acid str
7、ong, good chemical stability,So it is widely used in the manufacture of rods, tubes, plates, electrodes, pipeline and acid parts。The mold is a plastic molding process equipment,It is a high value-added and technology-intensive products, the level of its production technology, has become an important
8、 symbol of product manufacturing level of the measure of a country.This is designed to: plastic tee molding process and mold design, contains tees molding process and injection mold design.Tee molding process design should be considered: the selection and checking of raw material selection, analysis
9、 of plastic parts, injection molding machine, injection molding process and process parameters.Injection mold design should be considered: the design of gating system, sub-surface and cavity, forming part of the design, orientation and positioning mechanism design, mold release, the design, choice o
10、f side parting and pulling mechanism, cooling system design.A complete set of injection mold mold contains many parts, but considering the mold design and manufacturing time, cost and other factors, choose the parts as much as possible the selection of the national standard parts.Key words:Plastic P
11、VC Mold Tee Molding process塑料三通管成型工艺及模具设计前 言随着近代工业的发展,塑料作为一种新材料也发展起来了,且应用日趋广泛。它在许多领域不同程度地替代了金属、木材及其他材料,成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业,才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品,在国民经济各领域中充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备,模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”,模具是一种高附加值产品和技术密集型产品,其生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志。注塑成型工艺及模具设计是一门不断发展的综合学科,不
12、仅随着高分子材料合成技术的提高、注塑成型设备的革新、成型工艺的成熟而改进,而且随着计算机技术、快速造型技术、数值模拟技术、数字化应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法,在机械化工、军事国防、家用电器等都有广泛应用,且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点,有很大的市场需求和广泛的发展前景。本次设计是对大学四年学习的一次综合性总结与运用,通过本次设计,提高了对模具的理性认识,掌握了设计步骤,能够更加系统地串联四年的专业知识,使模具的相关知识在认识中合理化、系统化。本说明是依据中国模具设计大典以及相关的参考书籍编写成的,主要介绍了设计
13、的任务要求,成型工艺及模具设计的一系列步骤,在叙述中文字与图形相互补充说明,能够更详尽地展示出笔者的编写内容。由于笔者水平有限,在设计过程中有不妥和错误之处在所难免,恳请批评与指正,以便得以修正。在此表示忠心的感谢!1 选题背景1.1 题目来源题目来源:生产实际1.2 研究目的和意义本课题是针对塑料三通管成型工艺及模具设计的研究。塑料产品因为它的许多优良的特性,已被人们用于生产生活的各行各业。塑料能够采用多种方式进行成型加工,而利用注塑模对塑料进行注塑成型是目前应用最广、效率最高的一种加工方法。中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践相结合的,所以这次毕业设计的意义十分重大。此次毕业设
14、计也给了笔者亲自动手的机会,于以后的工作、学习等都有很大的帮助,是大学四年学习的一个总结。1.3 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向1.3.1 我国塑料模具现状及与国外先进水平的主要差距近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展,综合技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。1.3.1.1 模具材料和标准件国内大多数冶金厂设备、工艺较落后,大多采用电炉冶炼,钢的纯度差,表面脱碳层深、碳化物级别高、疏松超标。钢材的冶金质量低、成材率低,一般质量的模具钢多,高质量的模具钢材少。而国外模具钢生产80%以上采用真空精炼和
15、电渣重熔生产,钢材纯度、等向性高。而国内通过电渣重熔生产的模具钢所占的份额很少,大约1/10。国外发达国家的模具钢成材率在85%90%,而国内成材率仅为70%,与国外相比存在很大差距。国际上,国外模具的标准化率可达85%(如德国、日本),中小模具的局部结构标准化程度高(如日本的手机模具)。德国的保险杠模具,模架是标准的,热流道是标准的,和国内相比,周期快,成本降低30%。国内模具企业大型模具的标准化程度约为25%30%。模具的标准化程度已成为制约国内模具制造周期的瓶颈之一,也影响了国内模具的竞争力。1.3.1.2 模具的精度、寿命和模具制造周期国外的汽车企业都在实施“2mm”工程,在国内,单一
16、零件还能够做到,几百个零件装配到一起就没有保证了。零件精度低造成修配量大,整模故障率高、稳定性差。日本的汽车模具精度可达0.02 mm,塑料模分模面的精度控制在0.01 mm。而国内汽车模具的品牌企业,汽车模具精度控制在0.030.05 mm;塑料模分模面配模精度在0.03 mm左右。德国的模具制造周期在2周20天,备料45天,试模23天。日、韩的模具周期要求2周,原因是他们有专门的模具配件城,滑块、顶杆、浇口套组件等均可以买到,型腔件加工好装上就行了。国内配件标准化做不到,零件加工精度做不到。国外对发出去的模具进行可靠性、稳定性跟踪,国内是模具出了问题,再派人去。1.3.1.3 加工设备、模
17、具制造工艺和测量技术 德国、日本模具企业的加工设备先进,基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或4轴5轴联动的高速加工机床,能实现模具型面的镜面加工。而国内模具企业的4轴5轴联动的高速加工机床占的比例有限,高光模具的加工与国外相比差距较大。德国、日本汽车模具的制造工艺已标准化,制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在线测量,这方面国内至少差1520年。德国的精密品牌产品,除了加工过程中的在线检测外,手机类、剃须刀类的产品,全部通过可靠性测试、耐候性测试、寿命测试、剃刀表面和间隙的微观显微放大测试、主要零件外形和装配后外形的激光3D测试等。这些重要数据为产品的更新换代提供了非常重要的依
18、据。1.3.1.4 新工艺、新材料研究和创新能力 塑料加工新工艺的研究,日本、德国、美国、意大利等发达国家处于领先地位,模内贴膜、回转成形、双料双色/三色注射、啤酒瓶周转箱注射装配集成化自动生产线、奶制品/快餐面盒的注射一模内贴膜自动生产流水线、一模200腔的瓶盖叠式一回转成型的自动化注射生产线等,在多年前就已用于批量生产。全塑型轿车/赛车的塑料和整车零部件成型工艺从1995年起一直在孜孜不倦地研发。战斗机上的高强、高韧、耐高温、质量轻的新材料、新工艺,美国、德国在80年代初期已应用于某些机型,1985年后,某些碳纤维塑料制品已应用于民用客机。超薄型手机PC导光板的材料、注射工艺与设备的研制,
19、日本处于领先地位。木塑环保复合材料注射专机和注塑工艺/制品的研究欧洲处于领先地位。多层、多功能复合薄膜挤出专机、薄膜厚度控制、薄膜层数控制及各种功能薄膜的材料研究,美国处于世界前沿。一个国家的创新、研发能力体现了国家的综合基础实力。国外企业对新产品开发很重视,模具厂经常会与材料厂商、产品厂共同开发新产品和模具;注射机厂会与材料厂商共同研发新机型;名牌塑料供应商会与名牌汽车公司联合研制以靼代钢的新塑料和新产品(如BAYER与宝马合作开发全塑赛车、GE与克莱斯勒共同开发全塑轿车)。这种强强合作,使企业具有很强的研发能力。1.3.2 我国塑料模具的发展趋势和主攻方向目前,我国的塑料消费费量已居世界首
20、位,但人均消费量仅为工业发达国家的1/7,工业中等发达国家的1/4,预计要达到工业中等发达国家的水平还需20年。这无疑为我国塑料工艺和塑料模具产业提供了非常大的发展空间。1) 重点研究高强、高韧、耐高温塑料制品的成型工艺与模具加工技术;2) 要大力发展节能降耗、以塑代钢的汽车零件的制造工艺和模具制造技术;3) 加速木塑复合材料注射成形技术、塑料金属复合材料注射成形技术的研究和塑料异形高速挤出模具技术的研究;4) 超薄成形、超精密成形的工艺和高精密模具制造技术的研究;5) 提高模具的标准化水平和模具寿命,缩短模具制造周期;6) 以人为本、强化模具设计人员培养;7) 加强热流道技术、气辅技术、水辅
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