水管堵头注塑成型工艺及模具设计.docx

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水管堵头注塑成型工艺及模具设计

中文摘要

摘要：

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本次设计的课题是水管堵头注塑成型及模具设计。

对水管堵头进行结构和工艺性分析，然后选择注塑机并确定型腔数目，接着确定成型方案：

总体结构设计、分型面选择、浇注系统设计等，接着进行注塑机工艺参数校核，包括注射量、注射压力、模具厚度和注射机闭合高度等方面。

最后进行脱模机构设计冷却系统设计等方面。

关键词：

水管堵头；注塑模；成型方案

Englishabstract

Abstract:

plasticindustryisintheworldgrowsnowoneofquickestindustryclasses,butcaststhemoldisdevelopmentquicktype,therefore,theresearchcaststhemodltounderstandtheplasticproducttheproductionprocessandimprovestheproductqualitytohavetheverybigsignificance.

ThesubjectofdesignisConduitbulkheadinjectionmolddesifn.BasedonstrutureandprocessanalysisofConduitbulkhead,andthenchoiceofinjectionmoldingmachineandtodeterminethenumberofcavity,andplasticformingprogramstodetermine:

Theoverallstructraldesign,surfaceselection,gatingsystemdesign,demouldingbodydesign,collingsystemdesign.Finally,processparametersforinjectionmoldingmachinecheck,includingtheinjectionoftheamountofclampingforce,injectionpressure,injectionmachinemoldthicknessandheightetc.

Keywords:

chassisboard;injectionmold;formingprograms

第一章绪论

1.1注塑成型模具的地位

塑料工业是当今极具活力的一门产业。

塑料是现代主要的工业结构材料之一，广泛应用于汽车、宇航、电子通信、仪器仪表、文体用具、化工、纺织、医药卫生、建筑五金、家用电器、等各个领域。

至2004年，我国塑料制件的年产量已突破2500t。

展望21世纪高分子材料进入质的飞跃发展时期。

从2003年我国模具进口的海关统计资料可知，塑料模具占了模具进口总量的57%，而注塑成型模具在整个塑料模具中占据很大的比例。

注塑模具设计的好坏，决定着注塑成型制件的质量优劣及成品率高低，也就是说，是否能加工出优质价廉的塑料制件，在很大程度上要靠注塑模具设计的合理性和先进性来保证。

现代塑料制件生产中，合理的注塑成型工艺、先进的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素，缺一将一事无成。

尤其是注塑成型模具对完成塑料加工工艺要求、塑料制件使用要求和造型设计骑着重要作用。

高效的、全自动的设备也只有装上能全自动生产的模具才有可能发挥其效能，产品的生产和更新都是以密集制造和创新为前提的。

我国注塑模具生产水平自2004年以来也取得了长足进步。

在大型注塑模具方面，可以生产1219mm电视机的塑料外壳模具、6.5大容量洗衣机洗衣桶的模具以及汽车保险杠、整体仪表板凳塑料模具；在精密注塑模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具等。

这也显示了目前我国注塑模具技术已达到了较高水平，并在国民经济发展过程中将发挥越来越重要的作用。

现在考察某个国家的科学与生产技术水平，塑料的生产与应用情况是重要标志之一。

塑料的加工与应用和塑料工业发展的快慢，对国家科技与生产，以及国民积极发展的巨大影响是不言而喻的。

纵观世界经济的发展，经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具的制造技术能跟上。

目前模具市场仍供不应求，可见研究和发展模具技术、提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展具有特别重要的意义。

在日本模具被誉为“进入富裕社会的原动力”在德国则冠之为“金属加工工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”。

可以断言，随着现代化技术的迅速发展，人们生存在“塑料世界”中，塑料模具在国民经济发展过程中将处于十分重要的地位。

1.2注塑模的现状及发展趋势

随着全球经济一体化进程的不断加快，世界各国对建筑材料、电子通信等诸多领域的塑料制品需求量正在逐年增加，这为模具工业的发展奠定了坚实的基础。

据资料显示，全世界模具年产值约为650亿美元，模具工业的发展已经超越了近年来快速发展的新兴产业——电子工业。

中国模具工业产值仅次于日本和美国，排在世界前三位。

中国经济的告诉发展同样对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的空间。

近十年来，国内模具在数量、质量、技术等方面有了很大的跨越；现在以每年15%左右的增长速度稳步发展。

与发达国家的模具工业相比，我国在精密、大型、复杂、长寿命的高档模具方面依然存在着较大的差距，每年仍需从模具强国井口精密、大型、复杂、长寿命的高档模具。

与国外模具同行相比，我国在模具设计理念、制造工艺、生产周期等方面还存在着较大的差异，这阻碍着我国向模具强国发展。

同时，我国的模具生产仍然供不应求，无法满足模具市场的需求。

而其中主要的模具缺1：

1类型，仍集中于精密、大型、复杂、长寿命的高档模具领域。

在生产能力、生产技术等几方面，我国还未达到国际先进水平，与国际模具的综合竞争能力还存在着较大的差距。

因而，精密、大型、复杂、长寿命的高档模具仍然依靠进口。

我国塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比存在很大的差距。

但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革开放及开放方针引导下，我国注塑模得到迅速发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、无流道、气体辅助、高寿命模具在整个塑料模具产量中所占的比重越来越大。

随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式在今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。

为了满足市场需要，，未来的塑料模具无论是在品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。

展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。

（1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。

（2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。

（3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的RP/RT技术将得到快速发展。

（4）模具设计、加工机各种管理将向数字化、信息化和网络化方向发展。

（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。

（6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。

（7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。

（8）逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。

（9）热流道技术将会迅速发展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。

（10）模具标准化程度将不断提高。

（11）在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。

即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及的回收利用等方面，将越来越考虑其节约资源、重复使用、利用环保，以及可持续发展这一趋向。

1.3课题研究的意义及主要研究内容

结合大学四年所学的理论知识，以及将来所从事的专业，通过这次设计能够正确设计中等复杂程度的塑料模具和常见到的塑料制品，能正确的分析与判断塑料制品成型过程中出现的常见缺陷，将理论知识运用到实践中，并能解决工程中遇到的实际问题。

本设计主要研究的内容如下：

1.对水管堵头进行工艺分析；

2.确定模具型腔的数目、选择分型面、确定型腔的布置方案；

3.选择合理的注塑设备，确定成型机的技术参数；

4.选择模架，确定成型零件、浇注系统、脱模方式、导向机构、温度调节系统；

5.对塑料模的主要零件尺寸进行设计计算；

6.最后绘制注射模的装配图及主要零件图，零件图标注尺寸、公差及技术条件，并对主要零件进行强度校核；

7.撰写毕业设计说明书；

第二章水管堵头的工艺性分析

2.1水管堵头的工艺性分析

水管堵头零件图与立体图如图2．1和图2．2；

图2—1

图2-2

2.2水管堵头的材料选择

成型塑料选择日常生活中常见的塑料——PE，即聚乙烯。

PE为热塑性塑料，加热时变软以致流动，冷却时变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。

这种塑料的基本情况如下：

2.2.1基本特性

聚乙烯为白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能。

易燃烧且离火后继续燃烧。

透水率低，对有机蒸汽透过率则较大。

聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下，透明度随分子量增大而提高。

高密度聚乙烯熔点范围为132-135oC，低密度聚乙烯熔点较低（112oC）且范围宽。

常温下不溶于任何已知溶剂中，70oC以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三率乙烯等溶剂中。

聚乙烯有优异的化学稳定性，室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质，硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。

聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解，在紫外线作用下容易发生降解，碳黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。

受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反映。

2.2.2主要用途

低密度聚乙烯总产量的一半以上经吹塑制成薄膜，这种薄膜有良好的透明性和一定的抗拉强度，广泛用作各种食品、衣物、医药、化肥、工业品的包装材料以及农用薄膜。

也可用挤出法加工成复合薄膜用于包装重物；高密度聚乙烯强度较高，适宜作中空制品。

如牛奶瓶、去污剂瓶；可用吹塑法制成瓶、桶、罐、槽等容器，或用浇铸法制成槽车罐和贮罐等大型容器。

挤出法可生产聚乙烯管材，高密度聚乙烯管强度较高，适于地下铺设；挤出的板材可进行二次加工；也可用发泡挤出和发泡注射法将高密度聚乙烯制成低泡沫塑料，作台板和建筑材料；防护套（例如缆索护套）；用注射成型法生产的杂品包括日用杂品、人造花卉、周转箱、小型容器、自行车和拖拉机的零件等；电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等；制造结构件时要用高密度聚乙烯。

2.2.3成型特点

结晶料,吸湿小,不须充分干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充分.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增大.注意选择浇口位置,防止产生缩孔和变形.收缩范围和收缩值大,方向性明显,易变形翘曲；冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统；加热时间不宜过长,否则会发生分解；软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模；可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂。

PE的主要技术指标

表1—1热物理性能

密度（g/cm3）

0.94—0.96

比热容（j·kg-1k-1）

2300

导热系数

（w·m-1·k-1×10-2）

0.047

线膨胀系数

（