s25×12ppr水管外丝直接成型模具设计
塑料的主要成分是树脂，塑料经过成型加工，可以制成具有特定形状和使用价值的塑料制品。塑料制品虽发展历史短，但发展速度惊人，以成为21世纪第四大工业基础材料。大多数塑料制品都是靠模塑进行的，用模具生产的塑料制件具有高精度、高生产率和低消耗的特点。塑料制品的成形质量受模具的设计和制造水平影响。塑料注塑成型是塑料加工的最主要方法之一，世界各国的注射机制造公司都在改善注射机的技术参数来使注射机达到高效、精密、节能和高自动化的水平。 本设计采用注塑模来生产PP-R水管接头，高精度低能耗，适合规模生产。采用一模四腔的形式，两边都有侧抽芯，采用液压缸实现侧型芯。凝料通过流道进入塑件，经保压一段时间后，通过推杆推出塑件，合模时通过复位杆复位，完成一整套动作。在此模具设计中查阅了大量文献，设计过程完整，设计结果合理。 关键词 塑料 模具 注塑模设计 目 录
1 引言 1
1.1 塑料总况 1
1.2 模具行业现状 1
1.3 本课题研究手段 2
2 塑料制件分析 2
2.1 产品结构 2
2.2 产品所用材料 2
2.3 产品体积质量及成型分析 3
3 模具结构设计 3
3.1 型腔数量的确定 3
3.2 模具结构形式的确定 4
3.3 分型面位置的确定 4
3.4 注塑机型号的选定 5
3.4.1 注射量的校核 5
3.4.2 注射压力的校核 5
3.4.3 锁模力的校核 5
3.4.4 安装部分的尺寸校核 6
4 浇注系统的设计 6
4.1 主流道、浇口套、定位环以及分流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
道的设计 6
4.2 浇口的设计 8
5 成形零部件的结构设计 9
5.1 成型零件工作尺寸计算 10
5.2 成型零件强度计算 12
6 导向及脱模机构的设计 12
6.1 导向机构的设计 12
6.2 脱模机构的设计 14
6.2.1 脱模力的计算 14
6.2.2 常用推出机构的设计 14
6.2.3 复位零件 15
7 侧向分型与抽芯机构设计 15
7.1 主要参数额确定 16
8 排气系统设计 17
9 冷却系统设计 17
10 装配总图 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
1.1 塑料总况
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。2001-2014年我国塑料制品产量年均增幅维持在15%以上，2014年塑料制品的累计总产量在7387.8万吨，较2013年同期(6878.8万吨)增长7.4%。未来随着我国改性塑料的技术进步和消费升级，我国塑料制品需要预计可保持10%以上的增速。
我国水管制品市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励水管制品产业向高技术产品方向发展。
所以，选择该课题主要是针对所学的材料成型与控制工程专业而言的，要对该课题有深入的研究，和对注塑模具的相关专业知识有着深入的了解与掌握。
1.2 模具行业现状
模具行业的产品属于生产过程中的中间产品，其需求依赖于下游各行业的需求，世界经济的发展对模具行业的发展有着重要的作用。但是模具行业的下游行业包括汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活用品等多个行业，2005年至今，全球模具行业处于稳步上升阶段，到2013年，市场规模达到860亿美元。即使在2008年，世界经济受到金融海啸的影响而陷入低谷，当年模具行业产值仍然增长3.68%。目前我国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多，也比韩国、新加坡等国家落后,而且国内模具市场过早陷入了价格战的误区，还缺乏自主创新的能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。
1.3 本课题研究手段
在此次课题的制作过程中，我们需要熟练运用CAD/CAM、Pro/E等模具制作软件，这使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具零件的选材、热处理加工工艺、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，将为未来工作适应期奠定坚实的基础。本次毕业设计的课题为《S25×1/2 PPR水管外丝直接成型模具设计》，采用Pro/E对产品的造型，对所学的绘图软件CAD、Pro/E又是一个比较全面的巩固，同时用计算机的仿真检查，可以直观展现自己所设计的模具，模拟注塑模具的工作过程，各个结构的动作可以清楚的观察出来，方便改正不合理的地方。
2 塑料制件分析
2.1 产品结构
零件示意图：
图(1)成品三维图 图(2)金属嵌件三维图
如图是PPR水管外丝成型，属于小型塑件，塑件表面平整光滑，材料为PPR，结构规则，对称，下部分为中空圆柱，外径34mm，内径24mm，上部分是外形为正八边形，中间与金属嵌件结合，总高41mm，金属嵌件加大了工艺的难度，壁厚较厚，制造时间大约50秒，内芯型腔都是活的，加大了设计难度，未注明倒角C1，表面需达到一定的精度要求。
2.2 产品所用材料
PP-R(无规共聚聚丙烯)是第三代聚丙烯管道专用料，又称为三型聚丙烯。它克服了均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的缺点，具有良好的抗冲击性能，具备长期热性能，在相同温度和内压条件下使用寿命更长。试验证明，PP-R是非常理想的管道产品。
PP-R管材除具有一般塑料管材重量轻、强度好、耐腐蚀、不结垢使用寿命长等优点外，无毒、卫生、绿色、环保。PP—R原料属聚烯烃，其分子由碳、氢元素组成，无毒，卫生，环保。耐热，保温，节能。PP-R管维卡软化温度为131.3℃，最高使用温度为95℃，长期(50年)使用温度可高达70℃。该产品的导热系数为0.24W/(m℃)，仅为钢管导热系数的1/200，用于热水管道保温节能效果极佳。安装方便、可靠。采用热熔同质连接，与金属及用水器连接，采用优质金属嵌件管件，安全可靠。选用余姚市扬子石化的PP s1004，售价127000元/吨。具体参数如下：
表1 PP-R S2.5性能参数
2.3 产品体积质量及成型分析
该塑料制件在水管接头，为高批量制造，产品质量为18g，因此年产量70万件左右。模具预计寿命为95万件。根据PPR塑料的抗冲击韧性和易于塑性成型性，采用注塑成型，注塑机拟选用JN128型。本设计采用注射成型方法,它具备以下特点：成型周期短，能一次成型复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；对成型各种塑料的适应性强。
3 模具结构设计
3.1 型腔数量的确定
当型腔充满高压塑料熔体时，它会产生一个沿注射机的轴向的很大的推力。这推力应小于注射机额定锁模力，否则在注射成型将锁模不紧，发生泄漏材料的现象。所以
P注A
--塑料的平均收缩率；
--塑件外形径向基本尺寸的公差值，mm；
--型腔基本尺寸的制造公差；
根据塑件的要求，取塑件尺寸精度等级为MT4、制造公差等级为IT7。
1 引言 1
1.1 塑料总况 1
1.2 模具行业现状 1
1.3 本课题研究手段 2
2 塑料制件分析 2
2.1 产品结构 2
2.2 产品所用材料 2
2.3 产品体积质量及成型分析 3
3 模具结构设计 3
3.1 型腔数量的确定 3
3.2 模具结构形式的确定 4
3.3 分型面位置的确定 4
3.4 注塑机型号的选定 5
3.4.1 注射量的校核 5
3.4.2 注射压力的校核 5
3.4.3 锁模力的校核 5
3.4.4 安装部分的尺寸校核 6
4 浇注系统的设计 6
4.1 主流道、浇口套、定位环以及分流 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
道的设计 6
4.2 浇口的设计 8
5 成形零部件的结构设计 9
5.1 成型零件工作尺寸计算 10
5.2 成型零件强度计算 12
6 导向及脱模机构的设计 12
6.1 导向机构的设计 12
6.2 脱模机构的设计 14
6.2.1 脱模力的计算 14
6.2.2 常用推出机构的设计 14
6.2.3 复位零件 15
7 侧向分型与抽芯机构设计 15
7.1 主要参数额确定 16
8 排气系统设计 17
9 冷却系统设计 17
10 装配总图 18
结 论 21
致 谢 22
参 考 文 献 23
1 引言
1.1 塑料总况
塑料制品是采用塑料为主要原料加工而成的生活用品、工业用品的统称。2001-2014年我国塑料制品产量年均增幅维持在15%以上，2014年塑料制品的累计总产量在7387.8万吨，较2013年同期(6878.8万吨)增长7.4%。未来随着我国改性塑料的技术进步和消费升级，我国塑料制品需要预计可保持10%以上的增速。
我国水管制品市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励水管制品产业向高技术产品方向发展。
所以，选择该课题主要是针对所学的材料成型与控制工程专业而言的，要对该课题有深入的研究，和对注塑模具的相关专业知识有着深入的了解与掌握。
1.2 模具行业现状
模具行业的产品属于生产过程中的中间产品，其需求依赖于下游各行业的需求，世界经济的发展对模具行业的发展有着重要的作用。但是模具行业的下游行业包括汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活用品等多个行业，2005年至今，全球模具行业处于稳步上升阶段，到2013年，市场规模达到860亿美元。即使在2008年，世界经济受到金融海啸的影响而陷入低谷，当年模具行业产值仍然增长3.68%。目前我国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多，也比韩国、新加坡等国家落后,而且国内模具市场过早陷入了价格战的误区，还缺乏自主创新的能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。
1.3 本课题研究手段
在此次课题的制作过程中，我们需要熟练运用CAD/CAM、Pro/E等模具制作软件，这使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具零件的选材、热处理加工工艺、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，将为未来工作适应期奠定坚实的基础。本次毕业设计的课题为《S25×1/2 PPR水管外丝直接成型模具设计》，采用Pro/E对产品的造型，对所学的绘图软件CAD、Pro/E又是一个比较全面的巩固，同时用计算机的仿真检查，可以直观展现自己所设计的模具，模拟注塑模具的工作过程，各个结构的动作可以清楚的观察出来，方便改正不合理的地方。
2 塑料制件分析
2.1 产品结构
零件示意图：
图(1)成品三维图 图(2)金属嵌件三维图
如图是PPR水管外丝成型，属于小型塑件，塑件表面平整光滑，材料为PPR，结构规则，对称，下部分为中空圆柱，外径34mm，内径24mm，上部分是外形为正八边形，中间与金属嵌件结合，总高41mm，金属嵌件加大了工艺的难度，壁厚较厚，制造时间大约50秒，内芯型腔都是活的，加大了设计难度，未注明倒角C1，表面需达到一定的精度要求。
2.2 产品所用材料
PP-R(无规共聚聚丙烯)是第三代聚丙烯管道专用料，又称为三型聚丙烯。它克服了均聚聚丙烯和嵌段共聚聚丙烯的缺点，具有良好的抗冲击性能，具备长期热性能，在相同温度和内压条件下使用寿命更长。试验证明，PP-R是非常理想的管道产品。
PP-R管材除具有一般塑料管材重量轻、强度好、耐腐蚀、不结垢使用寿命长等优点外，无毒、卫生、绿色、环保。PP—R原料属聚烯烃，其分子由碳、氢元素组成，无毒，卫生，环保。耐热，保温，节能。PP-R管维卡软化温度为131.3℃，最高使用温度为95℃，长期(50年)使用温度可高达70℃。该产品的导热系数为0.24W/(m℃)，仅为钢管导热系数的1/200，用于热水管道保温节能效果极佳。安装方便、可靠。采用热熔同质连接，与金属及用水器连接，采用优质金属嵌件管件，安全可靠。选用余姚市扬子石化的PP s1004，售价127000元/吨。具体参数如下：
表1 PP-R S2.5性能参数
2.3 产品体积质量及成型分析
该塑料制件在水管接头，为高批量制造，产品质量为18g，因此年产量70万件左右。模具预计寿命为95万件。根据PPR塑料的抗冲击韧性和易于塑性成型性，采用注塑成型，注塑机拟选用JN128型。本设计采用注射成型方法,它具备以下特点：成型周期短，能一次成型复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的塑料制件；对成型各种塑料的适应性强。
3 模具结构设计
3.1 型腔数量的确定
当型腔充满高压塑料熔体时，它会产生一个沿注射机的轴向的很大的推力。这推力应小于注射机额定锁模力，否则在注射成型将锁模不紧，发生泄漏材料的现象。所以
P注A
--塑料的平均收缩率；
--塑件外形径向基本尺寸的公差值，mm；
--型腔基本尺寸的制造公差；
根据塑件的要求，取塑件尺寸精度等级为MT4、制造公差等级为IT7。
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