塑料进水管卡口套成型模具设计
目 录
1 引言 1
2 产品结构性能及工艺分析 2
2.1 产品结构性能简介 2
2.2 产品材料工艺分析 3
3 拟定设计方案及设计步骤 3
3.1 设计目标 3
3.2 成型工艺方案 4
3.3 注射成型机的选择 4
3.4 采用方法的选择 5
4 模具工艺方案 6
4.1 型腔数目的确定及分型面的选择 6
4.2 确定浇注系统 7
4.3 成型零件的设计 8
4.4 合模导向机构 12
4.5 斜导柱侧向抽芯机构 12
4.6 脱模顶出机构及复位装置 13
4.7 温度调节系统 16
4.8 排气系统 17
5 标准模架的选择和注射机的校核 18
5.1 选择标准模架 18
5.2 注射机的校核 18
6 模具材料的选择 19
6.1 模具材料的选择 19
7 模具的三维造型 20
结 论 22
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
这次课题研究的是塑料进水管卡口套成型模具设计，采用的注射成型方法。注射成型是塑料制品成型加工中最常用的成型方法，其技术成熟、设备齐全、生产效率极高，几乎适用于所有的热塑性塑料，也可用于成型某些热固性塑料和橡胶，此外还扩展到了陶瓷加工和粉末冶金等领域，产品形式多样，用途十分广泛。近年来，随着汽车、电子、IT、家电等行业的快速发展，人们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
对注射成型制品的精度、形状、功能、成本等提出了更高的要求。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。总的来说，模具行业的发展依赖于下游行业的发展，但由于其产品的广泛运用，不依赖于下游某个具体行业的发展。
2010年中国模具行业产值达1120亿元，同比增长14%，进出口总额达42.58亿美元，其中进口20.62亿美元，出口21.96亿美元，出口首超进口实现贸易顺差。目前，全国已有20多个模具生产集聚区，而且一些新的生产集聚区也已开始逐渐形成规模，据不完全统计，已进入到各地模具生产集聚区（模具城、模具园区等）的企业有2000多家，年总产出规模已达300亿元以上，其中模具约占2/3。
据宇博智业市场研究中心了解，塑料制品行业是我国轻工业的支柱产业，从数据中可以看出，2012年6月份塑料制品产量在陆续增加，增幅在10%左右，中国塑料制品产量近年来保持快速发展，远远高于世界塑料行业4%平均增长速度，目前，中国已步入世界塑料大国行列。
截止到2012年11月当月我国日用塑料制品产量为481138吨，同比增长31.1%。1-11月全国日用塑料制品产量累计4195220吨，同比增长14.9%。
2013年，我国塑料制品行业累计完成产量6188万吨，同比增长8%，其中，农用薄膜累计完成产量187.4万吨，同比增长13.6%。
从中国塑料制品市场深度分析报告了解2014年6月，我国塑料制品的产量为682.96万吨，同比（13年5月623.17万吨）增长9.59%，其中，塑料薄膜6月产量为117.78万吨，同比增长 16.66%；农用薄膜6月产量为16.94万吨，同比增长23.2%；泡沫塑料6月产量为20.85万吨，同比增长18.23%；塑料人造革、合成革6 月产量为35.16万吨，同比增加2.24%；日用塑料制品6月产量为57.74万吨，同比增长20.04%。
我选择的题目是某型机构防尘盖成型模具设计，市场需求量一般。由于防尘盖大多用在温度较高的地方，因此对塑件材料的质量要求较高，且应材质较硬。
2 产品结构性能及工艺分析
2．1 产品结构性能简介
本次毕业设计课题为“塑料进水管卡扣套成型模具设计”，其三维造型（图2-1）。
图2-1 产品三维造型
如图该塑件为塑料进水管卡口套，其外形结构为圆行结构，图中最大外圆直径80mm，拔模斜度13°，锥面上有4个对称凸起的卡槽，卡槽底端与圆面成一定角度，妨碍了模型的脱模过程，底端圆的直径为75mm，与锥面之间有4mm宽的凹槽,也是脱模的难点所在，需要增加侧抽芯过程如下图1中所示，模型的总高度为35mm，要注意卡口的配合要求。其余表面需达到一定的精度要求。
2．2 产品材料工艺分析
该产品在机构中的应用广泛，为了满足使用的要求，选用的材料应具备一定的硬度和尺寸稳定性。根据产品的使用要求和性能要求，该塑件采用上海塑米信息科技有限公司的牌号为52518的HDPE，HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120~160℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940~0.976 g/cm3范围内;结晶度为80%~90%，软化点为125~135℃，使用温度可达100℃;硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯;耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些;化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀;薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低;耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低。
该种塑料的重要参数如表：
性能项目 试验条件 测试方法 测试数据 数据单位
密度 ASTM D-1505 0.952 g/ml
熔体流动速率 190℃/2.16kg ASTM D-1238 18 g/10min
弯曲模量 ASTM D-790 1350 MPa
悬臂梁缺口冲击强度 23℃ ASTM D-256A 25 J/m
维卡软化点 ASTM D-1525 122 ℃
3 设计方案及设计步骤
3．1 设计目标
该塑料制件在进水管上应用，是随着进水管的产量来制订年产量，为中批制造，产品质量为41.5g，考虑一般某一种型号的进水管年产量为60万根左右，因此年产量30万件左右。模具预计寿命为60万件。
3.2.1 成型工艺参数
a）温度 料筒温度240℃、喷嘴温度180℃、模具温度90℃。
1 引言 1
2 产品结构性能及工艺分析 2
2.1 产品结构性能简介 2
2.2 产品材料工艺分析 3
3 拟定设计方案及设计步骤 3
3.1 设计目标 3
3.2 成型工艺方案 4
3.3 注射成型机的选择 4
3.4 采用方法的选择 5
4 模具工艺方案 6
4.1 型腔数目的确定及分型面的选择 6
4.2 确定浇注系统 7
4.3 成型零件的设计 8
4.4 合模导向机构 12
4.5 斜导柱侧向抽芯机构 12
4.6 脱模顶出机构及复位装置 13
4.7 温度调节系统 16
4.8 排气系统 17
5 标准模架的选择和注射机的校核 18
5.1 选择标准模架 18
5.2 注射机的校核 18
6 模具材料的选择 19
6.1 模具材料的选择 19
7 模具的三维造型 20
结 论 22
致 谢 23
参考文献 24
1 引言
这次课题研究的是塑料进水管卡口套成型模具设计，采用的注射成型方法。注射成型是塑料制品成型加工中最常用的成型方法，其技术成熟、设备齐全、生产效率极高，几乎适用于所有的热塑性塑料，也可用于成型某些热固性塑料和橡胶，此外还扩展到了陶瓷加工和粉末冶金等领域，产品形式多样，用途十分广泛。近年来，随着汽车、电子、IT、家电等行业的快速发展，人们 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
对注射成型制品的精度、形状、功能、成本等提出了更高的要求。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。总的来说，模具行业的发展依赖于下游行业的发展，但由于其产品的广泛运用，不依赖于下游某个具体行业的发展。
2010年中国模具行业产值达1120亿元，同比增长14%，进出口总额达42.58亿美元，其中进口20.62亿美元，出口21.96亿美元，出口首超进口实现贸易顺差。目前，全国已有20多个模具生产集聚区，而且一些新的生产集聚区也已开始逐渐形成规模，据不完全统计，已进入到各地模具生产集聚区（模具城、模具园区等）的企业有2000多家，年总产出规模已达300亿元以上，其中模具约占2/3。
据宇博智业市场研究中心了解，塑料制品行业是我国轻工业的支柱产业，从数据中可以看出，2012年6月份塑料制品产量在陆续增加，增幅在10%左右，中国塑料制品产量近年来保持快速发展，远远高于世界塑料行业4%平均增长速度，目前，中国已步入世界塑料大国行列。
截止到2012年11月当月我国日用塑料制品产量为481138吨，同比增长31.1%。1-11月全国日用塑料制品产量累计4195220吨，同比增长14.9%。
2013年，我国塑料制品行业累计完成产量6188万吨，同比增长8%，其中，农用薄膜累计完成产量187.4万吨，同比增长13.6%。
从中国塑料制品市场深度分析报告
我选择的题目是某型机构防尘盖成型模具设计，市场需求量一般。由于防尘盖大多用在温度较高的地方，因此对塑件材料的质量要求较高，且应材质较硬。
2 产品结构性能及工艺分析
2．1 产品结构性能简介
本次毕业设计课题为“塑料进水管卡扣套成型模具设计”，其三维造型（图2-1）。
图2-1 产品三维造型
如图该塑件为塑料进水管卡口套，其外形结构为圆行结构，图中最大外圆直径80mm，拔模斜度13°，锥面上有4个对称凸起的卡槽，卡槽底端与圆面成一定角度，妨碍了模型的脱模过程，底端圆的直径为75mm，与锥面之间有4mm宽的凹槽,也是脱模的难点所在，需要增加侧抽芯过程如下图1中所示，模型的总高度为35mm，要注意卡口的配合要求。其余表面需达到一定的精度要求。
2．2 产品材料工艺分析
该产品在机构中的应用广泛，为了满足使用的要求，选用的材料应具备一定的硬度和尺寸稳定性。根据产品的使用要求和性能要求，该塑件采用上海塑米信息科技有限公司的牌号为52518的HDPE，HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。高密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130℃，相对密度为0.941~0.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。熔化温度120~160℃。对于分子较大的材料，建议熔化温度范围在200~250℃之间。高密度聚乙烯是种白色粉末颗粒状产品，无毒、无味，密度在0.940~0.976 g/cm3范围内;结晶度为80%~90%，软化点为125~135℃，使用温度可达100℃;硬度、拉伸强度和蠕变性优于低密度聚乙烯;耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性均较好，但与低密度绝缘性比较略差些;化学稳定性好，在室温条件下，不溶于任何有机溶剂，耐酸、碱和各种盐类的腐蚀;薄膜对水蒸气和空气的渗透性小、吸水性低;耐老化性能差，耐环境开裂性不如低密度聚乙烯，特别是热氧化作用会使其性能下降，所以，树脂需加入抗氧剂和紫外线吸收剂等来提高改善这方面的不足。高密度聚乙烯薄膜在受力情况下的热变形温度较低。
该种塑料的重要参数如表：
性能项目 试验条件 测试方法 测试数据 数据单位
密度 ASTM D-1505 0.952 g/ml
熔体流动速率 190℃/2.16kg ASTM D-1238 18 g/10min
弯曲模量 ASTM D-790 1350 MPa
悬臂梁缺口冲击强度 23℃ ASTM D-256A 25 J/m
维卡软化点 ASTM D-1525 122 ℃
3 设计方案及设计步骤
3．1 设计目标
该塑料制件在进水管上应用，是随着进水管的产量来制订年产量，为中批制造，产品质量为41.5g，考虑一般某一种型号的进水管年产量为60万根左右，因此年产量30万件左右。模具预计寿命为60万件。
3.2.1 成型工艺参数
a）温度 料筒温度240℃、喷嘴温度180℃、模具温度90℃。
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