供水管墙用塑料卡成型模具设计
供水管墙用塑料卡成型模具设计
本文介绍了供水管墙用塑料卡成型模具设计的设计过程。运用PRO/E进行型芯型腔以及模架的设计，通过AutoCAD绘图软件对模具的结构进行了全面的描述。本文对注塑机进行了选择和校核，对该塑件进行了结构分析和成型工艺的分析，并且在文中对注射模具的成型部分、浇注系统、导向机构、侧抽芯机构、脱模机构和温度调节系统等进行了的详细的分析与设计。本次设计的难点主要是产品的造型设计，以及塑件上下部分五个不同方向的滑块和斜导柱组成的侧抽芯机构设计。
关键词 供水管墙用塑料卡，成型模具，哈夫块，PRO/E，AutoCAD
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 设计方案及设计步骤 5
3．1 设计目标5
3．2 成型工艺方案 5
3．3 注射成型机的选择 5
3．4 采用设计方法的选择7
4 模具工艺方案 7
4．1 型腔数目的确定及分型面选择7
4．2 确定浇注系统8
4．3 成型零部件的设计10
4．8 排气系统 18
5 标准模架的选择和注射机的校核 19
5．1 选择标准模架 19
5．2 注射机的校核 19
6 模具材料的选择20
6．1 模具材料的选择20
7 模具的三维造型 21
结 论22
参 考 文 献 24
1 引言
这次课题研究的是供水管墙用塑料卡成型模具设计，采用的是注射成型的方法。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。
2006 年～2012 年中国塑料模具行业市场规模 表1
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。 表2
2008年，我国精密塑料模具市场规模为146.3亿元，但同年我国塑料模具进口额达到10.45亿元，主要为大型精密复杂模具，国内精密塑料模具市场大半需求仍需从国外进口。由于国内外模具企业人工费用的巨大差距，国外模具一般是国内同精度模具价格的三倍甚至更高，国内拥有精密塑料模具设计和加工制造能力的模具企业拥有巨大的市场空间
《中国模具工业“十二五”规划》（以下简称“《规划》”）出台，为中国模具工业未来五年的发展制定了明确的发展目标和战略定位。《规划》指出，2015年中国模具工业总销售额1740亿元，其中出口模具达到40亿美元。
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“供水管墙用塑料卡成型模具设计”，其三维造型如图2所示。
图2 产品三维造型
整个塑件质量为11.6g。其外形结构比较简单，由卡管的圆弧部分、圆弧两侧耳边部分和陷入墙体的特殊结构部分组成，卡体有锥度，总长度79mm，最大圆断面距圆弧口平面49mm，圆弧外径29mm，内径24mm，锥形圆管厚度2.5mm，圆弧侧面最小厚度19.92mm，耳边部分高15mm，半圆柱半径8mm，相距28mm，钉孔直径3mm，中心圆柱平端面距圆弧平面距离为45mm，尾部为锥形圆柱开了缺口，小端直径为11mm，大端直径为12mm，缺口截面小端宽度为5mm，大端宽度为8mm，卡件中心开有两个孔，小孔直径为4mm，深度也为4,mm，大孔直径为6mm。总体积为12205.5mm3。
2．2 产品材料工艺分析
该产品在生活中的应用广泛，为了满足使用的要求，选用的材料应具备一定的硬度、耐腐蚀性和尺寸稳定性。根据产品的使用要求和性能要求，该塑件采用高密度聚乙烯
（HDPE）材料。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，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，机械强度好等优点。可选择上海石化所生产的牌号为YGH041的原料，价格为7800元/吨。
【基本特性】高密度聚乙烯是一种不透明白色腊状材料，比重比水轻，比重为0.941~0.960，柔软而且有韧性，但比LDPE略硬，也略能伸长，无毒，无味。
【燃烧特性】易燃，离火后能继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端呈蓝色，燃烧时会熔融，有液体滴落，无黑烟冒出，同时，发出石蜡燃烧时发出的气味。
【主要优点】耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，低温时，仍能保持一定的韧性。表面硬度，拉伸强度，刚性等机械强度都高于LDPE，接近于PP，比PP韧，但表面光洁度不如PP。
【主要缺点】机械性能差，透气差，易变形，易老化，易发脆，脆性低于PP，易应力开裂，表面硬度低，易刮伤。难印刷，印刷时，需进行表面放电处理，不能电镀，表面无光泽。
【应用场合】用于挤出包装薄膜，绳索，编织袋，渔网，水管；注塑低档日用品及外壳，非承载荷构件，胶箱，周转箱；挤出吹塑容器，中空制品，瓶子。
本文介绍了供水管墙用塑料卡成型模具设计的设计过程。运用PRO/E进行型芯型腔以及模架的设计，通过AutoCAD绘图软件对模具的结构进行了全面的描述。本文对注塑机进行了选择和校核，对该塑件进行了结构分析和成型工艺的分析，并且在文中对注射模具的成型部分、浇注系统、导向机构、侧抽芯机构、脱模机构和温度调节系统等进行了的详细的分析与设计。本次设计的难点主要是产品的造型设计，以及塑件上下部分五个不同方向的滑块和斜导柱组成的侧抽芯机构设计。
关键词 供水管墙用塑料卡，成型模具，哈夫块，PRO/E，AutoCAD
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 设计方案及设计步骤 5
3．1 设计目标5
3．2 成型工艺方案 5
3．3 注射成型机的选择 5
3．4 采用设计方法的选择7
4 模具工艺方案 7
4．1 型腔数目的确定及分型面选择7
4．2 确定浇注系统8
4．3 成型零部件的设计10
4．8 排气系统 18
5 标准模架的选择和注射机的校核 19
5．1 选择标准模架 19
5．2 注射机的校核 19
6 模具材料的选择20
6．1 模具材料的选择20
7 模具的三维造型 21
结 论22
参 考 文 献 24
1 引言
这次课题研究的是供水管墙用塑料卡成型模具设计，采用的是注射成型的方法。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。
2006 年～2012 年中国塑料模具行业市场规模 表1
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。 表2
2008年，我国精密塑料模具市场规模为146.3亿元，但同年我国塑料模具进口额达到10.45亿元，主要为大型精密复杂模具，国内精密塑料模具市场大半需求仍需从国外进口。由于国内外模具企业人工费用的巨大差距，国外模具一般是国内同精度模具价格的三倍甚至更高，国内拥有精密塑料模具设计和加工制造能力的模具企业拥有巨大的市场空间
《中国模具工业“十二五”规划》（以下简称“《规划》”）出台，为中国模具工业未来五年的发展制定了明确的发展目标和战略定位。《规划》指出，2015年中国模具工业总销售额1740亿元，其中出口模具达到40亿美元。
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“供水管墙用塑料卡成型模具设计”，其三维造型如图2所示。
图2 产品三维造型
整个塑件质量为11.6g。其外形结构比较简单，由卡管的圆弧部分、圆弧两侧耳边部分和陷入墙体的特殊结构部分组成，卡体有锥度，总长度79mm，最大圆断面距圆弧口平面49mm，圆弧外径29mm，内径24mm，锥形圆管厚度2.5mm，圆弧侧面最小厚度19.92mm，耳边部分高15mm，半圆柱半径8mm，相距28mm，钉孔直径3mm，中心圆柱平端面距圆弧平面距离为45mm，尾部为锥形圆柱开了缺口，小端直径为11mm，大端直径为12mm，缺口截面小端宽度为5mm，大端宽度为8mm，卡件中心开有两个孔，小孔直径为4mm，深度也为4,mm，大孔直径为6mm。总体积为12205.5mm3。
2．2 产品材料工艺分析
该产品在生活中的应用广泛，为了满足使用的要求，选用的材料应具备一定的硬度、耐腐蚀性和尺寸稳定性。根据产品的使用要求和性能要求，该塑件采用高密度聚乙烯
（HDPE）材料。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，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，机械强度好等优点。可选择上海石化所生产的牌号为YGH041的原料，价格为7800元/吨。
【基本特性】高密度聚乙烯是一种不透明白色腊状材料，比重比水轻，比重为0.941~0.960，柔软而且有韧性，但比LDPE略硬，也略能伸长，无毒，无味。
【燃烧特性】易燃，离火后能继续燃烧，火焰上端呈黄色，下端呈蓝色，燃烧时会熔融，有液体滴落，无黑烟冒出，同时，发出石蜡燃烧时发出的气味。
【主要优点】耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，低温时，仍能保持一定的韧性。表面硬度，拉伸强度，刚性等机械强度都高于LDPE，接近于PP，比PP韧，但表面光洁度不如PP。
【主要缺点】机械性能差，透气差，易变形，易老化，易发脆，脆性低于PP，易应力开裂，表面硬度低，易刮伤。难印刷，印刷时，需进行表面放电处理，不能电镀，表面无光泽。
【应用场合】用于挤出包装薄膜，绳索，编织袋，渔网，水管；注塑低档日用品及外壳，非承载荷构件，胶箱，周转箱；挤出吹塑容器，中空制品，瓶子。
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