侧抽芯机构分析及三通管注射模具设计.docx

1、1 绪论1.1 注塑成型概述近年来，随着我国经济的腾飞，塑料成型加工机械和成型模具发展十分迅速，高效，自动化，大型，微型，精密，高寿命的模具在整个模具行业中所占的比例越来越大。我国大型、复杂、精密、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，不少种类模具已能替代进口模具，模具CAD/CAM技术得到了较快推广应用并取得了良好效果，快速成形制造技术和设备有了长足发展并已开始进入实用推广阶段，高速铣等新一代制造技术已被人们重视并开始应用。从模具使用角度来说，要求高效，自动化，操作简便；从模具制造角度，要求结构合理，制造容易，低成本。现代塑料制品生产中，合理的加工工艺，高效的设备，先进的模具是必不可少的三项重要

2、因素。模具与其他机械产品比较，一个重要特点就是技术含量高、净产值比重大。随着化工、轻工产业的快速发展，我国的模具工业近年来一直以每年1315左右的增长速度高速发展，而各行业对模具的要求也越来越高。面对市场的变化，有着高技术含量的模具正在市场上崭露头角。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外模具工业建设和模具生产的经验，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。注塑成型是热塑性塑料制件最重要的加工方法。用此方法加工成型的塑料制件，其品种与样式之多是其他成型方法无可比拟的。起过程是借助与螺杆的推力，将已

3、塑化的塑料熔体注入闭合的模具型腔内，经冷却固化定型后开模得到塑件。因此，构成注塑成型的三个必要条件：一是塑件必须以熔融状态进入模腔；二是塑料溶体必须要有足够的压力和流速，以确保及时的充满整个模腔的各个角落；三是需有符合制件形状和尺寸并满足成型工艺的要求的模具。注塑成型技术与其他成型技术相比较有其独特的优势，表现在以下几个方面：其一是成型物料的熔融塑化和流动造型是分别是在塑料筒和模腔两处进行，模具可以始终处于是溶体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期；其二是先锁紧模具然后才将塑料溶体注入，加之具有良好的流动性的溶体对模腔的磨损很小，因而可以用一套模具大批量成型复杂零件，表面图形与标记

4、清晰和尺寸精度较高的制品；其三是成型过程的合模、加料、塑化、注塑、启模和顶出制品等全部成型操作均由注塑机自动完成，从而使注塑工艺容易全自动化和实现程序控制。但我们也要看到注塑成型的不足之处，由于冷却条件的限制，很难用这种技术制的无缺陷、壁厚的变化又较大的热塑性塑料制品，另外由于注塑机和注塑模具的造价很高，成型设备的启始投资较大，所以注塑技术不适合于小批量制品的生产。注塑成型又称注射模塑或注射成型，是热塑性塑料制品成型的一种重要方法。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各种形状、满足众多要求的塑料制件。注塑成型已经成功地运用于某些热固性塑料制件、

5、甚至橡胶制品的工业生产中。注塑成型的过程是，将粒状或粉状塑料从注射机的料斗送入加热的料筒，经加热塑化成熔融状态，由螺杆（或柱塞）施加压力而通过料筒底部的喷嘴注入低温的、闭合的模具型腔中，经冷却硬化而保持模腔所赋予的形样，开模取得所注塑成型塑件，在操作上完成了一个周期。注塑成型是塑料模塑成型的一种重要方法，生产中已有广泛的应用。它具有以下几方面的特点：成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸准确、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。目前，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此方法成型，某些热固性塑料也可以采用注塑成型。生产效率高，易于实现自动化生产。注塑成型所需设备昂贵，模

6、具结构比较复杂，制造成本高，所以注塑成型特别适合大批量生产。1.2 PVC塑料的现状和前景PVC可分为软PVC和硬PVC。其中硬PVC大约占市场的2/3，软PVC占1/3。软PVC一般用于地板、天花板以及皮革的表层，但由于软PVC中含有柔软剂(这也是软PVC与硬PVC的区别)，容易变脆,不易保存，所以其使用范围受到了局限。硬PVC不含柔软剂，因此柔韧性好，易成型，不易脆，无毒无污染，保存时间长，因此具有很大的 开发应用价值。下文均简称PVC。PVC的本质是一种真空吸塑膜，用于各类面板的表层包装，所以又被称为装饰 膜、附胶膜，应用于建材、包装、医药等诸多行业。其中建材行业占的比重最大，为60%，

7、其次是包装行业，还有其他若干小范围应用的行业。1.3 PVC塑料注塑工艺分析PVC （聚氯乙烯）化学和物理特性 刚性PVC是使用最广泛的塑料材料之一。PVC材料是一种非结晶性材料。 PVC材料在实际使用中经常加入稳定剂、润滑剂、辅助加工剂、色料、抗冲击剂及其它添加剂。PVC材料具有不易燃性、高强度、耐气侯变化性以及优良的几何稳定性。 PVC对氧化剂、还原剂和强酸都有很强的抵抗力。然而它能够被浓氧化酸如浓硫酸、浓硝酸所腐蚀并且也不适用与芳香烃、氯化烃接触的场合。PVC在加工时熔化温度是一个非常重要的工艺参数，如果此参数不当将导致材料分解的问题。 PVC的流动特性相当差，其工艺范围很窄。特别是大分

8、子量的PVC材料更难于加工（这种材料通常要加入润滑剂改善流动特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。 PVC的收缩率相当低，一般为0.20.6%。注塑模工艺条件熔化温度：185205 模具温度：2050注射压力：可大到1500bar 保压压力：可大到1000bar 注射速度：为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。流道和浇口:所有常规的浇口都可以使用。如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。典型用途 供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械

9、，食品包装等。2 注塑模侧分型机构分析当塑料有侧壁孔、凹穴、凸台结构时，采用侧抽芯机构。此产品由于带有侧壁孔，故采用侧抽芯机构。侧分型机构可分为三类：（1）手动侧分型与抽芯机构操作麻烦、工人劳动强度大、生产效率低，但模具结构简单、制造成本低，常用于产品试制、小批量生产或无法采用其他侧分型机构的场合。（2）液压或气动侧分型与抽芯机构用于抽拔力较大，侧拔距离较长的场合，例如大型管状塑件生产，抽拔动作比较平稳，但液压或气动装置成本较高。（3）机动侧分型与抽芯机构利用注塑机开模力作动力，通过有关传动零件施力于侧向成型零件，将模具侧向分型，合模时又靠它使侧向成型零件复位。这类机构虽然结构比较复杂，但分型

10、无需手工操作、生产效率高。根据传动零件的不同，又可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块等许多不同类型机构。 图2-2 弯销抽芯1挡板2锁紧块3弯销4滑块2.1 斜导柱侧分型机构顶出时，推杆6推动动模套版4，同时斜销2拔动滑块3完成抽芯并将制品从型芯5上脱出。定模板1带有锥形套对滑块锁紧，适用于具有较大胀型力的场合。斜导柱侧分型机构是利用斜导柱等零件把开模传递给侧向成型块使之产生侧向运动完成分型动作。这类侧向分型机构的特点是结构紧凑、动作安全可靠、加工制造方便，是注塑模常用的分型机构但它的抽拔力和抽拔距离受到模具结构的限制，一般使用于抽拔力不大及抽拔距离小于6080mm的场合。2.2 弯销侧分型机构

11、弯销侧分型机构的工作原理和斜导柱侧分型机构相似，所不同的是在结构上以矩形截面的弯销代替了斜导柱，因此，弯销侧分型机构衽离不开滑块得道滑、注射时侧型芯得锁紧和侧抽芯结束时滑块的定位这三大要素。图2.2所示是弯销侧分型机构的典型结构。开模空行程间隙后，弯销3拨动滑块4完成抽芯，锁紧块2对滑块锁紧，挡板1对滑块限位。 图2-3 液压抽芯机构 1液压缸 2支架 3滑块 4拉杆 5动模板通常，弯销及其导滑孔的制造困难一些，但弯销侧抽芯也有斜导柱不及的优点：一、强度高，可采用较大的倾斜角。弯销一般采用矩形截面，抗弯截面系数比斜导柱大，因此抗弯强度较高，可以采用较大的倾斜角，所以在开模距相同的条件下，使用弯

12、销可比斜导柱获得较大的抽拔距。利用弯销的高抗弯强度，在注射熔料对侧型芯总压力不大时，可在弯销前端设置一个支承块，对侧型芯滑块起到锁紧作用，而简化模具结构；但在熔料对侧型芯总压力较大时，仍应考虑设置楔紧块，以锁紧弯销或直接锁紧滑块。二、可以延时分型。由于塑件的特殊或模具结构的需要，弯销还可以延时侧抽芯。2.3 液压侧抽芯机构液压缸1，通过支架2固定于动模板5，液压缸1的话赛杆通过拉杆4于滑块3的T型槽直接连接。滑块3在动模板5的槽中滑动，并通过液压缸1中活塞的往复运动，实现抽芯及复位。此种结构结构紧凑。2.4 斜导槽侧向分型与抽芯机构滚轮4套在穿过滑块4的轴上，开模过程中，滚轮4沿滑块3的斜槽运

13、动，与此同时，滑块2做侧向移动完成抽芯。闭模状态时，锁紧块1对滑块进行缩进。特点：模具结构紧凑，抽芯稳定可靠，选取大抽拔角度，能满足较长的抽拔距离，滚动轴承与滑板导滑槽相配，摩擦阻力小。3 工艺分析及工艺方案的确定3.1.1 PVC的物理性能PVC是一种具有良好综合性能的工程塑料，它具有聚氯乙烯的良好成型性，其抗拉强度可达70180MP。PVC的粘度适中，流动性差。他的另一个优点是耐气候性，其制品的使用温度范围为4060。PVC设定料温在150200之间，模温在3045之间。PVC塑料密度1.38g/，弹性模量E2900-3400 MPa，成型收缩率0.2%0.8%。 3.1.2 塑件形状分析

14、 三通管接头如图3.1所示，直径20mm直型管长70mm，且两端有M36mm的外螺纹，在直型管的中部有一直径32mm的垂直接管。该零件材料为PVC，表面要求光滑，不允许有飞边、凹痕等缺陷。需三向侧抽芯图3.132模架型式及规格3.2.1模架概述模具设计主要是形成产品外形的凹、凸模零件以及开模和脱模方式的设计，模具上的大部分零部件可以直接选购由专门厂家生产的标准件，尤其是模架的直接选购，大大节约了模具制造时间和费用。现在，厂家设计制造出一套中等复杂程度的注塑模具，10天左右的时间即可完成。模具标准件在不同的国家和地区有小小的差别，主要是在品种和名称上有区别，但所具有的结构基本上是一样的。这次设计

15、的模具标准是流行于广东珠江三角洲地区的港台标准，与国家的标准结构基本上是一样的，在型号命名及品种分类上有些不同。3.2.2模架的分类按进料口（浇口）的形式模架分为大水口模架和小水口模架两大类，香港地区将浇口称为水口，大水口模架指采用除点浇口外的其他浇口形式的模具（二板式模具）所选用的模架，小水口模架指进料口采用点浇口模具（三板式）所选用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四种型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八种型式，其中以D字母开头的四种型号适用于自动断浇口模具的模架3。3.2.3模架的选择模具的设计采用。而模架的大小是由模芯的大小来确定的，根据经验数据和模架库的选择，再加上抽芯机构的摆放位置。为了配合注塑机使用大多数采用工字模。4 进行注塑工艺设计V= (436210)3+4402120+4402120-420270-420225 80.33cm34.1工艺参数计算4.1.1 塑件体积和质量的计算假设塑件是一个实体，再减去中间空心部分的体积。则近似塑件体积V= (436210)3+