塑料三通件模具设计

塑料三通件模具设计

滑有录，安亚君

辽宁工程技术大学，辽宁阜新（123000）

E-mail：laodahuayoulu@

摘要：在本次论文中，通过对塑料三通管的注塑工艺和成型工艺的正确分析，设计了一副一模四腔的塑料模具。分析了该套模具的工作过程；对模具型腔布局、分型面、注射机进行选择；模具试模过程中出现的问题以及解决办法。

关键词：模具；注塑

1. 塑件成型工艺分析

本塑件所选用的材料为HPVC（硬聚氯乙烯）。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，食品包装等。本件取脱模斜度α=50°，直通部分壁厚可取3.5mm，而垂直部分为4mm.采用注塑成形。

图1 三通件

Fig.1 The diagram of draft

为满足大批量生产，采用一模四型腔的结构，其排列方式如图2

图2 排列方式

Fig.2 The diagram of arrange fashion

选择注射机XS-ZY-500的参数如下表1

表1 注射机的参数

Table.1 Table of injection machine’s standard

项目XS-ZY-500 结构形式卧

理论注射量/cm3500

螺杆直径/mm 65

注射压力/MPa 104

螺杆转速/(r/min) 28

锁模力/KN 3500 拉杆内间距/mm 550*650

模板行程/mm 700 最大模具厚度/mm 700

最小模具厚度/mm 300

定位孔直径/mm 150

喷嘴球半径/mm 18

喷嘴口直径/mm 5

2. 分型面及浇注系统

2.1 分型面

图2-1分型面

Fig.2-1 The diagram of parting surface

注射成型模的分型面是其闭合时凹模与凸模相配合的接触面。这样设计的分型面优点： a 确保塑件的成型质量； b 容易清除毛刺及飞边； c 有利于排除模具型腔内的气体； d 动模与定模分开后，有利于出件;

开模时滑块分型面先在斜导柱的作用下首先分型，由于两侧滑块水平运动，所以塑件留在动模一侧，然后通过注塑机顶出机构推动推板将塑件顶出。

2.2浇注系统

a 主流道设计

主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机的喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度，如图3所示。

图3 浇注系统

Fig.2-3 The diagram of molding system

主流道设计优点：

1) 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料的膨胀，主流道设计成锥形，其锥度角为o

o

2~4，对流动性差的塑料，也可取o o

3~6，过大会造成流速减慢，易成涡流。内壁粗糙度为Ra=0.63m µ；

2)主流道大端呈圆角，其半径常取r=1~3mm ，以减小料流转向过度时的阻力； 3)在保证塑件成型良好的情况下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多而影响注射成型；

4)为了使熔融塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径21r =r +(1~2)mm ，其小端直径

D=d+(0.5~1)mm ，凹坑深度常取3~4mm ；

5)由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。如其大端兼作定位环则圆盘凸出定模端面的长度H=5～10mm （参见注射机模板尺寸），也常有将模具定位环与主流道衬套分开设计的；

本设计选用XS-ZY-500注射机其孔径为5mm ，球半径为18mm 。则主流道小孔孔径

2r =5+(1~2)mm 取r 2=6mm ，取主流道球面半径R=19mm ，深为4mm ，定位环直径为

150mm ，定位环与定位孔的配合长度为8mm,主流道锥角3o

α=。 b 分流道的设计

在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。

1）主分流道的形状，主分流道是如图4中的S 型流道。

图4 浇注系统

Fig. 4 The diagram of casting system

为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形，梯形，U 形，半圆形及矩形等，工程设计中常采用梯形截面加工工艺性好，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸[3]：

11

240.2654D W L =

23

H D =

式中: D---梯形大底边的宽度（mm ）；

W---流经分流道的塑料量（g ）； L---分流道的长度（mm ）； H---梯形的高度（mm ）；

梯形的侧面斜角α常取5~10o

o

，本三通管的总质量为110.88g ，分流道的长度预计设计成180mm 长，所以：

11

240.2654110.8818010.2D =××=mm

由于HPVC 的流动性差，形状复杂，故取D 为12mm

2

83

H D =×=

2）主分流道长度分流道要尽可能短，且不能有明显弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。由于成型的原因将分流道设计成S 型，总长大约为180mm 。

3）分流道的表面粗糙度,由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取