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 52. 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oo2~4，对流动性差的塑料，也可取o o3~6，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3oα=。

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]：11240.2654D W L =23H 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5~10oo，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：11240.2654110.8818010.2D =××=mm由于HPVC 的流动性差，形状复杂，故取D 为12mm283H 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，一般取图7动模结构Fig.7 The diagram of movingmold structure1.6m µ 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。

实际加工时，用铣床铣出流道后，少为省一下模，省掉加工纹理就行了，省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配备了专业的省模女工，即用打磨机，沙纸，油石等打磨工具将模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。

4）分流道的布置形式分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种 不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。

本模具的流道布置形式采用平衡式。

C 浇口形状模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设3. 模具设计4. 结论本套模具共有两个分型面。

分别是两滑块之间的主分型面和滑块与推板之间的次分型面；开模时，在注射机开模力的作用下，凸模与凹模逐渐分开，同时斜导柱带动滑块完成抽芯，制品及浇口都留在动模。

顶出时，注射机上的推杆推动顶出底板，接着顶出底板带动推杆推动推板使制品脱离动模，浇口则由两滑块之间的冷料槽拉出。

当制品推出动模后，推板使制品自行脱模，再由人工取下塑件。

合模时，注射机上的推杆退回，顶出底板在回程杆的作用下复位。

合模前，凸模与凹模的配合都是靠四根定位导柱精确定位，凸模向凹模靠拢，同时滑块在斜导柱的作用下合上，接着逐渐合上整个模具。

参考文献[1] 申长雨. 塑料注塑成型工艺[J].工程塑料应用,1999,27(7):28;[2] 王文广,田宝善,田雁晨. 塑料注射模具设计技巧与实例[M]. 化学工业出版社,2003[3] 李海梅, 申长雨. 注射成型及模具设计实用技术[M]. 化学工业出版社,2002;[4] 李海梅. 注塑模浇注系统的计算机辅助设计软件[J]. 中国塑料, 1996,10(6):88-92;Design of the Three-Way Pipe Injection MoldHUA Youlu, AN YajunLiaoning Project Technology University（123000）AbstractIn this paper, through the correct analysis of the injection and molding technology of the plastic three-way pipe, I have designed a plastic mold with four cavities. the slide movement form and the slanting guide pin’s parameter computation, the core and the ejector pin’s fixed form and so on. Meanwhile in the design process, the set concert of the slanting guide pin with the guide bushing and the slanting guide pin with the slide and so on; the question as well as solution which in the mold test process appeared ,the movement of the mold have been introduced.Keywords: injection, mold。