内螺纹管接头注塑模具设计（说明书+CAD图纸）
摘要：
本模具是一个内螺纹管接头的注塑模具。设计内容包括介绍注塑成型技术的发展过程及零件注塑模具的设计。塑料注塑模的设计计算包括模具结构设计、注塑机的选用、浇注系统的设计等方面。
关键词：
塑料、注塑模、注塑机
第一章 绪 论
第一节 注塑成型技术的发展
一、 注塑成型技术发展概况
注塑成型是一种注射兼模塑的成型方法，又称注射成型。通用注塑方法是将聚合物组分的粒料或粉料放入注塑机的料筒内，经过加热、压缩、剪切、混合和输送作用，使物料进行均化和熔融。这一过程又称塑化。然后再借助于柱塞或螺杆向熔化好的聚合物熔体施加压力，则高温熔体便通过料筒前面的喷嘴和模具的浇道系统射入预先闭合好的低温模腔中，再经冷却定型就可开启模具，顶出制品，得到具有一定几何形状和精度的塑料制品。
上述这种通用注塑方法，是塑料成型加工最普遍也是最早的成型方法。早在工业革命末期，塑料、橡胶才开始面世，而最初发明的成型方法就是注塑成型法。
1862年英国亚历山大﹒柏士（Alexander Par Kes）展出了用注塑成型制成的塑料梳子、伞柄和其他制品。当时希望使用在电器工业上，需要能够代替天然石蜡、树脂、角质、虫胶和天然橡胶作为电绝缘体的新材料。“柏士”塑料的主要成分是硝酸纤维素再加上少量其它物质，可使它具有塑性和其它物理机械等性质。
1869年英国一位印刷员海特（Hytt）改良了“柏士”塑料，制成了赛璐铬，但仍以硝酸纤维素（CN）为主，1879年他把赛璐铬注入一模出六个制品的模具中，这个模子已有主流道、分流道和浇口。实际上，在注塑成型之前，已经有了橡胶挤出机和金属压铸机。如在1845～1850年修筑英法的第一条海底电缆时，就是利用挤出机在外层包上橡胶生产出来的。直至20年以后才有热塑性聚合物面世。
1979年Gray在英国发明了第一部螺旋挤出机。差不多在同一时期，有人设计出更多的机型。在聚合物材料和注塑成型方法的发展中，聚合物材料和机器有着十分密切的联系，两者是相辅相成的。
由于赛璐铬可燃性强，不适宜注塑，直到1919年Eichengrun推出醋酸纤维素（CA）后，注塑技术才得到了进一步的发展。
1920年注塑已发展成为工业化的加工方法，可以使热塑性材料聚合物生产出复杂的制品。1926年在市场上已出售注射量为56.7g（20Z）用压缩空气推动的活塞式注塑机；1930年在德国和美国已有电力驱动的注塑机；英国FR Ncisshaw LTD还发明了压缩空气油压注塑机。
料筒是注塑机的心脏，Hans Gastrovl在1932年发明了有分流梭的料筒，增大了聚合物材料的加热面积，克服了塑料导热性差、受力不均匀等缺点。但是分流梭却占去了料筒内的一部分容积，增加了阻力，是熔体注入模腔困难。
1930年美国赛璐铬公司开发了螺杆熔料器式注射法。1940年德国BASF公司又发明了螺杆直射注塑法，但是当时仍受到聚合物品的限制而没有很大的发展，直到第二次世界大战后，工程用的聚合无品种增加并相继投入工业化生产，才使注塑成型得到迅速的发展。
70年代以来是整个塑料工业发展的重要历史时期，从民用塑料开发转向工程塑料是这个时期的主要特征之一。推动这种转变的重要因素是世界能源危机和金属材料价格的上涨。因而迫使人们大力发展过程塑料，实现“以塑代钢”、“以塑代木”、以石料代替其它非金属工业材料的愿望。在此期间除了对原有过程塑料进行共混改性外，还创造了许多新型高分子材料。这些新型高分子材料的诞生对注塑技术提出了更高的要求。
现在世界工程塑料的销售量正以10%的速度增长。在工程塑料中由30%采用注塑成型，其产品虽然只占全部注塑制品产量的20%，但总产量却占40%。如ABS经共混改性后，如今已有40多个品种，其中绝大部分用于注塑成型，聚苯乙烯（PS）、聚碳酸酯（PC）、聚酯等类经过共混改性后可注塑成各种“塑料合金”制品，作各种结构零件，广泛地应用在汽车、机械、航空、宇航、建筑等行业中。由热弹性体TPR、TRE和“亚加力”共混后，再加入不同的增塑剂，可注塑成各种电子工业零件；用玻璃纤维增强的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PETP）、聚对二甲酸丁二醇酯（PBTP）热塑性聚酯塑料可注塑成型各种轴套、齿轮、滚轮等机械零件，使其热变形温度可达224C，弯曲强度达176.5MPa（1800kgf/cm^2）。俗称“赛钢”、“夺钢”的缩醛塑料是一种由聚甲醛衍生出来的甲醛环状三聚物；再加上25%玻璃纤维的增强填料，采用注塑法可加工出尺寸精度为0.1%的齿轮，以及弹簧、轴承和滚筒等精密零件。
用注塑成型方法还能成功地生产出一些复合型材料的制品，如复合型导电塑料产品，是以不同树脂为基础，添加碳黑、金属氧化物、金属薄片、导电有机化合物或无机化合物，具有防静电、消静电和电磁波屏蔽等性能的塑料构成的，其注塑制品可广泛应用与电子工业部门，做各种电器元件。用注塑法还可生产热塑料磁铁；这是由稀土类磁粉与聚酰胺等树脂经过混炼后在磁场中注塑的制品，磁粉最高充填密度可达95%。用注塑方法生产的塑料品种十分广泛，除了大多数热塑性树脂，如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、ABS、聚酰胺（PA）、有机玻璃（PMMA）等通用塑料和工程塑料外，还有它们的共混料，都可用注塑法生产出具有不同力学、物理、耐磨、耐腐蚀等性能的结构零件。
近年来高分子材料的品种得到迅速的发展，而这些材料的特性差异很大，普通注塑已不再能适应这些材料的工艺要求，因此在通用注塑成型基础上又发展了其他许多注塑方法，主要有：
（1）、热固性塑料注塑；
（2）、结构发泡注塑；
（3）、多组发泡注塑；
（4）、反应注塑成型。
这些成型技术正迅速的发展。
二、 注塑成型设备的近况
注塑机是注塑成型设备的主设备，注塑机的技术参数和性能与塑料性质和注塑成型工艺有着密切的关系。注塑成型设备的进一步完善和发展必将推动注塑成型技术的进步。为注塑制品的开发和应用创造条件。
随着塑料和成型工艺的发展，注塑机无论从产量上还是从品种上都有很大的增长。从世界塑料机械主要生产国：美、德、日、意、来看，注塑机产量在逐年增长，并在整个塑料机械中占有很大比重。以意大利为例：1981年注塑机的生产吨位为9845吨。占塑料机械出口重量的24.7%，占出口额的31.2%。日本的注塑机增长速度令人注目。70年代中期10000太，80年代为10500台，不到十年增长72%。
新型工程材料的发展和应用必将对注塑成型机械和设备提出更高的要求，使之向品种多、规格全、高效、高速、高精度、省能和低噪音方向发展。
从注塑机的大型化方面来说，在70年代中期还被认为是无发展前途的品种，而今大型注塑机有重新崛起。从注塑机生产的几个发达国来看，在70年代中期生产锁模力在600吨以上的注塑机占4%，千吨以上的占2%，但到70年代末期，由于过程塑料的发展，特别是结构泡沫塑料等制品在汽车、机械、大型家用电器、建筑、宇航、船舶等工业部门的广泛开发可应用，使注塑机又转向大型化。这种情况，在美国反映的尤为明显：1980年初千吨锁模力以上的大型注塑机年产140台，而到1985年年产量增至500台。其中一半以上更用于生产汽车的大型部件。85年用在汽车制造业上塑料总消耗量已达140万吨，由此可推测大型注塑机需要量之大。美国市场常用的大型注塑机锁模力在3000吨和5000吨的居多，而万吨级的较多。欲生产制造万吨级以上的注塑机，需要55吨以上的吊车。美国、联邦德国、日本、意大利等具备生产大型注塑机的能力。
在大型注塑机的技术发展方向，尚存争议的问题是合模系统是采用全液压式好呢？还是采用液压—机械式好呢？暂时还很难讨论清楚，从目前来看，各自都在发展，在市场上均有竞争能力。但不论哪种型式的注塑机，其发展方向都必向低能耗、低噪音、锁模力容易控制、运行平稳、安全可靠和便于维修方向发展。
尽管大型注塑机有回升的趋势，发展大型注塑机的技术不可忽视，但是就目前注塑机的产量来看，仍以中小型居多。这种比例与一个国家具体的塑料工业和其它工业基础有关。以日本为例，合模力在100吨以下的注塑机占总数的53%，100～200吨的占32%，200～500吨的占12%，500吨以上的占2.9%。
近年来，中小型注塑机的技术发展非常迅速，就工艺参数而言不同有所提高；合模力在100吨级以上之注塑机的塑化能力从60年代的50～60kg/h提高到现在的100kg/h；500吨级从过去200kg/h提高到400kg/h；注射速度从过去的100mm/s提高到现在的250mm/s，有的高达450mm/s；启闭模速度从过去的16～20mm/min提高到现在的30mm/min；注射压力从过去的118～137MPa提高到现在的177～245MPa。有的发展成超高压系列，其注射压力已达451MPa，在这种设备上模腔压力可到98MPa，是注塑制品的收缩率几乎为零，可注塑0.1～0.2mm薄件制品。
80年代的注塑机正向节能、精密成型、超精度成型、低噪音和高级自动化方向发展。所谓节能是指注塑机要节省泵的动力，节约电力，少做无用功；精密成型是指生产制品尺寸精度的范围在0.01～0.001mm；超精密成型是在0.001～0.0001mm；低噪音是指注塑机能在平稳无撞击和无振动下工作，按确定方位、在距离机器1m左右的地方所测的噪音值低于70分贝；高级自动化是指注塑机能远距离操作或无人操作，保证制品的精度，注塑工艺条件的稳定性和再现性。注塑机具有有能实现自动输送、快速调机、工艺储存、监测注塑机正常工作和“诊断”等程序，这就对注塑机的机械、电器、液压、自动化仪表和微机应用提出更高的要求；为实现对系统压力、流量和计量的多级或无级控制，必须采用比例阀、数字阀及各种位移，压力、速度、温度传感器，以实现闭环控制。
微处理机在注塑机上的应用是注塑机在自动控制方面的最重要的发展，微处理机控制注塑机的系统能实现“CRT”显示，比较预选工艺参数和实际参数，用磁带储存并调整数据，用一个中央台对树个装有微机的注塑机进行控制。
注塑成型设备另一方面的发展就是一些特种注塑机和专用几的发展。由于注塑的物料十分广泛，而这些具有高聚物特性的物料，无论从高分子的内部结构，还是高分子的外部结构都有很大区别，使之在注塑过程所表现出来的物理化学性质、流变性质、热性能有很大区别，对注塑成型工艺提出一些特殊要求，于是推出一些特殊的成型工艺和相应的成型设备。主要有下列几种：
1.热固性塑料注塑机
过去多用模压法或压铸发生产，现在也用注塑法生产。这样，生产率高，制品质量容易控制。可注塑酚醛塑料、三聚氰胺塑料，以及玻璃纤维增强的不饱和聚酯等热固性塑料。第一台热固性注塑机于1936年在美国诞生，后来联邦德国、英国、日本、奥地利也相继生产。
这类注塑机大都采用双回路系统，高压水冷却，对粘度大的塑料用背压调节，防止过热分解；模板上装有绝热装置，料筒外部用油循环加热，温控制精度高。
参考文献
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