水管三通管塑料模具的设计
一．塑料的工艺性分析
１．塑件的原材料分析
该塑件的原材料为聚氯乙烯(PVC),则其相关资料如下：
主要用途：聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一，其价格便宜,应用广泛．由于聚氯乙烯的化学稳定性高，所以可用于制作防腐管道，管件，输油管，离心泵和鼓风机等．聚氯乙烯硬板广泛用于化学工业上制作各种贮槽的衬里，建筑物的瓦楞板，门窗结构，墙壁装饰物等建筑用材．由于电气绝缘性能优良，聚氯乙烯在电气，电子工业中，用于制造插座，插头，开关和电缆．在日常生活中，聚氯乙烯用与制造凉鞋，雨衣，玩具和人造革等．
基本特性：聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，是线型结构，非结晶型的高聚物，其可溶性和可熔性较差，加热后塑性也很差，故纯聚氯乙烯不能直接用作塑料，一般都应加入添加剂．在聚氯乙烯树脂中加入少量的增塑剂，可制成硬质聚氯乙烯，而软质聚氯乙烯树脂中则含有较多的增塑剂，起塑性，流动性比硬质聚氯乙烯好．纯聚氯乙烯 ．加入了增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为 ～ ．硬聚氯乙烯有叫好的抗拉，抗弯，抗压和抗冲击性能，可单独用做结构材料．软聚氯乙烯的柔软性，断裂伸长率，耐寒性会增加，但脆性，硬度，拉伸强度回降低，聚氯乙烯有较好的电气绝缘性能，可以用作低频绝缘材料，其化学性稳定性也较好．
成型特点：聚氯乙烯成型性能较差，又是热敏性塑料，在成型温度下容易分解放出氯化氢．因此，在成型时，必须加入稳定剂和润滑剂并严格控制温度及溶体的滞留时间．应采用带预塑化装置的螺杆式注射成型．模具浇注系统也应粗短，进料口截面宜大，模具应有冷却装置．
２．塑件的结构尺寸精度及表面质量的分析
塑件形状的成型准则是：①各部分都能够顺利的，简单的从模具中取出，应尽量避免侧壁凹槽或与塑件脱模方向垂直的孔，这样可以避免采用瓣合分型或侧抽芯等复杂的模具结构使分型面上留下飞边。②对于较浅的内外侧凹槽或凸台并带有圆角的塑件，可以利用塑件在脱摸温度下具有足够弹性的特性和凸凹深度尺寸不大的特点，以强行脱摸而不必采用组合型芯的方法。③塑件的形状还要有利于提高塑件的强度和刚度，为此薄壳状塑件可设计成球面或拱形曲面，可以有效的增加刚度和减少变形。④紧固用的凸耳或台阶应有足够的强度和刚度，以承受紧固时的作用力，为此，应避免台阶突然变化和尺寸过小而应逐步过渡。⑤塑件的形状还应考虑成型时分型面位置，脱摸后不易变形等。
综上所述，塑件的形状必须便于成型，以简化模具结构，降低成本，提高生产率和保证塑件的质量。
１） 塑件几何形状及结构分析：从塑件图可以看出，该塑件为三通管，且整体形状为凸字形，各尺寸及形状皆如图所示．因此在设计模具是必须考虑其至少有一个或两个以上的彻抽芯机构．
２） 塑件尺寸精度分析：塑件的尺寸精度是指所获得的塑件尺寸与产品图中尺寸的符合程度，即所获塑件尺寸的准确度．影响塑件精度（公差）的因素主要有：①模具制造误差及磨损，尤其是成型零件的制造和装配误差以及使用中的磨损；②塑件收缩率的波动；③成型工艺条件的变化；④塑件的形状，飞边厚度波动；⑤脱模斜度和成型后塑件尺寸变化等．一般塑件的尺寸精度是根据使用要求确定的，但还必须充分考虑塑料的性能及成型工艺特点，过高的精度要求是不恰当的．
该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按 查取公差，起主要尺寸公差标注如下：（单位均为 ） （GB/T14486-1993）
塑件外形尺寸： Φ28 0 -0.50 54 0 -0.74. 27 0 -0.50
内形尺寸：Φ16 +0.38 0 20 +0.44 0 15 +0.38 0 27 +0.5 0 22 +0.44 0 4 +0.24 0
3） 塑件壁厚设计的基本原则：均匀壁厚或尽可能一致，否则会因固化或冷却速度不同而引起收缩不均匀，从而在塑件内部产生内应力导致塑件产生翘曲，缩孔甚至开裂等缺陷。若塑件结构必须有厚度不均匀时，则应使其变化平缓，避免突变，否则易变形。塑件壁厚大小主要取决于塑件品种，塑件大小及成型工艺条件，热固性塑料的小塑件壁厚取1.0-2mm，大型件取3-8mm.热固性塑料易于成型薄壁塑件，壁厚可达0.25mm，但一般不宜小于0.9mm，常选2-4mm。
4） 塑件表面质量分析：塑件表面质量包括有无斑点，条纹，凹痕，起泡，变色等缺陷，还有表面光泽性和表面粗糙度。表面缺陷必须避免；表面光泽性和表面粗糙度应根据塑件使用要求而定，尤其是透明塑件，对光泽性和表面粗糙度有严格要求。
塑件的表面粗糙度，除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤，波纹等疵点外，主要由模具成型零件的表面粗糙度决定。一般模具的表面粗糙度比塑件的表面粗糙度高一级。对于透明的塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明的塑件，则根据使用情况可以不同。
该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表没有斑点及溶接痕，粗糙度可取Ra0.8um，（表3-3 不同加工方法和不同材料所能达到的表面粗糙度 GB/T 14234-1993）而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。
5） 脱摸斜度的选择：为了便于塑件脱摸，以防脱摸时擦伤塑件表面，与脱摸方向平行的塑件表面一般应具有合理的脱摸斜度。脱模写睹的大小主要取决于塑料的收缩率，塑件的形状和壁厚以及塑件的部位等因素。收缩率大的塑料取较大的脱模斜度，一般情况下，脱摸斜度30’— 30’，但应根据具体情况而定。
脱摸斜度的确定要点：①当塑件有特殊要求或精度要求时，应选用较小的斜度，外表面斜度可小致5’。 ②高度不大的塑件，还可以不要脱模斜度；尺寸较高，较大的塑件，应选用较小的脱摸斜度。③收缩率大的塑料应取较大的脱摸斜度。④塑件形状复杂的，不易脱摸的，应取较大的脱摸斜度。⑤塑件上的凸起或加强筋单边应有 — 的斜度。⑥侧壁带皮革花纹应有 — 的斜度。⑦当塑件壁厚较大时，因成型时塑件的收缩量大，故也应选用较大的脱摸斜度，如果要求脱摸后塑件保持在型芯的一边，那么要求塑件的内表面脱摸斜度宜比外表面的小，反之，如果要求脱摸后塑件保持在凹模一边，则外表面的脱摸斜度应小于内表面的脱摸斜度，但是当内外表面的脱摸斜度不一致时无法保证壁厚的均匀。⑧脱摸斜度的取向原则：内孔以小端为基准，斜度由扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度由缩小方向取得，一般脱摸斜度值不包括在塑件尺寸的公差范围内，但塑件精度要求高时，脱摸斜度应包括在公差范围内。
综上所述，该制品的脱摸斜度适当，适合脱模。
目录
一． 塑件工艺性分析
二． 计算塑件的体和质量
三． 初选塑件的体积和质量
四． 分型面的选择，型腔的数目和排列方式
五． 成型零部件结构设计
六． 浇注系统的设计
七． 设备的校核
八． 导向机构的设计
九． 脱模机构的设计
十． 侧抽芯机构的设计
十一． 模架的设计
十二． 设计心得
参考文献
1．《塑料成型工艺与模具设计》 张秀玲 黄红辉 主编
2．《塑料成型工艺与模具设计》 曹宏深 赵仲治 主编
3．《塑料模具设计手册》 机械工业出版社出版
4．《塑料模具设计指导》 伍先明 王群 等 主编
5．《实用模具设计简明手册》
6．《典型注射模具结构图册》 王树勋 主编
7．《模具设计与制造工艺》
8．《模具材料及表面热处理》 吴兆祥 主编
9.《塑料模具设计》 机械工业出版社
10．《塑料模具技术手册》 塑料模具技术编委会编
11.《塑料成型工艺及模具简明手册》 王孝培 主编
