六角螺母注塑模课程设计.doc

计 算 及 说 明 备 注六角螺母注塑模设计1. 塑件的成形工艺性分析：塑件如图1.1所示 产品名称：六角螺母 产品材料：增强PA产品数量：大批量生产 塑料尺寸：如图1.1所示塑件颜色：黑色塑料要求：塑料外侧表面光滑，下端外沿不允许有浇口痕迹图1.1（1） 塑料材料特性①基本特征：PA塑料（聚酰胺）通称为尼龙（Nglon）尼龙是含有酰胺基的线型热塑性树脂，尼龙的这一类塑料的总称根据原料的不同，常见的尼龙品种有尼龙1010，尼龙610，尼龙66，尼龙6，尼龙9，尼龙11等②使用特性及用途：尼龙有优良的力学性能，抗拉，抗压，耐磨，经过拉伸定向处理的尼龙，其抗拉强度很高，接近于钢的水平，因尼龙的结晶性很高，表面硬度大，摩擦系数小，故具有十分突出的耐磨性和自润滑性，它的耐磨性高于一般用做轴承材料的铜，铜合金，普通钢等尼龙耐碱，弱酸，但强酸和氧化剂能侵蚀尼龙尼龙的缺点是吸水性能强，收缩率大，常常因吸水而引起尺寸变化，其稳定性较差，一般只能在80°c ~100°c之间使用为了进一步改善尼龙的性能，常在尼龙中加入减摩剂，稳定剂，润滑剂，玻璃纤维填料等，以克服尼龙存在的一些缺点，提高机械强度。

尼龙广泛用于工业上制作各种机械，化学和电器零件如轴承，齿轮，辊轴，滚子，滑轮，泵叶轴，风扇叶片蜗轮，高压密封扣圈，垫片，输油管，储油容器，绳索，传动带，电池箱，电器线圈等零件，还可将粉状尼龙热喷到金属表面上，以提高耐磨性或作为修复磨损零件之用2）塑料材料成形性能尼龙原料较易吸湿因此在成形加工前必须进行干燥处理，尼龙的热稳定性差，干燥时为避免材料高温时氧化，最好采用真空干燥法；尼龙的熔体黏度较低，流动性好，有利于组成强度特别好的薄壁塑件，但容易产生飞边，故模具必须使用最小间隙，熔融状态的尼龙热稳定性较差，易发生降解使塑料性能下降，因此不允许尼龙在高温料筒内停留过长时间，尼龙成形收缩率范围及收缩率大，方向性明显，易产生缩孔，凹痕，变形等缺陷，因此应严格控制成形工艺条件2. 塑件的成形工艺参数确定查有关手册得到PA（增强）塑料的成形工艺参数如下：注射机类型：螺杆式螺杆转速 20~40rpm密度 1.4 ~1.6g /cm³收缩率 0.3%~0.5 %预热时间 2~3h料筒温度 后段210°c~225°c中段230°C~250°c前段235°c~255°c喷嘴温度 240°c~255°c模具温度（℃） 50~80注射压力 90~130Mpa烘干温度 90°c~110°c烘干时间 6~12h保压压力 50~70 MPa成形时间 注射时间 15~40s保压时间 0~5 s冷却时间 20~150 s3.模具的基本结构及模架选择 （1）模具的基本结构①确定成形方法塑件采用注射成形法生产，为保证塑件表面质量，使用侧浇口成型，因此模具应为单分型面注射模。

②型腔分布塑件形状较简单，质量较小，生产批量大，所以应采用多型腔注射模具，此模具采用一模三腔平衡布置，这样吗尺寸较小，制造方便，生产率高，塑件成本低，其布置如图所示：③确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，因此采用如图所示分型面：④选择浇注系统塑件采用侧浇口系统，其浇注系统如图所示，侧浇口的宽度为1.5mm，侧浇口长度为0.5mm，分流道采用半圆截面流动，其半径R为3~3.5mm，主流道为圆锥形，上部直径与注射机喷嘴相配合，下部直径为φ6~φ8mm⑤确定推出方式由于塑件形状为六边形且壁厚较薄，使用推杆推出容易在塑件上留下推出痕迹，不宜采用，所以选模内自动脱螺纹机构，这种方法能尽量保证塑件在动模一侧推出力均匀，塑件在推出时变形小，推出可靠⑥模具的结构形式模具结构为单分型面注射模，采用螺纹拉杆控制分型面A.A的打开距离，其最大分型面应大于40mm，方便取出制件，模具分型面的打开顺序由螺纹拉杆控制1—定模座板 2—轴3—中间板 4.10—导柱5.9—导套 6.8—导柱7—动模座板⑦选择成型设备选用G—54—3240/400型卧式注射机，其有关参数：额定注射量 200/400 m³ 注射压力 109Mpa锁模力 2540KN 最大注射面积 645 cm³模具厚度 165~406mm 最大开合模行程 260mm喷嘴圆弧半径 18mm 喷嘴孔直径 4mm拉杆间距 290mm×368mm（2）选择模距①模架的选择模架的选择如图所示②模架安装尺寸校核模具外形尺寸为长300mm，宽120mm，高150mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便的安装在注射机上。

4.模具的结构设计计算（1） 型腔结构 如图所示，型腔由定模板，定模镶件，滑块共三部分构成定模板和滑块构成塑件的侧壁，定模镶件成形塑件的顶部，而且侧浇口开在定模镶件上，这样使加工方便，有利于型腔的抛光，定模镶件可以更换，提高模具的使用寿命2）型心结构 如图所示，型芯是由动模板上的孔固定，型芯于推板采用锥面配合，以保证配合的紧密，防止塑件产生飞边另外锥面配合可以减少推件板在推件动时与型芯之间的磨损，型芯中心开有冷却水孔，用来冷却型芯 （3）导柱、滑块结构 如图装配图所示 （4） 模具的导向机构为了保证模具的闭合精度，模具的定模部分和动模部分采用导柱和导套导向定位，推件板上装有导套，推出推件时，导套在导柱上运动，保证了推件板的运动精度定模板上装有导柱，为浇口凝料推板和定模座板的运动导向5. 模具成形尺寸设计计算 （1）取PA的平均收缩率为0.4%，塑件未注公差按照STBT2中8级精度公差值选取 ａ.型腔径向尺寸模具最大磨损量选取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取① ② ｂ.型腔深度尺寸模具最大磨损量选取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取公式 式中Hs—塑件的高度最大尺寸① ② ｃ.型芯径向尺寸型芯径向尺寸计算公式为：式中Ls—塑件内形的最小尺寸，最大磨损量选取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取 ｄ.型芯高度尺寸型芯高度尺寸计算公式为：式中Hs—塑件的内形深度最小尺寸，最大磨损量取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取 6.模具的加热、冷却系统① 模具加热一般生产PA材料塑件的模具不需要外加热。

② 模具冷却为了循环模具成形的生产周期，需要对模具进行冷却，常用水对模具进行冷却，即在注塑完成后通循环水到靠近型腔的零件孔内，以便迅速使模具冷却，设计水道要注意到以下几点：冷却数量（水道）尽可能多，孔径尺寸能大，冷却水孔中心线与型腔壁的距离为冷却通道直径的1～2倍，冷却通道之间的中心距为水孔直径的３～５倍，通道直径一般在８mm以上冷却水孔至型腔表面的距离，应尽可能相等，当塑件厚壁均匀时，冷却水孔与型腔表面的距离应相等，塑件厚壁不均匀时，应在厚壁处强化冷却浇口处需强化冷却冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部分，以防漏水冷却水孔应避免设计在塑料的熔接痕处进出水口管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常设在注射机的背面7.型腔厚壁的确定型腔厚壁的确定从理论上讲是通过力学的刚度及强度公式进行计算的，刚度不足将产生过大的弹性变形而产生溢料间隙，强度不足将会产生塑料变形，并可能破裂由于塑件成形受温度压力，塑件特性及塑件复杂程度等因素的影响，所以理论计算并不能完全确定真实的反映结果，所以通常模具型腔厚壁不通过计算，通过经验确定8.冷料穴和拉料杆的确定冷料穴是浇注系统内的结构构成之一，冷料穴的作用是容纳浇注系统道中的前锋冷料，以免让冷料注入型腔，多型腔模具分型面上有几个冷料穴。

9.排气方式设计（1）排气槽设计多种排气方式对于中型塑件的模具，对于本模具不必设计2）行型面排气对于本模具可以加以利于（3）利于型芯，顶杆，镶拼块等间隙排气，本模具主要型芯，顶杆，镶件的间隙排气10.模具成形零件的结构（1）型芯的结构设计由于塑件结构复杂，尺寸较小，因此本模具的型芯由几个型芯镶块拼合组成，才能保证塑件的成形2）镶块的设计镶块是组成型腔的一部分，镶块之间用楔块连接五．注射机参数的校核1.最大注塑量的校核M机≥M实/ =（nM 塑+M浇）/ 式中M机—注射机的最大注塑量 M实—实际注塑量 —注塑系数，一般取为0.8 n—型腔个数 M 塑—每个塑件的质量 M浇—浇注系统的质量当实际注塑量以注塑容量V实表示时，有实= V实式中实—注塑塑料密度为时的实际注塑量 V实—实际注塑量 —C式中—注塑塑件在常温下的密度C—塑化温度和压力下塑料密度变化的校正系数，对结晶型塑料，C=0.85，对于非结晶型塑料C=0.93.当实际注塑量以注塑量M实表示时，有 实= M实（/ ）式中—聚酰胺在常温下的密度 V机—200~400 而 V塑—12×8.5=102 V浇—40 V机—102+40/0.8=177.5而选定的注射机注塑量大于177.5，所以满足要求。

2.模具与注射机安装部分相关尺寸校核（1）模具闭合高度长宽尺寸要与注射机模板尺寸和拉杆间距相适合 模具长×宽＜拉杆面积 模具的长为300mm，宽为120mm 注射机拉杆间距为290mm×368mm 故满足要求（2）模具闭合高度 模具实际高度 H模=150mm 注射机最小闭合高度 Hmin=140mm 则H模＞Hmin故满足要求（3）开模行程校核注射机的最大行程与模具厚度相关，故注射机的开模行程应满足下式：S机—（H模-Hmin）＞H1+H2+（S-10）mm式中H1—顶出距离 H2—包括浇注系统在内的塑件高度 S机—注射机的最大行程m S机—（H模-Hmin）=260-(150-140) =250mmH1+H2+（S-10）mm=10+50+10 =70mm故可以满足要求则S机—（H模-Hmin）＞H1+H2+（S-10）mm11.模具成形零件工作尺寸要素考虑因素（1）塑件收缩率的波动按一般要求塑件收缩率的波动所引起的误差应于塑件公差的1/3（2）模具成形零件的制造误差模具成形零件的制造精度是影响塑件尺寸精度的重要因素之一，该模具成形零件的制造精度公差值取塑件公差值的1/3.（3）模具成形零件的磨损对。