1、徐刪工程摩院課程設計（說明書）廠中文題目黑體二號，居中學生姓名學院名稱機電工程學院專業名稱機械設計制造及其自動化指導教師2014年 1月摘要這次的課程設計主要是關于連軸套B的模具設計。整個過程包括塑件的原料選擇、外形分析、工藝分析及其主要的成型尺寸的計算；注射機的選擇及校核、分型面的選擇、 模架的選擇、模具內部結構的選擇(澆注系統、冷卻系統等的選擇)。通過這次的課程設計，加深了對模具與塑料的認識。AbstractThe curriculum designed of the mold design is about coupling band. The whole process, includ

2、ing pieces of plastic raw materials selection,analysis of the shape,and its analysis of the process ,and the main dimensions of the calculation; injection mach ine select ion, the choice of part ing surface and die carrier , the choice of the in ternalstructure of the mold (gati ng system , the cool

3、i ng system,and so on). Through the course of desig n, have deepe n the kno wlodge of plastic and molds.關鍵詞 分型面；注射機；冷卻系統目錄摘要1.目錄I.一、塑件成型工藝分析1.1.1塑件分析錯誤！未定義書簽。外形尺寸分析錯誤！未定義書簽。1.2 PA66的性能分析 .錯誤！未定義書簽。1.2.1 材料性能錯誤！未定義書簽。成型特性及條件 錯誤！未定義書簽。注射成型工藝參數錯誤！未定義書簽。結構工藝性錯誤！未定義書簽。零件體積和質量估算錯誤！未定義書簽。初選注射成型機的型號和規格錯誤！未定

4、義書簽。二、模具結構形式擬定 錯誤！未定義書簽。2.1分型面的確定 錯誤！未定義書簽。3.1 XXXXXX 錯誤！未定義書簽。3.1.1 XXXX 錯誤！未定義書簽。總結14參考文獻1.5附錄錯誤！未定義書簽。附錄1錯誤！未定義書簽。附錄2錯誤！未定義書簽。亠、塑件成型工藝分析1.1塑件分析、外形尺寸分析材料為PA66壁厚均勻，為3.5mm精度等級為7、8級精度，制品要求外觀表面光 澤、無雜色，生產批量中等。零件圖如下：圖1塑料零件圖1. 2 PA66的性能分析、材料性能PA66 聚酰胺66或尼龍66化學和物理特性PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是 一種半晶體-晶體材料。PA66在較高溫

5、度也能保持較強的強度和剛度。在產品設計時，一定要考慮吸濕性對幾何穩定性的影響。為了提高PA66的機械特性，經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見的添加劑，有時為了 提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如 EPDM和SBR等。PA66的粘性較低，因此流 動性很好（但不如PA6）o這個性質可以用來加工很薄的元件。它的粘度對溫度變化很敏感。PA66的收縮率在1%2之間，加入玻璃纖維添加劑可以將 收縮率降低到0.2%1%。收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相 異是較大的。PA66對許多溶劑具有抗溶性，但對酸和其它一些氯化劑的抵抗 力較弱。122、成型特性及條件1具有優良的耐磨性、自潤滑性，機械強度較

6、高。但吸水性較大，因而尺寸穩定性 較差2、PA66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。PA66在成型后仍然具有吸濕性，其 程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環境條件。3、在產品設計時，一定要考慮吸濕性對幾何穩定性的影響。為了提高 PA66的機械特性，經常加入各種各樣的改性劑。玻璃就 是最常見的添加劑，有時為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如EPDM和SBR等。PA66的粘性較低，因此流動性很好(但不如 PA®。這個性質可以用來加工很薄的元件。它的粘度 對溫度變化很敏感。4、PA66的收縮率在1%2之間，加入玻璃纖維添加劑可以將收縮率 降低到0.2%1%。收縮率在流程方向和與流程方向相垂

7、直方向上的相異是較大的。PA66對許多溶劑具有抗溶性，但對酸和其它一些氯化劑的抵抗力較弱。干燥處理：如果加工前 材料是密封的，那么就沒有必要干燥。然而，如果儲存容器被打開，那么建議在85C的熱空氣中干燥處理。如果濕度大于0.2%,還需要進行105C, 12小時的真空干燥。熔化溫度： 260290C。對玻璃添加劑的產品為275280C。熔化溫度應避免高于300C。模具溫度： 建議80C。模具溫度將影響結晶度，而結晶度將影響產品的物理特性。對于薄壁塑件，如 果使用低于40C的模具溫度，則塑件的結晶度將隨著時間而變化， 為了保持塑件的幾何穩 定性，需要進行退火處理。、注射成型工藝參數干燥溫度：801

8、00 °，預干燥1h左右料筒溫度:200 290C噴嘴270300r模具/、40120°壓力：注射壓力7501250bar時間：高壓時間05s保壓時間1560s冷卻時間15 60s成型周期40160s螺桿轉速(r/mi n ):30 60說明：料斗干燥124、結構工藝性(1) 、零件壁厚均勻，為3.5 mm,大于塑件的最小壁厚0.8 mm注射成型時應不會 發生填充不足現象，且在 HDPL般在13mM可選取，塑件質量好。(2) 、該塑料制件無側凹，側孔，故沒有側向抽芯(3) 、考慮塑件的尺寸不是很大，為了提高生產率，采用一模兩腔；并且用側澆口，用拉料桿使澆注系統冷凝料拉斷、頂

9、出脫落，以利于生產自動化 125、零件體積及質量估算m=總體(1 )、單個塑件 體積V= 14.93cm3 (利用UG軟件分析所得)，質1.1*14.93=16.42g(2)兩個塑件和澆注系統凝料總質量皿總=1.6*n*m=1.6*2*16.42=52.54 g積 V總=52.54/1.1=47.76cm 3、初選注射成型機的型號和規格1 KMt-m 21、2、3、由公式 n豈空00可得注射機最大注射量n=7 omr注射壓力校核Pe _ K* Po =1.3*100 =130MPa，取 Pe =150MPa。鎖模力校核F - KAP =1.2*152.34 =182.8，取 F =400KN，

10、鎖模力合格選擇壓力機為SZ-60/40，其參數如下: 理論注射量：60cm3鎖模力：400kN螺桿直徑：30mm公稱注射壓力：150Mpa柱桿距離：345 X 345 (mm< mrj) 定位圈尺寸：直徑100mm噴嘴球半徑：R15mm模具最大厚度：280mm模具最小厚度：160mm1、模具結構形式的擬定2.1分型面的確定分型面的形式分型面的形式與塑件的幾何形狀、 脫模方法、模具類型及排氣條件等有關，常見的形式有: 水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。分型面的選擇原則1、復合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應設在脫模方向最大的投影邊緣部位；

11、2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應盡量不破壞塑件光滑的外表面；3、確保塑件留在動模一側，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；4、確保塑件質量；5、要你管盡量避免成型孔、側凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結構簡單，盡量避免定模滑塊；6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側向分型面；另外，分型面是曲面的，應加斜面鎖緊；7、合理安排澆注系統特別是澆口位置，有利于開模；本設計分型面的選擇通過對塑件結構形式的分析，同時根據以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型 面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖2-1所示。X X X X X

12、171 IXXLJ圖2-12.2型腔數量和排列方式的確定型腔數量的確定該塑件采用的精度是MT5屬于較低精度，且生產批量為大批量生產，但結構較復雜, 故采用一模兩腔的結構形式。型腔排列形式的確定（1）流動長度要適當，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統一，進料要平衡，還要使型 腔壓力平衡；（2）排位應保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；（3）排位應滿足模具結構等的空間要求；（4）為了使模具達到較好的冷卻效果，排位應注意螺釘、推桿對冷卻水孔的影響，預留 冷卻水空的位置；（5）排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長寬比例要始適中，同時也要考慮 注射機的要求。模具結構形式的確定

13、從上面的分析可知，本模具設計為一模一腔，根據塑件結構形狀，推出機構采用推桿 的推出形式。澆注系統設計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用五個點澆口，且開設在分 型面上。因此，定模部分需要單獨開設分型面取出凝料。三、澆注系統的設計3.1主流道設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流 道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動速度和充模時間。另外，由于其與高溫熔體及注射機 噴嘴反復接觸，因此設計中常設計成可拆卸更換的澆口套。主流道尺寸1、主流道長度小型模具L主應盡量小于60mm，本次設計中初取3

14、2mn進行設計。2、主流道小端直徑d工注射機噴嘴尺寸（0.5-1） mm = （4 1）mm=5mm3、主流道大端直徑d = d 2L主 tan 二：y8mm，式中：=3 。4、主流道球面半徑SF0二注射機噴嘴球頭半徑（1 - 2） mm二（20 2）mm二22mm5、球面的配合高度取 h = 3 mm主流道的凝料體積J223 142237主= L±（ R|+r主+R主 r主）=漢29 “ 3.5 2 + 2.52 +3.5 汶 2.5）mm333=1.15cm3。主流道當量半徑2.5 3.5 門Rnmm 二 3mm。2主流道澆口套的形式主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注

15、射機噴嘴反復接觸，易磨損，對 材料要求較嚴格，因而小型注射模可以將主流道澆口與定位圈設計成一個整體，設計中常 采用T10A熱處理淬火表面硬度為 5055HRC3.2分流道設計分流道設計原則1、塑料流經分流道時的壓力損失及溫度損失要小；2、分流道的固化時間應稍后于制品的固化時間，以利于壓力的傳遞及保壓；保 3、證塑料 迅速而均勻地進入各型腔；4、分流道的長度應盡可能短，其容積要小；5、要便于加工和刀具選擇。分流道的布置形式本設計中采用兩個側澆口，分別位于底面的最大半徑圓角上，有兩個分流道。分流道相應參數的確定1、分流道的長度單邊分流道長度取 L分二47、2mm=66.5mm，取L分=68mm 2

16、、分流道的當量直徑因為塑件的質量mg =143.46g : 200g，根據參【1】式4-16得，分流道當量直徑為:D分=0.2654、. m塑 4 L分=0.2654.143.46/44 68 = 4.56mm3、分流道截面形狀常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、U型、六角形等，為了便于加工和凝料的脫模， 分流道大多設計在分型面上。綜合考慮各方面的因素，本設計決定采用梯形截面，其加工 工藝性好，且塑料熔體的熱量散失和流動主力均不大。4、分流道截面尺寸設梯形下底寬度為x，底面圓角的半徑R=1mm，并根據參【1】表4-6設梯形高度 h =3.5m m，貝U該梯形的截面積為：(x x 2 3.5tan

17、8 ) hA分(x 3.5tan8 ) 3.52再根據該面積與當量直徑為4.56m m的圓面積相等，可得2 2X ' 4mm，則梯形的上底約為5mm(x 3.5tan85 3.5.子二，即可得: 如圖3-2所示5、凝料體積計算（1）分流道長度L分=68 4mm = 272mm。（2） 分流道截面積人分=-_5 3.5mm2 = 15.75mm2。2（3） 凝料體積 V分二 L分 A分-272 15.75 4.4cm3。6、分流道的表面粗糙度和脫模斜度分流道便面粗糙度要求不是很低，一般在Ra1.252.5m即可，此處取Ra1.6m。另外，脫模斜度一般在5°10°之間，

18、這里取脫模斜度為8°。校核剪切速率1、確定注射時間：查參【1】表4-8，可取t=2.2s。2、 計算分流道體積流量：4分=V分_= 44 140.65 cm3 / s = 16.49cm3 /s。t2.2X43、由參【1】式4-20可得剪切速率*3.3q 分3.3 16.49 103二分 產二 "462止R分3.14 （竺6）3223該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5X105X 10之間，所以么分流道內熔體的剪切速率合格。3.3澆口的設計該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模兩腔注射，為便 于調整充模時的剪切速率和封閉時間，該塑件

19、采用五點進料的方式，以縮短流程，提高注 塑效率，降低流動阻力，減少塑件的翹曲變形。側澆口尺寸的確定通過查表計算得：點澆口的長度I1=0.75mm，點澆口的直徑為d=1.3mm。如圖：點澆口剪切速率的校核(1)確定注射時間：查參【1】表4-8，可取t =2.2s ；(2)計算澆口的體積流量:140.655 2.23= 12.79cm /s。(3)計算澆口的剪切速率由參【1】式4-20可得:3.3c|澆3.3 12.79 103 4 亍s3.14（0.65）341= 4.9 104s該點澆口的剪切速率處于澆口于分流道的最佳剪切速率 澆口的剪切速率校核合格。5X 1035 X 104s-1之間，所以

20、,3.4校核主流道的剪切速率1、計算主流道的體積流量1.15 4.4 2 140.652.2cm3 / s = 66.35cm3 / s2、計算主流道的剪切速率主二啤仝3 66.353103宀2743血3.14 33主流道內熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5 1025 103s，之間，所以，主流道的剪切速率校核合格3.5冷料穴的設計與計算冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料 進入熔體型腔而影響制品的表面質量。本設計采用側凹拉斷點澆口，可以將凝料拉出。四、成型零件的結構設計及計算4.1成型零件的結構設計凹模的結構設計凹模是成型制品的外表面的成型零

21、件。按凹模結構的不同可將其分為整體式、整體嵌 入式、組合式和鑲嵌式四種形式。根據對塑件的結構分析本設計采用整體式凹模， 如圖4-1 所示。圖4-1凸模的結構設計凸模是成型塑件內表面的成型零件，通常可以分為整體式和組合式兩種類型。通過對 塑件的結構分析可知，因塑件包緊力較大，故設在動模部分，如圖4-2所示。圖4-24.2成型零件鋼材的選用根據對成型零件的綜合分析，該塑件的成型零件需具有足夠的耐磨性和良好的抗疲勞性能，又因為該塑件為大批量生成，所以凹模材料選用P20.對于大型芯而言由于開模時與 塑件磨損嚴重，因此剛才選用高合金工具鋼Cr12MoV4.3成型零件工作尺寸的計算采用參【1】表4.15中

22、的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照精度MT5查表得出的公差計算。查表得出的公差標注凹模徑向尺寸的計算塑件外 部徑向部分尺寸的轉 換：，相應的塑件制 造公差亠二0.3mm。|si=32A1ls2 =100畫0 mm = 100.2；30mm,相應的塑件制造公差0.3mm.Lm1 =(1 Scp)Q X1：1o'z1 =(1 0.0055) 94.2 0.6 0.3 00.05 mm =94.54。°05 mmLM2 二(1 Scp)ls2 -x2 ：20 z2 二(1 0.0055) 100.2 0.6 0.300.05 mm = 100.5700.05mm 式中，

23、Scp是塑件的平均收縮率，查參【1】表1-2可得ABS得收縮率為0.3%0.8%,其平均收縮 率Scp = 0.003 £ 0.008 “0055 ； X1,X2是系數，查參【1】表4-15可知x 一般在0.50.8 之間，此處取兀=X2 =0.6 ； .-：1、厶2分別是塑件上相應尺寸的按相應精度差的的公差(下1同)；曳1、乞2是塑件上相應的尺寸制造公差，對于小中型塑件取(下同)。6凹模深度尺寸的計算塑件高度方向尺寸的轉換：塑件高度的尺寸Hs1 =54±0.20 = 54.2；4mm，相應的s1=0.4mm， Hs1 =59±0.20 =59.2；.4mm，相應

24、的 As2=0.4mmHM1 二(1 £p)Hs1 -為訂1 =(1 0.005) 54.20.6 0.400.067 m 54.2600.067 mmHM2 二(1 £p)Hs2-x2 ：20 旦=(1 0.005) 59.2 -0.6 0.400.067 m59.2900.067 mm 式 中X1,X2是系數，查參【1】表4-15可知x一般在0.50.8之間，此處取為=0.6凸模徑向尺寸的計算塑件外部徑向部分尺寸的轉換：Ls1 =88_0.20mm=87.900.3mm，相應的塑件制造公差訂=0.3mm ; Ls2 二 27.73 一 0.2mm 二 27.5300.4

25、 mm，相 應的塑件制造 公差：2 二 0.4mm ;Ls3 =19.30.1mm =19.200.2mm ， 相應的 塑件制 造公差 厶3=0 mr2 ;Ls4 =44.60.1mm =44.500.2 mm，相應的塑件制造公差= 0.2mm。lM1 =(1+Scp)Ls1 +X1 人 1° =(1 +0.0055)漢 87.9+0.6>0.3；05mm = 88.56；05mmI m 2 = (1 + Scp)LS2 + X2也2】= (1 + 0.0055) 乂 27.53 + 0.6 疋 0.4 _0.067 mm = 27.92_0.067 mmI m 3 = (1

26、+ Sep )Ls3 + X3A3母3 = (1 + 0.0055) x19.2 + 0.6 乂 0.2衛.033 mm = 19.43_0.033 mm4 =(1 +Scp)Ls4 +%4人4_4 =(1 +0.0055)X44.5+0.6X0.2_0.033 mm=44.97_0.033 mm型芯高度尺寸的計算成型塑件內腔大截面型芯高度塑件尺寸轉換：h =55±0.2mm=54.800.4mm，相應的 鳥=0.4mmhM(Sep)hsX1A15(VH0.0055 54.0.0.400.067 m55.340.067mm 式中治是 模具尺寸計算系數，查參【1】表4-15可知x一般在

27、0.50.8之間，此處取為=0.6。4.4成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算凹模板厚度的計算通過計算，凹模板厚度取為 80mm尺寸為250mmx250mmx80mm動模墊板厚度的計算T = 0.54LPA35 6921.4= 0.54 148210000 250 0.034二 27.4mm,取 T=30mm/ 1 、5p=25i2=25疋0.45漢1485 +0.001疋148 =0.034 , L是兩墊塊之間的距離約為148mm, L1是動模墊板I丿的長度五、模架的確定5.1各模板尺寸的確定1、定模型腔板尺寸塑件高度為35mm凹模深度為35mm又考慮到模板上還要開設水道和強度問題，需留 出足夠的距離，故該板厚度取50mm2、型芯固定板尺寸按模架標準，板厚取16mm3、墊塊尺寸根據墊塊二推出行程+推桿固定板厚度+ 墊板厚度+ （510） mm=39+16+20+（510） mm =80- 90mm 初步選定為 80mm經過上述尺寸的計算，模架板面尺寸為 160mrK 200mm模架結構形式為 A4型的標準模架。其外形尺寸：寬X長X高 =200mrH 200mM248mm5.2模架各尺寸的校核根據所選注射機的參數來校核模具設計的尺寸。1、模具平面尺寸200mnX 200mm 450mrX 450mm校核合格。2、模具高度尺寸248mm 150mm 250mm 450mm校核合格。3