连轴套B塑料模课程设计.doc

1、目录设计任务书3中英文摘要5一、塑件的工艺分析61、塑料零件图及说明、要求 62、塑件的体积计算 63、材料性能 74、成型特性及条件 75、高密度聚乙烯HDPE的注塑工艺条件 76、工艺参数 87、注塑工艺性能分析 88、主要的成型尺寸计算 9二、注塑机的选择10三、确定模具基本结构和模具结 121、分型面的选择2、型腔数目的确定及型腔的排列123、浇注系统的设计134、成型零件结构设计155、推出机构的选择156、排气结构设计167、冷却系统的设计168、标准模架的选择16四、塑料模具制造技术要求 18五、设计小结 20六、参考资料 20广东工业大学课程设计任务书题目名称 连轴套B注塑模具

2、设计学生学院材 料 与 能 源 学院专业班级高分子材料与工程2008级（4）班姓 名陈世明学 号3108007650一、课程设计的内容要求学生根据由指导教师提供的塑料制品图纸，在规定时间内，独立地完成该制品的注塑模具设计工作，并向指导教师提交设计图纸和设计说明书。 二、课程设计的要求与数据1、注塑制品的注塑工艺分析：制品体积计算、主要的成型尺寸计算等。2、注塑机选择、审核。3、塑料模具结构设计。三、课程设计应完成的工作1、编写塑料模具课程设计说明书，要求：1520页，包括封面、目录、英文摘要等。2、绘制塑料模具总装配图。3、结构零件图纸的绘制四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点起止日期1

3、完成注塑制品的注塑工艺分析、注塑机选择、审核、绘制塑料模具总装配草图并交由指导教师审核。大学城2绘制塑料模具总装配图及结构零件图纸大学城3编写塑料模具课程设计说明书、塑料模具课程设计答辩大学城五、应收集的资料及主要参考文献 1、注塑模设计 成都科大 2、注塑模设计手册 机械工业出版社3、塑料模具课程设计指导书 材料成形专业自编。发出任务书日期： 2011年 12 月 12 日 指导教师签名：李思良计划完成日期： 2011 年 12 月 23 日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：下面附：1、 塑料成型模具课程设计说明书目录2、 塑料成型模具课程设计说明书中英文摘要（约100-200字）3、

4、 塑料成型模具课程设计说明书正文、结束语或辞谢4、 塑料成型模具课程设计说明书参考文献说明:另外单独附上广东工业大学课程设计任务书(放入文件袋)连轴套B塑料模具课程设计说明书摘要:这次的课程设计主要是关于连轴套B的模具设计。整个过程包括塑件的原料选择、外形分析、工艺分析及其主要的成型尺寸的计算；注射机的选择及校核、分型面的选择、模架的选择、模具内部结构的选择（浇注系统、冷却系统等的选择）。通过这次的课程设计，加深了对模具与塑料的认识。Abstract :The curriculum designed of the mold design is about coupling band. The

5、whole process, including pieces of plastic raw materials selection, analysis of the shape, and its analysis of the process ,and the main dimensions of the calculation; injection machine selection, the choice of parting surface and die carrier , the choice of the internal structure of the mold (gatin

6、g system , the cooling system, and so on). Through the course of design, have deepen the knowlodge of plastic and molds.一、注塑制品的注塑工艺分析二、注射机的选择三、确定模具基本结构和模具结构设计四、塑料模具制造技术要求五、设计小结1、塑料零件图及说明、要求：该塑料产品为连轴套B。材料为HDPE，壁厚均匀，为3mm，精度等级为7、8级精度，制品要求外观表面光泽、无杂色，生产批量中等。零件图如下：图1 塑料零件 图2塑件 外观图2、塑件的体积计算利用ProE软件进行三维实体建模

7、，并可直接通过软件进行分析，查询到塑件的体积为：V件=17.1cm33、材料性能 HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。无毒、无味、无臭的白色颗粒，熔点约为130，相对密度为0.9410.960。它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好。介电性能，耐环境应力开裂性亦较好。原态HDPE的外表呈乳白色，在微薄截面呈一定程度的半透明状。HDPE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。HDPE具有很好的电性能，特别是绝缘介电强度高，使其很适用于电线电缆。中到高分子量等级具有极好的抗冲击性，在常温甚至在-40F低温度下均如此。各种等级HDPE的独有特性是四种

8、基本变量的适当结合：密度、分子量、分子量分布和添加剂。不同的催化剂被用于生产定制特殊性能聚合物。这些变量相结合生产出不同用途的HDPE品级；在性能上达到最佳的平衡4、成型特性及条件 （1）、HDPE吸水率很小（0.01%），而成型水分允许含量可达0.1%左右，因此加工前不必要进行干燥处理。（2）、HDPE熔点不高，料筒温度对熔体流动性的影响不如压力。由于结晶晶核的熔融需要吸收大量的热量，故料筒温度的选择点应比熔点高，通常要高出十多度。提高熔体的流动性。一般为108204。（3）HDPE的流动性能好，较低压力下既能成型大多数制品。薄壁件、长流程、窄浇口的制品一般用120MPa；一般制品用100M

9、Pa。（4）、模具温度对HDPE制品的质量有较大的影响，模具温度大概为6070以保证侧壁的易变性问题。以提高其韧性及尺寸稳定性5、高密度聚乙烯HDPE的注塑工艺条件（见塑料模具设计资料P15）性能单位数值密度g/cm30.94-0.97比体积cm3/g1.03-1.06吸水率%0.01收缩率%1.5-3.0熔点105-137热变形温度0.45MPa60-820.182MPa48抗拉屈服强度MPa22-39拉伸弹性模量MPa(0.84-0.95)103抗弯强度MPa20-40冲击强度(缺口)KJ/m265.5硬度布氏2.07体积电阻系数cm6.711013击穿强度kV/mm26.56、工艺参数（

10、见见塑料模具设计资料P33）工艺参数取值范围预热和干燥温度/70-80时间/h1料筒温度/后部140-160中部180-200前部180-190成型时间/S高压时间0-5保压时间15-60冷却时间15-60成型周期40-140喷嘴温度/150-180注射压力/MPa80-100螺杆转速/(rmin-1)30-60模具温度/30-607、注塑工艺性能分析1）、 零件壁厚均匀，为3 mm，大于塑件的最小壁厚0.8 mm注射成型时应不会发生填充不足现象，且在HDPE一般在13.5mm间选取，塑件质量好。2）、该塑料制件无侧凹，侧孔，故没有侧向抽芯3）、考虑塑件的尺寸不是很大，为了提高生产率，采用一模

11、四腔；并且用侧浇口，用拉料杆使浇注系统冷凝料拉断、顶出脱落，以利于生产自动化。8、主要的成型尺寸计算按平均收缩率为2%(0.02)计算 根据塑件上的尺寸,查“模塑件尺寸公差表”的未标注的尺寸允许偏差MT6 计算。现计算几个主要的成型尺寸如下（1）600.55LM = LP+ LPScp+LPScp2 1/2m按 IT11级精度制造，其制造偏差m=0.19LM =60+600.02+600.021/20.02=61.220.01（2）130.23LM= LP+ LPScp+ LPScp2 1/2m按 IT11级精度制造，其制造偏差m=0.11LM =（1+0.02+0.022）13 0.06 =

12、13.260.06（3）160.27LM= LP+ LPScp+ LPScp2 1/2m按 IT11级精度制造，其制造偏差m=0.11LM =（1+0.02+0.022）16 0.06 =16.320.06（4）40.26LM= LP+ LPScp+ LPScp2 1/2m按 IT11级精度制造，其制造偏差m=0.075LM =（1+0.02+0.022）4 0.08 =4.080.08（5）60.19LM= LP+ LPScp+ LPScp2 1/2m按 IT11级精度制造，其制造偏差m=0.075LM =（1+0.02+0.022）6 0.08 =6.120.081、 注射机的初选额定HD

13、PE注射用量:模腔数制品体积1.25/0.85=4V件1.25/0.85=100.6cm3根据一次所需要的注射量，根据塑料模具设计资料P48 表2-40初步选择杆式注塑成型机XS-ZY-125 XS-ZY-125型注射机的主要参数螺杆直径/mm42注射容量/cm3125模具厚度/mm最大300锁模力/KN900最小200最大注射面积/cm3320喷嘴球半径/mm12模板行程/mm300孔直径/mm4定位孔直径/mm100+0.04顶出两侧孔径/mm0注射压力/MPa1192、 注射机有关参数的校核和最终选择1）注塑量的校核根据：V注V件/0.8V注：标称注射量；V件：注塑件和浇注系统的体积；0

14、.8：最大注射容量利用系数；而V注=125，V件/0.8 =100.6/0.8=118.4cm3所以V注V件/0.8成立，注塑量校核合格。2）锁模力的校核单个塑件在分型面上的投影面积A1=2190.3mm2 （见分型面图）取型腔压力P腔=45Mpa(根据塑料模具设计资料P58查得型腔压力一般取40-50M Pa)。 锁模力计算F=P腔A =452190.34=205821N虽然计算锁模力时没有把浇注系统包括在内，但注塑机的额定锁模力900KN远远大于计算的锁模力394.3KN，所以所选注塑机的锁模力满足要求3）注射机压力校核必须满足：P成P注式中 P成塑件成型塑件所需的注射压力，MPa或N/

15、cm3P塑所选注射机的额定注射压力，MPa或N/ cm3而P成=70-100MPa，取中间值85MPa, ,P成P注,所以所选注塑机的注射压力满足要求。4）模具闭合高度的校核安装模具的厚度应满足： HminH模Hmax式中 Hmin注射机所允许的最小模具厚度（mm） H模模具闭合厚度（mm） Hmax注射机所允许的最大模具厚度（mm）设计模具厚度H总=25+50+20+50+30+25=250mm。由于XS-ZY-125型注射机所允许模具的最小厚度为Hmin=200mm，最大厚度为Hmax=300mm,所以，模具闭合高度能满足安装要求。5）模具开模行程校核模具开模行程应满足：SmSz其中：Sz

16、为注塑机模板行程，查注射机XS-ZY-125型；Sm为模具的开模行程。Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm =34+45+5+7=91mm可见SmSz，XS-ZY-125满足其开模行程6）模具安装部分的校核 该模具的外形尺寸为230mm230mm，XS-ZY-125型注射机模板最大安装尺寸为190mm300mm，故能满足模具安装要求。（下面有提示）综上所述，所选择的注射机XS-ZY-125满足各方面要求。1、 分型面的选择和确定 图3 连轴套塑件分型面分型面选择如上图所示。这样选择便于脱模，型腔深度浅，符合塑件的外观要求。这样的分型面是最合理的。2型腔数目的确定及

17、型腔的排列由于塑件尺寸较小，为了提高效率、降低成本，故本模具采用一模四腔，塑件型腔设置在模具对称中心两边成型。型腔的排布与浇注系统布置密切相关，型腔排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的足够压力，以保证塑料熔体同时均匀地充满每个型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能最短，尽可能地采用平衡的流道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等。同时,考虑模具可容型腔尺寸和塑件本身尺寸,确定塑件长度方向只能沿下图的垂直方向；确定型腔的摆放位置只能如下图所示：图4 型腔的排列3、浇注系统的设计主流道设计 由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立

18、的主流道衬套，选用优质钢材制作并经热处理提高硬度。如下图：图5 主流道查表得知XS-ZY-125型注射机的喷嘴孔直径d0=4、喷嘴球半径R0=12，故，取模具浇口套主流道小端直径为d= d0+1=4+1=5mm模具浇口套主流道球面半径为R= R0+（12）=12+2=14m将主流道设计成圆锥形，斜度取30。分流道设计由主流道衬套长度25+50=75,流道斜度30,可求得主流道下端直径为D=5+260tg1.50=7.9mm由于制件较小，分流道截面取半圆形即可满足要求，其直径d=8mm。分流道的设置在分型面。浇口设计由于一模四腔，塑件尺寸较小，不会充不足，因此确定采用侧浇口，开在流道中心线上。查

19、塑料模具设计手册表2-51得浇口尺寸：a=0.8，b=4,l=1浇口位置如下图所示：图5浇口位置冷料井设计主流道末端的冷料井，采用倒锥形的拉料穴拉料。分流道末端的也要设计冷料井。图6冷料井设计4成型零件结构设计考虑到塑件的外形简单，采取整体式型腔结构，外形完整无拼缝。5推出机构的选择顶出机构的结构因塑件的脱模要求的不同而有所变化，但对顶出机构所应达到的基本要求是一致的：使塑件在顶出过程中不会损坏变形；保证塑件在开模的过程中留在设置有顶出机构的动模内；若塑件需留在定模内，则要在定模上设置顶出机构。其中，一次顶出机构是最常用的顶出机构。本模具选用推件板一次顶出机构，用推件板推出。6排气结构设计该零

20、件结构简单，且热塑性塑料模具排除的气体量比较少，利用模具分型面之间以及与型芯推杆之间的缝隙排气。7. 冷却系统的设计因塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为300），成型时要控制模温在5090,具体措施是布置冷却水管。（1）冷却水管直径 8mm。（2）冷却系统布置如下图所示：8、标准模架的选择通过相关计算，根据塑料模具设计手册P134-156，可选择180L的A2型，其中L=200mm 定模由一块模板组成，其中无可移动模板，动模由两块模板组成； 推杆推出制件。 定模固定板厚25mm，A板50mm，B板20mm，动模垫板50mm,C板厚80mm，推杆固定板12.5mm，

21、动模座板20mm。导柱长度计算由模架可知导柱直径为16，导柱穿过的三块板的厚度为50+20+50=120mm,查设计手册的导柱长度系列可选导柱长度L=110mm导柱和导套与固定板采取H7/K6过渡配合，导柱导向段与导向孔采取H7/f7间隙配合。模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：（1）组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。（2）组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求（3）模具的功能必须达到设计要求（4）为了鉴别塑料成型件的质量，装配好的模具必须在生

22、产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的成型件为止。1加工要求（1）模具分型面及组合件的结合面应很好贴合，局部间隙不大于0.02mm（2）模具成型表面的内外锐角、尖边、图样上未注明圆角时允许不大于0.3mm圆角（分型面及结合面除外）。当不允许有圆角时，应在图样上注明。（3）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按GB1804，其孔按H13，轴按h13，长度按J14。（4）模具中各承压板（模板）的两承压面的平行度公差按GB1184附录一的5级。（5）导柱、导套孔对模板平面的垂直度公差按GB1184附录一的4级。（6）模具中安装镙钉（镙栓）之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于2mm，或相

23、应各孔配作。（7）导柱(直导柱、台肩导柱)其配合部位的大径与小径的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。（8）导套（直导套、带头导套）外圆与内孔的同轴度公差t按GB1184附录一的5级。（9）主流道衬套的中心锥孔应研磨抛光，不得有影响脱浇口的各种缺陷。2装配要求（1）顶出制品的推杆的端面与所在的相应型面保持齐平，允许推杆端面高出型面不大于0.1mm。（2）注射模的复位杆，其端面应与模具分型面齐平，允许低于分型面不大于0.03mm。（3）型芯、凸模等，其尾部高度尺寸未注明公差时，其端面应在装配后与其配合的零件齐平。（4）制品同一表面的成型腔分布在上、下模或两模时，装配后沿分型面的错边不大于0.

24、05mm，并其组合尺寸不超过型腔允许的极限尺寸。（5）凸模与凹模装配后的配合间隙，应保持周围均匀。（6）需保持同轴的两个以上零件，其同轴度必须保证装配要求，使各配合零件能顺利装卸，活动自如。（7）模具导向件的导向部分，装配后保证滑动灵活，无卡滞现象。（8）模具中供两次分型用的拉杆、拉板装配后，各工作面应在同一平面内，允许其极限偏差为0.1mm。（9）模具装配后，两安装平面应保持平，其平行度公差按按GB1184附录一的6级。3综合要求1）模具、模架及其零件的工件表面，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。2）经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。热处理后应清

25、除氧化皮，脏物油污。3）配通用模架模具，装配后两侧面应进行同时磨削加工，以保证模具能顺利装入模架。4）模具的冷却水道应保证畅通。4零件加工成型零部件：为了保证导向作用，动、定模的导柱，导套孔的孔距精度应控制在0.01mm以内。因此，必须用坐标镗床对动、定模镗孔。在缺少坐标镗床的情况下，较普遍采用的方法是将动、定模合在一起，在车床、铣床或镗床上进行镗孔。成型零部件采用优质碳素工具T8A钢，强度高，耐磨性好，热处理变形小，有时还要求耐腐蚀，调质淬火低温回火55HRC侧型芯的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径进行数控铣外形加工。型腔的加工：把成型面的曲面图通过计算机产生刀具加工路径，留

26、余量在数控铣上加工成型，再用电火花加工成型。导柱导套加工：孔径与导柱相配，一般采用H7/k6，为了保证导向作用，要求导柱、导套的配合间隙小于凸、凹模之间的间隙。为了保证导向精度、加工时除了使导柱、导套的配合符合尺寸精度要求外，还应满足配合表面间的同轴度，即导柱两个外圆表面间的同轴度以及导套外圆与内孔表面的同轴度要求。为了使导柱、导套的配合表面硬而耐磨而中心部分具有良好韧性，用T8A，表面耐磨、有韧性、抗弯曲。不易折断，热处理：表面淬火，低温回火55HRC。导柱在热处理后修复中心孔，最后进行磨削时，可利用两端中心孔进行装夹，并应在一次装夹中将导柱的两个外圆磨出，以保证两表面间的同轴度。导套磨削加

27、工时，可夹持非配合部分，在万能磨床上将内外圆配合面一次装夹磨出，以达到同轴度要求。用这方法加工时，夹持力不宜过大，以免内孔变形。或者是先磨内圆，再以内圆定位，用顶尖顶顶住芯轴磨外圆。这种加工方法不仅可以保证同轴度，且能防止内孔的微量变形。导柱、导套端部转弯处必须圆滑，以防止在运动中将配合面划伤。因此，全部精磨后，必须用油石将圆弧处磨圆滑，消除磨削后在圆弧处出现的棱带。这一次的模具设计让我从各方面对模具设计有了一个更深刻的了解。塑料模具的设计注重于结构上的设计，而且对模具在各方面需要考虑的更多。塑料模具的型腔加工要求更高，而且由于塑料的收缩率，在模具的成型零部件的设计上面还要考虑到收缩率的影响。

28、通过这次的模具设计，我了解到模具设计不应只考虑模具本身，除此之外还必需要考虑到模具的加工工艺和制造工艺。还要考虑到经济性以及加工的合理性。在此，也要衷心的感谢李思良老师的耐心指导，指出并辅助我改正在设计过程中的错误，使得我能够更好得完成这一次的模具设计。参考资料1冯炳尧 韩泰荣等.模具设计与制造简明手册.上海:上海科学技术出版社，19962阎亚林主编.塑料成型工艺及模具设计.20053中国机械工程学会 中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典.江西科技大学出版社4广东工业大学塑料模具设计手册。5广东工业大学塑料成型工艺及模具设计。6伍先明 王群等.塑料模具设计指导.北京:国防工业出版社,2006=17.1cm3V额=100.6cm3V注=125，V件/0.8 =118.4cm3V注V件/0.8注塑量校核合格A1=2190.3mm2P腔=45MpaF394.3KNP成 =85MPaP塑=119MPaH总=250mmSz=300mmSm=91mm9 20