连轴套C塑料模课程设计

1、课 程 设 计 课程名称 塑料成型工艺与模具设计题目名称 连轴套C模具设计 学生学院 材料与能源学院 专业班级成型及控制工程（材料加工控制及信息化方向 学 号 学生姓名 _ 指导教师 2010年6月23 日目录设计任务书4塑料零件图及说明、要求6一、塑件的工艺分析6二、注射机的选择8三、确定模具基本结构和模具结构设计1、模具型腔排列方式的确定92、模架的选择和A、B板厚度的确定103、模具分型面的选择104、注射模浇注系统设计115、确定型腔、型芯的结构及固定方式126、确定顶出机构类型137、侧向分型与斜滑块的设计的计148、确定导向机构159、排气机构1510、模具冷却系统的确定1611、

2、模具材料16四、校核计算1、注射量的校核162、锁模力的校核163、模具闭合高度的校核164、模具的开模行程的校核.175、注射机压力的校核.17五、有关模具工作部分设计计算1、型腔与型芯的设计172、成型零部件的尺寸计算183、脱模力的计算194、推杆强度校核19六、工艺卡20七、总结22八、参考资料23广东工业大学课程设计任务书题目名称连轴套C学生学院材料与能源学院专业班级 姓 名 学 号 一、课程设计的内容模具成型工艺及模具设计课程设计的设计内容是根据本任务书指定的塑料制品，分析该制品成型工艺性，设计注射成型该产品的模具，根据制品的要求及所设计的模具尺寸等选择成型注射机，撰写设计说明书。

3、具体工作量按第三点执行。二、课程设计的要求与数据1 在规定时间内独立完成自己的设计任务； 2 及时了解有关资料，作好准备工作，充分发挥自己的创造性；3 要求计算准确，结构合理，图面整洁，图样和标注符合国家标准；4 设计说明书要求表达清楚，句子流畅，书写工整，插图清晰整齐。三、课程设计应完成的工作1对任务书指定的塑料零件进行工艺分析及工艺计算，并确定模具结构； 2根据模具的结构和尺寸选择使用的注塑机型号； 3设计注射成型塑件的模具，计算各成型零件尺寸，校核主要零件的强度硬度；4绘制所设计模具的装配图和零件图，完成1.5-2张零号图纸的工作量；5编写设计计算说明书，用本校设计说明书专用纸书写（约2

4、0页）并装订成册。 四、课程设计进程安排序号设计各阶段内容地点参考时间11 布置塑料成型模具设计任务2 了解设计目的，任务要求，进度安排准备设计资料，工具，教1-2161天2工艺计算，选择成型设备，拟定设计方案教1-2161天3设计成型模具结构；包括浇注系统设计、分型面选择、顶出结构设计、冷却系统设计，绘制模具装配图（手工绘图）教1-2163天4完成所有模具零件图（包括标准件）教1-2163天5撰写设计计算说明书教1-2161天6答辩教1-2161天五、应收集的资料及主要参考文献1 张留成等编著. 高分子材料基础M.北京: 化学工业出版社.20052 王昆，何小柏，汪信远主编.机械设计、机械设

5、计基础课程设计.北京：高等教育出版社，1996（2006重印）.3 齐晓杰主编.塑料成型工艺与模具设计M .机械工业出版社，20054 左宗义主编.画法几何与机械制图/冯开平. -广州：华南理工大学大学出版社，2001.9（2004.7重印）.5 自编. 塑料模具设计资料. 广东工业大学，2007.6 自编. 塑料成型工艺及模具设计课程设计指导书.广东工业大学，20077 王兴天编著.注塑工艺与设备.北京化学工业出版社，2009.111 张子成、邢继纲主编. 塑料产品设计M.北京: 国防工业出版社, 2006.发出任务书日期： 2009年 6 月 8日 指导教师签名：计划完成日期： 2009年

6、 6月 19日 基层教学单位责任人签章：主管院长签章：一、塑件的工艺分析二、注射机的选择三、确定模具基本结构和模具结构设计四、校核计算五、有关模具工作部分设计计算六、工艺卡七、总结 八、参考文献 塑料零件图及说明、要求：该塑料产品为本人自行设计。材料为PA66，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1、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，

7、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2、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

8、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100MPa。（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。 3、注射成型工艺参数（见表236，塑料模具设计资料，第35页）干燥： 7080，预干燥1h左右  温度:   &

9、#160;   料桶前端        140160                  料桶中端         180200         

10、60;        料桶后端         180190                  喷   嘴         150180&#

11、160;                 模   具         3060      压力:       注射压力      

12、   70100Mpa      时间:       高压时间         05s                  保压时间   &#

13、160;    1560s                  冷却时间        1560s                  

14、;成型周期         40160s螺杆转速（r/min）:3060       说明: 料斗干燥、结构工艺性 （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，采用一模两腔；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。、

15、零件体积及质量估算（1）、单个塑件 体积V16.92cm3（利用UG软件分析所得），质量m16.920.96=16.24g（2） 两个塑件和浇注系统凝料 总体积V总33.84cm3，总质量m总32.48 g。初选注射成型机的型号和规格由公式41 （塑料成型工艺与模具设计，第107页）可得注射机最大注射量42.3 cm3。 料筒内应还有比vg/0.3=141 cm3 大才能保证注塑机不停地正常运行查表240（塑料模具设计资料，第48页）,选择SZ160/100型号的注射机。SZ-160/100注射机参数如下：理论注射量：160cm3锁模力：100kN螺杆直径：35mm螺杆转速：0220r/min

16、公称注射压力：150Mpa柱杆距离：345×345（mm×mm）定位圈尺寸：直径100mm喷嘴球半径：R15mm喷嘴伸出量：20 mm模板行程：325mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度：200mm 顶出行程：100 mm顶出力：15kn塑化能力：45kg/h1、模具型腔排列方式的确定根据材料的尺寸形状及成型性能要求，本模具采用一模两腔，呈对称分布，如下图。各部分尺寸已标在图中。图2 塑件排样图2、模架的选择和A、B板厚度的确定由图1的塑件形状尺寸、各成型板的厚度要求，并考虑注射机的最大装模厚度，可参考标准模架2020FAI（塑料模具设计资料，第164页）。确定A、B板

17、厚度：A板布置了冷去水管和浇注系统分流道，该板厚度主要考虑冷去水管的布置，取A板厚度HA为50mm。B板其厚度主要考虑塑件高度和嵌入型芯的高度，以及固定嵌入型芯螺钉高度。选B板厚度HB为16mm。 3、模具分型面的选择经分析，该塑件圆周方向上无侧凹，成型时必须不用采用侧向外抽芯。中间的孔用嵌入式型芯成型；用螺钉固定。考虑到加工的方便性和加工的自动化，选择侧浇口。分型面设计如下图：图3 塑件分型面设计图设计分析：型腔由滑块组成，主流道设在定模一侧，分流道设在采用圆柱形流道，上下分型面均有一半，先从分开，拉料杆将浇注系统冷凝料从点浇口处拉断，浇注系统冷凝料留在定模一侧；开模一定距离后，拉杆拉住分流

18、道拉板和A板，当推板推出时，推动流道出去 ，浇注系统冷凝料靠自重落下；从分型面掉下，取下塑件。4、注射模浇注系统设计（1）、主流道的设计根据设计资料查得SZ160/100型注射机喷嘴的有关尺寸为：注射机喷嘴直径d1= mm；喷嘴球半径R1= mm。根据模具主流道球面半径R=R1+（12）mm及小端直径d=d1+(0.51)mm，故取主流道球面半径R=15mm；小(上)端面直径d=7mm。（塑料成型工艺与模具设计图4浇注系统冷凝料，第114、233页）另外，为了便于将冷凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为：2°4°。经换算得主流道大（下）端直径D=8mm。（2）

19、、 冷料穴的设计冷料穴设置在主流道的末端，采用半圆形的冷料穴，便于将浇注系统冷凝料和A板分开。（3）、分流道的设计分流道的形状及尺寸，应根据制件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率、分流道长度、成型工艺条件等因素来确定。多型腔通常要设置分流道。为了便于制造、加工，本模具选用截面为半圆形的分流道，只设在动模一侧。分流道宽度同主流道直径，高度h4mm，长度L 8 mm，其中冷料穴较长，只要考虑了拉料杆位置的设计。（塑料成型工艺与模具设计，第233页）（4）、浇口设计根据塑件的成型、外观要求及型腔的排列方式，并便于冷凝料的自动脱落，并使塑件外观质量好，在塑件上留下的痕迹小等特点，选用点浇口较为理想

20、。浇口直径d0.51.8 mm，引导部分长度为 L=65mm，锥度1230，与分流道用圆弧连接。侧浇口与塑件表面水平连接。高度h=1mm,长度b=1mm。（塑料成型工艺与模具设计，第129页）（5）、定位环及浇口套设计根据注射机定模板中心孔尺寸，选取定位环直径为100mm（相关尺寸见塑料模具设计资料表2138，第270页）；浇口套公称直径为20mm（相关尺寸见塑料模具设计资料表2118，第257页）。5、确定型腔、型芯的结构及固定方式（1）、型腔结构设计 型腔放在定模上，镶针放在定模上，型芯固定在动模上。一模两腔。 （2）型芯结构设计、固定方式 为了便于热处理和节约优质模具钢，型芯采用整体镶块

21、式结构，通过加工成台阶形状，用支撑板来固定。型芯如图6所示：图6、型芯6、确定顶出机构类型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。本模具选用推杆一次顶出机构，用推杆推出。（1）、推杆数量及结构形式 根据推杆布置许可空间，每个塑件设4根推杆，共8根；推杆直径为6mm。（2）、复位装置设计 顶出机构在完成塑件的顶出动作后，为了进行下一步循环必须回到其初始位置。常用的复位机构有弹簧复位机构

22、和复位杆机构。因刚性回复装置比较安全可靠，故本结构中复位杆复位机构，复位杆直径为10mm。（3）、顶出机构的导向 推杆通常装配在顶出板和顶出固定板之间。顶出板在顶出过程中的导向是十分重要的。否则，推杆会变形或折断。顶出机构的导向装置可选用顶板导柱和导套导向（四套，对称布置）。导柱、导套公称直径为16mm。（4）、拉料杆 第一次分型时将浇注系统冷凝料拉断，使其留定模一侧，必须使用拉料杆，此处选拉料杆公称直径10mm。（相关尺寸见塑料模具设计资料表2119，第258页）（5）、顶出距离 顶出距离要比零件高度高出510mm，故顶出距离L=34+ 510mm。这里取42mm7、确定导向机构（本模具采用

23、导柱导向机构）（1）导柱导套结构形式 为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，使用有肩导柱，导套也使用有肩导套，但浇口板的导套防止脱落，该导套被加工成无肩并采用限位钉固定。（2）导柱的布置 为确保动模和定模只按一个方向合模，采用等直径导柱的不对称布置，导柱设在定模一侧。8、排气机构 该零件结构简单，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。9、模具冷却系统的确定 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

24、示：图7 冷却系统10、模具材料型腔、型芯、镶块等非标准模具零件的材料为T8A、T10A、Cr12、Cr12MoV，淬火加低温回火硬度55HRC，或45钢，热处理硬度240HBS，或P20、优质P20（预硬塑胶模具钢）、S136、S316H（镜面塑胶模具钢）。 各种模板、垫板、固定板、支承块、压紧块、推板、挡块等选材。材料：45钢，热处理后硬度200HBS；或材料Q235钢，正火。1、注射量的校核所需的注射机的注射量为 满足要求，初选注射机合适。2、锁模力的校核3、模具闭合高度的校核安装模具的厚度应满足：H。设计的模具高度H202mm;初选的注射机SZ-160/100，满足要求，初选合适。4、

25、模具的开模行程校核模具的开模行程应满足：SmSz其中：Sz为注射机的最大开模行程，初选设备参数中可知Sz=325 mm,Sm为模具的开模行程,Sm=H1 H25105025510110Sz=325 mm，所以初选的注射机满足要求。5、注射机压力的校核注射机压力应满足：。其中：为注射机的最大注射压力， 为成型塑件所需的注射压力。该注射产品属于中小型制品，取100MPa，由初选的注射机的参数可知，124MPa，满足要求。综合验证，SZ-160/100注射机完全满足此模具的注射要求。1、型腔与型芯的设计：考虑到该模具结构的特点，直接在滑块上加工出腔，型腔的结构如下图所示：图9型芯和型腔结合塑件材料性

26、能要求和模具结构及排气等方面，并考虑加工，采用台阶式，采用车床加工,与B板的配合按H7/f6的配合,其结构及相关尺寸如下图：图10型芯图2、成型零部件的尺寸计算：由塑料模具设计资料表216查得PA66的平均收缩率为S=1.5%。塑件要求的公差等级为7、8级，一般模具工作部分的精度要比塑件高23级，故取工作部分的公差等级为5级。根据对塑件尺寸公差分析，修正系数取1/2,模具的制造公差取z=/3。成型零件各部分尺寸计算如下：（1）型腔径向尺寸：= （查塑料模具设计资料表217,第18页,下面各个查同上。A2M+=(1+S)AS-+z= （2）型腔成型部分的深度：H1+=(1+S)HS-+z= （3

27、）型芯的径向尺寸：B-(1+S)BS+-= （4）型芯成型部分的高度： h1-(1+S)hS+-= 3、脱模力的计算由塑料成型工艺与模具设计P161公式459可得脱模力式中：E塑料的弹性模量 ，查塑料模具设计资料第16页表2-16可知E= 型芯的平均半径 ； S塑料平均成型收缩率，由前面已知S=1.03%； 塑件对型芯的包容长度，由塑件高度可知 mm; 塑件与型芯之间的静摩擦系数，常取为0.10.2，这里取0.15 是模具型芯的脱模斜度，查塑料模具设计资料第19页表2-19可知型芯脱模斜度为，现取 塑料的泊松比,查资料得知0.33 其中，则把以上代入公式，可求得 F KN。4、 推杆强度校核推

28、杆材料为T8A，查冲压工艺及模具设计课程设计指导书第76页附录6可知其拉伸许用强度为。某某企业注射成型工艺卡资料编号车间共 页第 页零件名称塑料件材料牌号HDPE设备型号SZ-160/100装配图号1材料定额每模件数2零件图号单件质量16.92g工装号料斗干燥设备SZ-160/100温度7080时间1小时料筒温度后段  180200中段 180200前段140160喷嘴 150180模具温度3060时间s注射05保压 1560s冷却1560s压力MPa注射压力 70100Mpa后处理方法：水、油温度：90100时间定额辅助s10时间410h单件s58这一周半的课程设计，让我熟悉了这个学期学的几门专业课，把它们慢慢的开始贯通起来了