六角螺母注塑模設(shè)計(jì)

1、六角螺母注塑模設(shè)計(jì)1. 塑件的成形工藝性分析：塑件如圖1.1所示 產(chǎn)品名稱(chēng)：六角螺母 產(chǎn)品材料：增強(qiáng)PA產(chǎn)品數(shù)量：大批量生產(chǎn) 塑料尺寸：如圖1.1所示塑件顏色：黑色塑料要求：塑料外側(cè)表面光滑，下端外沿不允許有澆口痕跡。圖1.1（1） 塑料材料特性基本特征：PA塑料（聚酰胺）通稱(chēng)為尼龍（Nglon）尼龍是含有酰胺基的線(xiàn)型熱塑性樹(shù)脂，尼龍的這一類(lèi)塑料的總稱(chēng)。根據(jù)原料的不同，常見(jiàn)的尼龍品種有尼龍1010，尼龍610，尼龍66，尼龍6，尼龍9，尼龍11等。使用特性及用途：尼龍有優(yōu)良的力學(xué)性能，抗拉，抗壓，耐磨，經(jīng)過(guò)拉伸定向處理的尼龍，其抗拉強(qiáng)度很高，接近于鋼的水平，因尼龍的結(jié)晶性很高，表面硬度大，摩擦

2、系數(shù)小，故具有十分突出的耐磨性和自潤(rùn)滑性，它的耐磨性高于一般用做軸承材料的銅，銅合金，普通鋼等。尼龍耐堿，弱酸，但強(qiáng)酸和氧化劑能侵蝕尼龍。尼龍的缺點(diǎn)是吸水性能強(qiáng)，收縮率大，常常因吸水而引起尺寸變化，其穩(wěn)定性較差，一般只能在80°c 100°c之間使用。為了進(jìn)一步改善尼龍的性能，常在尼龍中加入減摩劑，穩(wěn)定劑，潤(rùn)滑劑，玻璃纖維填料等，以克服尼龍存在的一些缺點(diǎn)，提高機(jī)械強(qiáng)度。尼龍廣泛用于工業(yè)上制作各種機(jī)械，化學(xué)和電器零件。如軸承，齒輪，輥軸，滾子，滑輪，泵葉軸，風(fēng)扇葉片。蝸輪，高壓密封扣圈，墊片，輸油管，儲(chǔ)油容器，繩索，傳動(dòng)帶，電池箱，電器線(xiàn)圈等零件，還可將粉狀尼龍熱噴到金屬表面

3、上，以提高耐磨性或作為修復(fù)磨損零件之用。（2）塑料材料成形性能尼龍?jiān)陷^易吸濕因此在成形加工前必須進(jìn)行干燥處理，尼龍的熱穩(wěn)定性差，干燥時(shí)為避免材料高溫時(shí)氧化，最好采用真空干燥法；尼龍的熔體黏度較低，流動(dòng)性好，有利于組成強(qiáng)度特別好的薄壁塑件，但容易產(chǎn)生飛邊，故模具必須使用最小間隙，熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差，易發(fā)生降解使塑料性能下降，因此不允許尼龍?jiān)诟邷亓贤矁?nèi)停留過(guò)長(zhǎng)時(shí)間，尼龍成形收縮率范圍及收縮率大，方向性明顯，易產(chǎn)生縮孔，凹痕，變形等缺陷，因此應(yīng)嚴(yán)格控制成形工藝條件。2. 塑件的成形工藝參數(shù)確定查有關(guān)手冊(cè)得到PA（增強(qiáng)）塑料的成形工藝參數(shù)如下：注射機(jī)類(lèi)型：螺桿式螺桿轉(zhuǎn)速 2040rpm密度

4、1.4 1.6g /cm³收縮率 0.3%0.5 %預(yù)熱時(shí)間 23h料筒溫度 后段210°c225°c中段230°C250°c前段235°c255°c噴嘴溫度 240°c255°c模具溫度（） 5080注射壓力 90130Mpa烘干溫度 90°c110°c烘干時(shí)間 612h保壓壓力 5070 MPa成形時(shí)間 注射時(shí)間 1540s保壓時(shí)間 05 s冷卻時(shí)間 20150 s3.模具的基本結(jié)構(gòu)及模架選擇 （1）模具的基本結(jié)構(gòu)確定成形方法塑件采用注射成形法生產(chǎn)，為保證塑件表面質(zhì)量，使用側(cè)澆口成

5、型，因此模具應(yīng)為單分型面注射模。型腔分布塑件形狀較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量大，所以應(yīng)采用多型腔注射模具，此模具采用一模三腔平衡布置，這樣嗎尺寸較小，制造方便，生產(chǎn)率高，塑件成本低，其布置如圖所示：確定分型面塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，因此采用如圖所示分型面：選擇澆注系統(tǒng)塑件采用側(cè)澆口系統(tǒng)，其澆注系統(tǒng)如圖所示，側(cè)澆口的寬度為1.5mm，側(cè)澆口長(zhǎng)度為0.5mm，分流道采用半圓截面流動(dòng)，其半徑R為33.5mm，主流道為圓錐形，上部直徑與注射機(jī)噴嘴相配合，下部直徑為68mm。確定推出方式由于塑件形狀為六邊形且壁厚較薄，使用推桿推出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用，所以選模內(nèi)自動(dòng)脫螺紋機(jī)構(gòu)，

6、這種方法能盡量保證塑件在動(dòng)模一側(cè)推出力均勻，塑件在推出時(shí)變形小，推出可靠。模具的結(jié)構(gòu)形式模具結(jié)構(gòu)為單分型面注射模，采用螺紋拉桿控制分型面A.A的打開(kāi)距離，其最大分型面應(yīng)大于40mm，方便取出制件，模具分型面的打開(kāi)順序由螺紋拉桿控制。1定模座板 2軸3中間板 4.10導(dǎo)柱5.9導(dǎo)套 6.8導(dǎo)柱7動(dòng)模座板選擇成型設(shè)備選用G543240/400型臥式注射機(jī)，其有關(guān)參數(shù)：額定注射量 200/400 m³ 注射壓力 109Mpa鎖模力 2540KN 最大注射面積 645 cm³模具厚度 165406mm 最大開(kāi)合模行程 260mm噴嘴圓弧半徑 18mm 噴嘴孔直徑 4mm拉桿間距 2

7、90mm×368mm（2）選擇模距模架的選擇模架的選擇如圖所示模架安裝尺寸校核模具外形尺寸為長(zhǎng)300mm，寬120mm，高150mm，小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便的安裝在注射機(jī)上。4.模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算（1） 型腔結(jié)構(gòu) 如圖所示，型腔由定模板，定模鑲件，滑塊共三部分構(gòu)成。定模板和滑塊構(gòu)成塑件的側(cè)壁，定模鑲件成形塑件的頂部，而且側(cè)澆口開(kāi)在定模鑲件上，這樣使加工方便，有利于型腔的拋光，定模鑲件可以更換，提高模具的使用壽命。（2）型心結(jié)構(gòu) 如圖所示，型芯是由動(dòng)模板上的孔固定，型芯于推板采用錐面配合，以保證配合的緊密，防止塑件產(chǎn)生飛邊。另外錐面配合可以減少推件板在推件動(dòng)時(shí)與型芯

8、之間的磨損，型芯中心開(kāi)有冷卻水孔，用來(lái)冷卻型芯。 （3）導(dǎo)柱、滑塊結(jié)構(gòu) 如圖裝配圖所示 （4） 模具的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為了保證模具的閉合精度，模具的定模部分和動(dòng)模部分采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向定位，推件板上裝有導(dǎo)套，推出推件時(shí)，導(dǎo)套在導(dǎo)柱上運(yùn)動(dòng)，保證了推件板的運(yùn)動(dòng)精度。定模板上裝有導(dǎo)柱，為澆口凝料推板和定模座板的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。5. 模具成形尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）取PA的平均收縮率為0.4%，塑件未注公差按照STBT2中8級(jí)精度公差值選取。 .型腔徑向尺寸模具最大磨損量選取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取 .型腔深度尺寸模具最大磨損量選取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取公式 式中Hs塑件的高度最大尺寸 .型芯

9、徑向尺寸型芯徑向尺寸計(jì)算公式為：式中Ls塑件內(nèi)形的最小尺寸，最大磨損量選取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取 .型芯高度尺寸型芯高度尺寸計(jì)算公式為：式中Hs塑件的內(nèi)形深度最小尺寸，最大磨損量取塑件公差的1/6，模具的制造公差，取 6.模具的加熱、冷卻系統(tǒng) 模具加熱一般生產(chǎn)PA材料塑件的模具不需要外加熱。 模具冷卻為了循環(huán)模具成形的生產(chǎn)周期，需要對(duì)模具進(jìn)行冷卻，常用水對(duì)模具進(jìn)行冷卻，即在注塑完成后通循環(huán)水到靠近型腔的零件孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻，設(shè)計(jì)水道要注意到以下幾點(diǎn)：冷卻數(shù)量（水道）盡可能多，孔徑尺寸能大，冷卻水孔中心線(xiàn)與型腔壁的距離為冷卻通道直徑的12倍，冷卻通道之間的中心距為水孔直徑的

10、倍，通道直徑一般在mm以上。冷卻水孔至型腔表面的距離，應(yīng)盡可能相等，當(dāng)塑件厚壁均勻時(shí)，冷卻水孔與型腔表面的距離應(yīng)相等，塑件厚壁不均勻時(shí)，應(yīng)在厚壁處強(qiáng)化冷卻。澆口處需強(qiáng)化冷卻。冷卻水孔道不應(yīng)穿過(guò)鑲塊或其接縫部分，以防漏水。冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)計(jì)在塑料的熔接痕處。進(jìn)出水口管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常設(shè)在注射機(jī)的背面。7.型腔厚壁的確定型腔厚壁的確定從理論上講是通過(guò)力學(xué)的剛度及強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算的，剛度不足將產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形而產(chǎn)生溢料間隙，強(qiáng)度不足將會(huì)產(chǎn)生塑料變形，并可能破裂。由于塑件成形受溫度壓力，塑件特性及塑件復(fù)雜程度等因素的影響，所以理論計(jì)算并不能完全確定真實(shí)的反映結(jié)果，所以通常模具

11、型腔厚壁不通過(guò)計(jì)算，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)確定。8.冷料穴和拉料桿的確定冷料穴是澆注系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)成之一，冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)道中的前鋒冷料，以免讓冷料注入型腔，多型腔模具分型面上有幾個(gè)冷料穴。9.排氣方式設(shè)計(jì)（1）排氣槽設(shè)計(jì)多種排氣方式對(duì)于中型塑件的模具，對(duì)于本模具不必設(shè)計(jì)。（2）行型面排氣對(duì)于本模具可以加以利于（3）利于型芯，頂桿，鑲拼塊等間隙排氣，本模具主要型芯，頂桿，鑲件的間隙排氣。10.模具成形零件的結(jié)構(gòu)（1）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸較小，因此本模具的型芯由幾個(gè)型芯鑲塊拼合組成，才能保證塑件的成形。（2）鑲塊的設(shè)計(jì)鑲塊是組成型腔的一部分，鑲塊之間用楔塊連接。五注射機(jī)參數(shù)的校核1.

12、最大注塑量的校核M機(jī)M實(shí)/ =（nM 塑+M澆）/ 式中M機(jī)注射機(jī)的最大注塑量 M實(shí)實(shí)際注塑量 注塑系數(shù)，一般取為0.8 n型腔個(gè)數(shù) M 塑每個(gè)塑件的質(zhì)量 M澆澆注系統(tǒng)的質(zhì)量當(dāng)實(shí)際注塑量以注塑容量V實(shí)表示時(shí)，有實(shí)= V實(shí)式中實(shí)注塑塑料密度為時(shí)的實(shí)際注塑量 V實(shí)實(shí)際注塑量 C式中注塑塑件在常溫下的密度C塑化溫度和壓力下塑料密度變化的校正系數(shù)，對(duì)結(jié)晶型塑料，C=0.85，對(duì)于非結(jié)晶型塑料C=0.93.當(dāng)實(shí)際注塑量以注塑量M實(shí)表示時(shí)，有 實(shí)= M實(shí)（/ ）式中聚酰胺在常溫下的密度 V機(jī)200400 而 V塑12×8.5=102 V澆40 V機(jī)102+40/0.8=177.5而選定的注射機(jī)注

13、塑量大于177.5，所以滿(mǎn)足要求。2.模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸校核（1）模具閉合高度長(zhǎng)寬尺寸要與注射機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適合。 模具長(zhǎng)×寬拉桿面積 模具的長(zhǎng)為300mm，寬為120mm 注射機(jī)拉桿間距為290mm×368mm 故滿(mǎn)足要求（2）模具閉合高度 模具實(shí)際高度 H模=150mm 注射機(jī)最小閉合高度 Hmin=140mm 則H模Hmin故滿(mǎn)足要求（3）開(kāi)模行程校核注射機(jī)的最大行程與模具厚度相關(guān)，故注射機(jī)的開(kāi)模行程應(yīng)滿(mǎn)足下式：S機(jī)（H模-Hmin）H1+H2+（S-10）mm式中H1頂出距離 H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度 S機(jī)注射機(jī)的最大行程m S機(jī)（H模-Hm

14、in）=260-(150-140) =250mmH1+H2+（S-10）mm=10+50+10 =70mm故可以滿(mǎn)足要求則S機(jī)（H模-Hmin）H1+H2+（S-10）mm11.模具成形零件工作尺寸要素考慮因素（1）塑件收縮率的波動(dòng)按一般要求塑件收縮率的波動(dòng)所引起的誤差應(yīng)于塑件公差的1/3（2）模具成形零件的制造誤差模具成形零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一，該模具成形零件的制造精度公差值取塑件公差值的1/3.（3）模具成形零件的磨損對(duì)于脫模方向垂直的成形零件表面磨損量應(yīng)該取最小值，甚至可以不考慮磨損量，而與脫模方向平行的成形零件最大磨損可以取塑件公差的1/6。成形零件的最大磨損量

15、用表示，一般取=1/6。（4）塑件的總誤差塑件在成形過(guò)程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是各種誤差的總數(shù)，即式中塑件的成形誤差 塑件收縮率的波動(dòng)引起的誤差 模具成形零件的最大磨損量 模具成形零件的最大磨損量 模具安裝配合間隙的變化而引起的塑件尺寸誤差塑件的成形誤差值應(yīng)小于塑件公差值。即 （5）塑件尺寸和精度的原則一般情況下，塑料收縮率波動(dòng)，成形零件的制造公差和成形零件的磨損是影響塑件尺寸和精度的主要原因，該零件屬小型件，成形零件的制造公差即磨損對(duì)塑件尺寸公差影響最大，應(yīng)提高模具精度等級(jí)和減小磨損來(lái)減小塑件的成形誤差。12.零件剛度和強(qiáng)度校核型腔在成形過(guò)程中受到塑料落體的高壓作用，應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)

16、度，理論分析和實(shí)踐證明。大尺寸型腔剛度不是主要矛盾，型腔應(yīng)該以滿(mǎn)足剛度條件為準(zhǔn)，（即型腔的彈性變形不超過(guò)允許變形量max）;而對(duì)于小尺寸的型腔強(qiáng)度不是主要矛盾，型腔以滿(mǎn)足強(qiáng)度條件為準(zhǔn)，（即型腔的各種受力形式F的應(yīng)力值不得超過(guò)模具材料的許用應(yīng)力）。強(qiáng)度不足，會(huì)使模具發(fā)生塑料變形，并可能破裂。因此強(qiáng)度計(jì)算的條件是滿(mǎn)足受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。而剛度不足，導(dǎo)致型腔尺寸擴(kuò)大，其結(jié)果會(huì)使塑件的精度降低或脫模困難，因此，剛度計(jì)算的條件從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮它的尺寸精度。保證塑件的尺寸精度當(dāng)塑件要求整體或部分較高的精度時(shí)，模具就必須有很好的剛度，以保證塑件熔體在注入型腔的過(guò)程中不產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形。防止溢料當(dāng)熔體

17、注入型腔中時(shí)，型腔的某些配合產(chǎn)生的間隙，間隙過(guò)大則會(huì)產(chǎn)生溢料，在不產(chǎn)生溢料前提下，將允許最大間隙值作為型腔的剛度條件。保證塑件順利脫模如果凹模的剛度不足，在熔體高壓作用下會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的彈性變形，當(dāng)變形量超過(guò)塑件的收縮量時(shí)，塑件被包住而難以脫模，強(qiáng)制頂出則易使塑件劃分或破裂，因此，型腔允許的彈性變形量應(yīng)小于塑件厚壁的收縮值，即：。13.模具裝配圖及模具的裝配試模模具的總裝圖見(jiàn)下頁(yè)模具的裝配要求，塑料注射模具的數(shù)量，質(zhì)量，取決于模具零件的加工制造質(zhì)量和裝配質(zhì)量，因此提高裝配質(zhì)量是非常重要的，在模具裝配時(shí)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面：成形零件及澆注系統(tǒng)成形零件的形狀尺寸必須符合圖樣的要求一般型腔應(yīng)該盡量取下偏

18、差尺寸。型芯盡量取上偏差尺寸，以延長(zhǎng)模具的使用壽命。成形零件及澆注系統(tǒng)的表面平裝，光潔成形零件表面要經(jīng)過(guò)拋光面或鑲銘，使表面平裝，光潔，拋光時(shí)拋光紋路應(yīng)與脫模方向一致?；ハ嘟佑|承壓零件應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙或合理的承壓面積可以防止模具使用時(shí)零件互相擠壓而損壞。型腔的分型面型腔的分型面處，澆口及進(jìn)料口處應(yīng)保持銳邊，一般不能修成圓的。推出系統(tǒng)零件推出系統(tǒng)在模具打開(kāi)時(shí)，能順利打開(kāi)并推出制件，并方便取出制件和廢料，閉模時(shí)能準(zhǔn)確回復(fù)到初始位置。推出系統(tǒng)零件動(dòng)作要求各推出零件，在裝配后要?jiǎng)幼髌胶猓`活，不得有卡位等現(xiàn)象?；瑝K及活動(dòng)零件保證裝配精度滑塊及活動(dòng)零件裝配后間隙適當(dāng)，起止位置要安裝正確，不能產(chǎn)生歪斜現(xiàn)象。

19、保證運(yùn)動(dòng)精度滑塊及活動(dòng)零件運(yùn)動(dòng)時(shí)要保證運(yùn)動(dòng)平衡，可靠，動(dòng)作靈活，協(xié)調(diào)。保證裝配垂直度導(dǎo)柱，導(dǎo)套，在安裝后要垂直于模座，不得歪斜。導(dǎo)后機(jī)構(gòu)保證配合精度導(dǎo)柱，導(dǎo)套的導(dǎo)向精度要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖樣要求。加熱與冷卻系統(tǒng)冷卻水路要暢通，不漏水，閥門(mén)控制可靠。加熱系統(tǒng)要絕緣良好，孔漏光現(xiàn)象，并安全可靠，能達(dá)到模具所要求的溫度。模具外觀(guān)為搬運(yùn)，安裝方便，模具上應(yīng)有起重孔或吊環(huán)。模具裝配后閉合高度，安裝尺寸等要素符合設(shè)計(jì)圖的要求。模具閉模時(shí)，分型面，承壓面之間要閉合嚴(yán)密，模具外露部分的棱邊也要倒角。模具裝配后，動(dòng)，定模座板安裝面對(duì)分型面，平行度在300mm范圍內(nèi)不大于0.05mm。裝配后的模具應(yīng)打印標(biāo)記，編號(hào)及合模標(biāo)

20、記裝配后的模具應(yīng)在生產(chǎn)條件下試模，直到生產(chǎn)出滿(mǎn)足質(zhì)量要求的產(chǎn)品。4.1模具的安裝調(diào)試模具的安裝調(diào)試是模具制造中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，試模中的修改、補(bǔ)充和和調(diào)整是對(duì)于模具設(shè)計(jì)的補(bǔ)充。 試模前的準(zhǔn)備試模前要對(duì)模具及試模用的設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。模具的閉合高度，安裝與注射機(jī)各個(gè)配合尺寸、推出形式、開(kāi)模距、模具工作要求等要符合所選設(shè)備的技術(shù)條件。檢查模具各滑動(dòng)零件配合間隙適當(dāng)，無(wú)卡住及緊澀現(xiàn)象?；顒?dòng)要靈活、可靠，起止位置的定位要正確。各鑲嵌件、緊固件要牢固，無(wú)松動(dòng)現(xiàn)象。各種水管接頭、閥門(mén)、附件、備件要齊全。對(duì)于試模設(shè)備也要進(jìn)行全面檢查，即對(duì)設(shè)備的油路、水路、電路、機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位、各操縱件和顯示信號(hào)要檢查、調(diào)整，使之處

21、于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。 模具的安裝及調(diào)試模具的安裝是指將模具從制造地點(diǎn)運(yùn)至注射機(jī)所在地，并安裝在指定注射機(jī)的全過(guò)程。1）模具的安裝方位要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。2）模具中有側(cè)向滑動(dòng)結(jié)構(gòu)時(shí)，盡量使其運(yùn)動(dòng)方向?yàn)樗椒较颉?）當(dāng)模具長(zhǎng)度與寬度尺寸相差較大時(shí)，應(yīng)盡可能使較長(zhǎng)的邊與水平方向平行。4）模具帶有液壓油路接頭，氣路接頭，熱流道元件接線(xiàn)板時(shí)，盡可能放在非操作一側(cè)，以免操作不方便。模具在注射機(jī)上的固定多采用螺釘，壓板的形式，如圖4.1所示。一般每側(cè)48塊壓板，對(duì)稱(chēng)布置。模具在注射機(jī)上之后，要進(jìn)行循環(huán)調(diào)整，并且檢查模上各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是否可靠，靈活，定位裝置是否能夠有效使用。 圖4.1 模具的固定壓板； 2螺釘； 3模具； 4注射機(jī)模面要特別注意以下幾個(gè)方面：1）合模后分型面不得有間隙，要有