无锥度轴套零件注射成型模具杰作Word下载.docx
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其性能如下：
材料性质
1.1PA66的热性质：
（1）熔点（Tm）熔点即结晶熔解时的温度，对结晶性高分子尼龙-66，显示清晰的熔点，依照采纳的测试方法，熔点在259~267℃的范畴内波动。
（2）玻璃化温度（Tg）
高分子的比容和比热容等温度特性值在某一温度可显现不规那么的变化，这一温度确实是玻璃化转变温度，是分子链的链段克服分子间力开始运动的温度。
在这一温度邻近，模量、振动频率、介电常数等也开始发生变化。
尼龙-66的玻璃化温度，与测试方法、试样中的水分含量、单体浓度、结晶度等因素有关。
Wilhoit和Dole等从比热容的温度变化分析，认为尼龙-66的玻璃化温度为47℃。
（3）马丁耐热（℃）
约为
50-60
1.2尼龙66的结晶和结晶度：
（1）尼龙66有一定的结晶度，这同时也提高了它的力学性能，使其强度增加。
（2）球晶
熔融状态的尼龙-66缓慢冷却时，在235~245℃急剧生成球晶。
球晶不仅包含于结晶部分，也包含于非结晶部分，结晶度为20%~40%。
球晶有在径向上优先取向的正球晶及在切线方向上优先取向的负球晶[]。
尼龙-66球晶通常为正球晶，但在250~265℃下加热熔融结晶时能够生成负球晶[,]。
球晶生成速度和球晶大小，除显著地受冷却温度的阻碍之外，还受到熔融温度、分子量等因素的阻碍。
1.3PA66的机械性能
PA66的机械强度随温度的升高和吸水率的增加而降低，络氏硬度
约为118
，拉伸强度（MPa）
60.
0-80.0，冲击强度〔kJ/m2为
60-100，静弯曲强度
（MPa）
为1
00-120。
PA66具有优良的耐热性，其热变形温度和所承担的载荷关系专门大，例如.当载荷为0.45MPa时，其热变形温度高达180C,而当载荷增至1.82MPa时，其热变形温度迅速降至70℃。
当载荷一定时，PA6的热变形温度随吸水率的增加而降低。
1.4加工方法
PA66可采纳注射、挤出等多种成型方法加工。
加工前必须在80℃真空或鼓风供箱中充分干燥24~48h加工温度比PA6高。
在挤出生产中，
可采纳等距不等深的渐变螺杆，PA66还可采纳模压、喷涂、烧结及各种机械加工方法成型。
PA66用途与PA差不多相同，专门适宜于制作耐磨及高强度制件，并可制作耐化学药品等使用的瓶、管等。
PA66的密度约为0.0012g/
，体积约为1752.29
，质量约为2.11g。
2实物三维图
二维图为
塑件部分参数〔单位：
mm〕
壁厚
2
内径
12
长度
20
3行腔数目：
由于塑件尺寸要求较高，因此可采纳一模两腔结构。
如图：
4分型面位置的确定
分型面的形状选择应注意以下几点
a、分型面应选在塑件的最大截面处。
b、不应现塑件的外观质量。
c、有利于浇注系统和排气系统的设置。
d、有利于模具的加工专门是行腔的加工。
e、有利于塑件的脱模，尽量留在动模一侧。
f、有力于保证精度的要求。
g、尽量减少塑件在和模平面上的投影面积，减少锁模力。
h、便于嵌件的安装。
i、长型芯应置于开模方向。
依照塑件的结构形式和要求，分型面选在开口部位。
5注射机型号的确定
注射机型号要紧依照塑件的外形尺寸，质量大小及行腔的数量和排列方式来确定的。
在确定模具结构及初步估算外形尺寸的前提下，应对模具所需注射量，注射压力，塑件在分型面上的投影面积，成型时锁模力，模具厚度，拉杆间距，安装固定尺寸以及开模行程等进行运算，这些参数都与注射机的有关性能参数紧密相关。
因此，必须对这两者之间的有关参数进行校核。
并通过校核来进行设计模具与选择注射机型号。
a、每个塑件的质量为m1=2.11g
系统凝料：
m2=2m1=2.532g
每次注射量：
m=2m1+m2=6.752g
注射总体积为：
v=7.03cm3
b、锁模力运算
每个塑件的投影面积
A1=∏R2=3.14×
82=200.96mm2
其中凝料的面积为A2=0.35A1=70.34mm2
总面积为A=2A1+2A2=200.96×
2+2×
70.34=542.6mm2
关于型腔的锁模压力一样取20-40MPa,在那个地点取25MPa,那么锁模力为
Fm=AP型=542.6×
25×
10-3=13.565KN
因此选择的注射机为SZ-60/40卧式注射机
c、注射机有关参数的初步校核
聚酰胺66为结晶性材料，注射系数α取0.75
额定注射量为G=60cm3≥v/α=9.37cm3
额定锁模力为F=400KN＞Fm=13.565KN
注射压力的校核：
运算的Pe=k’P0=1.3×
140=182KN＞180=Pe（理论）
不合实际因此再次选择SZ-100/630
额定注射量为75cm3＞v/α=9.37cm3
Pe（理论）=224KN＞Pe=k’P0=1.3×
140=180KN
符合。
其中
k’-注射安全系数。
Pe-注射压力。
P0-PA66注射所需压力。
型腔校核：
理论所需型腔为n=m’/q=0.85G/（1.6V塑件）=0.85×
75×
0.8×
0.9/〔1.6×
1.7529〕=16＞2
锁模力Fm的校核
Fm=224KN≥KAP型=1.2×
13.565=16.278KN符合
K-锁模力安全系数
6浇注系统的设计
浇注系统的作用是将塑件顺利的充满型腔的各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。
因此要求充模快速而有序，热量缺失小，排气条件好，浇注系统的凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上浇口痕迹小。
依照PA66的性能，为了加大剪切速率，我们采纳侧浇口。
因为其去除浇口方便，痕迹小。
a、主流道的设计
主流道是指连接注射机喷嘴与分流道的塑件熔料通道，是熔体注入模具的最先通过的一段流道。
其形状、大小会直截了当阻碍道熔体的流淌速度和注射时刻。
依照多项选择注射机，知喷嘴口直径为5mm
主流道小端尺寸：
d=注射机喷嘴尺寸+〔0.5-1〕mm=〔5.5-6〕mm
选取小端尺寸为6mm。
大端尺寸=d+2L
0=10.19mm
主流道长度选取L=80mm
锥角=20-60
粗糙度Ra在0.8-1.6um之间。
b、主流道衬套形式
考虑到制品长度为20mm及模具强度问题，理论上主流道长度小于60在那个地点我们取主流道长度为30mm,锥角α=30，选用Ta10A钢材，热处理淬火，表面硬度53HRC-57HRC
主流道凝料体积=∏〔2.252+4.322〕×
80
2=0.948cm3
主流道剪切速率校核：
依照体会公式
=3.3qv/（∏d/2）2=2.52×
103s-1
体会速率为5×
102s-1-5×
103s-1之间。
符合
其中qv-注射机注射速率，d-主流道小端尺寸
c、分流道的运算
直径D=5mm
长度L=15mm
分流道凝料体积=2∏〔D/2〕2L=1.1.17cm3
侧浇口剪切速率校核：
=3.3qv/〔∏R3n〕
其中Rn-当量半径qv-侧流道注射流量
Rn=（2A2/∏L）1/3=2.34mm
运算得
=2.54×
A-截面面积L-周边长度
d、浇口设计
侧浇口宽度b=0.8
=0.2673mm
侧浇口深度：
t=0.8δ=0.8×
2=1.6mm
e、冷料井的设计
在所有的流道交界处。
主流道至少需要超过分流道的一个直径以上的距离而成为冷料井。
它能够让熔融的塑料冷的高粘度的高分子量停留于此，使以后的低粘度的高分子易于进于型腔内，因此冷料井能够防止冷料进入型腔而阻碍产品的质量。
f、定位圈
由SZ-100/630卧房注射机的定位孔直径125mm可知定位圈的外径为125mm，由于定位圈与浇口套配合使用，浇口套内径为10.19mm，那么，定位圈的内径也是10.19mm。
其他尺寸可在标准定位圈零件中查得。
结构如下图。
7成型零件的设计
模具中确定塑件的几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。
a、凹模和凸模的结构设计：
在那个地点我们直截了当进行整体式的设计，整体式的凹模和凸模是直截了当在整块模板上分别加工出凹凸模结构形式。
特点是牢固、不易变形，可不能使塑件产生拼接线痕迹。
我们采纳整体嵌入式组合结构，组合式凹凸膜结构是指有两个或两个以上的零件组合而成的凹模或凸模。
收缩率：
=（Smax+Smin）/2=1.45
型腔径向尺寸：
L0+δz=[2（1+
）×
壁厚-0.75Δ+16]+00.0083=18.920+0.0083
型芯径向尺寸：
l0-δz=[2（1+
）壁厚+0.75Δ+12]0-δz=16.920-0.0083
型腔深度：
H0+δz=[（1+
）Hs-xΔ]0+δz=48.98750+`0.0083
型芯高度：
h-δz0=[（1+
）Hs+xΔ]0-δz=[（1+
）Hs+xΔ]0-δz=49.010-0.0083
-平均收缩率
Δ-规定的公差值
δ-零件制造误差
x-修正系数
b、圆形型腔侧壁及底板厚度的运算〔整体式〕：
整体式型腔因受底部约束，在熔体压力下侧壁沿高度不同点的变形情形不同，离底部距离愈远变形越大。
如以下图所示：
依照体会运算查表：
知取A=腔厚+Wa=20+20=40
B=20
8模架的初选
在那个地点为保证塑件的无锥度要求，因此选用弹簧双脱模机构。
同时为保证精度要求，我们选用推件板脱模机构。
各模板尺寸的确定：
a、A板尺寸的确定：
考虑到塑件为小塑件，能够取25mm.
b、B板为推板，我们取20mm。
c、C板垫块厚度=推出行程+推杆固定板厚度+〔5-10〕=20+20+10=50＜70mm
因此选用C板垫块厚度为70mm.如以下图所示：
A2型模架：
A
B
C
H1
H2
H3
25
70
60
从选定模架外形看：
长×
宽=200×
200＜370×
320〔拉杆内向距〕符合
模具开模所需行程=型芯高度+塑件高度+〔5-10〕=49.01+20+10=79.01＜270符合。
60＜最大模具厚度300符合
其他均符合。
9冷却系统的设计
模具系统对塑件制作质量的阻碍：
模具温度及其波动对塑件的和收缩率、尺寸稳固性、力学性能、变形、应力开裂和表面质量等均有阻碍。
模具温度过低，熔体流淌性差，制作轮廓不清晰，甚至充不满型腔或形成熔接痕，制作表面不光泽，缺陷多，力学性能低。
波动过大，型芯和型腔温差大，制件收缩不平均，导致制件翘曲变形，阻碍制件的形状及其尺寸精度。
关于PA66，粘度低，流淌性好，因为模具不断被注入的熔融塑料加热，模具温度升高，单靠模具本身自然散热不能使模具保持较低的温度，其不能要求模温太高，因此必须加设冷却装置，常用常温水对模具冷却。
a、冷却系统设计原那么
①尽量保证塑件收缩平均，坚持模具的热平稳
②冷却水孔的数量越多，孔径越大，那么对塑件的冷却成效越平均。
③尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。
④浇口处加强冷却。
⑤应降低进水与出水的温差。
⑥合理选择冷却水道的形式。
⑦合理确定冷却水管接头位置。
⑧冷却系统的水道尽量幸免与模具上其他机构发生干涉现象。
冷却水管进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。
PA66的成型温度为280-300℃，模具温度为60-100℃。
在这我们取成型温度为280℃，模具温度为60℃。
b、冷却水体积流量qv的运算
qv=Mq/[（cρ）（θ1-θ2）]=44.976×
10-3×
6.5×
105/[（4.2×
103×
1.0×
103）×
（26.5-25）]=6.96×
10-3m3/min
ρ-冷却水的密度
c-水的比热容
M-单位时刻内注入树脂的量,按每分钟注射两次，即2×
9.37×
1.2=44.976g/min=0.044976kg/min
q-单位质量树脂在模具内开释的热
θ1–冷却水出口温度
θ2–冷却水入口温度
c、冷却管道的直径查资料知为8mm
d、冷却水在管道内的流速
v=4qv/（Πd2）=4×
6.96×
10-3/（60×
3.14×
64×
10-6）＝2.31m/s
d-管道直径
e、冷却管道孔壁与冷却水间的传热模系数
α=3.6Φ〔ρv〕0.8/d0.2=7.95×
（1×
103×
2.31）0.8/（8×
10-3）0.2=36889.2KJ/〔m2·
h·
℃〕
Φ-与冷却水有关的物理系数取25℃时的7.95
f、冷却管道总传热面积
A=60Mq/[α（θm-θw）]=60×
0.044976×
102/[36889.2×
（40-25.75）]=0.0033m2=3336.73mm2
θm-模具成型温度
θw-冷却水的平均温度
g、模具上应开设的冷却水孔数
n=A/〔ΠdL〕=3336.73/〔3.14×
8×
150〕=0.88
L：
冷却管道开设方向上模具长度或宽度〔mm〕
为了冷却充分，在那个地点我们开取两个冷却水孔。
h、冷却水回路的布置
布置原那么：
冷却水路数量尽可能多，冷却通道孔径尽可能大。
冷却水道至型腔表面距离应尽量相等。
浇口处加强冷却。
冷却水道出、入口温差尽可能小。
冷却应沿着塑料收缩的方向设置。
冷却水道的布置应尽可能躲开塑件易产生熔接痕的部位。
型腔模具的冷却：
型腔的冷却采纳两条冷却水管，平稳布置，每个型腔分配一条，保证冷却平均。
j、水嘴规格的确定
水嘴采纳标准水嘴。
10导向机构的设计
a、依照所选模架的规格尺寸，查模架的标准件的导出尺寸，可确定模具所用导柱的规格尺寸。
材料为50HRC钢。
导柱的差不多尺寸如图。
b、导套尺寸的确定
依照导柱的外径确定导套的内径为40mm，由定模板厚度及推板厚度确定导套的长度约为50mm。
导精度套与导柱的配合的精度为H7/K6。
11拉料杆的设计
如图。
我们采纳通用的z型拉料杆，工作时依靠Z字型钩将主流道凝料拉出浇口套，推出时，推出结构带动拉料杆将主流道凝料推出模外。
其它数据要求依照专用零件要求。
12推管的设计
由于本设备中采纳的塑件成型方式，因此选用非标准件。
部分尺寸如以下图：
代号1
13脱模推出机构的设计
在注射成型中的每一个循环中，都必须使塑件从模具型腔或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机称为脱模机构。
推出是注射成型的最，推出质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的推出的设计是十分重要的。
a、脱模力的运算：
脱模力是将塑件从型芯上脱出时所需克服的阻力，它是设计脱模机构的重要依据之一。
Fc=10fcαE〔Tf－Tj〕th=10×
0.35×
9×
10-5×
1×
10
×
〔150-90〕×
2×
49.01=1852.58N
Fc——脱模系数，即在脱模温度下，塑件与型芯表面之间的静摩擦因数，它受塑料熔体经高压在钢表面固化中粘附的阻碍，其值约为0.35-0.55，那个地点取0.35
α——塑料的线膨胀系数〔1/℃〕,本设计取9×
/℃
E——在脱模温度下，塑件的抗拉弹性模量，MPa，PA66取1×
Tf——塑料的软化温度〔℃〕，取值范畴是150℃～180℃，那个地点取150℃
Tj——脱模时塑件温度〔℃〕，取值范畴是60℃～90℃，那个地点取90℃
t——塑件的壁厚〔mm〕，那个地点是2mm
h——型芯脱模方向的高度〔mm〕，那个地点是49.01mm。
所需总脱模力为：
F=2Fc=3705.16N
b、脱模力的校核
本设计为PA66塑件，其许用应力[
]为29MPa。
Fc/A=1852.58／（8.8×
10-5）=2.11×
107Pa=21.1MPa
在许用应力范畴内
故该脱模机构合格。
式中A为脱模时塑件的受力面积A=π〔６４－３６〕=8.8×
10-5m2
14排气系统的设计
不专门设计排气槽，气体能够由分型面、顶杆、与顶杆孔隙等模具零件配合间隙排出。
总结：
通过课程设计，我明白了如何去初步的模具设计。
本次模具设计让我学到了专门多，从选用材料到成型零件的各个方面，让我意识到设计的重要性。
塑料有着宽敞的应用前途，在生活中我们可随处可见，其中模具的设计在当中起着专门重大的作用。
合理的设计模具决定着塑料的成型的好坏。
设计不仅要从理论上探讨，更要从实际动身，只有模具能用于实际的生产，才能表达它的用途。
参考文献
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