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1、蝶形螺母注塑模设计摘 要：本设计为螺帽的注塑模具设计，采用两板模的形式。本文首先分析了它的工艺性，该零件属于薄壁零件，推出平稳和冷却均匀是其中的关键。该产品有较高的尺寸精度的要求，从配合要求的角度考虑最好采用收缩率较小的POM塑料。接着详细介绍了其特殊的模具结构即推出的脱模装置。最后说明了本次设计的注塑模具的工作过程。在动模部分移动的同时，推杆在弹簧作用下推出零料，进而推出制品和整个浇注系统。综合考虑零件结构及模具结构，最好采用一模四腔的布局方案。此模具结构较复杂，寿命要求较高，故成型部分最好采用优质模具钢DME3#钢。其他部分可以采用较好的S50C模具钢。实践表明，该模具结构灵活、可靠，并能
2、保证产品质量，对诸如此类零件的模具设计有重要的参考价值。关键词：螺帽；POM塑料；注塑成型；注射模具； Design of Injection Mold for Butterfly NutAbstract:This is a tow-plate injection mould molding nut.Its injection techniques is analyzed at first,this is a part with thin wall and deep antrum.The product has a high dimensional accuracy requirements
3、with the requirements of point of view to consider the best use of the smaller POM plastic shrinkage.Then described in detail its special mold structure that launched the stripping device.Finally,we illustrate the wording process of the design of injection molds.Launched in the spring under the acti
4、on of dynamic simulation part of the move,putting a scrap,and then launch the products and then launch the products and che entire casting system.Considering form the stucture of the part and mould synthetically, youd better design the mould with four cavity.The mould structure is a litter complicat
5、ed,and it is required that the mould have to has a long life,so the molding part should adopt high-quality mould-steel such as DME3# steel.The rest adopt the product quality.The design is important reference to the kind of conduitof drainage.Key words: Nut；POM Plastic；Injection Molding；Injection Mou
6、ld； 目 录摘要1关键词11 前言11.1 本研究领域的国内外现状和发展方向11.1.1 现状11.1.2 国内的发展情况11.1.3 国外的发展情况11.2 本课题的研究内容21.2.1 本课题的研究内容22 塑件成型工艺分析22.1 设计课题22.2 塑件（螺帽）分析22.2.1 塑件特点22.2.2 塑件及材料分析及原材料选择32.2.3 塑件正投影面积、体积及质量计算42.3 拟定的成型工艺42.3.1 制品的成型方法42.3.2 制品的成型参数43 拟定模具结构形式53.1 型腔数量的确定53.2 型腔布局形式54 分型面与排气系统设计64.1 分型面的设计原则64.2 排气系统设
7、计75 注射机规格型号的确定85.1 注射量的计算85.2 锁模力计算85.3 选择注射机95.4 注射机有关参数的校核96 浇注系统设计106.1 浇注系统的设计原则106.2 主浇道设计106.3 分流道设计126.3.1 设计原则126.3.2 分流道的设计136.3.3 分流道的尺寸计算136.3.4 分流道的表面粗糙度的确定146.4 冷料穴的设计146.5 浇口的设计156.5.1 位置选择原则156.5.2 浇口尺寸的计算156.5.3 浇口剪切速率的校核157 成型零件设计157.1 成形零件的性能157.2 成型零件的结构设计167.2.1 凹模的结构设计167.2.2 凸模
8、的结构设计167.2.3 成型零件工作尺寸的确定167.2.4 型芯结构设计178 模架的确定198.1 模架确定的原则198.2 模架的确定208.2.1 定模板的确定208.2.2 定模固定板的确定208.2.3 动模固定板的确定208.2.4 动模垫板的确定208.2.5 垫块的确定208.2.6 动模座板的确定219 注射模具选材219.1 塑料模具成型零件（型腔、型芯）的选材219.2模板零件的选材229.4 导向零件的选材229.5推出机构零件的选材229.6 其它零件239.7 该套模具所用材料的性能比较2310 导向定位机构设计2310.1 设计原则2310.2 导柱设计241
9、0.3 导套设计2411 脱模推出机构的设计2511.1 选用原则2511.2 推出机构的分类2511.3 推出机构的确定2511.3.1 螺纹塑件产生的包紧力2712 温度调节系统设计2712.1 模温对塑件质量的影响27.12.2 模温对生产效率的影响2812.3 冷却系统的简单计算2813 注射模与注射机的关系2913.1 注射压力的校核2913.2 开模行程与推出机构的校核3013.3 安装部分相关尺寸校核3013.4 模具与注射机的安装关系3114 模具工作原理3114.1 模具装配草图3114.2 模具工作原理321 前言 1.1 本研究领域的国内外现状和发展方向1.1.1 现状近
10、些年来，随着模具行业的快速发展，几乎各行各业都与模具行业有着越来越多的联系。并且在今后相当长一段时间内，还会快速发展。所以，在信息时代这个大环境下，模具行业要想更快、更稳的发展，抓住机遇并迎接挑战，积极洞悉这行业的发展趋势，采取相应的策略，提升自己的核心竞争力，有着重要的意义。1.1.2 国内的发展情况80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、
11、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。原材料方面：尽管我国POM的市场需求不断攀升，但由于我国对POM的研制开发相对较晚，国内POM的生产规模、产量以及品种、质量始终不能满足市场的需求。我国POM生产与国外先进水平相比，仍存在原料单耗高、装置规模小、质量不稳定、品种牌号少等问题。造成我国POM产能增长不能满足市场需求的原因是：国内POM市场
12、增长较快，而我国POM生产的基础比较薄弱；另外POM是资金和技术密集型的材料类化工产品，我国巨大的市场引起了国外大公司的关注，外国公司一直想以其产品占据我国市场，不愿转让技术，使国产POM的技术水平提高缓慢，不能满足用户需求；再有就是长期以来，我国经济体制和企业经营机制不符合市场经济规律，企业不能及时获得足够的资金投入，制约了POM生产的发展。1.1.3 国外的发展情况在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS
13、5、英国Delta cam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimarron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Mold flow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内
14、模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。1.2 本课题的研究内容1.2.1 本课题的研究内容如何设计出结构简单、合理，生产效率高的模具，节约材料、降低成本，缩短模具设计的生产周期。这次的异型管接头注塑模设计，完整的分析、计算了所需数据，比较全面、系统的掌握注塑模设计生产的具体流程。2 塑件成型工艺分析2.1 设计课题蝶形螺母注塑模2.2 塑件（螺母）分析螺母起着紧固连接作用。具有内螺纹结构，此零件的外形便于用手拧动、旋紧。具体介绍螺帽的结构尺寸如下图1所示。2.2.1 塑件特点1注塑件平整、美观、光洁度Ra3.2以上，没有推杆痕迹。2注
15、塑件尺寸稳定，全部尺寸达到图纸规定要求。3注塑件的关键零件一型板采用坐标镗床直接一次镗成，减少加工误差，提高模具精度。图1 螺帽图Fig 1 Nut Fig4注塑模具寿命高，下模板镶有淬火凹模套，型芯淬火，型板（推板）调质后加工。5如果试模不合格，仅仅更换型芯、型板和型芯固定板，又可投入试模，缩短了制模周期。2.2.2 塑件及材料分析及原材料选择1）塑件形状分析从上图可以看出，该制品有内螺纹，外形结构简单，但由于是多段孤线组成，因而在模具制造可以为采用成型加工。由于该塑件为有配合要求的小制件,且是用来起着紧固连接作用，在长期的使用过程中需要较高的强度和硬度，也要求有一定的耐磨性，在保证塑料制品的功能和性能的同时还要考虑到加工生产、成本和供应，
