塑料斜齒輪的注塑模具設計【旋轉脫螺紋內螺紋抽芯脫模機構一模一腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含18張CAD圖紙帶開題報告+外文翻譯】-zsmj32

塑料斜齒輪的注塑模具設計【旋轉脫螺紋內螺紋抽芯脫模機構一模一腔

摘  要

伴隨著全球性經濟發(fā)展，新技術革命浪潮不斷的突破與發(fā)展，跨越性的技術發(fā)展已經成為推動世界經濟增長的重要因素。市場經濟的不斷繁榮，極大地促進了對體積小，工業(yè)產品的品種多，低成本，高品質的方向發(fā)展。為了提高生產周期的市場競爭力的核心產品的要求越來越高，開發(fā)周期短，因此對各種產品的制造的關鍵技術及設備，模具的要求也越來越嚴格和苛刻的。

    模具是基礎工業(yè)之一。隨著市場經濟全球化趨勢和各種高新技術的迅猛發(fā)展，快速經濟模具被賦予了新的內涵和新的任務，種類的激增，促使快速經濟制模材料向著多品種系列化邁進，不斷促使工藝有新突破和發(fā)展。鑒于商品經濟的快速發(fā)展，產品換代更新的加速，以及市場競爭愈發(fā)激烈，都愈發(fā)高的刺激著快速經濟制模技術朝著短周期、低成本、高質量及高制造精度等方向發(fā)展。鑒于它能夠使企業(yè)獲得更大的市場，創(chuàng)造更大顯著的經濟效益，因此愈發(fā)受到企業(yè)家的垂青以及獲得相關領導部門的政策資金的支持。鑒于快速發(fā)展的高新技術以及各種技術的綜合運用，未來必定會產生新型節(jié)能省材的快速制模技術來適應社會生產中差異化需求。

    此次畢業(yè)設計是對塑料斜齒輪注塑模具設計，難點在于實現(xiàn)自動旋轉脫螺紋功能。本設計有兩大亮點，一是使用齒輪齒條傳動機構來實現(xiàn)測抽芯，二是用軸承使型腔旋轉來實現(xiàn)脫螺紋設計。因模具中有多處需要配合，可能使模具在制造和裝配方面有些難度。

關鍵詞：模具；斜齒輪；結構設計；注射模；型腔

Abstract

With the global economic development, new technology revolution continued breakthroughs and development, leapfrog technology development has become an important factor in promoting world economic growth . Continued prosperity of the market economy , which greatly promoted to small, multi- variety of industrial products , low-cost , high-quality direction. In order to enhance the core products in the market competitiveness of the production cycle, and increasingly demanding shorter development cycle , and therefore the key to the manufacture of various products, technology and equipment - mold requirements are increasingly stringent and demanding .

Mold is one of the basic industries . With the rapid development of economic globalization and a variety of high-tech markets , rapid economic mold was given a new meaning and a new task , the type of surge , prompting rapid economic modeling material moving toward multi- variety series , continue to promote technology breakthroughs and development. Given the rapid development of the commodity economy , accelerate the upgrading products , and market more competitive , are increasingly high to stimulate rapid economic modeling techniques towards short-cycle , low-cost , high-quality and high manufacturing precision direction. Given its ability to enable enterprises to gain a larger market , creating greater significant economic benefits , and therefore increasingly favored by the entrepreneurs and access to funding to support policies related to the leadership department. Given the rapid development of high-tech and comprehensive use of various technologies , the future will certainly generate new energy-saving materials for rapid tooling technology to meet the social needs of the difference in production .

??The graduation project is a plastic injection mold design helical gear , the difficulty lies off the automatic rotation of the threaded function. This design has two bright spots , one using rack and pinion mechanism to achieve measured Pulling , two bearings so that the cavity is rotated to achieve the de- thread design . Because there are many die with blood , may cause some difficulty in mold manufacturing and assembly areas .

Keyword: mold ; bevel wheel; structural design;plastics injection mold; cavity

目    錄

引言 1

1  塑件（斜齒輪）的分析 3

1.1 塑件（ABS）的三維模型 3

1.2 塑料的基礎知識與應用 4

1.3 ABS塑料 4

1.3.1塑料ABS的基本概念 4

1.3.2塑料ABS的特性 5

1.3.3塑料ABS的成型特性及成型條件 6

1.3.4塑料ABS的成型條件 6

1.4 塑件結構工藝性要求的了解及分析 7

1.5 脫模斜度［1］ 7

1.6 塑件的壁厚［1］ 7

1.7 圓角 8

2  注射機的選擇 9

3  型腔數目的決定 10

4  成型零件設計 12

4.1 確定型腔壁厚 12

4.2 動模板厚度的計算 12

4.3 分型面的確定［1］ 13

4.4 排氣系統(tǒng)的設計 13

4.5 成型零件的結構設計 14

4.5.1成型凹模的結構設計 14

4.5.2成型凸模的結構設計 14

4.5.3型腔尺寸計算 14

5  澆注系統(tǒng)設計 18

5.1 主澆道（澆口套）的設計 18

5.2 澆口的設計［1］ 20

5.3 定位圈的選擇 20

6  模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 21

6.1 模具溫度調節(jié)對塑件質量的影響 21

6.2 加熱系統(tǒng)的設計 21

6.3 冷卻系統(tǒng)設計 21

7  脫模機構的設計 22

7.1 推管脫模機構設計 22                      

7.2 內螺紋抽芯脫模機構的設計 22

7.2.1螺紋型芯的設計 22

7.2.2傳動齒條的設計 24

8  復位機構的設計和選擇 26

8.1 彈簧的選用［4］ 26

8.2 彈簧的分布形式 27

9  合模導向機構的設計 28

9.1 導向機構的功用 28

9.2 導向機構的選用［5］ 28

10  型芯與側型芯脫模力的計算 29

10.1 型芯脫模力的計算 29

10.2 側抽芯力計算 29

11  模具的閉模高度和開模行程驗算 30

12  模具其它零件的設計 31

13  標準件的選擇［5］ 32

14  模具的總裝圖以及運動順序、及其特點 33

15  模具的安裝、調試 34

16  工藝卡片 35

16.1 塑件成型工藝卡 35

16.2 機械加工工藝卡 36

16.2.1澆口套定位圈機械加工工藝卡 36

16.2.2定模板機械加工工藝卡 37

16.2.3墊塊機械加工工藝卡 38

結論 39

謝辭 40

參考文獻 41

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CAXA副本

UG.prt

UG.stp

動模墊板A2.dwg

型腔A3.dwg.dwg

型腔固定板A3.dwg.dwg

型芯A3.dwg.dwg

墊塊A3.dwg.dwg

塑料斜齒輪旋轉脫螺紋注塑模具設計.doc

塑料斜齒輪旋轉脫螺紋注塑模具設計任務書.doc

塑料斜齒輪旋轉脫螺紋注塑模具設計開題報告.doc

外文文獻（英文）.doc

外文翻譯（譯文）.doc

定模固定板A3.dwg

定模扳A2.dwg.bak.dwg

底板A3.dwg

推管固定板A3.dwg.dwg

推管蓋板A3.dwg.dwg

文件清單.txt

斜齒輪A3.dwg

斜齒輪的裝配圖A0.dwg

澆口套A3.dwg.dwg

澆口套定位圈A3.dwg.dwg

螺栓A3.dwg

螺紋型芯A3.dwg.dwg

軸瓦A3.dwg.dwg

齒條A3.dwg.dwg

一、畢業(yè)設計（論文）的內容 1、查找相關的資料并閱讀消化，明確塑料塑料斜齒輪旋轉脫螺紋注塑模具設計要求，分析該塑料制品成型工藝及其可能性和經濟性等因素，對零件圖紙進行結構和工藝分析，設計成型工藝； 2、掌握成型設備的技術規(guī)范，進行模具結構設計及模具設計的有關計算； 3、模具總體尺寸的設計與結構草圖的繪制，模具結構總裝圖和零件工作圖的設計繪制； 4、編制主要零件的制造工藝。 二、畢業(yè)設計（論文）的要求與數據 1、塑料斜齒輪設計形狀特點確定其注塑模的方案設計； 2、該塑料制品的設計難點是抽芯機構的設計； 3、確 定其使用的材料為 料； 4、制品的具體尺寸請測繪出圖； 5、塑件成型時無變形，注出的制件表面光滑，無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。 三 、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作 1、完成注塑模的總體方案設計，完成 開題報告。 2、進行模具結構設計并選用標準件，完成零件間的配給選用及相關的設計計算。 3、用 紙繪制裝配圖，采用 件繪制零件圖， 繪圖工作量折合 張以上，其中必須包含兩張 上的計算機繪圖圖紙 ，用 軟件對塑件和模具進行實體造型。 4、完成二萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文）；在 畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括 300 單詞 詳細的英文摘要； 5、獨立完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）； 6、完成導師所指定的其它工作。并附有開題報告一份。 四、應收集的資料及主要參考文獻 [1] 屈華昌 M]機械工業(yè)出版社 [2] 模具實用技術叢書編委會．模具實用技術注塑模具設計制造與應用實例[M]．北京 :機械工業(yè)出版社 ,2002. [3] 王敏杰，宋滿倉 M]子工業(yè)出版社， 2004. [4] 譚雪松 , 林曉新 , 溫麗 M]民郵電出版社， [5] 顏智偉 M]防工業(yè)出版社， 2006. [6] 李學鋒 . 塑料模設計及制造 [M]械工業(yè)出版社 2002. [7] 〔德〕 玉泉譯 M]版社 ,2005. [8] 李德群，唐志玉 卷塑料與橡膠模具設計 [M]子工業(yè)出版社， 9] 伍先明，王群，龐佑霞等 設計指導 [M]防工業(yè)出版社， 2006. [10] 廖念釗，莫雨松，李碩根等 M]國計量出版社， 2009. [11] 劉小年，郭克希 M]械工業(yè)出版社， 2004. [12] 許發(fā)樾 M]械工業(yè)出版社， 2000. [13] 任冬云 M]學工業(yè)出版社， 2003. [14] ]． 2003. 五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備及條件 計算機一臺 計軟件 摘 要 伴隨著全球性經濟發(fā)展，新技術革命浪潮不斷的突破與發(fā)展，跨越性的技術發(fā)展已經成為推動世界經濟增長的重要因素。市場經濟的不斷繁榮，極大地促進了對體積小，工業(yè)產品的品種多，低成本，高品質的方向發(fā)展。 為了提高生產周期的市場競爭力的核心產品的要求越來越高，開發(fā)周期短，因此對各種產品的制造的關鍵技術及設備，模具的要求也越來越嚴格和苛刻的。 模具是基礎工業(yè)之一。 隨著市場經濟全球化趨勢和各種高新技術的迅猛發(fā)展，快速經濟模具被賦予了新的內涵和新的任務，種類的激增，促使快速經濟制模材料向著多品種系列化 邁進， 不斷促使工藝有新突破和發(fā)展 。 鑒于商品經濟的快速發(fā)展，產品換代更新的加速，以及市場競爭愈發(fā)激烈，都愈發(fā)高的 刺激著 快速經濟制模技術 朝著 短周期、低成本、 高質量及 高制造精度等 方向發(fā)展 。鑒于它能夠使企業(yè)獲得更大的市場，創(chuàng)造更大顯著的經濟效益，因此愈發(fā)受到企業(yè)家的垂青以及獲得相關領導部門的政策資金的支持。鑒于快速發(fā)展的高新技術以及各種技術的綜合運用，未來必定會產生新型節(jié)能省材的快速制模技術來適應社會生產中差異化需求。 此次畢業(yè)設計 是對塑料斜齒輪注塑模具設計，難點在于實現(xiàn)自動旋轉脫螺紋功能。本設計有兩大亮點 ，一是使用 齒輪齒條傳動機構來實現(xiàn) 測抽芯 ， 二是用軸承使型腔旋轉來實現(xiàn)脫螺紋設計。 因 模具中有多處 需要 配合，可能使模具在制造和裝配方面有些難度。 關鍵詞 ： 模具； 斜齒輪；結構設計；注射模； 型腔 an in of to of In to in of to of is of of a of a a of to of to to to a fa by to to to of of to of in is a of to so is to in 目 錄 引言 ...................................................... 塑件（斜齒輪）的分析 .....................................件（ 三維模型 ................................................. 3 料的基礎知識與應用 .................................................. 4 料 .............................................................. 4 料 基本概念 .................................................. 4 料 特性 ...................................................... 5 料 成型特性及成型條件 ........................................ 6 料 成型條件 .................................................. 6 件結構工藝性要求的了解及分析 ........................................ 7 模斜度 ［ 1］ ........................................................... 7 件的壁厚 ［ 1］ ......................................................... 7 角 .................................................................. 8 2 注射機的選擇 ............................................ 型腔數目的決定 ......................................... 成 型零件設計 ...........................................定型腔壁厚 ......................................................... 12 模板厚度的計算 ..................................................... 12 型面的確定 ［ 1］ ...................................................... 13 氣系統(tǒng)的 設計 ....................................................... 13 型零件的結構設計 ................................................... 14 型凹模的結構設計 ................................................. 14 型凸模的結構設計 ................................................. 14 腔尺寸計算 ....................................................... 14 5 澆注系統(tǒng)設計 ...........................................澆道（澆口套）的設計 ............................................... 18 口的設計 ［ 1］ ........................................................ 20 位圈的選擇 ......................................................... 20 6 模具溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 ..................................具溫度調節(jié)對塑件質量的影響 ......................................... 21 熱系統(tǒng)的設計 ....................................................... 21 卻系統(tǒng)設計 ......................................................... 21 7 脫模機構的設計 .........................................管脫模機構 設計 ..................................................... 22 螺紋抽芯脫模機構的設計 ............................................. 22 紋型芯的設計 ..................................................... 23 動齒條的設計 ..................................................... 24 8 復位機構的設計和選擇 ....................................簧的選用 ［ 4］ ........................................................ 26 簧的分布形式 ....................................................... 27 9 合模導向機構的設計 .....................................向機構的功用 ....................................................... 28 向機構的選用 ［ 5］ .................................................... 28 10 型芯與側型芯脫模力的計算 ...............................芯脫模力的計算 .................................................... 29 抽芯力計算 ........................................................ 29 11 模具的閉模高度和開模行程驗算 ...........................2 模具其它零件的設計 .....................................3 標準件的選擇 ［ 5］ ........................................4 模具的總裝 圖以及運動順序、及其特點 ......................5 模具的安裝、調試 ......................................6 工藝卡片 ..............................................件成型工藝卡 ...................................................... 35 械加工工藝卡 ...................................................... 36 口套定位圈機械加工工藝卡 ........................................ 36 模板機械加工工藝卡 .............................................. 37 塊機械加工工藝卡 ................................................ 38 結論 .....................................................辭 .....................................................考文獻 .................................................. 第 1 頁 共 41 頁 引言 模具是一種重要的工業(yè)產品的生產技術和設備，是國民經濟的基礎，被 冠以現(xiàn)代 “工業(yè)之母”。 現(xiàn)代生產中，模具因其加工效率高，互換性，節(jié)約了材料，所以廣泛應用。作為一個蓬勃發(fā)展的行業(yè)，在整個模具塑料模具發(fā)展很快。 作為制造行業(yè)的一個后起之秀，它以它獨特的優(yōu)勢而被廣泛應用，極大地 促進了塑料工業(yè)的質的發(fā)展。 （一）、我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產的重要工藝裝備。依工業(yè)技術的飛躍式發(fā)展，依靠模具來進行加工在國民經濟的各領域中愈發(fā)常見。 隨著塑料工業(yè)的 迅速發(fā)展，效率高，自動化程度高，壽命長和高精密模具的設計和制造是關注未來的重點。例如電視機外殼、空調機零件、洗衣機內缸、電冰箱、燈座、周轉箱等模具。世界上的一些工業(yè)化國家，其工業(yè)產值已超過機床工業(yè)的模具，其增長率也超過了機床，汽車，電子等行業(yè)。在這些國家，模具工業(yè)已成為國民經濟的基礎工業(yè)之一。美國工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本模具協(xié)會稱“模具是促進社會富裕的動力”。什么東西既具有自己的價值通過同一模具為社會創(chuàng)造了巨大的經濟效益和社會效益 。 一流的模具設計理念、高質量的制造水平、上等的材料、合理 的加工工藝和現(xiàn)代化管理及成型設備等都是制造優(yōu)質模具不可獲缺的。一副優(yōu)質的模具可以重復上百萬次成型，這是和上面所陳述的因素分不開的?？v觀國內外同行情況，注塑成型技術發(fā)展趨勢大致有以下幾個方面： （ 1） 術在模具設計與制造中的應用； （ 2）模具制造對工業(yè)領域的推動發(fā)展； （ 3）開發(fā)模具逆向工程，創(chuàng)新模具的快測技術； （ 4）開發(fā)上等的模具材料和對其表面進行特殊處理； （ 5）提升模具標準化水平，用模塊化實現(xiàn)模具的重組； （ 6）模具的模塊化、集成化、精密化。 塑料模 具在我國 的發(fā)展 很快 。塑料模的設計制造、 術、 術，已有不少的企業(yè)及研究機構在開發(fā)及應用 。在設計及制造技術上 與一流水準相比有一定的不足。 專用模具鋼的 種類少 少、標準化程度不 高、 質量尚不穩(wěn)定等問題 還在困擾著我國模具行業(yè)； 模具的商品化、系列化 及 規(guī)?；芰?還有不少改進及提升的空間 ； 軟件應用程度不是很高；提高模具 的 設計與制造水平 是增加 國際 核心競爭能力 比不可少的 。 近 些 年來， 伴隨著模具 綜合技術 的提升 ，模具產品 也更加 復雜 、 精密，模具制造 成本和 周期也在縮短。 （二）、 研究此 項目的 內容、目的 和 意義 通過 計算機數據模擬和仿真 對 塑料注射模具的設計思路 和制造過程進行有效的 評 第 2 頁 共 41 頁 估和預測， 并且可 改善模具的結構設計 并快速制得樣品，便于 贏得客戶，爭取定單 ，從而擴大市場及占有率 ； 此外 還降低返廠率，縮短生產周期 ，節(jié)省材料和費用 ， 進而很大幅度地 降低了模具的生產成本。 此項目針對的 內容和要求 : （ 1） 擬定斜齒輪塑件的成型工藝，選用合理的成型設備。 （ 2）合理 的 模具設計結構。必要時可依模具要求 對 塑件圖紙進行 適當的 修改。 （ 3） 長使用壽命、 高強度， 高 耐磨性 是模具配件必不可少的 。 （ 4）經濟性好、 便于 制造 是模具制造需要考慮的。 （ 5）確定零件尺寸及形狀 ，選擇合理的結構 。 （ 6）高效率 、 高可靠性 、高 自動化程度 是模具設計制造的精髓。 研究 此項目的 目的 與 意義 : （ 1） 選擇合適的塑料及成型工藝 。 （ 2） 通過對產品 質量分析 ， 改進 模具的工藝及結構設計。 （ 3）將模具設計 融合到 運用中去 。 （ 4）提高分析和解決問題的能力，改進我們的學習與創(chuàng)新發(fā)展。 第 3 頁 共 41 頁 齒輪）的分析 塑件（ 三維模型 如下圖 (a) (b) 圖 件三維圖 第 4 頁 共 41 頁 圖 塑件 尺寸圖 塑料的基礎知識與應用 塑料是塑料為主要原料，再加入適量填料，增塑劑，潤滑劑，穩(wěn)定劑，著色劑等材料，固化劑。 塑料的種類繁多，性能上也有較大差異 ,從事塑料應用技術領域工作時人，應該首先對所選的塑料的類型，結構和相關性能的認識，有必要獲得必要的基本知識以及了解塑料的應用范圍。 按 塑料 的分子結構及特性可分為熱塑性塑料和熱固性塑料 兩種 。 按塑料的使用情況一般可以分為通用塑料、特種塑料 、工程塑料三大類。 料 料 基本概念 料 (丙烯腈 苯乙烯 ) 英文名稱 : 比重 :成型收縮率 :成型溫度： 180～ 200℃ 干燥條件： 80～ 85℃ 2～ 3 小時 塑 料性能 : （ 1） 良好的整體性能，高的抗沖擊強，化學穩(wěn)定性。 （ 2） 具有較高的耐熱性，高的影響，完全燃燒，提高透明度。 （ 3）與有機材料的熔接性較好，且表面可進行處理，如鍍鉻、噴漆等。 第 5 頁 共 41 頁 （ 4） 較 ， 較 好，柔韌性好。 料是以高分子化合物為基礎而混合的復合材料。綜合了原有材料的性能特點，其最大的特點是可根據需要進行材料設計，這也是它和其它塑料最大的不同。 分子材料獨特的結構和易加工、易改性特點，使其具有其他材料無法比擬、無可取代的優(yōu)越性能。于此同時 料 不僅 有聚合物的一般熱性能和力學性能外，還具有 一些 特殊功能 ，如 物質、信息和能量的轉換、傳遞和儲存等。 料 特性 詳細特性在下表 1 表 1料的特性 性能項目 試驗 條件 [狀態(tài) ] 測試方法 測試數據 數據單位 基本性能 熔體流動速率 230℃× .8 g/10縮率 23℃ % 密度 23℃ /23℃ 機械性能 降伏點抗張強度 23℃ 60 kg/裂延長率 23℃ 200 % 彎曲模量 23℃ 5500 kg/氏硬度 23℃ 00 擊強度 23℃ ,1/8″ 厚 .0 性能 熱變形溫度 ″ 厚 35 ℃ 其它性能 1 t 常，塑料的熔點并非是一個固定的數值，而是用熱變形溫度來顯示。 升級強化 版的 較高的熱變形溫度，耐熱性能好，注塑收縮率較低，尺寸穩(wěn)定性能好，故特別適用于 有耐溫需求的汽車零件以及電氣部件等。 熱塑性塑料在恒壓力下，依據受熱的溫度的差異，存在玻璃、高彈和粘流三種狀態(tài)。在粘流態(tài)下成型的制品，可用注射成型來制作。 有適度的流動性，主要由壓力和溫度確定其流動性。因為是熱塑性的，所以在模具設計和注塑成型的選擇都需要注意螺桿注射機的選擇，澆注截面應大些，料筒及模具應鍍鉻，不應有有死角滯料，加熱時間、模溫、成型溫度、螺桿轉速及背壓等都需要嚴格控制 ［ 1］ 。 第 6 頁 共 41 頁 料 成型特性及成型條件 材料 成型收縮率小， 易 產生應力集中 而引發(fā) 熔融開裂， 因此 控制成型條件 以及 成 型后退火處理 可以有效減少塑件的開裂情況 。 ⑴無定形料 ,流動性中等 ,吸濕大須充分干燥 ,表面要求光澤的塑件須長時間預熱干燥 80～ 85℃度 ,2～ 3小時 . ⑵高料溫、高模溫 等 方法 可以 提高材料的流動性 ，減少夾水紋現(xiàn)象 。 ⑶ 摩擦系數低，高，淺側凹槽可強迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。 ⑷收縮率 及 成型收縮范圍中等。 ⑸ 料的干燥， 料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前 需 進行干燥和預熱。 ⑹ 選 用直通式噴嘴，為避免流涎現(xiàn)象可將噴嘴孔改成喇叭狀，并適當地控制噴嘴溫度。 ⑺模溫對塑件質量有較大的影響，模溫低時，收縮率，抗壓，抗彎，抗沖擊強度大，料溫對塑件質量影響較大，料溫過低會造成缺料。 ⑻模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進料口宜取厚，盡可能的避免死角積料。 料 成型條件 表 1料 成型條件 注射成型機類型 螺 桿式 比重（ g／ 縮率 (%) 射壓力 (kg/800～ 1000 噴嘴溫度 (oC) 170～ 180 螺桿轉速 (n/28 模具溫度 (oC) 90～ 120 適用注射機類型 螺桿式 預熱 溫 度（ oC） 時間（ h） 80～ 100 3～ 5 料筒 溫度（ oC） 前 斷 中 斷 后 斷 180～ 200 190～ 220 160～ 170 成型 時間 （ s） 注射時間 高壓時間 冷卻時間 總周期 20～ 90 0～ 5 20～ 60 50～ 160 后處理 方 法 溫度（o C） 時間（ h） 紅外線燈 鼓風烘箱 140～ 1454 料 主要用途 作為 熱塑性工程塑料的 有較高的韌性、耐熱性和強度，還具有加工優(yōu)勢，如熔體溫度低、結晶快等，同時還有其基本優(yōu)點，如尺寸穩(wěn)定性，耐化學品性。 是一種重要的工程塑料，它的抗疲勞強度較高，尺寸穩(wěn)定。制品可在 100 oC 范圍內能以 較高的硬度，耐磨性，剛度和強度 長期使用。 在工業(yè)生產中， 代替一部分金屬應用于電器、汽車、機床、化工、機械、、 第 7 頁 共 41 頁 農業(yè)機械等行業(yè)。 別適用于制作輥子、滾輪、齒輪、軸承、凸輪等傳動等耐磨零件，也可以用來制造化油器，汽車的儀表板，各種管道等蓋。 極具市場前景工程塑料， 新的商機，潛在市場。 塑件結構工藝性要求的了解及分析 要想得到優(yōu)良的塑料制件，除了選用合理的原材料以外，塑件結構的工藝性必須在考慮的范圍之內，我們在考慮塑件結構工藝性時，需要遵守以下原則： ⑴在 設計之初 ，必須 將 收縮率、流動性等將原材料的結構工藝性考慮在內。 ⑵在保證塑件的性能，物理性能和力學性能，耐化學性，耐熱性和電性能，如要求的前提下，盡可能的厚度均勻，結構簡單，使用方便。 ⑶設計時需考慮模具的總體布局結構，使模具的抽芯和推出機構簡易和模具型腔制造方便。 ⑷對塑件外觀有較高的要求時 ， 需 先進行造型，然后在繪制圖樣。 選擇模具分型面幾何形狀和塑件的成型方法，直接決定了塑料成型模具的成功。所以，在設計時應該使塑件的幾何形狀能適用于其成形工藝。 脫模斜度 ［ 1］ 由于塑件在冷卻過程中產生收縮，因此在脫模前會緊緊地包住型芯或型腔中的其它凸起部分。為了便于剝離，防止模具塑料表面劃傷，擦毛等，為了便于塑件從塑料芯模腔取出，在設計時沿脫模方向均應有足夠的脫模斜度。 塑件上脫模斜度的大小，與塑件的性質、收縮率大小、摩擦系數大小、塑件厚度和幾何形狀有關。 與 軟質塑料 相比， 硬質塑料 的 脫模斜度 較 大；脫模斜度 與塑件 形狀 的 復雜 程度 或成型孔 的數目有關 ；塑件的脫模斜度 與 高度 、 孔深 呈反比 ；壁厚增加，內孔包住型芯，脫模斜度也應大些。 根據塑件材料 薦的脫模斜度為 40＇～ 1° 30＇。 由塑件 屬硬脆類塑料且厚壁的塑件， 故 脫模斜度可取 較 大值 依 據塑件幾何形狀 及 收縮規(guī)律， 因為它的 向心收縮 性 ，所以 一般 內表面的脫模斜度 大于 外表面 ,依據塑膠零件的精度來確定脫模的斜度，內表面取 1°，外表面取 1° 30＇。 塑件的壁厚 ［ 1］ 塑件 需有 一定的厚 度 ， 才能保證 塑件在使用中有足夠的強度和剛度，而且也為了塑料在成型時保持良好的流動狀態(tài)。有時塑件在使用 時所需的強度雖然很小，但 也需要 有適當的厚度 來 承受脫模退出力。熱塑性塑件的厚度一般在 1厚大， 就會 易產生起泡和凹陷， 并且 也不易冷卻。 壁厚與流程有密切關系，且成比例關系，根據 流動性中等。 第 8 頁 共 41 頁 可得： ??? （ 1 2( ?????T 即厚度≥ 2 可；由于塑件最薄處為 此符合要求，流程短 愈短愈 有利于 注射成型。 圓角 設計塑件 時 ，為了 減小 應力集中， 同時增加手感體驗和美觀，體現(xiàn)人性化設計， 常采用圓弧過渡。此外 ， 圓弧還提高 了 塑件 的 強度 ，使脫模更易，同時還使 模具型腔在淬火或使用時 不易 開裂。 本設計中 塑件圓角都取 R= 第 9 頁 共 41 頁 2 注射機的選擇 ⑴塑件的體積計算 os/n ??? ?（ 2 321 7 6 718)2/?? ?322 7 7 824)2/28( ??? ? 8 9182/13 ??? ）（? 4 724)2/17( ??? ??????? 3 ????? （ 2 ⑵選擇注射機 由于塑件為大批量生產，所以盡可能采用多型腔，綜合考慮應選用 125 型臥式注塑機。 依 125 型注塑機可得如下表 2 表 2S— 125 型注塑機參數 （ 螺桿直徑 42 最大理論注射量 125 注射壓力 120 模 力 900大成型面積 645 ㎝2 模具最大厚度 300 注射行程 115 模具最小厚度 200 模板最大行程 300 噴嘴孔徑 4 噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴移動距離 210 型腔許用壓力 280（ kg/ 定模板上孔徑 100 兩拉桿之間距 260× 290 定模板上孔深 10 頂出形式 中間頂出 動模板上孔徑 100 第 10 頁 共 41 頁 3 型腔數目的決定 注射模的型腔數目可根據需要來確定，可以是一模一腔或一模多腔。型腔數目越多，塑件尺寸的精度精度也就相對較低，若塑件的精度不 高，可選用多型腔數。以注塑成型的生產效益上看，表面上多型腔模比單型腔模經濟效益要高，但以制造的難度來衡量的話，單型腔比多型腔制造難度小。由于此塑件的精度要求不高，生產批量適中，而且還有側抽芯，抽芯距也較長，在制品生產及模具的加成本上考慮，可選為一模一腔。 （ 1） 注射機的鎖模力 鎖模力務必要超過模具在開模方向上投影面積的注射壓力總和。 ①注射基本壓力（依塑件流程比及壁厚而不同） ?? 3 Ｐ —— 型腔注射壓力，Ｐ取＝ 2800 Ｐ b—— 基本壓力 1～ 取 、鎖模力 鎖模力不小于總注射壓強的 ，即 ??? （ 3 壁厚為 最小。本次設計選用采用圓薄片型澆口，流程比為 42/圖可得 L／ｔ =厚 = s=13 數表查得 件形狀復雜可取 公式： ?? 3 得注射壓力 P： M p ???? 投影面積 ： 2222 ???? ? 型腔總投影面積 ： ??A 由： ??? 得鎖模力： ????? 故鎖模力是足夠的。 ③ 開模距離 由塑料部分長度為 42從模具中取出，距離應大于兩倍的模板澆注系統(tǒng)的總長度的長度，即 ： L=2× 42＋ 50=134 第 11 頁 共 41 頁 由 射機的最大開模行程為 300能夠完全可以取出塑件 。 ④ 模板面積 型腔的模板面積大小必須能在注射機上安裝。此塑件基本尺寸為ф 47一模一腔時，模板長、寬各約為 300 280以裝入；一模兩腔時，模板長、寬各約為600300不可以裝入。由選用 125 型注射機，故只好取用一模一腔。 （ 2） 合理確定型腔數 為了合理地確定了型腔的數目，需檢查注射容量，根據各注塑機的注射量不超過 最大注射量的 80%。即： 件澆 ） ???（ 3 N－ — 型腔數 Ｓ－ — 注射機注射量（克） Ｗ 澆 － — 澆注系統(tǒng)的重量 Ｗ 件 － — 塑件重量 克1 5 ???S 克澆 20?4? ??????N 即取一腔許可。 第 12 頁 共 41 頁 4 成型零件設計 確定型腔壁厚 1、由強度計算來確定其壁厚 ,如圖 圖 腔壁厚 )/()(2 ?? ??（ 4 已知： 2/1000 ?(設模具鋼的抗拉力應 2/ 取安全系數為 4)； ； 2/280p 801000()2801000( ??????R ???? 壁厚≥ 可。但為了保險，把型腔外徑取為70 2、依據變形量校核型腔壁厚 ])/()[(/ 2222 ?? ?????? （ 4 ]535()2535[(] 023[ 22226 ????????? ）（）（ ? 如按所用塑料收縮率及塑件壁厚計算 ,所得之壁厚收縮值大于 則不影響脫模，可按所得Ｒ值計算收縮率 :厚 >6 , 取 此大于 依設計值取壁厚 13＝ 70 動模板厚度的計算 澆注系統(tǒng)和塑料在分型面上的投影面積 : 2)2/(? （ 4 （ ??? 2 因此 ,動模板厚度查表可得 F≥ 10～ 50取 20～ 25鑒于裝入頂管機構及導柱對墊板強度有影響，增大安全系數，結構分析初定為 H=30 第 13 頁 共 41 頁 分型面的確定 ［ 1］ 分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關，所以選擇脫模注射模的設計是關鍵 的一步。注射模具有的只有一個分型面，有的有多個分型面。根據分型面的形狀可分為平直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面等。 由于分形面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件結構工藝性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響。所以選擇分型面時應遵循以下幾項基本原則 : (1)分型面應選擇在塑件外形的最大輪廓處。 (2)分型面的選擇需有助于塑件的順利脫模。 (3)分型面的選擇應保證塑件的精度要求。 (4)分型面的選擇需適合塑件的外觀質量要求。 (5)分型面的選擇要加工和模具 制造。 (6)分型面的選擇應有助于排氣。 分型面選擇的合理對模具有很大的影響因素 ,因此，應合理選擇脫模方便、不影響塑件外觀、排氣順利 ,使其具有良好的工作效果。根據本齒輪塑件的結構 ,采用平直分型面，通常分型面都設計在最大截面處 ,且起排氣作用，因此將分型面設在離基準端 28為在此截面一邊有斜齒輪 ,又有側抽芯機構 ,從軸向型芯角度考慮 ,脫模時塑件定會落在有阻螺紋的型芯上。且從保證齒輪的輪廓與孔同軸度考慮 ,齒輪型腔與型芯都設在動模上 ,否則會導致塑件同軸度及精度下降 ,因此設在此截面比較合理 ［ 1］ 。 排氣 系統(tǒng)的設計 當塑料熔體充填模具型腔時，必須講澆注系統(tǒng)和型腔內的空氣以及塑料在成型過程中產生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果氣腔內部氣體因各種原因不能排除干凈，它會形成塑料泡沫，導致焊縫不強，清晰可見、充滿痕跡的表面輪廓以及缺陷成型等，另外氣體的存在還會產生反壓力而降低充模速度，因此設計模具時必須考慮型腔的排氣問題。注射模通常有如下三種： (1)利用配合間隙排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過 般為 成型塑料的流動性性能的好差而定。 (2)在分型面上開設排氣 槽。分型面上開設排氣槽是注射模排氣的主要形式。 (3)利用排氣塞排氣。如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又沒有活動型芯或推桿，可在型腔深處鑲入排氣塞 ［ 1］ 。 為了使塑件制品上不產生氣孔和制造方便，通常選擇間隙排氣。間隙常選在 ，不過必須小于其塑料的最大溢邊值，結合實際考慮，可依靠模具分型面的間隙和型腔以及側抽芯的配合間隙來排氣 ,因此無需另外在設置排氣導槽 ,筒的間隙 第 14 頁 共 41 頁 成型零件的結構設計 型凹模的結構設計 由于零件成型時是直接與塑料接觸的 ,對塑件的質量有直接關系。所以在選擇結構時 ,不但要卻保成型塑件 ,也要方便加工制造。更復雜的塑料部件，如有側孔和齒輪，因此整體的格局是不夠的，但組合件也有其弊端，制造會麻煩很多，且塑件宜產生拼痕跡。然而，你可以簡化工藝，采用模塊化的復雜模具，減少熱變形壓扁處理的差距有助于排出，也有利于模具的維修，節(jié)省模具鋼。 一般為確保側壁之間連接的準確性 ,故常在連接處的外側留有 間隙 , 以便使內側連接更緊密。所以本模具型腔組合式較合適。 型凸模的結構設計 一般凸 模的機械加工較凹模方便 ,同時在工作中受力也較為集中因此多數凸模選擇的是整體結構。 腔尺寸計算 型腔的制造尺寸是包含了塑件成型收縮在內的。所以 ,使用塑料的成型收縮率要在計算尺寸之前確定。 (1)塑料的成型收縮率 理論上的成型收縮率：塑件在 20℃溫度下的體積／型腔在 20℃溫度下的容積＝成型收縮率。 也就是體積的收縮 ,在設計型腔時 ,常按長度收縮計算。由于 復合型塑料 ,因此 ,其成型中收縮率會有些大 ,并且其收縮也具有導向性。查得 度大于 8 ,收縮率為 塑件的復雜程度以及精度取其平均值較合適 ,取 S=2)工作尺寸計算 型腔制造公差 ,按精度等級查得 3/m ??? (Δ為塑件公差值 )。齒輪尺寸如下圖 （ a） 第 15 頁 共 41 頁 (b) 圖 件尺寸 查得各尺寸制造公差值與塑件公差值，如下表 4 表 4寸制造公差值與塑件公差值 (尺寸 制造公差值 δ z 塑件公差值正偏差 塑件公差值負偏差 Φ 47 28 17 φ 13 24 8 平均收縮率： %2)???S （ 4 ①計算型腔徑向尺寸： 47 ?????? 0]4/3)1(d[（ 4 %7[ ?????D ? %)8[ ?????D ? 第 16 頁 共 41 頁 ②計算型芯徑向尺寸： 型芯徑向尺寸 計算公式： d ?????? 0]4/3)1([d（ 4 %)7[d ?????? %)d ????? ? ③計算型腔深度尺寸： 24H 、18H、6 H ?????? 0]3/2%)(4%)4[ ??????%)8[ ??????%)[ ??????④計算型芯深度尺寸： 42h 、 24h 、 18 h ?????? 0]3/2)1([h（ 4 %)2[h ????? ? %)4[h ????? ? %)8[h ?????? 第 17 頁 共 41 頁 ⑤齒輪成型尺寸計算： ?? 144 9014c ?? ）（ 2d ?? ??? (2d ** ??????? ）（ ??? ）（?4 ??? ）（? 第 18 頁 共 41 頁 5 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、 澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設計是模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，設計合理與否對塑件的性能、尺寸內外部質量及模具的結構、塑料的利用率等有較大影響。對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循如下基本原則 ［ 1］ ： （ 1）了解塑料的成型性能。注射成型時注射機料筒中的塑料已成熔融狀態(tài)（粘流態(tài)），因此了解被成型的塑料熔體的流動特性以及溫度、剪切速率對粘度的影響等顯得十分重要， 澆注系統(tǒng)的設計必須適應以保證塑件質量的塑料成型性能。 （ 2） 盡量避免或減少產生熔接痕。在選擇澆口位置時，應注意避免熔接痕的產生。熔體流動時應盡量減 少分流的次數，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必然會產生熔接痕，尤其是在流程長、溫度低時，這時對塑件熔接痕強度的影響較大。 （ 3）防止型芯的變形和嵌件的位移。澆注系統(tǒng)設計時應盡量避免塑料熔體直接沖擊細小型芯和嵌件，以防熔體的沖擊力使細型芯變形或嵌件位移。 （ 4）有利于型腔中氣體的排出。澆注系統(tǒng)應能順利地引導塑料熔體充滿型腔的各個部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序得排出，避免充填過程中產生紊流或渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。 （ 5）盡量采用較短的流程充滿型腔。在 選擇澆口位置的時候，對于較大的模具型腔，一定要力求以較短的流程充滿型腔， 減少壓力損失和熱量損失減少到最低的塑料熔體以保持所需的終壓力與現(xiàn)狀的有效傳輸， 保持塑件良好的成型質量。 （ 6）流動距離比和流動面積比的校核。對于大型或薄壁塑料制件，塑料熔體有可能因其流動距離過長或流動阻力太大而無法充滿整個型腔。 設計應該從多方面考慮，結合塑件，注射系統(tǒng)分布基礎上