行星齒輪的注塑模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,行星,齒輪,注塑,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 摘要 本文設(shè)計(jì)了一行星齒輪的注塑模具 內(nèi)容包括制品材料的選擇及材料性能的分 析 塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用 注射機(jī)的選用 澆注系統(tǒng) 成型零件和冷卻 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等部分 除此之外 還包括模具型腔的 CAD CAM 部分 本文強(qiáng)調(diào)利用現(xiàn) 代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造技術(shù) 運(yùn)用了 Pro E CAXA 等國(guó)內(nèi)外著名軟件進(jìn)行輔助設(shè)計(jì) 既保證了產(chǎn)品的質(zhì)量 還大大地提高了制造生產(chǎn)率 縮短了產(chǎn)品更新的周期 該零 件選用 PA66 質(zhì)量輕 化學(xué)穩(wěn)定性高 PA66 齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和剛性 優(yōu)良 的耐磨性 自潤(rùn)滑性 耐疲勞性及耐熱性 可在中等載荷 較高溫度無(wú)潤(rùn)滑或少潤(rùn) 滑下使用 關(guān)鍵詞 塑料 注塑模 CAD CAM Abstract This article designed a planet gear to cast the mold including the selection of product material and its property analysis working principle and appplication of plastic injective mould the selection of injection machine the design of feed system shaping part and cooling system etc Besides this it also covers the CAD CAM for the mold cavity In this text the author emphasizes the use of modern computer assisted design and manufacturing technology and apply some famous software such as Pro E CAXA to design Through this it not only guarantees the performance but also raises working efficiency greatly and shortens the production cycle This components select PA66 the quality lightly the chemical stability is high ThePA66 gear has the higher mechanics intensity and the rigidity the fine resistance to wear the nature bears weariness and the thermal stability may in the medium load a higher temperature nothave under the lubrication or the few lubrications uses Key words plastic injection mould CAD CAM 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 1 頁(yè) 共 55 頁(yè) 目 錄 引言 1 1 緒論 2 1 1模具概述 2 1 1 1 我國(guó)模具業(yè)存在的問題 2 1 1 2 促進(jìn)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展的措施 4 1 1 3 我國(guó)模具業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 4 1 2計(jì)算機(jī)軟件概述 5 1 3本設(shè)計(jì)工作 6 2 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 2 1零件的作用 7 2 2材料的選擇 7 2 3塑料成型特點(diǎn)及條件 7 2 4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 2 5單分型面注射模的工作原理 8 3 注射機(jī)的選用及校核 9 3 1注射機(jī)的選用 9 3 2制品的體積估算 9 3 3根據(jù)體積選注射機(jī) 9 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 2 頁(yè) 共 55 頁(yè) 3 4注射機(jī)的校核 10 3 4 1注射量的校核 10 3 4 2鎖模力的校核 10 3 4 3最大注射壓力的校核 11 3 4 4注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 12 3 4 5開模行程的校核 13 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 4 1主流道設(shè)計(jì) 14 4 2冷料井設(shè)計(jì) 15 4 3分流道設(shè)計(jì) 15 4 4澆口設(shè)計(jì) 16 5 成型零件的設(shè)計(jì) 18 5 1塑料制件在模具中的位置 18 5 1 1分型面的確定 18 5 1 2型腔數(shù)量及排列方式 18 5 2成型零件的設(shè)計(jì) 18 5 2 1成型零件工作尺寸的計(jì)算 18 5 2 2模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 20 6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22 6 1排氣系統(tǒng)的作用和方式 22 6 2排氣系統(tǒng)的設(shè)置 23 6 3各種不同樹脂的排氣槽深度 24 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 3 頁(yè) 共 55 頁(yè) 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 7 1脫模力的計(jì)算 25 7 2推管強(qiáng)度計(jì)算與校核 26 7 2 1推管直徑的計(jì)算 26 7 2 2推管應(yīng)力校核 27 8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 28 8 1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 28 8 2導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 28 8 2 1導(dǎo)柱 28 8 2 2導(dǎo)向孔 有導(dǎo)套和無(wú)導(dǎo)套 29 8 3導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 30 8 4設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 30 9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32 9 1模具冷卻裝置的設(shè)計(jì) 32 9 2 1冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 32 9 2 2冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 35 9 3模具加熱裝置的設(shè)計(jì) 35 10 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 36 10 1 注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架 36 10 2支承零部件設(shè)計(jì) 37 10 2 1固定板 墊板 37 10 2 2支承件 38 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 4 頁(yè) 共 55 頁(yè) 10 3模座 39 10 4模板的選用 40 11 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)補(bǔ)充說明 41 11 1模具的開合模 41 11 2 模具桿類零件尺寸參數(shù) 41 11 2 1拉料桿 41 11 2 2推管 41 11 2 3 主型銷 42 設(shè)計(jì)總結(jié) 43 參考文獻(xiàn) 44 謝辭 45 附錄一 46 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 5 頁(yè) 共 55 頁(yè) 引 言 伴隨著全世界范圍內(nèi)機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步 模具工業(yè)已是 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域 例如 在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中 制造集成電路的引線框架 的精密級(jí)進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模 計(jì)算機(jī)的機(jī)殼 插件和許多元件器件的 制造中的精密塑料模具 精密沖壓模具等 都是產(chǎn)品生產(chǎn)不可或缺的工具裝備 精 密模具已使模具行業(yè)成為一個(gè)與高新技術(shù)產(chǎn)品互為依托的產(chǎn)業(yè) 1996 年至 2002年 間 我國(guó)模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長(zhǎng) 14 左右 2003 年增長(zhǎng) 25 左右 沿海一帶 城市的增長(zhǎng)在 25 以上 而近幾年來(lái) 我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展 模具技術(shù)有了 很大的提高 生產(chǎn)的模具有些已接近或達(dá)到國(guó)際水平 大型 精密 復(fù)雜 高效和 長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階 雖然在很多方面我國(guó)的模具有了很大的發(fā)展 但仍有很比較突的問題 目前模 具設(shè)計(jì)及模具制造大都依靠設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì) 模具的好壞完全由個(gè)人的平時(shí)累 計(jì)的經(jīng)驗(yàn)控制 這樣使得模具設(shè)計(jì)的周期長(zhǎng) 效率低且模具的質(zhì)量也難以保證 模 具工業(yè)除需要 高技藝 的從業(yè)人員外 還需要更多的 高技術(shù) 來(lái)保證 本文就 是以提高模具設(shè)計(jì)效率 縮短設(shè)計(jì)周期 降低模具成本 保證模具質(zhì)量為目的 試 探性的研究三維技術(shù)在沖壓模具中的應(yīng)用與開發(fā) 1 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 2 頁(yè) 共 55 頁(yè) 2 緒論 2 1 模具概述 塑料 Plastic 是以高分子合成樹脂為主要成分 在一定的溫度和壓力下 可 塑成一定形狀且在常溫下保持形狀不變的材料 模具 mould 是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具 成型塑料制品的模具叫做塑料模具 對(duì)塑料模具的全面要求是 能生產(chǎn)出在尺 寸精度 外觀 物理性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品 從模具使用的角 度 要求高效率 自動(dòng)化 操作簡(jiǎn)便 從模具制造的角度 要求結(jié)構(gòu)合理 制造容 易 成本低廉 注射成型生產(chǎn)中使用的模具稱為注射成型模具 簡(jiǎn)稱注射模 也稱為注塑模 注射模主要適用于熱塑性塑料的成型加工 近年來(lái)也逐漸用于加工部分熱固性塑料 塑料制件 注射模具有很多優(yōu)點(diǎn) 如對(duì)塑料的適應(yīng)性較廣 塑料制件的外觀質(zhì)量較 好 生產(chǎn)效率特別高 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等 廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中 注射模具的結(jié)構(gòu)由塑件的復(fù)雜程度及注射機(jī)的結(jié)構(gòu)形式等因素決定 注射模具 可分為動(dòng)模和定模兩大部分 定模部分安裝在注射機(jī)的固定模板上 動(dòng)模部分安裝 在注射機(jī)的移動(dòng)模板上 注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔 開模時(shí)動(dòng)模 與定模分離 由推出機(jī)構(gòu)推出塑品 根據(jù)模具上各個(gè)零部件所起的作用注塑模具一般有以下幾部分組成 定模機(jī)構(gòu) 動(dòng)模機(jī)構(gòu) 澆注系統(tǒng) 導(dǎo)向裝置 頂出機(jī)構(gòu) 抽芯機(jī)構(gòu) 冷卻和加熱裝置 排氣系 統(tǒng)等 注塑成型全過程分為 塑化過程 充模過程 冷卻凝固過程 脫模過程 由這 四個(gè)過程就形成了一個(gè)循環(huán) 完成了一次成型一個(gè)乃至數(shù)十個(gè)塑件的過程 1 1 1 我國(guó)模具業(yè)存在的問題 1 模具水平落后 在模具制造水平上 雖然我國(guó)有些設(shè)備已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平 但總體上 要比德 美 日 法 意等 發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多 國(guó)內(nèi)模具的使用壽命只有國(guó)外發(fā) 達(dá)國(guó)家的 1 2至 1 10 甚至更短 模具生產(chǎn)周期卻比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多 此外 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 3 頁(yè) 共 55 頁(yè) 開發(fā)能力較差 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 與國(guó)際水平相比 模具企業(yè)管理上的差距更大 標(biāo) 準(zhǔn)化 專業(yè)化 商品化程度低 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 也是造成與國(guó)外先 進(jìn)水平差距大的重要原因 模具材料性能 質(zhì)量和品種是影響模具質(zhì)量 壽命和成 本的重要因素 國(guó)產(chǎn)模具鋼品種 規(guī)格不齊全 低檔次產(chǎn)品多 高質(zhì)量 高性能的 高端產(chǎn)品少 加工高端模具所需的模具鋼相當(dāng)部分依賴進(jìn)口 加工模具所需的其他 材料諸如塑料 板材的性能也不如人意 加之工藝設(shè)備落后 直接影響國(guó)產(chǎn)模具水 準(zhǔn)的提高 2 裝備水平落后 近年來(lái) 我國(guó)機(jī)床行業(yè)已經(jīng)能夠?yàn)槟＞咧圃鞓I(yè)提供比較成套的精密加工設(shè)備 但與國(guó)外裝備相比 差距仍然較大 模具企業(yè)總的工藝裝備水平比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家落 后 特別是設(shè)備數(shù)控化率 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)相差許多 3 高端模具依賴進(jìn)口 我國(guó)技術(shù)含量低的模具已供過于求 市場(chǎng)利潤(rùn)空間狹小 而技術(shù)含量較高的中 高檔模具還遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要 精密 復(fù)雜的沖壓模具和塑料模具 轎車覆蓋件模具 電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進(jìn)口 近五年來(lái) 我國(guó)平均每年進(jìn)口模具約 11 2億美元 2003 年就進(jìn)口了近 l3 7億美元 的模具 這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來(lái)的模具 國(guó)內(nèi)模具自配率只有 70 左右 其中 市場(chǎng)上中低檔模具供大于求 而中高檔模具自配率只有 50 4 出口太少 近幾年 世界模具市場(chǎng)總量一直保持在 600億 650 億美元 美國(guó) 日本 法國(guó) 瑞士等國(guó)一年出口的模具約占本國(guó)模具總產(chǎn)值的 1 3 而我國(guó)模具的出口量極少 雖已向香港 東南亞地區(qū)出口模具標(biāo)準(zhǔn)件 但其數(shù)量極為有限 5 專業(yè)化水平低 我國(guó)的模具行業(yè) 能被稱作龍頭企業(yè)的少之又少 長(zhǎng)期以來(lái) 我國(guó)企業(yè)受大而 全 小而全的影響 企業(yè)內(nèi)部設(shè)一個(gè)模具生產(chǎn)車間 生產(chǎn)的模具為自己企業(yè)服務(wù) 這就造成了模具專業(yè)廠很少 即使有專業(yè)模具廠 規(guī)模也不大 汽車工業(yè)正在高速 發(fā)展 市場(chǎng)又急需精密 性能穩(wěn)定的大型模具 雖然有一汽模具制造公司等幾家大 型模具公司的努力 對(duì)行業(yè)有所帶動(dòng) 但其真正的龍頭作用 很難體現(xiàn) 6 稅負(fù)過重 模具行業(yè)是增值率高 增值稅負(fù)較重的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè) 據(jù)國(guó)家稅務(wù)總局對(duì) l萬(wàn)多家 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 4 頁(yè) 共 55 頁(yè) 工業(yè)企業(yè)流轉(zhuǎn)稅平均負(fù)擔(dān)率的統(tǒng)計(jì) 模具行業(yè)比其他行業(yè)高出 5 07個(gè)百分點(diǎn) 這與 現(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)高投入的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)不協(xié)調(diào) 制約了模具工業(yè)的發(fā)展 1 1 2 促進(jìn)我國(guó)模具業(yè)發(fā)展的措施 為縮短與國(guó)際先進(jìn)水平的差距 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)副秘書長(zhǎng)周永泰認(rèn)為 制定 和完善模具標(biāo)準(zhǔn) 組織模具標(biāo)準(zhǔn)件大批量 規(guī)?；a(chǎn) 提高模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋 率 加快人才培養(yǎng) 爭(zhēng)取國(guó)家的政策扶持 提高制造裝備水平等 是促進(jìn)我國(guó)模具 發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急 其主要措施是 1 培養(yǎng)模具人才 2 注重結(jié)構(gòu)調(diào)整 3 促進(jìn)模具標(biāo)準(zhǔn)化 4 發(fā)展精密模具 5 加大設(shè)備投資 1 1 3 我國(guó)模具業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 目前 我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段 國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯 這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇 一方面 國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼 續(xù)高速發(fā)展 另一方面 模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具 采購(gòu)趨向也十分明顯 因此 放眼未來(lái) 國(guó)際 國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景 看好 預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展 我國(guó)不但會(huì)成為模具大 國(guó) 而且一定會(huì)逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn) 十一五 期間 中國(guó)模具工業(yè) 水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高 而且行業(yè)結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品水平 發(fā)創(chuàng)新能力 企 業(yè)的體制與機(jī)制以及技術(shù)進(jìn)步的方面也會(huì)取得較大發(fā)展 模具技術(shù)集合了機(jī)械 電 子 化學(xué) 光學(xué) 材料 計(jì)算機(jī) 精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科 是個(gè)綜合性多 學(xué)科的系統(tǒng)工程 模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型 更精密 更復(fù) 雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展 模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高 模具制造周期不斷縮短 模具生產(chǎn)朝著信息化 無(wú)圖化 精細(xì)化 自動(dòng)化的方向發(fā)展 模具企業(yè)向著技術(shù)集 成化 設(shè)備精良化 產(chǎn)批品牌化 管理信息化 經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展 我國(guó)模具 行業(yè)今后仍需提高的共性技術(shù)有 建立在 CAD CAE平臺(tái)上的先進(jìn)模具設(shè)計(jì)技術(shù) 1 提高模具設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化 信息化 智能化 標(biāo)準(zhǔn)化水平 建立在 CAH CAPP基礎(chǔ)上 2 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 5 頁(yè) 共 55 頁(yè) 的先進(jìn)模具加工技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合 提高模具加工的自動(dòng)化水平與生產(chǎn)效 率 模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術(shù) 例如 PDH 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 ERP 企業(yè)資源 3 管理 HIS 模具制造管理信息系統(tǒng) 及 INTERMET平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 推廣 及發(fā)展 高速 高精 復(fù)合模具加工技術(shù)的研究與應(yīng)用 例如超精沖壓模具制造 4 技術(shù) 精密塑料和壓鑄模具制造技術(shù)等 提高模具生產(chǎn)效率 降低成本和縮短模 5 具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟(jì)模具制造技術(shù) 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用 例如熱流道技 6 術(shù) 氣輔技術(shù) 虛擬技術(shù) 納米技術(shù) 高速掃描技術(shù) 逆向工程 并行工程等技術(shù) 在模具研究 開發(fā) 加工過程中的應(yīng)用 原材料在模具中成形的仿真技術(shù) 先 7 8 進(jìn)的模具加工和專有設(shè)備的研究與開發(fā) 模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件 重要輔件的標(biāo)準(zhǔn)化 9 技術(shù) 模具及其制品的檢測(cè)技術(shù) 優(yōu)質(zhì) 新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確 10 11 應(yīng)用 模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術(shù) 模具行業(yè)在 十一五 期間需要解決的 12 重點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)是模具信息化 數(shù)字化技術(shù)和精密 超精 高速 高效制造技術(shù)方 面的突破 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展 各行各業(yè)對(duì)模具的需求 量越來(lái)越大 技術(shù)要求也越來(lái)越高 2 雖然模具種類繁多 但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既 能滿足大量需要 又有較高技術(shù)含量 特別是目前國(guó)內(nèi)尚不能自給 需大量進(jìn)口的 模具和能代表發(fā)展方向的大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具 模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類 數(shù) 量 水平 生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響 因此 一些重要的模 具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展 而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度 這樣才能不斷 提高我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平 從而提高模具質(zhì)量 縮短模具生產(chǎn)周期 降低成本 由 于我國(guó)的模具產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì) 因此對(duì)于出口前景好的模具 產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來(lái)發(fā)展 根據(jù)上述需要量大 技術(shù)含量高 代表發(fā)展方向 出口 前景好的原則選擇重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)品 而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ) 屬于 有條件 有可能發(fā)展起來(lái)的產(chǎn)品 2 2 計(jì)算機(jī)軟件概述 AutoCAD 是美國(guó) Autodesk 公司開發(fā)研制的一種通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件包 它在設(shè)計(jì) 繪圖和相互協(xié)作等方面展示了強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力 由于其具有易于學(xué)習(xí) 使用方便 體系結(jié)構(gòu)開放等優(yōu)點(diǎn) 因而深受廣大工程技術(shù)人員的喜愛 其有七個(gè)特 點(diǎn) 1 具有完善的圖形繪制功能 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 6 頁(yè) 共 55 頁(yè) 2 有強(qiáng)大的圖形編輯功能 3 可以采用多種方式進(jìn)行二次開發(fā)或用戶定制 4 可以進(jìn)行多種圖形格式的轉(zhuǎn)換 具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)交換能力 5 支持多種硬件設(shè)備 6 支持多種操作平臺(tái) 7 具有通用性 易用性 適用于各類用戶此外 從 AutoCAD2000 開始 該系統(tǒng) 又增添了許多強(qiáng)大的功能 如 AutoCAD 設(shè)計(jì)中心 ADC 多文檔設(shè)計(jì)環(huán)境 MDE Internet 驅(qū)動(dòng) 新的對(duì)象捕捉功能 增強(qiáng)的標(biāo)注功能以及局部打開和局部 加載的功能 從而使 AutoCAD 系統(tǒng)更加完善 已經(jīng)集平面作圖 三維造型 數(shù)據(jù)庫(kù) 管理和渲染著色等功能于一體 并提供了豐富的工具集 所有這些功能使得用戶不 僅能夠輕松快捷地進(jìn)行設(shè)計(jì)工作 還能方便地復(fù)用各種已有的數(shù)據(jù) 從而極大地提 高了設(shè)計(jì)效率 如今 AutoCAD 在機(jī)械 建筑 電子 紡織 地理和航空等領(lǐng)域得到了廣泛的 使用 AutoCAD 在全世界 150 多個(gè)國(guó)家和地區(qū)廣為流行 占據(jù)了近 75 的國(guó)際 CAD 市場(chǎng) 全球現(xiàn)有近千家 AutoCAD 授權(quán)培訓(xùn)中心 每年約有 10 多萬(wàn)名各國(guó)的 工程師接受培訓(xùn) 此外 全世界大約有十多億份 DWG 格式的圖形文件在被使用 交換和存儲(chǔ) 其他大多數(shù) CAD 系統(tǒng) 也都能夠讀人 DWG 格式的圖形文件 可以這 樣說 AutoCAD 已經(jīng)成為二維 CAD 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn) 而 DWG 格式文件已是工程設(shè)計(jì) 人員交流思想的公共語(yǔ)言 2 3 本設(shè)計(jì)工作 本設(shè)計(jì)的工作分三大部分 第一 設(shè)計(jì)了行星齒輪的注塑模具及其結(jié)構(gòu) 第二 用 計(jì)算機(jī)以及 Pro E AutoCAD等專業(yè)軟件繪制了各零部件的圖形 及總裝配圖 第三 完成說明書的編寫 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 7 頁(yè) 共 55 頁(yè) 3 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3 1 零件的作用 題目所給零件為一帶金屬嵌件的塑料行星齒輪 其用于家用或辦公用機(jī)械 功 率很小 但要求傳動(dòng)平衡 低噪音或無(wú)噪音 以及能在少潤(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑狀態(tài)下正常 工作 該零件在其受力較大的部位鑲?cè)虢饘偾都?這樣可以對(duì)塑料齒輪起到增強(qiáng)作 用 并由于金屬嵌件的加入 塑料齒輪的成型收縮也將減小 齒輪精度提高 該零 件尺寸較小 同軸度要求精度較高 按照其工作要求 其精度等級(jí)可選用一般精度 等級(jí) 3 2 材料的選擇 根據(jù)零件工作要求及其精度等級(jí) 該零件選用 PA66塑料成型 其中 PA 為聚 酰胺的縮寫 又名尼龍 PA66 齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和剛性 優(yōu)良的耐磨性 自 潤(rùn)滑性 耐疲勞性及耐熱性 可在中等載荷 較高溫度無(wú)潤(rùn)滑或少潤(rùn)滑下使用 根據(jù) 1 表 2 20塑料精度等級(jí)的選用 PA66 的一般精度要求為 5級(jí) 3 3 塑料成型特點(diǎn)及條件 PA66熔體粘度低 流動(dòng)性好 容易產(chǎn)生飛邊 成型加工前必須進(jìn)行干燥處理 易吸潮 塑件尺寸變化較大 壁厚和澆口厚度對(duì)成型收縮率影響很大 所以塑件壁 厚要均勻 防止產(chǎn)生縮孔 一模多件時(shí) 應(yīng)注意使?jié)部诤穸染鶆蚧?成型時(shí)排出的 熱量多 模具上設(shè)計(jì)冷卻均勻的冷卻回路 熔融狀態(tài)的尼龍熱穩(wěn)定性較差 易發(fā)生 降解使塑件性能下降 因此不允許尼龍?jiān)诟邷亓贤矁?nèi)停留時(shí)間過長(zhǎng) PA66 的成型條 件如下表 2 1 表 2 1 PA66的成型條件 密度 3cmg 計(jì)算 收縮 率 加熱前料筒溫度 C 模具溫度 成型壓力MPa 預(yù)熱 后處理 宜用注 射機(jī)類 型 溫度 時(shí)間 溫 時(shí) 宜用螺 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 8 頁(yè) 共 55 頁(yè) 噴嘴 料筒 前部 料筒 中部 料筒 后部 C h方法 度C 間h 1 15 1 5 2 2 265 260 250 240 80 70 120 100 11 0 12 16 油 水 鹽水 90 1 00 4 桿式注 射機(jī) 螺桿帶 止回環(huán) 噴嘴宜 用自鎖 式 3 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 因?yàn)樵撝破返耐S度要求精度較高 因此 對(duì)結(jié)構(gòu)中的各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)與加 工都必須相應(yīng)地提出尺寸與形狀的公差精度 特別是定模板 動(dòng)模板 動(dòng)模墊板 前墊板和推桿固定板等上的型孔 導(dǎo)孔以及定位孔等 均要求靠精密坐標(biāo)鏜床加工 制品中的冶金粉末嵌件與主型銷配合 由于其配合精度需要高 為保證產(chǎn)品能 在被推管頂出型腔后能取出 又不至影響下個(gè)成型周期前將嵌件套入 故主型銷的 前段比定位段 嵌件長(zhǎng)度的三分之二左右 的配合精度低一個(gè)等級(jí) 由于該制品尺寸很小 故將其型腔另外做成齒腔鑲?cè)?并把鑲?cè)υO(shè)計(jì)成鑲塊嵌 入 以便其線切割或插齒加工 2 5 單分型面注射模的工作原理 模具合模時(shí) 在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向定位下 動(dòng)模和定模閉合 型腔由定模板上 的型腔與固定在動(dòng)模板上型芯組成 并由注射機(jī)合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊 然后 注射機(jī)開始注射 塑料熔體經(jīng)定模上的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔 帶熔體充滿型腔并經(jīng)過 保壓 補(bǔ)塑和冷卻定型后開模 開模時(shí) 注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動(dòng)動(dòng)模后退 模具從動(dòng) 模和定模分型面分開 塑件包在型芯上隨動(dòng)模一起后退 同時(shí) 拉料桿將澆注系統(tǒng) 的主流道凝料從澆口套中拉出 當(dāng)動(dòng)模移動(dòng)一定距離后 注射機(jī)的頂桿接觸推板 推板機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作 使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從型芯和冷料穴中 推出 塑件在澆注系統(tǒng)凝料一起從模具中落下 至此完成一次注射過程 合模時(shí) 推出機(jī)構(gòu)靠復(fù)位桿復(fù)位并準(zhǔn)備下一次注射 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 9 頁(yè) 共 55 頁(yè) 4 注射機(jī)的選用及校核 3 1 注射機(jī)的選用 注射機(jī)是塑料注射成形所用的設(shè)備 3 2 制品的體積估算 將該行星齒輪塑件的體積分成四部分 冶金粉末嵌件中間凹陷處 塑件中間1V 圓環(huán) 及塑件兩邊齒輪 如圖 3 12V3V4 322221 79 516 mrhV 2 063 322233 8 15 6r 44 97mhV 3321 5206 8 153 2079 5 總 3 3 根據(jù)體積選注射機(jī) 則由 2 表 5 1常用熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)和主要技術(shù)規(guī)格初選 型注射機(jī) SZ4 8 如下表二所示 表 3 1 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論 注射 容積 螺桿 直徑 注射 壓力 模板 行程 模具 最大 厚度 頂出 行程 噴嘴 孔直 徑 實(shí)際 注射 量 鎖 模 力 模具 最小 厚度 定位孔 直徑 噴嘴 球半 徑 圖 3 1 行星齒輪子 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 10 頁(yè) 共 55 頁(yè) 3cmMPa m m gKN m 58 26 160 220 240 40 4 53 400 130 064 53 12 3 4 注射機(jī)的校核 4 5 1注射量的校核 33821 59 5820cmV 總 則 gm7 6 總總 在一個(gè)注射成型周期內(nèi) 需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量 應(yīng)為制件和澆注 系統(tǒng)兩部分質(zhì)量之和 即 澆總 mn 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn) 注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的 80 即 g8 0 式中 一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料質(zhì)量 m 型腔數(shù)目 取 n4 n 單個(gè)塑件的質(zhì)量 總 g 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料質(zhì)量 取 澆m ggm10 澆 注射機(jī)額定注射量 g 則有 4 2538 0617 4 4 5 2鎖模力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí) 會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力 這個(gè) 力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力 否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 11 頁(yè) 共 55 頁(yè) 鎖模力是在成型時(shí)鎖緊模具的最大力 成型時(shí)高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的 漲力應(yīng)小于鎖模力 即 10AkPFc 式中 注射機(jī)的額定鎖模力 F N 塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積 A 2m 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力 對(duì)于螺桿式注射機(jī) 其型腔內(nèi)cP aP 平均壓力一般為 取 aMP35 20c30 安全系數(shù) 常取 k2 1 k 其中 塑料制品在分型面的投影面積為 2213174mA 主流道在分型面的投影面積為 2225 80 分流道在分型面的投影面積為 23764mA 故總投影面積為 2321 5 40765 81m 則有 KNKNF16 0 40 故滿足條件 4 5 3最大注射壓力的校核 塑件成型所需的最大注射壓力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 即 sP 式中 注射機(jī)的最大注射壓力 P Ma 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 12 頁(yè) 共 55 頁(yè) 成型塑件所需的注射壓力 sP MPa 注射機(jī)的額定注射壓力為 160 40 68 SZ 而 PA66材料的注射壓力為 70 120 故有 s 4 5 4注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 4 5 4 1 噴嘴尺寸 模具主流道襯套的小端孔徑 D 和球面半徑 R 要與塑料注射成型機(jī)噴嘴 m m 前端孔徑 d 和球面半徑 r 滿足下列關(guān)系 m 2 1 R 1 5 0 d 保證注射成型時(shí)在主流道襯道處不形成死角 無(wú)熔料積存 并便于主流道凝料 的脫模 故有 m142 mD514 4 5 4 2 定位孔尺寸 模具與注射機(jī)上定位孔為 兩者按 配合實(shí)現(xiàn)定位 以保證模具主3 6 7fH 流道的軸線與注射機(jī)噴嘴軸線重合 4 5 4 3 模具厚度與注射機(jī)模板閉厚度 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)動(dòng) 定模固定板之間的最大閉合高度和最小閉合高 度之間 即 minH max 式中 注射機(jī)允許的最小模具厚度 minH 模具閉合厚度 注射機(jī)允許的最大模具厚度 max 其中模具閉合厚度為 mH1925632403 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 13 頁(yè) 共 55 頁(yè) 故有 mm2401930 4 5 5開模行程的校核 注射機(jī)的開模行程是有限制的 塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小 于注射機(jī)的最大開模距離 否則塑件無(wú)法從模具中取出 開模距離一般可分為兩種 情況 一是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí) 最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu) 的最大行程決定 并不受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無(wú)關(guān) 二是當(dāng)注射機(jī)采用液壓機(jī)械聯(lián)合作用的鎖模機(jī)構(gòu)時(shí) 最大開模行程由連桿機(jī)構(gòu)的最 大行程決定 并受模具厚度的影響即注射機(jī)最大開模行程與模具厚度有關(guān) 對(duì)于單分型面注射模 其最大開模行程應(yīng)滿足 mHS10 521 式中 注射機(jī)最大開模行程 S 塑件脫模距離 1H 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 2 m 則有 mS51060 其中 注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無(wú)關(guān) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 14 頁(yè) 共 55 頁(yè) 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮到以下幾點(diǎn) 1 考慮塑料的流動(dòng)性 保征流體流動(dòng)順利 快 不紊亂 2 模穴的配置 排部 盡量采用平衡配置 模穴與澆口的位置力求平衡 以防止模具 承受偏載 而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象 3 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件 4 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定 5 流道末端必須設(shè)計(jì)冷料井 以防止冷料隨流道系統(tǒng)進(jìn)入型腔造成成品成型缺陷 6 一模多腔時(shí) 防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi) 7 結(jié)合線的位置 主要是由澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)決定的 在成品上額外加肉厚 減肉厚 及輔助流道 可以在補(bǔ)調(diào)整澆口位置的情況下 改變結(jié)合線的位置 8 澆注系統(tǒng)的距離應(yīng)盡量的短 以減小塑膠流動(dòng)過程中的壓力降和成型的周期 9 澆注系統(tǒng)的體積應(yīng)盡量小 以減少成本上浪費(fèi) 10 進(jìn)澆中心與頂出中心要同心 5 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段流道 主 流道橫截面形狀采用圓形截面 為了便于流道凝料的脫出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐度為 取 內(nèi)壁光滑 表面粗糙度 小于 主流道大 6 2 4 Ram 4 0 端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角 通常 取 選用 以減少料流轉(zhuǎn)rm3 1r1 向時(shí)的阻力 對(duì)于小型注射模具 直接利用主流道襯套的臺(tái)肩作為模具的定位圈 定位圈與 澆口套一體 壓配于定模板內(nèi) 能防止從定模板內(nèi)頂出 且因定位圈直徑 D為注射機(jī)定位孔配合直徑 應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑確 定 直徑一般比注射機(jī)定位孔直徑小 以便于裝模 故選澆口套上 D為 澆口套結(jié)構(gòu)與尺寸參數(shù)如零件圖所示 mD01 36 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 15 頁(yè) 共 55 頁(yè) 5 2 冷料井設(shè)計(jì) 在每個(gè)注射成型周期開始時(shí) 最前端的料接觸低溫模具后會(huì)降溫 變硬被稱為 冷料 為了防止在下一次注射成型時(shí) 將冷料帶進(jìn)型腔而影響塑件質(zhì)量 一般在主 流道或分流道的末端設(shè)置冷料井 以儲(chǔ)藏冷料并使熔體順利地充滿型腔 為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出 往往使冷料井兼有開模時(shí)將 主流道凝料從主流道拉出而附在動(dòng)模一邊的作用 先選用 Z形拉料桿的冷料井 其 結(jié)構(gòu)尺寸如下圖 4 1所示 圖 4 1 Z形拉料桿的冷料井 5 3 分流道設(shè)計(jì) 分流道是主流道與型腔澆口之間的一段流道 它是熔體由主流道流入型腔的過 渡通道 對(duì)于多型腔模需設(shè)分流道 為使各型腔內(nèi)能同時(shí)填充 分流道采用平衡式 布置 比較不同截面形狀分流道的性能 采用 U形分流道 其熱量損失小 加工性 能容易 U形分流道寬度 可在 內(nèi)選取 Bm10 5 半徑 R 0 深度 H21 5 斜度 0 取 mB 8 R5 2 mH35 21 mR5 13 0 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 16 頁(yè) 共 55 頁(yè) 5 4 澆口設(shè)計(jì) 澆口是料流進(jìn)入型腔最狹窄部分 也是澆注系統(tǒng)中最短的一段 澆口尺寸狹小 且短 目的是使由分流道流進(jìn)的熔體產(chǎn)生加速 形成理想的流動(dòng)狀態(tài)而充滿型腔 又便于注射成型后的塑件與澆口分離 其澆口位置選取原則為 1 考慮定向?qū)λ芗阅艿挠绊?一般來(lái)說 沿分子取向方向的收縮率 強(qiáng)度和應(yīng)力 開裂要大于垂直方向 應(yīng)用如 采用多澆先或改變位置來(lái)改善翹曲以及利用取向 設(shè)計(jì)鉸鏈等 2 避免熔體破碎現(xiàn)象 在塑件上產(chǎn)生缺陷 噴射 當(dāng)熔體進(jìn)行高速充模時(shí) 受離模膨脹影響 造成熔體表面粗糙 且在模 內(nèi)形成蛇形流動(dòng) 甚至產(chǎn)生熔體破碎 擠出時(shí) 隨 的增加 大分子鏈被完全拉直 呈現(xiàn)出較大的彈性性質(zhì) 也導(dǎo)致熔體無(wú)法保證穩(wěn)定的層流而呈失穩(wěn)狀態(tài) 此時(shí)出模 料會(huì)變得粗細(xì)不均 粗糙無(wú)光澤 如再增加 則熔體呈波浪形 甚至斷裂成碎片 即熔體破碎 噴射的形成 主要是小澆口正對(duì)大型腔的情況 造成的缺陷 1 造成折疊 產(chǎn)生波浪狀痕跡 2 噴出的高度定向細(xì)絲或很快變硬的斷裂物不能很好與后進(jìn)的熔體熔合 形 成缺陷 3 使腔中氣體難于順序排出 形成氣泡或焦痕 其避免措施為 1 增大澆口斷面尺寸 2 避免小澆口正對(duì)大型腔 3 護(hù)耳式 3 有利于流動(dòng) 排氣和補(bǔ)料 熔體流動(dòng)原則 充滿阻力最小的空間 因此 盡量開設(shè)在截面嘴厚處 同時(shí)也有利于補(bǔ)縮 澆口位置也與排氣系統(tǒng)相 配合 有加強(qiáng)筋時(shí)可利用加強(qiáng)筋 沿料流方向開設(shè) 來(lái)改善流動(dòng) 4 減少熔接痕增加熔接牢度 1 減少澆口數(shù) 保證充填及質(zhì)量 減少熔接痕 如圓環(huán)式和輪輻式 2 開設(shè)冷料井 增加熔接牢度 5 防止將型芯或嵌件擠歪變形 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 17 頁(yè) 共 55 頁(yè) 6 校核流動(dòng)距離比 盡量縮短流動(dòng)距離 本設(shè)計(jì)中澆口形式采用側(cè)澆口 其形狀簡(jiǎn)單 便于加工 而且尺寸精度容易保 證 適用于一模多件 能提高生產(chǎn)效率 試模時(shí) 如發(fā)現(xiàn)不適當(dāng) 容易及時(shí)修改 能相對(duì)獨(dú)立地控制充填速度與封閉時(shí)間 側(cè)澆口截面形狀為矩形 其尺寸參數(shù)如下 tnh 0 5 1 b75 0 l 3 1r 式中 澆口深度 通常 h m2 塑件在澆口位置處的壁厚 t 系數(shù) 對(duì)于 PA n8 0 n 澆口寬度 b m 澆口長(zhǎng)度 l 澆口半徑 r 則有 h6 128 0 取 mBb5r 為去澆口方便 取 l7 0 其中分流道與澆口的連接方式及尺寸參數(shù)如下圖 4 2所示 圖 4 2 分流道與澆口的連接方式及尺寸參數(shù) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 18 頁(yè) 共 55 頁(yè) 6 成型零件的設(shè)計(jì) 6 1 塑料制件在模具中的位置 6 1 1分型面的確定 若按分型面設(shè)計(jì)原則中的 塑件要求同軸度的部分要放到分型面的同一側(cè) 以 保證塑件同軸度要求 來(lái)確定分型面的話 塑件脫模比較困難 來(lái)確定分型面的話 塑件脫模比較困難 故為使塑件從模具中順利脫模 且簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu) 應(yīng)按設(shè)計(jì)原 則中的最基本一條 將分型面選擇在塑件外形的最大輪廓處 即塑件 處 而m32 其同軸度要求通過對(duì)結(jié)構(gòu)中如定模板等零部件的設(shè)計(jì)與加工提出尺寸與形狀的公差 精度來(lái)保證 6 1 2型腔數(shù)量及排列方式 考慮到該塑件尺寸較小 且為大批量生產(chǎn) 故采用多腔注射 根據(jù)所選注射機(jī) 注射容量 由前校核所述 選取四腔 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列 H 形排列 直線排列及復(fù)合排 列等 其中 型腔的圓形排列加工較困難 直線形排列加工容易 但平衡性能較差 H形排列平衡性能好 而且加工性能尚可 使用較廣泛 故選用 H形排列 6 2 成型零件的設(shè)計(jì) 對(duì)于塑料模的型腔設(shè)計(jì)常用的有兩種方式 一種是整體式型腔 另一種是組合式 型腔 整體式型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 牢固不易變形 但是型腔復(fù)雜 加工難度非常大 組 合式型腔可使復(fù)雜型腔簡(jiǎn)單化 并且加工難度降低 模具型腔可更換 提高了模具 的使用壽命 模具合模后 凹模 凸模和型芯等組成了一個(gè)封閉的模具型腔 模具型腔的形狀 與尺寸就決定了塑料制件的形狀與尺寸 構(gòu)成模具型腔的所有零件稱為成型零件 6 2 1成型零件工作尺寸的計(jì)算 成型零件上用以成型塑件部分的尺寸 稱為成型零件的工作尺寸 成型零件工作尺 寸主要有型腔和型芯徑向尺寸 型腔和型芯的深度尺寸 中心距等 計(jì)算成型零件工 作尺寸時(shí) 塑料的成型收縮率可按相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)塑料生產(chǎn)廠的產(chǎn)品說明書等資 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 19 頁(yè) 共 55 頁(yè) 料查找 對(duì)于某些不太重要的塑料制件 如日用器皿等 可不考慮收縮率 對(duì)尺寸 精度有較高要求的塑件制件 只有在成型工藝規(guī)程規(guī)定條件下制造出試樣后 才能 獲得準(zhǔn)確的收縮率值 塑料制件的壁厚 形狀 外形尺寸 熔料流長(zhǎng)度 澆口形式 等均對(duì)收縮率有影響 這點(diǎn)在計(jì)算成型零件工作尺寸時(shí) 都應(yīng)予以注意 6 2 1 1 型腔徑向方向上的尺寸計(jì)算 分度圓直徑 cpmQdD 1 齒頂圓直徑 a 齒根圓直徑 cpfmf 式中 塑件分度圓直徑 d 塑件齒頂圓直徑 a 塑件齒根圓直徑 f 塑件平均收縮率 cpQ 則有 85 12 齒數(shù)為 處 17Z mDm97 25 a 03 1 mf 1 8 752 齒數(shù)為 處 8ZmD5 27 ma 6301302 f 8 5 對(duì)于塑件最大輪廓 處 zxQdDcps 0 式中 型腔內(nèi)徑尺寸 D 塑件外徑基本尺寸 sdm 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 20 頁(yè) 共 55 頁(yè) 塑件公差 m 綜合修正系數(shù) 塑件精度低 批量比較小時(shí) 塑件精度高 x 21 x 批量大時(shí) 43 模具制造公差 一般 z 41 5z 由 1 查得 5級(jí)精度時(shí) m36 0 mz09 則有 D 009 324 85 132 6 2 1 2 型腔深度方向上的尺寸計(jì)算 zcpmQhH 013 則對(duì)于動(dòng)模板上 查得 h81 20 z05 4 故有 mD05 05 1823 8 1 而對(duì)于定模板上 查得 mh61 20 z5 4 故有 mD05 05 97823 8 16 6 2 2模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 理論分析和實(shí)踐證明 對(duì)大尺寸型腔 剛度不足是主要問題 應(yīng)按剛度條件計(jì) 算 對(duì)小尺寸型腔 強(qiáng)度不足是主要問題 應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算 該模具為小尺寸型腔 則對(duì)于圓形鑲拼組合式 按強(qiáng)度計(jì)算有 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 21 頁(yè) 共 55 頁(yè) 側(cè)壁 12mpcPrt 底部 pht 式中 模腔壓力 mPMa 材料許用應(yīng)力 對(duì)于 45鋼 p PMPap160 凹模型腔內(nèi)孔 r m 則有 tc 3 5121603 th7 85 并由 3 表 6 10對(duì)于型腔內(nèi)壁直徑在 范圍內(nèi)的圓形鑲拼組合式凹模有 m40 模套壁厚 mtC8 S18 今取 10 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 22 頁(yè) 共 55 頁(yè) 7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 注塑模的排氣是模具設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問題 特別是快速注塑成型工藝的 發(fā)展對(duì)注塑模排氣的要求更加嚴(yán)格 在排氣不良的模具中 氣體經(jīng)受很大的壓縮作 用而產(chǎn)生反壓力 這種反壓力阻止熔融塑料的正?？焖俪淠?而且 氣體壓縮所產(chǎn) 生的熱也可能使塑料燒焦 6 1 排氣系統(tǒng)的作用和方式 1 利用配合間隙排氣 這種方法適用于簡(jiǎn)單型腔的小型模具 2 利用排氣槽排氣 對(duì)于大型模具可以在分型面上開設(shè)排氣槽 加強(qiáng)型腔內(nèi)部氣體的排放 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 其附近又沒有可以排氣的推桿或活動(dòng)型 芯時(shí) 需要在型腔深處鑲嵌排氣塞 排氣塞用燒結(jié)金屬塊制成 6 2 排氣系統(tǒng)的設(shè)置 關(guān)于排氣系統(tǒng)設(shè)置的要保證以下幾點(diǎn) 1 排氣要保證迅速 完全 排氣速度要與充模速度相適應(yīng) 2 排氣槽 孔 盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位 3 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在分型面上 但排氣槽溢料產(chǎn)生的毛邊應(yīng)不妨礙塑件脫模 4 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在料流的終點(diǎn) 如流道 冷料穴的盡端 5 為了模具制造和清模的方便 排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在凹模的一面 6 排氣槽排氣方向不應(yīng)朝向操作面 防止注射時(shí)漏料燙傷人 7 排氣槽 孔 不應(yīng)有死角 防止積存冷料 如下表 6 1 列出了排氣系統(tǒng)的不同類型以及其使用場(chǎng)合 表 6 1 排氣系統(tǒng)類型及使用場(chǎng)合 排氣機(jī)構(gòu)基本類型 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及使用場(chǎng)合 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 23 頁(yè) 共 55 頁(yè) 分型 面排 氣 1 在型腔周圍設(shè)置排氣槽 使用中 在澆口對(duì)側(cè)部位必須 及時(shí)清除殘留樹脂分解物質(zhì) 否則易腐蝕型腔表面 清理不 易 推桿 排氣 1 因推桿的運(yùn)動(dòng) 殘留樹脂自 清理效果較好 排氣機(jī)構(gòu)基本類型 設(shè)計(jì)要點(diǎn)及使用場(chǎng)合 鑲件 排氣 1 對(duì)于制品的筋 槽部 位經(jīng)常采用這種排氣方 式 燒結(jié) 合金 排氣 1 采用燒結(jié)合金排氣時(shí) 由于燒結(jié)合金的熱傳導(dǎo) 率低不能使其過熱 否 則易產(chǎn)生分解物質(zhì)而堵 塞氣孔 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 24 頁(yè) 共 55 頁(yè) 6 3 各種不同樹脂的排氣槽深度 主要依據(jù)是樹脂的粘度及其是否容易分解 其原則為 1 粘度低的樹脂排氣槽的深度要淺 2 容易分解的樹脂 排氣槽的截面積要大 如下表 6 2 所示 表 6 2各種不同樹脂的排氣槽深度一覽表 樹脂名稱 排氣槽深度 mm 樹脂名稱 排氣槽深度 mm PE 0 02 PA 含玻璃纖維 0 01 0 03 PP 0 01 0 02 PA 0 01 PS 0 02 PC 0 02 0 03 SB 0 03 PC 含玻璃纖維 0 05 0 07 ABS 0 03 PBT 含玻璃纖維 0 01 0 03 SAN 0 03 AS 0 03 ASA 0 03 PMMA 0 02 0 03 POM 0 01 0 03 但考慮到該注射模為小型模具 塑件體積不大 其可利用零件間的配合間隙自然排 氣 故不需另開排氣槽 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 25 頁(yè) 共 55 頁(yè) 8 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)循環(huán)中 注射模在注射機(jī)上合模注射結(jié)束后 都必須將模 具打開 然后把成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出 脫出塑件的機(jī) 構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu) 整個(gè)脫模過程包括開模 推出 取件 閉模 脫模機(jī) 構(gòu)復(fù)位過程 脫模機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的頂桿或液壓缸來(lái)完成的 對(duì)于中心 有孔的圓筒形塑件 采用推管推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模 推管推出平穩(wěn)可靠 塑件無(wú)變形 無(wú)頂出痕跡 推管的脫模機(jī)構(gòu)采用動(dòng)模座板固定型芯的推管機(jī)構(gòu) 即 型芯 主型 銷 固定在動(dòng)模座板上 并且穿過推板和推桿固定板 推管固定在推桿固定板上 推管內(nèi)部與主型銷做間隙配合 推管外部與型腔板做間隙配合 推管與主型銷配合 長(zhǎng)度為頂出行程 推管與型腔板的配合長(zhǎng)度為推管外徑的 倍 這種m5 3 2 5 1 頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)可靠 多用于脫模距離不大的場(chǎng)合 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則為 1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠 2 不造成塑件變形損壞等質(zhì)量問題 3 塑件綠于動(dòng)模 4 足夠的剛強(qiáng)度 7 1 脫模力的計(jì)算 當(dāng)脫模斜度不大時(shí) 一般指 初始脫模力最大 一經(jīng)推動(dòng) 脫模力即迅速減 5 小 所以脫模力的計(jì)算須按照無(wú)脫模斜度的條件計(jì)算 由于塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于 故由 1 表 5 94應(yīng)按下式計(jì)算 201 BfkmLSErQ 式中 脫模力 N 塑料彈性模量 對(duì)于 由 1 表 5 57查得 E2 c6PA 25 108 2 cm 塑料平均成型收縮率 S 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 26 頁(yè) 共 55 頁(yè) 包容型芯的長(zhǎng)度 L cm 塑料與鋼的摩擦系數(shù) 對(duì)于 由 1 表 5 56查得 f 6PA 35 0 2 塑料的泊松比 約為 m49 0 38 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積 當(dāng)塑件底部有B 2m 通孔時(shí) 該項(xiàng)視為零 與 和 有關(guān)的系數(shù) 其由下式計(jì)算所得 krt trk2 式中 型芯的平均半徑 r cmcm475 1037 塑件的壁厚 約為 t t 15 則有 2 47 1502 k 其中 取 2cmNE3 0f46 m 則有 NQ1590 15 46 01 8 7 2 推管強(qiáng)度計(jì)算與校核 8 3 1推管直徑的計(jì)算 推管直徑 由下式計(jì)算所得 d413264 QEnld 式中 推管直徑 d cm 推管長(zhǎng)度系數(shù) 7 0 推管長(zhǎng)度 l ccml6 1 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 27 頁(yè) 共 55 頁(yè) 推管數(shù)量 n 推管材料的彈性模量 對(duì)于鋼 E 2 cmN27 10 2cmNE 則有 d3 01590 216764473 考慮到于推管中放一主型銷與冶金粉末嵌件配合 故選取 md 8 3 2推管應(yīng)力校核 其校核公式如下 SdnQ 24 式中 推管應(yīng)力 2 cmN 推管鋼材屈服極限強(qiáng)度 對(duì)于一般中碳鋼 S 2 c 2 30cNS 則有 2221 30 0401594 cmNcmNS 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 28 頁(yè) 共 55 頁(yè) 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在模具進(jìn)行裝配或成型時(shí) 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要用來(lái)保證動(dòng)模和定模兩大部分 或模內(nèi)其他零件之間準(zhǔn)確對(duì)合 以確保塑料制件的形狀和尺寸精度 并避免模內(nèi)各 零部件發(fā)生碰撞和干涉 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式 本設(shè) 計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向 8 1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 1 定位作用 模具裝配或閉合過程中 避免模具動(dòng) 定模的錯(cuò)位 模具閉合后 保證型腔形狀和尺寸的精度 2 導(dǎo)向作用 動(dòng) 定模合模時(shí) 首先導(dǎo)向零件相互接觸 引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合 避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞 3 承受一定的側(cè)向壓力 塑料熔體在注入型腔過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力 或 由于注射機(jī)精度的限制 會(huì)使導(dǎo)柱在工作中不可避免收到一定的側(cè)向壓力 當(dāng)側(cè)壓 力很大時(shí) 不能僅靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān) 需加設(shè)錐面定位裝置 8 2 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是比較常用的一種形式 其主要零件是導(dǎo)柱和導(dǎo)套 8 2 1 導(dǎo)柱 1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)柱的典型結(jié)構(gòu)有三種 型 可參見 GB4169 4 84 帶頭導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工方便 用于簡(jiǎn)單模具的小批量生產(chǎn)時(shí) 一般不需要導(dǎo)套 導(dǎo)柱直接與模板上的導(dǎo)向孔配合 用于大批量生產(chǎn)時(shí) 可在模板中加設(shè)導(dǎo)套 型 和 型為有肩導(dǎo)柱 可參見 GB4169 5 84 的兩種形式 用于精度要求高 生產(chǎn)批 量大的模具 導(dǎo)柱與導(dǎo)套相配合 導(dǎo)套的外徑與導(dǎo)柱的固定肩直徑相等 也即導(dǎo)柱 的固定孔徑與導(dǎo)套的固定孔一樣大小 這樣兩孔可同時(shí)加工 以保證同軸度要求 其中 型導(dǎo)柱用于固定板較薄 且有墊板的情況下 一般不太常用 導(dǎo)柱的導(dǎo)滑部 分可根據(jù)需要加工出油槽 以便潤(rùn)滑和集塵 提高使用壽命 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 a 長(zhǎng)度 要求導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高出 6 8mm 以免導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向 而型芯先進(jìn)入型腔與其可能相碰而損壞 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 29 頁(yè) 共 55 頁(yè) b 形狀 導(dǎo)柱端面做成錐形或半球形的先導(dǎo)部分 以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向 孔 c 材料 導(dǎo)柱的表面應(yīng)具有較好的耐磨性 而芯部堅(jiān)韌 不易折斷 因此 多 采用低碳鋼 20 號(hào) 經(jīng)滲碳淬火處理 或碳素工具鋼 T8 T10 經(jīng)淬火處理硬度 為 50 55HRC d 表面粗糙度 導(dǎo)柱配合部分表面粗糙度一般不大于 Ra0 63 1 25 不低于 7 e 配合精度 導(dǎo)柱固定部分與模板之間一般采用 H7 m6或 H7 k6的過渡配合 導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分通常采用 H7 f7或 H8 f7的間隙配合 f 數(shù)量及布置 根據(jù)注射模具體結(jié)構(gòu)形狀和尺寸 一般可設(shè)置 個(gè)導(dǎo)柱 導(dǎo)柱應(yīng)合理均布在模具分型面的四周 導(dǎo)柱中心至模具邊緣應(yīng)有足夠的距離 以保 證模具強(qiáng)度 為確保模具裝配或合模時(shí)方位的正確性 導(dǎo)柱的布置可采用等徑導(dǎo)柱 不對(duì)稱或不等徑導(dǎo)柱對(duì)稱分布的形式 導(dǎo)柱根據(jù)模具的具體結(jié)構(gòu)需要 可以固定在動(dòng)模一側(cè) 也可以設(shè)置在定模一側(cè) 通常為了脫模方便 一般將導(dǎo)柱設(shè)置在定模側(cè) 如果模具采用推件板脫模時(shí) 導(dǎo)柱 須設(shè)置在動(dòng)模側(cè) 如果模具采用三板式結(jié)構(gòu)時(shí) 如點(diǎn)澆口模具 則動(dòng)定模兩側(cè)均需 設(shè)置導(dǎo)柱 8 2 2 導(dǎo)向孔 有導(dǎo)套和無(wú)導(dǎo)套 導(dǎo)向孔可以直接開設(shè)在模板上 該形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 適用于小批量生產(chǎn) 精度要求不 高的模具 為了更換方便 保證導(dǎo)向精度 通常采用鑲?cè)雽?dǎo)套的形式 1 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式 導(dǎo)套的典型結(jié)構(gòu)也有三種 型直導(dǎo)套 可參見 GB4169 2 84 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 加工方便 用于簡(jiǎn)單模具或?qū)缀竺鏇]有墊板的場(chǎng)合 型和 型為帶頭導(dǎo)套 可參見 GB4169 4 84 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 用于精度要求高的場(chǎng) 合 導(dǎo)套的固定孔便于與導(dǎo)柱的固定孔同時(shí)加工 其中 型導(dǎo)套用于兩塊板固定的 場(chǎng)合 2 導(dǎo)套結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 a 形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套 在導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角 導(dǎo) 套 向孔最好 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 30 頁(yè) 共 55 頁(yè) 作成通孔 否則會(huì)由于孔中的氣體無(wú)法逸出而產(chǎn)生反壓 造成導(dǎo)柱導(dǎo)入的困難 當(dāng) 結(jié)構(gòu)需要必須作成盲孔時(shí) 可在盲孔的側(cè)面增加通氣孔 b 材料 一般可淬火鋼或銅等耐磨材料制造 其硬度應(yīng)比導(dǎo)柱低 以改善摩擦 防止導(dǎo)柱或?qū)桌?c 表面粗糙度 導(dǎo)柱配合部分表面粗糙度一般不大于 Ra0 63 1 25 不低于 7 d 配合精度 A型導(dǎo)套用 H7 n6或較松的過盈配合 為了保證導(dǎo)套的穩(wěn)固性 可采用螺釘止動(dòng)結(jié)構(gòu) 如下圖所示 型和 型導(dǎo)套采用 H7 m6或 H7 k6的過渡配 合 8 3 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)要求而不同 常見的配用形式如 圖 8 1所示 圖 a用 A型導(dǎo)柱 不用導(dǎo)套 直接在模板上加工導(dǎo)柱孔 容易磨損 圖 b用 A型導(dǎo)柱和 B型導(dǎo)套 圖 c用 A型導(dǎo)柱和 A型導(dǎo)套 這兩種配用方式由于導(dǎo)柱 和導(dǎo)套安裝孔徑不一致 不便于同時(shí)配合加工 在一定程度上不能很好地保證兩者 的同軸度 圖 d用 B型導(dǎo)柱和 A型導(dǎo)套 圖 e用 B型導(dǎo)柱和 B型導(dǎo)套 這兩種配用 方式導(dǎo)柱和導(dǎo)套安裝孔徑一致 便于同時(shí)配合加工 能很好地保證兩者的同軸度 圖 f用 C型導(dǎo)柱和 C型導(dǎo)套 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 b a c d e f 圖 8 1 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的六種配合形式 8 4 設(shè)計(jì)合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 在模具工作時(shí) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模和定模正確合模 合模后保持型腔的正 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 第 31 頁(yè) 共 55 頁(yè) 確形狀 同時(shí) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模 防止型芯在合模過程中損壞 并 能承受一定的側(cè)壓力 本設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向 因動(dòng) 定模合模時(shí)無(wú)方位要求 故導(dǎo)柱在 模具上的布置方式可采用直徑相同并對(duì)稱布置 并使固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的 孔徑相等 以便于加工 且有利于保證同軸度和尺寸精度 為使導(dǎo)向裝置具有良好 的導(dǎo)向性能 將導(dǎo)柱的先導(dǎo)部分做成錐度 考慮到模具生產(chǎn)批量大 故選用帶肩導(dǎo)柱與帶肩導(dǎo)套 為了使導(dǎo)柱 導(dǎo)套的配 合表面硬而耐磨 而中心部分具有良好的韌性 導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用 20 號(hào)鋼經(jīng)滲碳淬 火處理 滲碳深度為 0 8 1 2mm 其中 導(dǎo)柱淬火到 HRC56 60 導(dǎo)套淬火到 HRC50 55 導(dǎo)套硬度低于導(dǎo)柱硬度 可以改善摩擦情況 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合精度通 常采用 H7 f7 或 H8 f7 導(dǎo)柱 導(dǎo)套的尺寸參數(shù)如下附圖所示 圖 8 2 導(dǎo)套 圖 8 3 導(dǎo)柱 導(dǎo)柱 導(dǎo)套加工的工藝路線為 毛坯 棒料 材料為 20 號(hào)鋼 車削加工 內(nèi)外圓 配合部分留磨量 0 2 0 3mm