齒輪聯(lián)軸器注塑模具設(shè)計(jì)（全套含CAD圖紙）,齒輪,聯(lián)軸器,注塑,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要設(shè)備，是機(jī)械、電子、輕工、國防等工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)之一。采用模具生產(chǎn)零部件，具有高效、節(jié)材、成本低、保證質(zhì)量等一系列優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和科技水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一。 本設(shè)計(jì)的課題是齒輪聯(lián)軸器注塑模，以計(jì)模具為主線，完成了模具的工藝分析，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加工方法，模具裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。本設(shè)計(jì)把我大學(xué)三年學(xué)到的基礎(chǔ)課程都融匯了進(jìn)去，例如CAD、機(jī)械原理幾設(shè)計(jì)、Office軟件、數(shù)控編程等。既把以前所學(xué)知識加以了溫習(xí)，又學(xué)以致用，提高了自己的能力。在本次設(shè)計(jì)過程中得到了劉源炳、趙剛老師的熱心幫助和經(jīng)心指點(diǎn)，在此對他們表示衷心的感謝。 關(guān)鍵詞：注塑模具 齒輪聯(lián)軸器 Abstract The abstract mold is in the industrial production uses the extremely widespread main equipment, is the machinery, the electron, the light industry, the national defense and so on one of industrial production important foundations.Uses the mold production spare part, has, the nodal wood, the cost highly effective low, the guarantee quality and so on a series of merits, is the present age industrial production important method and the craft development direction.Many modern industry development and the technical level enhancement, is decided to a great extent by the mold industry level of development.Therefore the mold industry has become one of national economy foundation industries. This design topic is the gear shaft coupling note mold, take counts the mold as the master line, has completed the mold craft analysis, the structural design, the processing method, all processes which the mold assembly and so on a series of molds produce.This design the foundation curriculum which learned my university three years has all blended together, for example CAD, the mechanism several designed, the Office software, the numerical control programming and so on.Both before studied the knowledge to perform the review, and studied for the purpose of application, sharpened own ability. Obtained Liu Yuan splendidly in this design process, Mrs. the Zhao Gang attentive direction, expresses the heartfelt gratitude in this to them. Keyword: note-mold gear-shaf 目錄 摘 要 1 Abstract 2 目錄 3 第一章 緒 論 4 1.1 模具的作用與發(fā)展 4 1.2 模具制造的特點(diǎn)及基本要求 5 第二章 注塑模設(shè)計(jì)方案 7 2.1 塑件成型工藝分析 7 2.1.1 塑件（齒輪聯(lián)軸器）分析 7 2.1.2 熱塑性塑料（PA66）的注射成型工藝 7 2.1.3 PA66（尼龍66）的性能分析 8 2.1.4 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 8 2.2 注塑機(jī)型號的確定 8 2.2.1 有關(guān)塑件的計(jì)算 8 2.2.2 注射機(jī)型號的確定 9 2.2.3 注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 9 第三章 注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3.1 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 11 3.1.1 主流道的設(shè)計(jì) 11 3.1.2 冷料井的設(shè)計(jì) 12 3.1.3 分流道的設(shè)計(jì) 13 3.1.4 澆口的設(shè)計(jì) 14 3.1.5 澆注系統(tǒng)的平衡 15 3.2 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 15 3.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 3.4 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17 3.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18 3.6 模具的排氣系統(tǒng) 21 第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 22 4.1 成型零件的型芯 22 4.2 斜滑塊（瓣合模型腔） 24 4.3 型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核 25 第五章 總 結(jié) 27 參考文獻(xiàn) 28 第一章 緒 論 1.1 模具的作用與發(fā)展 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是材料成形加工中的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。利用模具可以實(shí)現(xiàn)少、無切削加工，從而提高生產(chǎn)效率、降低成本。由于模具成形具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗等優(yōu)點(diǎn)，因此其應(yīng)用十分廣泛，其中占飛機(jī)、汽車、機(jī)電產(chǎn)品成形加工的60%~70%；占家電產(chǎn)品、塑料制品成形加工的80%~90%。模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，是工業(yè)化國家實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產(chǎn)制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度是其他任何制造方法所不及的。沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產(chǎn)品。現(xiàn)代模具制造業(yè)對數(shù)控加工技術(shù)裝備和計(jì)算機(jī)輔助（設(shè)計(jì)/制造/分析）技術(shù)等高技術(shù)的廣泛應(yīng)用，越發(fā)表現(xiàn)出它的技術(shù)密集型和資金密集型的高技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)。由此可見，當(dāng)今模具制造業(yè)已成為與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)互為依托的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)技術(shù)水平的高低已成為衡量國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 近些年來，特別是“十五”期間，在國家的大力支持下，我國模具工業(yè)得到了快速發(fā)展，主要表現(xiàn)為： 1）是年均增長速度達(dá)到了20%左右，據(jù)測算，2005年我國模具銷售額達(dá)到了610億元，同比增長了約25%； 2）是模具出口大幅度增加。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2005年我國出口模具7.4億美元，與2004年出口4.9億美元相比，增長了約50%； 3）是模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)一步趨向合理。具有高技術(shù)含量的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的份額從20%提高到30%，并使進(jìn)口模具價(jià)格有較大幅度的降低。模具進(jìn)口增幅趨于降 低，也反映了國內(nèi)模具生產(chǎn)水平的提高。2005年我國進(jìn)口模具達(dá)到20.68億美元，僅比2004年增長14%。 2005年進(jìn)出口之比為2.8：1，比2004年的3.69:1更趨合理。[1] 4）是模具企業(yè)，特別是國有模具企業(yè)的改革、改制得到積極推進(jìn)。這使許多企業(yè)煥發(fā)出了新的活力，進(jìn)一步解放了生產(chǎn)力，調(diào)動了生產(chǎn)積極性，促進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展。 5）是在發(fā)展中，一批企業(yè)快速成長，形成了行業(yè)的骨干企業(yè)隊(duì)伍，涌現(xiàn)出帶領(lǐng)行業(yè)前進(jìn)的排頭兵。模具企業(yè)的裝備水平不斷得到改善，技術(shù)水平不斷提高，生產(chǎn)能力得到加強(qiáng)。 6）是各地方對模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位和作用的認(rèn)識進(jìn)一步深化，對其行業(yè)特點(diǎn)的了解更加們根據(jù)各自的實(shí)際情況紛紛推出一些措施，大力推進(jìn)模具業(yè)的發(fā)展。如一些地方加強(qiáng)了政深入。為了適應(yīng)國家制造業(yè)發(fā)展的需要，越來越多的地方更加重視當(dāng)?shù)啬＞吖I(yè)的發(fā)展，他府對發(fā)展模具工業(yè)的積極規(guī)劃和引導(dǎo)作用；一些地方對模具企業(yè)采用先進(jìn)制造裝備實(shí)行政策鼓勵，給予一定的補(bǔ)助；有的地方鼓勵企業(yè)購買使用先進(jìn)的軟件，并給予適當(dāng)?shù)难a(bǔ)助；有的地方對獲得國家級新產(chǎn)品的模具企業(yè)給予獎勵；有的地方對模具企業(yè)參加中國國際模展的給予補(bǔ)助，對在展會上被評定為具有國際水平或國內(nèi)先進(jìn)水平的模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件給予獎勵；更多的地方是已經(jīng)或正在積極籌劃建立模具工業(yè)園區(qū)，以期用優(yōu)惠的政策改善以中小企業(yè)為主體特征的模具企業(yè)的發(fā)展環(huán)境，加強(qiáng)對中小模具企業(yè)的各項(xiàng)服務(wù)，完善模具生產(chǎn)的配套體系；等等。這些舉措不但得到了業(yè)內(nèi)廣大企業(yè)的歡迎，而且對地方模具工業(yè)乃至地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正在起到越來越顯著的促進(jìn)作用。 我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進(jìn)步，但是我們也要清醒地看到我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達(dá)國家要落后15—20年，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相 比差距還很大；我們的企業(yè)技術(shù)裝備還比較落后，勞動生產(chǎn)率也較低；模具生產(chǎn)專業(yè)化、商品化、標(biāo)準(zhǔn)化程度也不夠高；模具產(chǎn)品主要還是以中低檔為主，技術(shù)含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進(jìn)口，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的任務(wù)很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等。可見，我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。 從今年開始，我國將進(jìn)入實(shí)施國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期，我國模具工業(yè)的發(fā)展也將進(jìn)入一個關(guān)鍵時期。在這一時期，我們模具行業(yè)的主要任務(wù)是，在黨中央關(guān)于把我國建設(shè)成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進(jìn)一步推進(jìn)改革，調(diào)整結(jié)構(gòu)，開拓市場，苦練內(nèi)功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。我們要共同努力來實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)，就要從以下幾個方面發(fā)展： 1）模具制造技術(shù)向生產(chǎn)精密、高效、長壽命模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。 2）加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化進(jìn)程，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。 3）大力開發(fā)和推廣模具CAD/CAM技術(shù)，以提高模具制造過程的自動化程度。 4）積極開發(fā)模具制造的新工藝、新技術(shù)，以滿足用戶對模具的不同需求。 5）發(fā)展模具專業(yè)化生產(chǎn)，以提高模具制造的反應(yīng)靈活性并提高質(zhì)量和效率。 1.2 模具制造的特點(diǎn)及基本要求 1）模具制造的特點(diǎn)： a 制造質(zhì)量要求高； b 形狀復(fù)雜； c 模具生產(chǎn)為單件、多品種生產(chǎn)； d 材料硬度高； e 生產(chǎn)周期短； f 成套性生產(chǎn)。 2） 注塑模具制造的特點(diǎn) ⑴ 型腔及型芯呈立體型面。塑件的外部和內(nèi)部形狀是由型腔和型芯直接成型的，這些復(fù)雜的立體型面加工難度比較大，特別是型腔的盲孔型內(nèi)成型表面加工，如果采用傳統(tǒng)的加工方法，不僅要求工人技術(shù)水平高、輔助工夾具多、刀具多，而且加工的周期長。 ⑵ 精度和表面質(zhì)量要求高，使用壽命要求長。目前一般塑件的尺寸精度要求為IT6-7，表面粗糙度Ra0.2-0.1μm，相應(yīng)的注塑模具零件的尺寸精度要求達(dá)到IT5-6，表面粗糙度Ra0.1μm以下。激光盤記錄面的粗糙度要達(dá)到鏡面加工的水平的0.02-0.01μm這就要求模具的表面粗糙度達(dá)到0.01μm以下。長壽命注塑模具對于提高高效率和降低成本是很必要的，目前注塑模具的使用壽命一般要求100萬次以上。精密注塑模要用剛度大的模架，增加模板的厚度，增加支承柱或錐形定位元件以防止模具受壓力后產(chǎn)生變形，有時內(nèi)壓可以達(dá)到100MPa。頂出裝置是影響制品變形和尺寸精度的重要因素，因此應(yīng)該選擇最佳的頂出點(diǎn)，以使各處脫模均勻。高精度注塑模具在結(jié)構(gòu)上多數(shù)采用鑲拼或全拼結(jié)構(gòu)，這要求模具零部件的加工精度、互換性均大為提高。 ⑶ 工藝流程長，制造時間緊。對于注塑件而言，大多是與其它零部件配套組成完整的產(chǎn)品，而且在很多的情況下都是在其它部件已經(jīng)完成，急切等待注塑件的配套上市。因?yàn)閷χ破返男螤罨虺叽缇纫蠛芨?，加之由于樹脂材料的特性各異，模具制造完成后，還需要反復(fù)地試模與修正，使開發(fā)和交貨的時間非常緊張。 ⑷ 異地設(shè)計(jì)、異地制造。模具制造不是最終目的，而是由用戶提出最終制品設(shè)計(jì)，模具制造廠家根據(jù)用戶的要求，設(shè)計(jì)制造模具而且在大多數(shù)情況下，制品的注射生產(chǎn)也在別的廠家。這樣就造成了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)制造和制品的生產(chǎn)異地進(jìn)行的情況。 ⑸ 專業(yè)分工，動態(tài)組合。模具生產(chǎn)批量小，一般屬于單件的生產(chǎn)，但是模具需要很多的標(biāo)準(zhǔn)件，大到模架，小到頂針，這些不能也不可能只由一個廠家單獨(dú)完成，且制造工藝復(fù)雜，普通設(shè)備和數(shù)控設(shè)備使用極不均衡。 3）模具制造應(yīng)滿足以下基本要求： (1) 制造精度高； (2) 使用壽命長； (3) 制造周期短； (4) 模具成本低。 上述四項(xiàng)指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)、相互影響。在設(shè)計(jì)與制造模具是應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況作出全面考慮。 第二章 注塑模設(shè)計(jì)方案 2.1 塑件成型工藝分析 2.1.1 塑件（齒輪聯(lián)軸器）分析 1）塑件模型： 圖2.1 塑件模型 2）塑料：PA66（又名尼龍66，簡寫為FRN66） 3）色調(diào)：不透明（藍(lán)色） 4）生產(chǎn)綱領(lǐng)：大批大量 5）工藝性與結(jié)構(gòu)分析： 精度等級：采用一般精度5級 脫模斜度：型腔25-40′ ， 型芯20-40′ 6）該塑件為傳動件，一端為齒輪，用于齒輪傳動，另一端為插銷，所以必須保證塑件的同軸度，以保證傳動的精度。 2.1.2 熱塑性塑料（PA66）的注射成型工藝 1） 注射成型工藝過程[2] a 預(yù)烘干——→裝入料斗——→預(yù)塑化——→注射裝置準(zhǔn)備注射——→注射——→保壓——→冷卻——→脫?！芗拖鹿ば? b 清理嵌件、預(yù)熱；清理模具、涂脫模劑——→放入嵌件——→合?！⑸? 2） PA66的注射成型工藝參數(shù)[8] a 注射機(jī)：螺桿式 b 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：20——50 c 預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 90——100 時間（ h ） 2.5——3.5 d 料筒溫度（°C） 后段 240——250 中段 260——280 前段 255——265 e 噴嘴溫度（°C） 250——260； 噴嘴形式 自鎖式 f 模具溫度（°C） 60——120 g 注射壓力（MPa） 80——130 h 成型時間（ s ） 注射 0——5 保壓 20——50 成型周期 50——100 冷卻 20——40 i 后處理 ：方法 水或油 溫度（°C） 90——100 時間（ h ） 4——10 2.1.3 PA66（尼龍66）的性能分析 一、性能[8]：堅(jiān)韌、耐磨、耐油、耐水、抗霉菌、但吸水大，強(qiáng)度高，耐磨性好，適用于作一般機(jī)械零件、減磨耐磨零件、傳動零件，以及化工、電器、儀表等零件。因此滿足此塑件的要求。 二、PA66成型塑件的主要缺陷及其消除措施[10] 缺陷：缺料（注射量不足）、氣孔、溢料飛邊、熔接痕強(qiáng)度低、表面硬度、強(qiáng)度不足； 消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具溫度。 2.1.4 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 一、確定型腔數(shù)量及排列方式：采用一模四腔。 二、模具結(jié)構(gòu)形式的確定 該塑件外觀質(zhì)量要求較高，并可以看出：分型面的位置、塑件推出機(jī)構(gòu)的痕跡、澆口為一般側(cè)澆口?？沙醪綌M定四型腔雙分型面的結(jié)構(gòu)，其中雙分型面為：水平、垂直分型面。 2.2 注塑機(jī)型號的確定 2.2.1 有關(guān)塑件的計(jì)算 一.該塑件的體積為：V1=2.368730（cm3） 質(zhì)量為：m=1.10g/cm32.368730 cm3=2.62g 二.主流道的體積約為：V2=455.04012 =0.9101（cm3） 三.分流道與澆口的體積約為： V3=3.458（cm3） 四.該模具共需塑料PA66的體積約為： V0= V1+ V2+ V3 =13.85（cm3） 2.2.2 注射機(jī)型號的確定 根據(jù)以上的計(jì)算初步選定型號為SYS—30（立式）的注射機(jī)。 SYS—30注射機(jī)的主要參數(shù)如下表： 表2.1注射機(jī)的主要參數(shù) 螺干直徑（mm） ?28 最大注射面積（cm2） 130 注射容量（cm3） 30*g 模板行程（mm） 80 注射壓力 (MPa) 157MPa 定位孔直徑（mm） ?550+0.10 鎖模力（kN） 500 頂出（中心孔直徑mm） ?50 模具厚度 最大 （mm） 最小 200 70 噴嘴 球半徑 （mm） 孔直徑 12 ?3 2.2.3 注射機(jī)及型腔數(shù)量的校核 1）型腔數(shù)量的校核 (1)由注射機(jī)料筒塑化速率校核型腔數(shù)量n : （2-1） 上式右邊=7.364 （符和要求） 式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 M——注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h） T——成型周期 M2——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和體積（g或cm3） M1——單個塑件的質(zhì)量和體積（g或cm3） (2)按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量n： （2-2） 上式右邊=7.34（符合要求）Mn——注射機(jī)允許的最大注射量（g或cm3） (3)按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量n： （2-3） = 5.74 （符合要求） 式中 F——注射機(jī)的額定鎖模力（N） A1——單個塑件在模具分型面上的投影面積（mm2） A2——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（mm2） p——塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）一般是注射壓力的80% 2）注射機(jī)的校核： (1) 注射壓力的校核：該注射機(jī)的注射壓力為157MPa，但PA66的注射壓為 80～130MPa，所以能夠滿足要求。 (2) 注射量以及鎖模力在上面已經(jīng)校核，符合要求。 (3) 模具厚度的校核：模具厚度H必須滿足：Hmin≤Ｈ≤Hmax 該模具厚度為 H=25+20+36.5+20+32+41.5+25 =200mm（符合要求） 式中 Hmin——注射機(jī)允許的最小模厚，即動、定模板之間的最小開距 Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚 (4) 開模行程的校核：SmaxS=H1+H2+5～10=14+45+10+5 =74mm（符合要求） 式中 Smax——注射機(jī)最大開模行程（mm） H1——推出距離（脫模距離）（mm） H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度（mm） 第三章 注塑模的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.1 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，其包括：主流道、分流道、冷料井、澆口。 3.1.1 主流道的設(shè)計(jì) 1） 主流道尺寸 (1) 主流道小端直徑d=注射機(jī)噴嘴直徑+0.5～1 =3+0.5～1 取d =3.5（mm） (2) 主流道球面半徑SR=12+1～2 取SR=13（mm） (3) 球面配合高度 h=3～5 取h=3（mm） (4)主流道長度L，盡量小于60mm，由標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具的結(jié)構(gòu) 取L=25+20=45（mm） (5)主流道大端直徑 D=d+2Ltg（α/２）（取α=4°）≈6.54 取D=6.5（mm） L總≈25+20+h+2 取L總=50（mm） 2） 主流道襯套的形式 該模具主流道較長，設(shè)計(jì)成分體式較宜。其定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸如下： 圖3.1 定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸 3） 主流道襯套的固定： 圖3.2 主流道襯套 3.1.2 冷料井的設(shè)計(jì) 1）主流道冷料井 由于該模具具有垂直分型面即側(cè)向分型，冷料井分別開在左右瓣合模上，開模時，將主流道中的凝料拉出來；側(cè)向分型時，冷料井中的凝料及塑件同時被推出。該模具采用底部無桿的圓環(huán)槽冷料井，其具體尺寸如下： 圖3.3 主流道冷料井 2）分流道冷料井 該模具的分流道冷料井與流道的截面相同，有兩處：一為定模部分，一為瓣合模部分。 3.1.3 分流道的設(shè)計(jì) 該模具采用梯形分流道。 1）分流道的形狀及尺寸 1）采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸： （3-1） 式中 B―梯形大底邊的寬度（mm） m―塑件的重量（g） L―分流道的長度（mm） H－梯形的高度（mm） 由于 =2.72（mm）（故不在適用范圍） 2）分流道截面形狀及尺寸分流道截面形狀與流動理論長度的關(guān)系 取得 B=6（mm） H=4（mm）梯形斜角通常取5°～10°，此處取8°底部圓角r=1～3（mm），取r=1（mm） 其截面形狀及尺寸如下： 圖3.4分流道截面形狀及尺寸 2）分流道長度 長度應(yīng)盡量短，且少彎折。 該模具分流道的長度為： =170.5（mm） 3）分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，一般取0.63～1.6μm，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高的剪切速率。 4）分流道的布置形式 本模具的流道布置形式采用平衡式，采用定模部分與瓣合模上均開有分流道，如下圖： 圖3.5分流道的布置形式 5）分流道向澆口過渡部分的結(jié)構(gòu)見下圖: 圖3.6梯形分流道與矩形澆口的連接形式 3.1.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。 1） 澆口類型的確定 對于該模具，是中小型塑件的多型腔模具，澆口為普通側(cè)澆口。 2） 澆口結(jié)構(gòu)尺寸的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算： 澆口深度：h=nt=1（mm）、 澆口寬度： =1.5（mm） 式中 A—塑件外側(cè)表面積 t—塑件厚度（該塑件的平均厚度約為1.25mm） n—塑料系數(shù)，取 n=0.8 由側(cè)澆口和點(diǎn)澆口的推薦尺寸，并結(jié)合上面計(jì)算 得 側(cè)澆口尺寸：深度 h=1.0（mm） 寬度w=1.5（mm） 長度 l =1.0（mm） 3.1.5 澆注系統(tǒng)的平衡 1） 分流道平衡： 對于該模具，為了達(dá)到各型腔同時充滿的目的，可通過調(diào)整分流道的長度及截面面積，改變?nèi)廴跇渲诟鞣至鞯乐械牧髁?，達(dá)到澆注平衡的目的。計(jì)算公式如下： （3-2） 式中 Q1，Q2——熔融樹脂分別在流道1和流道2中的流量，cm3/s； d1,d2——分流道1和分流道2的直徑， cm; L1，L2——分流道1和分流道2的長度，cm。 2） 澆口平衡 澆口平衡計(jì)算公式[5]如下： BGV= （3-3） 式中 Sg ——澆口的截面積，mm2; Lg——澆口的長度，mm; Lr——分流道的長度，mm。 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時一般澆口的截面積與分流道的截面積之比SG/SZ取0.07~0.09，矩形澆口的寬度與厚度之比取3：1。 該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸都相同，顯然是平衡式的。 3.2 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，可選用標(biāo)準(zhǔn)模架180×L，其中L取250mm，符合要求。 1） 定模板（定模座板）（250250，厚25mm） 通過6個?10的內(nèi)六角螺釘與定模固定板連接； 定模墊板通常就是模具與注射機(jī)連接處的定模板。 2） 定模固定板（180250，厚20mm） 用于固定型芯（凸模）、導(dǎo)套。為了保證凸?；蚱渌慵潭ǚ€(wěn)定，固定板應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般用45鋼，調(diào)質(zhì)230～270HB；導(dǎo)套孔與導(dǎo)套，主流道襯套與固定孔，型芯與其孔都為H7/m6過渡配合。 3） 動模固定板（180250，厚20mm） 上面的型腔為整體式，有四個型芯固定孔，導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為H7/m6過渡配合； 瓣合模推桿孔與推桿為單邊間隙0.5mm。 4） 動模墊板（又稱支承板）：180250，厚32mm 5） 墊塊（32250，厚41.5mm） (1) 主要作用：在動模座板與動模墊板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求。 (2) 結(jié)構(gòu)型式：該模具采用平行墊塊 (3) 墊塊用中碳鋼制造。 (4) 墊塊的高度計(jì)算： 由于模具厚度為198.5mm，在滿足要求的前提下，將墊塊加厚至41.5mm，模具厚度化整為200mm。 6） 動模座板（250250，厚25mm） 注射機(jī)頂桿孔為?50mm，推板導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱采用H7/m6配合。 7） 瓣合模模套（180250，厚36mm） 導(dǎo)柱孔與導(dǎo)柱為H7/m6過渡配合，厚度應(yīng)稍小于瓣合模厚度36.5mm，取36mm。 3.3 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1） 導(dǎo)向零件的作用： 模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時，保證動、定模之間一定的方向和位置，導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起導(dǎo)向和定位作用。 2） 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) A 該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且不加油槽。 B 導(dǎo)柱的長度必須比凸模端面高度高出6～8mm。 C 為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分。 D 該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為?10。 E 導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動部分按H7/f7間隙配合。 F 導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4μm。 G 導(dǎo)柱用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理。 3） 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) A 結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（Ⅰ型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時鉆，再分別擴(kuò)孔。 B 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 C 導(dǎo)套孔的滑動部分按H8/f7，表面粗糙度為Ra0.4μm。導(dǎo)套外徑按H7/m6配合鑲?cè)肽０濉? D 導(dǎo)套材料用淬火鋼耐磨材料制造。 3.4 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1） 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。 2） 制品推出的方式 本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式較為復(fù)雜，全部采用推桿推出。 3） 塑件的推出機(jī)構(gòu) A 采用帶肩推桿，每個塑件由6根推桿，共為24個； B 推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方； C 均勻布置； D 推桿設(shè)在塑件強(qiáng)度、剛度較大處； E 該推桿的形式（階梯形推桿）； F 推桿直徑與模板上的推桿孔采用H8/f7間隙配合[12]； G 通常推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與型腔底面平齊； H 推桿與推桿固定板，采用單邊0.25mm的間隙； I 推桿的材料常用T8素工具鋼，。 4） 瓣合模（斜滑塊）的推出機(jī)構(gòu) A 此推桿裝入模具后，其端面應(yīng)與斜滑塊底面平齊； B 此推桿與模板上的推桿孔采用H8/f7間隙配合； C 推桿與推桿固定板，通常采用單邊0.5mm的間隙； D 工作端配合部分的表面粗糙度為Ra0.8。 5） 脫模阻力的計(jì)算 塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比大于1/20，為厚壁殼體形塑件，且塑件斷面為圓環(huán)形，故所需脫模力的計(jì)算公式[5]如下：（分別計(jì)算定、動模上型芯的脫模阻力） （3-6） 式中 E—塑料的拉伸模量，PA66為1.25～2.88103（MPa） ε—塑料成型平均收縮率，為1.5% t—塑件的平均厚度，約為1.25mm L—塑件包容型芯的長度，分別為26mm、13.5mm μ—塑料的泊松比，PA66為0.25～0.3，取0.3 ?—脫模斜度，為20′ f—塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，為0.1 R—型芯大小端的平均直徑，分別為 R1=（7+10）/2=8.5mm R2=（5+11）/2=8mm B—塑件再與開模方向垂直的平面上的投影面積（cm2），當(dāng)塑件底部有通孔時，10B項(xiàng)為零 K1—由f和φ決定的無因次數(shù)，可由式計(jì)算：≈1 K2—由λ（λ=R/t）和φ決定的無因次數(shù)，可由下式[5]計(jì)算 （3-7） K1，K2 分別為6.34、5.94 代入得 第一次分型時型芯的脫模阻力為：Q1=545N≈0.55kN 第二次分型時型芯的脫模阻力為：Q2=281N≈0.28kN 3.5 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 該套模具采用外側(cè)分型與抽芯。 1） 側(cè)向分型有抽芯機(jī)構(gòu)的分類 根據(jù)動力來源的不同，一般可分為機(jī)動、液壓或氣動以及手動三大類型。 2） 斜滑塊（瓣合模塊）的各種方案對比[4] 圖3.7瓣合模塊三種方案 圖a，瓣合模塊在鎖緊塊內(nèi)滑動。這種結(jié)構(gòu)難于控制相對于制品中心的外形尺寸，但便于制品自動掉落，在制品推出方式上可采用推件板、推桿、推套推出制品； 圖b，瓣合模塊在推件板或型芯上滑動。采用此結(jié)構(gòu)易于控制相對于制品中心的外形尺寸，但制品不易自動掉落，有落在瓣合模塊內(nèi)的可能； 圖c，瓣合模塊滑動結(jié)構(gòu)，容易控制制品尺寸。為了使制品能自動掉落，設(shè)計(jì)時應(yīng)避免采用制品留在瓣合模塊底部的結(jié)構(gòu)。 綜上所述，該套模具宜采用圖c的結(jié)構(gòu)形式，并加以改進(jìn)，用推桿推出。 3） 斜滑塊的導(dǎo)滑形式：采用矩形導(dǎo)滑槽。 圖3.8 矩形導(dǎo)滑槽 4） 各項(xiàng)尺寸的校核 A 斜滑塊為兩瓣形式，各瓣又由上下兩塊組成。 B 整體尺寸（兩瓣組合時）為： 上表面為100210、下表面為66210 下表面的寬度計(jì)算≈66mm 加工時以66mm，以及25o為準(zhǔn)，相應(yīng)的模套的加工也以66mm和25o為準(zhǔn)，因?yàn)樾被瑝K的下表面與模套是密合的，這樣才便于保證模套的精度，進(jìn)而保證斜滑塊與模套的配合要求。 C 斜滑塊的導(dǎo)向斜角α=25o，小于30o，符合斜滑塊的設(shè)計(jì)要求。 D 推出行程：由動模部分的型芯高度為13.5mm，可得 推出行程l推≈14mm，小于36.51/2，符合立式模具的設(shè)計(jì)要求。 E 該套模具所需的側(cè)向分型與抽芯距約為 =6（mm） 而由推出所得側(cè)向分型與抽芯距為 6（mm）（符合設(shè)計(jì)要求） F 結(jié)合該塑件，取斜滑塊頂面高出模套0.5mm，底面與模板保持密合。 G 結(jié)合推出行程，設(shè)置在模套上的螺銷限位止動裝置的限位行程為 ≈15.5（mm） 可得斜滑塊的限位長槽lmin=15.5（mm） 再考慮螺銷直徑與裝配適應(yīng)性，取限位長槽為l實(shí)際=25mm（斜滑塊的上下兩塊的槽長分別為13mm、12mm） 注：螺銷外徑的下沿距長槽下沿保持15.5mm的距離。 H 導(dǎo)滑形式，采用矩形導(dǎo)滑槽。 I 為了開模時，斜滑塊順利地留在動模部分，需在定模固定板上裝4個對稱布置的彈簧頂銷。頂銷為圓頭銷：材料35鋼、熱處理43～48HRC；彈簧的規(guī)格及尺寸：圓柱螺旋壓縮彈簧：材料65Mn、型號為1.612247Ⅲ類 J 推桿的布置： 距斜滑塊邊沿為8mm，即距中心為33-8=25mm，長度方向距中心為45mm，而齒輪型腔采用整體鑲嵌式，其寬度為30mm，故推桿邊沿與型腔邊沿的距離為4.5mm，但由于型腔較淺3mm，能滿足剛度、強(qiáng)度要求。側(cè)向分型后，推桿頂端仍在斜滑塊上。 K 側(cè)向分型后，斜滑塊與導(dǎo)柱最短距離為13-6.53=6.47mm，不會干涉。 L側(cè)向分型與縱向抽芯幾乎是同時完成，因此不會造成塑件隨著粘附力大的斜滑塊移動而無法脫落。 3.6 模具的排氣系統(tǒng) 1）排溢設(shè)計(jì) 排溢是指排出充模熔料中的前鋒冷料和模具內(nèi)的氣體等。 2）排氣系統(tǒng)有以下幾種方式 利用排氣槽；利用型芯、鑲件、推桿等配合間隙；有時為了防止制品在頂出時造成真空而變形，必須設(shè)置進(jìn)氣裝置。 3）該套模具的排氣方式有： A 利用塑件推桿的配合間隙； B 分型面以及瓣合模上、下兩塊的配合面，瓣合摸與動模固定板的配合面上開排氣槽； C 排氣槽的尺寸如下： 圖3.9 排氣槽的尺寸 第四章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 4.1 成型零件的型芯 1） 定模部分的型芯 由于該塑件中間孔為臺階孔，且最小孔位于塑件中間部位，故需要動、定模部分同時設(shè)置型芯。取最小孔的上端面為動、定模兩型芯的接觸表面，同時為了不產(chǎn)生飛邊溢料，應(yīng)使小端型芯嵌入大端型芯1～2mm。采用組合型芯，即在單一的圓柱型芯上通過配合套上一個開有8個槽的圓筒形型芯。 2） 圓柱型芯的結(jié)構(gòu)、尺寸與加工 A 采用臺肩固定的形式，上底面用定模座板壓緊。 圖4.1 圓柱型芯的結(jié)構(gòu) B 尺寸計(jì)算[6]（塑件尺寸ds=?100+0.20 hs=180+0.24 ds’=?70+0.20 hs’=80+0.20） ① （4-1） =10+0.22+0.27(mm) 式中 ε—塑料的平均收縮率，PA66為1.5% ; x—取值范圍為[0.5，0.75]，該處均0.6 Δ—塑件的尺寸公差 δ—模具成型零件制造誤差（其它誤差忽略）: 當(dāng)尺寸小于50mm時，δ=1/4Δ；當(dāng)塑件尺寸大于50mm時，δ=1/5Δ ② dM’=[(1+ε)ds’+xΔ]0-δ =7+0.175+0.225(mm) ③ hM=[(1+ε)hs+xΔ]0-δ=18+0.354+0.414(mm) ④ hM’=[(1+ε)hs’+xΔ]0-δ =8+0.19+0.24(mm) 3） 動模部分型芯的結(jié)構(gòu)、尺寸與加工 A 該型芯通過動模固定板上的安裝孔，用六角螺母及彈簧墊圈固定在模板上。 B 尺寸計(jì)算[7]（塑件尺寸da=?50+0.18 db=?70+0.20 dc=?110+0.22 ha=60+0.18 hb=40+0.18 hc=20+0.16 hd=1.50+0.16) ① dM=[(1+ε)da+xΔ]0-δ=5+0.138+0.183(mm) ② dM=[(1+ε)db+xΔ]0-δ=7+0.175+0.225(mm) ③ dM=[(1+ε)dc+xΔ]0-δ=11+0.242+0.297(mm) ④ hM=[(1+ε)ha+xΔ]0-δ=6+0.153+0.198(mm) ⑤ hM=[(1+ε)hb+xΔ]0-δ=4+0.123+0.168(mm) ⑥ hM=[(1+ε)hc+xΔ]0-δ =2+0.086+0.126(mm) ⑦ hM=[(1+ε)hd+xΔ]0-δ=1.5+0.0785+0.1185(mm) C 數(shù)控程序[3]: 圖4.2 成型零件加工尺寸 N01 G92 X30 Z50 N02 G00 G42 X0 Z30.5 F15 S31 M03 T11 M08 N03 G01 G91 X4 Z-2 N04 G01 Z-16 N05 G01 X7 N06 G01 X-4 Z-1.5 N07 G01 Z-4 N08 G01 X-2 N09 G01 Z-7 N10 G01 X-1 Z-0.5 N11 G01 G90 X30 Z50 N12 G00 X30 Z30 M05 T10 M09 N13 G00 X30 Z30 S23 M03 T22 M08 N14 G01 G42 X3.2 N16 G01 X30 N17 G00 X30 Z50 M05 T20 M09 N18 G00 X30 Z50 S22 F15 M03 T33 M08 N19 G00 G42 X3.4 N20 G33 Z30 N21 G01 X30 N22 G00 X30 Z50 M05 T30 M09 N23 G00 Z10 S23 M03 T22 M08 N24 G01 X0 N25 G01 X30 N26 G00 X30 Z50 T20 M09 N27 M02 4.2 斜滑塊（瓣合模型腔） 1） 瓣合模的型腔： 圖4.3 瓣合模的上部分 此圖為瓣合模的上部分，主要成型塑件的插銷部分。 圖4.4 瓣合模的下部分 此圖為瓣合模的下部分，主要成型塑件中間部分。 瓣合模為左右兩瓣，每瓣有上下兩塊，它們通過6個M8的內(nèi)六角螺釘連接在一起。斜滑塊的加工工藝： 坯料計(jì)算：鍛造余量a及極限偏差為7±2mm；鍛造精度等級F級； 坯料總體積V=1080000 mm3。 2）上層斜滑塊的結(jié)構(gòu)、尺寸 A 主要成型塑件的上半部分，并開有垂直的梯形分流道。 B 尺寸計(jì)算（塑件尺寸 Da=?12.5-0.220 Db=?13.5-0.220 Dc=?10.5-0.200 Hs=18-0.240) ① DM=[(1+ε) Da- xΔ]0+δ=12.5+0.056+0.111(mm) ② DM=[(1+ε) Db- xΔ]0+δ =13.5+0.071+0.126(mm) ③ DM=[(1+ε) Dc- xΔ]0+δ =10.5+0.038+0.088(mm) ④ HM=[(1+ε) Hs- xΔ]0+δ =18+0.126+0.186(mm) 3）下層斜滑塊的、尺寸 A 成型塑件的下半部分，并開有水平分流道與普通側(cè)澆口。 B 尺寸計(jì)算（塑件尺寸 Da=?8-0.200 Db=?10-0.200 Dc=?13-0.22 Dd=?20-0.280 Hs=18.5-0.280) ① DM=[(1+ε) Da- xΔ]0+δ =80+0.05(mm) ② DM=[(1+ε) Db- xΔ]0+δ =10+0.03+0.08(mm) ③ DM=[(1+ε) Dc- xΔ]0+δ =13+0.063+0.118(mm) ④ DM=[(1+ε) Dd- xΔ]0+δ =20+0.132+0.202(mm) ⑤ HM=[(1+ε) Hs- xΔ]0+δ=18.5+0.110+0.123(mm) 4.3 型腔零件強(qiáng)度、剛度的校核 齒輪型腔的強(qiáng)度、剛度校核如下： 1）根部分距整體型腔邊沿的距離校核（實(shí)際為6.2mm） （1）按強(qiáng)度校核 由公式 [9] （4-2） =1.10mm 6.2mm （符合要求） 式中 r—凹模內(nèi)半徑（mm），約為8mm p—型腔壓力，一般為25～45MPa [σ]—彎曲許用應(yīng)力（MPa），具體值為 40Cr 785（MPa） （2）按剛度校核 由公式[9] （4-3）=0.985mm （符合要求） 式中 r—凹模內(nèi)半徑（mm），約為8mm μ—泊松比，常取0.25～0.3 δ—允許變形量（mm），按塑料性質(zhì)選取，一般不超過塑料的溢邊值，為0.025～0.04mm p—型腔壓力，一般為25～45MPa E—彈性模量，鋼取 2）型腔底板厚度的校核（實(shí)際為17mm） （1）按強(qiáng)度校核 由公式[11] （4-4） = 2.76mm 17mm （符合要求） （2）按剛度校核 由公式 （4-5） =1.75mm17mm （符合要求） 第五章 總 結(jié) 本次設(shè)計(jì)從最初的選題，命題到計(jì)算、繪圖直到完成設(shè)計(jì)經(jīng)過了一個多月。在設(shè)計(jì)其間，查找資料、老師指導(dǎo)、與同學(xué)交流、反復(fù)修改圖紙，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和補(bǔ)充。通過這次實(shí)踐，我了解了一些模具的專業(yè)基礎(chǔ)知識和模具在工業(yè)方面的用途。經(jīng)過這次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，我收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及分析數(shù)據(jù)，提高了自己的繪圖能力。這次設(shè)計(jì)是對我所學(xué)專業(yè)知識的完善，也是走向工作崗位前的一次熱身，熟悉了模具的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了自己設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。但是這次設(shè)計(jì)也暴露出我對專業(yè)知識的掌握及運(yùn)用有很多不足之處，比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上就要畢業(yè)了，但是自己的求學(xué)之路還很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習(xí)，努力使自己成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人。 參考文獻(xiàn) ［１］ 黃雁，彭華太主編.塑料模具制造技術(shù)手冊[M].南理工大學(xué)出版社，2003.6. ［２］ 劉武發(fā)，劉德平主編.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.5 ［３］ 郭陪全，王紅巖編著. 數(shù)控機(jī)床編程與應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000.9 ［４］ 高軍，郝濱海，李輝平等編著. 模具設(shè)計(jì)及CAD[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.5 ［５］ 黃乃瑜，萬仁芳，潘憲曾主編 .中國模具設(shè)計(jì)大典[M].江西科技出版社，2003.1 ［６］ 范欽武主編. 模具數(shù)控加工技術(shù)及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2004.3 ［７］ 張莉潔，呂保和編著.數(shù)控模具加工[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2006.2 ［８］ 高為國主編. 模具材料[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004.2 ［９］ 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊—輪系[M]，20007.7 ［１０］ 周鳳云主編. 工程材料及應(yīng)用[M].華中科技大學(xué)出版社，2002.11 ［１１］ 濮良貴，紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社，2006.5 ［１２］ 廖念釗，古瑩庵，莫雨松，力碩根，楊興駿編. 互換性與技術(shù)測量[M].中國計(jì)量出版社，2006.7 ［１３］ 傅建軍主編. 模具制造工藝[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6 28