塑料斜齒輪旋轉(zhuǎn)脫螺紋注塑模具設(shè)計(jì)

1、編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目： 塑料斜齒輪旋轉(zhuǎn) 脫螺紋注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)院： 國防生學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 柯招軍 學(xué) 號(hào)： 1000110104 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 曹泰山 職 稱： 講師 題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 þ工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 2014年5月4日摘 要 伴隨著全球性經(jīng)濟(jì)發(fā)展，新技術(shù)革命浪潮不斷的突破與發(fā)展，跨越性的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素。市場經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮，極大地促進(jìn)了對(duì)體積小，工業(yè)產(chǎn)品的品種多，低成本，高品質(zhì)的方向發(fā)展。為了提高生產(chǎn)周期的市

2、場競爭力的核心產(chǎn)品的要求越來越高，開發(fā)周期短，因此對(duì)各種產(chǎn)品的制造的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，模具的要求也越來越嚴(yán)格和苛刻的。 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一。隨著市場經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，快速經(jīng)濟(jì)模具被賦予了新的內(nèi)涵和新的任務(wù)，種類的激增，促使快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著多品種系列化邁進(jìn)，不斷促使工藝有新突破和發(fā)展。鑒于商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)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(jīng)濟(jì)制模技術(shù)朝著短周期、低成本、高質(zhì)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(jīng)濟(jì)效益，因此愈發(fā)受到企業(yè)家的垂青以及獲得相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門的政策資金的支持。鑒于快速發(fā)展的高新技術(shù)以及

3、各種技術(shù)的綜合運(yùn)用，未來必定會(huì)產(chǎn)生新型節(jié)能省材的快速制模技術(shù)來適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)中差異化需求。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)塑料斜齒輪注塑模具設(shè)計(jì)，難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋功能。本設(shè)計(jì)有兩大亮點(diǎn)，一是使用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)測抽芯，二是用軸承使型腔旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)脫螺紋設(shè)計(jì)。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(guān)鍵詞：模具；斜齒輪；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；注射模；型腔AbstractWith the global economic development, new technology revolution continued breakthroughs and development, leapfro

4、g 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 co

5、mpetitiveness 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 deve

6、lopment 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

7、 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 ena

8、ble 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

9、 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

10、 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 assem

11、bly areas .Keyword: mold ; bevel wheel; structural design;plastics injection mold; cavity目 錄引言11 塑件（斜齒輪）的分析31.1 塑件（ABS）的三維模型31.2 塑料的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用41.3 ABS塑料41.3.1塑料ABS的基本概念41.3.2塑料ABS的特性51.3.3塑料ABS的成型特性及成型條件61.3.4塑料ABS的成型條件61.4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要求的了解及分析71.5 脫模斜度171.6 塑件的壁厚171.7 圓角82 注射機(jī)的選擇93 型腔數(shù)目的決定104 成型零件設(shè)計(jì)124.1 確

12、定型腔壁厚124.2 動(dòng)模板厚度的計(jì)算124.3 分型面的確定1134.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)134.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.5.1成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.5.2成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)144.5.3型腔尺寸計(jì)算145 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)185.1 主澆道（澆口套）的設(shè)計(jì)185.2 澆口的設(shè)計(jì)1205.3 定位圈的選擇206 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)216.1 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響216.2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)216.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)217 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)227.1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)22 7.2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)227.2.1螺紋型芯的設(shè)計(jì)227.2.2傳動(dòng)齒條的設(shè)計(jì)248 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和

13、選擇268.1 彈簧的選用4268.2 彈簧的分布形式279 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)289.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用289.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用52810 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算2910.1 型芯脫模力的計(jì)算2910.2 側(cè)抽芯力計(jì)算2911 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算3012 模具其它零件的設(shè)計(jì)3113 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇53214 模具的總裝圖以及運(yùn)動(dòng)順序、及其特點(diǎn)3315 模具的安裝、調(diào)試3416 工藝卡片3516.1 塑件成型工藝卡3516.2 機(jī)械加工工藝卡3616.2.1澆口套定位圈機(jī)械加工工藝卡3616.2.2定模板機(jī)械加工工藝卡3716.2.3墊塊機(jī)械加工工藝卡38結(jié)論39謝辭40參考文獻(xiàn)4

14、1桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 33 頁 共 41 頁引言模具是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，被冠以現(xiàn)代“工業(yè)之母”。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具因其加工效率高，互換性，節(jié)約了材料，所以廣泛應(yīng)用。作為一個(gè)蓬勃發(fā)展的行業(yè)，在整個(gè)模具塑料模具發(fā)展很快。作為制造行業(yè)的一個(gè)后起之秀，它以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用，極大地促進(jìn)了塑料工業(yè)的質(zhì)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(chǎn)的重要工藝裝備。依工業(yè)技術(shù)的飛躍式發(fā)展，依靠模具來進(jìn)行加工在國民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)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(dòng)化程度高，壽命長和高精密模具的設(shè)計(jì)和制造是關(guān)注未來的重點(diǎn)。例

15、如電視機(jī)外殼、空調(diào)機(jī)零件、洗衣機(jī)內(nèi)缸、電冰箱、燈座、周轉(zhuǎn)箱等模具。世界上的一些工業(yè)化國家，其工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的模具，其增長率也超過了機(jī)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(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)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(huì)稱“模具是促進(jìn)社會(huì)富裕的動(dòng)力”。什么東西既具有自己的價(jià)值通過同一模具為社會(huì)創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 一流的模具設(shè)計(jì)理念、高質(zhì)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(shè)備等都是制造優(yōu)質(zhì)模具不可獲缺的。一副優(yōu)質(zhì)的模具可以重復(fù)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(nèi)外同行情況，注塑成型技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)大

16、致有以下幾個(gè)方面：（1）CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用；（2）模具制造對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的推動(dòng)發(fā)展；（3）開發(fā)模具逆向工程，創(chuàng)新模具的快測技術(shù)；（4）開發(fā)上等的模具材料和對(duì)其表面進(jìn)行特殊處理；（5）提升模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，用模塊化實(shí)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(shè)計(jì)制造、CAD/CAE/CAM技術(shù)、CAPP技術(shù)，已有不少的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)在開發(fā)及應(yīng)用。在設(shè)計(jì)及制造技術(shù)上與一流水準(zhǔn)相比有一定的不足。專用模具鋼的種類少少、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、質(zhì)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€有不少改進(jìn)及提升的空間；

17、CAD、CAM、Flow Cool等軟件應(yīng)用程度不是很高；提高模具的設(shè)計(jì)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(shù)的提升，模具產(chǎn)品也更加復(fù)雜、精密，模具制造成本和周期也在縮短。（二）、研究此項(xiàng)目的內(nèi)容、目的和意義通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真對(duì)塑料注射模具的設(shè)計(jì)思路和制造過程進(jìn)行有效的評(píng)估和預(yù)測，并且可改善模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并快速制得樣品，便于贏得客戶，爭取定單，從而擴(kuò)大市場及占有率；此外還降低返廠率，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省材料和費(fèi)用，進(jìn)而很大幅度地降低了模具的生產(chǎn)成本。此項(xiàng)目針對(duì)的內(nèi)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(shè)備。（2）合理的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。必要時(shí)

18、可依模具要求對(duì)塑件圖紙進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹＃?）長使用壽命、高強(qiáng)度，高耐磨性是模具配件必不可少的。 （4）經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)。（6）高效率、高可靠性、高自動(dòng)化程度是模具設(shè)計(jì)制造的精髓。研究此項(xiàng)目的目的與意義:（1）選擇合適的塑料及成型工藝。（2）通過對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量分析，改進(jìn)模具的工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）將模具設(shè)計(jì)融合到CAD/CAM/CAE的運(yùn)用中去。（4）提高分析和解決問題的能力，改進(jìn)我們的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新發(fā)展。1.塑件（斜齒輪）的分析1.1 塑件（ABS）的三維模型如下圖1.1： (a) (b)圖1.1塑件三維圖圖1.2 塑件尺寸圖1

19、.2 塑料的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)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(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域工作時(shí)人，應(yīng)該首先對(duì)所選的塑料的類型，結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能的認(rèn)識(shí)，有必要獲得必要的基本知識(shí)以及了解塑料的應(yīng)用范圍。按塑料的分子結(jié)構(gòu)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。1.3 ABS塑料1.3.1 塑料ABS的基本概念A(yù)BS塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene。比重:1.05g/cm³ 成型

20、收縮率:0.30.9%成型溫度：180200 干燥條件：808523小時(shí)塑料性能: （1）良好的整體性能，高的抗沖擊強(qiáng)，化學(xué)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(jī)材料的熔接性較好，且表面可進(jìn)行處理，如鍍鉻、噴漆等。 （4）較HIPS流動(dòng)性差一些，較PMMA、PC等好，柔韌性好。ABS 塑料是以高分子化合物為基礎(chǔ)而混合的復(fù)合材料。綜合了原有材料的性能特點(diǎn)，其最大的特點(diǎn)是可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，這也是它和其它塑料最大的不同。ABS 高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易加工、易改性特點(diǎn)，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(shí)ABS 塑料不僅有聚合物的一般

21、熱性能和力學(xué)性能外，還具有一些特殊功能，如物質(zhì)、信息和能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和儲(chǔ)存等。1.3.2 塑料ABS的特性ABS的詳細(xì)特性在下表1-1中給出。表1-1 ABS塑料的特性性能項(xiàng)目試驗(yàn)條件狀態(tài)測試方法測試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位基本性能熔體流動(dòng)速率230×2.16KgASTM D-12381.8g/10min收縮率23FCFC Method0.3-0.8%密度23/23ASTM D-7920.96機(jī)械性能降伏點(diǎn)抗張強(qiáng)度23ASTM D-638360kg/cm2斷裂延長率23ASTM D-638>200%彎曲模量23ASTM D-790A15500kg/cm2洛氏硬度23ASTM D-7851

22、00R-ScaleIzod沖擊強(qiáng)度23,1/8厚ASTM D-2566.0kg-cm/cm2熱性能熱變形溫度at 4.6kg/cm2，Unannealed,1/4厚ASTM D-648135其它性能FDA Compliance21 CFR Pt 177.1520Yes通常，塑料的熔點(diǎn)并非是一個(gè)固定的數(shù)值，而是用熱變形溫度來顯示。 ABS是升級(jí)強(qiáng)化版的PP，有較高的熱變形溫度，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(jù)受熱的溫度的差異，存在玻璃、高彈和粘流三種狀態(tài)。ABS是在粘流態(tài)下成型的制品，可用注射成型來制

23、作。ABS具有適度的流動(dòng)性，主要由壓力和溫度確定其流動(dòng)性。因?yàn)槭菬崴苄缘?，所以在模具設(shè)計(jì)和注塑成型的選擇都需要注意螺桿注射機(jī)的選擇，澆注截面應(yīng)大些，料筒及模具應(yīng)鍍鉻，不應(yīng)有有死角滯料，加熱時(shí)間、模溫、成型溫度、螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等都需要嚴(yán)格控制1。1.3.3 塑料ABS的成型特性及成型條件材料成型收縮率小，易產(chǎn)生應(yīng)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。無定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長時(shí)間預(yù)熱干燥8085度,23小時(shí).高料溫、高模溫等方法可以提高材料的流動(dòng)性，減少夾水紋現(xiàn)象。摩擦系數(shù)低，高，淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模，塑件表面可帶有

24、皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。收縮率及成型收縮范圍中等。ABS 塑料的干燥，ABS 塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前需進(jìn)行干燥和預(yù)熱。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(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟?。模溫?duì)塑件質(zhì)量有較大的影響，模溫低時(shí)，收縮率，抗壓，抗彎，抗沖擊強(qiáng)度大，料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，料溫過低會(huì)造成缺料。模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，盡可能的避免死角積料。1.3.4 塑料ABS的成型條件 表1-2 塑料ABS的成型條件 注射成型機(jī)類型螺桿式比重（gcm）1.411.43收縮率(%)0.30.9注射壓力(kg/cm)8

25、001000噴嘴溫度(ºC)170180螺桿轉(zhuǎn)速(n/min)28模具溫度(ºC)90120適用注射機(jī)類型螺桿式預(yù)熱溫度（ºC）時(shí)間（h）8010035料筒溫度（ºC）前斷中斷后斷180200190220160170成型時(shí)間（s）注射時(shí)間高壓時(shí)間冷卻時(shí)間總周期209005206050160后處理方 法溫度（ºC）時(shí)間（h）紅外線燈鼓風(fēng)烘箱14014541.3.5 塑料ABS的主要用途作為熱塑性工程塑料的ABS 具有較高的韌性、耐熱性和強(qiáng)度，還具有加工優(yōu)勢(shì)，如熔體溫度低、結(jié)晶快等，同時(shí)還有其基本優(yōu)點(diǎn)，如尺寸穩(wěn)定性，耐化學(xué)品性。ABS也是一種重要的

26、工程塑料，它的抗疲勞強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定。制品可在-40100 ºC范圍內(nèi)能以較高的硬度，耐磨性，剛度和強(qiáng)度長期使用。在工業(yè)生產(chǎn)中， ABS可代替一部分金屬應(yīng)用于電器、汽車、機(jī)床、化工、機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)。ABS特別適用于制作輥?zhàn)?、滾輪、齒輪、軸承、凸輪等傳動(dòng)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。ABS是極具市場前景工程塑料，ABS是新的商機(jī)，潛在市場。1.4 塑件結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的工藝性必須在考慮的范圍之內(nèi)，我們?cè)诳紤]塑件結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)，需要遵守以下原則：在設(shè)計(jì)之初，必須將收縮率、流動(dòng)性等將原

27、材料的結(jié)構(gòu)工藝性考慮在內(nèi)。在保證塑件的性能，物理性能和力學(xué)性能，耐化學(xué)性，耐熱性和電性能，如要求的前提下，盡可能的厚度均勻，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。設(shè)計(jì)時(shí)需考慮模具的總體布局結(jié)構(gòu)，使模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡易和模具型腔制造方便。 對(duì)塑件外觀有較高的要求時(shí)，需先進(jìn)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(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使塑件的幾何形狀能適用于其成形工藝。1.5 脫模斜度1由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會(huì)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(shè)計(jì)時(shí)沿脫模方向均應(yīng)

28、有足夠的脫模斜度。塑件上脫模斜度的大小，與塑件的性質(zhì)、收縮率大小、摩擦系數(shù)大小、塑件厚度和幾何形狀有關(guān)。與軟質(zhì)塑料相比，硬質(zhì)塑料的脫模斜度較大；脫模斜度與塑件形狀的復(fù)雜程度或成型孔的數(shù)目有關(guān)；塑件的脫模斜度與高度、孔深呈反比；壁厚增加，內(nèi)孔包住型芯，脫模斜度也應(yīng)大些。 根據(jù)塑件材料ABS推薦的脫模斜度為401°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(jù)塑件幾何形狀及收縮規(guī)律，因?yàn)樗南蛐氖湛s性，所以一般內(nèi)表面的脫模斜度大于外表面,依據(jù)塑膠零件的精度來確定脫模的斜度，內(nèi)表面取1°，外表面取1°30。1.6 塑件的壁厚1塑件需有一定的厚度，才能保證

29、塑件在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也為了塑料在成型時(shí)保持良好的流動(dòng)狀態(tài)。有時(shí)塑件在使用時(shí)所需的強(qiáng)度雖然很小，但也需要有適當(dāng)?shù)暮穸葋沓惺苊撃Ｍ顺隽?。熱塑性塑件的厚度一般?-4mm，壁厚大，就會(huì)易產(chǎn)生起泡和凹陷，并且也不易冷卻。壁厚與流程有密切關(guān)系，且成比例關(guān)系，根據(jù)ABS屬流動(dòng)性中等。 可得： （1-1） 即厚度2 mm即可；由于塑件最薄處為5.5mm，因此符合要求，流程短愈短愈有利于注射成型。1.7 圓角設(shè)計(jì)塑件時(shí)，為了減小應(yīng)力集中，同時(shí)增加手感體驗(yàn)和美觀，體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)，常采用圓弧過渡。此外，圓弧還提高了塑件的強(qiáng)度，使脫模更易，同時(shí)還使模具型腔在淬火或使用時(shí)不易開裂。本設(shè)計(jì)中塑件圓角都取

30、R=0.5mm。2 注射機(jī)的選擇塑件的體積計(jì)算 （2-1） （2-2）選擇注射機(jī)由于塑件為大批量生產(chǎn)，所以盡可能采用多型腔，綜合考慮應(yīng)選用ZSZY125型臥式注塑機(jī)。依XSZY125型注塑機(jī)可得如下表2-1： 表2-1 XSZY125型注塑機(jī)參數(shù)（mm）螺桿直徑42最大理論注射量125注射壓力120 MPa鎖模力900KN最大成型面積645²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(dòng)距離210型腔許用壓力280（kg/cm²）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(dòng)模

31、板上孔徑1003 型腔數(shù)目的決定注射模的型腔數(shù)目可根據(jù)需要來確定，可以是一模一腔或一模多腔。型腔數(shù)目越多，塑件尺寸的精度精度也就相對(duì)較低，若塑件的精度不高，可選用多型腔數(shù)。以注塑成型的生產(chǎn)效益上看，表面上多型腔模比單型腔模經(jīng)濟(jì)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(chǎn)批量適中，而且還有側(cè)抽芯，抽芯距也較長，在制品生產(chǎn)及模具的加成本上考慮，可選為一模一腔。（1）注射機(jī)的鎖模力 鎖模力務(wù)必要超過模具在開模方向上投影面積的注射壓力總和。注射基本壓力（依塑件流程比及壁厚而不同） （3-1）型腔注射壓力，取2800b基本壓力 Kc1.7（ABS）K11.

32、25取K1.4、鎖模力 鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的1.5倍，即 （3-2）壁厚為5.5mm，取最小。本次設(shè)計(jì)選用采用圓薄片型澆口，流程比為42/5.5=7.6有查圖可得L=7.6，壁厚=5.5mm，s=13Mpa，由Kc系數(shù)表查得Kc=1.25，塑件形狀復(fù)雜可取Ks=1.4，由公式： （3-3）得注射壓力P： 投影面積 ： 型腔總投影面積 ： 由： 得鎖模力： 故鎖模力是足夠的。 開模距離 由塑料部分長度為42mm，是從模具中取出，距離應(yīng)大于兩倍的模板澆注系統(tǒng)的總長度的長度，即 ：L=2×4250=134mm.由ZS-ZY-125注射機(jī)的最大開模行程為300mm，故能夠完全可以取出塑件

33、 。 模板面積3.1 澆口的設(shè)計(jì)1澆口亦稱進(jìn)料口，是連接澆注系統(tǒng)（分流道）與型腔的熔體通道。 澆口的位置的設(shè)計(jì)與選擇，與塑件能否完好以及高質(zhì)量地成型直接相關(guān)。澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺寸最小的部位，通過截面積的突然變化，使分流道送來的塑料熔體產(chǎn)生的流速增加，提高剪切速率，降低粘度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對(duì)于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的，提高塑件的質(zhì)量。另外，限制性澆口還起著較早固化防止型腔中熔體倒流的作用。非限制性澆口是最大的部分是整個(gè)澆注系統(tǒng)截面尺寸，它主要是對(duì)中大型

34、筒類、殼類塑件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口等等。澆口的形狀和位置尺寸直接與塑件的內(nèi)、外在質(zhì)量聯(lián)系在一起。如果選擇不合理，會(huì)使塑件產(chǎn)生融合痕、翹變形、氣泡、填充不良以及密度不均勻等問題。PPT塑料的流速增高、凝結(jié)速度快，同時(shí)摩擦也會(huì)使料溫增高，使其填充型腔能力更好。并且還能夠縮短成型的周期，較小殘余應(yīng)力，可減小塑件的翹曲，破裂和變形，也有助于對(duì)澆口痕跡的后續(xù)加工。澆口的選擇是基于對(duì)塑料件的形狀要求，對(duì)塑料件的質(zhì)量直接影響。因?yàn)檫@是一個(gè)工程塑膠配件，齒輪齒形，長圓柱形，內(nèi)螺紋的孔和

35、軸需要配合。所以，內(nèi)壁外側(cè)開澆口顯然是不合適的，故選用圓薄片狀澆口（屬于環(huán)形澆口）較為合理。由于流程短，排氣效果好，可減少熔接痕產(chǎn)生，并且更適合用于筒形中間通孔的塑件，通常進(jìn)料口厚度可取0.2-1.2 mm。3.2 定位圈的選擇定位圈尺寸如下圖5.2： 圖5.2 定位圈依XS-ZY-125型注射機(jī)的數(shù)據(jù)可查得，定模板與澆口套間的配合孔徑為10000.054mm，推薦定位圈的參考值有可如下： D=100mm d3 =75mm d2 =50mm h =14mm4 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具溫度的合適、穩(wěn)定和均一，會(huì)很大的影響著塑件的尺寸精度、外觀和形狀以及塑料熔體的固化定型及充模流動(dòng)、生產(chǎn)效率等。

36、模具溫度調(diào)節(jié)的能力直接影響著塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。模具溫度控制系統(tǒng)是通過模具溫度控制，高質(zhì)量和高效率的注塑件生產(chǎn)。一般對(duì)于連續(xù)工作的注射模來說，人為因素會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此不必十分精確的計(jì)算，加熱冷卻系統(tǒng)通?？梢罁?jù)塑料的成型特性以及型腔的幾何形狀來確定 。4.1 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響模溫是指模具型芯以及型腔的表面溫度。高溫熔體釋放的熱量通過在模腔內(nèi)凝固形成模具內(nèi)的一個(gè)合適的溫度分布的熱平衡使塑件質(zhì)量最好。模具的溫度控制和調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響主要有以下四個(gè)方面：（1）力學(xué)性能對(duì)于結(jié)晶性塑料，成型溫度越高，塑件的應(yīng)力開裂趨勢(shì)也會(huì)愈大，所以站在應(yīng)力開裂的角度上看，減少模具的溫度是好的。然而

37、，像聚碳酸酯一類高黏度無定形的塑料，塑件中內(nèi)應(yīng)力的大小與其應(yīng)力開裂傾向有關(guān)聯(lián)，適當(dāng)?shù)奶岣吣＞邷囟瓤蓽p小塑件中的內(nèi)應(yīng)力也即降低其應(yīng)力開裂的傾向。（2）尺寸精度 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可促使模具溫度的穩(wěn)定，從而可以提高塑料的成型收縮率的穩(wěn)定，進(jìn)而提升塑件尺寸精度。但在可能時(shí)可適當(dāng)降低模具的溫度，以便使塑件的成型收縮率減小。 （3）塑件表面質(zhì)量塑件表面質(zhì)量的改善可通過提升模具溫度來實(shí)現(xiàn)，模溫過低則易使使塑件輪廓模糊并產(chǎn)生清晰熔接痕，以至于增加塑件的表面粗糙度。4.2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)鑒于ABS塑料在進(jìn)行加工前的干燥處理時(shí)可得到預(yù)加熱作用,同時(shí)又因?yàn)槟＞咝颓坏谋诤裣鄬?duì)有些大；依據(jù)塑料的成形特性，PPT熔融速度

38、相對(duì)較快且結(jié)晶性熔融范圍窄，并且溫度變化對(duì)流動(dòng)性影響不大，因此模具無需特定的加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱。4.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)依ABS塑料成形特性知,ABS凝固速率較快,熔料溫度略低于熔融溫度就會(huì)凝固化。由于塑料的壁厚4 mm,；因此塑料凝固時(shí)的模具溫度可取t=100c°120c°，由于塑件體積比較小，且塑件能夠在較高的溫度下進(jìn)行脫模，有此可知推出塑件在成形時(shí)可不必另裝冷卻系統(tǒng)。但為了提高生產(chǎn)率，裝冷卻系統(tǒng).的話就需要在型腔板以及定模板上設(shè)置冷卻孔。詳情見裝配圖。5 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)塑件的形狀，成型設(shè)備的差異和各種不同形式的要求，但要使組織靈活的動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡單可靠。本次設(shè)計(jì)有

39、斜齒輪旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)和側(cè)螺紋孔抽芯機(jī)構(gòu)。5.1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1.1 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式由于塑件的螺旋升角為14º，如果采用強(qiáng)制脫模的話，由于其齒數(shù)多，模數(shù)小，容易破壞制件，因此強(qiáng)脫是不合理的。在此采用推管在推動(dòng)上升的同時(shí)，塑件也帶動(dòng)型腔轉(zhuǎn)動(dòng)來使斜齒輪順利的旋出型腔，以此來實(shí)現(xiàn)脫模。5.1.2 推管的結(jié)構(gòu)形式推管如圖7.1所示： 圖7.1 推管結(jié)構(gòu)如上圖所示其是以推管為主的脫模結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗芗切饼X輪，所以要一邊推頂一邊旋轉(zhuǎn)，故需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在圖中我們可以看到，其頂推作用通過推管來實(shí)現(xiàn)，而其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過型腔的轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。而型腔的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過裝在型腔旁邊的軸承來實(shí)現(xiàn)的。同時(shí)在塑件

40、脫模時(shí)，有排氣作用，從而不影響脫模。推管的固定一般都采用臺(tái)階式固定推管與采用銷緊固推管固定板的聯(lián)接處。5.2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.2.1 抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)塑料產(chǎn)品的螺紋可分兩種，即內(nèi)螺紋與外螺紋。而螺紋則大多都需要相應(yīng)的卸螺紋裝置，常用的卸螺紋裝置可按以下幾種來分類： （1）依據(jù)動(dòng)作方式 螺紋型腔轉(zhuǎn)動(dòng)，推管推動(dòng)產(chǎn)品脫離； 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)，推管推動(dòng)產(chǎn)品脫離。 此次模具采用第種方式設(shè)計(jì)。 （2）依據(jù)驅(qū)動(dòng)方式 齒條+齒輪 油缸+齒條 來福線螺母 油馬達(dá)/電機(jī)+鏈條 此次模具采用第種方式設(shè)計(jì)。由于此塑件是圓柱斜齒輪，它的圓形側(cè)面方向上有側(cè)螺紋孔，選用齒條+齒輪的驅(qū)動(dòng)方式螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)后退，自

41、然脫離產(chǎn)品。由于模具內(nèi)有和塑件螺紋孔相等的2個(gè)側(cè)螺紋型芯，合模時(shí)，全部型芯都抵在模芯上，組合成了塑件型腔。側(cè)型芯上的2個(gè)螺紋和型腔上的螺紋相互配合，齒條部分和齒輪相互配合。開模時(shí)，齒條帶動(dòng)螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)，于此同時(shí)螺紋型芯也后退，以此實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺紋的抽芯動(dòng)作。 （3）螺紋型芯的設(shè)計(jì) 內(nèi)螺紋的參數(shù)： “D”螺紋外徑，4 mm “L”螺紋牙長，5.5 mm “P”螺紋牙距，1 mm (4) 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的確定： U=L/P + Us=4/1 + Us=5.756.5 Us 我們的安全系數(shù)要確保完整的旋出，并加一定的余量，一般取0.251 U 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù) (5) 齒輪的嚙合條件 壓力角與模數(shù)都相

42、同的齒條以及齒輪都能正確嚙合。 (6) 齒輪齒數(shù)、模數(shù)等參數(shù)的確定。 齒數(shù) 當(dāng)傳動(dòng)的中心距一定時(shí)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性隨齒數(shù)增多而加強(qiáng)，同時(shí)噪音也會(huì)低。 但齒數(shù)的增多，也會(huì)導(dǎo)致齒輪的齒厚、模數(shù)減小，從而另其彎曲強(qiáng)度降低，所以在符合齒輪彎曲強(qiáng)度的情況下，盡進(jìn)盡可能選取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)。為免于發(fā)生根切現(xiàn)象，一般選取的齒數(shù)Z17，螺紋型芯的齒數(shù)最少應(yīng)該大于14齒。 模數(shù)d = P / x ZS = Z x P = x d為無理數(shù)，為計(jì)算方便，一般常取P / 為常數(shù)，亦稱模數(shù)，以m 表示，故可得如下公式： d = m x z分度圓的直徑等于模數(shù)乘齒數(shù)。我國規(guī)定模數(shù)有2個(gè)系列，優(yōu)先采用第一系列。模數(shù)第一系

43、列：1、1.25、1.5、 2、2.5、3、4、5、6 8 、10模數(shù)第二系列：1.75、2.25、2.75、3.25、3.5、4.5、5.5、7工業(yè)用齒輪模數(shù)一般取m2。英制齒輪選用的是徑節(jié)制，徑節(jié)齒輪把齒數(shù)z與分度圓直徑d之比定為徑節(jié)，以”P”表示，也即 ， 模數(shù)和徑節(jié)的換算公式為： 綜述，漸開線直齒圓柱齒輪選定如下參數(shù)：齒輪齒數(shù)-“z”表示 ， 15齒輪模數(shù)-“m”表示 ， 0.6 分度圓直徑-“d”表示 ，9 mm分度圓周長-“S”表示 ， 9 mm齒輪壓力角-“”表示 ，20齒輪齒距-“p”表示，P=m=1.9其中ha*=1 c*=0.25齒頂圓直徑-“da”表示，da =d+2ha

44、*=10 mm由傳動(dòng)的齒輪模數(shù)也為0.6，壓力角為20°，小齒輪齒數(shù)為40，齒寬為13mm，大齒輪齒數(shù)為106，齒寬為18mm。因此可算得要使螺紋型芯完全旋出齒輪，則齒條與其最少配合傳動(dòng)長度為： L=USi=7*24*(9/64)=75 mm （取U=7）則開模的距離為116+75=191mm<300mm，由于小于開模距離300mm，故其符合條件。5.2.2 傳動(dòng)齒條的設(shè)計(jì)（1）齒條的形狀 一般常用的齒條形狀是與齒輪是相對(duì)一致的，圖上的齒條是傳動(dòng)用的。其形狀如下圖7.2所示： 圖7.2 齒條齒輪和齒條配合工作時(shí)需要有足夠的強(qiáng)度以及材料外表硬而耐磨。齒條的詳細(xì)尺寸可參見零件圖。(

45、2) 傳動(dòng)齒條的固定方式傳動(dòng)齒條固定在定模板開出與傳動(dòng)齒條尺寸相配合的槽上,在槽內(nèi)鑲?cè)雮鲃?dòng)齒條,以兩螺釘和銷釘緊固定位。螺釘：內(nèi)六角螺釘GB7085M8×55 銷釘：標(biāo)準(zhǔn)銷GB11986A5×35定模板與斜楔加工時(shí)應(yīng)配作加工，同時(shí)可在定模板銷孔位置上設(shè)通氣孔以便能順利裝入銷。(3) 定位裝置一般為了保證側(cè)抽芯能準(zhǔn)確到位以及塑件尺寸精度，都會(huì)在側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)上設(shè)置定位裝置。依模具結(jié)構(gòu)可讓螺紋配合來完成定位與復(fù)位，詳情可參考裝配圖。6 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇模具一般通常有復(fù)位彈簧和復(fù)位桿兩種復(fù)位形式。依此模具結(jié)構(gòu)來說選擇彈簧復(fù)位比較適宜。復(fù)位機(jī)構(gòu)組成：彈簧，螺釘和推桿。6.1 彈簧的

46、選用4若要使彈簧復(fù)位，應(yīng)該使彈簧產(chǎn)生的彈力大于頂管與墊板，頂管與銷以及型腔之間產(chǎn)生的摩擦力。由于彈簧的受力難以計(jì)算，通常由經(jīng)驗(yàn)公式選擇4個(gè)在周圍上均布的中徑為10mm的彈簧來進(jìn)行復(fù)位。參考機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊(cè)表2-86 選取工作載荷F=184.3N 彈簧的中徑D=10mm 圈彈簧極限工作負(fù)荷下變形量f=2.033 節(jié)距P=4.28mm 材料直徑d=1.6mm 最小的導(dǎo)柱直徑Dmin=16mm Fmax=212N K=m/(m-1)+1/4m M=D/d=10/1.6=6.25 K=6.25/(6.25-1)+1/4×6.25=1.23 參照機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊(cè)P192 Fsc=K

47、5;F2=1.23×212=260.76 N=(K×F2+fo)/f×Fsc/Flim 其中f2=28mm fo=(0.250.43)f2 N=(k1·f2+ fo)/(f·Fsc)/Flim=(1.23×28+0.4×0.28)/(2.033 ×260.76)/184.3=15.8 n取16 n總=N+2.5=16+2.5=18.5 H0=nt+2d T=p=4.28 H0=18.5×4.28+2×1.6=82.38mm 取H0=8mm 因此彈簧可選1.6×10×80 ，

48、GB2089-806.2 彈簧的分布形式彈簧的分布如下圖8.1所示：圖8.1 彈簧分布一般來說，,在冷沖模中經(jīng)常選擇橡膠進(jìn)行復(fù)位，然而在塑料模中一般選用彈簧來復(fù)位，由于彈簧的體積小易于更換，只需拆開墊板，同時(shí)調(diào)節(jié)彈力的大小.還可通過墊片來實(shí)現(xiàn)。7 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證模具開合運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)、定模相對(duì)的精確位置的定位和導(dǎo)向的零件。其作用主要有三點(diǎn)：定位作用、導(dǎo)向作用、承受一定的側(cè)向壓力。有助于保證型腔的形狀和尺寸精度；避免型芯在合模時(shí)與型腔發(fā)生碰撞；保證模具的正常工作。其具體要求為：配合精確，以便保證模具開合動(dòng)作輕便、壽命長。具體要求則是能夠承受足夠的重量以及導(dǎo)向

49、準(zhǔn)確和平穩(wěn)。7.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用5為達(dá)到上述功用和要求，采用了導(dǎo)套、導(dǎo)柱對(duì)準(zhǔn)中心。在定模板和定模固定板之間裝入了B型導(dǎo)套，在型腔固定板上裝入A型導(dǎo)柱。導(dǎo)套選d=20的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為GB4169.3-84-20×26導(dǎo)柱選d=20的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為GB4169.5-84-20×240在推管固定板和推管蓋板之間裝入B型導(dǎo)套,在動(dòng)模板上裝入B型導(dǎo)柱,導(dǎo)套選d=20的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為GB4169.3-84-20×46導(dǎo)柱選d=20的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為GB4169.5-84-20×90 8 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算8.1 型芯脫模力的計(jì)算 在脫模剛開始時(shí)，脫模阻力最大，推桿額剛度和強(qiáng)度需按照此時(shí)的受力情況來計(jì)算，即此時(shí)不需要脫模斜度（即=0）。 Q成型斜齒輪上部孔的抽拔力 （10-1） 因?yàn)槭亲⑸錂C(jī)