塑料接線盒盒體注塑模具設計畢業(yè)設計論文

1、塑料接線盒盒體注塑模具設計1 緒 論1.1 課題背景模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，以其生產(chǎn)制件所表現(xiàn)的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗能耗材，越來越引起國民經(jīng)濟各產(chǎn)業(yè)部門的重視。國外將模具比喻為“工業(yè)之母”、“金鑰匙”、“進入富裕社會的原動力”。日、美等工業(yè)發(fā)達國家模具的產(chǎn)值早已超過了機床工業(yè)的產(chǎn)值。模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具技術是精密成形技術中的一項關鍵技術。模具既直接為高新技術產(chǎn)業(yè)化服務，又大量采用高新技術，如CAD/CAE/CAM，新工藝、新材料，各類先進制造技術及裝備等，模具工業(yè)已成為高新技術產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。由于模具在各行業(yè)中應用日益廣

2、泛，我國模具總量又供不應求，因此模具已成為許多工業(yè)產(chǎn)品發(fā)展的“瓶頸”。日前，我國模具行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)和職工總數(shù)在世界上的排名已躍居第一，生產(chǎn)銷量排名世界第三。但是，由于創(chuàng)新能力弱，行業(yè)關鍵技術難以突破，使得我國模具行業(yè)長期以來面臨著“低端競爭、高端進口”的尷尬局面。據(jù)了解，在我國目前的模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億的企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)，多數(shù)只有幾十名職工，百十萬元產(chǎn)值，很多企業(yè)依然采用傳統(tǒng)的作坊式的管理方式。技術水平落后，生產(chǎn)效率低，這使得我國幾乎所有的模具企業(yè)都只能生產(chǎn)中低檔的模具產(chǎn)品，而高中檔產(chǎn)品只能大量進口。2008年，由美國次債危機引發(fā)的國際金融危機并沒有隨著各國政

3、府救市計劃的實施而緩解，反而開始擴散到實體經(jīng)濟，并逐漸蔓延到世界的各個角落、各個行業(yè)，并有可能進而向經(jīng)濟危機轉(zhuǎn)化。受全球金融危機的影響，中國經(jīng)濟出現(xiàn)了增速放緩的現(xiàn)象，加上成本上升、效益下滑等因素，已影響到部分企業(yè)的投資意愿和能力，進而對消費增長構(gòu)成制約。1.2 我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀裝備制造業(yè)在2007年的迅速發(fā)展，尤其是汽車和電子電器產(chǎn)品的高速增長，為模具工業(yè)的發(fā)展營造了良好的市場環(huán)境。雖然統(tǒng)計數(shù)據(jù)尚未出來，但根據(jù)產(chǎn)需兩旺、持續(xù)高速運行的發(fā)展態(tài)勢分析，模具行業(yè)2007年的發(fā)展速度要高于上年的18%，可望達到20%以上。預計我國模具產(chǎn)品全年銷售額可超過860億元，其中模具出口增幅有望超過25%

4、，達到13億美元。除了發(fā)展速度繼續(xù)提升外，我國模具行業(yè)在2007年還呈現(xiàn)出三大亮點： 一是模具向大型、精密、復雜方向發(fā)展成果突出，如已生產(chǎn)出了單套重量達到100噸的巨型模具及型腔精度達到0.5m的超精模具和能與2500次/分高速沖床相匹配的精密多工位級進模等；模具專業(yè)化和標準化程度得到進一步提高；行業(yè)結(jié)構(gòu)進一步改善，如產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)正在不斷趨向合理化等，行業(yè)正在形成一個以數(shù)字化和信息化為主要內(nèi)容的技術改造熱潮，發(fā)展后勁充足等。二是行業(yè)骨干隊伍正快速形成，集群式生產(chǎn)方式得到進一步發(fā)展，勞動生產(chǎn)率不斷提高。繼2006年之后，全國的模具城得到了進一步發(fā)展。模具城的產(chǎn)出要比上年增長25%以上。模

5、具行業(yè)全員勞動生產(chǎn)率比上年有10%以上的提高。三是國際合作進一步發(fā)展，中國模具正在加速融入世界，因而也為中國模具今后的進一步發(fā)展創(chuàng)造了更為有利的條件。無論是出展出訪還是來展來訪，中國模具行業(yè)2007年國際合作方面的活動都要比往年更豐富，參與的企業(yè)數(shù)和人數(shù)更多，成效更加顯著。 在中國模具工業(yè)2007年可喜的發(fā)展中也有隱憂。 隱憂之一是生產(chǎn)模具的原材料、人工等成本費用不斷上漲，2007年又比上年漲了20%左右，致使模具企業(yè)利潤空間進一步受擠壓，利潤率進一步下降，有些企業(yè)已出現(xiàn)虧損，顯得難以為繼。隱憂之二是模具人才，特別是高技能、高水平人才全行業(yè)缺乏，這已制約了模具行業(yè)的進一步發(fā)展。由于總數(shù)量的供不

6、應求，高層次人才的正常流動現(xiàn)在已變得有一些不正常了，用人單位的用人成本也顯著增加。同時，人才素質(zhì)也亟待提高。 隱憂之三是在模具行業(yè)國內(nèi)外市場前景良好和現(xiàn)有企業(yè)大多利好的情況下，模具行業(yè)固定資產(chǎn)投入年復一年不斷攀升，尤其是外資和民間投資更為踴躍投入，致使某些領域已呈飽和之勢和低水平的重復。大量投資的結(jié)果雖然對促進模具工業(yè)的發(fā)展有好處，但也預示著企業(yè)今后的競爭更為劇烈。隱憂之四是中國模具行業(yè)總體創(chuàng)新能力薄弱，綜合水平仍比國外先進水平落后許多，這對今后發(fā)展非常不利?？傮w落后的主要表現(xiàn)是我國模具在結(jié)構(gòu)、精度、效能、壽命及生產(chǎn)周期等方面以及從業(yè)人員綜合素質(zhì)與水平和全員勞動生產(chǎn)率等方面與國際先進水平相比有

7、著較大差距。業(yè)內(nèi)普遍認為，在國家宏觀調(diào)控下，國民經(jīng)濟發(fā)展仍將保持高速增長，國內(nèi)外模具市場繼續(xù)看好。1.3 我國塑料模具的主要發(fā)展方向模具方面，中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國今后可能將扶植以下的發(fā)展方向：1、提高大型、精密、復雜、長

8、壽命模具的設計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。2、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。CAD/CAM技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具CAD/CAM技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高。3、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的

9、模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。4、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。 5、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。研究和應用多樣、調(diào)整、

10、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。2 塑料接線盒盒體注塑模具設計2.1 塑件工藝性分析2.1.1 塑料產(chǎn)品的分析塑件如圖1所示，該塑件是接線盒盒體，主要用于電話線和電話機的連接，使電話機保持暢通的連接。在此塑件中保持電話線相接的主要是兩個銅制嵌件，如圖2所示，嵌件上有兩個螺釘?shù)穆菁y孔，電話線和電話線可以用螺釘固定，利用嵌件的導電性進行連接。制件的中間有一個M14X2的螺紋孔，主要是和接線盒盒蓋進行連接。接線盒兩側(cè)是進線處，用來引接電話線。整個塑件尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為簡單、壁厚均勻，要求大批量生產(chǎn)，材料選用ABS。利用I-DEAS軟件，根據(jù)零件圖紙繪制出三維圖形，如圖3（圖中螺紋結(jié)

11、構(gòu)未畫出）所示：圖3 塑件三維圖利用I-DEAS軟件中的三轉(zhuǎn)二功能，將上圖的3D塑件轉(zhuǎn)成相應的軸測圖，如圖4所示：圖4 塑件軸測圖2.1.2  塑件材料的性能分析 塑件材料選用ABS。ABS塑料的化學名稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，比重:1.05g/cm，成型收縮率:0.30.7%。ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物。ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能，成型加工和機械加工較好。其成型溫度：200240，干燥條件：8090，工作溫度：，主要特點有綜合性能較好,沖擊強度較高,化學穩(wěn)定性。經(jīng)查資料ABS塑料的注射成型工藝典型值如

12、下表：ABS塑料的注射成型工藝典型值料筒溫度/：前段210250中段200240后段180220噴嘴溫度/：160165模具溫度/:5080注射壓力/MPa:70100保壓壓力/MPa：6080保壓時間/s：1530冷卻時間/s：1530注塑機類型：螺桿式噴嘴形式：直通式2.1.3  塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 從零件圖上可以看出，零件尺寸未標注公差，有螺紋結(jié)構(gòu)，塑料螺紋在成型過程中，由于螺距容易變化，因此，一般塑料螺紋的螺距不應小于0.7mm，注射成型螺紋直徑不得小于2mm，為增加塑件螺紋的強度，防止最外圈螺紋可能產(chǎn)生的崩裂或變形，應使其始末端不得突然開始和結(jié)束，

13、須留有一定的過渡段，經(jīng)查手冊塑件內(nèi)螺紋的詳細結(jié)構(gòu)如圖5所示；塑件表面質(zhì)量無特殊要求，一般注塑可達到要求。整個塑件尺寸較小，結(jié)構(gòu)較為簡單、壁厚均勻，塑件的材料為ABS,查相關資料ABS塑件未標注公差的尺寸按MT5級標注；塑件內(nèi)有銅制嵌件，嵌件的位置在模具中的放置實現(xiàn)容易。圖5 塑件內(nèi)螺紋的具體結(jié)構(gòu)為了克服塑料冷卻收縮緊緊包裹于型芯或其它凸起部分便于從成型零件上順利脫出塑件，須在塑件內(nèi)外表面沿脫模方向設計有足夠的斜度，塑件的斜度大小與塑料的收縮率、塑件的形狀、結(jié)構(gòu)、壁厚、深度及成型工藝條件都有一定的關系。當模具的型腔較淺時，也可不加脫模斜度。2.2 注塑模分型面的確定2.2.1 型腔數(shù)目的確定型腔

14、數(shù)目的確定，應根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸、質(zhì)量要求、批量大小、交貨期長短、注射機能力、模具成本等要求來綜合考慮。由于注塑機型號還未選擇，就根據(jù)幾何形狀及尺寸、質(zhì)量要求、批量大小等因素確定型腔數(shù)目。分析：由于塑件最大輪廓尺寸為58mm，屬于小型零件，而且塑件中有螺紋結(jié)構(gòu)，型腔數(shù)目過多會增加模具結(jié)構(gòu)的復雜性，而若采用單型腔模的結(jié)構(gòu)，不能滿足大批量生產(chǎn)的要求，所以采用一出二的方案，即兩個型腔。2.2.2 型腔的布局多型腔的總體布局可分為平衡式和非平衡式，由于型腔數(shù)目為2，所以很顯然采用平衡式的布局，如圖6所示：圖6 型腔的布局圖7 型腔的布局三維圖2.2.3 分型面的設計在塑料注射模制造過程中，會遇到

15、分型面確定的問題，不同塑件的分型面選擇是有區(qū)別的，受到許多因素的制約。在選擇分型面時應抓住主要矛盾，放棄次要因素。有些塑件的分型面的選擇簡單明確并且唯一；有些塑件則有許多方案可供選擇。針對本次畢業(yè)設計，可按以下原則來確定:保證塑料制品能夠脫模、使塑件外形美觀、使分型面容易加工、使塑件留在動模內(nèi)。綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，基本要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。當選定一個分型面方案后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。因此，本次設計選擇的分型面如圖8（紅線為分型面的位置）所示：圖8 塑件分型面2.3初選注射成型設備型

16、號注塑機是生產(chǎn)熱塑性塑料制件的主要設備，按其外形可分為立式、臥式、角式三種。應用較多的是臥式注塑機，各種注塑機盡管外形不同，但基本上都是由合模鎖模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)組成。注塑機的主要參數(shù)應包括注射、合模、綜合性能等三個方面。注塑加工時所需注射壓力與塑件品種、塑件的形狀及尺寸、注塑機類型、噴嘴及模具流道阻力等因素有關。選擇的注塑機的注射壓力必須大于成型制品所需的注射壓力。 根據(jù)注塑機的額定注射量選擇注塑機型號，注射機的額定注射量應滿足： 式中 注射機額定注射量（cm3）； 單個塑件的容量（cm3）； 澆注系統(tǒng)凝料的容量（cm3）； n 型腔個數(shù)。在I-DEAS中求的單個塑料制品的體積約為10561.

17、1mm，取11cm3，型腔個數(shù)為2，由于該塑件中有螺紋結(jié)構(gòu)，所以成型該塑件的模具應具有脫螺紋機構(gòu)，從而使得冷料穴的空間相對與其他無脫螺紋裝置的要大，因此預估澆注系統(tǒng)凝料及冷料體積為塑件體積的50。則 =34.375 cm3即所選用的注塑機額定注射量至少要大于等于 34.375cm3。按照注塑量可選用XS-Z-60，但由于其注射方式是柱塞式，不符合ABS塑料的成型注射工藝螺桿式，因此另選注塑機型號為 XS-ZY-125，該注射機的主要參數(shù)如下表：XS-ZY-125型號注塑機的技術參數(shù)額定注射量：125 cm3 注射行程：115mm注塑壓力：120MPa最大裝模厚：300mm注射時間：1.6s最大

18、成型面積：320 cm3最大成型面積：320 cm3鎖模力：900KN噴嘴孔直徑：4 mm動定模固定板尺寸：425×458mm噴嘴圓弧半徑：12mm最小裝模厚：200mm最大開模行程：300mm頂出行程:0110 mm 校核所選注塑機的鎖模力：式中 注射機額定鎖模力，（N）； A塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，（mm2） P型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，其大小一般為注射壓力的80%，（MPa），ABS的注射壓力為70100 MPa，所以P取80MPa。A×2.5=3.14××2.5=6601.85 mm2A×P=6601.85×80=52

19、9968N530KN所以所選注塑機的鎖模力滿足要求。2.4 普通澆注系統(tǒng)的設計2.4.1主流道設計主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設計成可拆卸更換的主流道襯套形式，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。主流道的形狀結(jié)構(gòu)如圖9所示，其設計要點：圖9 主流道的形狀結(jié)構(gòu)1） 主流道設計成圓錐形，其錐角常取，流動差的塑料可取，流道壁表面粗糙度取，且加工時應沿流道軸拋光。2） 主流道始端球面凹坑半徑R比注塑機噴嘴球半徑R大mm；球面凹坑深度mm；主流道始端入口直徑d比注塑

20、機噴嘴直徑大mm；一般d=。3） 主流道末端呈圓角過渡，圓角半徑r=。4） 主流道長度L宜小于60mm為佳，最長不宜超過95mm。5） 主流道常開設在可拆卸的主流道襯套上；不同主流道襯套的結(jié)構(gòu)與裝配形式如圖10所示，其材料常用T8A或T10A,熱處理淬火硬度。a） b） c） d)圖10 主流道襯套的結(jié)構(gòu)與裝配形式本次畢業(yè)設計中采用圖10中c）的結(jié)構(gòu)形式，主流道襯套在模具上的固定應考慮到與定位環(huán)（或定位圈）的配合。定位環(huán)的作用是保證主流道中心與注塑機噴嘴中心一致，實現(xiàn)快速裝模、調(diào)模，避免注塑機噴嘴受損及熔料注射時產(chǎn)生溢料、漏料等現(xiàn)象。定位圈與主流道襯套的配合為H9/f9，如圖12所示。結(jié)合以上

21、原則，確定主流道相關尺寸R=14mm（注塑機噴嘴圓弧半徑12mm），d=4.5mm（注塑機噴嘴直徑4mm），圓角半徑r=1mm，球面凹坑深度取3mm，其余尺寸查手冊,結(jié)構(gòu)如圖11所示： 圖11 澆口套 圖12 定位圈與主流道襯套的配合2.4.2分流道的設計分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設計應滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。（1）為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設置在分型面上，分流道截面形

22、狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，如圖13所示。 在流道設計中要減少在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，有希望流道的表面積小，因此可用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，該比值大則流道的效率高。圖13 常見的分流道截面形狀（2）分流道的截面尺寸根據(jù)實踐經(jīng)驗，部分塑料的分流道（圓形）直徑推薦尺寸如下表：部分塑料的分流道直徑經(jīng)驗值塑料名稱分流道直徑/mm塑料名稱分流道直徑/mmPE、PA1.610PPO、PSU、PUR6.410POM、SPVC、PS3.210PMMA7.510PC、PP、ABS、AS、CA4.810耐沖擊PMMA、HPVC8.016對于非圓形流

23、道，由上表中查得的數(shù)值D作為當量直徑來確定其截面尺寸。若采用U形截面，則H=0.513D,斜度=510；若采用梯形截面，則B=1.307D，H=0.817D，側(cè)面斜度=510。由于塑件的材料是ABS，所以其圓形分流道直徑取4.810mm，若采用梯形截面，則相關尺寸為B=1.307D=6.2713.07mm，H=0.817D=4.18088.17mm。為了加工方便，采用矩形截面，由于矩形截面的尺寸無固定公式，又因為矩形與梯形的形狀類似，所以在此套用梯形截面尺寸的計算公式，計算后取矩形截面的長為6mm，寬為4mm。（3）分流道的表面粗糙度分流道內(nèi)表面粗糙度并不要求很低，保持適當?shù)拇植诔潭扔欣诮佑|

24、流道表壁的冷凝塑料皮層的形成并可靠固定，從而有利于減少熱量損失、保持塑料熔體理想的熔融質(zhì)量與流動狀態(tài)。通常分流道內(nèi)表面粗糙度常取R0.8，當分流道截面尺寸較大時可采用R1.6。（4）分流道與澆口的連接在分流道與澆口的連接處應逐漸光滑過渡，如圖14橢圓框內(nèi)所示。圖14 分流道與澆口的連接處2.4.3澆口的設計澆口是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸對塑件性能和質(zhì)量的影響很大，本次設計采用側(cè)澆口。側(cè)澆口國外稱為標準澆口。側(cè)澆口一般開設在分型面上，塑料熔體從內(nèi)側(cè)或外側(cè)充填模具型腔，其截面形狀多為矩形（扁槽），改變澆口的

25、寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間。這類澆口可以根據(jù)塑件的形狀特征選擇其位置，加工和修整方便，因此它是應用較廣泛的一種澆口形式，普遍用于中小型塑件的多型腔模具，且對各種塑料的成型適應性均較強。圖15 側(cè)澆口形式圖15中，圖a為分流道、澆口與塑件在分型面同一側(cè)的形式；圖b為分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在塑件上；圖c為分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在分流道上。有搭接形式的側(cè)澆口是塑件端面進料的側(cè)澆口。設計時選擇側(cè)向進料還是端面進料，要根據(jù)塑件的使用要求而定。側(cè)澆口尺寸計算的經(jīng)驗公式如下：b=t=式中 b側(cè)澆口的寬度，mm；A塑件的外側(cè)表面積，mmt側(cè)

26、澆口的厚度，mm；澆口處塑件的壁厚，mm。本次畢業(yè)設計中，由于塑件結(jié)構(gòu)特殊，考慮到塑件的成型工藝，采用如圖b）所示的澆口形式，即分流道和澆口與塑件在分型面兩側(cè)的形式，澆口搭接在塑件上。利用I-DEAS軟件中的測量功能，查的塑件的外側(cè)表面積為A=4688.03mm，塑件的平均壁厚t=2mm，澆口處塑件的壁厚為2mm，所以b=，取2mm。t=×2=mm，取1.5mm。 l=1.61.9mm，為了加工方便，取2mm。l一般取值為23mm，取3mm。三維圖如圖16所示。圖16 分流道和澆口的三維圖2.4.4冷料穴的設計冷料穴也稱冷料井，其作用是捕集熔體前鋒“冷料”，防止相對過冷料堵塞澆口或進

27、入模腔后而影響塑件質(zhì)量；當開模時利用冷料穴的結(jié)構(gòu)，將主流道凝料拉出。冷料穴分主流道冷料穴和分流道冷料穴。本次設計的模具結(jié)構(gòu)中只有主流道冷料穴。主流道冷料穴一般設在主流道對面的定模板上，其直徑略大于主流道直徑，長度約等于主流道直徑。由于本次模具中冷料穴要設置螺紋拉料桿，因此冷料穴的空間比普通的冷料穴要大的多，其空間尺寸主要根據(jù)螺紋拉料桿的螺紋部分來設置，具體結(jié)構(gòu)由螺紋拉料桿確定。2.5 排氣方案的設計2.5.1注射成型排氣不良的后果在注射成型過程中，需要排除的氣體有因干燥不良而存在于熔體中的水汽、模腔內(nèi)空氣、原料中易揮發(fā)物質(zhì)的揮發(fā)氣、材料降聚分解氣等。如果不能可靠地將上述氣體排出模腔，將導致以下

28、后果：或殘留于制品內(nèi)部形成氣泡，或積存于熔料與模腔表壁之間導致制品表面內(nèi)凹；增加熔體充型阻力，導致模腔填充不全、保壓不充分、注射壓力增大，熔體充模速率降低；熔接質(zhì)量差，制品上明顯的熔接痕甚至熔接縫（裂紋）,塑件力學性能下降；塑件表層受壓氣體易導致塑件表面出現(xiàn)銀紋、云霧、分層剝落等，表面質(zhì)量差；模腔內(nèi)被壓縮的氣體將伴隨溫度升高，可能使氣穴或氣泡周圍的塑料發(fā)生局部降解變色或燒焦。2.5.2排氣措施注塑模排氣系統(tǒng)應保證排氣順暢、有序，其設計往往主要靠實踐經(jīng)驗，通過試模與修模再加以完善。在注射成型過程中，本設計中模具的排氣方式：用模具零部件的配合間隙及分型面自然排氣。利用模具分型面的貼合間隙排氣，利用

29、推出零件與模板導滑孔之間的配合間隙排氣，利用成型零件、成型鑲件等的配合間隙排氣。本設計中塑件的尺寸并不大，利用螺紋型芯與軸套的配合（H8/f8）間隙、軸套與型腔的配合（H8/f8）間隙排氣。這樣不但使模具結(jié)構(gòu)簡單，而且排氣效果也很好。如圖17所示：圖17 模具的排氣方式2.6 成型零部件的設計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模型腔、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐

30、磨性能，所以選用20Cr，并滲碳淬火，硬度大于55HRC。設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵的成型零件進行強度和剛度校核。2.6.1 成型零部件結(jié)構(gòu)的設計成型零部件決定了塑件的幾何形狀和尺寸，通常包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。凹模的結(jié)構(gòu)設計凹模亦稱型腔，是成型塑件外表面的主要零件，按結(jié)構(gòu)不同可分為整體式和組合式兩種結(jié)構(gòu)形式。本次設計中采用組合式結(jié)構(gòu)，組合式凹模結(jié)構(gòu)是指型腔是由兩個以上的零部件組合而成的。

31、按組合方式不同，組合式凹模結(jié)構(gòu)可分為整體嵌入式、局部鑲嵌式、底部鑲拼式、側(cè)壁鑲拼式和四壁拼合式等形式。綜合考慮后，采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。整體嵌入式凹模如下圖所示。小型塑件在采用多型腔模具成型時，各單個型腔采用機械加工、冷擠壓、電加工等方法加工制成，然后壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，可以保證各個型腔的形狀一致。其基本形式如圖19所示：圖18 常見的成型零件的固定方式本次設計中，凹模型腔的形式屬于圖18中左下角圖的情況，所以采用左下角圖所示的凹模結(jié)構(gòu)形式，結(jié)構(gòu)如圖19所示。 圖19 型腔三維圖凸模的結(jié)構(gòu)設計由于型芯和凹模的結(jié)構(gòu)十分類似，所以選用的結(jié)構(gòu)形式和凹模的結(jié)構(gòu)形式一樣，采用整體

32、嵌入式，如圖20所示。圖20 凸模三維圖螺紋成型零件的結(jié)構(gòu)設計螺紋直接成型的方法有：（1）采用螺紋成型零件（型芯或螺紋型環(huán)）在成型之后將塑件旋下，該方法在模具結(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置。多見于成型內(nèi)螺紋。（2）采用瓣合模成型，生產(chǎn)效率高，但常帶有飛邊。多見于外螺紋或分段內(nèi)螺紋的成型。（3）對于要求不高且用軟塑料成型的螺紋，可通過強制脫模來成型。這時，螺牙斷面最好設計得淺一些，且呈圓形或梯形斷面。本次設計中的塑件內(nèi)有內(nèi)螺紋，因此采用第一種方案，采用螺紋型芯，成型之后將塑件旋下，如圖21所示：圖21 螺紋型芯的三維圖2.6.2 成型零部件工作尺寸的計算所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔

33、腔體部位的尺寸，其直接對應塑件的形狀與尺寸。工作尺寸主要包括型腔徑向、深度；型芯徑向、高度，型芯間位置尺寸等。影響塑件精度的因素主要有成型零件制造公差、成型收縮率、型腔和成型零件的磨損等，鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復雜，塑件本身精度也難以達到高精度，為了計算方便，規(guī)定：1） 塑件上的軸類尺寸以其最大值為公稱尺寸，公差為單向負偏差；塑件上孔類尺寸以其最小尺寸為公稱尺寸，公差為單向正偏差。2） 模具凹模類尺寸取其最小值為公稱尺寸，公差為單向正偏差；模具型芯類尺寸以其最大尺寸為基本尺寸，公差為單向負偏差。3） 塑件及模具成型零件上中心距類尺寸，其公差為雙向?qū)ΨQ分布。本次畢業(yè)設計中，塑料件的材料是

34、ABS，該塑件有以下尺寸：SR4、SR5、9、4、1、8、6、54、4、12、14、18、22、SR（4+1）、SR（5+1）、58、11、10、50、17、25、2、12、20、28，還有螺紋尺寸M14X2，通過查手冊螺紋的大徑為14、中徑12.701、小徑11.835。其中A類尺寸有SR4、SR5、4、8、54、12、14、18、22、SR（4+1）、SR（5+1）、58、50、17、25、2、12、20、28、螺紋大徑為14、中徑12.701、小徑11.835，B類尺寸有6、9、1、11、4、10（A類尺寸是指塑件上不受成型零件移動的影響的尺寸，B類尺寸是指塑件上受成型零件移動的影響的尺

35、寸）。圖22 加公差之后的塑件零件圖由于尺寸未注公差，查資料得知ABS塑件未注公差的尺寸按MT5級標注，并根據(jù)A、B類尺寸查手冊將以上尺寸加公差如下，標注如圖22所示：A類尺寸：SR4、SR50.12、0.14、40.12、80.24、540.37、120.16、140.16、180.19、220.22、SR（4+1）0.12、SR（5+1）0.12、580.37、500.32、170.19、250.25、20.1、120.16、200.22、280.25、140.02、12.7010.015、11.8350.02。B類尺寸：60.22、90.24、10.2、110.26、40.22、100.

36、26將塑件上尺寸分類如下：孔類尺寸：SR4、SR50.12、90.24、0.14、40.12、10.2、80.24、60.22、540.37、40.22（其中橫向尺寸有：SR4、SR50.12、0.14、40.12、540.37，其余為縱向尺寸）軸類尺寸：120.16、140.16、180.19、220.22、SR（4+1）0.12、SR（5+1）0.12、580.37、110.26、100.26、500.32（其中橫向尺寸有：120.16、140.16、180.19、220.22、SR（4+1）0.12、SR（5+1）0.12、580.37、500.32，其余為縱向尺寸）中心距尺寸：170.

37、19、250.25、20.1、120.16、200.22、280.25螺紋尺寸：大徑140.02、中徑12.7010.015、小徑11.8350.02對以上各尺寸按“入體原則”標注，處理后的數(shù)據(jù)如下：孔類尺寸：SR3.88、SR4.88、8.76、3.88、0.8、7.76、5.78、53.63、3.89軸類尺寸：12.16、14.16、18.19、22.22、SR5.12、SR6.12、58.37、11.26-0.52、10.26、50.32中心距尺寸：170.19、250.25、20.1、120.16、200.22、280.25螺紋尺寸：大徑14、中徑12.701、小徑11.8351.計算

38、成型零件凹模類尺寸 對于橫向尺寸L= 對于縱向尺寸H=2.計算成型零件型芯類尺寸對于橫向尺寸L=對于縱向尺寸H=3.中心距工作尺寸計算C=式中 L、C、H成型零件工作尺寸(mm)；S塑料平均收縮率(%)，ABS的平均收縮率為0.5%；L、C、H塑件基本尺寸（mm）；塑件公差值（mm）；成型零件制造公差（mm），其值取。當成型大型塑件時，取偏下限；當成型小塑件或采用組合式型芯與凹模，取偏上限。4.螺紋型芯的計算方法如下大徑：d=中徑：d=小徑：d=螺距：L=式中 d、d、d螺紋型芯的大徑、中徑、和小徑的基本尺寸（mm）；d、d、d塑料上螺孔的大徑、中徑、和小徑的基本尺寸（mm）；S塑料的平均收縮

39、率（%）；塑料內(nèi)螺紋中徑公差（mm），可按金屬螺紋公差標準之最低精度取值；螺紋型芯或型環(huán)中徑制造公差（mm），一般取塑料螺紋中徑公差（）；L螺紋型芯或型環(huán)的螺距（mm）；L塑件上螺紋的螺距（mm），對型芯而言是指內(nèi)螺紋螺距，對型環(huán)是指螺紋螺距。1）計算成型零件凹模類尺寸對于橫向尺寸L=，取12.16-0.32 L=11.98mm14.16-0.32 L=13.99mm18.19-0.38 L=17.996mm22.22-0.44 L=22mmSR5.12-0.24 L=4.97mmSR6.12-0.24 L=5.97mm58.37-0.74 L=58.107mm50.32-0.64 L=50.

40、09mm對于縱向尺寸H=11.26-0.52 H=10.97mm10.26-0.52 H=9.96mm2）計算成型零件型芯類尺寸對于橫向尺寸L=SR3.88+0.24 L=4.08mmSR4.88+0.24 L=5.08mm3.88+0.24 L=4.08mm+0.28 L=8.11mm53.63+0.74 L=54.453mm對于縱向尺寸H=8.76+0.48 H=9.12mm0.8+0.4 H=1.07mm7.76+0.48 H=8.12mm5.78+0.44 H=6.1mm3.89+0.44 H=4.2mm3）中心距工作尺寸計算C=170.19 C=17.0850.048mm250.25

41、 C=25.1250.063mm20.1 C=2.010.025mm120.16 C=12.060.04mm200.22 C=20.10.055mm280.25 C=28.140.063mm4）螺紋型芯的計算（?。┐髲剑篸=14.37mm中徑：d=12.795mm小徑：d=11.924mm螺距：L=2.010.003mm2.6.3型腔側(cè)壁厚度的計算組合式圓形型腔側(cè)壁和底板厚度的計算，組合式圓形型腔按結(jié)構(gòu)及受力狀況如下圖所示：圖23 組合式型腔結(jié)構(gòu)及受力狀況按剛度條件計算，側(cè)壁和型腔底配合處間隙值為：式中 P型腔內(nèi)單位面積熔體壓力，P=Map，取30Map；型腔材料泊桑比，碳鋼取0.25，mm；

42、E型腔材料拉伸彈性模量，鋼彈性模量取2.0610MPa；R型腔外壁半徑，mm；r型腔內(nèi)壁半徑，mm。應使，則s=R-r所以：s=R-r29×=2.567mm按強度條件計算壁厚為：s，取355MPas=R-r29×=2.81329mm為了方便型腔工作零件加工時裝夾以及減小變形，取s=10mm。2）組合式圓形型腔底板厚度(即本設計中的支承板)的計算 組合式圓形型腔底板固定在圓環(huán)形的模上，并假定模腳的內(nèi)半徑等于型腔內(nèi)半徑，這樣底板可視作周邊簡支的圓板，最大變形發(fā)生在板中心。按剛度條件計算，型腔底板厚為：h所以 h=11.435mm按強度條件計算，型腔底板厚為：h所以 h=9.31

43、2mm因此凹模型腔的底厚只要大于或等于11.435mm即可，為了縮短模具的制造周期，其厚度采用標準值，取20mm。2.6.4 嵌件在模具中的固定方案設計嵌件在模具內(nèi)的定位應可靠，為避免嵌件在成型過程中受高壓高速的塑料流沖擊而可能發(fā)生位移或變形，同時，也防止塑料擠入嵌件上預留的孔或螺紋中影響其使用，安放在模具內(nèi)的嵌件必須定位可靠。在注射成型過程中，塑料的壓力會使嵌件發(fā)生位移或變形，所以在嵌件設計時，無論桿形或環(huán)形嵌件，其高度不宜超過其定位部分直徑的兩倍。本設計中，嵌件的形狀為薄壁形，直接利用其兩個螺紋孔定位，如圖24和圖25所示，由嵌件定位器將其固定。 圖24 嵌件在模具中的位置 圖25 嵌件的

44、固定方式2.7 脫模機構(gòu)設計2.7.1 脫模方案的確定本次畢業(yè)設計中塑件帶有螺紋結(jié)構(gòu)，因此應設計脫螺紋的機構(gòu)來實現(xiàn)塑件的脫模。帶螺紋塑件的脫模方法主要有強制脫螺紋、機動（或手動）旋轉(zhuǎn)脫螺紋、側(cè)向瓣合式非旋轉(zhuǎn)脫螺紋。在這里選用螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其條件是：有能保證塑件與螺紋型芯或型環(huán)之間可保持相對的螺旋運動機構(gòu)。具體設計上應做到：首先塑件上必須帶有止轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)；其次模具應能為脫模機構(gòu)中提供旋轉(zhuǎn)運動。此次設計中模具螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模：開模過程中，借助開模運動，帶動齒輪轉(zhuǎn)動，并通過齒輪軸、錐齒輪、圓柱齒輪，最終帶動螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)螺紋型芯從塑件中脫出及拉出澆注系統(tǒng)系統(tǒng)凝料，完成塑件與澆注系

45、統(tǒng)凝料的同步脫模。本次畢業(yè)設計中塑件的螺紋結(jié)構(gòu)屬于縱向結(jié)構(gòu)，因此采用如上方案：開模力旋轉(zhuǎn)脫縱向螺紋。脫模機構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)如圖26所示，在開模過程中，借助開模運動，由齒條帶動齒輪轉(zhuǎn)動，并通過齒輪軸、錐齒輪傳動、圓柱齒輪傳動，最終帶動螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)螺紋型芯從塑件中脫出及拉出澆注系統(tǒng)系統(tǒng)凝料，完成塑件與澆注系統(tǒng)凝料的同步脫模，脫模機構(gòu)中螺紋拉料桿的螺紋與螺紋型芯上的螺紋旋向應相反，塑件上的螺紋旋向為右旋，這拉料桿上為左旋，螺距成比例（與拉料桿和螺紋型芯的轉(zhuǎn)速比成反比）。圖26 脫模機構(gòu)的結(jié)構(gòu)2.7.2 脫模力（旋轉(zhuǎn)扭矩）的計算塑件在冷卻時，將包緊型芯，產(chǎn)生包緊力：包緊力的大小，與塑件的

46、收縮率、塑件的壁厚和形狀及大小所形成的塑件剛度，塑件對型芯和型腔表面的粗糙度及加工紋向等因素所形成的摩擦阻力、塑件材料及其對型芯及型腔的粘附力、以及注射壓力、開模時間、脫模斜度等都有關系。對于不通孔殼形塑件脫模時，還須克服大氣壓力。但在計算和確定脫模力時，一般只考慮主要因素，進行近似計算，并使確定的脫模力大于上述諸因素所形成的阻力。此阻力在開模的瞬間最大，所以，計算的脫模力為初始脫模力。對于旋轉(zhuǎn)脫螺紋機構(gòu)，則應計算其旋轉(zhuǎn)脫螺紋所需的扭矩，方法如下：根據(jù)塑件上螺紋對應部分的幾何尺寸，分為薄壁螺紋塑件與厚壁螺紋塑件；當螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比時，稱為薄壁螺紋塑件，反之稱為厚壁螺紋塑件。對于

47、薄壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩(N·mm)的經(jīng)驗計算式如下：M=對于厚壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩(N·mm)的經(jīng)驗計算式如下：M=式中： E 塑料的拉伸彈性模量，MPa，查表得知ABS塑料的彈性模量為1.911.98MPa，取1.98MPa；S塑料的成型收縮率，%，取0.5%；t 塑件上螺紋部分的平均壁厚，mm；r 螺紋型芯或型環(huán)的中半徑，mm；L 螺紋型芯或型環(huán)的螺紋長度，mm；f 塑料與型腔材料（鋼材）之間的摩擦系數(shù)，查表f=0.20.25，取0.25；S 螺距，mm； 螺紋升角，（）； 厚壁螺紋塑件無量綱因子；其取值為：對于外螺紋塑件，=對于內(nèi)螺紋塑

48、件，=；R 塑件內(nèi)螺紋外半徑，mm；r塑件外螺紋的內(nèi)半徑，mm；塑料的泊松比；螺紋形狀因子，由螺紋類型決定，普通螺紋的形狀因子計算式為=h/cos；h 螺紋型芯或型環(huán)的螺紋工作高度，mm；是螺紋牙尖角之半，（）。 塑件型芯的扭矩螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比=0.315>0.05，所以屬于厚壁螺紋塑件。則采用的公式為：M=式中：E=1.98MPa，S=0.5%，r=12.701/2=6.35mm，f=0.25，S=2mm ，L×2=3.14×14×2=87.92mm，=arctan= arctan=3.12，查表取0.4， =10.694，=h/cos=6

49、/cos30=6.928。所以 M= =35.75 N·mm 冷料穴螺紋拉料桿的扭矩：螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比=0.746>0.05，所以屬于厚壁螺紋塑件。則采用的公式為：M=式中：E=1.98MPa， r=6.701/2=3.35mm， L×2=3.14×8×2=50.24mm，=arctan= arctan=11.85，=h/cos=6/cos30=6.928 ，=6.1，f=0.25，S=4mm ，查表取0.4，S=0.5%。所以 M= =10.2 N·mm2.7.3 脫螺紋機構(gòu)零件（齒輪及軸）的設計螺紋成型的方法是采用螺紋

50、型芯成型，之后將塑件旋下，該方法在模具結(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置采用齒輪傳動機構(gòu)。（一） 圓柱齒輪的設計齒根彎曲疲勞強度計算，根據(jù)該力學模型可得齒根理論彎曲應力式中：Y為齒形系數(shù)，是僅與齒形有關而與模數(shù)m無關的系數(shù)，其值可根據(jù)齒數(shù)查表獲得。計入齒根應力校正系數(shù)Ysa后，強度條件式為： 引入齒寬系數(shù)后，可得設計公式： 齒輪傳動的強度計算說明：彎曲強度計算中，因大、小齒輪的 、Y、Y值不同，故按此強度準則設計齒輪傳動時，公式中應代和中較小者。 齒面接觸疲勞強度計算 ，齒面接觸疲勞強度的校核式： 上述式中： u齒數(shù)比；Z彈性影響系數(shù)，其數(shù)值與材料有關，查表45鋼彈性影響系數(shù)189.9；Z

51、區(qū)域系數(shù)，對于標準齒輪，Z=2.5；b齒寬，mm；d小齒輪分度圓直徑，mm。圖27 圓柱齒輪傳動圓柱齒輪的設計如下：（1）選擇材料及確定許用應力小齒輪用45鋼正火，齒面硬度170210HBS, =400MPa，=340MPa大齒輪用45鋼正火，齒面硬度170210HBS, =380MPa，=320MPa查表：=1.5,=2（高可靠度，失效概率1/10000）=266.7 MPa= =253.3 MPa= =170 MPa= 160 MPa(2)按輪齒彎曲強度設計計算設齒輪按9級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.2，齒寬系數(shù)=0.30.6，取0.5。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T2×M+ M=35.75

52、×2+10.2=81.7N·mm小齒輪齒數(shù)Z=20,則Z=2×20=40，i=2查圖： Y=2.93 Y=1.56 Y=2.45 Y=1.65因 =0.0269>=0.0253故應對大齒輪進行彎曲強度計算。模數(shù) m=0.292mm將m放大20%，m=0.292×1.2mm=0.35mm，取m=1mm，則中心距：a = =30mm，由于模具結(jié)構(gòu)中的冷料穴空間較大，導致模板上孔之間的壁厚太薄，不能保證其強度，因此考慮到模具模板孔之間壁的強度，取m=2mm。則中心距：a=60mm小齒輪分度圓直徑：d=mz=2×20=40mmd=mz=2

53、5;40=80mm齒寬b=dd=0.5×40=20mm，取b=b=20mm齒頂高 h=h×m=1×2mm=2mm齒根高h=（h+c）m=（1+0.2）×2mm=2.4mm分度圓齒厚：s=m/2=2×/2=3.14mm（2）驗算齒面接觸強度F=4.085N=ZZ=189.9×2.5×=10.18Mpa<=266.7MPa，安全。（四） 直角錐齒輪的設計錐齒輪用于相交軸之間的傳動。兩軸交角可根據(jù)需要確定，但大多為90。，即兩軸垂直相交傳動形式。錐齒輪傳動分為直齒、斜齒和曲線齒三種類型。其中斜齒錐齒輪傳動應用較少。曲線齒推出

54、輪傳動具有工作平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長等許多優(yōu)點，適于高速、重載應用場合；其主要缺點是制造難，要求具備專用加工機床，專業(yè)性強，所以一般場合不便推廣。目前，應用最多的仍為直齒錐齒輪傳動，這主要是因為其設計、制造都比較簡單。但由于比制造精度普遍較低。工作中振動和噪聲較大，故圓周速度不宜過高。一般可用于5ms場合。直齒錐齒輪傳動是以大端參數(shù)為標準值，強度計算時，是以錐齒輪齒寬中點處的當量齒輪作為計算時的依據(jù)。對軸交角為90º的直齒錐齒輪傳動主要幾何參數(shù)（如圖28所示）如下： 傳動比： ，齒頂高：h=hm，齒根高：h=（h+c）m，錐距：R=，齒頂角：tan=，齒根角：tan=，分度圓齒

55、厚：s=m/2，齒寬：b=（）R 圖28 圓錐齒輪的主要參數(shù) 圖29 圓錐齒輪傳動齒根彎曲疲勞強度計算，直齒錐齒輪的彎曲疲勞強度可近似地按齒寬中點處的當量圓柱齒輪進行計算。采用直齒圓柱齒輪強度計算公式，并代入當量齒輪的相應參數(shù)，得直齒錐齒輪彎曲強度校核式和設計式如下： 校核計算公式： 設計計算公式：m式中：m為大端模數(shù)；Y為齒形系數(shù)，按當量齒數(shù)z=查表；Y為齒根應力修正系數(shù)，按z=查表。直角圓錐齒輪的設計計算如下：（1） 選擇材料及確定許用應力小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度210240HBS, =600MPa，=450MPa 大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度210240HBS, =580MPa，=4

56、20MPa查表：=1.5,=2（高可靠度，失效概率1/10000）=400MPa= =286.7MPa= =225MPa=210MPa(2)按輪齒彎曲強度設計計算設齒輪按9級精度制造。取載荷系數(shù)K=1.1，齒寬系數(shù)=0.3。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T2×M+ M=35.75×2+10.2=81.7N·mm根據(jù)Z=21.08取Y=2.91、Y=1.56、U取3，模數(shù)m=0.2mm將m放大20% m=0.2×1.2mm=0.24mm，由于塑料模具安裝在注塑機上，工作條件十分惡劣，為了保證齒輪的使用壽命以及方便加工，取m=2mm。則齒輪相關參數(shù)如下：齒頂高 h=h×m=1×2m