双联齿轮注塑毕业设计说明书

大连理工大学本科毕业设计（论文）斜齿直齿双联齿轮注塑模具设计Design of the injection mold for the joint of a spur gear and a helical gear学 院（系）： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化学 生 姓 名： 尹鑫 学 号： 201061824 指 导 教 师： 祝铁丽 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2015 年 6 月 5 日 大连理工大学Dalian University of Technology斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计- I -摘 要模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。作为国民经济的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。其中注射成型模具是最常用的塑料零件成型模具，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量具有重大意义。本说明书的设计对象为斜齿直齿双联齿轮注塑模具设计，下文详细介绍了本次设计的全部过程。首先查阅相关书籍了解模具的工作原理以及各部分的组成、功用，然后根据本次毕业设计题目的要求，寻找合适的原型零件。接下来分析零件的特征，经过分型面的选择、确定型腔布置方案、浇注系统的设计、导向和推出机构的确定、冷却系统的设计算以及模架的选择最终完成对斜齿直齿双联齿轮注塑模具的设计。在这部分中，设计重点在于浇注系统的设计和导向推出机构的设计两个方面。首先要根据零件的特性，来决定采用何种浇注方式。然后进行浇注系统系统设计，将分流道进行合理的分布，尽量让热熔融塑料均匀的流动到零件的型腔中。由于斜齿的存在，塑料零件成型后如何顶出，是决定模具能否正常工作的一个关键问题。在老师的建议下，采用镶件和轴承相互配合的方法，来解决零件顶出的问题。接着对模具设计的方法、依据、计算校核进行了阐述，并且对模具主要零件的尺寸进行了分析计算，最后模具设计过程中的经济性进行了分析。关键词：注塑模具；双联齿轮；浇注系统；顶出机构斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计- II -Design of the injection mold for the joint of a spur gear and a helical gearAbstract The mould is the basic technological equipment of industrial production. It is called “the mother of industry.” As the basic industry of the national economy, the mold involves machinery, automobile, light industry, electronics, chemical, metallurgy, building materials and other industries. It covers kinds of field. And injection molding is the most common plastic parts forming mold, therefore, research injection mold for understanding the plastic product production process and improve the product quality is of great significance.The object of this paper is to design the injection mold for Straight- helical duplicate gear， below introduces the design of the whole process in detail. First, this paper introduces the mold industry situation recently, then the duty of this injection mold design and the plastic material characteristics are analyzed. After choosing the parting plane, arrangement of the cavity scheme, design of the runner system, determination of the guiding mechanism, design of the cooling system and choice of the ejection mechanism are carried out. In this part, the key points are the design of the runner system and design of the guide and the ejecting mechanism. First of all, according to the characteristics of the parts, I decide to use what kind of pouring method. Then I design the runner system. Make the runner system reasonably distributed, and the flow of the hot melt plastic can be evenly distributed to the part of the cavity. Because of the existence of helical gear, how make the plastic parts out of the mold, is the key problem that decides whether the mold can work properly. Under the advice of the teacher, I use the bearing to solve the problem of the parts ejection. In addition, strength check, the efficiency for the mold design and dimensional computation of mold parts are also described in detail. Finally, the sizes of some parts are analyzed, as well as the economic analysis of mold design process has bean done.Key Words：Injection mold ；Duplicate gear；Runner system；Ejecting mechanism斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计- III -目 录摘 要 .IAbstract .II引 言.11 绪论.21.1 注塑成型原理及工艺特点.21.1.1 注塑成型原理.21.1.2 注塑成型特点.21.2 注塑模具结构组成.22 斜齿直齿双联齿轮塑件分析.43 注塑材料 POM 的性能分析 .63.1 POM 塑料介绍 .63.2 POM 塑料特点 .63.3 用 途.74 注塑模具结构设计.84.1 分型面.84.1.1 选择分型面的原则.84.1.2 分型面的选择.94.2 型腔布置.104.2.1 影响型腔数目的因素.104.2.2 型腔布置的原则.114.3 浇注系统.114.3.1 主流道的设计.124.3.2 分流道的设计.144.3.3 浇口设计.144.3.4 冷料穴的设计.154.4 导向机构.164.5 推出机构.174.5.1 推出机构的设计原则.174.5.2 推出机构设计遇到的问题和解决的方案.174.5.3 推出机构设计.214.6 温度调节系统.22斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计- IV -4.7 模架的选择.234.8 运用三维建模辅助设计模具.235 用于成型斜齿直齿双联齿轮的各镶块设计.265.1 成型斜齿直齿双联齿轮齿面镶块设计.265.2 成型双联齿轮侧面镶块设计.286 零件尺寸的设计计算.296.1 定模板尺寸的设计计算.296.2 定距拉杆的长度确定.306.3 成型零件工作尺寸的确定.317 经济性分析.33结 论.34参 考 文 献.35致 谢.36斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计1引 言本次毕业设计的题目为吹泡玩具注塑模具设计，主要设计任务为：1）塑件产品图 1 张，模具总体结构装配图 1 张，模具动作原理展开图 1 张；2）模具主要零件图 68 张；3）总体图量不少于 4 张零号图，全部设计图纸用 CAD 完成；4）外文资料翻译 2 万英文字符以上；5）模具设计计算说明书一份。首先要根据设计说明书中的要求初步确定方案，然后根据方案画出草图，初步进行三维建模，接下来进行具体的校核计算。在此期间，通过 CAD 画出模具装配图、开模顺序图和主要零件图。设计中讨论和设计的重点包括浇注系统设计和推出机构的设计分析。本文主要说明的是分型面的选择、浇注系统的设计、推出机构的设计等几个方面的设计过程和依据，以及其模具各零件的具体尺寸的确定过程。斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计21 绪论1.1 注塑成型原理及工艺特点1.1.1 注塑成型原理注塑成形的原理是将颗粒状或粉末状的塑料从注塑机的料斗送入加热的料筒中，经过加热融化成熔融状态的熔体，在注塑机螺杆的推动下以高流速注入模具型腔，经过一定时间的保压冷却后，模具打开，在推出机构的作用下将塑件顶出模具，得到成型品的方法。注塑成型又称注射模塑成型，它是一种注射兼模塑的成型方法。注塑成型方法的优点是生产速度快、效率高，操作可实现自动化，花色品种多，形状可以由简到繁，尺寸可以由大到小，而且制品尺寸精确，产品易更新换代，能成形状复杂的制件，注塑成型适用于大量生产与形状复杂产品等成型加工领域 1。1.1.2 注塑成型特点注塑成型是一种生产中广泛应用的塑料成型方法，它具有以下特点：1）成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精确的塑件。2）适应性强，目前，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以用此种方法成型，某些热固性塑料也可采用注塑成型。3）生产效率高，易于实现自动化生产。4）注塑成型所需设备昂贵，模具结构比较复杂，制造成本高，所以注塑成型特备适合于大批量生产。1.2 注塑模具结构组成根据模具上各零部件所起的作用，一般注塑模具由以下几部分组成。1）成型零部件模具中用于塑件成型的空腔部分，也成为模腔或型腔。因为型腔是直接用于塑件成型的部分，所以其形状应与塑件的形状一致，考虑到塑料的收缩性，型腔尺寸应该在塑件尺寸的基础上乘以塑料相应的收缩率。2）浇注系统浇注系统是塑料由注塑机向型腔浇注时流经的流道部分，它由主流道、分流道、浇注口、冷料穴四个部分组成。斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计33）加热和冷却系统亦称温度调节系统，用于满足塑件或注塑工艺对模具温度的要求，加热系统是在模具内部或周围安装加热装置实现，冷却系统则是在模具内部设计冷却通道，通常用水作为冷却介质。4）合模导向机构常用的合模导向机构由导柱和导套组成，是确保合模时动模部分和定模部分准确对正而设计的，一般有导向柱、导向孔和导套，或者是在动模和定模上分别设计互相吻合和结构来实现导向。5）复位机构合模时使推出机构回复到开模前的状态的机构，一般要与推出机构固定在同一固定板上，使用顶筒或顶板作为推出机构的模具结构中，复位机构还需配合复位弹簧使用以保证顶筒或顶板在合模前先回复到准确位置。6）推出机构在开模过程中将塑件从模具中推出的装置，又称脱模机构，是注塑模具的重要组成部分。其结构通常有顶杆、顶筒和顶板，设计时需根据塑件形状，模具结构选择合适的推出机构 2。斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计42 斜齿直齿双联齿轮塑件分析塑件名称：斜齿直齿双联齿轮（具体结构见图 2.1）图 2.1 斜齿直齿双联齿轮我们知道，对于齿轮这种零件，它的齿面的表面质量是至关重要的。我这次的毕业设计题目的零件直齿斜齿双联齿轮，它的侧面全都是齿轮的啮合面。这就决定了，我们在选择浇注系统时，要尽量避免选择直浇口，尽量选择点浇口。点浇口可以直接在齿轮上下底面上建立浇口，不会影响到齿轮啮合面的表面质量。 另外，由于斜齿齿面的存在，零件注塑成型后如何取出是个值得思考的问题。最终我选择利用镶块和轴斜 齿 直 齿 双 联 齿 轮 注 塑 模 具 设 计5承配合，使零件顶出时可以旋转来解决这个问题。具体细节将在后面有关章节继续讨论。由于我们是想注塑得到齿轮。那么模具就必须有与零件齿形一致的、可以成型零件的外齿圈。此外，我们知道，想要得到齿轮的齿形，大体上有两种方法，成形法和展成法。无论采用何种方法，这个预想中的外齿