圆柱齿轮的注塑模设计【全套CAD图纸+毕业论文答辩资料】

买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目： 圆柱齿轮注塑模的设计（齿数 28 模数 1） 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1101 学生姓名： 张 静 指导教师： 陈慧珍 论文提交日期： 2015 年 6 月 1 日 论文答辩日期： 2015 年 6 月 4 日 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 毕业设计（论文）任务书 机 械设计制造及其自动化专业 1101 班 学生： 张静 毕业设计（论文）题目： 圆柱齿轮的注塑模设计 （齿数 28 模数 1 ） 毕业设计（论文）内容：一号图纸 1 张，二号图纸 1 张，三号图纸 1 张，四号图纸 2 张，（装配图，零件图）；计算说明书一份（ ，小 4 字 33 页） 毕业设计（论文）专题部分：圆柱齿轮注塑模设计的分析与确定。 起止时间： 2015 年 3 月 16 日 2015 年 6 月 1 日 指导教师： 签字 年 月 日 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 摘要 针对聚甲醛 (料圆柱齿轮的精度和外观质量要求 ,通过对塑料件结构和成型工艺特性分析 ,设计出了一套注塑模具。型腔、型芯采用组合式结构 ,设计了型芯安装定位杆以保证嵌件在型腔中的位置。模具采用点浇口浇注形式 ,推出机构采用推管推出。并对注射成型工艺参数进行优化 ,该模具可以实现自动化生产 ,提高产量 关键词： 圆柱齿轮； 注塑模具； 点浇口； 推管 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 to OM Of is is to of in to is of 文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 目 录 第一章绪论 . 1 绍本设计的目的、意义和要求 . 1 料制品的应用与发展状况及塑料成形技术 . 2 第二章塑件的分析 . 3 件的原始尺寸 . 3 料制品的尺寸、公差和表面质量 . 4 料制品的几何形状 . 5 具的初步分析 . 5 件的成型工艺过程 . 6 第三章塑件材料和注塑机的选择 . 8 料的选择 . 8 塑机的选择 . 9 第四章注塑模设计 . 11 具的结构分析 . 11 腔数量及排列方式 . 11 型面的选择 . 11 注系统设计 . 12 具的排气系统设计 . 15 向抽芯机构设计 . 15 买文档就送全套 纸 14951605 或 1304139763 下载文档就送 纸全套 14951605 或 1304139763 形零件的设计 . 17 腔厚度及底板厚度的计算 . 22 模机构设计 . 24 注系统凝料脱模机构设计 . 27 模导向机构的设计 . 28 却系统 . 29 架的选择 . 29 第五章结 论 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 1 第一章 绪论 绍本设计的目的、意义和要求 掌握注塑 模的设计要领及工艺过程，完成圆柱齿轮模具设计。深入了解注塑模的设计过程及要领。完成给定零件注塑模成形过程的相关计算和分析。 依据学校 给出的零件 简图 ，绘制合理的工件模型， 自己设计出合理的圆柱齿轮注塑模具 。 料制品的应用与发展状况及塑料成形技术 随着科技的飞速发展 ， 塑料制品对人们的日常生活及工业有这越来越重要的作用 。 料制品与成形 目前塑料制品的生产体积非常大，远远超过了其他的一些工业材料 。现在我国的塑料制品工业正在飞速发展，塑料制品已经在很多的领域被应用。塑料工程一般来说是指塑料的制造和改变性能。塑料制品的制造和塑料制品的模具设计是塑料工程的重要组成部分，是塑料工业中必不可少的环节。 料制品 大多数塑料的密度比较低，又具有很好耐腐蚀和较强的绝缘性，品种多种多样，有的减少摩擦或增大摩擦，有的可以防震抗冲。它又可以经纤维的增强或改变属性，一定程度的改善这些制品所需的一些性能。另外，塑料制品好着色，又能多样的修饰，使它能够经 “略加修饰 ”后走进各家各户。 在塑料制品的生产过程中，技术人员必须熟练产品设计的相关理论、结构和造型。塑料制品的设计又与 成型模具的制造和应用有着密不可分的关系。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 2 料成型技术 大多的塑料制品与金属产品不一样，很少采用刀具进行加工，也极少的采用高聚物溶液状态加工。绝大部分的高聚物加工制作都必须经过熔体的流动和改变型态，通过模具加工制品。 塑料成型工艺与模具技术是一门新兴的综合学科，不仅与高分子材料合成技术的提高，成型设备和成型机的改革对成熟和进步，随着计算机技术的渗透形成的过程，在塑料加工领域发展的数值模拟技术 等在塑料加工领域的渗透而发展。 模具一般可分为塑胶模具与非塑胶模具，塑胶模具根据生 产工艺和生产产品的不同又分为： 注射成型模 电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍） 吹气模 饮料瓶 压缩成型模 电木开关 转移成型模 集成电路制品 挤压成型模 胶水管、塑胶袋 热成型模 透明成形包装外壳 旋转成型模 软胶洋娃娃玩具 模具是一种生产塑料制品的工具，需要几组零件才能构成一个模具整体，成型模腔是这个组合中最重要的部件。整个模具是被安装在注塑机上的，注塑时，成型模腔内被注入熔融塑料，并在腔内冷却定型，接着上下模分开，此时制品被 顶出系统，从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑。整个过程以循环方式进行。 注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的，基本分为：成型装置，定位装置，固定装置，冷却系统，恒温系统，道流系统，顶出系统。 目前，塑料 的产品 已经 远远的影响人们的生活 。易加工，成本低，密度低等优点，使得塑料的使用越来越多。随着塑料的使用，必然面临着塑料的成型问题。塑料的成型方式主要有：注塑、压塑、挤塑等方式。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 塑件的分析 3 第二章 塑件的分析 根据齿轮的齿顶圆尺寸较小的情况，确定所需模具属于小型模具；根据图纸精度要 求查出了齿轮各个部分的公差；为了便于脱模，对塑件的壁和孔都选择了一定的脱模斜度，分析了塑件的成型工艺。 件的原始尺寸 所要设计的塑件为齿轮，属于正常齿制，齿顶高系数1* 根系数 c，模数 1m，齿数 28z，所以齿根高度为 )( * 齿顶高为)(11 分度圆直径为 )(28 齿顶圆直径为)(302 齿根圆直径为)(料制品的尺寸、公差和表面质量 料制品的尺寸 这里的尺寸是指制品的总体尺寸，而不是壁厚、孔径等结构尺寸。 由于塑料流动性的限制，对于流动性差的塑料或薄壁制品进行注塑模塑时，制品尺寸不宜过大，以免熔体不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响制 品外观和强度。此外，注塑模塑制品的尺寸受到注塑机的公称注塑量、合模力和模板尺寸的限制。 塑件的主要尺寸如图 2示 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 塑件的分析 4 图 2 塑料制品的公差 根据本设计的要求，产品的主要影响因素是：模具制造误差及磨损，特别是成形的制造和装配误差和使用磨损部分，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，形状的塑料制品，飞边厚度波动，喷射角度和成型产品尺寸变化。塑料产品分为 8级精度，根据塑料品种，每个塑料可选 3级。在模具制造的精度一般 高于精度的塑料制品各等级 。 料制品的表面质量 塑料制品的表面质量是非常重要的 。 一定要 避免 确实。 根据上面的要求，对所给定的塑料制品精度定为 具精度为 查模塑件尺寸公差表（ 144861993），塑件的精度为 轮的径向基本尺寸为 公差 )(；高度尺寸为 差取 )(。 筒壁部分径向基本尺寸为 差取 )(；高度尺寸为 差取 )(。侧型芯径向尺寸为 6，公差取 )(；高度为 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 塑件的分析 5 公差取 )(（以上 A、 B 指尺寸公差表中的 “公差种类 ”）。 料制品的几何形状 模斜度 合理的安排脱模时的模具斜度是为了防止擦伤制品表面 。其大小主要取决与 制品 的收缩 情况， 形状和壁 的 厚以 级 部位。在一般情况下，脱模斜度为 30130 ，但应根据具体情况而定。 如果有特殊要求或较高精度 ，应该用 比 较小的斜度，不易脱掉 的， 就 应取较大的脱模斜度； 打开模具是 ，为了让 制品 留在型芯上， 里头 表面斜度比外表面 的 斜度小。 料制品的圆角 一 般来讲，制品上多数的转角都应采用圆弧角，这种方法的好处是可以提高制品的强度，所以在其内部的流动状态也被改变 ，便于脱模。 如果别无其他要求各连接处的圆角半径要小 。 具的初步分析 本设计 主要是由三个部分组成：带轴套齿轮、 童 壁和其上的一个侧孔。轴套和筒壁孔同心不同径。筒壁侧孔需采用抽芯机构。 如图 2 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 塑件的分析 6 图 2如图 2端面 1和端面 2是齿轮的最大投影面， 可以随意选择一个断面作为分型面 。 筒璧部分是用于定位的，所以它和轴套孔要同心，而齿轮是通过轴套与轴连接的，所以轴套和轮齿的同轴度也要求较高。 件的成型工艺过程 其主要过程有 ：成型前的准备、注射成型过程以及 对 塑件的后 期 处理三个阶段。 型前的准备 为了保证 塑件 成型 的质量，在成型前应进行一系列必要的准备工作，内容如下 : 原材料外观的检验和工艺性能的测定 物料的预热和干燥 嵌件的预热 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 塑件的分析 7 料筒的清洗 脱模剂的选用 塑成型过程 在注塑机和模具上通过加料、 加热塑化、加热注塑、保压、冷却定型、脱模等工序，对塑料进行成形。 处理 主要用于解决注塑过程中由于塑料在型腔内结晶、取向和冷却不同而产生的一些内应力。为解决这些问题，要对塑件进行适当的后 期 处理，其主要方法是退火和调湿处理。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 塑料材料和注塑机的选择 8 第三章 塑件材料和注塑机的选择 根据本设计的要求选择物合适的材料跟注塑机是一个很好的基础 。 料的选择 轮分析 本设计的工件 是齿轮， 所以需要 承受 反复的荷载 ， 比较 高的强度、很好的耐磨性。目前所常用的热塑性材料有：聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯、。从 他们的 流动性上比较，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯属于流动性好的一类，聚甲基丙基酸甲酯、聚甲醛属于中等类，而聚氯乙烯是最差的。 要高分子材料 聚乙烯 该材料的 洁净度和密度 都比 较高，较硬、 耐腐蚀 、且绝缘性 也 好。 =但是在热的温度下容易 老化。 聚丙烯 拉伸 强度、硬度及弹性 都比 聚乙烯 要 好，湿度 不 影响 该材料的绝缘效果 。 聚氯乙烯 抗拉 神 、抗 屈服 、抗冲击能 力都比较强 ，可 以用作单独 材料 使用 。 聚甲醛 它是 又一种比尼龙热塑性要好的材料 。表面 比较坚 硬而 且光 滑，适应本设计 这种以滑动为主要组成的运动， 不易吸水 ， 所以要求 制作的精确要高 以 些。 择材料 虽然，低压聚乙烯也具有硬、耐磨、耐蚀的性能，但其在热的作用下易老化、其用途仅限于承载不高的零件。成型时注射方向的收缩率和处置方向的收缩率不一样，制件容易产生变形，产生缩孔，这些对于要求高强度的齿轮来说是非常不利的。而聚丙烯也具有硬度好及抗疲劳弯曲程度高的特点，但在氧、热的作用下极易解聚、老化。成型时也容易发生缩孔、凹痕和变形，对齿轮也不利。所以聚甲醛是最佳的材料。 聚甲醛的成型工艺： 聚甲醛流动性 差，成型困难，若成型条件大，模具需要沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 塑料材料和注塑机的选择 9 加热装备，主浇道粗而短，分浇道少转弯。 该材料 还有毒， 所以要 电镀处理 型心及型腔 。必须严格控制 该才料的 加工工艺，并对 这种 制件进行热处理 来 提高其稳定性。这种材料在较高的温度下比较容易 分解产生气体， 情况比较严重是会发生爆炸事故 。 所以要求加工温度低且时间要短 ，一旦分解， 要注意缓慢的降低它的温度并除色。 聚甲醛虽然 不易吸水 ， 因此加工必须用水冷却 ， 然后一般就要求干燥 4小时左右 。 塑机的选择 择原则 注射量（容积）不能大于注射机额定注射量的 80%： 额注 注射量不能小于注射机额定注射量的 20%： 额注设计所选择加工 零 件 材料为聚甲醛（ 因此选用 选用螺杆式注射机。 塑件的体积： )(5)(7()228(520(如上式所示该设计的体积很小 ，如果采用单型腔的话， 注射机料筒内的熔料在注射时大概有 70%参与了注射，大大 超过了 所要求的 20%限度， 所以改设计 符合注射机的选择原则。 射机校核 本设计要求所选注射剂的 锁模力必须大于型腔内 部的 压力，以免发生溢料 的现象。 古 查表 4注塑模设计 取型腔压力位 35锁模力为： )(90)22(35)( 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 塑料材料和注塑机的选择 10 式中， 选注射机的锁模力为 200锁模力可靠。 最大注 射力校核塑件形状并不复杂，属于中等流度的一般制品，所以 射压力在 00 之间。 开模行程校核对于双分型面开模行程按下式校核： )105(21 塑机最大开模行程（移动模板台面形成）， 模座板与定模腔板分开的距离（应足以取出凝料）， 1件脱模距离， 2括流道凝料在内的塑件高度， )(63)105(3896210 最大开模行程大于模具所需的开模行程，所以选用的注塑机满足要求。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 11 第四章 注塑模设计 根据本设计的模具设计的要求，通过尝试各种设计方案来选择一个最好的模具设计结构 。 具的结构分析 零件具有侧孔，因而注射模具具有侧向抽芯结构。 一般 模具 设计 的结构主要 由，浇注系统、成型机构、导向机 构、脱模机构、侧向抽芯机构、加热冷却系统、排气系统 构成。 腔数量及排列方式 模具有 单型腔和多型腔。根据 本设计 注射机 的 选分析， 本设计的 模具的型腔采用多型腔方式，数目为两个。 这种模具的 生产效率高，成本低。 在选择型腔 的 布局方式时， 本设计首先 考虑到布局对称， 因为需要 防 止 模具承受偏差，排列也 要 紧凑，以节约材料，减轻重量。从前面 我们所 选 则的 注射机锁模力校核来看，锁模力远大于型腔的压力， 所以对其平稳 没有太大的影响，可以不考虑。 所以 型腔 采用 直线型排列。 型面的选择 我们知道分型面 一般在模具设计中是很重要的，所以要合理的设计本模具的分型面，它对本设计的整体结构设计有很中要的作用 。 分型面的选择： 本设计分型面 选择在塑件 的 外形最大轮廓处， 便于很方便的脱离定模 。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 12 对于齿轮模具的脱模 ， 本设计 模具的脱模机构设置在动模 的 一侧，模具开模 时塑件 留 在动模一 侧 ， 利于容易脱离模具 。 从本设计 图 2因为 齿轮的结构 ， 可知 本设计 只需要一个分型面。 对于塑件的表面也没有要求 ， 由于 它的主要功能 只 是传动， 所以 只要保证 其加工 精度和同轴度，可以 随 意选择 风型面的位置 。 注系统 设计 本 设计 浇注系统 是一个重要环节， 所以 设计时遵循以下原则： 型腔布局要平衡，开设部位要力求对称，排列要紧凑。 分浇道的流程要尽量短，端面尺寸要尽可能大，减少弯曲 。 为了减少塑料的消耗，本设计在满足各型腔填充满材料的情况下，减少了本设计浇注系统的整体容积 。 浇道的设计 注射机的喷嘴球面直径为 以进口端凹坑半径为 ，可以取 图 4 据 实 际 来 看 ， 一 般 模 具 注 射 莫 主 浇 道 和 分 浇 道 的 切 变 速 率沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 13 132 105105 s时，所以成形制品的质量较好。对于一般热塑性塑料，根据经验公式 2/3.3 q 式中 体的体积流量， ； 道端面 尺寸的当量半径， 根据前面的注射机选择，可知熔体的体积流量 )/(5 3 主浇道取12105 s，所以此模具取13105 入公式得 05)/(2 主浇道进口端直径取为 。 在保证 该 制品成形的 情况 下，主浇道的 一般 长度 应 短， 这样就 减少压力 的 损失及材料的浪费 ，一般可小于或等于 于 该材料 而言，主浇道应该很短，所以取主浇道长度为 出口端直径： )(出口端圆角半径： )( 浇道衬套和定位环 主要转动的轮和高温塑料的熔体注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不会主沟在固定模具打开，但它将在主浇道衬套分别设置，通常在淬火后嵌入模具，用于更换损坏的情况下，磨削。为了使主流道喷嘴和料筒对，主流道衬套可以添加定位环，与喷嘴可以与主流道入口对齐 。 对于小型模具，主流道衬套和定位环设计为一个整体，如图 2 - 4所示。套管的长度与固定模具零件厚度一致，与主转轮出口端面不突出的分型面，与定位环的高沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 14 度为 8 料杆的设计 结合本模具的设计可以看出，在主浇道位置设置一 球头形拉料杆，将凝料在开模后拉向动模方向，利用一个特殊机构 拉料勾，在开模的过程中将凝料从分浇道中取出。 浇道的设计 分浇道用于连接主浇道和浇口，常用的分浇道截面形状有圆形、正方形、梯形、U 形半圆形和正六角形等。 浇道的截面面积越大，其损失热量就越多，压力损失越小。通常用浇道的截面积和表面积的比值来表示浇道的效率。其中圆形和正方形的效率最高。但是圆形浇道要在浇道两边板上同时加工出半圆形槽，加工难度大，而且浇道不容易对正，浇注时会产生飞边。梯形和 U 型效率差不多，梯形浇道同 样容易存在死角 。 表 41 列出常用塑件分浇道断面尺寸推荐范围，其数据是根据长期经验积累并试验验证的。表中数据适用于圆形分浇道，对于其他的截面形式，应按表中数据折算。 表 4同塑料的分浇道截面直径 塑料名称 分浇道截面直径 /料名称 分浇道截面直径 /S 苯乙烯 10 聚乙烯 聚乙烯 10 尼龙类 聚乙烯 16 聚甲醛 10 聚氨酯 烯酸塑料 8 10 热 塑性聚酯 冲击丙烯酸塑料 8 苯醚 10 醋酸纤维素 5 10 聚砜 10 聚丙烯 5 10 离子聚合物 10 异质同晶体 8 10 聚苯硫醚 13 据表 41，选分浇道直径为 为了防止冷料从分前端浇注道路到门和门腔，塑件在冷料穴的作用在子末流道端采集前端冷料。它的长度一般分为流道直径，其中长度是 9 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 15 分浇道的布置： 分浇道应该以平衡式布置，即分浇道长度、形状和 截面尺寸必须对称，以达到各个型腔的塑料流动平衡和热平衡，使物料均匀的充满各个型腔。 转轮流道布置应平衡布局，即浇口的长度，断面形状及尺寸必须达到各个型腔对称的塑性流动和热平衡，物料均匀每腔 口设计 门口是一段细短流道连接流道和型腔，其形状，大小，数量，位置是正确的。 对塑件质量的影响是非常大的 。 浇口位置结合齿轮的形状和分型面的选择。门安装在齿轮的端面使熔融材料同时充满型腔和可选择的多个大门同时送 .生压力降，选择两门适合安装方便，熔体在两个位置 同时注入腔和减少注射时间，他的安排两：一是两门是设置在四周；另一个是在 环形布置适用于多门方案，处理比 材料利用率低，凝料太多，没有寒冷的窑洞，温度低的熔体进入门点可以快速冷却引起的门堵塞。虽然材料比圆形更高，但材料利用率高，流道末端的冷料穴可以收集冷料， 这里选择 具的排气系统设计 对注塑模具的排气系统，尤其重要的是，由于注塑过程是由物质熔融形成空气置换。如果没有良好的排气系统，这将导致塑件由于填充或轮廓表面缺陷和其他的缺 陷的不足。有以下几种方法：用排气间隙；表面排气；粉末烧结金排气是模具排气的主要形式。 由于模腔小，排气量小，分型面的使用可以排除空气腔。对顶出机构的配合间隙也可作为排气通道，并没有特殊的排气装置是必需的 。 向抽芯机构设计 由于本设计 齿轮上有侧孔， 所以就 必须设计侧向 的 抽芯机构。 其主要 分类 有 ： 机动侧向抽芯机构。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 16 液压或气动侧向抽芯机构。 手动侧向抽芯机构。 机动抽芯易于实现自动化，减少工人劳动强度，但是较为复杂；液压或气压抽芯主要用于一些需要高质量表面的薄壁件；手动 抽芯则只适用于小批量、抽拔力小的场合。弯稍侧向抽芯、斜导槽侧向抽芯、斜滑块侧向抽芯、其他侧向抽芯机构（如弹性原件）。 抽芯长度： )(63331 式中 1s型芯的长度， 抽芯力： ) 抽芯力， N； c侧型芯成形部分的截面平均周长， m； h侧型芯成形部分的高度， m； p塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成形工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件， 28； 塑料在热状态时对钢的摩擦因数，一般 ； 侧型芯的脱模斜度或倾斜角，（ ）。 将有关参数带进式中得 )(s( 可见抽芯力很小 。 开模的时候，模具对于复位块 1向下运动，滑块 7在弹簧的作用下向左滑动带动型芯向左运动，从而实现了抽芯。合模的时候，滑块 7又在复位块 1的作用下回到了原位。 斜导柱、弯销和斜导槽三种抽芯机构原理相似，结构也大同小异，和弹簧抽芯机构比较可以看出，弹簧抽芯机构的结构要简单些 。由前面计算可知，侧向抽芯的抽沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 17 芯力为 56N，很小，故选择弹簧抽芯机构比较合适。因为侧型芯前端面和定模型芯表面接触，为了使型芯在合模的时候与定模型芯吻合，将滑块制成正方形。 。 形零件的设计 型零件的设计应具备的性能 由于 该设计的工件需于 高温熔料接触 ， 所以 其 必须具备如下性能： 具 备很高 的刚度和强度。 具 备 足够的硬度和耐磨性能。 具 备较 好的光 滑 性能和 不被 蚀 的 性能。 并且易加工，不容易变型 。 成型部位 有较高的 精度 。 型腔和型芯选择 45 号钢材料，它是塑性材料，其屈服点为55。 型零件的结构设计 结合齿轮形状、尺寸以及模具的加工分析，整体式凹模虽然适用于中小型模具，并且加工塑件表面无痕迹，但是其加工困难，更何况是具有双齿轮型腔的模具，整体式凹模浪费材料，热处理变形较大，加上 身收缩将会使生产出的齿轮塑件精度降低，合格率降低。因而不能选择整体式凹模，同样不宜使用镶嵌式凹模、四壁拼合式凹模和拼块式凹模。此模具的型腔位于动模上，它包括轮齿型腔和筒壁型腔两部分。齿轮型 腔加工很简单，可以用车圆孔 插齿的方式加工，筒壁型腔可以直接用车床加工，加工工艺简单，不符合镶嵌式凹模的应用场合。而且用镶嵌式凹模还要为保证塑件表面质量而增加磨平、抛光等工序，增加了型腔的加工工艺及加工成本，齿轮并不存在侧凹，模具也不需要侧向分型，故不选拼块式凹模，置于四壁拼合式凹模，则适用于矩阵型腔的。 型芯结构设计型芯是成型塑件内表面的模具零部件，根据结构不同分为：整体式型芯、镶嵌式型芯、组合式型芯。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 18 整体式型芯可以直接加工在固定板和型腔上，成型牢固、质量好，适合齿轮这种小尺寸注塑件，但其 加工难度大；镶嵌式是将型芯单独加工之后再用配合的方式固定于型芯固定板上，加工简单，节省材料；组合式应用于复杂型芯，因为齿轮轴套很简单所以不适用。 型零件的工作尺寸设计 形成了成型零部件的尺寸直接成型塑件尺寸，主要包括径向尺寸和型腔和型芯型腔深度和高度型芯，型腔和型芯的尺寸和位置。在模具设计过程中应根据塑件的大小，确定工作尺寸和精度的模具零件精度 。 影响塑件尺寸和精度的因素主要有： 成型收缩率塑料成型后的收缩率与材料、塑件的结构 的 波动很大，从而引起塑件的尺寸误差很大，塑件尺寸 的变化值为： ( x式中 s塑料收缩波动而引起的塑件尺寸误差， 料的最大收缩率， %； 料的最小收缩率， %； 件的尺寸 , 一般来说，塑料成型收缩引起的尺寸误差控制的波动在公差的 1 3塑料零件 。 对塑件尺寸精度的制造精密模具成型零件的制造误差的模具零件的重要因素之一，模具零件的制造误差小，塑件的尺寸精度较高。然而，对模具零件的加工难度大，制造成本和加工周期也将增加。实践证明，如果在年级之间的模具零件的制造误差，成型零件的制造公差站塑件尺寸公差 1 / 3。 型零件工作尺寸的计算 模腔工作尺寸的计算 模腔尺寸计算包括型腔和型芯的径向尺寸、型腔深度和 型芯高度尺寸、中心距尺寸的计算。 凹模径向尺寸计算选择平均尺寸法计算，公式为 0431沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 19 校核公式为 式中 模径向尺寸， 件径向公称尺寸， 料的平均收缩率， %； 塑件公差值， z凹模制造公差， c凹模的磨损量， 料的最小收缩率， %； 43系数随塑件精度和尺寸变化，一般在 间。 塑件公差值： 轮齿公差 )(，同比公差 )(。 塑件径向公称尺寸：齿腔为齿轮分度圆直径；筒壁 塑料的平均收缩率：查相关资料，聚甲醛收缩率为 %平均收缩率 为%25.2 塑料最大和最小收缩率： %， %。 凹模的制造公差： 1 z,2 z凹模的磨损量： 1 c， 2 c将参数代入式中，算出型腔尺寸得： 齿腔顶圆： 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 20 齿腔分度圆： 齿根圆： 筒壁： 齿轮齿廓计算（变模数法）。为获得所需的齿轮齿廓，需要对齿腔参数 进行修正，修正公式如下： 1（ 41） 1(（ 42） 式中 齿轮的压力角， =20； m齿轮的模数； c模具齿腔的压力角， (）； 具齿腔的模数； 料的水平收缩率， %。 将以上数据带入式（ 41）和式（ 42）中得：16c；0225.1 凹模深度尺寸计算平均尺寸法 0321（ 43） 校核 ma x(44） 式中 模高度尺寸， 件高度公称尺寸， 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 21 z凹模深度制造公差。 塑件高 度公 称尺 寸：齿 腔 为齿 轮 分度圆 直径 ；筒 壁 孔 。 将参数带入式（ 43）中，算出型腔高度得：齿腔； 齿腔 x x 壁。 型芯尺寸计算 型芯径向尺寸计算。采用平均尺寸法 0431 （ 45） 校核 ma x（ 46） 式中 芯径向尺寸， z型芯制造公差， c型芯的磨损量， 43系数，取值范围为 塑件径向公称尺寸：式（ 45）中，算出型芯径向尺寸得：沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 22 x 筒壁 x 应对轴套、筒壁型芯经行修整轴套 壁 型芯高度计算。塑件为通孔结构，所以型芯和型腔的高度相同。 侧型芯径向尺寸及高度计算 0431 （ 47） 校核 ma x（ 48） 式中 芯径向尺寸， z型芯制造公差， c型芯的磨损量， 43系数，取值范围为 将参数代入式（ 47）中，算出型芯径向尺寸得：。 校核 x 腔厚度及底板厚度的计算 注射成型过程中，型腔的压力高，而塑料压力高，这就要求有一定的强度和刚度的腔 .会导致模具断裂和变形。腔壁的压力应腔的最大压力是，大型模具型腔，往往由于缺乏刚性，弯曲变形，应按刚度计算；对于一个小的模具型腔，腔前常弯曲变 形，内应力超过许用应力，应根据强度计算 。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 注塑模设计 23 从车头的设计可以看出，该模具型腔比较小，最大只有 28于小型的模具，因此，在考试中应与计算强度一致。腔壁腔是圆形的，因此，应选择圆形型腔的强度计算公式。型腔是嵌入在固定板上，因此它属于组合型腔 。强度计算公式为 1221（ 49） 式中 S圆形型腔的侧壁厚度， r型腔半径，可取塑件半径， p型腔压力， 模具材料的许用应力， 轮齿部分：塑件的轮齿部分齿顶圆半径 5，型腔压力 5,模具材料的须用应力 MP ，代入公式（ 49）得到 ，只要型腔壁厚 大于 4能承受型腔内 35压力。 筒壁部分：筒壁内孔半径 代入式（ 49