齿轮毕业设计—毕业设计

1、绪 论一、模具工业的重要地位在我国近代工业中模具已经发展成为工业发展的主体，模具是人类社会发展到一定程度产生的一种先进的生产工具，人们用它来制造成千上万种生产用品和生活用品。国民经济中的一些重大部门，如机械、电子、冶金、交通、建筑、食品等行业也都大量的使用各种各样的模具。模具工业已成为发展其他工业的支柱和脊梁。 用模具成型制品与用传统机床分步加工的方法相比具有以下优点：1、生产效率高 与采用多台机床多道工序加工零件相比，采用模具能实现一次成型，生产效率是机加工的几倍甚至上百倍，因此模具加工特别适用于生产大批量的零件。2、模具成型制品质量高 这是因为模具成型制品的一致性好、互换性优良，且模具加工

2、时制品的物理力学性能都比机加工好。3、模具成型原材料利用率高 用传统机械加工的方法，毛坯的40% 或更多会成为废屑，而用模具成型，如注射成型，除制品外，只有浇注系统有废料，采用热流道模具则基本无废料。4、模具成型操作简便 模具成型基本已实现自动化，对工人的要求就降低了，减少了劳动强度。二、国内外塑料模具技术的现状及其发展趋势塑料工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航空航天等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中都得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型，世界塑料成型模具产

3、量中约半数以上是注塑模具。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具。 从模具的设计和制造方面来看，模具的发展趋势可以归纳为以下几方面：1、高速、高效自动化模具 现代化生产对模具的要求越来越高，如要求自动脱出产品、自动脱出浇注系统等。对于大型制品或不能自动坠落的制品，则采用机械手或机器人取出产品。高效自动化的模具必须配合全自动的模具成型设备，同时采用先进合理的工艺条件，才能稳定地提高产品质量，提高生产效率，降低生产成本。2、高精度注塑模具 只有当成型模具精度高、工艺性能稳定

4、、原材料收缩波动小时才能生产出高精度的塑件。3、大型注塑模具 随着塑件产品应用领域的日益扩大，在建筑、机械、电子、仪器、汽车、建筑等领域上也相应需要大型模具，特别是大型注塑模具。4、计算机技术与模具技术相结合 计算机辅助技术（cad）、计算机辅助工程（cae）在模具设计中应用广泛，cad软件的重要功能就是进行几何造型。还可以采用proe，ug软件将制品图形三维地显示在屏幕上，对制品进行力学分析。cae软件中的充模流动软件可以模拟熔体在模内的流动和熔接痕形成等过程。冷却分析软件可模拟熔体冷却凝固过程和模内温度变化，使温度分布尽可能均匀。5、模具标准化 目前发达国家的模具标准化程度已经达到模具工作

5、量的30%以上，并且有完善的标准系列，包括零件标准和模架标准，近年来我国模具标准化工作已取得了很大进展。三、autocad 简介autocad是最常用的工程制图软件。由cimtrone8.5产生的工程图纸不规范，所以后期需要导入autocad2009进行完善。塑料模具cad技术是一种全新的设计技术，有助于提高产品及模具设计的质量和实现产品的最佳性能。塑料模具cad的工作主要在于理解注塑过程模拟的分析结果，判读数据并做出合适的变更设计抉择，熟悉cad技术并有效地应用于模具设计也有赖于设计人员的素质和经验。塑料模具cad的难点在于建立丰富的材料性能数据库，以及模具零件的标准化。 本次毕业设计设计的

6、锥齿轮注射模主要从塑料的性能、产品的使用性能和要求出发，分为几个方面的设计，重点阐述了材料性能、模具结构分析及工作原理以及成型分析、理论计算几个方面具体过程，详见以后说明书内容分析和计算。本说明书为机械塑料注射模具设计说明书，是根据塑料成型工艺与模具设计上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。四、设计在学习模具制造中的作用 通过对模具专业的学习，掌握常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构

7、的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。 毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。 锥齿轮塑料注射模具设计第一章 塑件工艺性分析1.1塑件的成型工艺分析该产品为锥齿轮，其结构如图1-1所示： 图1-1 塑料产品零件图 产品名称：锥齿轮注射模 产品材料：pc 产品数量：大批量 塑件尺寸：如上图1-1所示 产品表面要求：没有缺陷、毛刺1.2 材料介绍及性能塑料制品材料：pc（ polycarbonate，中文名称为聚碳酸酯）聚碳酸酯是分子主链中含有o-r-o-co链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香

8、族聚碳酸酯，并以双酚 a型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。材料特点： pc是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在60120下长期使用；无明显熔点，在 220-230呈熔融状态；由于分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃

9、类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。成型特点： pc可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%，微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，pc在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，因此可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。挤出用pc分子量应大于3万，要采用渐变压缩型螺杆，长径比1：1824，压缩比1：2.5，可采用挤出吹塑，注-吹、注-拉-吹法成型高质量，高透明瓶子。pc合金种类繁多，改进pc熔体粘度大（加工性）和

10、制品易应力开裂等缺陷， pc与不同聚合物形成合金或共混物，提高材料性能。具体有pc/abs合金，pc/asa合金、 pc/pbt合金、pc/pet合金、pc/pet/弹性体共混物、pc/mbs共混物、pc/ptfe合金、pc/pa合金等，利有两种材料性能优点，并降低成本，如pc/abs合金中，pc主要贡献高耐热性，较好的韧性和冲击强度，高强度、阻燃性， abs则能改进可成型性，表观质量，降低密度。、材料的应用领域：pc的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。pc可用作门窗玻璃，pc层压板广泛

11、用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。 pc板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器， pc树脂用于汽车照相系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、pc被应用用作接线盒、插座、插头及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳， pc可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。pc是光盘储存介质理想的材料。pc

12、瓶（容器）透明、重量轻、抗冲性好，耐一定的高温和腐蚀溶液洗涤，作为可回收利用瓶（容器）。pc及pc合金可做计算机架，外壳及辅机，打印机零件。改性pc耐高能辐射杀菌，耐蒸煮和烘烤消毒，可用于采血标本器具，血液充氧器，外科手术器械，肾透析器等，pc可做头盔和安全帽，防护面罩，墨镜和运动护眼罩。 pc薄膜广泛用于印刷图表，医药包装，膜式换向器等。1.3 pc塑料的成型工艺参数和各种性能指标（1）pc塑料的成型工艺参数预干燥温度(单位)120时间(单位h)4注塑料筒温度(单位)前段260270中段240250后段220230模具温度(单位)80120喷嘴温度(单位)260270背压(单位mpa)3.4

13、螺杆转速(r/min)3050流动比l/t13090成型收缩率0.5%0.8%（2）pc塑料的性能指标性能单位指标大小收缩率%0.50.8相对密度g/1.20伸长率%60100拉伸强度mpa67拉伸弹性模量gpa2.22.4弯曲强度mpa98100弯曲弹性模量gpa2.03.0干燥温度100120脆化温度-100吸水率%0.10.3溢边值mm0.06壁厚mm最小壁厚 0.95推荐壁厚 1.8脱模斜度mm型腔 35 1型芯 30501.4 塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析（1）结构分析 图1-2所示为pc塑料锥齿轮，如下图 图1-2该塑件的壁厚基本均匀，且所有壁厚均大于pc塑料的最小壁厚0.9

14、5mm，所以在注射成型时不会发生填充不足现象。（2）塑件的尺寸精度分析成型时影响尺寸精度的因素十分复杂，由于工艺条件的变化会引起塑件收缩率的变动，模具磨损会造成模具尺寸的不断变化，因此在确定塑件的精度等级时，在满足使用要求的前提下应尽量选择低精度。pc塑料推荐使用的公差等级为高精度3级，一般精度4级，低精度5级，在本次设计中选用的精度为5级。该零件的部分重要尺寸标注为：f21.87-0.28，230.14，f15+0.24，14.5+0.24（3）塑件表面质量分析该零件表面要求没有缺陷、毛刺。所以注塑时如果工艺参数控制得好的话，零件成型要求很容易满足。1.5 估算制品和浇注系统冷凝料的体积和质

15、量（用proe软件的模型分析功能）v塑件=2.986cm3m塑件=v=(1.021.05)g/ cm32.786 cm3=(2.842.93)g3gv浇口套=14.1999934 cm3=14.2 m314 cm3m浇口套=v=14.2(1.021.05)g15g所以 v总=2.786 cm3+14.2 cm3=16.986 cm317 cm3 m总=3g+14.5g=17.518g 第二章 注塑机的选用方案2.1初选注塑机的型号与规格 根据计算出的塑件体积和质量大致确定模具的结构,初步确定注塑机型号,方法如下:在选用注塑机时,根据产品所需的实际注塑机的注塑量,并考虑一模型腔数量,再留有一定裕

16、量去选定注塑机的注塑量(注塑机标牌注明的注塑量).通常根据下式选取:m机m实际/0.8或v机=v实际/0.8 v机-理论注塑容量, cm3; m实际-一副模具成形产品所需实际注塑量, cm3; v实际-一副模具成形产品所需实际注塑容量, cm3;即 m机m实际/0.8=18/0.8=22.5g v机= v实际/0.8=17/0.8=21.25 cm3根据塑料制品的体积和质量查模具设计与制造实训附录5的附表5-3选定注射机型号为jph500-a.2.2 所选注塑机的工艺参数理论注塑容积1960 cm3最大开模行程1650 mm理论注塑质量1750g最小模厚400 mm注塑压力186mpa喷嘴伸出

17、量40 mm注塑速率460g/s喷嘴球半径sr15 mm锁模力5000kn喷嘴孔直径3 mm模具厚度235mm顶出行程200 mm模板行程1250mm拉杆间距820760 mm第三章 模具设计的有关计算3.1 成型零部件的结构设计3.1.1 凸凹模结构设计凸模结构设计型芯零件是成形塑件内表面的模具零件,它属于被包容面.型芯按结构可分为整体式和组合式两种,而考虑到该塑件的内部结构和加工的方便,采用镶拼组合式结构,它是将型芯单独加工后,再镶入模板中,型芯用台肩和模板连接,再用螺钉、垫板并保证推管与型芯的同轴度,防止塑件产生飞边.该锥齿轮的型芯成形8、6的孔,故型芯设计为成形杆形式,其上套有推管.在

18、二次分型时推板推动推管,使塑件从型芯上自动脱落。如图3-1. 图3-1 （2）凹模结构设计型腔按结构不同可分为整体式型腔结构和组合式型腔结构。整体式型腔 整体式型腔结构是整块金属加工而制成的，其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于结构简单的中小型模具上。组合式型腔 组合式型腔结构是指由两个以上的零部件组合而成的。按组合方式不同，组合式型腔可分为整体嵌入式，局部镶嵌式，侧壁镶嵌式和四壁拼合式等形式。根据塑件型腔结构综合分析，采用整体嵌入式型腔。它主要用于成形小型塑件，而且是多型腔的模具，各单个型腔采用机加工、冷挤压、电加工等方法加工

19、制成，然后压入模板中。这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各个型腔的形状尺寸一致。该塑件是采用四型腔形式,采用机加工和电加工方法制造.这样加工效率高,拆装方便,保证凹模的使用寿命,以不浪费昂贵的材料. 型腔结构如图3-2所示: 图 3-2凸凹模强度和刚度校核型腔在成形过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度。型腔应以满足刚度条件为准（即型腔的弹性变形不超过允许变形量max)。要防止溢料查各种常用塑料的最大不溢料间隙值表；查表315，pc允许的间隙值为0.05。保证塑件尺寸精度查表316保证塑件尺寸精度值个尺寸精度均能满足。塑件顺利脱模如果凹模的刚度不足，熔体在高压下会产生过大的弹

20、性变形。当变形量超过塑件的收缩率时，塑件被紧紧包住而难以脱模，强制脱模易使塑件划伤或破裂，因此型腔的允许弹性变形量应小于塑件壁厚的收缩值。 3.1.2 凸、凹模的工作尺寸计算凸凹模重要尺寸简图3-3如下：图3-3凹模工作尺寸计算凹模是成形塑件外形的模具零件,其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大.所以,为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的要求,在设计模具时,包容尺寸尽量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差. 凹模的径向尺寸由公式 am+z= （1+s)as +z 中心距尺寸由公式cmz/2=(1+s)cs z/2式中s-塑料的平均收缩率pc塑料为0.5%0.8%;pc平

21、均收缩率s=（0.5%+0.8%）/2=0.65%-塑件尺寸的公差;c-模具磨损量, c=1/6z-模具制造公差，z=1/3 -工作尺寸的制造和使用修正系数;本设计中取 =0.75尺寸15 ，属于a类尺寸，x=0.75，=0.24，z=0.08，c =0.04； am+z= （1+s)as- +z =（1+0.65%）15-0.750.24+0.08 =14.92+0.08验算：（smax-smin）as+c+z=（0.08%-0.05%）15+0.08+0.04尺寸21.87，属于a类尺寸，x=0.75，=0.28，z=0.09，c =0.05； am+z= （1+s)as- +z =（1+

22、0.65%）21.87-0.750.28+0.09验算：（smax-smin）as+c+z=（0.08%-0.05%）21.87+0.09+0.05尺寸15，属于c类尺寸，x=0.75，=0.24，z =0.08； cmz/2=(1+s)cs z/2= (1+0.65%)15 0.04=15.100.04验算：（smax-smin）cs =（0.08%-0.05%）15凸模的工作尺寸计算凸模是成形塑件的模具零件,其工作尺寸属被包容尺寸,在使用过程中凸模的磨损会使被包容面尺寸逐渐减小.所以,为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的需要,在设计模具时,被包容尺寸尽量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差.

23、凸模型芯径向尺寸由bm-z=（1+s）bs+x -z凸模型芯高度尺寸由hm -z=(1+s)hs+2/3 -z式中s-塑料的平均收缩率pc塑料为0.5%0.8%;pc平均收缩率s=（0.5%+0.8%）/2=0.65%-塑件的尺寸公差;c-模具磨损量, c=1/6z-模具制造公差，z=1/3 -工作尺寸的制造和使用修正系数;本设计中取 =0.75尺寸6，属于b类尺寸， x=0.75, =0.18,z=0.06，c =0.03； bm-z=（1+s）bs+x -z = (1+0.65%)6+0.750.18-0.06 =6.17-0.06验算：（smax-smin）bs+c+z=（0.8%-0.

24、5%）6+0.06+0.03尺寸8，属于b类尺寸，x=0.75，=0.2，z=0.07，c =0.03； bm-z=（1+s）bs+x -z = (1+0.65%)8+0.750.2-0.07=8.20-0.07验算：（smax-smin）bs+c+z=（0.8%-0.5%）8+0.07+0.03尺寸2，属于b类尺寸，x=0.75，=0.16，z=0.05； hm-z=(1+s)hs+2/3 -z =(1+0.65%)2+2/30.2-0.05 =2.12-0.05验算：（smax-smin）hs+z=（0.8%-0.5%）2+0.053.2 模具型腔侧壁厚度、支撑底板厚度的确定 型腔壁厚、支

25、承板厚度的确定从理论上讲是通过力学的刚度及强度公式进行计算.刚度不足产生过大的弹性变形并产生溢料间隙,强度不足会导致型腔产生塑件变形甚至破裂. 由于注塑成形受温度、压力、塑料特性及塑件复杂程度等因素的影响,所以理论计算并不能完全真实的反映结果.通常在模具设计中,型腔壁厚及支承板厚度不通过计算确定,而是凭经验确定.该制品为锥齿轮,该型腔壁厚35mm,支承板厚度40mm.第四章 模具基本结构的设计注射模结构设计主要包括：成形部分、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支承零部件。注射模具结构设计步骤为1. 分型面选择 2. 模具型腔数目的确定及布置 3. 浇注系统的确定 4. 模具工作

26、（成形）零部件结构、5. 模具结构形式的设计 6. 模具导向机构的设计 7. 加热冷却系统的设计。4.1确定模具的基本结构该产品的材料为聚碳酸酯，故模具需要加热，采用加热棒进行加热。其加工精度要求较高，表面粗糙度不作要求。 该锥齿轮大批量生产，故设计模具时要保证较高的注塑效率，因此对模具的推出机构、塑件和流道凝料的自动脱模进出要求严格。该塑件较小，且锥齿轮表面质量要求不高，为提高生产效率，所以该模具采用一模四腔式结构，浇口形式采用点浇口。模具采用双分型面以便很好地分离塑件和冷凝料。锥齿轮中心为空心阶梯孔，所以在脱模时应该用推管推出机构。由于pc材料具有热敏性，因此采用点浇口来提高熔体料流的剪切

27、强度，且点浇口便于塑件与冷凝料的分离。4.2成型时分型面的选择分型面是模具动模和定模的结合处,在塑件的最大外形处,是为了取出塑件和浇注系统冷凝料而设计的.如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。分型面的选择应遵循以下原则:分型面应取在塑件断面轮廓尺寸最大处,以便产品顺利脱模.分型面应使塑件留在动模部分,即凸模(型芯)设置在动模部分,因为动模部分易设置顶出机构.分型面的选择应有利于保证

28、塑件的外观质量和精度要求.分型面的选择应有利于成形零件的加工制造.塑件有侧凸或侧孔时,侧向滑块型芯宜放在动模一侧,这样模具结构简单.分型面的选择应该考虑到技术要求。当塑件表面有同轴度、平行度等要求时，应尽可能将其置于同一半模内，否则会因合模误差影响塑件精度。分型面的选择该锥齿轮注塑模有两个分型面,定距拉杆先从浇口套中拉出主流道凝料,其为-分型面;再由推板推出推管制品从型芯处脱落,其为-分型面.根据对锥齿轮成型工艺性分析可知应采用自动脱落的点浇口,所以采用平面形式的分型面.如图4-1所示: (a) (b)图4-1图(a)在分型时有包紧力,所在塑件会留在型芯上(动模一侧),模具结构简单;图(b)在

29、分型时塑件只能留在定模一侧,要使塑件从型芯上脱离,必须在定模一侧安装动力系统,这样会使模具结构复杂,成本低、生产效率降低.故分型面选择如(a)图所示.4.3模具型腔数量和排列方案的确定型腔数目的确定 单型腔注射模一次注射只能生产一件产品，如果一副模具一次性注射生产两件或两件以上的塑料产品,则这样的模具称为多型腔注塑模.单型腔、多型腔的优缺点及适用范围类型优点缺点适用范围单型腔模具塑件的精度、工艺参数易于控制,模具结构简单,模具制造成本低,周期短.塑料成形的生产率低,塑件的成本高.塑件较大,精度要求较高或者小批量生产.多型腔模具塑料成形的生产率高,塑件的成本低.塑件的精度低;工艺参数不易控制;模

30、具结构复杂;模具制造成本高,周期长.大批量生产,长期生产的小型塑件. 锥齿轮属小型塑件且大批量生产,故采用多型腔模具;而且锥齿轮的表面质量要求低,故采用一模四腔模具,以便提高生产效率.模具型腔的排列对于多型腔模具,由于型腔的排布与浇注系统密切相关,所以在模具设计时应综合考虑.型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等分得所需的足够压力,以保证塑料熔体能同时均匀充满每一个型腔,从而使各个型腔的塑件的质量均保持稳定.综上考虑,型腔排布采用平衡式排布,如图4-2所示：图4-24.4浇注系统的设计4.4.1浇注系统的设计原则注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道。普通

31、浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：（1）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。（2）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。（3）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。（4）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。（5）满足型腔充满的

32、前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。（6）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。4.4.2 主流道设计 主流道基本结构的确定主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，其作用是将塑料熔体引入模具.主流道是模具内熔体最先流经的部分,它的形状和尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响.因此主流道必须能使熔体的温度降和压力损失最小. 在卧式或立式注射机上使用的模具中,主流道垂直于分型面.由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触和碰撞,所以常将主流道设计成可拆卸、可更换的主流道衬套（浇口套），而非直

33、接将其开设在定模上.待添加的隐藏文字内容3主流道长度及截面设计jp500-a注塑机的有关主流道设计的参数如下:喷嘴球半径/mm:sr10喷嘴孔直径/mm:3为了能顺利将主流道凝料从浇口套中拔出,宜将主流道设计成圆锥形,其锥角为2 6，流道的表面粗糙度ra为0.63m.为了减少料流转向的阻力，主流道的出口端应有较大的圆角过渡，其半径r为d/8,球形凹坑深度h=(35)mm. 注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触紧密贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大(12)mm,即r=10+(12)mm=mm. 小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm. 分流道的结构设计如图4-3所示: 图4-34.4.

34、3分流道设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道.在多型腔模具中分流道是必不可少的，分流道的作用是改变熔体流向,使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔.该锥齿轮的材料pc具有热敏性,故流道应尽量的短,以减少熔体流动过程中的热量损失和温度降。确定分流道截面形状 表4-1 分流道截面形状和传递效率形状效率0.25d0.25d0.217d0.153d 0.195d d=d/20.166dd/40.100dd/60.071d从上表可以看出，圆形和正方形流道的效率最高，但正方形截面流道不利于冷凝料的脱出。因此该设计选用圆形分流道截面，它的比表面积小、热量损失和流动阻力小。对于pc材料这样

35、流动性不好的塑料，通常采用圆形截面分流道。确定分流道结构布置分流道的结构设计如图4-4所示: 图4-4分流道开设在定模一侧,其截面形状应尽量使其比表面积小.根据一模四腔结构,故分流道为四次分流道.由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有内部的熔体流动状态比较理想,因此分流道表面粗糙度值不能太小,一般ra值为1.252.5m左右,这样可以增加对外层塑料熔体的流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层.与型腔分布相同，均采用平衡式排布. 确定分流道结构尺寸pc塑料常采用的分流道直径为（6.410）mm分流道长度=主流道大端直径（12.5）=45（12.5）=90mm d=d（1.11.2）

36、，一般圆形截面直径为212mmd=0.2654w1/4l1/24.4.4浇口、浇口套设计浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1） 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模时逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨擦加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难

37、，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择直接影响到制品的质量问题，所以我们在开设浇口时应注意以下几点：浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。浇口应设在不影响制品外观的部位。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。该锥齿轮为小型塑件,材料pc具有热敏性,因此采用点浇口,减小其流动性阻力、缩短其流动路程,有利于排出深型腔处气体。浇口设在上表面,为非工作面,采用直接式点浇口，点浇口直径d=（

38、0.51.8）mm, =（6 35）. 浇口尺寸设计如图4-5所示： 图4-5浇口套设计主流道浇口套一般采用碳素工具钢如t8a、t10a等材料制造,热处理淬火到洛氏硬度5357hrc.该模具将浇口套与定位圈设计成整体形式,用螺钉固定于定模座上,一般只用于小型注塑模.浇口套与模板的配合采用h7/m6的过渡配合.浇口套与定位圈采用h9/f9r配合.定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内用于模具与注射机的安装位置.定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下.浇口套如图4-6所示: 图4-64.4.5冷料穴的设计冷料穴又叫冷料井，位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作

39、用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。本次设计方案及尺寸如 图4-7图4-74.5推出机构的设计在注射成形的每个周期中,将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为推出机构.推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆完成.推出机构一般分为推杆推出、推管推出、推件板推出、推块推出等。推出机构一般由推出、复位和导向零件组成.由于本次设计的塑件结构简单,故用推管推出塑件. 弹簧推动推块将浇注系统冷凝料从流道板和型腔中推出，使塑件留在动模一侧，然后推板带动推管推落制品.合模

40、时,复位杆带动推管复位4.5.1 推出机构的结构设计要求 推出机构的结构设计要求必须满足以下几点：（1）塑件留在动模。（2）塑件在推出过程中不损坏，不变形。（3）不损坏塑件的外观质量。（4）合模时应使推出机构正确复位。（5）推出机构的动作可靠。（6）要求推出机构本身有足够的强度和刚度。4.5.2方案设计其推出机构设计有以下几种方案：(1)推杆推出机构。 推杆推出机构结构简单,推出时阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，所以应用较为广泛。推杆的推出面积一般比较小，易引起较大的局部应力顶穿塑料而使塑件变形。(2)推管推出机构 推管推出机构是一种空心推杆，用于推出圆筒形、环行塑件或带有孔的塑件

41、的一种特殊结构形式。由于推管是一种空心推杆，故整个周边接触塑件，推出塑件的力量均匀，塑件不易变形。 由于该塑件是带孔的锥齿轮,所以选用推管推出.且推管是一种空心推杆,其内部安装有型芯,整个周边接触塑件,推出塑件的力量均匀,塑件不易变形,也不会留下明显的推出痕迹. 配合说明:推管的内径与型芯采用h8/f7的间隙配合;外径与模板上的孔也相配合,选用h8/f8的间隙配合. 推管材料选用碳素工具钢t10a,热处理硬度为5560hrc.工作端面配合部分的粗糙度值ra值为0.8m. 推管采用台阶定式,外径为d的推管,推板固定板上的孔应为d+1,推管见台肩孔为d+6.根据塑件的尺寸要求:推管外径d=14,推

42、管台肩为d+6=20,推管固定板上的孔为d+1=15.推管示意图4-8所示:图4-8(3)复位部分推出机构在开模推出塑件后,为下次的注射成形准备,还必须使推出机构复位,以便恢复完整的型腔.该模具杆的头部设计在支承板与凹模固定的-分型面上,合模时, 凹模固定板一接触复位杆,就将推杆及顶出装置恢复到原来的位置.在该模具中复位杆截面呈圆形,共有四根,对称设置在推管固定板的四周,以便推出机构在合模时能平稳复位.复位杆如图4-9所示:图4-9(4)导向部分合模导向机构是保证动，定模或上下模合模时的定位和导向的零件，导向机构的作用有以下三点：定位装置；模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的尺寸

43、精度，导向机构在模具的安装过程中起到定位作用便于模具的安装和调试。导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动，定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成形零件的损坏。承受一定的侧向压力；塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力，以保证模具的正常工作。模具需要两套导向机构，一套是为动定模开模与合模提供导向，另一套是为推出机构提供准确的推出动作导向。由于模具有侧抽芯机构，为保证模具的使用周期，所以采有两套导向机构。导向装置分布在模具的四角。(5)推件板的推出机构 推件板推出机构适用于壳形塑件，薄壁容器以及表面不允许有推出痕迹的塑件制品。推件板推出机构又称顶板推出机构，它由一块与型芯按一定配合精度相配

44、合的模板和推杆所组成。 推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。但是对于截面为非圆的塑件，其配合部分加工比较困难。(6)多元推出机构 多元推出机构主要适用于一些深腔壳体，薄壁，有局部管形、凸台或金属嵌件等复杂的塑料。如果采用单一的推出机构，不能保证塑件的质量，这时就要采用两种或两种以上的多元推出机构。方案三 推件板推出机构，由于其结构相对简单，并能达到塑件的表面光滑，对于模具一模两腔，只需一块推件板就可以，简化了模具设计制造难度。综合分析，为便于制造选择方案三。 4.6 模具加热、冷却系统的确定 对于大多数热塑性塑料,模具上不需设置加热装置.为了缩短成形周期,需要对模具进行冷却,常

45、用水对模具进行冷却,即在注塑完成后通过循环冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔内,以便迅速使模具冷却.设计水道时通常应注意以下原则:(1)冷却水孔数量应尽可能的多,孔径尽可能的大.冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却通道直径的1-2倍(通常为12-15mm),冷却通道之间的中心距约为水孔直径的3-5倍,通道直径一般在8mm以上.(2)浇口处要加强冷却.(3)冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位,以防漏水.(4)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处.(5)进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧,通常应设在注塑机的背面.综上所述,该模具的冷却水道应设在定模座板与凹模固定板等距离钻孔的形式,接近流

46、道与塑件处,冷却水道的直径为20mm.如图4-10所示: 图4-104.7 排气方式当塑料熔体充满型腔时，必须顺利的排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清晰等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。这里采用配合间隙排气，分型面之间、推杆与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙为0.030.05mm。第五章 模具总体尺寸的确定 模架设计、制造塑料注射模的基本部件,为提高模具质量,缩短模具制造周期,降低模具成本,因此采用标准框架.根据模具设计与制造实训附录3中的s2030小水口dc型模架,该模架是

47、点浇口三板式模具. 模具外形尺寸:长400、宽250、高235. 标准模架如图所示:图5-1图5-1第六章 注塑机参数的校核6.1 最大注塑量的校核 注塑机的最大注塑量就应大于制品的质量或体积,通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以,选用的注塑机最大注塑量应满足: 0.8m机m塑 +m浇式中 m机-注塑机的最大注塑量,g; m塑-塑件的质量,该产品m塑=3g; m浇-浇注系统质量,该产品m浇=15g;故 m机m塑+ m浇/0.8=3+15/0.8=22.5 g而选定的注塑机的最大注塑量为67 g,所以满足要求.6.2 锁模力的校核 f锁pa式中 p-熔融型料在型腔内的压力

48、,该产品p=5060mpa; a-塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和,该产品a=12182; f锁-注塑机的额定锁模力,该f锁=5000kn;故选定注塑机的锁模力为500kn,故满足要求.6.3 满足与注塑机安装部分相关尺寸校核（1）模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合. 模具长宽拉杆面积模具的长为250400820760故满足要求.（2）模具闭合高度校核 模具实际厚度 h模=235 注塑机最小闭合厚度 hmin=150即 h模hmin ,故满足要求.6.4 开模行程校核 注射机的最大行程与模具厚度有关,故注塑机的开模行程满足下式: s机-(h模- hmin)h1+h2+(

49、510)式中 h1-顶出距离,; h2-包括浇注系统在内的塑件高度,; s机-注塑机的最大开模行程,.因为 s机-(h模- hmin)=380-(235-150)=295 h1+h2+(510)=35+85+(510)=125130所以 s机-(h模- hmin)h1+h2+(510) ,故满足要求.第七章 模具的装配、试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改，补充和调整是对模具的补充。7.1试模前的准备 试模前必须对设备的油路、水路及电路进行检查，并按规定保养设备，作好开车前的准备。（1）模具预热（2）模具预热方法大致有两种：一是利用模具本身的冷却水孔，通入热水进行加热。二是外加热法

50、，即将铸铝加热板安装在模具外部，从外向内进行加热，这种方法加热快，但消耗量大。对中小型模具，无需进行模具预热。（3）料筒和喷嘴的加热（4）根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具预热同时进行。（5）工艺参数的选择和调整（6）根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度、压力、时间参数，调整工艺参数是按压力、时间、温度这样的先后顺序变动。（7） 试注塑当料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析产生缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。试注塑过程中，应详细记录模具状态和工艺参数，对不合格的模具应及时进行返修。7.2模具的安装调试 模具

51、的安装是指将模具从制造地点，运到注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具的安装的注射机上要注意以下几点;（1）模具的安装方面满足设计图样的要求；（2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向； （3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行：（4）模具带有液压油路接头，气路接头，热流导元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉，压板的形式，一般每侧采用48块压板，对称布置，模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整，其目的在于检查模具上的各运动机构是否可靠，灵活。定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面:（1）合

52、模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。（2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳，无干涉现象，定位要准确可靠。（3）开模时推出要平稳，保证塑件及浇注系统凝料推出模具。（4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。 7.3试模模具的安装调整后即可以进行试模。（1）加入原料 原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成型性能应符合有关标准的规定，原料一般要先进行干燥。（2）调整设备按照工艺条件要求调整注射机压力，注射速度，注射量，成形时间，成形温度等工艺参数。（3）试模 将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作，开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间下成形。如果型腔未充满，则增加注射机的压力，在提高压力无效时，可以适当提高温度条件，试模注射出样件。（4）检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具是否完成批量生产。针对试模中出