3693 斜齒輪組件注塑模設計

3693 斜齒輪組件注塑模設計,齒輪,組件,注塑,設計 河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁1斜齒輪組件注塑模設計緒 論塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。1.塑料模具市場情況 ：我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術和能力等方面都有很大發(fā)展，但與世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進口。2.塑料模具水平及發(fā)展趨向： 近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達 50t 以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達到 3μm，制件精度為 0.5μm 的小模數(shù)齒輪模具及達到高光學要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn) 4m/min 以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM 技術的應用已大為廣泛，高速加工及 RP/RT 等先進技術的采用越來越多。模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結構和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下： （1）模具的質(zhì)量、周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。（3）隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。 （4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。 （5）隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向著更廣泛的領域和更高水平發(fā) 展。（6）世界上工業(yè)發(fā)達國家的模具正加速向我國轉移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁2二是投資，三是采購。3.存在的主要問題 :我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在 6 個方面的問題。（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。（3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。（4）管理落后更甚于技術落后。（5）供需矛盾一時還難以解決。（6）體制和人才問題的解決尚待時日。4.發(fā)展展望 ：在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要看到不足，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己融入到國際市場中，促進整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結構、性能還是加工技術都必須要有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須與時代發(fā)展同步。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預計會在行業(yè)中得到較快應用和推廣。（1) 超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 （2) 多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 （3) 各種快速經(jīng)濟模具，特別是與快速成型技術相結合的 RP/RT 技術將得到快速發(fā)展。 （4) 模具設計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP 及 PDM 等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 （5) 更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設備將進一步得到發(fā)展和推廣應用。 （6) 更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產(chǎn)生一種特殊的和更為先進的加工方法。 （7) 各種模具型腔表面處理技術、涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 （8) 逆向工程、并行工程、復合加工乃至虛擬技術將得到發(fā)展。 （9) 熱流道技術將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁3（10) 模具標準化程度將不斷提高。斜齒輪組件注塑模設計第一章 塑件的工藝性分析1 塑件的原材料分析塑件的材料選用 PA6，屬熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有良好的電氣性能，熱性能及綜合的力學性能，其力學強度隨溫度而異。在熔化狀態(tài)下具有很高的流動性，是一種自潤滑材料，可在無潤滑狀態(tài)下使用，缺點是吸水性大，成型收縮率不穩(wěn)定；從成型特征上看：結晶性料熔點較高，熔融溫度范圍較窄，熔融狀態(tài)熱穩(wěn)定性差，較易吸濕，成型前應預熱干燥，并應防止在吸濕，流動性極好，成型收縮率范圍大，收縮率大，方向性明顯，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形等弊病。成型條件應穩(wěn)定，熔料冷卻速度對結晶度影響較大，對塑件結構及性能有明顯影響，故應正確控制模溫，塑件壁不宜取厚，并應均勻，脫模斜度不宜取小，尤其對厚壁及深高塑件更應取大。模溫分布應均勻，應注意防止飛邊，并應設置排氣措施，因此，在成型時應注意控制成型溫度，澆注系統(tǒng)應緩慢放熱，冷卻速度不宜過快。圖 1 塑件圖2 塑件結構和尺寸精度及表面質(zhì)量分析1) 結構分析：從零件圖上可以看出，該零件為回轉體類零件，由塑料齒輪河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁4與金屬嵌件組成一體，制件形狀對稱，結構簡單，在側向無凸臺或凹坑阻礙分型，但由于該制件為斜齒輪，為了將制件完好無損地從模具中頂出，必須設計螺旋頂出結構。2) 尺寸精度分析：該零件的重要尺寸在零件圖中已給出，其余未給出的尺寸均按 MT5 計算，由以上分析可知，該零件的尺寸精度屬中等偏上，對應的模具相關零件尺寸加工可以保證。從塑件壁厚上看，最大處為 4，最小處為 3，相差不多，壁厚較均勻，有利于塑件的成型。該零件的表面除要求無缺陷，毛刺，沒有特殊的表面質(zhì)量要求，故比較容易實現(xiàn)。綜合以上分析可以看出，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，制件的成型要求可以得到保證。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁5第二章 計算塑件的體積與質(zhì)量計算塑件的體積與質(zhì)量是為了注塑機及確定模具型腔的數(shù)量。查相關標準知該斜齒輪的法向模數(shù) mn=1,由公式：d a=d+2mn可知該斜齒輪組件的分度圓直徑 d=48,又由公式：d f=d-2.5mn可知斜齒組件的齒根圓直徑 df=45。查設計手冊知：為使塑料齒輪的形狀，尺寸滿足模塑工藝要求，特規(guī)定輪緣厚度等于 3 倍齒高，則輪緣厚度為 6.75，其值取 6。輪板厚度為 5（包括金屬嵌件的厚度，嵌件厚度為 2mm)。計算塑件的體積： 1.9435283 4/)3848(2/)6(1?????????v考慮到金屬嵌件處塑料體積，取塑件體積 mm3。0v計算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設計手冊可查得 PA6 的密度 3，故塑件的cmg/15.??質(zhì)量gvw5.1??考慮到該制件的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，及其形狀結構，擬采用一模四件的模具結構，考慮到其外形尺寸，注塑時所需壓力等情況，初步選用注塑機為G54—S400 型。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁6第三章 注塑工藝參數(shù)的確定查找相關文獻和工廠的實際應用情況，該斜齒輪組件的成型工藝參數(shù)可作如下選擇：（試模時，可根據(jù)實際情況作適當調(diào)整）注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。注塑溫度：后段溫度 T1選用 210℃；中段溫度 T2選用 235℃；前段溫度 T3選用 225℃；噴嘴溫度：選用 205℃；注射壓力：選用 100MPa（相當于注塑機表壓 35kgf） ；注塑時間：選用 3s;保 壓：選用 50MPa;保壓時間：選用 25s；冷卻時間：選用 30s。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁7第四章 注塑模的結構設計注塑模的結構設計主要包括：分型面的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布局，澆口位置選擇，模具工作零件的結構設計，推出結構的設計等內(nèi)容。1 分型面的選擇模具設計中分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構。應根據(jù)分型面的選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面。圖 2 分型面的選擇 該塑件為斜齒輪組件，帶有金屬嵌件，表面質(zhì)量無特殊要求。為防止在取出及安裝過程中劃傷工人，因此尖銳棱角處最好自然形成圓角。此外，該塑件在垂直于軸線方向的截面形狀比較簡單和規(guī)范，選擇如上圖所示的分型方式，既可降低模具的復雜程度，減少模具的加工難度，又便于成型后從模具中取出塑件，也便于保證塑件的尺寸精度和形狀精度。2 確定型腔的排列方式該斜齒輪組件在注塑時采用一模四件，即模具需要四個型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結構的復雜程度等因素，擬采用下圖所示型腔排列方式。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁8圖 3 型腔的排列方式采用上圖所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點是便于設置螺旋頂出結構。3 澆注系統(tǒng)的設計（1）主流道設計：根據(jù)塑料模設計手冊查得 G54—S400 型注塑機噴嘴的有尺寸：噴嘴前端孔徑： d =Ф4mm;0噴嘴前端球面半徑： R =18mm;0根據(jù)模具主流道與噴嘴的尺寸關系：R= R +（1~2）mm0D= d +(0.5~1)mm0取主流道球面半徑 R=19mm;取主流道的小端直徑 d=Ф4.5mm. （2）分流道設計：分流道的形狀及尺寸，應根據(jù)塑件的體積，壁厚，形狀的復雜程度，注塑速率，分流道長度等因素來確定，本塑件的形狀不太復雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較長，為了使分流道便于加工，而又使熔體熱量損失不多，流動阻力小，選用常用的半圓形截面分流道。由主流道直徑 D=8mm,查得分流道截面尺寸 R=4 mm.(3)澆口設計：根據(jù)塑件的成型要求以及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想。設計時考慮從輪緣處進料，料由厚處流向薄處，而且模具在結構上采用鑲拼河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁9式型芯，型腔，有利于填充，排除氣體，采用截面為矩形的側澆口，在澆口的連接處型腔的部位應有圓角，有利于進料。查表初選矩形截面尺寸為（ｂ×ｌ×ｈ）=1.0×1.0㎜×0.8㎜，試模時加以修整。(4)澆口套及其相關零件設計采用主流道襯套，不僅對主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作帶來很大方便，而且在主流道損壞后也便于修磨或更換。本模具的主流道襯套采用 B 型，其具體尺寸與結構如下圖所示：圖 4 主流道襯套主流道襯套的固定零件定位環(huán)其作用是為了使主流道與噴嘴和料筒對中。主流道襯套與定位環(huán)的配合采用較松動的間隙配合 H11/h11,其具體結構與尺寸如下圖所示：圖 5 定位環(huán)定位環(huán)在定模座上的固定采用 4 個內(nèi)六角花形圓柱頭螺釘，其主要尺寸如下：P=1mm,a=2mm,k=3.9mm,d=6mm, d =10mm,l=16mm k河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁104 排氣槽的設計：該斜齒輪組件注塑模的尺寸較小，且模具型腔為鑲拼式，因此該模具可從分型面處和型芯與推管的間隙處排氣，便可滿足塑件的成型工藝要求，故在分型面處可以不開設排氣槽。5 螺旋頂出結構的設計該模具所成型的塑件為帶有金屬嵌件的斜齒輪，其輪齒與軸線之間有一定的傾斜角度，在開模過程中會阻礙塑件從凹模型腔中頂出。為了保證在塑件頂出過程中，塑件從凹模型腔中順利地取出，必須設置螺旋頂出結構。本模具的螺旋頂出結構采用推管與推力軸承等零件組成的頂出結構。查有關手冊，推力軸承選用單向推力軸承，考慮塑件尺寸及使推管具有足夠的強度和剛度，選用 51105 系列推軸承，其主要尺寸如下：d=30mm, D=47mm, T=11mm。由以上數(shù)據(jù)，可確定該螺旋頂出結構的推管的外徑尺寸為 ф30，為了保證推管的強度和剛度，以及要保證成型塑件 ф16mm 凸臺的型芯有足夠的強度和剛度，選用推管的內(nèi)徑尺寸為 ф22mm。推管的具體結構和技術要求如下圖所示：圖 6 推管推管，推管固定板等相關零件間的連接固定的螺釘選用 6 個六角圓柱頭螺釘，其主要尺寸如下：p=1.25mm k=8 mm d =13mm l=30mm d=8mmk查找相關標準，選用推板的外形尺寸 B L H=199mm 315mm 16mm，其??具體尺寸，結構見所附零件圖查找相關標準，選用推管支撐板的外形尺寸河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁11B L H=199mm 315mm 25mm。其具體尺寸，結構見所附零件圖??該斜齒輪組件注塑模的拉料桿采用頭部為 Z 型的圓桿，其具體尺寸，結構，及技術要求如下圖所示：圖 7 拉料桿由于推管構成了模具型腔的一部份，為了保證塑件的成型精度，要保證推管在各板類零件間的導向精度，推板的導向零件選用標準的有肩導套導柱。導柱的具體尺寸，結構，及技術要求如下圖所示： 圖 8 導柱導套的具體尺寸，結構，及技術要求如下圖所示：圖表 9 導套查相關標準，復位桿的的材料選用 T8A，其尺寸選用如下：d=20mm,D=25mm,H=6mm,L=128mm。6 成型零件結構設計 河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁12成型零件的結構設計，當然是以成型符合質(zhì)量要求的塑件為前提，但必須考慮金屬零件的加工性及模具制造成本。成型零件的結構，材料和熱處理的選擇及加工工藝，是影響模具工作壽命的主要因素。注塑模具閉合時，成型零件構成了所成型塑件的型腔。該斜齒輪組件注塑模的成型零件主要有：凹模，型芯及相關的鑲拼件。 （1）凹模的結構設計：凹模是成型塑件外表面的成型零件。該塑件的模具結構采用一模四腔的形式，考慮其結構的加工難易程度和材料的合理利用等因素，成型塑件外表面凹模擬采用鑲拼式結構，可簡化模具型腔加工，降低凹模的加工難度，又可以節(jié)省材料有利于排氣系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)通道的加工與設計。根據(jù)分流道與澆口的設計要求，分流道，澆口均開設在凹模鑲塊上及其固定板上。凹模鑲塊的材料選用 40Cr, 其具體尺寸，結構，及技術要求在所附的零件圖上。（2）型芯的結構設計型芯主要是與凹模鑲塊組合構成模具型腔，考慮其加工的難易程度，該斜齒輪組件的型芯分為兩個部分：一是成型斜齒輪組件輪緣部分的型芯；二是成型斜齒輪組件的輪轂部分的三個小型芯。 成型斜齒輪組件輪緣部分的型芯其材料選用 40Cr，其具體尺寸，結構，及技術要求如下圖所示：圖 10 型芯成型斜齒輪組件的輪轂部分的三個小型芯其材料選用 CrWMn，其中一個較大河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁13型芯的具體尺寸，結構，及技術要求如下圖所示：圖 11 型芯另一個尺寸較小型芯的具體結構及技術要求如下圖所示：圖 12 型芯第三個型芯的具體結構及技術要求如下圖所示：圖 13 型芯（3）金屬嵌件固定結構設計河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁14該斜齒輪組件由塑料齒輪和金屬嵌件組成，在注塑機注塑前，必須先將金屬嵌件放到模具中。為了保證在注塑過程中，金屬嵌件在所要求的位置而不發(fā)生位置移動，采用在模具的定模部分安放環(huán)形永久磁鐵，并用隔磁層將其與定模部分分隔開。環(huán)形永久磁鐵尺寸如下：d 1=ф12mm，d 2=ф30mm，h=8mm。固定金屬嵌件的定模鑲件的材料選用 45 鋼，其具體結構及技術要求如下圖所示：圖 14 定模鑲件 固定定模鑲件的環(huán)形零件構成模具型腔的一部分，為了保證塑件的成型精度，及該零件具有足夠的強度和剛度滿足塑件的成型要求，其材料選用 40Cr，具體結構及技術要求如下圖所示：河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁15圖 15 定模鑲件套第五章 模具設計的有關尺寸計算 成型零件的工作尺寸是成型零件上直接用來成型塑料制品的那部分尺寸。成型零件的尺寸，要保證所成型塑料制品的尺寸。其計算要考慮塑料制品的尺寸公差，所成型塑料的收縮率，溢料飛邊厚度，塑料制品的脫模，模具制造的加工條件及可達到的水平等因素。該斜齒輪組件注塑模的成型零件工作尺寸計算時采用均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差及平均磨損量來計算。查設計手冊知 PA6 的計算收縮率為 0.8%~2.5%，故 PA6 的平均收縮率Smid=1.65%考慮模具制造的現(xiàn)有條件，取模具制造公差 z =Δ/3?河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁161 型腔側壁厚度和底板厚度計算模具型腔的側壁及底板厚度的計算，應保證其計算結果，使模具在工作過程中，既能滿足強度要求，又能滿足剛度要求，要對其強度和剛度加以合理考慮。在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力，開模時的拉力等。其中最主要的是塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下，型腔將產(chǎn)生內(nèi)應力及變形。由于該斜齒輪組件的尺寸較小， ，其型腔尺寸也較小。強度不足是主要問題，應按強度條件進行計算。凹模型腔采用鑲拼式組合結構，據(jù)組合式圓形型腔側壁壁厚計算公式)12/(??mprt?式中 t—型腔側壁的計算厚度（㎜） ；Pm—模腔壓力（MPａ） ；ｒ —型腔內(nèi)孔半徑（㎜） ；б p—材料許用應力（MPａ） ；本模具的模腔壓力取 Pm=50MPa，凹模鑲塊的材料為 40Cr，其熱處理工藝采用850℃油淬，500℃回火所能達到的強度極限 b=1010MPa，取其許用強度?б p=200MPa。由塑件圖凹模型腔內(nèi)壁處最大尺寸 d=Ф50mm∴ r=25mm經(jīng)過計算： t=3.87mm;據(jù)組合式圓形型腔底板厚度計算公式 pmhrt?/2.1?經(jīng)過計算： th=13.81mm考慮到模具整體結構的協(xié)調(diào)取凹模鑲塊外形尺寸為 Ф60mm，凹模鑲塊的高度尺寸為 40mm。2 型腔和型芯工作尺寸的計算型腔，型芯工作尺寸計算如下表：類別序號 模具零件名稱塑件尺寸 計算公式 型芯或型腔尺寸型腔 的計算1 動模鑲件Ф50 04.?DM=Dmax+ Dmax×Smax%-TZ Ф50.85 13.0?河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁17Ф45.5 035.? Ф46.29 0.12?6 24.HM=Dmax+ Hmax×Smid%-0.5T-c 5.84 8.Ф48 10.?? Ф48.5 06.?1.5 1.6 3.1.57 018.?dM=dmin+ dmin×Smin%+ TZ1.6 06.?1.57 .?DM=Dmax+ Dmax×Smax%-TZ 1.61?10° 10°15 3.01?HM=Dmax+ Hmax×Smid%-0.5T 15.11 06.?Ф16 5.?DM=Dmax+ Dmax×Smax%-TZ Ф16.3 5?R1.5 09? R1.6 03.?2 型芯1.0 1. 1.02 5.Ф38 4.0? Ф38.45 013.?R1.5 9.dM=dmin+ dmin×Smin%+ TZR1.6 .3 型芯3 015.?HM=Dmax+ Hmax×Smid%-0.5T-c 2.85 05?1.0? 1.02 .?4 型芯 Ф8 .05 Ф8.16 015.Ф8 1.? Ф8.16 .?型芯的計算5 型芯 0.5 0.?dM=dmin+ dmin×Smin%+ TZ0.52 05.第六章 模架及其相關組件的選用該斜齒輪組件注塑模采用一模四腔的結構，為了使各零件有合適的安裝空間，查中小型模架標準，并考慮具體工作情況，選模架類型為 A2型，其周界尺寸為315×315mm，可確定導柱直徑為 32mm，定模座板厚度為 25mm，動模座板厚度為25mm， 動模支撐板的厚度為 50mm。 根據(jù)經(jīng)驗確定墊塊高度為 63mm，定模板厚度為 40mm，凹模鑲塊固定板的厚度為 40mm。據(jù)墊塊高度并考慮具體工作情況，選其尺寸系列為 56×63×315mm?？紤]該斜齒輪組件注塑模的具體工作情況，其導柱選用有肩導柱的Ⅱ型，其主要尺寸組合如下圖所示：河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁18圖 16 導柱考慮該斜齒輪組件注塑模的具體工作情況，其導套選用有肩導套的Ⅱ型，其主要尺寸組合如下圖所示：圖 17 導套動定模部分的緊固螺釘據(jù)設計手冊知其大徑尺寸 M16，查機械設計手冊，選動定模部分緊固螺釘均為內(nèi)六角圓柱頭螺釘。動模部分緊固螺釘?shù)闹饕叽缛缦拢篸k= 24mm 、 k=16mm 、 b=44mm 、 l=145mm 、 p=2mm。定模部分緊固螺釘?shù)闹饕叽缛缦拢篸k= 24mm 、 k=16mm 、 b=32mm 、 l=40mm 、 p=2mm。由以上各模板的厚度尺寸，可以確定模具的閉合高度：H=243mm。河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁19第七章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計算該斜齒輪組件注塑模在注塑時，不要求有太高的模溫，但在注塑時模具應保持在一個合適的溫度范圍內(nèi)，因而模具在結構上不需要設置加熱系統(tǒng)。 是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設計計算：設定模具的平均工作溫度為 65℃，用 20℃的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其出口冷卻水溫度為 25℃。查設計手冊知 PA6 的密度為 1.21~1.35g/cm3, 其產(chǎn)量初算每三分鐘一套,由此可初步估算注塑機每小時的產(chǎn)量 W=1.25 /h 。kg1024103???查設計手冊知 PA6 的單位熱流量 Q1=75.42×103J/kg.在塑件硬化時注塑模具每小時要排出的熱量：Q2=W Q1=75.42×103J。河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁20求冷卻水的體積：V=75.42×10 4J/[60×4.187×106×(25-20)]=0.0006m3/min。由冷卻水的體積查設計手冊可知，由于體積流量過小，沒有相應的冷卻水孔直徑，也即所需的冷卻水孔直徑很小。由以上計算可知單位時間內(nèi)流入流出模具內(nèi)的冷卻水體積很小，故該斜齒輪組件注塑?？刹辉O冷卻水道，依靠空冷方式冷卻模具即可。第八章 注塑機有關參數(shù)的校核該斜齒輪組件注塑模的外形尺寸 LM×L×H 為 400×315×243mm，查設計手冊知 G54—S400 型注塑機的最大模具安裝尺寸 418×370mm，故能滿足模具的安裝要求。G54—S400 型注塑機最大模具厚度 Hmax=406mm，最小模具厚度 Hmin=165mm，該斜齒輪組件注塑模的模具厚度 H=243mm，在注塑機裝模厚度范圍內(nèi)，即能滿足模具安裝要求。G54—S400 型注塑機最大模板行程 S=666mm，滿足頂出塑件要求： mS704120???河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁21經(jīng)驗證 G54—S400 型注塑機能滿足使用要求，故可以采用。第九章 模具裝配圖和非標零件圖1 斜齒輪組件注塑模的裝配圖（另附） 。2 非標準零件的零件圖（另附） 。3 模具工作原理：該斜齒輪組件注塑模的定模部分安裝到注塑機的定模板上，動模部分安裝到注塑機的動模板上。注塑機通過噴嘴將熔料經(jīng)各流道注入型腔，經(jīng)保壓，冷卻后塑件成型。注塑完成后，成型后留在動模部分的塑件隨動模部分一起后退，將留在定模部分的主流道內(nèi)的凝料拉出。當動模部分后退到一定河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁22程度后，動模部分推板碰到注塑機橫梁，推板帶動由尾端裝有推力軸承的推管從凹模型腔中沿斜齒輪組件的旋向?qū)⑵渎菪敵?，使塑件脫離動模鑲件而自行落下。第十章 模具的裝配與調(diào)試1 模具的裝配該斜齒輪組件注塑模的動定模合模后，互相間不易隊中，在裝配時要先裝好導柱，導套，作為模具的裝配基準。裝配要求如下：(1) 模具上下平面的平行度偏差不大于 0.05mm，分型面處需密合。（2）上下模的型芯必須緊密接觸。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁23裝配時應以分型面密合作為該模具的裝配基準，裝配順序如下：（1）裝配前按圖檢驗主要工作零件及其它零件的尺寸。（2）鏜導柱，導套孔。將定模板 4，動模鑲件板 3，定模座板，和支承板 21疊合在一起，使分型面緊密接觸并夾緊，鏜鏜導柱，導套孔，在孔內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側面的垂直基準。（3）加工定模。用定模板側面的垂直基準確定定模板上定模鑲件套和主流道襯套安裝孔的位置，并以此作為加工基準，在鏜床上鏜出這些孔。（4）加工動模鑲件板。以定模板上各定模鑲件套安裝孔的中心線為基準，在鏜床上加工出對應的動模鑲件安裝孔。（5）將動定模鑲件及相關零件分別壓入動模鑲件板，定模板。（6）壓入導柱，導套。在定模板，定模座板，動模鑲件板，和支承板上分別壓入導柱，導套，使導向可靠，滑動靈活。（7）通過型芯 16 加工支承板，推板，推板支撐板上的推管孔。（8）以推板，推板支撐板上的推管孔為基準加工推力軸承安裝孔。（9）鏜導柱，導套孔。將動模座板，推板，推板支撐板，和支承板疊合在一起，按中心線對齊并夾緊，鏜導柱，導套孔。并加工出推板，推板支撐板的螺釘孔。（10）將推力軸承裝入推板，推板支撐板。將拉料桿，各推管穿入推板，動模鑲件板，和支承板，導套 26 壓入推板，將推板支撐板疊合在推板上，并用 M8螺釘緊固。（11）將墊塊和動模座板按安裝要求疊放到已疊放到一塊的各模板上，將其夾緊，加工出 M16 螺釘孔和銷釘孔，加工完后打入銷釘，并用螺釘緊固。（12）安裝主流道襯套，并用 M6 螺釘和固定環(huán)將其固定在定模部分。（13）將動模部分未安裝的型芯，導柱裝入動模部分，并用螺釘及相關固定件將其固定在動模部分。（14）完成裝配后進行試模，并交檢入庫。2 試模試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個全面反映。以檢驗樣件來修正和驗收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁24件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應當解決的問題。1）粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設計意圖相反，離開型芯一側，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機構失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：（1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。（2） 注射保壓時間過長，造成過量充模。（3） 冷卻時間過短，物料未能固化。（4） 模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮。（5） 型腔內(nèi)壁殘留凹槽，或分型面邊緣受過損傷性沖擊，增加了脫模阻力。2）粘著模芯（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時間過長而造成過量充模，尤其成型芯上有加強筋槽的制品，情況更為明顯。（2） 冷卻時間過長，制件在模芯上收縮量過大。（3） 模腔溫度過高，使制件在設定溫度內(nèi)不能充分固化。（4） 機筒與噴嘴溫度過高，不利于在設定時間內(nèi)完成固化。（5） 可能存在不利于脫模方向的凹槽或拋光痕跡需要改進。3）粘著主流道（1） 閉模時間太短，使主流道物料來不及充分收縮。（2） 料道徑向尺寸相對制品壁厚過大，冷卻時間內(nèi)無法完成料道物料的固化。（3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。（4） 主流道襯套內(nèi)孔尺寸不當，未達到比噴嘴孔大0.5～1 ㎜。（5） 主流道拉料桿不能正常工作。一旦發(fā)生上述情況，首先要設法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護模具成型部位不受損傷。仔細查找粘模發(fā)生的原因，一方面要對注射工藝進行合理調(diào)整；另一方面要對模具成型部位進行現(xiàn)場修正，直到認為達到要求，方可進行二次注射。4）成型缺陷河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁25當注射成型得到了近乎完整的制件時，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯綜復雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個排除，逐步改進，方可得到理想的樣件。下面就對常見的成型制品主要缺陷及其改進的措施進行分析。（1） 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動阻力過大 這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料前鋒冷凝所致。塑料流動佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。c. 鎖模力不足因注射時動模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。應調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）與第一項相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動性過好d. 模具局部配合不佳e. 模板翹曲變形（3） 制件尺寸不準確初次試模時，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設計要求尺寸相差較大。這時不要輕易修改型腔，應從注射工藝上找原因。a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時間過長，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實際尺寸偏大；模溫較低，事實上使熔料在較低溫度的情況下成型，收河南機電高等專科學校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁26縮率趨于小值。這時要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時，體積收縮量大，尺寸偏小。此時調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸變化，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。5）調(diào)整措施調(diào)整時應注意調(diào)節(jié)進料速度，增加排氣孔，正確設計澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。第十一章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制1 動模鑲件加工工藝過程卡（另附） 。河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁272 動模鑲件固定板加工工藝過程卡（另附） 。3 構成模具型腔的其它環(huán)形零件的結構與形狀較簡單，其加工較動模鑲件的簡單，采用車削加工和鏜削加工并輔以相關輔工序便能達到設計要求。動模鑲件的加工工藝過程卡零（部）件圖號機械加工工藝過程卡片零（部）件名稱 動模鑲件共（1）頁第（1）頁 材料牌號 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備注40Cr 熱軋圓鋼 Φ85×45mm 1河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁28工時工序號工序名稱工序內(nèi)容 設備 工藝裝備準終 單件1 下料在鋸床上下料，下料尺寸為 Φ85×45mm。鋸床2 車削先車兩端面，之后出車零件在徑向的外表面，留單邊余量 0.1 mm。普通車床3 磨削 在平面磨床磨兩端面 平面磨床4 銑削在數(shù)控銑床上銑出零件徑向的內(nèi)表面，留單邊余量 0.1 mm。數(shù)控銑床5輪齒加工在專用機床上加工出動模鑲件的輪齒。齒輪專用加工機床6熱處理按熱處理工藝，淬火回火達到 45~50HRC7 磨削磨削各個外表面至設計尺寸外圓磨床8 坐標鏜在坐標鏜床上鏜各內(nèi)表面至設計要求。坐標鏜床9 鉗工精修全面達到設計要求10 檢驗 標記 記數(shù) 更該文件號 標記 日期 處數(shù) 簽字 更該文件號設計日期 標準化日期會簽日期 審核日期動模鑲件固定板加工工藝過程卡零（部）件圖號機械加工工藝過程卡片零（部）件名稱 動模鑲件固定板共（1）頁第（1）頁材料牌號 毛坯種類 毛坯外型尺寸 每個毛坯可制件數(shù) 每臺件數(shù) 備注45 熱軋方鋼 250×250×80mm 1河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁29工時工序號工序名稱工序內(nèi)容 設備 工藝裝備準終 單件1 備料在鋸床上下料，下料尺寸為 250×250×80mm。鋸床2 鍛造將毛坯鍛成325×305×50mm 的長方體。平鍛機3 熱處理 退火。 加熱爐4 銑加工在銑床上刨六個面，互為直角，留單邊余量0.5mm。銑床5 熱處理 調(diào)質(zhì)。 滲碳反應爐6 磨削 磨六個面，互為直角。 平面磨床7鉗工劃線劃出各孔位置線。8 銑加工 按位置加工各孔 數(shù)控銑床9 熱處理按熱處理工藝，淬火回火至設計要求。加熱爐10 磨加工 精磨上下兩平面。 平面磨床11鉗工精修全面達到設計要求12 檢驗標記 記數(shù) 更改文件號 日期 處數(shù) 簽字 標記 更該文件號設計日期 標準化日期會簽日期 審核日期第十二章 設計總結 畢 業(yè) 設 計 是 學 生 即 將 完 成 學 業(yè) 的 最 后 一 個 重 要 環(huán) 節(jié) ， 它 既 是 對 學 校 所 學河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁30知 識 的 全 面 總 結 和 綜 合 應 用 ， 又 為 今 后 走 向 社 會 的 實 際 操 作 應 用 鑄 就 了 一個 良 好 的 開 端 。 畢 業(yè) 設 計 是 作 者 對 所 學 知 識 理 論 的 檢 驗 與 總 結 ， 能 夠 培 養(yǎng)和 提 高 設 計 者 獨 立 分 析 問 題 和 解 決 問 題 的 能 力 ， 使 學 生 學 習 并 掌 握 科 學 研 究 、工 程 設 計 和 撰 寫 技 術 報 告 的 基 本 方 法 。 畢 業(yè) 設 計 主 要 涉 及 科 研 、 技 術 設 備 的革 新 、 改 造 等 方 面 ， 強 調(diào) 設 計 的 獨 創(chuàng) 性 和 實 用 性 。 要 求 具 備 清 晰 的 設 計 思 路 ，具 體 的 設 計 方 案 和 步 驟 ， 準 確 的 設 計 參 數(shù) 和 計 算 分 析 ， 同 時 畢 業(yè) 設 計 也 要 求邏 輯 性 強 ， 條 理 清 楚 ， 語 言 精 練 。 優(yōu) 秀 的 畢 業(yè) 設 計 可 以 使 作 者 的 設 計 思 路 和創(chuàng) 新 理 念 得 到 很 好 的 展 現(xiàn) ， 充 分 體 現(xiàn) 設 計 者 對 知 識 掌 握 和 運 用 的 熟 練 程 度 ，也 使 設 計 方 案 能 夠 推 廣 應 用 。這 次 畢 業(yè) 設 計 受 益 匪 淺 ， 特 別 是 能 參 加 畢 業(yè) 設 計 ， 讓 我 能 夠 把 所 學 同 工程 實 際 相 結 合 。 在 畢 業(yè) 設 計 后 ， 我 進 行 了 總 結 ， 希 望 這 些 經(jīng) 驗 能 給 自 己 今 后的 工 作 提 供 借 鑒 。致謝河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁31歷經(jīng)近三個月的畢業(yè)設計快要結束，請各位老師對我的設計過程作最后檢查。在這次畢業(yè)設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教各位老師有關模具方面的問題，并且和同學們探討模具設計在實際中可能遇到的具體問題，使我在這短暫的時間里，對模具的認識有了一個質(zhì)的飛躍。使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、CNC數(shù)控加工），主要工藝參數(shù)的計算，產(chǎn)品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了更進一步的理解和掌握。模具在當今社會生活中運用得非常廣泛，掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重要的意義。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經(jīng)的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。經(jīng)過近三個月的努力，我相信這次畢業(yè)設計一定能為三年的大學生涯劃上一個圓滿的句號，為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。在這次設計過程中得到了很多老師和同學的幫助。在此，對關心和指導過我各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝!參考文獻河南機電高等?？茖W校材料工程系畢業(yè)設計說明書/ 論文共 31 頁 第 頁32【1】 楊占堯. 塑料注塑模與結構設計. 清華大學出版社【2】 彭建聲. 簡明模具工實用技術手冊. 機械工業(yè)出版社，1993【3】 唐志玉. 模具設計師指南. 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