齒輪軸塑模設計注塑模具設計

齒輪軸塑模設計注塑模具設計,齒輪軸,設計,注塑,模具設計 課程設計任務書 題目 齒輪軸(一模兩件) 系部 機械系 專業(yè) 材控 班級 課程設計內(nèi)容與要求： 1、塑件工藝分析 2、設計繪制塑料模具結構草圖 3、設計繪制塑料模具裝配圖 （A1一張） 4、選擇注射機并校核塑模與注射機相關的參數(shù) 5、設計繪制成型零件工作圖 （A3或A4兩張） 6、計算成型零件工作尺寸與公差 （列表計算） 7、繪制塑料模具開模圖 （A1或A2一張） 8、編制塑件模塑工藝規(guī)程卡 （一份） 9、編寫設計說明書 （不少于3000字） 課程設計工作計劃： 2010.9.接受設計任務,收集和查閱相關資料,對塑件進行工藝分析. 確定塑?？傮w方案 繪出塑模結構草圖 繪制塑模裝配圖 繪制成型零件結構草圖 繪制成型零件工作圖 繪制塑模開模圖 編制模塑工藝規(guī)程卡 編寫設計說明書 答辯 接受任務日期 2011 年 9月 日 要求完成日期 2011 年 9 月 日 學生 （簽名） 指導教師 （簽名） 2011 年 9月 日 塑件成型規(guī)程卡 塑 件 名 稱 齒輪軸 塑件圖 材 料 牌 號 ABS 單 件 重 量 0.2g 成型設備型號 SZ-45/100A 每 模 件 數(shù) 2 成型工藝參數(shù) 材料干燥 干燥設備名稱 烘箱 溫度 /℃ 90~110 時間 /h 8~12h 成型過程 料筒溫度 后段 /℃ 150～170 中段 /℃ 165～180 前段 /℃ 180～200 噴嘴 /℃ 120~180 模具溫度 /℃ 59～80 時間 注射 /s 20~90 保壓 /s 0~5 冷卻 /s 20~120 壓力 注射 /MPa 60~100 保壓 /MPa 后 處 理 溫度 /℃ 時間 /h 編 制 日 期 審 核 日 期 孫振波 2011/9/29 課程設計說明書 題目：齒輪軸塑料模課程設計 姓 名： 學 號： 年 級： 專 業(yè)： 學生類別： 指導教師： 教學單位： 10 南京農(nóng)業(yè)大學課程設計說明書 課程設計說明書 題目：齒輪軸塑料模課程設計 姓 名： 學 號： 年 級： 專 業(yè)： 學生類別： 指導教師： 教學單位： 1 目錄 摘要…………………………………………………… 2 關鍵詞………………………………………………… 3 一、 塑件成型工藝性分析……………………………4 二、 擬定模具結構形式………………………………5 三、 注射機型號的選定………………………………7 四、 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設計……………………9 五、 成型零件的結構設計和計算………………… 11 六、 模架的確定和標準件的選定………………… 12 七、 合模導向機構的設計………………………… 13 八、 脫模推出機構的設計………………………… 13 九、 側向分型與抽芯機構的設計………………… 13 十、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計…………………………… 13 十一、 排氣系統(tǒng)的設計………………………… 13 十二、設計小結…………………………………… 13 參考文獻…………………………………………… 15 齒輪軸塑料模具設計 摘要：該齒輪軸材料為ABS，一端為齒輪，一端為螺紋。對同軸度有較高要求，且螺紋直徑較小，需要側抽芯距離較小，選用瓣合模的形式成型螺紋。齒輪由鑲嵌在定模座板的齒輪型腔來成型。該模具為一模兩腔式，生產(chǎn)效率較高。且由于該模具大量選用標準件，制造成本較低。為了保證齒輪軸工作部分即齒輪的表面質(zhì)量，將澆口設置在距離齒輪5mm處，因此將澆口設置為傾斜式。該模具的工作原理為：開模時，動模將齒輪以及凝料從齒輪型腔中垂直拉出。當?shù)竭_一定距離時，推桿推動瓣合模沿著模套的導滑槽運動，使瓣合模產(chǎn)生側向位移，打開瓣合模，取出塑件及凝料。重新閉合，進行下一個齒輪軸的成型。 關鍵詞：齒輪軸 塑料模具 瓣合模 側抽芯 模具設計 一、 塑件成型工藝性分析 1）塑件分析 1、塑件如圖1所示 分度圓d 3.5 模數(shù)m 0.25 壓力角a 20 齒數(shù)z 14 齒厚s 0.4 齒距p 0.785 公法線長度L 2.355 跨測齒數(shù)h 3 圖1 表1 2、塑料名稱 ABS 3、生產(chǎn)綱領 大批量 4、塑件的結構及成型工藝分析 （1）結構如下。 該塑件為傳動件，一端為齒輪，另一端為螺紋，分別在不同的型腔內(nèi)成型，必須保證塑件的同軸度，所以在模具設計和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動的精度。 （2）成型工藝分析如下。 精度等級。采用一般精度等級4級。 2）熱塑性塑料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 1注射成型過程 ① 成型前的準備。對ABS的色澤、細度和均勻度進行檢驗，由于ABS容易吸濕，成型前應進行充分的干燥，干燥至水分含量<0.2%。干燥條件：真空度為9.3×105pa,烘箱溫度為90℃～110℃.料層厚度<25mm，干燥時間8h～12h。 ② 注射過程。塑料在注射機料筒的內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流、冷卻5個階段。 2 ABS的注射工藝參數(shù) ① 注射機:螺桿式 ② 螺桿速度（r/min）:30 ③ 料筒溫度（℃）后段150～170 中段165～180 前段180～200 ④ 噴嘴溫度（℃）120～180 ⑤ 模具溫度（℃）50～80 ⑥ 注射壓力（MPa）60～100 ⑦ 成型時間（s）:注射20～90；保壓0～5；成型周期50～220；冷卻20～120 3）ABS的性能分析 1、使用性能 在一定的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強度和表面硬度及耐磨性；具有一定的化學穩(wěn)定性和介電性能，尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤，耐熱性不好。 2、成型性能 成型性較好；流動性較好，成型收縮率較小，比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝聚較快，模塑周期短。 二、 擬定模具結構形式 1、 分型面選著方案 1） 分型面選擇方案Ⅰ。第一分型面與開模方向垂直；第二分型面與塑件推出方向平行。分型面的形式與位置如圖2所示。螺紋部分可以利用瓣合模或滑塊來成型，分型距離短（單邊距離只有1.5mm左右），齒輪部分可以再另外一塊兒模板中成型，整個塑件成型精度較高，模具結構也比較簡單 2） 分型面選著方案II。第一分型面與開模方向平行，第二分型面與開模方向垂直，如圖3所示。因為齒輪在動定模兩個部分，所以齒輪部分無法直接開模，必須做一個型腔嵌件有側抽芯分型，抽芯距離長，模具結構也復雜。綜上所述，分型面采用方案I模具結構相對簡單，塑件成型精度可靠，采用方案I 圖2 圖3 2、 確定型腔數(shù)量及排列方式 根據(jù)要求采用一模兩腔，排列方式如圖4所示 3、該塑件外觀質(zhì)量較高，對該塑件進行模塑成型時，在圓柱齒輪以下的部分只能采用側向抽芯。側向成型的方法有多種形式，有斜導柱、斜導槽和彎銷驅(qū)動側向成型滑塊成型，有斜滑塊側向成型等方法。而斜滑塊側向成型要比斜導柱之類的得側向成型機構簡單的多，因此本設計采用斜滑塊側向成型。而齒輪采用整體模腔成型，因此可初步擬定兩型腔兩分型面的模具結構形式，其中兩分型面分別為水平,垂直分型面。如圖5所示： 圖4 圖5 三、 注射機型號的選定 1、所需注射量的計算 1）塑件質(zhì)量、體積計算 塑件體積 塑件質(zhì)量 2） 澆注系統(tǒng)凝料的初步計算 可按塑件的0.6被計算，由于該模具采用一模兩腔，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為： 3） 該模具注射一次所需的塑料 體積 質(zhì)量 2、 注射機型號的選定 根據(jù)以上的計算選定型號為SZ-45/100型注射機，其主要技術參數(shù)見表2注射機主要參數(shù) 理論注射容積 注射壓力 注射 塑化能力 螺桿轉(zhuǎn)速 49㎝3 200 MPa 1s 6g/s 0～140r/min 鎖模力 拉桿內(nèi)間距 開模行程 最大模具厚度 最小模具厚度 400KN 215×265mm 240mm 240mm 90mm 噴嘴孔直徑 定位孔直徑 噴嘴球半徑 3mm 55mm SR12mm 表2 3、 注塑機的校核 注射量校核 注射機的表稱注射量：V機=49cm3 則實際需要的注射量：V實= 0.58 cm3 所以，注射量符合 注射壓力校核 因為ABS的注射壓力是60－100MPa，而XS-ZY-60注塑機的壓力為200Mpa，顯然注塑機的注射壓力滿足要求。 鎖模力校核 塑料對模板的壓力為： P=35MPa F脹=(nA塑件+A澆)×P=（2×355+248）×35=33 KN F額=400KN> 33KN=F脹 鎖模力足夠 開模行程與推出機構的校核（具有側向抽芯）： S = H1+H2+（5～10）mm= 27+3+38+7mm=75 本設計注塑機的最大開模行程Smax=240mmm>75mm=S 安裝部分相關尺寸的校核： 噴嘴尺寸： 主流道始端的球面半徑SR主流道=13mm＞注射機噴嘴球面半徑SR0=12mm, 主流道小端直徑d=3.5＞注射機噴嘴直徑d0=3 定位圈與注射機固定板的關系： 注射機所要求的定位圈尺寸為55mm 模具總厚度與注射機模板閉合厚度的關系： 模具總厚度Hm=143mm,注射機允許的最大模具厚度Hmax=240mm,最小厚度Hmin=90mm 即 Hmin＜Hm＜Hmax滿足要求。 四、澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設計 1、主流道的設計 （1）主流道尺寸 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中，主流道的形式為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 1)主流道小端直徑 d=注射機噴嘴直徑+（0.5～1） =3+（0.5～1），取d=3.5mm 2）主流道球面半徑 SR=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2） =12+（1～2）,取SR=13mm 3)球面配合高度 h=3mm～5mm，取h=3mm。 4）主流道長度 L=16+20=36mm 5) 主流道大端直徑 6) 澆口套總長 （2）、主流道成套的形式 由于該模具主流道較長，定位圈和襯套設計成分體式較宜。 2、 冷料穴的設計 開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷聊穴直徑應稍大于主流道大端直徑。由于模具有垂直分型面，冷料穴分別在左右瓣合模上，開模時，將主流道的凝料拉出其形式如圖6所示： 圖6 其中d為主流道大端直徑，該模具d+2=6.8mm,冷料穴深度h=3.5mm。3、分流道的設計 1）分流道的布置形式如圖6所示 2）分流道的單向長度 L=12.5mm 3）分流道的形狀尺寸，為了便于加工，將分流道設計成梯形分流道，其長邊為2mm,窄邊為1.5mm，高為1.75mm。 4）分流道的表面粗糙度取為 4、 澆口的設計 該沒劇采用側澆口，其尺寸為別為：深度：h=0.5mm 寬度：w=0.5mm 長度：l=1.0mm 5、澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 6、澆注系統(tǒng)凝料體積得計算 1）主流道與主流道凝料井凝料體積 2）分流道凝料體積 3）澆口凝料體積 很小，可取0 4）澆注系統(tǒng)凝料體積 符合要求 五、 成型零件的結構設計及計算 由已知條件查的該塑件的收縮率為0.5 x取0.6 ，該塑件按一般精度等級制造，精度等級設為四級 1） 齒輪型腔有關尺寸計算 齒輪尺寸 型腔尺寸 其中-精度高，取大值，在此取0.8，其余各符號意義同前 2） 螺紋型環(huán)尺寸計算 螺紋型環(huán)尺寸 大徑 查表4-2得 b=0.12mm mm 中徑 查表4-2得 mm 小徑 查表4-2得 mm 螺距 查表4-3得 螺紋長度 mm 3） 其它 總高 mm 型腔總高 mm 六、 模架的確定和標準件的選用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件的尺寸結合標準模架，選用結構式為A2型、模架尺寸為100mmX100mm的標準模架，可符合要求,具體尺寸如下 1、 定模座板 160mmx100mm、厚25mm 2、 定模板 100mmx100mm、厚20mm 3、 支撐板 100mmx100mm、厚30mm 4、 墊塊兒 20mmx100mm、厚38mm 5、 動模座板 160mmx100mm、厚16mm 6、 模套 160mmx100mm、厚20mm 7、 推板 58mmx100mm、厚12.5mm 8、 推板固定板58mmx100mm、厚10mm 七、 合模導向機構的設計 該模具選用四根導柱，其為帶頭導柱I型，規(guī)格為 導套為 八、 脫模推出機構， 采用標準推桿推桿將瓣合模推松。 規(guī)格為 九、側向分型與抽芯機構的設計 采用哈夫模進行側向抽芯 哈夫模的具體尺寸計算： 整體尺寸：初步估計上表面的尺寸為45mmx140mm，下表面的寬度為 mm 因回歸計算上表面的寬度，較難保證尺寸精度，所以加工時以下表面尺寸為37x140、傾斜角為10°，高度為27mm，同時模套的加工也10°為基準，即保證了瓣合模與模套的配合要求。 十、 排氣系統(tǒng)的設計 該模具是屬于小型模具，排氣量很小，且分型面較多，因此本設計不單獨開設排氣槽。 十一、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 由于該模具較小，不需要冷卻系統(tǒng)即可達到要求。 十二、設計小結? 作為作為材料成型專業(yè)的學生,課程設計是我們即將邁入社會的個人作業(yè),也是對我們這專業(yè)知識一次總結與檢驗.設計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設計過程中遇到了許多的問題，在老師及朋友的幫助下予以解決。首先要感謝老師對我的指導和督促，給我指出了正確的設計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設計過程中少走彎路。 總的來說通過本次課程設計還是受益匪淺。首先，我對模具基本設計步驟以及相關參數(shù)的選用、計算及校核有了進一步的加深；其次，本次設計是對我們前面所學的知識的一次鞏固與復習過程，使我們對以前所學知識有了更深一步的認識及運用。本次課程設計也為我們以后走上工作崗位后的設計工作打下了一定的基礎。 由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。? 參考文獻 1、中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會.中國模具設計大電，南昌；江西科學技術出版社，2003 2、李海梅，申長雨主編. 注塑成型及模具設計使用技術. 北京：化學工業(yè)出版社，2002 3、 賈榮禮，程志遠等. 使用注射模設計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2000 4、 許鶴峰，陳言秋. 注射模具設計要點與圖例. 北京：化學工業(yè)出版社，1998 5、 葉久新，王群主編.注塑成型及模具設計. 長沙：湖南科技出版社，2004 6、 陳萬林等， 實用塑料注射模具設計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社，2002 7、 徐佩弦. 塑件與模具設計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2002 8、 四川大學，北京化工大學，天津輕工業(yè)學院.塑料成型模具. 北京：高等教育出版社，2000 - 15 -