437 斜齒輪注射模

437 斜齒輪注射模,齒輪,注射 前 言1 概述模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被成為“工業(yè)之母” 。而塑料模具又是整個(gè)模具行業(yè)中的一枝獨(dú)秀，發(fā)展極為迅速。自從 1927 年聚氯乙烯塑料問世以來，隨著高分子化學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及高分子合成技術(shù)、材料改性技術(shù)的進(jìn)步，愈來愈多的具有優(yōu)異性能的高分子材料不斷涌現(xiàn)，從而促使塑料工業(yè)飛躍發(fā)展。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，69%~90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。我國自改革開放以來，塑料工業(yè)發(fā)展很快，表現(xiàn)在不僅塑料增加而且其品種更為增多，其產(chǎn)量已上升到居世界第四位，由此可見，塑料工業(yè)已在我國國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中發(fā)揮了愈來愈大的作用。在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度比國際水平低許多。在模具價(jià)格方面，我國比發(fā)達(dá)國家低許多，約為發(fā)達(dá)國家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達(dá)國家將模具向我國轉(zhuǎn)移的趨勢進(jìn)一步明朗化。我國塑料模的發(fā)展迅速。塑料模的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、CAD 技術(shù)、CAPP 技術(shù)，已有相當(dāng)規(guī)模的確開發(fā)和應(yīng)用。在設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大，在模具材料方面，專用塑料模具鋼品種少、規(guī)格不全質(zhì)量尚不穩(wěn)定。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，系列化商品化尚待規(guī)?；籆AD、 CAE、Flow Cool 軟件等應(yīng)用比例不高；獨(dú)立的模具工廠少；專業(yè)與柔性化相結(jié)合尚無規(guī)劃；企業(yè)大而全居多，多屬勞動密集型企業(yè)。因此努力提高模具設(shè)計(jì)與制造水平，提高國際競爭能力，是刻不容緩的。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及對塑件質(zhì)量要求的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）塑料成型理論研究的進(jìn)展。（2）新的成型方法不斷涌現(xiàn)。（3）塑件更趨向精密化、微型化及超大型化。（4）開發(fā)出新型模具材料。（5）模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用。（6）模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)發(fā)展迅速。（7）模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，模具工業(yè)已經(jīng)從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門，而且其產(chǎn)值已經(jīng)超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。目前國內(nèi)模具行業(yè)的基本情況是，隨著輕工業(yè)及汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日漸受到人們廣泛關(guān)注，已形成一個(gè)行業(yè)。但是我國模具行業(yè)缺乏技術(shù)人員，存在品種少、精度低、制造周期長、壽命短、供不應(yīng)求的狀況。一些大型、精密、復(fù)雜的模具還不能自行制造，需要每年花幾百萬.上千萬美元從國外進(jìn)口，制約了工業(yè)的發(fā)展，所以在我國大力發(fā)展模具行業(yè)勢在必行。2 本課題的研究內(nèi)容、要求、目的及意義本次動渦盤模具設(shè)計(jì)采用 Proe 輔助設(shè)計(jì)，運(yùn)用 CAD 技術(shù)能有效地對整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程預(yù)測評估通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真技術(shù)來完善模具結(jié)構(gòu)，再現(xiàn)能力強(qiáng)，整體水平容易控制，能夠迅速獲得樣品，有利于爭取定單，贏得客戶；同時(shí)節(jié)省大量的模具試制材料費(fèi)用，減少模具返修率，縮短生產(chǎn)周期，大大降低了模具成本。本課題的研究內(nèi)容及基本要求（1）獨(dú)立擬定動渦盤塑件的成型工藝，正確選用成型設(shè)備。（2）合理地選擇模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件圖及技術(shù)要求，提出模具結(jié)構(gòu)方案，并使其結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便。必要時(shí)可根據(jù)模具設(shè)計(jì)和加工的要求，提出修改塑件圖紙的要求。（3）正確的確定模具成型零件的形狀和尺寸。（4）所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)制造方便、造價(jià)便宜。（5）充分考慮塑件設(shè)計(jì)特色，盡量減少后加工。（6）設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，安全可靠，如要求澆注系統(tǒng)充型快，冷卻系統(tǒng)效果好，脫模機(jī)構(gòu)靈活可靠，自動化程度高。（7）要求模具零件耐磨、耐用、使用壽命長。本課題的研究目的及意義（1）熟悉擬定塑料成型工藝和模具設(shè)計(jì)原則、步驟和方法。（2）學(xué)會查閱有關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)、手冊和資料。（3）培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對斜齒輪注射模的設(shè)計(jì)，包括工藝方案的分析及確定、工藝計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。由于該塑件是傳動工程件且阻滑紋為圓柱紋，故在設(shè)計(jì)中主要解決了該塑件的分型面選擇、型腔數(shù)目的確定、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。采用了旋 轉(zhuǎn) 機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤式分型抽芯機(jī)構(gòu)來脫模。從而保證 了齒輪的精度、其孔的同軸度和螺旋齒廓的精度。關(guān)鍵詞：注射模；斜齒輪；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)Abstract:The main design graduate of bevel wheel injection, including the analysis of the program and determine, process. Mold design calculations content. Since the drive is plastic parts and pieces of the project profile for the anti-skid cylindrical profile. Therefore, the design is the main settlement of the plastic parts of sub-surface choices, determining the number of cavity, the demoulded mechanism design, Using a rotating body, turntable type pulling mechanism to demould. Thereby ensuring the accuracy of the gear,the concentricity of the socket and spiral profile accuracy.Keyword: plastics injection mold; bevel wheel; structural design 目 錄一. 塑件的分析 ------------- 1一. 對塑料技術(shù)要求的了解 --------------- 4三.注射機(jī)的選擇 ------------------------ 5四.型腔數(shù)目的決定 ---------------------- 6五.成型零件設(shè)計(jì) ------------------------ 8六.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) --------------------- 13七.模具溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) -------------- 16八.脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ---------------------- 16九.復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇 --------------- 23十.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ---------------------- 24十一.型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算 ---------- 25十二.模具的閉合高度和開模行程驗(yàn)算 ------ 28十三.模具中其它零件的設(shè)計(jì) ------------- 28十四.標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 ----------------------29十五.模具的總裝圖以及運(yùn)動順序及模具的特點(diǎn) ----------------------------------------- 30十六.模具安裝調(diào)試 ----------------------- 30十七.總結(jié) ------------------------------- 30十八.參考文獻(xiàn) ---------------- 33塑件（斜齒輪）的分析1．塑件模型 　 。　:R=0.5m　B　。4 2'Mn　Z10　.2． 塑料（聚甲醛）應(yīng)用基礎(chǔ)塑料的種類繁多，性能有差異,在從事塑料應(yīng)用技術(shù)工作時(shí)，首先應(yīng)對所選用的塑料(聚甲醛)組成，類型以及有關(guān)性能有所了解，即掌握必要的塑料應(yīng)用基礎(chǔ)知識。塑料是以合成樹脂為基礎(chǔ)，再加入增塑劑，填充劑，染料，潤滑劑，穩(wěn)定劑等材料組成。在一定溫度和壓力條件下，通過成型加工，可以將塑料制成具有某種形狀，在常溫下保持形態(tài)不變的塑料制品。（一）常用塑料塑料可分為熱固性塑料和熱塑性塑料。常用熱固性塑料有酚醛塑料，氨基塑料，環(huán)氧樹脂，DAP 塑料等等。常用熱塑性塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚體（ABS）、聚甲醛（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）等等。（二）聚甲醛（POM）塑料1、聚甲醛（POM）的工藝性能熱塑性塑料在恒家壓力下，根據(jù)受熱溫度的差別，存在三種狀態(tài)，即玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。處于粘流態(tài)的塑料，可采用注射成型和擠出成型等加工方法來制作塑料制品，而聚甲醛就是在粘流態(tài)情況下成型成制品。聚甲醛流動性中等，主要2由其溫度壓力，模具結(jié)構(gòu)來決定其流動性。聚甲醛是不透明或半透明的結(jié)晶塑料。且不屬于吸濕性塑料，因此，在成型前可不用預(yù)熱處理，因?yàn)榫奂兹┦菬崦粜运芰稀Ｒ虼?，模具設(shè)計(jì)選擇注射及成形時(shí)都應(yīng)注意，應(yīng)選用螺桿式注射機(jī)，澆注系統(tǒng)截面應(yīng)大，模具和料筒應(yīng)鍍鉻，不得有死角滯料，必須嚴(yán)格控制成型溫度，模溫，加熱時(shí)間，螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等。２、聚甲醛（ＰＯＭ）的成型特性(１) 結(jié)晶性塑料熔融范圍很窄，熔融或凝固速度快，結(jié)晶化速度快，料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化，流動性下降。(２) 熱敏性強(qiáng)極易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱）分解溫度為 240`C,但 200 度中滯留 30 分鐘以上即發(fā)生有刺激性分解時(shí)產(chǎn)生有刺激性，腐蝕性氣體。(３) 流動性中等，溢邊值為 0.04 毫米左右，流動性對溫度不敏感，但對注射壓力變化敏感。(４) 結(jié)晶度高，結(jié)晶化時(shí)體積變化大，成型收縮范圍大，收縮率大。(５) 吸濕性低，水分對成型影響極小，一般可不干燥處理，但為了防止樹脂表面附粘水分，不利成型，加工前可進(jìn)行干燥并起預(yù)熱作用，特別對大面積薄壁塑料件，改善塑件表面光澤有較好效果，干燥條件一般用烘箱加熱，溫度為 90～100`C,時(shí)間 4 小時(shí),料層厚度 30 毫米。(６) 摩擦系數(shù)低，彈性高，淺側(cè)凹槽可強(qiáng)迫脫模，塑件表面可帶有皺紋花樣，但易產(chǎn)生表面缺陷，如毛斑、折皺、熔接痕、縮孔、凹痕等弊病。(７) 宜用螺桿式注射機(jī)成形，余料不宜過多和滯留太長，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不應(yīng)超過注射機(jī)注射克量的 75%，或取注射容與料筒容量之比為 1：6～1：10，料筒噴嘴等務(wù)必防止有死角，間隙而滯料，預(yù)塑時(shí)螺桿轉(zhuǎn)速宜取低，并宜用單頭，全螺紋，等距，壓縮突變型螺桿。(８) 噴嘴孔徑應(yīng)取大，并采用直通式噴嘴，為防止流涎現(xiàn)象噴嘴孔可呈喇叭狀，并設(shè)置的加熱裝置，以適當(dāng)?shù)乜刂茋娮鞙囟取?９) 模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具澆注系統(tǒng)對料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，要盡量避免死角積料，模具應(yīng)加熱，模溫高應(yīng)防止滑動配合部件卡住，模具應(yīng)用耐磨，耐腐蝕材料，并淬硬，鍍鉻，要注意排氣。(１０) 必須嚴(yán)格控制成形條件，嵌件應(yīng)預(yù)熱（一般 100～150　），余料一般儲存 5～10 個(gè)塑件重量的物料即可，料溫取稍高于熔點(diǎn)（一般 170～190 ）即可，不宜輕易提高溫度，模溫對塑件質(zhì)量3影響較大，提高模溫可改善表面凹痕，有助于融了料流動，塑件內(nèi)外均勻冷卻，防止缺料，縮孔，皺折，模溫對結(jié)晶度及收縮也有很大影響，必須正確控制，一般取 75～120 ，小于 4 毫米的取 75～90 ，宜用高壓，高速注射，塑件可在較高溫度時(shí)脫模，冷卻時(shí)間可短，但為防止收縮變形，應(yīng)力不均，脫模后應(yīng)將塑件放在 90`C 左右的熱水中緩冷或用整形夾具冷卻。(１１) 在料溫偏高，噴嘴溫度偏低，高壓對空注射易發(fā)生爆炸性傷人事故，分解時(shí)有刺激性氣體，料性易燃應(yīng)遠(yuǎn)離明火 ?！　　　。?聚甲醛（ＰＯＭ）的成型條件 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊》表 1-4：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　注射成型機(jī)類型 螺桿式 比重（g／cm） 1.41～1.43計(jì)算收縮率(%) 1.2～3.0 注射壓力(kg/cm) 800～1000噴嘴溫度(oC) 170～180 螺桿轉(zhuǎn)速(n/min) 28模具溫度(oC) 90～120 適用注射機(jī)類型 螺桿式預(yù)熱 溫　度（oC）時(shí)間（h） 80～1003～5料筒　溫度（o C）后　斷中　斷前　斷160～170170～180180～190成型時(shí)間（s）注射時(shí)間高壓時(shí)間冷卻時(shí)間總周期20～900～520～6050～160后處理方　　　　法溫度（oC）時(shí)間（h）紅外線燈鼓風(fēng)烘箱140～1454注：塑料模具應(yīng)加熱為宜。4.聚甲醛聚甲醛也是一種重要的工程塑料，它的抗疲勞強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，吸濕性遠(yuǎn)比尼龍小。制品可在-40～100 度范圍內(nèi)長期使用，并能保持較高的硬度，耐磨性，剛度和強(qiáng)度。和其它塑料對比，聚甲醛還能耐反復(fù)扭曲，而且有突出的回彈能力，故還可用作塑料彈簧制品。缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性較差，成型過程中易因溫度控制不當(dāng)而分解。此外，收縮率較大，約為 1.0～2.5%，長期于大氣中暴曬會加速聚甲醛老化。在工業(yè)中，除了選用聚甲醛作為某些有色金屬的代用品之外，還廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床、化工、機(jī)械、電器、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)制造零部件。　 　　 　　　 　　　 　　　 `　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　 　　　二 對塑件技術(shù)要求的了解因?yàn)槟＞叩男颓辉O(shè)計(jì)是根據(jù)塑件決定的，所以首先必須分析塑件圖和技術(shù)要求。4分析塑件的幾何形狀，壁厚的均勻程度，工藝圓角，脫模斜度及成形孔的分布等。塑件的幾何形狀分析：塑件的幾何形狀與成型方法，模具的分型面選擇，塑件是否能順利成型和出模有直接關(guān)系。因此，設(shè)計(jì)時(shí)要使塑件的幾何形狀能滿足其成形工藝要求。１、脫模斜度為了便于塑件從模具型腔中取出或從塑件中抽出型芯，在設(shè)計(jì)時(shí)沿脫模方向均應(yīng)有足夠的脫模斜度。根據(jù)塑件材料聚甲醛推薦的脫模斜度為 40＇～1°30＇。聚甲醛屬硬脆類塑料，且屬厚壁大的塑件，因此脫模斜度可取大值。根據(jù)塑件幾何形狀，按照塑件的收縮規(guī)律，一般向心收縮，所以內(nèi)表面脫模斜度要比外表面大,由塑件的精度等級可確定脫模斜度，內(nèi)表面取 1°，外表面取 1°30＇。２、塑件的壁厚壁厚與流程有密切關(guān)系，且成比例關(guān)系，根據(jù)聚甲醛屬流動性中等。 可得：Ｔ=（Ｌ／100＋0.8）×0.7?。?〈(42+16π)/100+0.8〉×0.7=1.5≈2　　　　　　　　　　　　即厚度≥2 即可；由于塑件最薄處為 4mm，因此符合要求，同時(shí)可判斷流程短，對注射成型有利。3、圓角在塑件設(shè)計(jì)過程中，為了避免應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，及提高脫模，常采用圓弧過渡。根據(jù)塑件圓角都取 R=0.5mm。4、孔在塑件設(shè)計(jì)過程中，為了不影響塑件強(qiáng)度，孔與孔之間距離不應(yīng)太小，否則易破裂。根據(jù)孔邊距與孔徑的關(guān)系，孔徑 d 為 3～6mm 時(shí)(塑件為 ?4)最小孔邊距b=2～3mm，而塑件 b=(14π-4×8)/8=7mm因此足夠。本塑件有側(cè)孔，因此設(shè)計(jì)的盡可能使模具結(jié)構(gòu)簡單,便于自動化，便于塑件取出，并能保證塑件的質(zhì)量。5、旋轉(zhuǎn)阻滑紋由于該塑件是傳動工程件且阻滑紋為圓柱紋，塑件直徑 Φ24mm，半徑R=1.2mm。齒高 h=0.4 r=0.96mm，齒距 p=4r=4.8mm＜b，因此符合要求。從以上對塑件的幾何形狀、脫模斜度、工藝圓角等的分析，可知塑件符合塑料制品工藝要求。而塑件的尺寸精度為 IT9 級也合理。三 注射機(jī)的選擇（一）塑件的體積Ｄ＝ＭｔＺ＝Ｍｎ·Ｚ／cosβ＝50.55mm35V1＝π（28／2）2×2＝4923.52mm3V2＝π（44／2）2×6＝9118.56mm3V3＝π（50.55／2）2×14＝27638.9ｍｍ3V4＝π（32／2）2×14=11253.76mm3V5=π1.22×4×21=379.81mm3V6=π(24/2)2×21=9495.36mm3V7=π(18/2)2×21=5341.14mm3V8=π22×4×8=401.92mm3V=V1+V2+V3+V4+V5－V6－V7－V8=56779.99－14836.5－401.92=38478.05mm3=39cm3G=Ｖ·Ｐ=42×1.42=55.77=59g (二)選擇注射機(jī)由于塑件生產(chǎn)批量為大批，因此盡量多型腔，但與此塑件相組合，根據(jù)最大理論注射量和最大注射克量，選擇注塑機(jī)類型。選用 ZS—ZY—125 型臥式注塑機(jī)較合適。根據(jù) XS—ZY—125 型注塑機(jī)可查得：mm 螺桿直徑 30、 42、 45 最大理論注射量 125注射壓力 11900(N/㎝2) 鎖模力 900KN最大注射面積 320㎝2 最大模具厚度 300模板最大距離 600 最小模具厚度 200模板行程 300 噴嘴孔徑 4噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴移動距離 210許用型腔壓力 280（kg/cm2） 定模板上孔徑 100兩拉桿之間距 260×290 定模板上孔深 10頂出形式 中間頂出 動模板上孔徑 100四 型腔數(shù)目的決定注射模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，每一次注射生產(chǎn)一個(gè)塑件，也可以是多腔，每一次注射生產(chǎn)多個(gè)塑件。由此型腔數(shù)目的決定可以從多方面考慮，從塑件尺寸精度考慮，型腔數(shù)越多，精度也相對較底，則該塑件精度不高，可多型腔數(shù)。從6模具制造成本，多型腔模的制造成本省于單型腔模，但從塑件成本中所占的模具費(fèi)比例來看，多型腔比單型腔要低。從注塑成型的生產(chǎn)效益拉一看，多型腔模從表面上看，比單型腔模經(jīng)濟(jì)效益高，從制造的難度來看，多型腔比單型腔制造難度大，從整體考慮，可以從以下各方面來確定型腔數(shù)。（一）注射機(jī)的可塑化能力與每一模內(nèi)所需注入的熔量從保證塑件的可塑化的質(zhì)量上考慮，每次注射所送出的熔件量以占注射機(jī)的可塑化能力锝 80％為宜。Qmax=V·P·C (cm3/h)Ｖ=15.7cm3P=1.41~1.43 取 1.42C=0.85 結(jié)晶性塑料Qmax=V·P·C=15.7×1.42×0.85=18.95kg/hQ=Qmax·0.8/ρ=10676cm3/h=178(cm3/min)設(shè)每一注射循環(huán)時(shí)間為 45s，則 178×3/2=118cm3每一塑件為 39cm3，加上澆道容積約為 10cm3，共計(jì) 42＋10=52cm3。118÷49=2.4 取 2 腔即最多每模 2 腔。（二）注射機(jī)的鎖模力鎖模力必須大于模具在開模方向的投影面積上的總注射壓力。1、注射基本壓力（依塑件壁厚及流程比而異）Ｐ＝Pb·Kc·Ks　　　　　 Ｐ——型腔注射壓力 取 P＝2800Ｐb——基本壓力Kc＝1.25　（聚甲醛）K?＝1～1.25　　取 K?＝1.42、鎖模力　　鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的 1.5 倍，即F=1.5·P·A·0.1壁厚為４mm，取最小。采用圓薄片型澆口，最長流程為42＋13.14·14＝45.96≈46mm，流程比為 46/4=11.5，查（P B 與壁厚 t 和流程比的關(guān)系）圖，得 L／ｔ=11.5，壁厚=4mm，Ps=13Mpa，由 Kc 系數(shù)表查得 Kc=1.25，塑件形狀復(fù)雜可取 Ks=1.4，由公式： P = Pb·Kc·Ks 得注射壓力 P：P=13×1.4×1.25=22.75≈23(Mpa)7投影面積 ： A=πR2=π262=21.2264≈21.3cm2型腔總投影面積 ： A=21.2×2=42.4cm2由： F=1.5·P·A·0.1得鎖模力：F=1.5×23×42.4×0.1=146.28KN1即取一腔許可。五 成型零件設(shè)計(jì)（一）確定型腔壁厚81、按強(qiáng)度計(jì)算來確定其壁厚：R＝√r2(δt+P)/(δt-P)R＝√26.1122×(1000+280)∕(1000-280) = 34.8 mm δt=1000kg／cm2(設(shè)模具鋼的抗拉力應(yīng) 4000kg/cm2, 取安全系數(shù)為 4)。r=26.112mmp=280kg/cm2 H=R-ｒ=34.8-26.112= 7.8mm壁厚≥7.8mm 即可。因此，為了安全起見，可把嵌入型腔外徑取為 72mm。2、按變形量校核型腔壁厚δ＝ｒ·Ｐ／Ｅ·[（Ｒ2＋ｒ2）／（Ｒ2－ｒ2）＋μ]＝（26·280/2.1×1000000）·[（362＋262）／（362－262）＋0.3] ≈0.011mm≤0.023mm如按所用塑料收縮率及塑件壁厚計(jì)算,所得之壁厚收縮值大于 0.011mm 時(shí),則不影響脫模，可按所得Ｒ值計(jì)算收縮率:聚甲醛壁厚>8mm 時(shí), 取 1.2～3.0，因此大于0.011mm，即可以按計(jì)算所得的Ｒ值設(shè)計(jì)模具，壁厚取 10mm，Ｒ＝70mm。 （二）動模板厚度的計(jì)算塑料及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積:F＝π(52.224/2)2＝2141mm 2 9因此,動模板厚度查表可得 F≥10～50cm 2,可取 20～25mm，但考慮到裝入導(dǎo)柱、頂管機(jī)構(gòu)墊板強(qiáng)度的影響以及對整副模具的裝模高度,結(jié)構(gòu)分析初定為 H=30mm。 （三）確定分型面分型面選擇的合理對模具有很大的影響因素,因此，應(yīng)合理選擇脫模方便、不影響塑件外觀、排氣順利,使其具有良好的工作效果。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu),通常分型面都設(shè)計(jì)在最大截面處,且起排氣作用，因此將分型面設(shè)在離基準(zhǔn)端 28mm 的截面上。因?yàn)樵诖私孛嬉贿呌行饼X輪,又有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),從軸向型芯角度考慮,脫模時(shí)塑件定會落在有阻螺紋的型芯上。且從保證齒輪的輪廓與孔同軸度考慮,齒輪型腔與型芯都設(shè)在動模上,否則會導(dǎo)致塑件同軸度及精度下降,因此設(shè)在此截面比較合理。（四）排氣槽的設(shè)計(jì) 為了使塑件制品上不產(chǎn)生氣孔,甚至不能完全充滿等缺陷考慮排氣作用。 通常采用間隙排氣,但為了使塑件精度更高、不破壞等。常在 0.03 ～0.05mm 內(nèi)取,不過不得超過其塑料的最大溢邊值,結(jié)合本模具,可依靠模具分型面的間隙和側(cè)抽芯和型腔的配合間隙來排氣,無須另外開設(shè)排氣槽,聚甲醛推桿間隙 C 可取0.02～0.025mm。 （五）成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零件在工作時(shí)是直接與塑料接觸的,對塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系。因此選擇結(jié)構(gòu)時(shí),即要保證成型塑件,又要便于加工制造。由于塑件較復(fù)雜,有齒輪與側(cè)孔,因此用整體式,肯定不行,而采用組合式比較適當(dāng),但組合拼塊也有其缺點(diǎn),制造較麻煩,且塑件宜產(chǎn)生拼痕跡。不過,也有其好,可解決復(fù)雜型面的加工困難。通常為保證側(cè)壁之間連接準(zhǔn)確性,常在連接處外側(cè)保留 0.3～0.4mm 間隙, 可使內(nèi)側(cè)連接緊密。因此本模具型腔選擇組合較合適。2、成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)通常凸模的機(jī)械加工比凹模方便,而工作中受力比較集中,所以多數(shù)凸模是整體結(jié)構(gòu)。3、成型尺寸計(jì)算 型腔的制造尺寸是包括了塑料的成型收縮在內(nèi)的。因此,在計(jì)算尺寸之前,首先要確定使用塑料的成型收縮率。a)塑料的成型收縮率理論的成型收縮率： 塑件在 20℃溫度下的體積／型腔在 20℃溫度下的容積＝成型收縮率也就是體積的收縮,在設(shè)計(jì)型腔時(shí),常按長度收縮計(jì)算。聚甲醛是結(jié)晶性塑料,因此,成型中收縮率較大,且其收縮有導(dǎo)向性。查得聚甲醛厚度大于 8mm 時(shí),收縮率10為 2.0～2.6mm,根據(jù)塑件復(fù)雜程度與精度取其平均值較合適,取 S=2.3mmb)工作尺寸計(jì)算型腔的制造公差,按精度等級查得 δm＝Δ/3(Δ 為塑件公差值)。查表得各尺寸制造公差值與塑件公差值：(mm)尺寸 制造公差值 δｚ 塑件公差值正偏差 塑件公差值負(fù)偏差φ52 0.074 0 -1.200φ42 0.026 0 -1.200φ32 0.052 0 -1.040φ28 0.052 0 -0.960φ2.4 0.025 0 -0.480φ44 0.026 1.200 0φ24 0.052 0.880 0φ18 0.043 0.800 0φ4 0.030 0.560 021 0.052 0 -0.08814 0.043 0 -0.7208 0.036 0 -0.6406 0.030 0 -0.560其平均收縮率：Scp＝［(1.2+3.0)/2］％＝2.1％①計(jì)算型腔徑向尺寸：Ｄ52、 Ｄ44 、 Ｄ32 、 Ｄ28、 Ｄ2.4型腔徑向尺寸計(jì)算公式：11ＤM＝[ds(1+Scp)-3/4Δ] +0δzＤ52＝[52(1+2.1％)-3/4×1.4] +00.467 ＝52.042 +00.467 mm Ｄ44＝[44(1+2.1％)-3/4×1.2] +00.400 ＝44.024 +00.400 mmＤ32＝[32(1+2.1％)-3/4×1.04] +00.347＝31.956 +00.347 mmＤ28＝[28(1+2.1％)-3/4×0.96] +00.320＝27.868 +00.320 mmＤ2.4＝[2.4(1+2.1％)-3/4×0.48] +00.160＝2.450 +00.160 mm②計(jì)算型芯徑向尺寸：d24、 d18 、 d4型芯徑向尺寸計(jì)算公式：dM＝[ds(1+Scp)+3/4Δ] -0δzd24＝[24(1+2.1％)+3/4×0.88] -00.293＝25.164 -00.293 mmd18＝[18(1+2.1％)+3/4×0.80] -00.267＝18.978 -00.267 mmd4＝[4(1+2.1％)+3/4×0.56] -00.187＝4.457 -00.187 mm③計(jì)算型腔深度尺寸：H14、 H8、 H6型腔深度尺寸計(jì)算公式：HM＝[Hs(1+Scp)-2/3Δ] +0δzH14＝[14(1+2.1%)2/3×0.72] +00.240＝13.814 +00.240 mmH8 ＝[8(1+2.1％)-2/3×0.64] +00.210＝7.741 +00.210 mmH6 ＝[6(1+2.1％)-2/3×0.56] +00.187＝5.763 +00.187 mm④計(jì)算型芯深度尺寸：h42、 h21型芯深度尺寸計(jì)算公式：12hM＝[hs(1+Scp)+2/3Δ] -0δzh42＝[42(1+2.1％)+2/3×1.2] -00.400＝43.682 -00.400 mmh21＝[21(1+2.1％)+2/3×0.88] -00.293＝22.028 -00.293 mm⑤齒輪成型尺寸計(jì)算：ｄ＝ｍ N／cos4o24ˊ＝（0.5／cos4o24ˊ）×100＝50.148 mmｄ a＝ｄ＋2ｍ z＝50.148＋2×0.5＝51.148 mmｄ f＝ｄ－2（ｈ a＊ n＋ｃ ＊ n）ｍ z＝50.148－2×（1＋0.5）×0.5＝48.468 mm Ｄ 51.15＝51.15×（1＋0.021） ＋ 00.467＝52.224 ＋ 00.467 mmＤ 48.65＝48.468×（1＋0.021） ＋ 00.400＝49.672 ＋ 00.400 mm六 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從多方面考慮，結(jié)合塑料，澆注系統(tǒng)需按一模一腔分布設(shè)計(jì)，POM 的成型特性而知，進(jìn)料口應(yīng)取厚盡量避免死角積料。在保證工作順利的條件下，容積應(yīng)取最小，以充分利用材料，減小材料損耗。（一）主澆道（澆口套）的設(shè)計(jì)主澆道是與注射機(jī)噴嘴直接連接部分，它是最先進(jìn)入模具的通道，它與噴嘴在同一軸心線上，故熔料在主流道內(nèi)并不改變流動方向。主流道的形狀大多為圓錐形，也呈圓形或扁形。為了便于拉出流道中的冷料，通常將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為 2～7℃，內(nèi)壁粗糙值等于或小于 0.8mm。圓錐孔小頭直徑為 4～8mm，但必須比注射機(jī)噴嘴大 0.5～1mm。主流道的長度由定模板厚度確定。確定主澆道各部分尺寸：13d①確定噴嘴處孔徑ｄ,由 XS-ZY-125 型注射機(jī)查得：嘴噴孔徑為 4mm, 從聚甲醛成形特性看嘴噴處孔徑應(yīng)取大些,并采用直通式噴嘴。 d=噴嘴孔徑＋1mmd=5 mm②確定澆口處噴嘴球半徑,由 XS-ZY-125 型注射機(jī)查得： 球半徑 R 為 12mm,R=噴嘴球半徑＋（2～3）mm 可取 3mm。R=12＋3=15mm③其他尺寸,α=2°～5°, 可取 α=3°。r=1-3mm, 可取 r=2mm。H=（1/3-2/5）R=5～10mm, 可取 H=R/3=5mm。④確定主澆道直徑，可由經(jīng)驗(yàn)公式得：D=√4V/πRD——主澆道大頭直徑V——流經(jīng)主澆道熔體體積K——常數(shù)（ POM 可取 2.1）代入得： D=√4V/πR＝√4·(42+10)/π·2.1＝5.62≈6mm14即只需大于 6mm 即可。D=d+tgα/2·L=5+2.62 =7.62mm≥6mm。因此符合要求,D 可取 6mm。（二）澆口的設(shè)計(jì)澆口的位置尺寸、形狀、直接關(guān)系塑件的內(nèi)在質(zhì)量與外在質(zhì)量。如果采用不當(dāng)，容易招致填充不良、氣泡、融合痕、翹變形、密度不均勻的弊病。聚甲醛塑料其結(jié)晶速度快，流速增高，并且摩擦使料溫也增高，有利于其填充型腔。且還可以縮短成型周期，殘余應(yīng)力小，可防止塑件破裂，翹曲，變形易進(jìn)行澆口痕跡的后加工。選擇澆口對塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系，主要從塑件形狀和要求來確定。由于塑件是一工程塑件，長筒形，外形有齒輪，內(nèi)孔要與軸相互配。因此，不可能在內(nèi)壁外側(cè)開澆口，因此選擇圓薄片狀澆口較適合。因此其流程短，排氣條件好，不易產(chǎn)生熔接痕，且對筒形中間通孔塑件更適合，只能適用于型腔，但澆口去除困難。其進(jìn)料口厚度一般取 0.2-1.2 毫米。（三）定位圈的選用Df7d23h由 XS-ZY-125 型注射機(jī)查得,定模板與澆口套之間配合孔徑為 Ф100 ﹢ 00.054mm參定位圈推薦值：D=100mm d3=75mmD2=50mm h=14mm七 模具的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)15對于注射模而言，其是連續(xù)工作的，而受人為因素影響較多，所以無須很精確的計(jì)算，加熱冷卻系統(tǒng)可以根據(jù)型腔的幾何形狀、塑料的成形特性來確定 。（一）加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)聚甲醛塑料在加工前進(jìn)行干燥的同時(shí)起到預(yù)熱作用,而且模具型腔的壁厚比較大; 又由成形特性可知,聚甲醛結(jié)晶性熔融范圍很窄,熔融速度快,且流動性對溫度變化不敏感,所以模具不需要加熱系統(tǒng)。（二）冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)由聚甲醛塑料的成形特性可知, MPO 的凝固速度快,結(jié)晶速度快,料溫稍低于熔融溫度即發(fā)生結(jié)晶化。因?yàn)樗芰系谋诤翊笥诘扔?4 mm,所以結(jié)晶時(shí)的模溫可取t=90c°～120c°,塑件可在較高溫度時(shí)脫模,所以可推出塑件在成形時(shí)不需冷卻系統(tǒng)。如果要裝冷卻系統(tǒng).則應(yīng)把孔的位置放在定模板和型腔板上。模具是不需要安裝冷卻系統(tǒng),本該按塑件釋放的熱量等于由模板散發(fā)的熱量來詳細(xì)推測出。但因本畢業(yè)設(shè)計(jì)的參考資料有限，所以只能根據(jù)推測來確定，故不開設(shè)冷卻系統(tǒng)。八 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)模具中的脫模機(jī)構(gòu)，根據(jù)成型設(shè)備，塑件形狀的不同而有多種形式，但都要求機(jī)構(gòu)的工作可靠，動作靈活，結(jié)構(gòu)簡單。塑件有側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，還有斜齒輪脫模機(jī)構(gòu)。（一）頂管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、運(yùn)動形式4o24ˊ 螺旋升角的塑件，雖然其螺旋升角不大，但若采用強(qiáng)制脫模，因其模數(shù)小，齒數(shù)多，則易出現(xiàn)制件破壞，顯然不行。因此常采用在推頂?shù)?，制件?yīng)沿著齒廓升角被強(qiáng)制旋出型腔。也就是說，推管在推動的同時(shí)也相應(yīng)的應(yīng)與塑件一起旋出型腔，從而實(shí)現(xiàn)脫模。為了使其導(dǎo)向嚴(yán)格地與塑件螺旋齒廓相吻合，頂管通過一個(gè)與注塑齒輪升角相同的導(dǎo)向槽與動型芯固定的銷相配合，當(dāng)銷被軌跡槽控制驅(qū)動時(shí)，就能精確的依照齒輪螺旋升角傳動。2、結(jié)構(gòu)形式16如圖所示，其脫模結(jié)構(gòu)是推管為主。由于塑件帶有斜齒輪，因此在推頂同時(shí)要有旋轉(zhuǎn)，所以設(shè)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。如圖所示，其頂推由推管實(shí)現(xiàn)，而其型芯則轉(zhuǎn)動來實(shí)現(xiàn)。而型芯的轉(zhuǎn)動是由推管的型槽帶動型芯上的銷來實(shí)現(xiàn)，銷與型芯為過盈配合。中間的頂桿用來正確的確定型芯位置，同時(shí)在塑件脫模時(shí)，有排氣作用，從而不影響脫模。3、轉(zhuǎn)銷直徑的確定轉(zhuǎn)銷的作用主要是協(xié)助頂管完成脫模,這時(shí)是受扭矩和剪切作用,這個(gè)扭矩因?yàn)橹恍D(zhuǎn)一個(gè)很小的角度即:β=4°24ˊ。所以可以忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)銷的破壞形式主要是剪切斷裂,以下按剪切應(yīng)力、型腔壓力來確定轉(zhuǎn)銷的直徑 d，材料為 35 鋼。查得 δS =(216～314)MPa 常溫 F ns=1.2～2.2∵Τ 溫度>常溫為安全起見 ns=2.5 [δ 1]=(216～314)／2.5=86.4～125.6Mpa[τ]=（0.6～0.8）×（86.4～125.6）=51.84～100.48型芯平均壓力 P=35MPaτ=Q/A≤[τ] А≥Q/[τ]=35×π/4×24=207.8mmπd 2/4≥207.8mmd≥9.6mm取 d=10mm4、脫模機(jī)構(gòu)中各零件的設(shè)計(jì)① 頂桿的設(shè)計(jì)頂桿在機(jī)構(gòu)中的作用主要有三點(diǎn),一是頂出型芯上部的冷料井；二是防止型芯偏斜,起定位型芯的作用,保證精度；三是起到排氣作用。參考標(biāo)準(zhǔn) ISO 6751-1986,可查得：L=155mm， H=5mm， D 1=5mm， D 2=10mm， D 3=6mm。② 推管的設(shè)計(jì)在推管上應(yīng)具有與轉(zhuǎn)動銷配合的型槽，其具體尺寸：17由圖可知,為使機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊,簡化結(jié)構(gòu),運(yùn)用了轉(zhuǎn)銷在斜槽中的滑動脫出塑件的斜齒輪部分,斜槽的傾斜角 α 應(yīng)與斜齒輪螺旋角 β 相等。即： α=β=4°24′ˊ為了使塑件順利脫出型腔，即：斜槽的高度 h1≥斜齒輪的高度 14mm。取 h1=15mm。導(dǎo)向槽的總高 h2≥塑件的頂出高度 28mm+轉(zhuǎn)銷直徑 d+ 一定的頂出余量取 h2=55mm轉(zhuǎn)銷與推管有間隙，且有一定的運(yùn)動關(guān)系，因此銷與形槽的表面要耐磨，硬度高，要有足夠的強(qiáng)度，表面精度要高。其配合尺寸如圖所示。從整體考慮，可參考標(biāo)準(zhǔn)件 ISO 8405-1986，其具體尺寸：L1=77mm, L2=30mm, L=131mm, D1=5mm， D 2=32mm,D3=6mm, D4=40mm, D5=11mm, H=8mm, h=5mm。 ③ 頂桿頂管的固定形式它們都采用臺階式固定推管與推管固定板的聯(lián)接處采用銷緊固，銷的直徑d=5mm,采用標(biāo)準(zhǔn)件 GB119-86。 （二）抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑件或圓周方向有均布的凹槽，側(cè)孔或凸臺的塑件，常采用轉(zhuǎn)盤式分型抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)塑件側(cè)孔，采用托盤式抽芯機(jī)構(gòu)較合理，且抽芯距不大，抽拔力不大。在模具中，有數(shù)量與塑件孔相等的 8 個(gè)滑動側(cè)型芯，閉模時(shí)，全部型芯抵在模芯上，構(gòu)成了塑件的型腔。8 個(gè)側(cè)型芯，各自抽在滑槽座的導(dǎo)滑槽內(nèi)，側(cè)型芯上的圓柱銷穿過導(dǎo)滑槽下的長方形孔，進(jìn)入轉(zhuǎn)盤上的人字形槽有兩段組成，一段是圓弧槽，另一段是斜槽，其角度與長度都與軸芯距有關(guān)。開模時(shí)，斜楔使轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，而與側(cè)抽芯相連的圓柱銷是插在轉(zhuǎn)盤的斜槽中，轉(zhuǎn)盤帶動銷滑動，從而使側(cè)抽芯強(qiáng)制抽芯，當(dāng)斜楔離開轉(zhuǎn)盤時(shí)，全部抽芯結(jié)束。1. 斜楔的確定（1） 斜楔的形狀18常見的斜楔形狀是與側(cè)型芯相對，但本斜楔是起轉(zhuǎn)動作用，因此其形狀如圖所示： B1h2Ha2b12*45°由于斜楔在工作時(shí)要受到彎曲和摩擦，所以除了應(yīng)有足夠的強(qiáng)度外，表面粗糙度值要低，材料外表硬而耐磨。斜楔與橫板有固定面，其表面粗糙度值要低，斜楔脫模本身具有復(fù)位作用，因此可不設(shè)復(fù)位機(jī)構(gòu)。（2）轉(zhuǎn)盤的受力分析和斜楔尺寸的確定①受力分析F2=F1cos30°=120·cos30°=103.90 NF3=tg30°F1=69.2 Nδ S=265～35319nS=1.2～2.2 取 nS=2[δ 1]=δ S/nS=（265～353）／（1.2～2.2）=132.5～176.5取[δ 1]=150②斜楔尺寸的確定設(shè)彎銷的寬度為 a,由圖可知` y=120+a/2 x=100㎜由力矩平衡公式可知F·y=F3·xF×(120+a/2)=69.2×100F=6574/(120+a/2)因?yàn)殇N為一懸臂梁，故按彎曲公式來計(jì)算M 彎=P·L L—彎曲力矩的力臂長度假設(shè) L 取模板允許的最大半徑 150。M 彎=[6574/（120+a/2）]×300 ①令 b=2a h=a 所以 W=2a·a 2/6=a3/3 ②σmax=M 彎/W≤〔σ〕 W-抗彎矩 ③W=b·h2/6將①、②代入③式：σmax=M 彎/W=(1972×3)/[（120+a/2）×a 3]≤150 解得：a≥7由整體結(jié)構(gòu)可知： 取 b2=25 b1=30B2=30 B1=45h1=35 α 1=15～20°可取 α 1=17.5°20hH由圖可知斜楔帶動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的距離是有斜楔的工作高度 h2決定的,l=√R 22+R22-2R22cos11°=18.67≈19㎜h2=l+(2—10)/tgα=(l+4)/tgα=23/tg17.5°=73.5≈75㎜H=h2+h1+46.5(14+32.5)=156.5㎜具體尺寸可參考 SLM--3(4) 斜楔的固定方式斜楔的固定方式是在定模板上開出與斜楔頭部尺寸相吻合的槽,把斜楔鑲?cè)氩蹆?nèi),用兩銷釘和兩螺釘緊固定位。螺釘選擇 GB70—85—M8×45 的內(nèi)六角的螺釘銷釘選擇 GB119—86—A5×25 的標(biāo)準(zhǔn)銷加工時(shí)斜楔與定模板之間應(yīng)配作加工，為了使銷能順利裝入可在定模板銷孔位置上設(shè)置通氣孔。2.轉(zhuǎn)盤的設(shè)計(jì)(1) 側(cè)抽芯距將側(cè)抽芯從成型位置抽拔到不妨礙塑件脫模位置時(shí)，沿側(cè)抽芯方向所移動的距離稱側(cè)抽芯距。它應(yīng)比成型塑件的孔深或凸臺高度大。由于孔深為 4mm，因此可取S=5mm。(2) 轉(zhuǎn)盤上人字形槽尺寸21αz——斜槽(轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角)的角度β——圓弧槽的角度R1——圓弧槽中心半徑h4——形槽寬度h3——斜槽半徑方向的距離通常斜槽(轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動角度)長度不大，可設(shè)為 10°，但為了有一定間隙可取α2=11°，為了有一定的間隙量，其開合模自如。β 可設(shè)取 5°。 R1 由結(jié)構(gòu)確定，設(shè)取 R1=100mm。形槽寬 h4 即側(cè)型芯所帶銷的導(dǎo)滑槽寬度大小，不能太大，也不能太小，因此可取銷徑+0.5mm，設(shè)銷徑為 ф5mm，則 h4=5.5mm。而 h3由側(cè)抽芯距加一定余量，取 h4=5＋1=6mm。(3) 定位裝置通常側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)都設(shè)有定位裝置。為了保證側(cè)抽芯能正確到位，保證塑件尺寸精度。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)可選用球形定位裝置。可選擇標(biāo)準(zhǔn)件：鋼球選用 GB308—77—ф8彈簧選用 GB1358—78--1×6×30固定螺釘選用 GB75—85—N10—12（4）轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì) 為了達(dá)到最好的經(jīng)濟(jì)性和輕巧程度，把轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)成耳朵形并取對稱更為合適。具體尺寸可參考零件圖 SLM--4九 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇常見復(fù)位形式有復(fù)位桿與復(fù)位彈簧。22根據(jù)本模具結(jié)構(gòu)可知，選用彈簧復(fù)位較合適，可選用彈簧 為了使頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位，我們采用了彈簧，復(fù)位機(jī)構(gòu)，復(fù)位機(jī)構(gòu)主要由螺釘，彈簧及推桿組成。（一）彈簧的選用要達(dá)到復(fù)位的目的，彈簧必須滿足以下條件即其產(chǎn)生的彈力需大于頂管與銷，頂管與墊板，型腔之間產(chǎn)生的摩擦力。因?yàn)閺椈伤艿牧^難計(jì)算，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選擇 4 個(gè)均布在周圍上的中徑為ф10mm 的彈簧，完成復(fù)位動作。參照《機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊》表 2-86選工作負(fù)荷 F=184.3N彈簧中徑 D=ф10mm圈彈簧工作極限負(fù)荷下變形量 fˊ=2.033節(jié)距 P=4.28mm最小導(dǎo)柱的直徑 Dmin=16mm材料直徑 d=1.6mm參照①附表 34Fmax=212NK=m/(m-1)+1/4mM=D/d=10/1.6=6.25K=6.25/(6.25-1)+1/4×6.25=1.23參照《機(jī)械設(shè)計(jì)與工藝手冊》P192Fsc=K×F2=1.23×212=260.76N=(K×F2+fo)/fˊ×Fsc/Flim式中 f2=28mm fo=(0.25—0.43)f2n=(k1·f2+f0)/[(fˊ·Fsc)/Flim]=(1.23×28+0.4×0.28)/[(2.033×260.76)/184.3]=15.8n 取 16n 總=n+2.5=16+2.5=18.5H0=nt+2dT=p=4.28H0=18.5×4.28+2×1.6=82.38mm取 H0=8mm所以彈簧選 1.6×10×80 GB2089-80（二）彈簧的分布形式23通常,塑料模中復(fù)位機(jī)構(gòu)通常選用彈簧,在冷沖模中通常選用橡膠復(fù)位.彈簧體積小,更換簡便,只要拆開墊板即可,而且,可通過墊片來調(diào)節(jié)彈力的大小.十 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（一）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用保證模具開合運(yùn)動時(shí)動、定模相對的精確位置,保護(hù)型芯在合模時(shí)與型腔不發(fā)生碰撞。具體要求為：配合精確，保證模具開合動作輕便、壽命長。推板和固定板之間的導(dǎo)向裝置是保證推件機(jī)構(gòu)推出、復(fù)位的準(zhǔn)確導(dǎo)向，具體要求為能承受規(guī)定的重量，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。（二）導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用為達(dá)到上述功用和要求，采用了導(dǎo)套、導(dǎo)柱對準(zhǔn)中心。在定模板和定模固定板之間裝入了 B 型導(dǎo)套，在型腔固定板上裝入 A 型導(dǎo)柱。導(dǎo)套選 d=ф20 的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為 GB4169.3-84-ф20×26導(dǎo)柱選 d=ф20 的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為 GB4169.5-84-ф20×80×40在推管固定板和推管蓋板之間裝入 B 型導(dǎo)套,在動模板上裝入 B 型導(dǎo)柱,導(dǎo)套選 d=ф20 的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為 GB4169.3-84-ф20×26導(dǎo)柱選 d=ф20 的標(biāo)準(zhǔn)件,國標(biāo)為 GB4169.5-84-ф20×90×25十一 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算（一）型芯脫模力的計(jì)算 當(dāng)脫模開始時(shí)，阻力最大，推桿剛度及強(qiáng)度應(yīng)按此時(shí)受力計(jì)算。即無需脫模斜度（α=0）。 抽拔力由兩部分組成,即 Q=Q1+Q2Q1—成型斜齒輪上部內(nèi)孔的抽拔力24Q2—成型花鍵形的內(nèi)孔的抽拔力Q1=C1h1p1uC1=лd=18л h1=21 p1=12Mpa u1=0.2Q1=18л×21×12×0.2=2850N如圖所示β=45°/2=22.5°γ/2=arctg1.2/12=aectg0.1γ/2=5.71°α=β-γ/2=22.5°-5.71°=16.79° Q2=c2h2p2u2c2=2π×1.2×8+(16.79°/180°)×π×2×8×12=π(19.2+17.9) =116.58mmh2=21 p1=12Mpa u2=0.2Q2=116.58×21×12×0.2=5875.632NQ 總=Q 1+Q2=2850+5875.632=8725.632N由于這個(gè)力是由注射機(jī)頂桿來承擔(dān)的,而所選注射機(jī)的法定推力 F=2.5 噸。25即： F′=2.5×1000×9.8=24500NF′>Q 總 故合格（二）側(cè)抽芯力計(jì)算Q=c·h·P·μc=πd=4πh=4P=8～12Mpaμ=0.1～0.2 取 μ=0.2Q=c·h·P·μ=4π×4×（8～12）×0.2=80.4～120.6 N則側(cè)抽芯力 Q=120 N十二 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算1、模具的閉模高度模具的閉模高度指的是閉模時(shí),定模板到模腳下表面的距離,從模具的 裝配圖中量得 H=244 mm∴Hmin≤H≤Hmax=300 mm Hmin=200 mm∴模具能在設(shè)備上安裝2、 模具的開模行程 S′=2×(H 1+H2)+(5～10) H 1—脫模距離()mm=2×(30+42)+(5～10)=（149～154）mm H 2—塑件高度(mm)由前面注射機(jī)的選擇技術(shù)參數(shù)可得注射機(jī)的開模行程S=300 mm S>S′∴模具能順利脫出塑件。十三 模具其它零件的設(shè)計(jì)（一）模板1、定模板固定板模板是模具和成型設(shè)備連接的板, 所以定模板固定板的直徑要比型腔固定板大, 取 ф280mm 合格, 材料選取 45 鋼。 具體尺寸見零件圖 SLM--15。2、定模板 26定模板是成型板, 所以定模板的直徑要比定模固定板小, 取 ф240 合格, 材料選取 T8A。 具體尺寸見零件圖 SLM--13。3、動模板 動模板是模具和成型設(shè)備連接的板, 一般與模腳相連接, 所以定模板固定板的直徑要與定模板的直徑相同, 取 ф240mm 合格, 材料選取 45 鋼。 具體尺寸見零件圖 SLM--5。（二）型芯與斜齒輪型腔型芯的材料選 T8A , 具體尺寸見零件圖 SLM--11。斜齒輪型腔具體尺寸見零件圖 SLM--14（三）推板推管固定板與推管蓋板通稱推板, 其材料選 45 鋼。其中推板的總體結(jié)構(gòu)與墊塊相適。具體尺寸見零件圖 SLM—8 與 SLM—7。（四）型腔板1、型腔固定板板的總體結(jié)構(gòu)與型腔、轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)相適應(yīng), 而且需另外銑出八個(gè)側(cè)型芯的導(dǎo)滑槽，并加工出放置八個(gè)側(cè)型芯的空間。其具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖 SLM--12。2、型腔要裝入推板和推板固定板，采用拐腳式圓形模腳，又稱模腳。其總體結(jié)構(gòu)與型腔固定板、推管、斜齒輪型腔結(jié)構(gòu)相適應(yīng), 而且需另外銑出八個(gè)側(cè)型芯的成型孔，并加工出放置斜齒輪型腔的空間, 極其固定的緊定縲孔, 其具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖 SLM--10。（五）模腳1、 墊塊墊塊高度應(yīng)使頂出機(jī)構(gòu)能將塑件推出型腔，并超出分型面 5～15mm 左右, 所以由前面計(jì)算頂出空間 H＝45mm, 即可滿足要求,即墊塊高度為 95mm, 其具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖 SLM--6。2、底板其總體結(jié)構(gòu)與注射機(jī)頂桿結(jié)構(gòu)相適應(yīng), 其具體結(jié)構(gòu)尺寸見零件圖 SLM--9。十四 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇（一）螺釘和銷的選用① 螺釘 2 M8×45 GB70-85② 螺釘 4 M6×8 GB70-85③ 螺釘 16 M8×125 GB70-85④ 螺釘 17 M8×36 GB70-85⑤ 螺釘 32 M10×85 GB70-85⑥ 螺釘 33 M8×30 GB70-8527⑦ 螺釘 38 M8×30 GB70-85 ⑧ 銷 3 ф5×25 GB119-86⑨ 銷 6 ф5×30 GB119-86⑩ 銷 12 ф×15 GB119-86? 銷 25 ф10×47 GB119-86 ? 銷 31 ф6×25 GB119-86 注：由于螺釘、銷所受力不大，所以無須進(jìn)行校核。（二）彈簧的選用? 彈簧 10 1.6×10×100 GB2089-80? 彈簧 22 1×6×30 GB2089-80? （三）導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用? 導(dǎo)柱 24 d=ф20 L=90 ? GB4169.5-84? 導(dǎo)柱 29　　　 d=ф20 L=116 GB4169.5-84? 導(dǎo)套 18　　　d=ф20 L=36 GB4169.5-84? 導(dǎo)套 35　　　d=ф20 L=36 GB4169.5-84注：其余模具中所用的標(biāo)準(zhǔn)件已在相應(yīng)的章節(jié)里指明，這里就不再重述了。十五 模具的總裝圖以及運(yùn)動順序、及其特點(diǎn)至今為止，整副模具的零件設(shè)計(jì)完畢。本次所設(shè)計(jì)的塑料斜齒輪注射模最大的特點(diǎn)是兩個(gè)地方：一是八個(gè)側(cè)型芯的成形、脫模。在此模具中，采用了轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)。理由是抽芯距小，只有 4mm，而且此種結(jié)構(gòu)抽芯方便、準(zhǔn)確。為防止干涉及抽芯徹底，再加 1～2mm 的抽芯距。利用轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)強(qiáng)制脫模，優(yōu)越于其它脫模機(jī)構(gòu)，另一特點(diǎn)是頂出機(jī)構(gòu)，本模具采用了簡單的頂管和頂桿頂出。然而由于斜齒輪的脫模不能強(qiáng)制脫出，所以利用其螺旋角（4°24′）的條件，利用支承銷在頂管斜槽中轉(zhuǎn)4°24′,脫出斜齒輪的方法，是本副模具的顯著特色。該模具也存在不少缺點(diǎn)，模具進(jìn)行裝配時(shí)，由于多處需配合，所以裝配的難度較大。該模具的運(yùn)動順序如下：當(dāng)塑料注射完畢，保溫、冷卻一段時(shí)間后，進(jìn)行開模。首先，定模板與型腔固定板分離。彎銷的作用下，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動使側(cè)抽芯抽芯完成。當(dāng)定模部分運(yùn)動到定期距離，使推管固定板與壓力機(jī)上的頂桿相接觸，推管開始脫模，至支撐銷轉(zhuǎn)完 4°24′,脫出斜齒輪部分。頂管繼續(xù)運(yùn)動，直至整個(gè)塑件被頂出,合模,注射。十六 總結(jié) 為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)至今己將近尾聲，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)了三年來所學(xué)的理論專業(yè)知識，是理論和實(shí)踐結(jié)合的大課題，提交我們的分析問題、解決問題，鞏固運(yùn)用知識的能力發(fā)揮了舉足輕重的作用，為提交我們的實(shí)踐操作技能，為我們踏上社會走上工作崗位參加工作典定了良好的基礎(chǔ)。28通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)， 我對塑料模的設(shè)計(jì)思路、方案分析，擬定等各個(gè)環(huán)節(jié)有了較為清晰、深入的了解，拿到一個(gè)塑料制件，首先要對制件進(jìn)行工藝分析，在滿足制件使用要求的前提下，為提高制件質(zhì)量、精度還可以對制件的某件的某些部位進(jìn)行改進(jìn)，注射模的設(shè)計(jì)步驟主要還包括：模具型腔個(gè)數(shù)的確定、分型面的選擇、型腔配置、澆道、澆口系統(tǒng)的確定、側(cè)凹處理的方式、推件裝置的確定、拉料桿型式的確定流道凝料脫落形式的確定、溫度控制方式的確定、型腔、型芯固定方式的確定、型芯抽拔方式的確定、校核、繪制主要需件工作簡圖等，在設(shè)計(jì)時(shí)要對各個(gè)方案進(jìn)行權(quán)衡量，盡早彩用標(biāo)準(zhǔn)件以縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本，在塑料模選材的方面，我認(rèn)識到塑料模所用材料與冷沖模，玻璃模等其它模具所用的材料有所不同，其選標(biāo)主要按用途而定如在這副模具中，模具用于成大量生產(chǎn)，所以應(yīng)具有足夠的耐磨性，并應(yīng)具有良好的定模板，動模板等也選用 45 經(jīng)過熱處理。在設(shè)計(jì)的過程中，曾碰到了許多不夠成熟和理解的技術(shù)方面，制造方面，但經(jīng)過指導(dǎo)老師的悉心教導(dǎo)和各參考書的參閱均得到了較為圓滿的答案。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在未曾真正接觸運(yùn)用，操縱過模具的情況下僅憑書本認(rèn)識和指導(dǎo)下完成，難免有些地方存在不足之處，還有待遇于今后在工作崗位上不斷的揣磨，積累經(jīng)驗(yàn)提高設(shè)計(jì)的本領(lǐng)。十七 模具的安裝、調(diào)試1、 檢驗(yàn)各零件是否到位。2、 將型腔 16 壓入型腔固定板 29，把側(cè)型芯 27 插入型腔固定板 29，把轉(zhuǎn)盤 25裝入型腔固定板 29 夾緊，按轉(zhuǎn)盤背面的劃線，鉆鉸銷孔，打入定位銷 26。3、 把型腔固定板 29、型腔墊板 24 夾緊，一起鏜孔。4、 插入定位銷，磨出基準(zhǔn)面（⊥）。5、 拆開分別修整型腔固定板 29、墊板 24 上面的系列孔和槽。6、 將型腔 16 壓入型腔固定板 29，檢驗(yàn)垂直度磨平。7、 將頂桿 13 壓入推管，將型芯插入頂桿的同時(shí)，與推管配合，插入銷 15，將推管壓入推管固定板，將導(dǎo)柱分別壓入型腔固定板 29、墊板 24，檢驗(yàn)垂直度、磨平。8、 以導(dǎo)柱導(dǎo)向，將導(dǎo)套壓入推管固定板。9、 將澆口套壓入定模板。10、 安裝動模部分。11、 安裝定模部分。12、 全拆開，型芯、型腔進(jìn)行鍍鉻，拋光。13、 總裝、檢驗(yàn)。模具裝配完成以后，在交付生產(chǎn)之前，應(yīng)進(jìn)行試模。試模按：一、裝模；二、試模的順序進(jìn)行，對試模后合格的模具，應(yīng)清理干凈，涂上防銹油后入庫。29致謝本文是在我的導(dǎo)師張文玉老師和劉先蘭老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在四年的學(xué)習(xí)期間我得到了許許多多的老師和同學(xué)的關(guān)懷和幫助。在這里我要深深感謝他們，是他們的支持使我順利的完成了本階段的學(xué)習(xí)。首先，我要感謝我的母校給我提供從事這個(gè)課題研究的機(jī)會和研究環(huán)境，并在學(xué)習(xí)過程中給予我許多新的思想和實(shí)現(xiàn)辦法 ，使我有足夠的信心和勇氣來完成大學(xué)階段學(xué)習(xí)。在完成論文之際，特向我的母校表示崇高的敬意和誠摯的謝意。同時(shí)，感謝我們機(jī)械系的所有領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供學(xué)習(xí)的機(jī)會和良好的環(huán)境。在學(xué)習(xí)期間我得到了這些老師的諄諄教誨和生活上的關(guān)心和幫助，在此我向他們表示真摯的感謝。另外，我要感謝我的宿舍的幾位同學(xué)，感謝他們給我提出的寶貴意見和技術(shù)上的支持，也要感謝他們給我的鼓勵(lì)和友好的合作，使得我們的課題在融洽的氣氛中圓滿的結(jié)束。最后，我要感謝我的家人給我無微不至的關(guān)懷和對我學(xué)業(yè)的極力支持，是他們的愛與無私奉獻(xiàn)使我順利的完成學(xué)業(yè)。再次衷心感謝所有關(guān)心、支持和幫助我的師長、親人和朋友們！謝謝你們！30參考文獻(xiàn)《塑料模設(shè)計(jì)手冊》 《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組編著機(jī)械工業(yè)出版社 出版《冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料》 虞傳寶 主編機(jī)械工業(yè)出版社 出版《塑料成型與模具設(shè)計(jì)》 翁心權(quán) 主編杭州機(jī)械工業(yè)學(xué)校 出版《型腔模具結(jié)構(gòu)圖冊》 王忠銀 于濱 主編湖南科學(xué)技術(shù)出版社 出版《材料力學(xué)》 程嘉佩 主編高等教育出版社 出版《模具標(biāo)準(zhǔn)匯編》 模具標(biāo)準(zhǔn)選編組 主編中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 出版