斜齒輪組件的成型工藝及塑料注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔】【說(shuō)明書+CAD】
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斜齒輪組件的成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
緒 論
國(guó)外方面：
我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外模具超過(guò)70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而?！?、“小而精”。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。2004年，模具進(jìn)出口之比為3.7﹕1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元，為世界模具凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。
我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
一、我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
?????? 80年代以來(lái),在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2000年我國(guó)模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
?????? 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次,淬火鋼模達(dá)50～1000萬(wàn)次,交貨期較以前縮短,但和國(guó)外相比仍有較大差距,具體數(shù)據(jù)見表一。
?????? 成型工藝方面,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣,有的廠采用率達(dá)20%以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國(guó)外的50～80%相比,差距較大。
?????? 在制造技術(shù)方面,CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表,陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費(fèi)了大量資金,但在我國(guó)模具行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程,如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái),我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展,主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn),為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
?????? 2、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù),近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件;基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪,其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題;CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高;塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
?????? 3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制,而且其常用于較復(fù)雜的大型制品,模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大,因此,開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
?????? 4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
?????? 5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低,與國(guó)外差距甚大,在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展,為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此,首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。
?????? 6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。?
?????? 7、研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
第一章 任務(wù)來(lái)源及設(shè)計(jì)目的意義
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源
設(shè)計(jì)題目：斜齒輪組件注塑模
材 料：PA6
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)
技術(shù)要求：①未注圓角R2
②所有尺寸公差按SJ1372-78的4級(jí)精度
圖1-1 產(chǎn)品零件圖
1.2 設(shè)計(jì)目的及意義
本設(shè)計(jì)題目為斜齒輪組件注塑模，但對(duì)做畢業(yè)設(shè)計(jì)的畢業(yè)生有一定的設(shè)計(jì)意義，它概括了斜齒輪組件塑料零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者注塑模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
第二章 零件的工藝性分析
2.1 塑件的工藝性分析
塑件的原材料分析。塑件的材料采用尼龍6（PA6）屬于熱塑性塑料。從使用性能上看，該塑料具有的機(jī)械強(qiáng)度和剛度，優(yōu)良的韌性，自潤(rùn)滑性，耐磨性和良好的耐化學(xué)性。還具有無(wú)毒，著色容易等優(yōu)點(diǎn)[1]；從成型性能上看，①.熔融粘度低，流動(dòng)性良好，易產(chǎn)生溢邊（溢料間隙0.02mm）②.塑料容易吸濕，成型前需要預(yù)熱干燥，并應(yīng)防止干燥后再次吸濕，成型時(shí)的含水量不得超過(guò)0.3%。否則流動(dòng)性下降。制品容易出現(xiàn)氣泡，銀絲等缺陷。對(duì)于精度要求高的制件，成型后需要作調(diào)濕處理，調(diào)濕后制品會(huì)發(fā)生尺寸脹大的現(xiàn)象。[2] ③.塑料的收縮率不穩(wěn)定（收縮率為1.5～2.5%）[3] ④.塑料熔體冷卻速度對(duì)結(jié)晶度和制品性能影響較大，故應(yīng)根據(jù)制品壁厚正確選擇和控制模具溫度范圍(20～90?℃)過(guò)低易造成物料冷凝過(guò)快而產(chǎn)生阻塞噴孔、流道、澆口等引起制品不足現(xiàn)象的產(chǎn)生。
2.2 塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
2.2.1 結(jié)構(gòu)分析
結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析：該零件總體形狀為帶凸緣的斜齒輪組件，形狀簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)合理且制件的壁厚均勻，在兩邊相交的部分也都設(shè)有圓弧過(guò)渡，在成型時(shí)塑料在模具型腔內(nèi)流動(dòng)阻力相對(duì)較小有利于制品的成型，只是該塑件是斜齒輪組件，其齒槽方向與開模方向不一致，不能直接對(duì)塑件進(jìn)行脫模，所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的脫模機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫模過(guò)程的順利完成，因而在模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)具有一定的難度，該零件屬于中等復(fù)雜程度。
2.2.2 尺寸精度分析
該零件的重要尺寸如mm 、mm、mm、mm等尺寸精度為MT5級(jí)（GB/T14486-1993）,次重要尺寸如6mm、16mm等的尺寸精度為未注公差，由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等偏下，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。
從塑件的壁厚上來(lái)看，壁厚最大處尺寸為6mm，最小處為4mm壁厚差為2mm，較均勻，有利于塑件的成型。
2.2.3 表面質(zhì)量分析
該零件的表面除要求沒(méi)有缺陷、毛刺，內(nèi)部要求比較光滑外，還要保證產(chǎn)品兩端面與中心孔的同軸度，制件不能彎曲變形等。故設(shè)計(jì)模具型腔時(shí)要特別考慮型腔結(jié)構(gòu)對(duì)塑件制品質(zhì)量的影響。
綜上分析可以看出，在模具型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，注塑時(shí)工藝參數(shù)控制得合乎要求的情況下，零件的成型要求是可以得到保證。
2.3 計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選用注塑機(jī)及確定模具的型腔數(shù)。
計(jì)算塑件的體積：V=11070.887（過(guò)程省略）
計(jì)算塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)可查得PA6的密度為ρ=1.12～1.15g/取ρ=1.13 g/
故塑件質(zhì)量為：W=Vρ=11070.887×1.13×=12.51g
采用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)考慮其外形尺寸注塑時(shí)所需要的注射壓力、合模力等有關(guān)因素的情況下初步選用型號(hào)為FL—80G型注塑機(jī)，該注塑機(jī)的注射量為146g，最大注射壓力為120Mpa，最大鎖模力為800KN。最大開模行程300mm拉桿間距離（水平×垂直）為350mm×310mm,裝模高度為125mm～310mm,頂出力22KN，頂出行程為65mm[4]。
2.4 塑件注塑工藝參數(shù)的確定
查找相關(guān)文獻(xiàn)和參考工廠實(shí)際應(yīng)用情況PA6成型工藝參數(shù)可作如下選擇（試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整）
注塑溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。
料筒溫度：喂料區(qū)溫度選用70℃
后段溫度選用240℃
中段溫度選用250℃
前段溫度選用250℃
噴嘴溫度選用250℃
熔料溫度：240～250℃
料筒恒溫：220℃
模具溫度：60～100℃
注射壓力：100～160Mpa
注塑時(shí)間：選用0.1s
保壓壓力：注射壓力的50%
保壓時(shí)間：10s
背壓：2～8Mpa 需要準(zhǔn)確的調(diào)解
冷卻時(shí)間：30s
注塑速度：建議采用較快的注塑速度
計(jì)量行程：0.5～3.5D
殘料量：4mm
預(yù)熱桿：80℃時(shí)烘干4小時(shí)
回收率：可加入10%回料
收縮率：0.7%～2.0%
澆口系統(tǒng)：點(diǎn)式
機(jī)器停工時(shí)段：無(wú)需用其它料清洗，熔料殘留在料筒內(nèi)時(shí)間可達(dá)20min。容易發(fā)生熱降解。
注：料筒設(shè)標(biāo)準(zhǔn)螺桿，特殊幾何尺寸有較高塑化能力，上述可用直通式噴嘴。[4]
第三章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇，模具型腔數(shù)的確定、型腔的排列方式、冷卻水道布局、澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。[5]
3.1 分型面的選擇
模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。
該塑件為斜齒輪組件，表面無(wú)特殊的質(zhì)量要求，但齒輪配合部分要求光滑無(wú)毛刺且端部有圓角過(guò)度為最好，塑件的下半部分有金屬鑲件為使鑲件能夠很好地和塑料融合在一起，而成型后又較容易把塑件頂出。采用如下圖所示的分型方式較為合理。
圖3-1 分型面
3.2 確定型腔的排列方式
本塑件在注塑時(shí)采用一模四件即需要四個(gè)型腔，綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素?cái)M采取以下的型腔排列方式：
圖3-2 型腔排列方式
采用上圖所示的型腔排列方式的最大優(yōu)點(diǎn)是從主流道末端到各型腔的分流道其長(zhǎng)度、端面形狀和尺寸都是對(duì)應(yīng)相等的，所以各流道受力較為平衡，易于塑件的成型。
綜合考慮模具型腔的排列方式和塑件的外形尺寸初步選用標(biāo)準(zhǔn)模架類型為—200×250—T—GB/T12556.1—1990
3.3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)
（1）主流道設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得FL—80G型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端孔經(jīng)：=Ф6mm
噴嘴前端球面半徑 =15mm
根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系
R=+（1～2）mm
D=+(0.5～1)mm
取主流道球面半徑R=16mm
取主流道小端直徑d=Ф6.5mm
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形其斜度為
～，經(jīng)換算得主流道大端直徑D=Ф11.5mm。為了使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑r=5mm的圓弧過(guò)渡。
（2）分流道設(shè)計(jì)
分流道的形狀及尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積壁厚形狀的復(fù)雜程度注塑速率，分流道長(zhǎng)度等因素來(lái)確定。本塑件的形狀不算復(fù)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(zhǎng)度較短，為了便于加工起見選用截面形狀為半圓形的分流道。查表得R=5mm。如圖所示：圖3-3
圖3－3 半圓形分流道
（3）澆口設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式選用側(cè)澆口較為理想。設(shè)計(jì)時(shí)考慮選擇從壁厚為6mm處進(jìn)料，料有厚處往薄處流，而且在模具結(jié)構(gòu)上采取鑲拼式型腔，型芯，有利于填充，排氣，故采用截面為矩形的側(cè)澆口，查表初選尺寸為（b×l×h）1mm×0.8mm×0.6mm, 試模時(shí)修整。
3.4 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本塑件的模具設(shè)計(jì)過(guò)程中一模四件的結(jié)構(gòu)形式，考慮加工的難易程度。凹模擬采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)形式如圖：
圖3－4 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
（2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。凸模主要是與凹模相結(jié)合構(gòu)成模具的型腔，其凸模和側(cè)型芯的結(jié)構(gòu)形式如圖：
圖3－5 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第四章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
本例中成型零件工作尺寸計(jì)算時(shí)均采用平均收縮率，平均制造公差和平均磨損量來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
查表得尼龍的收縮率為S=1.5～2.5% 故平均收縮率為=（1.5+2.5）%/2=2%，考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具的制造公差取δZ=△/3
4.1 型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算
型腔、型芯工作尺寸計(jì)算見表4-1
類別
序號(hào)
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
型腔或型芯工作尺寸
型腔的計(jì)算
1
動(dòng)模鑲件
6
2
凸凹模
3
定模鑲塊
3
型芯的計(jì)算
1
內(nèi)孔小型芯
1
2
主型芯
4.2 型腔側(cè)壁厚度及底板厚度計(jì)算
（1）凹模型腔側(cè)壁厚度計(jì)算
凹模力整體式圓形型腔，鑲?cè)肽＞甙寄Ｐ颓话逯械慕Y(jié)構(gòu)形式，根據(jù)整體圓形凹模型腔側(cè)壁厚計(jì)算公式
經(jīng)計(jì)算得t為3.51mm,為方便設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)取5mm.
(2)底板厚度計(jì)算
該模具的凹模板的底部部分為一整塊模板，其強(qiáng)度足以承受注射時(shí)的壓力。但為了設(shè)計(jì)時(shí)整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)，取該塊模板厚度為35mm。
第五章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本塑件是斜齒輪組件在齒輪外側(cè)的齒槽與開模方向不一致且它們之間有一個(gè)螺旋的角度所以在脫模時(shí)必須考慮設(shè)計(jì)一個(gè)能在開模時(shí)隨著開模過(guò)程的進(jìn)行使塑件和型腔同時(shí)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角這樣才能在開模時(shí)順利把制件頂出，在本副模具的設(shè)計(jì)中，在頂管的尾部安裝了推力軸承，在開模時(shí)頂桿頂動(dòng)軸承蓋及軸承座使推塊上升，在上升的過(guò)程中，由于塑件及推塊同時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，直到塑件脫出型腔。這種機(jī)構(gòu)脫?？煽浚O(shè)計(jì)方便且在模具中占用空間較小，非常適合在本副模具中使用。
第六章 模具加熱與冷卻系統(tǒng)的有關(guān)計(jì)算
本塑件在注射成型時(shí)不要求太高的模溫，因此，在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)，通過(guò)下列計(jì)算可以判斷是否需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)：
設(shè)定模具平均工作溫度40℃，用20℃的常溫水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為30℃，產(chǎn)品為(初算每2分鐘一套1.08kg/h。
一、求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q3，查有關(guān)文獻(xiàn)得PA6的單位熱流量為6.27×J/kg
Q3=WQ2=1.1286×J/kg
二、求冷卻水的體積流量V
V=
=
=0.45× /min
可見，由體積流量V查表可知所需的冷卻水管直徑非常小，故在該副模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
第七章 模具閉合高度的確定
在支承和固定零件的設(shè)計(jì)中根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：定模座板=25mm 定模鑲件固定板=35mm，動(dòng)模鑲件板 =35mm，支承板=20mm ，墊板=20mm,推力軸承固定板=10mm，=10mm,動(dòng)模座板=25mm 因而模具的閉合高度為：
H=+++++++
=25+35+35+20+20+10+10+25=180mm
第八章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
模具的外形尺寸為200mm×250mm×180mm而FL—80G型注塑機(jī)的最大安裝尺寸為350mm×310mm.裝模高度為125mm～310mm即該副模具滿足安裝條件。經(jīng)查FL—80G型注塑機(jī)的最大開模行程S=300mm。滿足頂出塑件時(shí)的頂出要求S≥++（5～10）mm=20+6+10=36mm經(jīng)驗(yàn)證。FL—80G型注塑機(jī)型注塑機(jī)能滿足使用要求，故可采用。
第九章 繪制模具總裝圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖
本模具的總裝圖見裝配圖所示。非標(biāo)準(zhǔn)件圖見零件圖。
本模具的工作原理：斜齒輪組件由塑件齒輪與金屬嵌件組成一體，該模具為一模四腔螺旋頂出注塑模。在注塑成型前將金屬嵌件裝于定模鑲件8內(nèi)，為防止金屬嵌件脫落及在注塑時(shí)移位，在定模鑲件8上裝有永久性磁鐵，并裝有隔磁層，為保證齒輪的同軸度要求，定模鑲件8與動(dòng)模鑲件6以錐面定位，注塑成型時(shí)由型芯4與型芯1的配合間隙排氣。
成型后，塑件由尾端裝有推力軸承3的推管5頂出。頂出時(shí)，推管5沿斜齒輪的螺旋方向進(jìn)行螺旋頂出使塑件脫離動(dòng)模鑲件6而自行落下。
第十章 注塑模主要零件加工工藝規(guī)程的編制
10.1 定模鑲件加工工藝過(guò)程
定模鑲件的加工工藝過(guò)程見表10-1。
表10-1 定模鑲件的加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
材料牌號(hào)45鋼。材料規(guī)格Ф60mm×150mm一根
2
車
①車端面
②車外圓面保證Ф55+0.3
③切斷保證長(zhǎng)度35+0.2
3
熱處理
調(diào)質(zhì)處理至24～28HRC
4
車
①車外圓處各臺(tái)階面留0.3～0.5mm余量
②鉆中心孔留0.3～0.5mm作鉸
③半精車各臺(tái)階面
④精車各臺(tái)階面及兩端面留0.2mm磨量
5
鉸
精鉸中心孔留0.1～0.2mm磨量
6
熱
淬火后回火保證45～50HRC
7
磨
精磨各外圓臺(tái)階面至圖
8
表
鍍鉻
9
鉗
拋光
10.2 動(dòng)模鑲件加工工藝過(guò)程
動(dòng)模鑲件加工工藝過(guò)程見表10-2
表10-2 動(dòng)模鑲件加工工藝過(guò)程
序號(hào)
工序名稱
工序內(nèi)容
1
下料
材料牌號(hào)45號(hào)鋼 材料規(guī)格Ф60×150mm一根
2
車
①車端面
②車外圓保證Ф55+0.3
③切斷保證35+0.2
3
熱處理
調(diào)質(zhì)處理至24～28HRC
4
車
①車外圓各臺(tái)階面留0.3～0.5余量
②車2×2的凹槽
③鉆中心孔留0.3～0.5mm鉸量
5
鉸
鉸中心孔留0.2mm磨量
6
熱處理
淬火后回火保證45～50HRC
7
磨
精磨各外圓部分至圖
8
鉗
研配鉆面部分
9
表
鍍鉻
10
鉗
拋光
模具典型零件機(jī)械加工工序卡
產(chǎn)品名稱
斜齒輪組件注塑模
零(部)件名稱
定模鑲件
共( 1 )頁(yè)
第(1 )頁(yè)
車間
工序號(hào)
工序名稱
材料牌號(hào)
數(shù)控加工車間
4
車銑
45號(hào)鋼
毛坯種類
毛坯外形尺寸
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
每臺(tái)件數(shù)
鍛造
設(shè)備名稱
設(shè)備型號(hào)
設(shè)備編號(hào)
同時(shí)加工件數(shù)
車銑加工中心
5
1
夾具編號(hào)
夾具名稱
切削液
6
三抓卡盤
機(jī)械油
工位器具編號(hào)
工位器具名稱
工序工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
7
07
1h
1h
工步號(hào)
工步內(nèi)容
工藝裝備
主軸轉(zhuǎn)速
r·minˉ1
切削速度
m·minˉ1
進(jìn)給量
mm·rˉ1
切削深度
mm
進(jìn)給次數(shù)
工步工時(shí)
機(jī)動(dòng)
輔助
01
下料
車銑加工中心
1000
5
1
3
3
10分
20
02
車
車銑加工中心
1000
6
1
7
6
5
5
03
熱處理
熱加工車間
設(shè) 計(jì)(日期)
審 核(日期)
標(biāo)準(zhǔn)化(日期)
會(huì) 簽(日期)
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更改文件號(hào)
簽字
日期
2006.05. 10
第十一章 模具的安裝與調(diào)試
11.1模具的安裝：
裝配的要求如下：
（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）推件時(shí)推件桿和卸料板動(dòng)作要同步。
裝配順序：
(1) 裝配前按圖檢驗(yàn)主要工作零件及其他零件的尺寸。
(2) 鏜導(dǎo)柱孔，將定模，推件板，型芯固定板合在一起，使分模面緊密接觸并夾緊。鏜導(dǎo)柱孔，型孔，在空內(nèi)壓入工藝定位銷后，加工側(cè)面的垂直基準(zhǔn)。
(3) 加工定模，用定模側(cè)面的垂直基準(zhǔn)確定定模上型腔中心的實(shí)際位置，并依次作為加工基準(zhǔn)，鏜線切割用的穿絲孔，線切割矩形孔。
(4) 加工推件板，按定模實(shí)際加工中心位置在推件板上鏜線切割用的穿絲孔，并以穿絲孔為基準(zhǔn)切割型孔。
(5) 壓入導(dǎo)柱。在定模座，推件板，型芯固定板上分別壓入導(dǎo)柱，使導(dǎo)向可靠，滑動(dòng)靈活。
(6) 裝配型芯。將型芯固定板與推件板合攏，把型芯放入推件板型孔內(nèi)，用螺孔復(fù)印法和壓銷釘套法使型芯緊固在型芯固定板上。
(7) 通過(guò)型芯引鉆支撐板和型心固定板上的孔。
(8) 通過(guò)支撐板引鉆推桿固定板上的孔。
(9) 在推桿固定板和支撐板上加工限位螺釘孔和復(fù)位桿孔。
(10) 將鑲塊裝入定模。
(11) 加工定模座板，加工螺孔，限位孔和導(dǎo)柱孔。
(12) 定模和定模座板的裝配。用平行夾頭把它們夾緊，通過(guò)定模板的孔引鉆在定模上，拆開后，再定模上攻螺孔，然后用螺釘和銷釘將定模和定模座板緊固。
(13) 裝配動(dòng)模部分，修正推桿和復(fù)位桿長(zhǎng)度。
(14) 完成裝配后進(jìn)行試模，并校驗(yàn)入庫(kù)。
11.2 模具的調(diào)試：
注射模裝配成以后。也要按正常的生產(chǎn)條件進(jìn)行試模，以了解模具的實(shí)際使用性能是否滿足生產(chǎn)要求、有無(wú)不完善的地方進(jìn)行改進(jìn)或作調(diào)整。
通過(guò)試模塑件上常會(huì)出現(xiàn)各種弊病，為此必須進(jìn)行原因分析，排除故障。造成次廢品的原因很多，有時(shí)是單一的，但經(jīng)常是多個(gè)方面綜合的原因。需按成型條件，成型設(shè)備，模具結(jié)構(gòu)及制造精度，塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個(gè)分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型條件，修整模具等方法加以解決。首先，在初次試模中我們最常遇到的問(wèn)題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問(wèn)題。
在試模過(guò)程中，應(yīng)做詳細(xì)記錄，并將結(jié)果填入試模記錄卡，注明模具是否合格。如需返修，則應(yīng)提出返修意見。在記錄卡中應(yīng)摘錄成型工藝條件及操作注意要點(diǎn)，最好能附加上加工出的制件，以供參考。
試模后，將模具清理干凈，涂上防銹漆，然后分別入庫(kù)和返修。
設(shè)計(jì)總結(jié)
本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容為斜齒輪組件塑料模設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)斜齒輪組件的設(shè)計(jì)，基本掌握了對(duì)塑料模設(shè)計(jì)的方法及步驟，對(duì)塑料模有了更進(jìn)一步的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)模具的制造方法和制造途徑積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
本設(shè)計(jì)中模板等尺寸也不代表一種最佳的選擇，例如模板的厚度，可以根據(jù)能取得的原料的厚度按最小的加工量選擇（要滿足最小厚度要求，同時(shí)也不能太厚太重）。合理選擇模具的結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件的圖紙及技術(shù)要求，研究和選擇適當(dāng)?shù)某尚头椒ㄅc設(shè)備，必要時(shí)還要請(qǐng)教老師。只有模具結(jié)構(gòu)選擇好了，才能設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理，質(zhì)量可靠，操作方便，的模具。設(shè)計(jì)模具必須制造方便。設(shè)計(jì)模具時(shí)，盡量做到使設(shè)計(jì)的模具制造容易，造價(jià)便宜。設(shè)計(jì)的模具應(yīng)當(dāng)效率高，工作可靠。這一要求涉及到的方面很多。模具零件應(yīng)耐磨耐用，模具零件的耐用度影響整個(gè)模具的使用壽命。模具的結(jié)構(gòu)要適應(yīng)塑料的成型特性。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，充分了解所用塑料的成型特性，并盡量滿足要求，同樣是獲得優(yōu)質(zhì)制件的措施。
同一塑件由不同的人設(shè)計(jì)有多種多樣的方案，最終都有可能很好的使用，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到了除了正確掌握和應(yīng)用書本知識(shí)外，吸取他人的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也是非常重要的。
致謝
本設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了楊占堯、翟德梅、趙常海、原紅玲、于智宏、蘇光等幾位指導(dǎo)老師的大力支持和幫助，再此表示誠(chéng)摯的感謝，由于本人水平有限，收集資料困難，如果有不盡人意的地方，懇請(qǐng)導(dǎo)師不吝賜教，提出寶貴改進(jìn)意見。
本論文的完成是借簽和參考了大量的同類文獻(xiàn)和書籍，在此對(duì)那些編著者表示衷心的感謝，因?yàn)樗麄優(yōu)槲姨峁┝藦V泛的素材和便捷的知識(shí)參考，為我們論文的完成節(jié)省了不少時(shí)間，為我論文的最終定稿提供了基礎(chǔ)。
最后，由衷的感謝各位老師在百忙之對(duì)我的論文進(jìn)行審閱，提出寶貴的意見，這都是給我無(wú)限的幫助，更有利于以后的工作。
再次感謝所有指導(dǎo)幫助過(guò)我的老師。
參考文獻(xiàn)
【1】 《塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社 楊占堯主編 20004
【2】 《塑料注塑模具設(shè)計(jì)從人門到精通》航空工業(yè)出版社 張中元主編1999
【3】 《塑料模具設(shè)計(jì)》西北工業(yè)大學(xué)出版社 李秦蕊主編 1995.9年
【4】 《金屬與塑料成型機(jī)械》河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 翟德梅主編 2000年
【5】 《注塑成型技術(shù)》化學(xué)工業(yè)出版社 王興天主編 2001年
【6】 《塑料成型工藝》工程塑料應(yīng)用1999.27（7）：28
【7】 《塑料工程手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社 黃 銳主編 2000年
【8】 《實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社 許發(fā)樾主編 2000年
【9】 《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社 陳錫棟 周小玉主編 2001年
【10】 《注塑模設(shè)計(jì)》 西北工業(yè)大學(xué)出版社 張克慧 主編. 2001
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