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編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 題 目： 塑料斜齒輪旋轉(zhuǎn) 脫螺紋注塑模具設(shè)計(jì) 學(xué)院： 國(guó)防生學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 柯招軍 學(xué) 號(hào)： 1000110104 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 曹泰山 職 稱： 講師 題 目 類 型 ： 理 論 研 究 實(shí) 驗(yàn) 研 究 工 程 設(shè) 計(jì) 工 程 技 術(shù) 研 究 軟 件 開 發(fā) 2014 年 5 月 4 日 摘 要 伴隨著全球性經(jīng)濟(jì)發(fā)展，新技術(shù)革命浪潮不斷的突破與發(fā)展，跨越性的技術(shù)發(fā)展已 經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮，極大地促進(jìn)了對(duì)體積小， 工業(yè)產(chǎn)品的品種多，低成本，高品質(zhì)的方向發(fā)展。為了提高生產(chǎn)周期的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的 核心產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，開發(fā)周期短，因此對(duì)各種產(chǎn)品的制造的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備， 模具的要求也越來(lái)越嚴(yán)格和苛刻的。 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)全球化趨勢(shì)和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，快 速經(jīng)濟(jì)模具被賦予了新的內(nèi)涵和新的任務(wù)，種類的激增，促使快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著 多品種系列化邁進(jìn)，不斷促使工藝有新突破和發(fā)展。鑒于商品經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，產(chǎn)品 換代更新的加速，以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，都愈發(fā)高的刺激著快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)朝著 短周期、低成本、高質(zhì)量及高制造精度等方向發(fā)展。鑒于它能夠使企業(yè)獲得更大的市 場(chǎng)，創(chuàng)造更大顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此愈發(fā)受到企業(yè)家的垂青以及獲得相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門的 政策資金的支持。鑒于快速發(fā)展的高新技術(shù)以及各種技術(shù)的綜合運(yùn)用，未來(lái)必定會(huì)產(chǎn) 生新型節(jié)能省材的快速制模技術(shù)來(lái)適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)中差異化需求。 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)塑料斜齒輪注塑模具設(shè)計(jì)，難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)旋轉(zhuǎn)脫螺紋功能。 本設(shè)計(jì)有兩大亮點(diǎn)，一是使用齒輪齒條傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)抽芯，二是用軸承使型腔旋 轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)脫螺紋設(shè)計(jì)。因模具中有多處需要配合，可能使模具在制造和裝配方面有些 難度。 關(guān)鍵詞：模具；斜齒輪；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；注射模；型腔 Abstract With the global economic development, new technology revolution continued breakthroughs and development, leapfrog technology development has become an important factor in promoting world economic growth . Continued prosperity of the market economy , which greatly promoted to small, multi- variety of industrial products , low-cost , high-quality direction. In order to enhance the core products in the market competitiveness of the production cycle, and increasingly demanding shorter development cycle , and therefore the key to the manufacture of various products, technology and equipment - mold requirements are increasingly stringent and demanding . Mold is one of the basic industries . With the rapid development of economic globalization and a variety of high-tech markets , rapid economic mold was given a new meaning and a new task , the type of surge , prompting rapid economic modeling material moving toward multi- variety series , continue to promote technology breakthroughs and development. Given the rapid development of the commodity economy , accelerate the upgrading products , and market more competitive , are increasingly high to stimulate rapid economic modeling techniques towards short-cycle , low-cost , high-quality and high manufacturing precision direction. Given its ability to enable enterprises to gain a larger market , creating greater significant economic benefits , and therefore increasingly favored by the entrepreneurs and access to funding to support policies related to the leadership department. Given the rapid development of high-tech and comprehensive use of various technologies , the future will certainly generate new energy-saving materials for rapid tooling technology to meet the social needs of the difference in production . The graduation project is a plastic injection mold design helical gear , the difficulty lies off the automatic rotation of the threaded function. This design has two bright spots , one using rack and pinion mechanism to achieve measured Pulling , two bearings so that the cavity is rotated to achieve the de- thread design . Because there are many die with blood , may cause some difficulty in mold manufacturing and assembly areas . Keyword: mold ; bevel wheel; structural design;plastics injection mold; cavity 目 錄 引言 .1 1 塑件（斜齒輪）的分析 .3 1.1 塑件（ABS）的三維模型 .3 1.2 塑料的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用 .4 1.3 ABS塑料 .4 1.3.1塑料 ABS的基本概念 .4 1.3.2塑料 ABS的特性 .5 1.3.3塑料 ABS的成型特性及成型條件 .6 1.3.4塑料 ABS的成型條件 .6 1.4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要求的了解及分析 .7 1.5 脫模斜度 1 .7 1.6 塑件的壁厚 1 .7 1.7 圓角 .8 2 注射機(jī)的選擇 .9 3 型腔數(shù)目的決定 .10 4 成型零件設(shè)計(jì) .12 4.1 確定型腔壁厚 .12 4.2 動(dòng)模板厚度的計(jì)算 .12 4.3 分型面的確定 1 .13 4.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .13 4.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .14 4.5.1成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .14 4.5.2成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .14 4.5.3型腔尺寸計(jì)算 .14 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .18 5.1 主澆道（澆口套）的設(shè)計(jì) .18 5.2 澆口的設(shè)計(jì) 1 .20 5.3 定位圈的選擇 .20 6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .21 6.1 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 .21 6.2 加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .21 6.3 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) .21 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .22 7.1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .22 7.2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .22 7.2.1螺紋型芯的設(shè)計(jì) .22 7.2.2傳動(dòng)齒條的設(shè)計(jì) .24 8 復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇 .26 8.1 彈簧的選用 4 .26 8.2 彈簧的分布形式 .27 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .28 9.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 .28 9.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的選用 5 .28 10 型芯與側(cè)型芯脫模力的計(jì)算 .29 10.1 型芯脫模力的計(jì)算 .29 10.2 側(cè)抽芯力計(jì)算 .29 11 模具的閉模高度和開模行程驗(yàn)算 .30 12 模具其它零件的設(shè)計(jì) .31 13 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 5 .32 14 模具的總裝圖以及運(yùn)動(dòng)順序、及其特點(diǎn) .33 15 模具的安裝、調(diào)試 .34 16 工藝卡片 .35 16.1 塑件成型工藝卡 .35 16.2 機(jī)械加工工藝卡 .36 16.2.1澆口套定位圈機(jī)械加工工藝卡 .36 16.2.2定模板機(jī)械加工工藝卡 .37 16.2.3墊塊機(jī)械加工工藝卡 .38 結(jié)論 .39 謝辭 .40 參考文獻(xiàn) .41 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 0 頁(yè) 共 41 頁(yè) 引言 模具是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，被冠以現(xiàn)代 “工業(yè)之母” 。 現(xiàn)代生產(chǎn)中，模具因其加工效率高，互換性，節(jié)約了材料，所以廣泛 應(yīng)用。作為一個(gè)蓬勃發(fā)展的行業(yè)，在整個(gè)模具塑料模具發(fā)展很快。作為制造行業(yè)的一 個(gè)后起之秀，它以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用，極大地促進(jìn)了塑料工業(yè)的質(zhì)的發(fā)展。 （一） 、我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。依工業(yè)技術(shù)的飛躍式發(fā)展，依靠模具來(lái)進(jìn) 行加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中愈發(fā)常見。 隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，效率高，自動(dòng)化程度高，壽命長(zhǎng)和高精密模具的設(shè)計(jì) 和制造是關(guān)注未來(lái)的重點(diǎn)。例如電視機(jī)外殼、空調(diào)機(jī)零件、洗衣機(jī)內(nèi)缸、電冰箱、燈 座、周轉(zhuǎn)箱等模具。世界上的一些工業(yè)化國(guó)家，其工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的模具， 其增長(zhǎng)率也超過了機(jī)床，汽車，電子等行業(yè)。在這些國(guó)家，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì) 的基礎(chǔ)工業(yè)之一。美國(guó)工業(yè)界稱“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石” ，日本模具協(xié)會(huì)稱“模 具是促進(jìn)社會(huì)富裕的動(dòng)力” 。什么東西既具有自己的價(jià)值通過同一模具為社會(huì)創(chuàng)造了巨 大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 一流的模具設(shè)計(jì)理念、高質(zhì)量的制造水平、上等的材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代 化管理及成型設(shè)備等都是制造優(yōu)質(zhì)模具不可獲缺的。一副優(yōu)質(zhì)的模具可以重復(fù)上百萬(wàn) 次成型，這是和上面所陳述的因素分不開的。縱觀國(guó)內(nèi)外同行情況，注塑成型技術(shù)發(fā) 展趨勢(shì)大致有以下幾個(gè)方面： （1）CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用； （2）模具制造對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的推動(dòng)發(fā)展； （3）開發(fā)模具逆向工程，創(chuàng)新模具的快測(cè)技術(shù)； （4）開發(fā)上等的模具材料和對(duì)其表面進(jìn)行特殊處理； （5）提升模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，用模塊化實(shí)現(xiàn)模具的重組； （6）模具的模塊化、集成化、精密化。 塑料模具在我國(guó)的發(fā)展很快。塑料模的設(shè)計(jì)制造、CAD/CAE/CAM 技術(shù)、CAPP 技術(shù)， 已有不少的企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)在開發(fā)及應(yīng)用。在設(shè)計(jì)及制造技術(shù)上與一流水準(zhǔn)相比有一 定的不足。專用模具鋼的種類少少、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高、質(zhì)量尚不穩(wěn)定等問題還在困擾 著我國(guó)模具行業(yè)；模具的商品化、系列化及規(guī)?；芰€有不少改進(jìn)及提升的空間； CAD、CAM、Flow Cool 等軟件應(yīng)用程度不是很高；提高模具的設(shè)計(jì)與制造水平是增加國(guó) 際核心競(jìng)爭(zhēng)能力比不可少的。 近些年來(lái)，伴隨著模具綜合技術(shù)的提升，模具產(chǎn)品也更加復(fù)雜、精密，模具制造 成本和周期也在縮短。 （二） 、研究此項(xiàng)目的內(nèi)容、目的和意義 通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真對(duì)塑料注射模具的設(shè)計(jì)思路和制造過程進(jìn)行有效的評(píng) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 1 頁(yè) 共 41 頁(yè) 估和預(yù)測(cè)，并且可改善模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并快速制得樣品，便于贏得客戶，爭(zhēng)取定單， 從而擴(kuò)大市場(chǎng)及占有率；此外還降低返廠率，縮短生產(chǎn)周期，節(jié)省材料和費(fèi)用，進(jìn)而 很大幅度地降低了模具的生產(chǎn)成本。 此項(xiàng)目針對(duì)的內(nèi)容和要求: （1）擬定斜齒輪塑件的成型工藝，選用合理的成型設(shè)備。 （2）合理的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。必要時(shí)可依模具要求對(duì)塑件圖紙進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?（3）長(zhǎng)使用壽命、高強(qiáng)度，高耐磨性是模具配件必不可少的。 （4）經(jīng)濟(jì)性好、便于制造是模具制造需要考慮的。 （5）確定零件尺寸及形狀，選擇合理的結(jié)構(gòu)。 （6）高效率、高可靠性、高自動(dòng)化程度是模具設(shè)計(jì)制造的精髓。 研究此項(xiàng)目的目的與意義: （1）選擇合適的塑料及成型工藝。 （2）通過對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量分析，改進(jìn)模具的工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （3）將模具設(shè)計(jì)融合到 CAD/CAM/CAE 的運(yùn)用中去。 （4）提高分析和解決問題的能力，改進(jìn)我們的學(xué)習(xí)與創(chuàng)新發(fā)展。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 2 頁(yè) 共 41 頁(yè) 1.塑件（斜齒輪）的分析 1.1 塑件（ABS）的三維模型 如下圖 1.1： (a) (b) 圖 1.1 塑件三維圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 1.2 塑件尺寸圖 1.2 塑料的基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用 塑料是塑料為主要原料，再加入適量填料，增塑劑，潤(rùn)滑劑，穩(wěn)定劑，著色劑等 材料，固化劑。 塑料的種類繁多，性能上也有較大差異,從事塑料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域工作時(shí)人，應(yīng)該首 先對(duì)所選的塑料的類型，結(jié)構(gòu)和相關(guān)性能的認(rèn)識(shí)，有必要獲得必要的基本知識(shí)以及了 解塑料的應(yīng)用范圍。 按塑料的分子結(jié)構(gòu)及特性可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。 按塑料的使用情況一般可以分為通用塑料、特種塑料、工程塑料三大類。 1.3 ABS塑料 1.3.1 塑料 ABS 的基本概念 ABS 塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 英文名稱:Acrylonitrile Butadiene Styrene。 比重:1.05g/cm 成型收縮率:0.30.9% 成型溫度：180200 干燥條件：808523 小時(shí) 塑料性能: （1）良好的整體性能，高的抗沖擊強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性。 （2）具有較高的耐熱性，高的影響，完全燃燒，提高透明度。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè) 共 41 頁(yè) （3）與有機(jī)材料的熔接性較好，且表面可進(jìn)行處理，如鍍鉻、噴漆等。 （4）較 HIPS 流動(dòng)性差一些，較 PMMA、PC 等好，柔韌性好。 ABS 塑料是以高分子化合物為基礎(chǔ)而混合的復(fù)合材料。綜合了原有材料的性能特 點(diǎn)，其最大的特點(diǎn)是可根據(jù)需要進(jìn)行材料設(shè)計(jì)，這也是它和其它塑料最大的不同。 ABS 高分子材料獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和易加工、易改性特點(diǎn)，使其具有其他材料無(wú)法比擬、 無(wú)可取代的優(yōu)越性能。于此同時(shí) ABS 塑料不僅有聚合物的一般熱性能和力學(xué)性能外， 還具有一些特殊功能，如物質(zhì)、信息和能量的轉(zhuǎn)換、傳遞和儲(chǔ)存等。 1.3.2 塑料 ABS 的特性 ABS 的詳細(xì)特性在下表 1-1 中給出。 表 1-1 ABS 塑料的特性 性能項(xiàng)目 試驗(yàn)條件狀態(tài) 測(cè)試方法 測(cè)試數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)單位 基 本性能 熔體流動(dòng)速 率 2302.16Kg ASTM D-1238 1.8 g/10min 收縮率 23 FCFC Method 0.3-0.8 % 密度 23/23 ASTM D-792 0.96 機(jī) 械性能 降伏點(diǎn) 抗張強(qiáng)度 23 ASTM D-638 360 kg/cm2 斷裂延長(zhǎng)率 23 ASTM D-638 200 % 彎曲模量 23 ASTM D-790A 15500 kg/cm2 洛氏硬度 23 ASTM D-785 100 R-Scale Izod沖擊強(qiáng) 度 23,1/8厚 ASTM D-256 6.0 kg-cm/cm2 熱性能 熱變形溫度 at 4.6kg/cm2，Unanneale d,1/4厚 ASTM D-648 135 其它性 能 FDA Compliance 21 CFR Pt 177.1520 Yes 通常，塑料的熔點(diǎn)并非是一個(gè)固定的數(shù)值，而是用熱變形溫度來(lái)顯示。 ABS 是升級(jí)強(qiáng)化版的 PP，有較高的熱變形溫度，耐熱性能好，注塑收縮率較低，尺寸 穩(wěn)定性能好，故特別適用于有耐溫需求的汽車零件以及電氣部件等。 熱塑性塑料在恒壓力下，依據(jù)受熱的溫度的差異，存在玻璃、高彈和粘流三種狀 態(tài)。ABS 是在粘流態(tài)下成型的制品，可用注射成型來(lái)制作。ABS 具有適度的流動(dòng)性，主 要由壓力和溫度確定其流動(dòng)性。因?yàn)槭菬崴苄缘?，所以在模具設(shè)計(jì)和注塑成型的選擇 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 5 頁(yè) 共 41 頁(yè) 都需要注意螺桿注射機(jī)的選擇，澆注截面應(yīng)大些，料筒及模具應(yīng)鍍鉻，不應(yīng)有有死角 滯料，加熱時(shí)間、模溫、成型溫度、螺桿轉(zhuǎn)速及背壓等都需要嚴(yán)格控制 1 。 1.3.3 塑料 ABS 的成型特性及成型條件 材料成型收縮率小，易產(chǎn)生應(yīng)力集中而引發(fā)熔融開裂，因此控制成型條件以及成 型后退火處理可以有效減少塑件的開裂情況。 無(wú)定形料,流動(dòng)性中等,吸濕大須充分干燥,表面要求光澤的塑件須長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干 燥 8085度,23 小時(shí). 高料溫、高模溫等方法可以提高材料的流動(dòng)性，減少夾水紋現(xiàn)象。 摩擦系數(shù)低，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。 收縮率及成型收縮范圍中等。 ABS 塑料的干燥，ABS 塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前需進(jìn)行 干燥和預(yù)熱。 選用直通式噴嘴，為避免流涎現(xiàn)象可將噴嘴孔改成喇叭狀，并適當(dāng)?shù)乜刂茋娮?溫度。 模溫對(duì)塑件質(zhì)量有較大的影響，模溫低時(shí)，收縮率，抗壓，抗彎，抗沖擊強(qiáng)度 大，料溫對(duì)塑件質(zhì)量影響較大，料溫過低會(huì)造成缺料。 模具澆注系統(tǒng)對(duì)料流阻力要小，進(jìn)料口宜取厚，盡可能的避免死角積料。 1.3.4 塑料 ABS 的成型條件 表 1-2 塑料 ABS 的成型條件 注射成型機(jī)類型 螺桿式 比重（gcm） 1.411.43 收縮率(%) 0.30.9 注射壓力(kg/cm) 8001000 噴嘴溫度(C) 170180 螺桿轉(zhuǎn)速(n/min) 28 模具溫度(C) 90120 適用注射機(jī)類型 螺桿式 預(yù)熱 溫度 （C） 時(shí)間（h） 80100 35 料筒 溫度 （C） 前斷 中斷 后斷 180200 190220 160170 成型 時(shí)間 （s） 注射時(shí)間 高壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 總周期 2090 05 2060 50160 后處理 方 法溫度（C） 時(shí)間（h） 紅外線燈 鼓風(fēng)烘箱 1401454 1.3.5 塑料 ABS 的主要用途 作為熱塑性工程塑料的 ABS 具有較高的韌性、耐熱性和強(qiáng)度，還具有加工優(yōu)勢(shì)， 如熔體溫度低、結(jié)晶快等，同時(shí)還有其基本優(yōu)點(diǎn)，如尺寸穩(wěn)定性，耐化學(xué)品性。ABS 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。制品可在-40100 C 范圍 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 6 頁(yè) 共 41 頁(yè) 內(nèi)能以較高的硬度，耐磨性，剛度和強(qiáng)度長(zhǎng)期使用。 在工業(yè)生產(chǎn)中， ABS 可代替一部分金屬應(yīng)用于電器、汽車、機(jī)床、化工、機(jī)械、 、 農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)。ABS 特別適用于制作輥?zhàn)?、滾輪、齒輪、軸承、凸輪等傳動(dòng)等耐磨零 件，也可以用來(lái)制造化油器，汽車的儀表板，各種管道等蓋。ABS 是極具市場(chǎng)前景工程 塑料，ABS 是新的商機(jī)，潛在市場(chǎng)。 1.4 塑件結(jié)構(gòu)工藝性要求的了解及分析 要想得到優(yōu)良的塑料制件，除了選用合理的原材料以外，塑件結(jié)構(gòu)的工藝性必須 在考慮的范圍之內(nèi)，我們?cè)诳紤]塑件結(jié)構(gòu)工藝性時(shí)，需要遵守以下原則： 在設(shè)計(jì)之初，必須將收縮率、流動(dòng)性等將原材料的結(jié)構(gòu)工藝性考慮在內(nèi)。 在保證塑件的性能，物理性能和力學(xué)性能，耐化學(xué)性，耐熱性和電性能，如要 求的前提下，盡可能的厚度均勻，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。 設(shè)計(jì)時(shí)需考慮模具的總體布局結(jié)構(gòu)，使模具的抽芯和推出機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)易和模具型腔 制造方便。 對(duì)塑件外觀有較高的要求時(shí)，需先進(jìn)行造型，然后在繪制圖樣。 選擇模具分型面幾何形狀和塑件的成型方法，直接決定了塑料成型模具的成功。 所以，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該使塑件的幾何形狀能適用于其成形工藝。 1.5 脫模斜度 1 由于塑件在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會(huì)緊緊地包住型芯或型腔中的其 它凸起部分。為了便于剝離，防止模具塑料表面劃傷，擦毛等，為了便于塑件從塑料 芯模腔取出，在設(shè)計(jì)時(shí)沿脫模方向均應(yīng)有足夠的脫模斜度。 塑件上脫模斜度的大小，與塑件的性質(zhì)、收縮率大小、摩擦系數(shù)大小、塑件厚度 和幾何形狀有關(guān)。與軟質(zhì)塑料相比，硬質(zhì)塑料的脫模斜度較大；脫模斜度與塑件形狀 的復(fù)雜程度或成型孔的數(shù)目有關(guān)；塑件的脫模斜度與高度、孔深呈反比；壁厚增加， 內(nèi)孔包住型芯，脫模斜度也應(yīng)大些。 根據(jù)塑件材料 ABS 推薦的脫模斜度為 40130。由塑件屬硬脆類塑料且厚壁 的塑件，故脫模斜度可取較大值依據(jù)塑件幾何形狀及收縮規(guī)律，因?yàn)樗南蛐氖湛s性， 所以一般內(nèi)表面的脫模斜度大于外表面,依據(jù)塑膠零件的精度來(lái)確定脫模的斜度，內(nèi)表 面取 1，外表面取 130。 1.6 塑件的壁厚 1 塑件需有一定的厚度，才能保證塑件在使用中有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且也為了 塑料在成型時(shí)保持良好的流動(dòng)狀態(tài)。有時(shí)塑件在使用時(shí)所需的強(qiáng)度雖然很小，但也需 要有適當(dāng)?shù)暮穸葋?lái)承受脫模退出力。熱塑性塑件的厚度一般在 1-4mm，壁厚大，就會(huì)易 產(chǎn)生起泡和凹陷，并且也不易冷卻。 壁厚與流程有密切關(guān)系，且成比例關(guān)系，根據(jù) ABS 屬流動(dòng)性中等。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) 可得： （1-1）7.0)81/(LT m25.042 即厚度2 mm 即可；由于塑件最薄處為 5.5mm，因此符合要求，流程短愈短愈有 利于注射成型。 1.7 圓角 設(shè)計(jì)塑件時(shí)，為了減小應(yīng)力集中，同時(shí)增加手感體驗(yàn)和美觀，體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)， 常采用圓弧過渡。此外，圓弧還提高了塑件的強(qiáng)度，使脫模更易，同時(shí)還使模具型腔 在淬火或使用時(shí)不易開裂。本設(shè)計(jì)中塑件圓角都取 R=0.5mm。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè) 2 注射機(jī)的選擇 塑件的體積計(jì)算 （2-mZMD1.46cos/n 1） 321 89.7)/.46(V 2 058 323 ./）（ 4 m24)7( 321VV 52.4718.3905.89.86 3cm5 （2-g6.PVG 2） 選擇注射機(jī) 由于塑件為大批量生產(chǎn)，所以盡可能采用多型腔，綜合考慮應(yīng)選用 ZSZY125 型臥式注塑機(jī)。 依 XSZY125 型注塑機(jī)可得如下表 2-1： 表 2-1 XSZY125 型注塑機(jī)參數(shù)（mm ） 螺桿直徑 42 最大理論注射量 125 注射壓力 120 MPa 鎖模力 900KN 最大成型面積 645 模具最大厚度 300 注射行程 115 模具最小厚度 200 模板最大行程 300 噴嘴孔徑 4 噴嘴圓弧半徑 12 噴嘴移動(dòng)距離 210 型腔許用壓力 280（kg/cm ） 定模板上孔徑 100 兩拉桿之間距 260290 定模板上孔深 10 頂出形式 中間頂出 動(dòng)模板上孔徑 100 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 9 頁(yè) 共 41 頁(yè) 3 型腔數(shù)目的決定 注射模的型腔數(shù)目可根據(jù)需要來(lái)確定，可以是一模一腔或一模多腔。型腔數(shù)目越 多，塑件尺寸的精度精度也就相對(duì)較低，若塑件的精度不高，可選用多型腔數(shù)。以注 塑成型的生產(chǎn)效益上看，表面上多型腔模比單型腔模經(jīng)濟(jì)效益要高，但以制造的難度 來(lái)衡量的話，單型腔比多型腔制造難度小。由于此塑件的精度要求不高，生產(chǎn)批量適 中，而且還有側(cè)抽芯，抽芯距也較長(zhǎng)，在制品生產(chǎn)及模具的加成本上考慮，可選為一 模一腔。 （1）注射機(jī)的鎖模力 鎖模力務(wù)必要超過模具在開模方向上投影面積的注射壓力總和。 注射基本壓力（依塑件流程比及壁厚而不同） （3-sKPcb 1） 型腔注射壓力，取2800 b基本壓力 Kc1.7（ABS） K11.25取 K1.4 、鎖模力 鎖模力不小于總注射壓強(qiáng)的 1.5 倍，即 （3-1.05.1APF 2） 壁厚為 5.5mm，取最小。本次設(shè)計(jì)選用采用圓薄片型澆口，流程比為 42/5.5=7.6 有查圖可得 L=7.6，壁厚=5.5mm，s=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： （3-sKPcb 3） 得注射壓力 P： Mpa2375.2.143 投影面積 ： 22 4.17cm.RA 型腔總投影面積 ： 28.34.17 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 10 頁(yè) 共 41 頁(yè) 由： 1.05.1APF 得鎖模力： KN906.2.8342. 故鎖模力是足夠的。 開模距離 由塑料部分長(zhǎng)度為 42mm，是從模具中取出，距離應(yīng)大于兩倍的模板澆注系統(tǒng)的總 長(zhǎng)度的長(zhǎng)度，即 ：L=24250=134mm. 由 ZS-ZY-125 注射機(jī)的最大開模行程為 300mm，故能夠完全可以取出塑件 。 模板面積 型腔的模板面積大小必須能在注射機(jī)上安裝。此塑件基本尺寸為 47mm， 。一模一 腔時(shí)，模板長(zhǎng)、寬各約為 300mm、 280mm，可以裝入；一模兩腔時(shí)，模板長(zhǎng)、寬各約為 600mm、300mm，則不可以裝入。由選用 ZSSY125 型注射機(jī)，故只好取用一模一腔。 （2）合理確定型腔數(shù) 為了合理地確定了型腔的數(shù)目，需檢查注射容量，根據(jù)各注塑機(jī)的注射量不超過 最大注射量的 80%。即： （3-件澆 ） WSN/8.0( 4） N型腔數(shù) 注射機(jī)注射量（克） 澆 澆注系統(tǒng)的重量 件 塑件重量 克12096.5S 克澆W 克件 34 代入得： 138.24)0128.( N 即取一腔許可。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 11 頁(yè) 共 41 頁(yè) 4 成型零件設(shè)計(jì) 4.1 確定型腔壁厚 1、由強(qiáng)度計(jì)算來(lái)確定其壁厚,如圖 4.1： 圖 4.1 型腔壁厚 （4-)/()(2PrRtt 1） 已知： (設(shè)模具鋼的抗拉力應(yīng) , 取安全系數(shù)為 4)； 2/10cmkgt 2/kg40cm ；62.3r8p 5.9)81()28106.32 R 壁厚5.9mm 即可。但為了保險(xiǎn)，把型腔外徑取為H95.9r 70mm。 2、依據(jù)變形量校核型腔壁厚 （4-)/()(/ 22rRrEPr 2） 3.0)253(5310.823 26 ）（）（ m201. 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 12 頁(yè) 共 41 頁(yè) 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，可按所得值計(jì)算收縮率:ABS 壁厚6mm 時(shí), 取 1.51.9，因此大于 0.012mm，可依設(shè)計(jì)值取壁厚 13mm，70mm。 4.2 動(dòng)模板厚度的計(jì)算 澆注系統(tǒng)和塑料在分型面上的投影面積: （4-2)/(dF 3） 2965.41.）（ 2m7 因此,動(dòng)模板厚度查表可得 F1050cm 2,可取 2025mm，但鑒于裝入頂管機(jī)構(gòu)及 導(dǎo)柱對(duì)墊板強(qiáng)度有影響，增大安全系數(shù)，結(jié)構(gòu)分析初定為 H=30mm。 4.3 分型面的確定 1 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝等有關(guān)，所以選擇脫模注射模的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵的一 步。注射模具有的只有一個(gè)分型面，有的有多個(gè)分型面。根據(jù)分型面的形狀可分為平 直分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面等。 由于分形面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件結(jié)構(gòu)工藝性及尺 寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排氣等多種因素的影響。所以選擇分型面時(shí)應(yīng)遵 循以下幾項(xiàng)基本原則: (1)分型面應(yīng)選擇在塑件外形的最大輪廓處。 (2)分型面的選擇需有助于塑件的順利脫模。 (3)分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求。 (4)分型面的選擇需適合塑件的外觀質(zhì)量要求。 (5)分型面的選擇要加工和模具制造。 (6)分型面的選擇應(yīng)有助于排氣。 分型面選擇的合理對(duì)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)本齒輪塑件的結(jié)構(gòu),采用平直分 型面，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(huì)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(dòng)模上,否則會(huì)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 1 。 4.4 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充填模具型腔時(shí)，必須講澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過 程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。如果氣腔內(nèi)部氣體因各種原因不能排除 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 13 頁(yè) 共 41 頁(yè) 干凈，它會(huì)形成塑料泡沫，導(dǎo)致焊縫不強(qiáng)，清晰可見、充滿痕跡的表面輪廓以及缺陷 成型等，另外氣體的存在還會(huì)產(chǎn)生反壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮 型腔的排氣問題。注射模通常有如下三種： (1)利用配合間隙排氣。這種類型的排氣形式，其配合間隙不能超過 0.05mm，一般 為 0.03-0.05mm，視成型塑料的流動(dòng)性性能的好差而定。 (2)在分型面上開設(shè)排氣槽。分型面上開設(shè)排氣槽是注射模排氣的主要形式。 (3)利用排氣塞排氣。如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又沒有活 動(dòng)型芯或推桿，可在型腔深處鑲?cè)肱艢馊?1 。 為了使塑件制品上不產(chǎn)生氣孔和制造方便，通常選擇間隙排氣。間隙常選在 0.03 0.05mm 內(nèi)，不過必須小于其塑料的最大溢邊值，結(jié)合實(shí)際考慮，可依靠模具分型面 的間隙和型腔以及側(cè)抽芯的配合間隙來(lái)排氣,因此無(wú)需另外在設(shè)置排氣導(dǎo)槽,ABS 推筒的 間隙 C 可取 0.020.025mm。 4.5 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.5.1 成型凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于零件成型時(shí)是直接與塑料接觸的,對(duì)塑件的質(zhì)量有直接關(guān)系。所以在選擇結(jié)構(gòu) 時(shí),不但要卻保成型塑件,也要方便加工制造。更復(fù)雜的塑料部件，如有側(cè)孔和齒輪， 因此整體的格局是不夠的，但組合件也有其弊端，制造會(huì)麻煩很多，且塑件宜產(chǎn)生拼 痕跡。然而，你可以簡(jiǎn)化工藝，采用模塊化的復(fù)雜模具，減少熱變形壓扁處理的差距 有助于排出，也有利于模具的維修，節(jié)省模具鋼。一般為確保側(cè)壁之間連接的準(zhǔn)確性, 故常在連接處的外側(cè)留有 0.30.4mm 的間隙, 以便使內(nèi)側(cè)連接更緊密。所以本模具型 腔組合式較合適。 4.5.2 成型凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 一般凸模的機(jī)械加工較凹模方便,同時(shí)在工作中受力也較為集中因此多數(shù)凸模選擇 的是整體結(jié)構(gòu)。 4.5.3 型腔尺寸計(jì)算 型腔的制造尺寸是包含了塑件成型收縮在內(nèi)的。所以,使用塑料的成型收縮率要在 計(jì)算尺寸之前確定。 (1)塑料的成型收縮率 理論上的成型收縮率：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(zhǎng)度收縮計(jì)算。由于 ABS 是復(fù)合型塑料,因 此,其成型中收縮率會(huì)有些大,并且其收縮也具有導(dǎo)向性。查得 ABS 厚度大于 8mm 時(shí),收 縮率為 1.5.02.1mm,依塑件的復(fù)雜程度以及精度取其平均值較合適,取 S=1.8mm (2)工作尺寸計(jì)算 型腔制造公差,按精度等級(jí)查得 ( 為塑件公差值)。齒輪尺寸如下圖3/m 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 14 頁(yè) 共 41 頁(yè) 4.2。 （a） (b) 圖 4.2 塑件尺寸 查得各尺寸制造公差值與塑件公差值，如下表 4-1： 表 4-1 尺寸制造公差值與塑件公差值(mm) 尺寸 制造公差值 z 塑件公差值正偏差 塑件公差值負(fù)偏差 47 0.074 0 -1.200 28 0.052 0 -0.960 17 0.043 0.800 0 13 0.043 0.720 0 M4 0.030 0.560 0 24 0.052 0 -0.880 18 0.043 0 -0.800 6 0.030 0 -0.560 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè) 共 41 頁(yè) 其平均收縮率： （4-%6.02)9.30(cpS 4） 計(jì)算型腔徑向尺寸： 47D28 型腔徑向尺寸計(jì)算公式： （4-zcpS04/3)1(d 5） 40.47 21/%6. 4089 320.2 96/3).1( D m20 計(jì)算型芯徑向尺寸： d17 、 d 13 、 型芯徑向尺寸計(jì)算公式： （4-zcpsSd04/3)1( 6） 240.17 8/%. mm241.0-98. 267.013/3)(d m.267.0 計(jì)算型腔深度尺寸： 、 、24H186 型腔深度尺寸計(jì)算公式： (4-7)zsMH03/2%)6.01( 293.024 4/. m 852930 267.018 /)6.( 7270 187.06 53/%.H 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè) 共 41 頁(yè) 187.063.5 計(jì)算型芯深度尺寸： 、 、 42h418h 型芯深度尺寸計(jì)算公式： （4-zcpsMS03/2)( 8） 40.42 1/%6.1h m 5340. 293.024 /)( 8.293.0 267.018 1/6h .27.0 齒輪成型尺寸計(jì)算： （4-14cos/dNm 9） 0/5.0）（ 3 zaahd*2 5.1.4 m6 znaf c)(* .023.）（ 4 40.14.6%6.）（D m9540 .13.40.64.）（ 40. 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 17 頁(yè) 共 41 頁(yè) 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)一般由主流道、 分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)， 設(shè)計(jì)合理與否對(duì)塑件的性能、尺寸內(nèi)外部質(zhì)量及模具的結(jié)構(gòu)、塑料的利用率等有較大 影響。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則 1 ： （1）了解塑料的成型性能。注射成型時(shí)注射機(jī)料筒中的塑料已成熔融狀態(tài)（粘流 態(tài)） ，因此了解被成型的塑料熔體的流動(dòng)特性以及溫度、剪切速率對(duì)粘度的影響等顯得 十分重要，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須適應(yīng)以保證塑件質(zhì)量的塑料成型性能。 （2）盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕。在選擇澆口位置時(shí)，應(yīng)注意避免熔接痕的產(chǎn)生。 熔體流動(dòng)時(shí)應(yīng)盡量減少分流的次數(shù)，有分流必然有匯合，熔體匯合之處必然會(huì)產(chǎn)生熔 接痕，尤其是在流程長(zhǎng)、溫度低時(shí)，這時(shí)對(duì)塑件熔接痕強(qiáng)度的影響較大。 （3）防止型芯的變形和嵌件的位移。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量避免塑料熔體直接沖 擊細(xì)小型芯和嵌件，以防熔體的沖擊力使細(xì)型芯變形或嵌件位移。 （4）有利于型腔中氣體的排出。澆注系統(tǒng)應(yīng)能順利地引導(dǎo)塑料熔體充滿型腔的各 個(gè)部分，使?jié)沧⑾到y(tǒng)及型腔中原有的氣體能有序得排出，避免充填過程中產(chǎn)生紊流或 渦流，也避免因氣體積存而引起凹陷、氣泡、燒焦等塑件的成型缺陷。 （5）盡量采用較短的流程充滿型腔。在選擇澆口位置的時(shí)候，對(duì)于較大的模具型 腔，一定要力求以較短的流程充滿型腔，減少壓力損失和熱量損失減少到最低的塑料 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 41 頁(yè) 熔體以保持所需的終壓力與現(xiàn)狀的有效傳輸，保持塑件良好的成型質(zhì)量。 （6）流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。對(duì)于大型或薄壁塑料制件，塑料熔體有可 能因其流動(dòng)距離過長(zhǎng)或流動(dòng)阻力太大而無(wú)法充滿整個(gè)型腔。 設(shè)計(jì)應(yīng)該從多方面考慮，結(jié)合塑件，注射系統(tǒng)分布基礎(chǔ)上進(jìn)行一模一腔的設(shè)計(jì)，由 PPT 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 1 。 5.1 主澆道（澆口套）的設(shè)計(jì) 主澆道（澆口套）是和注射機(jī)噴嘴部分直接相連的，如下圖 4 所示，它同噴嘴的軸 心線是同一的，也是最開始進(jìn)入模具的通道，因此熔料在主流道內(nèi)流動(dòng)并不會(huì)改變流 動(dòng)的方向。主流道大都呈圓錐形，也有形狀是扁形或圓形的。但是為了方便將流道中 的冷料拉出，一般把主流道設(shè)計(jì)為圓錐形，一般的錐角通常為 27，內(nèi)壁粗糙度小 于或等于 0.8m。一般圓錐孔的小頭直徑為 48mm，于此同時(shí)又要比注射機(jī)噴嘴大 0.51mm。定模板厚度決定了主流道的長(zhǎng)度。 確定主澆道各部分尺寸如圖 5.1 圖 5.1 澆口套 （1）噴嘴處孔徑的確定,依 XS-ZY-125 型注射機(jī)可查： 嘴噴孔徑為 4mm, 應(yīng)該選用直通式噴嘴，同時(shí)嘴噴處的孔徑要取大些。 d=噴嘴孔徑1mm d=5 mm （2）澆口處噴嘴球半徑的確定,依 XS-ZY-125 型注射機(jī)可查： 球半徑 R 為 12mm R=噴嘴球半徑（23）mm 可取 3mm。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 41 頁(yè) R=123=15mm （3）其它的尺寸, =25, 取 =3 。 r=13mm, 取 r=2mm。 H=（1/3-2/5） R=510mm, 因此可取 H=R/3=5mm。 （4）主澆道直徑的確定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可知： D= （5-RV/4 1） D主澆道的大頭直徑 V流經(jīng)主澆道熔體體積 K 為常數(shù)（ PPT 可取 2.1） 代入得： D= 5.626mmR/41.2/04 即只需大于 6mm 即可。 LtgD/d 。m6.6.5 因此符合要求,D 可取 6mm。 5.2 澆口的設(shè)計(jì) 1 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接澆注系統(tǒng)（分流道）與型腔的熔體通道。 澆口的位置的 設(shè)計(jì)與選擇，與塑件能否完好以及高質(zhì)量地成型直接相關(guān)。 澆口可分為限制性澆口和非限制性澆口兩大類。限制性澆口是整個(gè)澆注系統(tǒng)中截面尺 寸最小的部位，通過截面積的突然變化，使分流道送來(lái)的塑料熔體產(chǎn)生的流速增加， 提高剪切速率，降低粘度，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，從而迅速均衡地充滿型腔。對(duì) 于多型腔模具，調(diào)節(jié)澆口的尺寸，還可以使非平衡布置的型腔達(dá)到同時(shí)進(jìn)料的目的， 提高塑件的質(zhì)量。另外，限制性澆口還起著較早固化防止型腔中熔體倒流的作用。非 限制性澆口是最大的部分是整個(gè)澆注系統(tǒng)截面尺寸，它主要是對(duì)中大型筒類、殼類塑 件型腔起引料和進(jìn)料后的施壓作用。 按澆口的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn)，常用的澆口可分為直接澆口、中心澆口、側(cè)澆口、環(huán)形 澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點(diǎn)澆口、潛伏澆口等等。 澆口的形狀和位置尺寸直接與塑件的內(nèi)、外在質(zhì)量聯(lián)系在一起。如果選擇不合理， 會(huì)使塑件產(chǎn)生融合痕、翹變形、氣泡、填充不良以及密度不均勻等問題。PPT 塑料的 流速增高、凝結(jié)速度快，同時(shí)摩擦也會(huì)使料溫增高，使其填充型腔能力更好。并且還 能夠縮短成型的周期，較小殘余應(yīng)力，可減小塑件的翹曲，破裂和變形，也有助于對(duì) 澆口痕跡的后續(xù)加工。 澆口的選擇是基于對(duì)塑料件的形狀要求，對(duì)塑料件的質(zhì)量直接影響。因?yàn)檫@是一個(gè) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 41 頁(yè) 工程塑膠配件，齒輪齒形，長(zhǎng)圓柱形，內(nèi)螺紋的孔和軸需要配合。所以，內(nèi)壁外側(cè)開 澆口顯然是不合適的，故選用圓薄片狀澆口（屬于環(huán)形澆口）較為合理。由于流程短， 排氣效果好，可減少熔接痕產(chǎn)生，并且更適合用于筒形中間通孔的塑件，通常進(jìn)料口 厚度可取 0.2-1.2 mm。 5.3 定位圈的選擇 定位圈尺寸如下圖 5.2： 圖 5.2 定位圈 依 XS-ZY-125 型注射機(jī)的數(shù)據(jù)可查得，定模板與澆口套間的配合孔徑為 10000.054mm，推薦定位圈的參考值有可如下： D=100mm d3 =75mm d2 =50mm h =14mm 6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 模具溫度的合適、穩(wěn)定和均一，會(huì)很大的影響著塑件的尺寸精度、外觀和形狀以及 塑料熔體的固化定型及充模流動(dòng)、生產(chǎn)效率等。模具溫度調(diào)節(jié)的能力直接影響著塑件 的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。模具溫度控制系統(tǒng)是通過模具溫度控制，高質(zhì)量和高效率的注塑 件生產(chǎn)。 一般對(duì)于連續(xù)工作的注射模來(lái)說，人為因素會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此不必十分精確 的計(jì)算，加熱冷卻系統(tǒng)通常可依據(jù)塑料的成型特性以及型腔的幾何形狀來(lái)確定 。 6.1模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 模溫是指模具型芯以及型腔的表面溫度。高溫熔體釋放的熱量通過在模腔內(nèi)凝固形 成模具內(nèi)的一個(gè)合適的溫度分布的熱平衡使塑件質(zhì)量最好。模具的溫度控制和調(diào)節(jié)對(duì) 塑件質(zhì)量的影響主要有以下四個(gè)方面： （1）力學(xué)性能 對(duì)于結(jié)晶性塑料，成型溫度越高，塑件的應(yīng)力開裂趨勢(shì)也會(huì)愈大，所以站在應(yīng)力開 裂的角度上看，減少模具的溫度是好的。然而，像聚碳酸酯一類高黏度無(wú)定形的塑料， 塑件中內(nèi)應(yīng)力的大小與其應(yīng)力開裂傾向有關(guān)聯(lián)，適當(dāng)?shù)奶岣吣＞邷囟瓤蓽p小塑件中的 內(nèi)應(yīng)力也即降低其應(yīng)力開裂的傾向。 （2）尺寸精度 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 41 頁(yè) 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)可促使模具溫度的穩(wěn)定，從而可以提高塑料的成型收縮率的穩(wěn)定， 進(jìn)而提升塑件尺寸精度。但在可能時(shí)可適當(dāng)降低模具的溫度，以便使塑件的成型收縮 率減小。 （3）塑件表面質(zhì)量 塑件表面質(zhì)量的改善可通過提升模具溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)，模溫過低則易使使塑件輪廓模糊 并產(chǎn)生清晰熔接痕，以至于增加塑件的表面粗糙度。 6.2加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 鑒于 ABS 塑料在進(jìn)行加工前的干燥處理時(shí)可得到預(yù)加熱作用,同時(shí)又因?yàn)槟＞咝颓?的壁厚相對(duì)有些大；依據(jù)塑料的成形特性，PPT 熔融速度相對(duì)較快且結(jié)晶性熔融范圍 窄，并且溫度變化對(duì)流動(dòng)性影響不大，因此模具無(wú)需特定的加熱系統(tǒng)進(jìn)行加熱。 6.3冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 依 ABS 塑料成形特性知,ABS 凝固速率較快,熔料溫度略低于熔融溫度就會(huì)凝固化。 由于塑料的壁厚4 mm,；因此塑料凝固時(shí)的模具溫度可取 t=100c120c，由于塑 件體積比較小，且塑件能夠在較高的溫度下進(jìn)行脫模，有此可知推出塑件在成形時(shí)可 不必另裝冷卻系統(tǒng)。但為了提高生產(chǎn)率，裝冷卻系統(tǒng).的話就需要在型腔板以及定模板 上設(shè)置冷卻孔。詳情見裝配圖。 7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)根據(jù)塑件的形狀，成型設(shè)備的差異和各種不同形式的要求，但要使組織靈 活的動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠。本次設(shè)計(jì)有斜齒輪旋轉(zhuǎn)脫螺紋機(jī)構(gòu)和側(cè)螺紋孔抽芯機(jī)構(gòu)。 7.1 推管脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.1.1 脫模機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式 由于塑件的螺旋升角為 14，如果采用強(qiáng)制脫模的話，由于其齒數(shù)多，模數(shù)小，容 易破壞制件，因此強(qiáng)脫是不合理的。在此采用推管在推動(dòng)上升的同時(shí)，塑件也帶動(dòng)型 腔轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)使斜齒輪順利的旋出型腔，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)脫模。 7.1.2 推管的結(jié)構(gòu)形式 推管如圖 7.1 所示： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 7.1 推管結(jié)構(gòu) 如上圖所示其是以推管為主的脫模結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗芗切饼X輪，所以要一邊推頂 一邊旋轉(zhuǎn)，故需要設(shè)置旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。在圖中我們可以看到，其頂推作用通過推管來(lái)實(shí)現(xiàn)， 而其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過型腔的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而型腔的轉(zhuǎn)動(dòng)是通過裝在型腔旁邊的軸承來(lái)實(shí) 現(xiàn)的。同時(shí)在塑件脫模時(shí)，有排氣作用，從而不影響脫模。推管的固定一般都采用臺(tái) 階式固定推管與采用銷緊固推管固定板的聯(lián)接處。 7.2 內(nèi)螺紋抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.2.1 抽芯脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑料產(chǎn)品的螺紋可分兩種，即內(nèi)螺紋與外螺紋。而螺紋則大多都需要相應(yīng)的卸螺 紋裝置，常用的卸螺紋裝置可按以下幾種來(lái)分類： （1）依據(jù)動(dòng)作方式 螺紋型腔轉(zhuǎn)動(dòng)，推管推動(dòng)產(chǎn)品脫離； 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)，推管推動(dòng)產(chǎn)品脫離。 此次模具采用第種方式設(shè)計(jì)。 （2）依據(jù)驅(qū)動(dòng)方式 齒條+齒輪 油缸+齒條 來(lái)福線螺母 油馬達(dá)/電機(jī)+鏈條 此次模具采用第種方式設(shè)計(jì)。 由于此塑件是圓柱斜齒輪，它的圓形側(cè)面方向上有側(cè)螺紋孔，選用齒條+齒輪的驅(qū) 動(dòng)方式螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)后退，自然脫離產(chǎn)品。由于模具內(nèi)有和塑件螺紋孔相等的 2 個(gè)側(cè)螺紋型芯，合模時(shí)，全部型芯都抵在模芯上，組合成了塑件型腔。側(cè)型芯上的 2 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 41 頁(yè) 個(gè)螺紋和型腔上的螺紋相互配合，齒條部分和齒輪相互配合。開模時(shí)，齒條帶動(dòng)螺紋 型芯轉(zhuǎn)動(dòng)，于此同時(shí)螺紋型芯也后退，以此實(shí)現(xiàn)內(nèi)螺紋的抽芯動(dòng)作。 （3）螺紋型芯的設(shè)計(jì) 內(nèi)螺紋的參數(shù)： “D”螺紋外徑，4 mm “L”螺紋牙長(zhǎng)，5.5 mm “P”螺紋牙距， 1 mm (4) 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)的確定： U=L/P + Us=4/1 + Us=5.756.5 Us 我們的安全系數(shù)要確保完整的旋出，并加一定的余量，一般取 0.251 U 螺紋型芯轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù) (5) 齒輪的嚙合條件 壓力角與模數(shù)都相同的齒條以及齒輪都能正確嚙合。 (6) 齒輪齒數(shù)、模數(shù)等參數(shù)的確定。 齒數(shù) 當(dāng)傳動(dòng)的中心距一定時(shí)，傳動(dòng)的平穩(wěn)性隨齒數(shù)增多而加強(qiáng)，同時(shí)噪音也會(huì)低。 但齒數(shù)的增多，也會(huì)導(dǎo)致齒輪的齒厚、模數(shù)減小，從而另其彎曲強(qiáng)度降低，所以在符 合齒輪彎曲強(qiáng)度的情況下，盡進(jìn)盡可能選取較小的模數(shù)和較多的齒數(shù)。為免于發(fā)生根 切現(xiàn)象，一般選取的齒數(shù) Z17，螺紋型芯的齒數(shù)最少應(yīng)該大于 14 齒。 模數(shù) d = P / x Z S = Z x P = x d 為無(wú)理數(shù)，為計(jì)算方便，一般常取 P / 為常數(shù)，亦稱模數(shù)，以 m 表示，故 可得如下公式： d = m x z 分度圓的直徑等于模數(shù)乘齒數(shù)。 我國(guó)規(guī)定模數(shù)有 2 個(gè)系列，優(yōu)先采用第一系列。 模數(shù)第一系列：1、1.25、1.5、 2、2.5、3、4、5、6 8 、10 模數(shù)第二系列：1.75、2.25、2.75、3.25、3.5、4.5、5.5、7 工業(yè)用齒輪模數(shù)一般取 m2。 英制齒輪選用的是徑節(jié)制，徑節(jié)齒輪把齒數(shù) z 與分度圓直徑 d 之比定為徑節(jié)，以” P”表示，也即 ， dz/pin/1 模數(shù)和徑節(jié)的換算公式為： /4.25m 綜述，漸開線直齒圓柱齒輪選定如下參數(shù)： 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 41 頁(yè) 齒輪齒數(shù)-“z”表示 ， 15 齒輪模數(shù)-“m”表示 ， 0.6 分度圓直徑-“d”表示 ，9 mm 分度圓周長(zhǎng)-“S ”表示 ， 9 mm 齒輪壓力角-“”表示 ，20 齒輪齒距-“p”表示，P= m=1.9 其中 ha*=1 c*=0.25 齒頂圓直徑-“d a”表示 ，d a =d+2ha*=10 mm 由傳動(dòng)的齒輪模數(shù)也為 0.6，壓力角為 20，小齒輪齒數(shù)為 40，齒寬為 13mm，大 齒輪齒數(shù)為 106，齒寬為 18mm。 因此可算得要使螺紋型芯完全旋出齒輪，則齒條與其最少配合傳動(dòng)長(zhǎng)度為： L=USi=7*24*(9/64)=75 mm （取 U=7） 則開模的距離為 116+75=191mmS 故模具能夠順利脫出塑件。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁(yè) 共 41 頁(yè) 12 模具其它零件的設(shè)計(jì) （1）型芯與斜齒輪型腔 型芯的材料可選擇 T8A ,詳細(xì)地尺寸可見零件圖。斜齒輪型腔詳細(xì)尺寸亦見零件圖。 （2）型腔板 型腔 其總體結(jié)構(gòu)需要和型腔固定板、斜齒輪型腔結(jié)構(gòu)以及推管相適合, 并且應(yīng)該加工 出八個(gè)側(cè)型芯的成型孔以及放置斜齒輪型腔的空間和用于固定的緊定縲紋孔, 詳細(xì)尺 寸可見零件圖。 型腔固定板 板的總體結(jié)構(gòu)應(yīng)該與轉(zhuǎn)盤以及型腔的結(jié)構(gòu)相配合, 并且還需要在加工出八個(gè)側(cè)型 芯的導(dǎo)滑槽及其放置空間。詳細(xì)尺寸結(jié)構(gòu)可見零件圖。 （3）模板 定模板固定板 由定模板固定板為長(zhǎng)寬相等的長(zhǎng)方體，材料取用 45 鋼，模板是用于連接成型設(shè)備 與模具的板, 因此定模板的固定板的邊長(zhǎng)應(yīng)該大于型腔固定板的邊長(zhǎng), 所欲可取邊長(zhǎng) 為 280mm。 定模板 因?yàn)槎０迨浅尚桶?因此定模板的邊長(zhǎng)應(yīng)該小于定模固定板, 所以可選用長(zhǎng)寬各 為 240mm，可取用材料為 T8A。 動(dòng)模板 動(dòng)模板是用于連接成型設(shè)備和模具的板, 通常會(huì)連接模腳, 因此動(dòng)模板長(zhǎng)和寬會(huì) 與定模板的相同, 同樣可選 240mm, 取用材