φ40×25蓋塞注塑模具設(shè)計(jì)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目： 蓋塞注塑模具(Φ40×25)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 1203
學(xué)生姓名： 姚金龍
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期：2016年6月1日
論文答辯日期：2016年6月7日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)
1203班 學(xué)生：姚金龍
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 蓋塞注塑模具(Φ40×25)
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容：
（1） 進(jìn)行襯筒的結(jié)構(gòu)工藝分析，制定成型工藝方案;
（2） 對(duì)模具各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算及強(qiáng)度校核，完成模具各部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);
（3） 襯筒注射模設(shè)計(jì)，繪制模具總裝圖（A1以上）一張和主要的模具零件圖（A4以上）;
（4） 編寫符合論文格式規(guī)定的設(shè)計(jì)說明書10000字以上。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）專題部分：
注塑成型工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定
起止時(shí)間：2016年3月10日——2016年6月1日
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
摘要
模具是近代工業(yè)大量生產(chǎn)時(shí)所經(jīng)常使用的一項(xiàng)重要工業(yè)與技術(shù)。模具制造的精密程度和技術(shù)層次，對(duì)于所生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)，生產(chǎn)原料的有效應(yīng)用，和生產(chǎn)能力的提高等方面，都有非常大的的影響。?模具業(yè)在工業(yè)中有著非常重要的位置，而模具業(yè)又是以塑料模為主。跟我們生活離不開的的家電產(chǎn)品，電信產(chǎn)品及汽車零件中，絕大部分都是塑料制品。?科技文明的進(jìn)步，我們的生活水平也在不斷提高，工業(yè)社會(huì)里也會(huì)有各產(chǎn)品推陳出新。想要實(shí)現(xiàn)此目的，就必須用模具實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)，這樣才能夠尺寸穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。
該設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)題目是蓋塞注塑模具設(shè)計(jì)，由于蓋塞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和本質(zhì)特性，選擇它的生產(chǎn)類型，該塑件的生產(chǎn)為大批量生產(chǎn)、PS（聚苯乙烯）塑料的成型性能特點(diǎn)以及蓋塞的結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成蓋塞注塑模具較為合理。由于蓋塞為日常的通用零件，對(duì)其精度要求并不是很高。但是由于這種塑件的特殊的結(jié)構(gòu)原因，在成型的時(shí)候需要成型外部螺紋，使模具結(jié)構(gòu)變得相對(duì)復(fù)雜，從而增加了裝配時(shí)的難度。為了生產(chǎn)時(shí)成型螺紋，模具結(jié)構(gòu)上需要采用螺紋抽芯機(jī)構(gòu)，為方便螺紋型芯的抽出，模具采用的是齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)，即可采用普通臥式注塑機(jī)，由于塑件對(duì)精度要求不高，成型零件加工也比較容易。
本模具采用的是一模兩腔，但是總體上該模具機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造相對(duì)容易，生產(chǎn)周期不是很長(zhǎng)，從而節(jié)約了企業(yè)公司單位的加工成本，大大的縮短了模具制造周期。
關(guān)鍵詞：外部螺紋?；螺紋抽芯?；齒輪齒條機(jī)構(gòu)
Abstract
Mold is an important industrial and techniques of modern industrial mass production frequently used. Mold manufacturing sophistication and technical level, for the production of quality products, effective use of raw materials, and production capacity increase, etc., have a very big impact. Mold industry in the industry has a very important position, and the plastic mold industry in turn is based. Now we can not live without home appliances, telecommunication products and automobile parts, most are plastic products. Technological advances of civilization, and our standard of living is also rising, industrial society will have all product innovation. Want to achieve this goal, we must achieve mass production mold, so as to dimensionally stable, economical and practical.
The design of the design problem is stoppered injection mold design, due to the structural characteristics and the essential characteristics stoppered and choose its type of production, the production of plastic parts for the mass production, PS (polystyrene) and plastic molding Features Features cover plug structure, designed to cover the plug injection mold is more reasonable. Since the cover plug for the everyday common parts, its precision is not very high. However, due to structural reasons for this special plastic parts, molded in molding outer thread when needed, so that the mold structure becomes relatively complicated, thus increasing the difficulty during assembly. For the production of thread forming, the mold structure requires the use of thread pulling mechanism, to facilitate the extraction of the core thread, using the rack and pinion mold core pulling, you can use ordinary horizontal injection molding machines, due to the precision plastic parts not high, molded parts machining easier.
The mold is used in a two cavity mold, but overall the mold body is relatively simple, relatively easy to manufacture, not very long production cycle, thus saving the cost of processing enterprises unit, greatly reducing the mold manufacturing cycle.
Keywords: external thread; thread core pulling; rack and pinion mechanism
目 錄
第一章 模具工藝規(guī)程的編制 1
1.1 塑件的工藝性分析 1
1.1.1 塑件的原材料分析 1
1.2計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量 2
1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定 3
第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4
2.1 分型面的選擇 4
2.2 確定型腔的排列方式 4
2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5
2.3.1主流道設(shè)計(jì) 5
2.3.2分流道的設(shè)計(jì) 5
2.3.3澆口的設(shè)計(jì) 5
2.3.4排氣槽的設(shè)計(jì) 6
2.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
2.4.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6
第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算 7
3.1型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算 7
3.2螺紋型環(huán)徑向尺寸計(jì)算 7
3.3 型腔底板厚度計(jì)算 8
3.4 螺紋抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
第四章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 12
4.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q1 12
第五章 模具閉合高度的確定 13
第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 14
第七章 結(jié)構(gòu)與輔助零部件的設(shè)計(jì) 15
7.1 導(dǎo)柱的選用 15
7.2 導(dǎo)套的選用 15
第八章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖 17
第九章 模具的裝配與調(diào)試 18
9.1 模具的裝配 18
9.2試模 18
9.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施 19
9.3.1 粘著模腔 19
9.3.2 粘著模芯 19
9.3.3 粘著主流道 20
9.3.4 成型缺陷 20
9.3.5 調(diào)整措施 22
結(jié)論 23
參考文獻(xiàn) 24
致謝 25
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第一章 模具工藝規(guī)程的編制
第一章 模具工藝規(guī)程的編制
此塑件為一個(gè)蓋塞，其零件圖如圖1-1所示。此塑件材料采取PS（聚苯乙烯塑料），大批量生產(chǎn)是其生產(chǎn)類型。
1.1 塑件的工藝性分析
1.1.1 塑件的原材料分析
1.1.1.1.塑件的原材料分析
塑件的材料采取的是PS（聚苯乙烯塑料），此塑料從使用性能上研究，其電絕緣性（尤其是高頻絕緣性）優(yōu)秀，無色透明，著色性，耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性良好，其強(qiáng)度一般，但是質(zhì)脆，比較愛產(chǎn)生應(yīng)力碎裂，不耐苯，汽油等有機(jī)溶劑。從其成型性能上研究，這種塑料是無定形料，比較難分解，吸濕性較低，但是熱膨脹系數(shù)比較大。容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。其流動(dòng)性好，可采取螺桿式或柱塞式注射機(jī)成型。噴嘴使用直通式或者自鎖式，但必須防止飛邊，應(yīng)該使用高料溫，高模溫低注塑壓力，增加注射的時(shí)間有利于降低內(nèi)應(yīng)力，預(yù)防其縮孔，變形?？梢圆捎酶鞣N形式的澆口，澆口與塑件圓弧連接，防止去除澆口時(shí)使塑件損壞。要求塑件脫模斜度大，頂出均勻，塑件的壁厚均勻，最好不帶嵌件，其各面應(yīng)以圓弧連接，不應(yīng)該有缺口，尖角。塑件的壁厚均勻，不帶嵌件，不須頂出機(jī)構(gòu)，所以在成型時(shí)必須注意控制成型溫度，其塑件較快成型。
1.1.1. 2.塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析
圖1-1 蓋塞零件圖
（1） 結(jié)構(gòu)分析
從圖1-1研究，此塑件的總體形狀是圓柱形。在長(zhǎng)度方向上的一側(cè)有一段M25㎜的螺紋，長(zhǎng)8㎜。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該采用螺紋抽芯機(jī)構(gòu)。在另一側(cè)的端面上有均布的大小相同的4×Ф8的孔。該塑件的結(jié)構(gòu)形狀尺寸比較簡(jiǎn)單，所以，模具設(shè)計(jì)比較容易，設(shè)計(jì)時(shí)為了成型螺紋必須設(shè)置齒輪，齒條抽芯機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)螺紋成型。該模具設(shè)計(jì)屬于中等復(fù)雜程度。
（2） 尺寸精度分析
該塑件的尺寸精度比較簡(jiǎn)單，未注尺寸公差等級(jí)，其公差等級(jí)取MT5。各尺寸精度的要求比較低，對(duì)應(yīng)模具相關(guān)零件的尺寸加工能夠保證。
從塑件的壁厚來看，壁厚最大處為5㎜，最小處壁厚為2.5㎜，壁厚差為2.5㎜，其壁厚在成型的范圍內(nèi)，塑件比較容易成型。
（3） 表面質(zhì)量分析
該塑件的表面除了要求沒有缺陷，毛刺外，沒有其他特別的表面質(zhì)量要求，所以比較容易成型。
綜合以上的分析可以看出，注塑時(shí)在工藝參數(shù)控制好的情況下，零件的成型要求能夠得到保證。
1.2計(jì)算塑件的體積和質(zhì)量
求取塑件的質(zhì)量是因?yàn)橐x用注塑機(jī)以及確定模具型腔數(shù)量。
求取塑件的體積V
V=V1+V2+V3
≈8731mm
求取塑件的質(zhì)量，查看設(shè)計(jì)手冊(cè)，能夠得知PS塑料的密度為ｐ=1.05g/㎝。所以塑件的質(zhì)量M
M=ｐV
=1.05×10×8731g
≈9.06g
模具選取一模兩腔的結(jié)構(gòu)，考慮其外形尺寸，和注塑時(shí)所需要的壓力等情況，初步確定的注塑機(jī)為XS-ZY-125型。
1.3塑件注塑工藝參數(shù)的確定
翻閱相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)PS塑料的成型工藝參數(shù)確定如下選?。ㄔ嚹r(shí)，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的溫度。
料筒溫度：后段溫度選用150℃；
中段溫度選用160℃；
后段溫度選用180℃；
噴嘴溫度：選取170℃；
模具溫度：選用45℃；
注塑壓力：選用80MPa；
注塑時(shí)間：選用40ｓ；
保壓壓力：選用60MPa；
保壓時(shí)間：選用30ｓ；
冷卻時(shí)間：選用40ｓ；
成型周期：110ｓ。
17
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第二章 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第二章 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的確定，模具型腔數(shù)目的確定，型腔的排列方式，冷卻水道的布局，澆口位置的設(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、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
2.1 分型面的選擇
模具的結(jié)構(gòu)的確定在于分型面的選擇，選擇時(shí)要根據(jù)分型面選用原則和塑件的成型要求來選擇分型面。
此塑件為蓋塞，其表面質(zhì)量沒有特殊要求。此塑件高度為23㎜，除一端有M30的螺紋外，其截面形狀較為簡(jiǎn)單，如果選擇端面為分型面，在脫模時(shí)不容易螺紋抽芯，抽芯相對(duì)困難。如果選擇臺(tái)階處為分型面，則脫模較方便，可以采用4×Ф8的孔止轉(zhuǎn)，減少了模具加工的難度，方便成型后取出塑件。因此應(yīng)選用如下圖2-1所示的分型方式較為合理。
圖2-1 分型面的選擇
2.2 確定型腔的排列方式
該塑件在注塑時(shí)采用的一模兩腔的形式，即模具需要兩個(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，擬應(yīng)用下圖2-2所示型腔排列方式。
圖2-2 型腔的排列方式
采取上圖所示的型腔排列方式設(shè)計(jì)齒輪較為簡(jiǎn)單，齒條螺紋抽芯機(jī)構(gòu)，其齒條布置在開模方向上，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且結(jié)構(gòu)比較緊湊。
2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
2.3.1主流道設(shè)計(jì)
取主流道的小端直徑ｄ=5㎜.
為了方便將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度取 1°～3°，該主流道錐度選取3°。經(jīng)過換算得到主流道大端直徑為D=9㎜。為了能夠使熔料順利的進(jìn)入分流道，可以在主流道出料端設(shè)計(jì)一個(gè)半徑R=1㎜的圓弧過渡。
2.3.2分流道的設(shè)計(jì)
分流道的形狀以及尺寸的設(shè)計(jì)，根據(jù)塑件的壁厚，體積，形狀的復(fù)雜程度，注射速率，分流道長(zhǎng)度等因素來確定。
2.3.3澆口的設(shè)計(jì)
根據(jù)塑件的成型要求以及型腔的排列方式，選則側(cè)澆口比較合適。其澆口的截面形狀較簡(jiǎn)單，加工也比較方便。
進(jìn)料時(shí)考慮從臺(tái)階處進(jìn)料，并且在模具結(jié)構(gòu)上可以利用分型面進(jìn)行排氣。采用矩形截面的側(cè)澆口，在澆口的連接處型腔的部位應(yīng)為圓角，有利于料流。
查表初選得矩形截面尺寸為（ｂ×ｌ×ｈ）=1.2㎜×1.0㎜×0.8㎜，試模的時(shí)候加以修整。
2.3.4排氣槽的設(shè)計(jì)
因?yàn)槟＞叱叽绫容^小擬采用分型面處排氣，即可滿足要求。
2.4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
該塑件的模具結(jié)構(gòu)采用的是一模兩腔的形式，考慮到結(jié)構(gòu)的加工難易程度和材料的合理利用等因素，凹模擬采用與定模固定板作成一體，這樣可以節(jié)省材料也能滿足使用要求。其結(jié)構(gòu)形式如零件圖01所示，圖中的孔分別用來安裝齒條和導(dǎo)柱孔。根據(jù)分流道與澆口的設(shè)計(jì)要求，分流道，主流道都可開設(shè)在定模固定板上，既可以節(jié)省材料，也可以滿足使用要求。
2.4.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯主要是與型腔相結(jié)合構(gòu)成模具型腔，考慮其加工的難易程度，將型芯分為三個(gè)部分，一是成型螺紋部分的螺紋型環(huán)。二是成型端面圓孔的部分將其作成四個(gè)小型芯，方便加工。三是成型塑件內(nèi)部的形狀部分。其具體的結(jié)構(gòu)形式如零件圖02.03.04所示。其中小型芯03與型芯04上的四個(gè)孔過盈配合。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
第三章 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算
查手冊(cè)可知，PS塑料的收縮率為S=0.1﹪～0.8﹪，所以其平均收縮率為
Sｃｐ=（0.1+0.8）﹪/2=0.45﹪?？紤]到生產(chǎn)實(shí)際，故模具制造的公差選取
δｚ=Δ/3。
3.1型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算
型腔，型芯工作尺寸計(jì)算如下表：
表1 型芯尺寸計(jì)算表
類別
模具零件名稱
塑件尺寸
計(jì)算公式
工作尺寸
型腔的尺寸
型腔
15
Hm1=Hmax+HmaxSmid﹪-C-0.5（Tｚ+Tｍ）
14.68
35
Dｍ=Dmax +Dmax Ｓmax﹪-Tｚ
34.84
型芯的尺寸
大型芯
Φ25
d =d +d Smax ﹪+Tz
25.27
17
Dm=Dmax+DmaxSmax﹪
-Tz
16.89
小型芯
6
Hm=Hmax+HmaxSmax﹪
-0.5(Tz+Tm)
5.92
Φ8
Dm=dmin+dminSmin﹪
+Tz
8.14
3.2螺紋型環(huán)徑向尺寸計(jì)算
螺紋的基本尺寸為M30㎜，是粗牙螺紋。查手冊(cè)可得，其螺距為3.5㎜，中徑尺寸為27.727㎜，小徑尺寸為26.21㎜。中徑的制造公差為Δ中=0.03，大小徑的制造公差為Δ中=0.04。
螺紋型環(huán)的中徑為
由公式Dm中=[Ds中+Ds中Scp-Δ中] 得
Dm中=[27.727+27.727×0.45﹪-0.15]
=27.7
螺紋型環(huán)的外徑為
由公式Dm外=[Ds外+Ds外Scp-1.2Δ中]
Dm外=[30+30×0.45﹪-1.2×0.2]
=27.73
螺紋型環(huán)的內(nèi)徑為：
由公式Dm內(nèi)=Ds內(nèi)Scp-Δ中]
=[26.211+26.211×0.45﹪-1.2×0.2]
=26.13
3.3 型腔底板厚度計(jì)算
在注塑成型的過程中,型腔所受到的力為合膜時(shí)的壓力及開模時(shí)的拉力等。其中最主要的是來自塑料的熔體的壓力。在塑料熔體的壓力作用下,型腔將產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及形變。對(duì)于該塑料,其強(qiáng)度不足是主要問題。型腔底板厚底應(yīng)該按照強(qiáng)度條件來計(jì)算。
由強(qiáng)度計(jì)算公式th=得
th=/4
=21.4mm
式中th—型腔底板的計(jì)算厚度（mm）；
Pm—模腔的壓力（MPa）；
r—材料許用應(yīng)力（MPa）；
（材料為45鋼，其許用應(yīng)力160MPa）
3.4 螺紋抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
此塑件的一端有一段M30的外螺紋，脫模的時(shí)候會(huì)阻礙成型后塑件從模具中脫出，其成型螺紋的軸線與快模方向一致，設(shè)計(jì)的時(shí)候需要在齒輪齒條傳動(dòng)后再用圓錐齒輪或者其他方式換向。在其塑件結(jié)構(gòu)上要求塑件或者模具的一側(cè)又回轉(zhuǎn)又軸向運(yùn)動(dòng)，來實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫螺紋。該塑件模具設(shè)計(jì)擬采用動(dòng)模一側(cè)設(shè)置回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，利用端面上的4×Φ8㎜的孔就能防止塑件隨螺紋型環(huán)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)止動(dòng)部分長(zhǎng)度H和螺紋長(zhǎng)度ｈ相等時(shí)，回轉(zhuǎn)終了即使沒有頂出機(jī)構(gòu)塑件也能落下。
模具的開模時(shí)所需的時(shí)間：
t = s/v
=270/40 s
=6.75s
由齒條直線運(yùn)動(dòng)的速度V與齒輪分度圓直徑ｄ，轉(zhuǎn)速ｎ之間的關(guān)系為
V=3.14dn/60 (mm/s)
選用與齒條嚙合的齒輪分度圓直徑為20㎜，
故n=60V/3.14d
≈3.8r/s
選取脫螺紋的時(shí)間為3ｓ，則螺紋型環(huán)的轉(zhuǎn)速為
n5=r/s
故齒輪1與齒輪5之間的傳動(dòng)比i為
i = n1/n5
=3.8/1r/s
=3.8r/s
則斜齒輪2的轉(zhuǎn)速為3.8r/s;
齒輪5的轉(zhuǎn)速為1r/s;
取斜齒輪2, 3之間的傳動(dòng)比為2；
則齒輪4,5之間的傳動(dòng)比為
i15=i5/i23
=3.8/2
=1.9
齒輪3的轉(zhuǎn)速為
n3=n2/i3
=3.8/2 r/s
=1.9r/s
螺紋旋轉(zhuǎn)脫模力矩M，由公式
M=f cPSr2= f cP2r2
P2=1.5aE(Tf-Tj)(d2-d1)
=1.5×7×10 ×20.7×10 (90-60)(30 -26.211 )
=1811.4N
M= f cP2r2
=0.45×1811.4×(27.727/2)
=11297.7N㎜
式中 a—塑料的線膨脹系數(shù)；
E—脫模溫度下，塑料的抗拉彈性模量（MPa）；
Tf—軟化溫度；
Tj—脫模頂出時(shí)制品的溫度；
d—螺紋外徑；
d1—螺紋內(nèi)徑；
f c —脫模系數(shù)；
P2 —制品外螺紋齒形對(duì)鋼型芯牙形的軸向包緊力（N）；
r2 —螺紋中徑的半徑值；
直齒輪分度圓直徑的計(jì)算：
由公式d≥2.32
選用載荷系數(shù)K=1.3；
齒寬系數(shù)φｄ=0.8；
查得彈性影響系數(shù)ZE=189.8 ；
其齒輪材料選用45鋼，查得接觸疲勞強(qiáng)度極限[б]=470MPａ；
對(duì)于減速傳動(dòng)，其齒輪的齒數(shù)比等于傳動(dòng)比ｉ
ｕ=ｉ=1.9
選取齒輪5的齒數(shù)為30，
則大齒輪齒數(shù)Z2=ｕZ1
=30×1.9
=57
d ≥2.32
=36.3㎜
由公式
d1=×d
=×36.3㎜
=35㎜
查得式中載荷系數(shù)K=1.20；
取模數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值m=1；
則分度圓直徑：d5=mZ5=30×1=30mm
d4=mz4=57×1=57mm
齒輪的寬度：b=φdd5
=30×0.8mm
=24mm
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第四章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
第四章 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
塑件在注塑成型時(shí)的模具溫度為45℃，其溫度低于80℃。所以模具在結(jié)
構(gòu)上不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)，是否需要冷卻系統(tǒng)做如下設(shè)計(jì)計(jì)算：
設(shè)定模具的平均工作溫度為45℃，用20℃的常溫水作為冷卻介質(zhì)，其出口冷卻水溫度為25℃，其產(chǎn)量為（初算每三分鐘一套）0.36kg/h
4.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q1
查有關(guān)文獻(xiàn)資料得到PS塑料的單位熱流量為27.2×10 J/kg
Q1=WQ2
=0.36×27.2×10J
=9.8×10J
根據(jù)熱平衡條件Qout=Qin可得
Mw=(Δim)/[cw(tout- tin)]
Mw=Ρv
V=(Δim)/ [cwρ(tout- tin)]
式中 mw —冷卻水每小時(shí)用量；
cw —冷卻水的比熱容（4.187KJ/kg℃）
tout —模具的出水口溫度；
tin —模具冷卻水進(jìn)水溫度；
V —冷卻水的體積；
V= (0.36×27.2×10)/[60×4.187×10×(25-20)]
=7.8×10mm/min
由體積流量V查表可知所需的冷卻水管的直徑很小。
綜合上述計(jì)算可知，因?yàn)槟＞呙糠昼娝璧睦鋮s水體積流量很小，所以可不設(shè)定冷卻冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具即可。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第五章 模具閉合高度的確定
第五章 模具閉合高度的確定
在支承與固定零件中，其尺寸的設(shè)計(jì)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定：
取定模固定板（型腔板）的厚度40㎜。
固定板厚度取30㎜，墊板的厚度取50㎜；
支承板厚度取20㎜，支架的高度取60㎜；
因此模具的閉合高度H=H1+H2+H3+H4+H5
=40+30+50+20+60㎜
=200㎜
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
第六章 注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
該模具的外形尺寸為350㎜×200㎜×200㎜，選用的XS-ZY-125型注塑機(jī)模板最大安裝尺寸370㎜×320㎜。所以該注塑機(jī)能夠滿足模具的安裝要求。由上述的計(jì)算可知模具的閉合高度H=200㎜。XS-ZY-125型注塑機(jī)所允許的最小模具厚度Hmin=150mm,最大模具閉合高度Hmax=300mm。模具的安裝條件：
Hmin≤H≤Hmax
150mm≤200mm≤300mm
即滿足模具的安裝條件。
查資料可知，XS-ZY-125型注塑機(jī)的最大開模行程S=270㎜，模具頂出塑件要求開模行程
S=H1+H2+（5～10）㎜
=15+8+10㎜
=33㎜
所以注塑機(jī)的開模行程能夠滿足頂出塑件的要求。
由于螺紋的抽芯距離比較短，不會(huì)過大的增加開模行程，注塑機(jī)的開模行程足夠。
經(jīng)過驗(yàn)證，XS-ZY-125型注塑機(jī)能夠滿足使用要求，可以采用。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第七章 結(jié)構(gòu)與輔助零件的設(shè)計(jì)
第七章 結(jié)構(gòu)與輔助零部件的設(shè)計(jì)
7.1 導(dǎo)柱的選用
導(dǎo)柱選用帶頭導(dǎo)柱，由導(dǎo)柱直徑與模板外形的尺寸關(guān)系，其尺寸選用Φ16㎜×100㎜×25㎜，材料選用20鋼。GB/T4169.4-1984其結(jié)構(gòu)形式如下圖7-1所示：
圖7-1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式
該導(dǎo)柱安裝時(shí)與模板之間的配合的公差取IT7級(jí)，安裝沉孔直徑應(yīng)該比導(dǎo)柱直徑大（1～2）㎜。
7.2 導(dǎo)套的選用
導(dǎo)套應(yīng)該選用直導(dǎo)套，與導(dǎo)柱的配合。尺寸應(yīng)該選Φ16×40，材料應(yīng)該選用20鋼。GB/T4169.2-1984 它的結(jié)構(gòu)形式如下圖7-2所示：
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第七章 結(jié)構(gòu)與輔助零件的設(shè)計(jì)
圖7-2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式
導(dǎo)套與模板的安裝孔徑之間的配合公差I(lǐng)T7級(jí)，安裝后把下平面磨平。
這種模具由于塑件的精度要求比較低，所以采用兩根導(dǎo)柱就可以滿足塑件的精度，兩根導(dǎo)柱，導(dǎo)套尺寸選用相同直徑，不對(duì)稱布置。其布置形式如零件圖定模固定板上所示。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第八章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖
第八章 繪制模具總裝配圖和非標(biāo)零件工作圖
該蓋塞注塑模具總裝配圖，非標(biāo)零件圖如附圖所示。
蓋塞注塑模具的工作原理：開模時(shí)，塑件被帶到動(dòng)模上的同時(shí)，定板在定模上的齒條，與在動(dòng)模上的齒輪的作用下，使螺紋型環(huán)16沿著塑件脫出方向旋轉(zhuǎn)，至塑件完全脫出螺紋型環(huán)16為止。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第九章 模具的裝配與調(diào)試
第九章 模具的裝配與調(diào)試
9.1 模具的裝配
由于型芯，型腔在合模后不容易找正相對(duì)位置，所以應(yīng)該先安裝齒輪，齒條作為安裝基準(zhǔn)。裝配過程如下：
（1） 裝配前按照零件圖檢驗(yàn)其工作零件的尺寸及其他零件是否齊備；
（2） 將型芯1裝配到型芯15上，保證軸線與端面的垂直度；
（3） 將導(dǎo)套壓入到定模固定板2中，并保證其軸線與端面的垂直度；
（4） 將齒條13壓入到定模固定板2中，保證其垂直度；
（5） 將圓套7壓入到支架14中；
（6） 將齒輪軸6穿過支架上的圓套7后，安放在齒條13上，找正位置，將其放上支座25。在其銷釘孔打入銷釘，擰緊螺釘；
（7） 將圓錐齒輪4裝在齒輪軸6的端面上，并用鍵5固定；
（8） 將導(dǎo)柱打入固定板19中，保證軸線與端面的垂直度；
（9） 型芯15套入螺紋型環(huán)16中后，放入固定板19中定位；
（10） 將圓錐齒輪套入固定軸9中，將固定軸定位于固定板19中；
（11） 在固定板6與支撐板10之間加上墊板20，調(diào)整圓錐齒輪和螺紋型環(huán)，使其正確嚙合后，將其用螺母固定。在固定板19與支撐板10以及墊板上投窩，打孔，擰緊螺釘；
（12） 最后，將支架14與固定板用螺釘固定；
（13） 裝配完成，試模。
9.2試模
（1） 試模前，先對(duì)設(shè)備的電路，水路以及油路進(jìn)行檢查；
（2） 所選取的原料都必須合格，根據(jù)選用的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱；
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第九章 模具的裝配與調(diào)試
（3） 開始試模的時(shí)候，應(yīng)該先選擇選定的壓力，溫度和注塑時(shí)間的條件下成型，制品不符合要求然后按壓力，注塑時(shí)間，溫度
這樣的先后順序變動(dòng)，注意一次只改變一個(gè)參數(shù)；
（4） 在試模的過程中作出詳細(xì)的記錄，并將結(jié)果填入到試模記錄卡，注明模具是否合格，如果需要返修，提出返修意見；
（5） 通過不斷的試模和返修，生產(chǎn)出合格的制件后，將模具清理干凈，涂上防銹油，入庫。
9.3 試模可能產(chǎn)生的問題及改善措施
試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模的時(shí)候我們常常遇到的問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而被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。
9.3.1 粘著模腔
制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開型芯的一側(cè)，滯留在模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，導(dǎo)致制品沒辦法取出的一種反?，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） 注射保壓和注射高壓時(shí)間太長(zhǎng)，造成過量充模。
（3） 冷卻時(shí)間太短，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。
9.3.2 粘著模芯
（1） 注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長(zhǎng)從而造成的過量充模。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第九章 模具的裝配與調(diào)試
（2） 冷卻時(shí)間太長(zhǎng)，導(dǎo)致件在模芯上收縮量過大。
（3） 模腔溫度太高，致使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
（4） 機(jī)筒與噴嘴溫度太高，不利于在設(shè)定時(shí)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(jìn)。
9.3.3 粘著主流道
（1） 閉模的時(shí)間太短，致使主流道物料來不及充分收縮。
（2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過大，冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物
料的固化。
（3） 主流道襯套區(qū)域溫度太高，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(dāng)，未達(dá)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)生上述的這些情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，以保護(hù)模具成型部位不受到損傷。仔細(xì)查找發(fā)生這種情況的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理的調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。
9.3.4 成型缺陷
當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件的時(shí)候，制件本身必然會(huì)存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因往往是是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因才能著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，就可以得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。
（1） 注射填充不足
所謂填充不足指的是在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下因?yàn)樽⑸洳粷M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(dòng)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(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形的料道。熔
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第九章 模具的裝配與調(diào)試
料前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚太薄。
b. 型腔排氣不良
此現(xiàn)象極其容易被忽視，但是此現(xiàn)象同時(shí)十分重要。模具加工精度越高，排氣就會(huì)顯得越為重要。尤其是在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須要合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，要不不僅充模困難，更相對(duì)容易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。
c. 鎖模力不足
由于注射時(shí)動(dòng)模稍后退，制品產(chǎn)生飛邊，壁厚加大，導(dǎo)致制件料量增加而引起的缺料。應(yīng)調(diào)大鎖模力，保證正常制件料量。
（2） 溢邊（毛刺、飛邊、批鋒）
和第一項(xiàng)不同，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，其主要原因如下：
a. 注射過量
b. 模具局部配合不佳
c. 流動(dòng)性過好
d. 鎖模力不足
e. 模板翹曲變形
（3） 制件尺寸不準(zhǔn)確
第一次試模的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差的比較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)該在注射工藝上找原因:
a. 尺寸變大
注射壓力太高，保壓時(shí)間太久，在這種條件下會(huì)產(chǎn)生過量充模，收縮率趨向于小值，導(dǎo)致制件的實(shí)際尺寸會(huì)稍大；模溫較低，事實(shí)上當(dāng)熔料在較低溫度的時(shí)候成型，收縮率也會(huì)趨于小值。這時(shí)應(yīng)該繼續(xù)注射，提高模具的溫度降低注射壓力，減少保壓時(shí)間，制件的尺寸就會(huì)得到改善。
b. 尺寸變小
注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，會(huì)導(dǎo)致制件在冷卻后的收縮率稍大，導(dǎo)致制件尺寸變??；模溫過高，當(dāng)制件從模腔中取出的時(shí)候，體積收縮量會(huì)較大，尺寸稍小。這時(shí)調(diào)整工藝條件就可以。通過調(diào)整工藝條件，一般只會(huì)在極小的范圍內(nèi)使尺寸更加準(zhǔn)確，能夠改變制件相互配合的松緊程度，可是相對(duì)難改變公稱尺寸。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 第九章 模具的裝配與調(diào)試
9.3.5 調(diào)整措施
調(diào)整時(shí)應(yīng)注意調(diào)節(jié)進(jìn)料速度，增加排氣孔，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。注意控制成型周期。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 結(jié)論
結(jié)論
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為蓋塞注塑模具設(shè)計(jì)，蓋塞為生活中多見的零件，需要大批量的生產(chǎn)，所以為了降低生產(chǎn)成本，塑件對(duì)精度的要求比較低，這樣有更加方便加工生產(chǎn)。為該零件設(shè)計(jì)的注塑模采用了螺紋抽芯機(jī)構(gòu)。其中螺紋的成型相對(duì)來說比較復(fù)雜。該模具采用的是一模兩腔，大大提高了生產(chǎn)時(shí)的效率，因?yàn)樵撝萍某叽绫容^小，所以采用空冷就能夠滿足冷卻要求，因此該模具并未開設(shè)流道。通過計(jì)算該模具能夠滿足零件的生產(chǎn)要求，結(jié)構(gòu)相對(duì)合理，因?yàn)楸救四芰λ鶎W(xué)知識(shí)尚且不夠，所以會(huì)有許多不足之處，望老師批評(píng)指正。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士論文 致謝
致謝
隨著畢業(yè)的即將臨近，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也隨之進(jìn)入了尾聲，經(jīng)過三個(gè)多月的學(xué)習(xí)研究過程，在陳老師和同學(xué)的輔導(dǎo)和幫助下，我終于完成了這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)。
此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)首先要感謝陳老師，從選題、中期檢查、制圖到最后完成，每一步都是在陳老師的悉心指導(dǎo)下進(jìn)行的，我深知這次的畢業(yè)論文傾注了老師大量的心血，在此我向陳老師表示由衷的感謝。在寫論文的過程中我遇到了很多很多的麻煩和問題，單每次遇到不解的問題到老師那里都會(huì)變得迎刃而解，陳老師您辛苦了！
在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我有很多次因?yàn)槟翘D難想到過隨便做一做蒙混過關(guān)的念頭，但是我的爸爸媽媽卻始終鼓勵(lì)我，督促我，讓我不能馬虎。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我真的很感謝他們。
完成這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)我大學(xué)四年專業(yè)知識(shí)的一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我收獲了很多，既提高了自己的繪圖能力又使我主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性更高了，但同時(shí)也暴露出非常多的問題，如專業(yè)基礎(chǔ)的不足，缺乏對(duì)相關(guān)知識(shí)的了解等。但是求學(xué)的道路還非常長(zhǎng)遠(yuǎn)，相信這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)可以成為我未來求學(xué)之路的動(dòng)力。
在此，也要感謝學(xué)校這四年來給了我這么好的學(xué)習(xí)環(huán)境，優(yōu)秀的老師教課，豐富美妙的大學(xué)生活，這都會(huì)是我一生之中非常難忘的經(jīng)歷。最后，再次對(duì)給我?guī)椭年惱蠋熀屯瑢W(xué)們表示由衷的感謝！
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