圓柱齒輪注塑模的設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題 目： 圓柱齒輪注塑模的設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 部： 工程技術(shù)學(xué)部 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué) 號(hào)：

2、 </p><p>　　二O一四 年 五 月二十七日 </p><p>　　圓柱齒輪注塑模的設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：注射成型在整個(gè)制造業(yè)的生產(chǎn)中占有十分重要的地位。據(jù)估計(jì)，注射成型的制品約占所有模具塑料制品總產(chǎn)量的三分之一，注射模約占塑料成型模具數(shù)量的二分之一以上。注塑模具在模具工業(yè)中的重要性顯而易見(jiàn)?，F(xiàn)在，注塑模具設(shè)計(jì)和制造中的傳統(tǒng)方法早已滿足不了現(xiàn)代生產(chǎn)

3、發(fā)展的需要。為了贏得競(jìng)爭(zhēng)、占有市場(chǎng)、可持續(xù)發(fā)展，模具生產(chǎn)必須變革傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，引進(jìn)新技術(shù)、新思維。在計(jì)算機(jī)技術(shù)日益發(fā)達(dá)的今天，將計(jì)算機(jī)運(yùn)用于注塑模具以及制造業(yè)中己迫在眉睫。</p><p>　　本文具體地闡述了模具的技術(shù)特點(diǎn)以及先進(jìn)制造模式在模具行業(yè)中的應(yīng)用，提出以計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)為手段的輔助模具設(shè)計(jì)的新方法。主要針對(duì)注塑模具常見(jiàn)的成型方式進(jìn)行了分析研究，克服傳統(tǒng)模具的問(wèn)題與不足，以達(dá)到將注塑模設(shè)計(jì)過(guò)程智能化。對(duì)

4、系統(tǒng)進(jìn)行分析并設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的總體框架，選擇solidworks作為設(shè)計(jì)工具。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具體分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了功能設(shè)計(jì)，劃分了系統(tǒng)功能模塊。建立了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架模型。最終設(shè)計(jì)出滿足工程需要的注塑模。</p><p>　　關(guān)鍵詞： solidworks 計(jì)算機(jī) 注塑模</p><p>　　Plastic injection mold design</p>

5、<p>　　Abstract：Injection forming and stamping forming plays an important role in the manufacturing business. Now, the traditional way of die designing and manufacture can hardly meet the need of the modern productio

6、n. Introducing new tehniques and information tehnology into this field correspond with the current.With the increasing development of the comuter technology today,it is an inevitable trend to employ the computer into die

7、 designing and mnufacture.</p><p>　　It is formulized that the technical feature of the mould CAD/CAM/CAE system and the application of advanced manufacture pattem in the mould domain, in this paper. A new me

8、thod of mould design-aided based on computer application technology is come through.In order to find the way to intelligentize the process of injection forming and blanking die designing, this article mainly discusses in

9、jection forming, and four common types of forming: blanking, bending, deep drawing and other forming.The pape</p><p>　　Key words：solidworks; Computer; injection mold</p><p><b>　　目 錄</b

10、></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1引言4</b></p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)模具制造溉況4</p><p>　　1.3論文課題背景、意義與主要內(nèi)容4</p><p>　　1.4注塑模具概述5</p>

11、;<p><b>　　2塑件的分析5</b></p><p>　　2.1工件的原始尺寸5</p><p>　　2.2塑件的三維圖5</p><p>　　2.3塑料制品的尺寸，公差和表面質(zhì)量5</p><p>　　2.4塑料制品的幾何形狀6</p><p>　　2.5模具的初

12、步分析6</p><p>　　3塑件材料和注塑機(jī)的選擇6</p><p>　　3.1齒輪材料聚甲醛的成型工藝6</p><p>　　3.2注塑機(jī)的選擇7</p><p><b>　　4注塑模的設(shè)計(jì)8</b></p><p>　　4.1模具結(jié)構(gòu)分析8</p><p&g

13、t;　　4.2型腔數(shù)量及排列方式8</p><p>　　4.3分型面的選擇8</p><p>　　4.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)9</p><p>　　4.5模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.6 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)12</p><p>　　4.7 成形零件的設(shè)計(jì)13</p><p>　

14、　4.8型腔厚度及底板厚度的計(jì)算17</p><p>　　4.9脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)18</p><p>　　4.10澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.11合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.12冷卻系統(tǒng)20</p><p>　　4.13模架的選擇20</p><

15、;p>　　4.14模具的三維總裝配圖20</p><p><b>　　5 結(jié)論21</b></p><p><b>　　致謝21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p>　　圓柱齒輪注塑模具設(shè)計(jì)</p><p&

16、gt;<b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.1引言</b></p><p>　　隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。人們已經(jīng)越來(lái)越清楚認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力的重要性，而模具制造(CAD／CAM/CAE)是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很

17、大程度上決定了企業(yè)的生存空間?，F(xiàn)在，模具制造行業(yè)追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率、縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本、最大限度提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)模具制造溉況</p><p>　　我國(guó)模具設(shè)計(jì)和制造水平在最近幾年中已經(jīng)有了很大提高，模具生產(chǎn)技術(shù)也有了很大進(jìn)步。模具CAD／CAM／CAE技術(shù)，熱流道和氣輔技術(shù)，快速成型技術(shù)，高速切削技術(shù)等方

18、面也有了很大進(jìn)步。雖然我國(guó)模具工業(yè)的水平有了一定的提高，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)的模具制造業(yè)在發(fā)展中也存在著很多的問(wèn)題。</p><p>　　1.3論文課題背景、意義與主要內(nèi)容</p><p>　?。?）選題背景及意義</p><p>　　改革開(kāi)放以來(lái)，少數(shù)單位在該模具技術(shù)領(lǐng)域采用了CAD、CAM、CAE技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，顯著地縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期。提高了模

19、具質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了模具工作零件的互換，但是有些模具仍然依靠進(jìn)口，這嚴(yán)重地影響了我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品自主開(kāi)發(fā)的能力和改型更新的速度。</p><p>　　模具設(shè)計(jì)涉及到大量的表和結(jié)構(gòu)圖，要設(shè)計(jì)出符合要求的模具，除了要對(duì)模具知識(shí)有較深的掌握之外，還必須具備機(jī)械設(shè)計(jì)、材料、零件加工等多方面知識(shí)和技術(shù)。只有這樣，才能提高設(shè)計(jì)效率和可靠性，使設(shè)計(jì)人員能方便、快速、有效的設(shè)計(jì)出符合實(shí)際要求、性能穩(wěn)定的模具成為可能。同時(shí)，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)

20、濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化的重要方法和手段，對(duì)提高國(guó)家工業(yè)水平和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力都有現(xiàn)實(shí)的意義。</p><p>　?。?）課題研究的主要內(nèi)容</p><p>　　注塑模具設(shè)計(jì)是一個(gè)前后聯(lián)系的邏輯過(guò)程，通過(guò)加載產(chǎn)品模型、確定頂出方向、收縮率、目前布局、分型面、型芯和型腔、滑塊/抽芯、模架及其標(biāo)準(zhǔn)件、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等步驟的工作完成整套模具設(shè)計(jì)的流程。在開(kāi)

21、展本課題的研究過(guò)程中，本文主要探討并研究了基于solidworks的注塑模具輔助設(shè)計(jì)和使用solidworks進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)的基本方法。</p><p><b>　　1.4注塑模具概述</b></p><p>　　注塑模具是注塑成型加工所需要的模具。所謂注塑成型（Injection Molding）是指受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。注

22、塑成型過(guò)程大致可分為以下6個(gè)階段“合模-注射-保壓-冷卻-開(kāi)模-制品取出”，上述工藝反復(fù)進(jìn)行，就可連續(xù)生產(chǎn)出制品。塑料早已成為人類不可缺少的重要生產(chǎn)資料。注射成型在整個(gè)塑料制品的生產(chǎn)中占有十分重要的地位。</p><p><b>　　2塑件的分析</b></p><p>　　本文內(nèi)容主要有如下部分：根據(jù)齒輪的齒頂圓尺寸較小的情況，確定所需要模具屬于小型模具；根據(jù)圖紙精

23、度要求查出了齒輪各個(gè)部分的公差；用solidworks設(shè)計(jì)了齒輪的三維圖，直觀的了解了塑件；為了便于脫模，對(duì)塑件的壁和孔都選擇了一定的脫模斜度。 </p><p>　　2.1工件的原始尺寸 </p><p

24、>　　所要設(shè)計(jì)的塑件為齒輪，屬于正常齒制，齒頂高系數(shù)，齒根系數(shù)，模數(shù)m=1，齒數(shù)z=28，所以齒根高度為：，</p><p>　　齒頂高為： 分度圓直徑為：</p><p>　　齒頂圓直徑為： 齒根圓直徑為：</p><p><b>　　2.2塑件的三維圖</b></p><

25、p>　　利用solidworks軟件和零件圖對(duì)工件進(jìn)行三維建模,建模過(guò)程為:首先利用solidworks的齒輪外掛直接將輪齒部分畫(huà)出來(lái)，然后在solidworks的建模環(huán)境里，用草圖畫(huà)出筒壁圓環(huán)，用拉伸特征方式建模;再在筒壁上打一個(gè)側(cè)孔。</p><p>　　三維圖如右圖2-1所示： </p><p>　　2.3塑料制品的尺寸，公差和表面質(zhì)量

26、</p><p>　　塑件的主要尺寸如圖2-2所示： </p><p>　?。?）塑料制品的公差 </p><p>　　塑料制品分為8個(gè)精度等級(jí)，根據(jù)塑料品種的不同

27、，每一種塑料可選其中的3個(gè)等級(jí)。模具制造的精度一般塑料制品的精度高出1~2個(gè)等級(jí)。 </p><p>　?。?）塑料制品的表面質(zhì)量塑料制品表面質(zhì)量包括有無(wú)斑點(diǎn)，條紋，凹痕，起泡，變色等缺陷，還有表面光澤性和表面粗糙度。表面缺陷必須避免，表面光澤性和表面粗糙度應(yīng)根據(jù)塑料制品使用要求而定。</p><p>　　根據(jù)上面的要求，對(duì)所給定的塑料制品精度定為MT4，模具精度為IT6。查模

28、塑件尺寸公差表（GB/T 14486——1993），塑件的精度為MT4，如 上圖2-3所示。 </p><p>　　2.4塑料制品的幾何形狀 </p><p><b>　?。?）脫模斜度</b&g

29、t;</p><p>　　為了便于塑料制品脫模，以防脫模時(shí)擦傷制品表面，與脫模方向平行的制品表面一般應(yīng)具有合理的脫模斜度。其大小主要取決于塑料的收縮率，塑料制品的形狀和壁厚以及制品的部位。</p><p>　　根據(jù)制品的形狀和壁厚，并且為了制品留在型芯一邊，選用內(nèi)表面脫模斜度為30´，外表面脫模斜度稍大，為35´。脫模斜度選為：筒壁部分，外壁5´，內(nèi)表面10&

30、#180;；齒輪部分，外壁0´，內(nèi)表面5´。</p><p>　?。?）塑料制品的圓角</p><p>　　塑料制品上所有轉(zhuǎn)角應(yīng)盡可能采用圓弧過(guò)渡。采用圓弧過(guò)渡的好處在于避免應(yīng)力集中，提高強(qiáng)度，改善熔體在型腔中的流動(dòng)狀況，有利于充滿型腔，便于脫模。在制品結(jié)構(gòu)上無(wú)特殊要求時(shí)，制品的各連接處的圓角半徑應(yīng)不小于0.5～1mm。對(duì)于使用上要求必須以尖角過(guò)渡或分型處和型腔配合不便

31、制成圓角時(shí)，則仍以尖角過(guò)渡。</p><p>　　2.5模具的初步分析</p><p>　　圖2-4所示為工件簡(jiǎn)圖。從圖上可以看出，工件主要是由三部分構(gòu)成：帶軸套齒輪，筒壁和其上的一個(gè)側(cè)孔。軸套和筒壁孔同心不同徑。筒壁側(cè)孔需采用抽芯機(jī)構(gòu)。 </p><p>　　端面1和端面2是齒輪的最大投影面，初步可以選定其中一個(gè)為分型面。開(kāi)模的時(shí)候因存在側(cè)

32、向抽芯機(jī)構(gòu)，故要先抽芯后開(kāi)模。</p><p>　　3塑件材料和注塑機(jī)的選擇</p><p>　　合適的材料和加工手段是制造合格產(chǎn)品的基礎(chǔ)，本節(jié)將詳細(xì)討論材料和注塑機(jī)的選擇。</p><p>　　3.1齒輪材料聚甲醛的成型工藝</p><p>　　塑件材料為聚甲醛，它的成型工藝如下：聚甲醛流動(dòng)性差，成形困難，若成型件大，模具需要加熱設(shè)備，主澆

33、道粗而短，分澆道少轉(zhuǎn)彎。聚甲醛還有毒，型芯，型腔要進(jìn)行電鍍處理。聚甲醛未結(jié)晶型高聚物，結(jié)晶度為75%~80%，加上聚塊速度快，當(dāng)從定型轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶狀態(tài)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的體積變化，使成形收縮率達(dá)1.5%~3.5%，造成制品表面凹陷。因此必須嚴(yán)格控制加工工藝，并對(duì)制件進(jìn)行熱處理以提高其成形穩(wěn)定性和減少內(nèi)應(yīng)力。聚甲醛的穩(wěn)定性差，當(dāng)樹(shù)脂超過(guò)正常加工溫度上限或允許溫度下停留時(shí)間較長(zhǎng)，均會(huì)引起分解，產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激性氣體甲醛氣體，輕則產(chǎn)生變色和起泡，重則導(dǎo)

34、致爆炸事故。因此，在保證注塑流動(dòng)性的前提下，應(yīng)盡量用較低的加工溫度和較短的受熱時(shí)間，注塑時(shí)間一般為2~5s。一旦分解，立即緩慢降低機(jī)筒溫度，并設(shè)法清洗變色物料。為了防止局部過(guò)熱而分解，成形設(shè)備中不得存在料流死角，同時(shí)與樹(shù)脂接觸部位應(yīng)避免使用銅或銅合金材料。聚甲醛的加工溫度設(shè)定一般是：機(jī)筒后方165~210℃；機(jī)筒中間170~210℃；機(jī)筒前方180~215℃；射嘴170~215℃；模具40~120℃；射料速度可以是適中到快速；射壓無(wú)論是

35、在首階段還是次階段，一般</p><p><b>　　3.2注塑機(jī)的選擇</b></p><p><b>　?。?）選擇原則</b></p><p>　?、僮⑸淞浚ㄈ莘e）不能大于注塑機(jī)額定注射量的80%：</p><p><b>　?。?-1）</b></p>&

36、lt;p>　?、谧⑸淞坎荒苄∮谧⑺軝C(jī)額定注射量的20%：</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　所給零件選取的材料為聚甲醛（POM），故選用螺桿式注射機(jī)。</p><p><b>　　塑件的體積：</b></p><p>　　齒輪體積雖然很小，但是POM的注射時(shí)間

37、很短，本模具選擇2s，因?yàn)樗诟邷囟认峦Ａ糨^長(zhǎng)時(shí)間會(huì)分解產(chǎn)生氣體，甚至引起爆炸事故。所以，所選用的注射機(jī)首先要保證其注塑時(shí)間在POM所能承受的時(shí)間范圍內(nèi)，且時(shí)間相差很小。故注塑時(shí)間對(duì)生產(chǎn)率的影響不大。齒輪的體積小，如果采用多個(gè)型腔，在同一時(shí)間可以成形多個(gè)零件。但是每增加一個(gè)型腔，塑件的精度就會(huì)下降4%左右。因此多型腔設(shè)計(jì)實(shí)際上是采用了舍精度而求效率的方法。而所給圖紙上標(biāo)明了塑件的精度為MT4，是比較高的精度。所以，經(jīng)過(guò)充分分析后，選擇兩

38、個(gè)型腔比較合理?？紤]到澆注系統(tǒng)凝料部分，可取模具注射體積為，換算成質(zhì)量為21g，超過(guò)了SYS-20直角式注塑機(jī)的額定注射量。所以另外選擇額定注射量為，型號(hào)為SZ-25/20的注塑機(jī)。</p><p><b>　?。?）注射機(jī)的校核</b></p><p><b>　?、冁i模力的校核</b></p><p>　　鎖模力必須大

39、于型腔內(nèi)壓力，一面在注射過(guò)程中由于鎖模力過(guò)小而造成模具脹開(kāi)發(fā)生溢料現(xiàn)象。取型腔壓力為35MPa，得鎖模力為:</p><p>　　式中，，分別為型腔投影面積和澆注系統(tǒng)的投影面積。所選注射機(jī)的鎖模力為200kN遠(yuǎn)大于90kN，故鎖模力可靠。</p><p><b>　?、谧畲笞⑸淞π：?lt;/b></p><p>　　POM注射壓力在100~120M

40、Pa之間。本塑件可選用100MPa的注射力。而所選注射機(jī)的最大注射壓力為200MPa，比100MPa大，滿足要求，故最大注射壓力可靠。</p><p><b>　?、圩畲箝_(kāi)模行程校核</b></p><p>　　對(duì)于雙分型面開(kāi)模行程按下式校核：</p><p><b>　?。?-3）</b></p><

41、p>　　式中 S—注塑機(jī)最大開(kāi)模行程（移動(dòng)模板臺(tái)面行程），mm；</p><p>　　a—定模座板與定模型腔板分開(kāi)的距離（應(yīng)足以取出凝料），mm；</p><p>　　—塑件脫模距離，mm；</p><p>　　—包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度，mm。</p><p>　　最大開(kāi)模行程大于模具所需要的開(kāi)模行程，所以選用的注塑機(jī)滿足要求。&

42、lt;/p><p><b>　　4注塑模的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　這部分按照模具的設(shè)計(jì)步驟，對(duì)模具的各個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行比較，擇優(yōu)選擇，最終確定了最優(yōu)化的模具結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　4.1模具結(jié)構(gòu)分析</b></p><p>　　零件具有側(cè)孔，因而注塑模具有側(cè)

43、向抽芯機(jī)構(gòu)。故模具的結(jié)構(gòu)主要有：澆注系統(tǒng)，成形機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，脫模機(jī)構(gòu)，側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，加熱冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)（聚甲醛對(duì)溫度很敏感，故需良好的排氣系統(tǒng)，以防壓縮空氣的高溫造成零件的局部燒壞即產(chǎn)生氣泡等缺陷），其他部件。</p><p>　　4.2型腔數(shù)量及排列方式</p><p>　　根據(jù)注塑機(jī)選擇時(shí)的分析，型腔數(shù)目為2個(gè)。在選擇型腔布局方式時(shí)，首先應(yīng)考慮到型腔的布局要求對(duì)稱，以防模具承受偏

44、差力而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，型腔排列也宜緊湊，以節(jié)約模具材料，減輕模具重量。由前面分析可知，型腔數(shù)目已定為2個(gè)，只能采用平衡對(duì)稱式布置。它應(yīng)以直線型排列方式設(shè)計(jì)。由于直線型腔排列方式平衡性較差，所以鎖模力需大些。又從前面所選注塑機(jī)鎖模力校核來(lái)看，鎖模力遠(yuǎn)大于型腔的壓力，股平衡性沒(méi)有太大的影響，可以不考慮。故型腔的排列方式為直線排列。其排列形式如圖4-1所示：

45、</p><p><b>　　4.3分型面的選擇</b></p><p>　　分型面的設(shè)計(jì)在注塑模的設(shè)計(jì)中占有相當(dāng)重要的位置，分型面可以為一個(gè)也可以為多個(gè)。</p><p>　　考慮模具的側(cè)向抽拔距都比較小，選擇分型面時(shí)應(yīng)將抽芯和分型距離長(zhǎng)的方向置于開(kāi)合模的方向，將小抽拔距的方向作為側(cè)向分型和抽芯方向。</p><p>

46、　　作為主要大排氣渠道應(yīng)將分型面設(shè)置在熔融塑料的流動(dòng)末端，以利于模具型腔內(nèi)氣體的排出。</p><p>　　考慮模具的加工難度，要使模具易于加工，工藝要力求簡(jiǎn)單。</p><p>　　如圖2-4所示，從齒輪的結(jié)構(gòu)上分析可知只需要１個(gè)分型面。遵照分型面設(shè)計(jì)原則應(yīng)設(shè)置在最大投影面上，以便齒輪順利脫模，有兩種方案可供選擇：一個(gè)是端面１，另一個(gè)是端面2。

47、 </p><p>　　如果選擇端面2做分型面時(shí)，軸套型芯和筒壁孔型芯應(yīng)該分開(kāi)以順利脫模。軸套型芯和齒輪型腔可以都設(shè)置在動(dòng)模上，以保證齒輪同軸度的要求。齒輪型腔的加工也比較容易，可以直接利用內(nèi)齒輪的加工方法加工。筒壁內(nèi)孔和軸套型芯在開(kāi)模合模過(guò)程中，二者的同心要求難以滿足。所以否定了端面2作分型面的方案。那么型芯可以加工為一體，滿足了筒壁和軸套同心要求，

48、再將型腔也固定在動(dòng)模上，就滿足了齒輪型腔和軸套的同軸度要求。型腔和型芯都放置在動(dòng)模上。</p><p>　　熔融塑料直接從澆口進(jìn)入型腔，分型面和澆口在同一個(gè)平面上。開(kāi)模時(shí)，齒輪由于冷卻收縮而固定在動(dòng)模型芯上，隨著型芯移動(dòng)，從定模中脫出。符合模具設(shè)計(jì)的原則。所以選擇端面1為分型面合理。</p><p><b>　　4.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><

49、;p>　　模具采用了兩個(gè)型腔，故需要設(shè)置分澆道以便熔料能同時(shí)充滿兩個(gè)型腔。為了取出澆注系統(tǒng)凝料，在分澆道平面增加一個(gè)分型面，將模具改為雙分型面結(jié)構(gòu)。澆注系統(tǒng)應(yīng)該由主澆道，分澆道，澆口和冷料穴組成。下面對(duì)它們分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　（1）主澆道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了使?jié)驳乐心享樌纬?，將其設(shè)計(jì)為圓錐形，如圖4-2所示：POM

50、流動(dòng)性稍差些，故選取主澆道錐角為7°，主澆道內(nèi)壁表面粗糙度取小值，為0.8。通常主澆道進(jìn)口端直徑為4~8mm，并考慮到進(jìn)口段凹坑直徑比注射機(jī)噴嘴球面直徑大0.5~1mm。注射機(jī)的噴嘴球半徑為10.0mm，所以進(jìn)口端凹坑半徑為R=11.0mm，可以取H=6.0mm。</p><p>　　實(shí)踐證明，注射模主澆道和分澆道的切變速率為時(shí)所成形制品的質(zhì)量較好。對(duì)于一般熱塑性塑料，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： （4-1）

51、 </p><p>　　式中 —熔體的體積流量，； —澆道端面尺寸的當(dāng)量半徑，。</p><p>　　根據(jù)前面注塑機(jī)的選擇，可知熔體的體積流量為：</p><p>　　對(duì)于小型模具，主澆道取，但是POM需要較快的注射速度，所以本模具取。代入公式得</p><p&

52、gt;　　主澆道進(jìn)口端直徑取為。</p><p>　　在保證制品成形的條件下，對(duì)于聚甲醛來(lái)說(shuō)，主澆道應(yīng)該很短，所以取主澆道長(zhǎng)度為。</p><p>　　出口端直徑： （4-2） </p><p>　　出口端圓角半徑： (4-3)</p>

53、;<p>　　主澆道進(jìn)口和注塑機(jī)噴嘴頭部接觸的表面一</p><p>　　種是平面，一種是弧面。平面連接在密封時(shí)需要有很高的壓力，實(shí)際生產(chǎn)中很少用。加`</p><p>　　之本模具又屬于小型模具，所以選用弧面連接。 </p><p>　?。?）主澆道襯套 </p><p>　　

54、主澆道通常單獨(dú)開(kāi)在一個(gè)主澆道襯套中，在淬火后嵌入模具，這樣在損壞時(shí)便于更換和修磨。通常的主澆道襯套有A型和B型兩類，如圖4-3所示。對(duì)于小型模具，可將主澆道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)為一個(gè)整體。襯套長(zhǎng)度與定模配合部分的厚度一致，主澆道出口處的端面不得突出在分型面上。</p><p><b>　?。?）定位環(huán)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　為了使主澆道與噴嘴和料筒對(duì)中，在主澆

55、道襯套上增加定位環(huán)，噴嘴可以在定位環(huán)作用下和主澆道進(jìn)口對(duì)準(zhǔn)進(jìn)料。小型模具的定位環(huán)一般和襯套設(shè)計(jì)在一起。定位環(huán)有6種形式，但是為了彌補(bǔ)不同廠家生產(chǎn)的定位孔不一致的缺點(diǎn)，通常選擇的定位環(huán)有以下兩種形式（圖4-4）（a）是最常用的一種形式，圖（b）可以不在定模上加工安裝定位環(huán)的臺(tái)階孔。對(duì)于小型模具，優(yōu)先采用圖（b）所示的定位環(huán)。 &l

56、t;/p><p>　　減少在定模上加工臺(tái)階孔的工序，節(jié)約模具的加工時(shí)間。定位環(huán)高度取8mm。將定位環(huán)和襯套設(shè)計(jì)為一個(gè)整體，如圖4-5所示。 </p><p><b>　?。?）拉料桿的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主澆道長(zhǎng)度為30mm，在開(kāi)模的時(shí)候主澆道的凝料需要被同時(shí)取出。目前常用的結(jié)構(gòu)主要有：球頭形拉料桿，倒錐形三種形

57、式。結(jié)合本模具的設(shè)計(jì)可以就看出，所用的拉料桿開(kāi)模的時(shí)候不能運(yùn)動(dòng)，主要是靠外力從一個(gè)固定的位置拉出，所以在主澆道的末端設(shè)置一個(gè)球頭形拉料桿，如圖4-6所示，將凝料在開(kāi)模后拉向動(dòng)模方向。 </p><p><b>　?。?）分澆道的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　

58、模具采用了雙型腔設(shè)計(jì)。常用的分澆道截面形狀有圓形，正方形，梯形，U形，半圓形和正六角形等。</p><p>　　通常選擇半圓形澆口，這種澆口不存在死角，而且有利于POM流動(dòng)，加工的時(shí)候也不需在兩邊板上加工。</p><p>　　分澆道的長(zhǎng)度取決于模具型腔的整體布置方案和澆口位置。根據(jù)各種因素分析，聚烯烴類塑料，分澆道直徑應(yīng)是塑件最大壁厚的1.6倍。聚縮醛類塑料應(yīng)是1.5倍。絕大部分塑件的分

59、澆道斷面直徑都在3~10mm之間，少數(shù)低粘度塑料的塑件可小于Φ3mm，高粘度塑料的塑件可大于Φ10mm。表4-1列出常用注塑件分澆道斷面尺寸的推薦范圍，其數(shù)據(jù)是長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累炳實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的。</p><p>　　表4-1 不同材料分澆道截面直徑</p><p>　　據(jù)表4-1選分澆道直徑為Φ9mm。</p><p>　　為防止分澆道前端冷料進(jìn)入澆口和型腔，堵塞澆口和對(duì)塑

60、件性能產(chǎn)生影響，在分澆道末端設(shè)置冷卻料穴用于收集前端的冷料。其長(zhǎng)度一般為分澆道直徑，此處取為9mm。</p><p>　　分澆道的布置：分澆道應(yīng)以平衡式布置，即分澆道的長(zhǎng)度，形狀和截面尺寸都必須對(duì)稱，以達(dá)到各個(gè)型腔的塑料流動(dòng)平衡和熱平衡，使物料均勻充滿各個(gè)型腔。</p><p><b>　?。?）澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　澆口是連接

61、分澆道和型腔的一段細(xì)短通道，它的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對(duì)塑件的影響很大。</p><p>　?、贊部诘某叽绾皖愋?澆口的截面積一般取分澆道截面積的3%～6%，澆口長(zhǎng)度約為1～1.5mm，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)取最小值，試模時(shí)逐步調(diào)整。從齒輪形狀看，可以選用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口具有很大的位置自由度，澆口周圍的應(yīng)力小，且澆口可以自行拉斷，同時(shí)其兩端的壓力差大，可以產(chǎn)生剪切熱，增加了塑料的表觀流動(dòng)性，能正確控制補(bǔ)料時(shí)間，無(wú)倒流之慮。

62、此模具在開(kāi)模后，澆口處在模板中間，澆口凝料應(yīng)易于和塑件分離，故使用直點(diǎn)澆口，選擇圓形澆口，長(zhǎng)度為1.1mm，澆口直徑為：</p><p>　　上端: （4-4）</p><p>　　下 端 ： （4-5） </p><p>　　其形狀如圖4-7所示。

63、 </p><p>　?、跐部诘奈恢?結(jié)合齒輪的形狀及分型面的選擇將澆口設(shè)置在齒輪的端面1。綜合考慮，選擇兩個(gè)澆口比較合適，也易于布置，熔料在兩個(gè)位置同時(shí)注入型腔；另一種是在T字架兩邊各設(shè)一個(gè)澆口，如圖4-8所示。 </p><p>　　1—分

64、澆道；2—澆口，圓形布置適合于多澆口方案，加工方法比T形式布置要簡(jiǎn)單，但是材料利用率低，凝料太多，沒(méi)有冷料穴，溫度低的熔料進(jìn)入了點(diǎn)澆口可能會(huì)迅速冷卻而導(dǎo)致堵塞。而T形式布置適用于澆口為2個(gè)或3個(gè)的方案，加工雖然比圓形復(fù)雜些，但是它的材料利用率高，澆道末端的冷料穴能將冷料收集而不使其進(jìn)入點(diǎn)澆口。所以，此處選擇T形式布置2個(gè)點(diǎn)澆口。</p><p>　　4.5模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>

65、;　　對(duì)于注射模而言，排氣系統(tǒng)尤為重要，因?yàn)樽⑺艿倪^(guò)程是通過(guò)熔料置換出空氣而形成的。由于模具的型腔比較小，空氣置換量不大，利用分型面可以很好地將型腔內(nèi)空氣排除。頂出機(jī)構(gòu)的配合間隙也可以作為排氣通道，不需另外設(shè)置專門的排氣裝置。</p><p><b>　　4.6側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　在齒輪上有側(cè)孔，必須設(shè)計(jì)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)動(dòng)力源的分類，側(cè)向抽芯可

66、以分為：</p><p>　　機(jī)動(dòng)側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；液壓或氣壓側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)；手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)。</p><p>　　機(jī)械抽芯比較合適。結(jié)合齒輪的側(cè)孔研究得：側(cè)孔對(duì)齒輪的使用及外觀沒(méi)有影響，所以它可以選擇較大的脫模斜度，從而可以減少側(cè)向抽芯時(shí)的抽拔力。機(jī)動(dòng)抽芯又分為：斜導(dǎo)柱側(cè)向抽芯，彎銷側(cè)向抽芯，斜導(dǎo)槽抽芯，斜滑塊側(cè)向抽芯，其他側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)（如彈性元件）。</p><p>　

67、　抽芯長(zhǎng)度： （4-6）</p><p>　　式中 ——型芯的長(zhǎng)度，mm。</p><p>　　抽芯力： （4-7）</p><p>　　式中 ——抽芯力，N；</p><p>　　——側(cè)型芯成形部分的截面平均周長(zhǎng)，m；</p><p>　　——側(cè)型芯成形部分的高度，m；

68、</p><p>　　——塑件對(duì)側(cè)型芯的縮應(yīng)力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種成型工藝有關(guān)，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，；</p><p>　　——塑件在熱狀態(tài)下對(duì)鋼的摩擦因數(shù)，一般；</p><p>　　——側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角，（）。</p><p>　　將有關(guān)參數(shù)帶入（4-7）式中得：</p><p&g

69、t;<b>　　可見(jiàn)抽芯力很小。</b></p><p>　　彈簧抽芯機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單些。由前面的計(jì)算可知，側(cè)向抽芯的抽芯力為30.6N，很小，故選擇彈簧抽芯機(jī)構(gòu)比較合適。因?yàn)閭?cè)型芯前端面和定模型芯表面接觸，為了使型芯合模的時(shí)候與定模型芯吻合，將滑塊制成正方體。</p><p>　　側(cè)抽芯彈簧的選擇：側(cè)抽芯力為，彈簧壓縮距離定為。為了使抽芯順利，彈簧在復(fù)位時(shí)，當(dāng)壓縮距

70、離達(dá)到4mm時(shí)，彈簧所產(chǎn)生的彈力就應(yīng)該達(dá)到。所以選擇彈簧的規(guī)格為：彈簧絲直徑，中徑，自由長(zhǎng)度?？紤]到在合模的時(shí)候，由于滑桿直徑較小，為了避免復(fù)位板造成的推力過(guò)大，在導(dǎo)桿頂端上面采用滾輪與復(fù)位板接觸，以減少摩擦力。</p><p>　　4.7成形零件的設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?、倬C合分析，整體嵌入式凹模是最佳選擇。型腔的加

71、工簡(jiǎn)單，成本也不高。在凹模損壞需要修理或者更換時(shí)，整體式凹模也容易拆除和安裝。雖然成形后可能會(huì)出現(xiàn)諸如毛刺等缺陷，但是它也有助于分型，且不會(huì)對(duì)齒輪的精度和使用產(chǎn)生影響。結(jié)合齒輪的精度及軸套和齒之間的同軸度關(guān)系，用整體嵌入式凹?？梢岳霉潭ò寰_定位，從而保證了齒輪軸軸套和齒之間的同軸度。所以整體嵌入式凹模為最佳選擇。齒輪型腔和筒壁型腔必須分開(kāi)加工，因?yàn)閮蓚€(gè)不能加工在同一實(shí)體上，嵌入兩塊不同的固定板，再用螺釘將兩塊板連接起來(lái)。型腔的外部可

72、以制成圓形或正方形，但是為了方便加工和節(jié)省材料，將型腔的外部制成圓形。因?yàn)樾颓皇禽S對(duì)稱的，所以其旋轉(zhuǎn)不會(huì)對(duì)塑件產(chǎn)生影響，不需要用銷釘或鍵來(lái)止轉(zhuǎn)。</p><p>　　②選用鑲嵌式型芯。它不僅加工簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，而且也便于安裝，對(duì)于小型模具非常實(shí)用。型芯可以加工成帶臺(tái)階的，因其尺寸小，利用過(guò)盈配合將型芯與固定板固定，再施以樹(shù)脂連接。型芯雖為回轉(zhuǎn)體，但是沒(méi)有凹槽或者凸起，不需要用銷釘止轉(zhuǎn)。動(dòng)模型芯在固定之后，為了消除

73、安裝到凹模固定板上由于底部不平產(chǎn)生的應(yīng)力，增加一道平磨工序。</p><p>　?。?）成形零件的工作尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　影響塑件尺寸和精度的因素主要有：</p><p><b>　?、俪尚问湛s率 </b></p><p>　　塑料成形后的收縮率與材料，塑件的結(jié)構(gòu)，模具的結(jié)構(gòu)以及成形的工藝條件等因素有關(guān)，因此

74、在實(shí)際工作中，成性收縮率的波動(dòng)很大，從而引起塑件尺寸的誤差很大，塑件尺寸的變化值為: （4-8）</p><p>　　式中 —塑件收縮波動(dòng)而引起的塑件尺寸誤差，mm；</p><p>　　—塑料的最大收縮率，%；</p><p>　　—塑件的最小收縮率，%；</p><p><b>　　—塑件尺寸，mm。</b&

75、gt;</p><p>　　一般情況下，成性收縮率波動(dòng)引起的塑件尺寸誤差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以內(nèi)。</p><p>　?、谀＞叱尚瘟慵闹圃煺`差</p><p>　　實(shí)踐證明，如果模具成形零件的制造誤差在IT7～I(xiàn)T8級(jí)之間，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。</p><p>　?、勰＞叱尚土慵哪p</p>

76、<p>　　對(duì)于中小型塑件，模具成形零件最大磨損可取塑件公差的1/6，大型塑件，模具成形零件最大磨應(yīng)取塑件公差的1/6以下。</p><p>　?、苣＞甙惭b配合的公差</p><p>　　模具的成形零件由于間隙配合的變化，會(huì)引起宿建德尺寸變化。模具的配合間隙公差應(yīng)不影響模具成形零件的尺寸精度和位置精度。</p><p>　?。?）成形零件工作尺寸的計(jì)算&l

77、t;/p><p>　?、倌Ｇ还ぷ鞒叽绲挠?jì)算</p><p>　　模腔尺寸計(jì)算包括型腔和型芯的徑向尺寸，型腔深度和型芯高度尺寸，中心距尺寸的計(jì)算。</p><p>　　凹模徑向尺寸的計(jì)算選擇平均尺寸法計(jì)算，公式為:</p><p>　?。?-9） </p><p>　　校核公式為 :

78、 （4-10）</p><p>　　式中 —凹模徑向尺寸，mm；</p><p>　　—塑件徑向公稱尺寸，mm；</p><p>　　—凹模的平均收縮率，%；</p><p>　　—塑件公差值，mm；</p><p>　　—凹模制造公差，mm；</p><p>　　—凹模的磨損量，mm；&l

79、t;/p><p>　　—塑件的最小收縮率，%；</p><p>　　—系數(shù)隨塑件精度和尺寸變化，一般在0.5～0.8之間。</p><p>　　塑件公差值：輪齒公差，筒壁公差。</p><p>　　塑件徑向公稱尺寸：齒腔，為齒輪分度圓直徑；筒壁。</p><p>　　塑料的平均收縮率：查相關(guān)資料，聚甲醛的收縮率為1.5%～

80、3.0%，故平均收縮率為2.25%。</p><p>　　塑料最大和最小收縮率：，。</p><p>　　凹模的制造差： </p><p>　　凹模的磨損量： </p><p>　　將參數(shù)代入式中，算出型腔尺寸得：</p><p>　　齒腔頂圓凹模徑向尺寸： 齒腔分

81、度圓凹模徑向尺寸：</p><p>　　齒根圓凹模徑向尺寸： 筒壁凹模徑向尺寸：</p><p><b>　　齒腔頂圓：</b></p><p><b>　　齒腔分度圓：</b></p><p><b>　　齒根圓：</b></p><

82、;p><b>　　筒壁：</b></p><p>　　b.齒輪齒廓計(jì)算（變模數(shù)法）。為獲得所需的齒輪齒廓，需要對(duì)齒腔參數(shù)進(jìn)行修正，修正公式如下： </p><p>　?。?-11） （4-12） </p><p>　　式中 —齒輪的壓力角，；</p>

83、<p><b>　　m—齒輪的模數(shù)；</b></p><p>　　—模具齒腔的壓力角，（°）；</p><p><b>　　—模具齒腔的模數(shù)；</b></p><p>　　—塑料的平均收縮率，%。</p><p>　　將以上數(shù)據(jù)代入到公式（4-11）和公式（4-12）中得：；。&

84、lt;/p><p>　　c.凹模深度尺寸計(jì)算平均尺寸法: </p><p><b>　?。?-13）</b></p><p>　　校核： （4-14） </p><p>　　式中 —凹模高度尺寸，mm；</p><p>　　—塑件高度公稱尺寸，mm

85、；</p><p>　　—凹模深度制造公差。</p><p>　　塑件高度公稱尺寸：齒腔為齒輪分度圓直徑；筒壁孔</p><p>　　將參數(shù)代入式（4-13）中，算出型腔高度得：齒腔筒壁</p><p><b>　　齒腔：</b></p><p><b>　　筒壁：</b>&

86、lt;/p><p>　　需要對(duì)筒壁型腔進(jìn)行修正，筒壁。</p><p><b>　　②型芯尺寸計(jì)算：</b></p><p>　　a.型芯徑向尺寸計(jì)算。采用平均尺寸法： （4-15） </p><p>　　校核： （4-16）</p><p

87、>　　式中 —型芯徑向尺寸，mm；</p><p>　　—型芯制造公差，mm；</p><p>　　—型芯的磨損量，mm；</p><p>　　—系數(shù)，取值范圍為0.5～0.8。</p><p>　　塑件徑向公稱尺寸：軸套；筒壁</p><p>　　將參數(shù)代入公式（4-15）中，算出型芯徑向尺寸得：軸套；筒壁。

88、</p><p><b>　　軸套：</b></p><p><b>　　筒壁：</b></p><p>　　應(yīng)對(duì)軸套，筒壁型芯進(jìn)行修正，軸套7.315mm；筒壁15.585mm。</p><p>　　b.型芯高度計(jì)算。塑件為通孔結(jié)構(gòu)，所以型芯和型腔的高度相同。</p><p&g

89、t;　?、蹅?cè)型芯徑向尺寸及高度計(jì)算: </p><p><b>　?。?-17）</b></p><p>　　校核: （4-18）</p><p>　　式中 —型芯徑向尺寸，mm；</p><p>　　—型芯制造公差，mm；</p><p>　　—型芯的磨損量，mm；</p>

90、<p>　　—系數(shù)，取值范圍為0.5～0.8。</p><p>　　塑件徑向公稱尺寸為：</p><p>　　將參數(shù)帶入式（4-17）中，算出型芯徑向尺寸得：</p><p><b>　　校核：</b></p><p>　　4.8型腔厚度及底板厚度的計(jì)算</p><p>　　型腔模在注射

91、成型過(guò)程中，由于注射壓力很高，常由于剛度不足而彎曲變形，應(yīng)按剛度計(jì)算；對(duì)于小型模具的型腔，型腔常常在彎曲變形之前，期內(nèi)盈利就已經(jīng)超過(guò)御用應(yīng)力，按強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　從前面的有關(guān)設(shè)計(jì)可以看出，此模具型腔比較小，最大只有28mm，屬于小型模具，因此，在校核時(shí)按照強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　齒腔和筒壁型腔都是圓形，因此應(yīng)選擇圓形型腔強(qiáng)度的計(jì)算公式。</p><

92、p>　　型腔是通過(guò)鑲嵌入固定板的，因此屬于組合式型腔。</p><p>　　強(qiáng)度計(jì)算公式為 ：（4-19）</p><p>　　式中 —圓形型腔的側(cè)壁厚度，mm；</p><p>　　—型腔半徑，可取塑件半徑，mm；</p><p>　　p—型腔壓力，MPa；</p><p>　　—模具材料的許用應(yīng)力，MPa。

93、</p><p>　　輪齒部分：塑件的輪齒部分齒頂圓半徑，型腔壓力，模具材料的許用應(yīng)力，代入公式（4-19）得到，只要型腔壁厚大于4mm，就能承受型腔內(nèi)35MPa的壓力。為了使模具型腔在加工中容易固定，取型腔厚度為20mm，故輪齒型腔外部尺寸為。</p><p>　　筒壁部分：筒壁內(nèi)孔半徑，代入式（4-19）中，得到，只要大于2mm就可以承受型腔內(nèi)的壓力。為了使型腔固定板容易加工，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

94、，可以取筒壁厚度為25mm。</p><p>　　底板厚度計(jì)算公式為：</p><p>　?。?-20） </p><p>　　式中 h—型腔厚度，mm；</p><p>　　p—型腔內(nèi)壓力，MPa；</p><p>　　r—型腔半徑，mm；</p><p>　　—模具材料的

95、許用應(yīng)力，MPa。</p><p><b>　　輪齒部分：</b></p><p><b>　　筒壁部分：</b></p><p>　　輪齒部分底板就是澆口板，其厚度可取為8mm，筒壁部分底板為墊板，其厚度可取為10mm。</p><p>　　4.9脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p&

96、gt;　　在注射成形的每一個(gè)循環(huán)中，塑件必須從模具的型腔及型芯中脫出，這一完成塑件脫模的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。</p><p><b>　?。?）脫模力的計(jì)算</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)注射機(jī)的高壓注射，塑料在模具內(nèi)冷卻定型，此時(shí)塑料收縮將型芯包緊，這一包緊力是開(kāi)模后塑件脫出時(shí)所必須克服的。此外，如果有不通孔存在，還會(huì)帶來(lái)大氣壓力，塑料及型芯的粘附力，摩擦力以及機(jī)構(gòu)

97、本身運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的摩擦阻力。開(kāi)始脫模時(shí)的瞬時(shí)阻力最大，稱為初始脫模力。脫模力的計(jì)算一般是計(jì)算初始脫模力。</p><p>　　齒輪的壁厚與內(nèi)孔直徑之比為，大于1/20，屬于厚壁塑件。故按照厚壁塑件選取脫模力計(jì)算公式。塑件橫斷面形狀為圓形，所以齒輪的脫模力計(jì)算公式為：</p><p>　?。?-21）

98、 </p><p>　　式中 —脫模力，N；</p><p>　　—塑料的拉伸模量，MPa；</p><p>　　—塑料成形的平均收縮率，%；</p><p>　　—被包型芯的長(zhǎng)度，mm；</p><p><b>　　—塑料的泊松比；</b></p><p><b&

99、gt;　　—脫模斜度，（）；</b></p><p>　　f—塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；</p><p>　　r—型芯的平均半徑，mm；</p><p>　　B—塑件在與開(kāi)模方向垂直的平面上的投影面積，，當(dāng)塑件底部有通孔時(shí)，10B項(xiàng)視為0；</p><p>　　—由f和決定的無(wú)量綱數(shù)；</p><p>　　

100、—由和決定的無(wú)量綱數(shù)。</p><p>　　查常用熱塑性材料的主要技術(shù)指標(biāo)，塑料的拉伸模量;</p><p>　　塑料成形的平均收縮率; 塑料的泊松比為；脫模斜度，塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)。</p><p>　　軸套部分被包型芯的長(zhǎng)度；型芯的平均半徑，塑件為通孔結(jié)構(gòu)，10B為0，所以：</p><p>　　將上述參數(shù)代入式（4-21）中，得到

101、軸套部分脫模力為。</p><p>　　筒壁部分被包型芯的長(zhǎng)度；型芯的平均半徑，塑件為通孔結(jié)構(gòu)，10B為0，所以：</p><p>　　將上述參數(shù)代入式（24）中，得到筒壁部分脫模力為。</p><p><b>　　所以總的脫模力為：</b></p><p><b>　?。?）簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)</b>&

102、lt;/p><p>　　在所有模具脫模機(jī)構(gòu)中，簡(jiǎn)單脫模機(jī)構(gòu)是最常用的一種形式。其原理是在動(dòng)模一邊施加一次頂出力，將塑件從模具中脫出。通常分為頂桿脫模機(jī)構(gòu)，頂管脫模機(jī)構(gòu)，推板脫模機(jī)構(gòu)，活動(dòng)鑲塊或凹模脫模機(jī)構(gòu)，多元件聯(lián)合脫模機(jī)構(gòu)和氣動(dòng)脫模機(jī)構(gòu)。</p><p>　　從脫模力來(lái)看，三種脫模機(jī)構(gòu)都滿足。頂管脫模機(jī)構(gòu)和推板脫模機(jī)構(gòu)較頂桿脫模機(jī)構(gòu)頂出要平穩(wěn)些，對(duì)齒輪的精度要求很有利。同時(shí)模具的結(jié)構(gòu)很小，可

103、供安裝脫模機(jī)構(gòu)作用面很小，頂桿脫模機(jī)構(gòu)和推板脫模機(jī)構(gòu)都難以布置。</p><p>　　頂管脫模機(jī)構(gòu)按照頂管的固定方式不同又可分為多種形式。本模具的脫模距離為15mm，脫模距離小，并且型芯的位置要求較高，以滿足型芯和型腔的同軸度要求，故選擇頂管脫模機(jī)構(gòu)，如圖4-9所示。</p><p>　?。?）脫模機(jī)構(gòu)的先復(fù)位設(shè)計(jì)</p><p>　　因?yàn)槟＞咧写嬖趥?cè)型芯，所以在合

104、模的時(shí)候，脫模機(jī)構(gòu)必須先復(fù)位，以防側(cè)型芯和頂管發(fā)生干涉。常見(jiàn)的有復(fù)位桿或者彈簧復(fù)位，其中彈簧復(fù)位是最簡(jiǎn)單的，故本設(shè)計(jì)選擇彈簧復(fù)位。 </p><p>　　4.10澆注系統(tǒng)凝料脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) </p><p>　　由于模具有兩個(gè)型腔，具有分澆道所以分澆道的凝

105、料在開(kāi)模后也必須取出。從前面的設(shè)計(jì)看出，凝料在開(kāi)模的時(shí)候被拉斷，與塑件分開(kāi)，應(yīng)該從分型面1取出。分型面凝料的脫模機(jī)構(gòu)一般有：利用凹側(cè)拉斷點(diǎn)澆口凝料，利用托板式拉斷點(diǎn)澆口凝料，拉料拉桿脫出機(jī)構(gòu)，利用分澆道推板脫卸點(diǎn)澆口凝料，凹模固定板內(nèi)設(shè)置點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)凝料脫出機(jī)構(gòu)和利用二次脫模機(jī)構(gòu)脫卸潛伏式澆口凝料幾種形式。</p><p>　　分澆道推板脫卸點(diǎn)澆口是采用3個(gè)分型面，利用開(kāi)模分型的先后順序?qū)⒛蠌闹鳚驳乐欣霾⒗?/p>

106、斷。凹模固定板內(nèi)設(shè)置點(diǎn)澆口主要用于一些細(xì)長(zhǎng)的制品，所需的凹模深度很大。</p><p>　　本設(shè)計(jì)結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)，選用拉料桿將主澆道凝料拉出，再用拉料鉤將其從分澆道拉出。具體結(jié)構(gòu)如圖4-10所示。</p><p>　　4.11合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)模和定模的開(kāi)合模導(dǎo)向以及脫

107、模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。</p><p>　　導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套采用間隙配合，使導(dǎo)套在導(dǎo)柱上滑動(dòng)，一般采用H7/h6級(jí)配合，主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套。</p><p><b>　?、賹?dǎo)柱</b></p><p>　　導(dǎo)柱的形式有兩種，一種為帶頭直通式導(dǎo)柱；另一種為有肩導(dǎo)柱。為了減小導(dǎo)柱導(dǎo)套的摩擦，有的導(dǎo)柱開(kāi)設(shè)油槽。小型模具一般采用直通式導(dǎo)柱，大型模具采用

108、有肩導(dǎo)柱。</p><p><b>　?、趯?dǎo)套</b></p><p>　　為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套比較順利，在導(dǎo)套的前端倒一圓角。導(dǎo)柱孔最好打通，否則導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套時(shí)，由于無(wú)法排出空氣，而產(chǎn)生反壓力，阻止導(dǎo)柱進(jìn)入。當(dāng)結(jié)構(gòu)需要開(kāi)不通孔時(shí)，就要在不通孔的側(cè)面增加通氣孔或在導(dǎo)柱的側(cè)面磨出排氣槽。</p><p>　　導(dǎo)套可以使用淬火鋼或銅等耐磨材料制造，但

109、其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱，可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌?lt;/p><p>　　由于本設(shè)計(jì)屬于小型模具，故選擇直通式導(dǎo)柱和直導(dǎo)套。</p><p><b>　　4.12冷卻系統(tǒng)</b></p><p>　　塑料注塑模溫度調(diào)節(jié)能力的好壞直接影響到塑件的質(zhì)量，而且也決定著生產(chǎn)率的高低，塑件在型腔內(nèi)的冷卻力求均勻，快速，以減小塑件的內(nèi)應(yīng)力，使塑件的生產(chǎn)優(yōu)

110、質(zhì)高效率。</p><p>　　由于所加工塑件體積小，不需要設(shè)置太細(xì)密水口，選用大水口模架就可以。</p><p><b>　　4.13模架的選擇</b></p><p>　　本模具采用了兩個(gè)分型面，所以可以選擇A4型模架，根據(jù)工件的尺寸及型腔的數(shù)量可以選用型號(hào)為A4-200250-01-Z1（GB/T 12556—1990）.基本參數(shù)是,所選

111、用的導(dǎo)柱為（GB/T 4169.4—1984）。</p><p>　　4.14模具的三維總裝配圖</p><p>　　通過(guò)上面的設(shè)計(jì)，模具的各個(gè)部分都已經(jīng)完全確定，接下來(lái)就是繪制模具的三維圖和二維圖。</p><p>　　模具合模裝配圖如4-11所示：</p><p>　　圖4-11 裝配平面圖</p><p><

112、;b>　　5結(jié)論</b></p><p>　　目前塑料產(chǎn)品正在沖擊著市場(chǎng)，大有在市場(chǎng)上占據(jù)一方的態(tài)勢(shì)。作為塑料的主要成形方式，注塑模具也隨著塑料產(chǎn)品的使用而大力發(fā)展，同時(shí)其他幾種成形方式也有一定的發(fā)展。本模具適用于加工圓柱注塑齒輪的。在某些情況下，需要潤(rùn)滑的金屬齒輪辦不到，就可以選用具有自潤(rùn)滑能力的聚甲醛注塑齒輪。因此，聚甲醛注塑齒輪的市場(chǎng)前景是很好的，而且它的成本也比較低，除了一些需要高強(qiáng)度鋼

113、材做的齒輪外，其他場(chǎng)合都可以用聚甲醛注塑齒輪。所以本模具具有很高的實(shí)用價(jià)值。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次我們對(duì)自己大學(xué)期間學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識(shí)成果的全面檢查，是一次學(xué)生階段的升華。設(shè)計(jì)所涉及的知識(shí)面相當(dāng)廣泛，要求我們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)達(dá)到比較熟練的應(yīng)用程度，其包括了大學(xué)期間所自修的自身涵養(yǎng)和專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用，需要我們有敏銳的洞察力和

114、開(kāi)放性思維。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的實(shí)踐、總結(jié)與提高，是初步學(xué)習(xí)運(yùn)用已掌握的知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立且全面的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。因此，在設(shè)計(jì)中遇到了許多以前沒(méi)有遇到的問(wèn)題和困難，在老師及同學(xué)的大力幫助和自己的不懈努力下，我逐步解決了所遇到的問(wèn)題，圓滿完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，從而使自己的知識(shí)面得以拓寬，能力得到了提高。 </p><p>　　本次設(shè)計(jì)的順利完成，首先感謝*老師精心指導(dǎo)和大力幫助。他時(shí)刻關(guān)注了解設(shè)計(jì)的進(jìn)展情況，并提出很多

115、寶貴意見(jiàn)，在此向*老師致以深深的感謝！同時(shí)也得到圖書(shū)館、資料室、機(jī)房等單位多位老師及各位學(xué)長(zhǎng)、學(xué)姐的大力支持和幫助，再次深表謝意! </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 謝鵬程，（日）多田和美，楊衛(wèi)民等. 高分子材料注射成型CAE理論及應(yīng)用[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，2006.89-91.</p><p&g

116、t;　　[2]賈潤(rùn)禮等. 新型注塑模設(shè)計(jì)[M]. 國(guó)防工業(yè)出版社，2003.66-71.</p><p>　　[3]屈華昌. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]. 高等教育出版社，2007.68-70.</p><p>　　[4]朱光立主編. 模具CAD/CAM實(shí)踐教程[M]. 人民郵電出版社，2006.78-79.</p><p>　　[5]馮炳堯等. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)