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摘 要
模具設(shè)計就是對需要加工出來的零件進行分析，設(shè)計一套模架，然后安裝在注射機上， 經(jīng)過一些步驟，最終加工出所需要的零件。為了能夠順利完成模具的設(shè)計，第一步就要分析塑件的尺寸、粗糙度等參數(shù)，確保生產(chǎn)出的塑件滿足要求；然后考慮塑件的用處，選取最合適的材料進行加工；接著根據(jù)塑件的體積和設(shè)計過程中選取的腔數(shù)數(shù)目來選擇注射 機；最后是對模具的布局以及各個系統(tǒng)進行詳細的設(shè)計。
這次畢業(yè)設(shè)計是針對齒輪聯(lián)軸器的一次注塑模具設(shè)計。根據(jù)零件圖，確定了這次設(shè)計的齒輪聯(lián)軸器是工字型的，因此在抽芯機構(gòu)的選擇上采用側(cè)抽芯機構(gòu)。為了增加生產(chǎn)效率， 提高產(chǎn)量，在型腔布局上選用一模兩腔的方式；為了不在加工成型的表面上留下痕跡，推出的過程比較平穩(wěn)，選取用推管將注塑成型的工件推出；冷卻系統(tǒng)設(shè)計的是多條支路冷卻水路。各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)束后，要再次確定所選取的注射機能否滿足設(shè)計過程中需要的條件。最后整理好這次的設(shè)計過程以及當(dāng)中涉及的計算過程，編寫論文。
關(guān)鍵詞：模架；側(cè)抽芯；推出；冷卻
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Abstract
Plastic mold design means analysis the product we would like to produce , design a set of mold ,then install the mold on the injection machine .After some steps ,we can produce the part we need . In order to make sure the mold design is successful , firstly ,we need to analysis the size and roughness of the mold, so the parts we produced can meet the requirements ; then take the use of mold into consideration ,choose the best material to product ; next step is choose the appropriate injection according to the volume of parts and the number of cavity ; the last step is make a detailed design according to the layout of the part and every system .
This topic is the gear coupling injection mold design. According to the part drawing , we can know the artifacts we need to design is h-shape , so we need to design side core-pulling mechanism to complete the mold core pulling. In order to increase the number of product and improve the efficiency of the product , the style of cavity layout is the double-cavity mold. In order to make the surface of part smooth and the process of ejecting is steady, we choose the ejector sleeve to eject the part; we design a lot of branch as the cooling system. After finished every part of physical design, we need to make sure whether the injection can meet the requirement or not again. Finally , we should collating the process of design and calculation, write an essay.
Key words : Die set , side core-pulling , eject, cooling
IV
目 錄
III
摘 要 III
Abstract IV
1 緒 論 1
2. 塑件的分析 3
2.1 塑件工藝性分析 3
2.1.1 對于尺寸精度的分析 3
2.1.2 脫模斜度分析 4
2.1.3 表面粗糙度分析 4
2.2 塑件材料分析 4
2.2.1 ABS 塑料主要的性能指標(biāo)： 4
2.2.2 ABS 的注射成型工藝參數(shù) 5
2.3 設(shè)計方案的確定 5
2.4 塑件體積計算 5
2.5 注射設(shè)備的選擇 6
3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 8
3.1 型腔數(shù)目的確定 8
3.2 分型面的確定 8
3.3 成型零件的尺寸計算 9
3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 11
3.4.1 澆口設(shè)計 11
3.4.2 澆口位置的選擇 11
3.4.3 澆口套的選用 12
3.4.4 分流道的設(shè)計 13
3.4.5 分流道的布置 13
3.4.6 冷料井的設(shè)計 13
3.5 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 14
3.5.1 導(dǎo)柱的設(shè)計 14
3.5.2 導(dǎo)套的設(shè)計 15
3.5.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的布局 16
3.6 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計 17
3.6.1 脫模力的計算 17
3.6.2 推出機構(gòu)的確定 17
3.7 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計 17
3.7.1 抽拔距的計算 18
3.7.2 斜導(dǎo)柱的安裝形式與尺寸 18
3.7.3 鎖緊楔形式 18
3.7.4 滑塊的設(shè)計 18
3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 18
3.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 18
4. 模具總體結(jié)構(gòu) 20
5. 注射機的校核 21
5.1 注塑量的校核 21
5.2 鎖模力的校核 21
5.3 模具高度的校核 21
5.4 開模行程的校核 21
6. 模具的安裝試模 22
總結(jié) 24
參考文獻 25
致謝 26
1.緒論
1 緒 論
1.1 模具概述
模具是制造業(yè)里不可或缺的一部分，他也對工業(yè)水平的提高做出了不可估量的作用。小到用來生產(chǎn)家中的電氣設(shè)備，大到來制作交通工具的儀器儀表，都能看見模具制造的身影，因此它是產(chǎn)品制造中的中流砥柱，對我國的工業(yè)發(fā)展有著無法代替的作用,所以“工業(yè)之母”的美名也是名副其實。
如今世界上的許多發(fā)達國家都已經(jīng)陸續(xù)注重工業(yè)化的發(fā)展，例如工業(yè)發(fā)達的德國率先提出了工業(yè) 4.0 的發(fā)展規(guī)劃，而模具制造出來的產(chǎn)品大多數(shù)在利用率，精確度和復(fù)雜程度上都擁有明顯的優(yōu)勢，因此，我國的工業(yè)化離不開模具的生產(chǎn)制造，模具生產(chǎn)制造的高水平也是檢驗一個國家的制造業(yè)是否發(fā)達的重要條件。
模具大部分是用來生產(chǎn)塑料制品，塑料制品的原料極其豐富，并且與其他材料相比有著巨大的價格上的優(yōu)勢，不僅如此，當(dāng)今社會，許多高端產(chǎn)品也十分依賴模具制造出的塑件產(chǎn)品，由此可以看出，模具的使用范圍相當(dāng)廣泛。
注射成型在模具生產(chǎn)中有著極其廣泛的應(yīng)用，他的具體工藝流程有主要分為兩部分： 1，將原料投入塑料筒中，通過高溫加熱使其變成具有一定流動性和粘稠度的液體，2.經(jīng)過相關(guān)工具使流體注入到型腔中，最后使其成形變成塑件。注射成型之所以一直被廣泛推崇， 是因為他有著很高的撐場效率的同時可以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，因此他在模具制造中有很高的地位。
塑料注射成形工藝采用復(fù)制技術(shù)，按照模板復(fù)制制造出各種需要生產(chǎn)的工件，這種技術(shù)在大規(guī)模上的生產(chǎn)比較適合。盡管在設(shè)備上的成本投入比較大，但是其設(shè)備可以一直使用，加工的數(shù)量也比較多，所以，這種工藝仍然是一種經(jīng)濟快捷的方式，可以廣泛地運用。
忽視模具的重大作用也是我國工業(yè)長期比較落后的原因。但是人類的生活水平在這幾年提高了許多，越來越多種類不同的塑件產(chǎn)品走入人們的生活，這是一針強心劑，使得模具在我國的快速發(fā)展成為必然。
1.2 畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容及任務(wù)
注射模設(shè)計的相關(guān)工藝技術(shù)大部分和塑料的屬性有關(guān)，可以歸納總結(jié)為兩個方面：第一個方面是塑料沖模過程中的流動性，第二個方面是塑件最后冷卻時的收縮率。這兩個方面是注射模設(shè)計的開始和結(jié)尾，也決定了整個過程的成敗。塑料熔體在模具流動過程中隨著各種力而作定向流動。而且制作過程中會被擠壓，加上不同塑料的收縮率不同這就使得
在制作模具之前一定要了解塑料的相關(guān)重要的特性。
（1） 調(diào)研、消化原始資料
整理收集和成型工藝、機械加工等有關(guān)的書籍以及在互聯(lián)網(wǎng)上查找得來的資料，這樣
10
方便在設(shè)計時作參考。
（2） 按照任務(wù)書的要求選擇最恰當(dāng)?shù)淖⑸錂C
設(shè)計出來的模具要安裝在注射機上進行工作，因此模具的設(shè)計要按照已經(jīng)選擇好的注射機來進行設(shè)計。在設(shè)計之前，要按照任務(wù)書來選擇適合的注射機，這樣才能確保設(shè)計出的工件滿足要求。
(3) 擬定模具結(jié)構(gòu)方案
良好的模具結(jié)構(gòu)能使成型設(shè)備的能力充分發(fā)揮出來，在工作范圍內(nèi)能滿足塑件的工藝性要求和成本等要求，可以從塑件成型、型腔布置、選擇分型面、確定澆注系統(tǒng)、溫度系統(tǒng)和是否具有可行性等幾方面考慮。
(4) 模具裝配圖的畫制
此次的設(shè)計完成之后，為了其他人能夠知道此次設(shè)計的工作原理，各個零部件的位置以及作用，需要繪制出裝配圖，以下幾個要求需要在畫制過程中注意：
① 清楚，仔細的修改繪制的草圖；
② 畫全草途中缺失的部分；
③ 使用說明和技術(shù)要求必不可少；
④ 復(fù)查圖中的遺漏點；
⑤ 視圖的選擇要合理。(5)零件圖的畫制
為了很直觀的讓人了解設(shè)計出的塑件，需要畫制出零件圖，在畫制過程中同樣有幾個關(guān)鍵點需要注意：
① 非標(biāo)準(zhǔn)件需要畫出零件圖；
② 零件的結(jié)構(gòu)順序要保持一致；
③ 不能缺少表面粗糙度和公差的標(biāo)注；
④ 要有使用說明和技術(shù)要求。(6)編寫設(shè)計說明書
此次設(shè)計任務(wù)全部結(jié)束后，按照自己所設(shè)計的各種內(nèi)容來進行論文的編寫。
2.塑件的分析
2.塑件的分析
2.1 塑件工藝性分析
在這次畢業(yè)設(shè)計中，選取的齒輪聯(lián)軸器的齒數(shù)為 24，模數(shù)為 1.5。零件模型和零件圖分別如下面兩幅圖所示。
圖 2-1 齒輪聯(lián)軸器模型
2.1.1 對于尺寸精度的分析
圖 2-2 齒輪聯(lián)軸器零件圖
大多數(shù)情況下，塑件都是采用的 5、6、7 三種精度。在此次設(shè)計中，選用了七級精度。總體而言，通過模具加工出來的塑料制件的表面精度會比模具的表面精度低一兩級。如果在制作過程里，塑件表面沒有出現(xiàn)瑕疵，那么最終塑料成型制品的表面粗糙度就取決于模具的光潔度，此次設(shè)計的塑件表面光滑度 Ra 為 6.3μm。
對于需要加工成型的塑件來說，壁厚過大會浪費材料，壁厚太小則零件容易被損壞， 因此壁厚對于塑件的設(shè)計也較為重要。參照 ABS 材料塑件的最小壁厚，我們知道：當(dāng)設(shè)計制作流程不足 50mm 的塑件時，至少要保證塑件的壁厚不能低于 0.8mm，一般制件的壁厚則是要在 2.4mm 以上，比較大型的制件不能低于 2.4mm。在此次設(shè)計中，我們可以選取2mm 的壁厚來進行設(shè)計加工。
2.1.2 脫模斜度分析
當(dāng)型腔里的熔料經(jīng)過冷卻系統(tǒng)降溫后會逐漸成型，此時成型的塑料會包裹住型芯，在脫模時面對的阻力也變得特別大。為了能夠順利地進行脫模，要設(shè)計出一定的斜度。一般只有當(dāng)塑件的高度很小時，才能忽略脫模斜度。因為此次設(shè)計的齒輪聯(lián)軸器的高度是 75mm, 因此要考慮脫模斜度。在本次的設(shè)計中，因為要加工成型的齒輪聯(lián)軸器的徑向尺寸不算太大，而且此次選用的 ABS 材料不會出現(xiàn)很強的收縮性，所以此次設(shè)計時脫模斜度可以取很小值，最終確定為 30′。
2.1.3 表面粗糙度分析
為了使得塑件看上去美觀，沒有疤痕線紋的出現(xiàn)，在加工的過程中，我們要一直給塑件的表面拋光。因為瑕疵的大小也取決于塑件的粗糙度，因此，我們要根據(jù)實際加工條件以及成型塑件的質(zhì)量要求選擇合適的粗糙度。一般來說，普通車床可以加工的粗糙度 Ra 為 0.2~1.6μm，因為使用過程里存在一定的摩擦力，會引發(fā)瑕疵的產(chǎn)生，所以型腔的表面， 粗糙度應(yīng)該要達到 0.4 到 0.2μm 之間。
2.2 塑件材料分析
2.2.1 ABS 塑料主要的性能指標(biāo)：
ABS 即塑料合金，具有比較強的耐熱性能，尺寸穩(wěn)定性和抗沖壓性相對也較良好，同時也具有 ABS 樹脂良好的加工流動性。在加工復(fù)雜形狀產(chǎn)品時能保持很好的性能。
ABS 塑料有較強的韌度，較大的硬度和剛度；燃燒起來比較緩慢，產(chǎn)生黃色的火焰和黑煙，燃燒完成后塑料會軟化，不會產(chǎn)生融化滴落的現(xiàn)象。ABS 的力學(xué)性能也較好，能承受較大的力；同時，它在很低的溫度下也能夠使用；它的耐磨性和尺寸穩(wěn)定性也比較好， 同時它還具有比較好的耐油性，非常適合用中等載荷和中等轉(zhuǎn)速的軸承加工。
ABS 在 90℃至 120℃之間會產(chǎn)生變形。化學(xué)物質(zhì)對ABS 的影響較小，水和無機鹽更是無法對它造成影響，但醛類和氯代氫能溶解它，植物油、冰乙酸等物質(zhì)也會對它造成侵蝕，從而產(chǎn)生應(yīng)力開裂的狀況。
ABS 是一種熱塑性材料，有良好的加工性能，能直接使用通過的加工方法進行加工， 流動性相比 PVC 和 PC 都較好，屬于非牛頓流體；剪切速率以及加工溫度都對熔體粘度有很大的影響，其中剪切速率的影響稍大。
由于本課題對模具材料的選擇需具備良好的機械加工性、良好的拋光性、良好的耐磨性和抗疲勞性以及較強的耐腐蝕性，經(jīng)過幾種材料的對比，最終決定確定采用 ABS 塑料。
ABS 制品的尺寸穩(wěn)定性在正常的成形條件下都比較好。它的收縮率在0.3%~0.8%之間， 熔點達到 130℃~160℃，彎曲強度可以達到 80Mpa，彎曲彈性模量和拉伸彈性模量更是能達到 1GPa 以上，同時，ABS 塑料合金的硬度可以達到 62~86R。
2.2.2 ABS 的注射成型工藝參數(shù):
在本次齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計中，注射機我們選擇螺桿式，噴嘴形式則是采用一般的形式， 也就是通用式噴嘴。它的溫度在 180℃到 190℃之間，模具的溫度在 60℃~120℃之間。注塑的壓力要在 80MPa~130MPa 之間，這樣可以保證熔料可以快速完全充滿型腔，提高塑件的質(zhì)量。
2.3 設(shè)計方案的確定
本次設(shè)計是針對齒輪聯(lián)軸器這一工件而設(shè)計的一套模具，通過把它安裝在注射機上， 經(jīng)過一系列步驟，最終加工生產(chǎn)出塑件。在抽芯機構(gòu)方面的選擇，我們可以采用側(cè)抽芯機構(gòu)來對模具進行抽芯。為了提高生產(chǎn)效率，在型腔的設(shè)計上選取一模兩腔；澆口的設(shè)計則根據(jù)型腔的布局方式采用一模兩腔潛伏式澆口。為了塑件的表面不出現(xiàn)痕跡，從而影響到塑件的外觀，我們設(shè)計出推管來把已經(jīng)加工成型的型芯推出，采用這種推出的方式是為了保證塑件在推出的過程中保持平穩(wěn)。在冷卻系統(tǒng)的方面我們采取了多條支路的單水道來對型腔內(nèi)成型的熔料進行冷卻。最后，我們要對選擇的加工設(shè)備，也就是注射機進行校核， 確保注射機的參數(shù)能滿足注塑系統(tǒng)的設(shè)計。設(shè)計結(jié)束后，我們要整理好設(shè)計工程以及計算過程，編寫論文。
2.4 塑件體積計算
1.零件體積的計算
因為本次設(shè)計的齒輪聯(lián)軸器是不規(guī)則的形狀，它的體積不能經(jīng)過常規(guī)的方法來測出， 因此我們可以采用學(xué)過的 PROE 三維制圖軟件將此工件畫出來，利用系統(tǒng)來自動算出它的體積。下圖即為使用 PROE 軟件繪制出的塑件。
圖 2-3 體積
通過繪制出的三維圖，我們可以知道塑件的體積約為 38cm3,即 V=38cm3。2.凝料體積的計算
因為注塑是將熔料注入到型腔中，通過冷卻成型來加工工件的，因此，我們不能直接計算出凝料的體積，但是可以通過查閱書本，估算出凝料的體積。正常情況下，凝料的體積是加工成型塑件的體積的 0.2 倍，前面經(jīng)過制圖軟件計算出塑件的體積是 38cm3，于是我們可以估算出凝料的體積為 7.6cm3。
3. 實際注塑量的確定
此次型腔的布局方式采用的是一模兩腔，根據(jù)查閱的資料可以知道，熔料的實際注塑量等于 1.2 倍的塑件體積乘以型腔數(shù)目，即V=1.2×V×n=91.2cm3（其中n 為型腔數(shù)目）
2.5 注射設(shè)備的選擇
在注塑成型的過程中，螺桿轉(zhuǎn)速對熔料的塑化能力以及塑化的質(zhì)量起到至關(guān)重要的影響，所以合適的螺桿轉(zhuǎn)速在選擇中特別重要。如果選擇的螺桿轉(zhuǎn)速比較大，熔料的塑化能力會得到提升，但是塑化的質(zhì)量卻會相應(yīng)的下降。在本次的設(shè)計中，螺桿轉(zhuǎn)速確定為 20~50 r/min。
通過前面的計算，我們可以知道每次進行注塑流程時，都需要在模腔中注入 91.2cm3 的熔料，查閱資料能夠知道，實際注塑體積是額定體積的 0.8 倍，所以額定的注塑體積要達到 114cm3。
在開始加工時，有很多因素還會對注塑機的選用造成影響，例如塑件表面的粗糙度要求、模具的高度等，經(jīng)過綜合分析，選擇的注射機型號為 XS-ZY250。該注射機的各項參數(shù)如下圖所示。
圖 2-4 XS-ZY250 型注射機參數(shù)
3.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 型腔數(shù)目的確定
在注塑模具的設(shè)計中，型腔部分的設(shè)計也要考慮到多種因素。按照型腔的數(shù)目來劃分， 可以分為一模一腔和一模多腔。通常來說，一模多腔的生產(chǎn)效率比較高，但是生產(chǎn)出的制品精度相對較低。在本次齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計中，考慮到注射機的最大注射量以及注射機的額定鎖模力,確定型腔的布局方式為一模兩腔。選取這種設(shè)計既能提高生產(chǎn)效率，也不會對塑件的精度造成影響，同時根據(jù)前面的計算也可以知道注射機的注射量也能夠達到要求。
3.2 分型面的確定
分型面的設(shè)計是為了保證能順利地從模具的型腔里將已經(jīng)冷卻成型的工件取出來。 分型面的確定一般取決于塑件的模具類型、模具的形狀、排氣系統(tǒng)和使用的脫模方法。1.加工成型的塑件要想成功脫模的基本要求就是可以從型腔中取出來，所以分型面的
選取位置應(yīng)該要在塑件最大的輪廓的地方。
2. 分型線要盡量避免破壞塑件的外表面，盡可能保證塑件的外表面光滑。
3. 為有利于推出，推桿痕跡不顯露在外表面，塑件應(yīng)留在動模那一側(cè)。
4. 要確保塑件的質(zhì)量。
5. 如果需要滑塊成型，結(jié)構(gòu)相對簡單，盡量避免定?；瑝K，也要注意成型孔，防止其出現(xiàn)側(cè)凹的現(xiàn)象。
6. ，為了讓滑塊完全鎖緊，各部件之間不會出現(xiàn)間隙導(dǎo)致滑動，在曲面分型面上要加斜面鎖緊，并且要把塑件投影面積小的面來作為分型面。
考慮到以上幾項注意點和塑件的結(jié)構(gòu)，分型面設(shè)計成下圖：
圖 3-1 分型面
3.3 成型零件的尺寸計算
在此次的設(shè)計中，我們選用的是 ABS 塑料合金，這種材料的收縮范圍的影響比較大。為了確定成型零件的尺寸，我們可以采取平均值法來計算。根據(jù)查閱的資料，我們可以得到這種材料的收縮率在 0.4%到 0.6%之間，所以收縮率取平均值 0.5%。
為了使加工的塑件能達到要求，查閱書本上的精度等級表可以選取此塑件的加工精度為 5 級。由于加工過程與理論值有偏差，所以在型腔的各種數(shù)值上的計算要選取一個修正
系數(shù)α，在此次設(shè)計中，我們選取的α值在 0.5 到 0.75 之間。以下是計算過程。
1. 型腔凹模：
(1) 、型腔徑向尺寸的計算：
型腔徑向尺寸： Ls1 = 20mm ，
Ls 2 = 32mm
經(jīng)過查閱資料可以得出尺寸公差值： D1 = 0.44mm
在此次計算中，我們的制造公差可以取總公差的 1/4，
由公式：dz = 1/ 4D 得：dz1 = 0.44 ′1/ 4 = 0.11mm
cp
則：尺寸 1：
LM 1
+dz = [(1+ S
)Ls
- 3 / 4D]+dz
= [(1+ 0.35%) ′ 20 - 3 / 4 ′ 0.44]+0.11
尺寸 2： LM 1
+dz = [(1+ S
)Ls
- 3 / 4D]+dz
cp
= [(1+ 0.35%) ′ 32 - 3 / 4 ′ 0.44]+0.11
(2) 、型腔深度尺寸的計算：
+dz
凹模深度的計算： HM = [(1+ S
cp
)Ls
- 2 / 3D]+dz
型腔深度尺寸： Hs1 = 46mm
查表： D1 = 0.22mm
Hs1 = 78mm
由 得：dz1 = 0.055mm
則：尺寸 1：
尺寸 2：
2. 型芯凸模：
(1) 型芯的徑向尺寸：
其余符號與上面一樣
型芯徑向尺寸： Ls1 = 9mm
取 5 級精度時，查公差數(shù)值表得出D1 = 0.28mm
由dz = 1/ 4D 得：dz1 = 0.07mm
則：尺寸 1：
尺寸 2：
(2) 型芯高度的計算：
由： Hs1 = 32mm
19
查表得出
D1 = 0.2mm
由 得：
則：
3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
3.4.1 澆口設(shè)計
澆口就是通常所說的進料口，在整個系統(tǒng)中有不可或缺的作用。主要作用有兩種：控制熔料流入到型腔中和封鎖型腔。澆口的尺寸大小、設(shè)立的位置以及澆口的形狀都會影響最終成型的塑件的質(zhì)量。正常情況下，澆口部分的截面比較小，長度也比較短，所受到的阻力也就比分流道處的阻力大的多，因此在澆口的加工上，尺寸顯得至關(guān)重要。
在本次的設(shè)計中，我們采用限制性澆口，通過來改變截面積讓塑料熔體在分流道中的流動
速度加快，從而更快地充滿型腔。
3.4.2 澆口位置的選擇
（1） 盡可能使得熔料的流動距離比較短。
影響熔料的流動速度的因素有注塑系統(tǒng)的溫度、壓力和熔料的性質(zhì)。因為這些因素在本次設(shè)計中已經(jīng)確定，所以要設(shè)置最短流程，這樣熔料在到達型腔前所經(jīng)過的流程最短時，壓力的損失也會最小，可以有效地保證熔料充滿型腔的速度較快。
（2） 設(shè)置澆口的最好的位置是在塑件壁比較厚的地方，不能設(shè)立在那些會受到載荷的部位。
如果澆口的位置選取在塑件壁較薄或者那些承受彎曲載荷的部位，那么生產(chǎn)出的塑件很容易就會產(chǎn)生變形的問題。因此，澆口位置要選取在塑件壁厚比較厚的地方，同時要避免選取那些承受到一定載荷的地方。
（3） 防止塑件表面產(chǎn)生熔料接觸所留下的痕跡，從而影響到塑件的美觀以及質(zhì)量。熔料經(jīng)過澆口后會流入到型腔中，經(jīng)過冷卻后成型。在此過程中，已冷卻的熔料可能會與高溫熔料相接觸，這樣會在塑件的表面留下一條條線一樣的痕跡，對塑件的美觀以及質(zhì)量水平造成了很大的問題。
（4） 保證熔料要能順利的注入到分流道中，不能出現(xiàn)噴射和蠕動的現(xiàn)象。
澆口位置若選擇錯誤，在注射機的作用下，熔料可能會出現(xiàn)噴灑的現(xiàn)象，而澆口也會發(fā)生蠕動，這樣熔料就不能順利的流入到分流道中，嚴(yán)重情況甚至?xí)l(fā)安全事故。
（5） 要有利于將型腔中的氣體順利排除。
因為此次設(shè)計的齒輪聯(lián)軸器屬于中小型零件，在排氣系統(tǒng)上采用間隙排氣，因此澆口的設(shè)計要有利于排出型腔里的氣體。
3.4.3 澆口套的選用
為了使塑件看起來美觀，性能較為良好，澆注系統(tǒng)的選擇至關(guān)重要。一個良好的澆注系統(tǒng)更能提高塑件的成型效率。在此次設(shè)計中，我們采用最常用的普通流道系統(tǒng)，這是一種應(yīng)用最為廣泛的澆口系統(tǒng)設(shè)計。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具中的核心設(shè)計作用歸納如 下：將塑料熔體輸送到型腔里，排除型腔里的氣體，在熔體充滿內(nèi)腔的過程里，把壓力傳到內(nèi)腔的每一個部位，從而使得加工成型的塑料制品有良好的外觀和質(zhì)量。
設(shè)計澆注系統(tǒng)要遵循的原則有：清晰的了解熔料的成型和流動特性。流程應(yīng)盡量選擇的比較短，這樣可以有效降低壓力，減緩熱量的損失。優(yōu)越的排氣性能是良好的澆注系統(tǒng)應(yīng)具備的條件，這樣能保證熔料很好地填充型腔，從而保證塑件有良好的外觀。
由于注射機總是和主流道的小端入口相互接觸，容易造成磨損，因此對材料的選取比較嚴(yán)格。在本次齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計中，我們把定位圈和澆口設(shè)計成兩個分開的部分，這樣拆卸和更換起來都比較方便。在材料方面，我們可以選擇碳素工具鋼（T8A 和 T10A）來使用。這種鋼價格比較低，加工性能較好，既能節(jié)約成本，加工過程里的磨損量又比較小。
澆口套的選擇要根據(jù)進料口的直徑來進行選擇，這樣可以確保澆口套可以與澆口很好地搭配在一起。此次設(shè)計中的澆口套展示如下：
圖 3-2 澆口套
3.4.4 分流道的設(shè)計
注射機將熔料從澆口注入后，熔料會沿著分流道注入到型腔中。分流道設(shè)計的好壞會影響到熔料的流動速度的快慢，從而決定了它充滿型腔的速度，從而直接影響到成型塑件的質(zhì)量。為了使熔料的流動速度加快，我們可以用圓形截面來進行設(shè)計，截面的直徑d 為6mm。這種設(shè)計使得熔料在分流道中流動時所受的阻力比較小，因此流動的速度比較快， 這樣在塑件冷卻成型后質(zhì)量可以得到提升。
3.4.5 分流道的布置
大多數(shù)情況下，如果模架設(shè)計選取的是單腔模，那么就不會存在分流道。因為本次的設(shè)計中型腔布局上采用的是一模兩腔，所以要設(shè)計出分流道。分流道的作用是讓熔料盡快的通過澆口經(jīng)過分流流入到型腔里，在這個過程中，要確保熔料流動的比較快，溫度降低的也比較慢。與此同時，要保證型腔中的熔體分配比較均勻。考慮到以上兩點，分流道要設(shè)計的短并且粗，但并不是越粗越好。如果設(shè)計的太粗，熔料冷卻的就會非常慢，成型時間也就會相應(yīng)的加長，影響了生產(chǎn)效率。為了使得熔料經(jīng)過澆口很快的通過分流道流到型腔中，澆口和分流道相連接的地方可以設(shè)計成斜面，過渡的地方可以采用圓弧。
在本次設(shè)計中，分流道的形狀我們可以選取圓形斷面，截面直徑為 6mm。
3.4.6 冷料井的設(shè)計
圖3-3分流道
冷料井的存在就是為了存放冷料的。如果沒有設(shè)計冷料井，在注塑過程中的冷料進入到型腔中間，塑件的質(zhì)量就會受到影響，所以要設(shè)立冷料井來防止這類問題的產(chǎn)生。在此次設(shè)計中，設(shè)計的冷料井上面帶有推桿，這樣可以保證冷料不會存在于型腔里，設(shè)計的冷
料井結(jié)構(gòu)圖如下：
圖3-4冷料井
3.5 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計
3.5.1 導(dǎo)柱的設(shè)計
模具中的導(dǎo)柱就是用來確定動模板和定模板閉合正確的。在注射機的作用力下，動模板跟定模板會逐漸分離開來，而導(dǎo)柱的作用就是確保下次閉合時他們能在正確的位置上， 這樣才能保證合模時型腔的準(zhǔn)確性，保證加工出來的塑件沒有質(zhì)量問題。
導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)一般都比較簡單，在這次設(shè)計中，我選取了臺階式導(dǎo)柱。將油槽設(shè)計在導(dǎo)柱上，可以有效減小摩擦，并且改善導(dǎo)向條件。我們設(shè)計選擇好模架后，直接可以購買導(dǎo)柱。在此次設(shè)計中，選用的導(dǎo)柱材料是碳素工具鋼，直徑為 28mm。
3.5.2 導(dǎo)套的設(shè)計
圖 3-5 導(dǎo)柱
在之前已經(jīng)選好導(dǎo)柱的尺寸，所以我們可以根據(jù)導(dǎo)柱的尺寸來選擇導(dǎo)套的尺寸，完成搭配。所以選取的導(dǎo)套的長度是 85mm，直徑是 42mm。
圖 3-6 導(dǎo)套
3.5.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的布局
絕大多數(shù)情況下，模具的模板采用矩形形狀，為了能夠讓動模板的運動平穩(wěn)，并且能很好地保證動模板和定模板在準(zhǔn)確的位置，導(dǎo)柱應(yīng)該設(shè)在模板的四個角落，設(shè)計圖如下：
圖 3-7 導(dǎo)柱布局
3.6 推出結(jié)構(gòu)的設(shè)計
3.6.1 脫模力的計算
3.6.2 推出機構(gòu)的確定
熔料在型腔內(nèi)冷卻成型后，要依靠推出裝置來將成型塑件及型芯頂出。推出機構(gòu)中包含推桿座板、推桿板以及推管，此機構(gòu)設(shè)立在動模板上，經(jīng)過一次就能把制件頂出，之后回復(fù)機構(gòu)會通過復(fù)位桿進行復(fù)位。推桿的結(jié)構(gòu)布局圖如下：
3.7 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計
圖 3-8 推管以及布局
塑件要想直接脫模，就要把成型側(cè)孔零件設(shè)計成可動的。這樣可以通過人工來把活動型芯取出來。但是這種設(shè)計的勞動量比較大，相對應(yīng)的生產(chǎn)效率就比較低。本次設(shè)計的塑件屬于小型零件，經(jīng)過注塑流程加工成型后可以直接將塑件取出。
3.7.1 抽拔距的計算
本次設(shè)計的是圓形制件，結(jié)構(gòu)比較特殊，抽拔距要超過抽拔距的最大范圍 2~3mm。所以抽拔距為 3~4mm。
3.7.2 斜導(dǎo)柱的安裝形式與尺寸
斜導(dǎo)柱是安裝在上模板上的細長桿件，它的作用是在動模板和定模板閉合時插入滑塊中，使得滑塊閉合形成型腔。斜導(dǎo)柱在滑塊中受到水平方向的推力，受力容易變形，斜角α取 15°可以達到平衡。斜導(dǎo)柱的長度根據(jù)公式可以計算出來，最終計算出長度為 88mm。
3.7.3 鎖緊楔形式
在注塑的流程里，型芯會受到塑件給他的推力，此推力會經(jīng)過滑塊傳遞，最終傳遞到斜導(dǎo)柱。多數(shù)情況下，斜導(dǎo)柱是細長桿件，直徑也不會有多大，一旦受力就會發(fā)生形變。所以要設(shè)計一個鎖緊楔來分?jǐn)傂睂?dǎo)柱所受到的力。這樣既能保證斜導(dǎo)柱不會受力變形，也可以有效地鎖緊滑塊。在此次的模架設(shè)計中，選擇鎖緊楔與滑塊緊密接觸的方式。具體設(shè)計見裝配圖。
3.7.4 滑塊的設(shè)計
滑塊是使熔料冷卻成型的一個重要部件。它與斜導(dǎo)柱相配合，受到斜導(dǎo)柱和鎖緊楔施加的力加緊，最終完成合模。塑件的尺寸和外觀都是由他來決定的，他的形狀必須要與加工生產(chǎn)的零件一樣。當(dāng)動模與定模分開后，鎖緊的滑塊會分離開，從而露出成型的塑件， 這樣就可以取出塑件。在滑塊運動行程的最大處通常會設(shè)立一個螺釘，防止其脫落。
3.8 排氣系統(tǒng)的設(shè)計
熔料在分流道及運動到型腔的過程中，會產(chǎn)生一些氣體。如果不能將這些氣體從成型系統(tǒng)中排出，已成型的塑件表面會出現(xiàn)很多小氣泡，嚴(yán)重影響塑件的美觀程度及加工質(zhì)量， 甚至還會燒焦塑件的表面。在一般中大型模具的加工模架設(shè)計中，通常都是在分型面上設(shè)立排氣槽或者設(shè)計排氣孔來進行排氣，而本次設(shè)計的齒輪聯(lián)軸器屬于小型塑件，每次通過注射機注入的熔料體積比較少，不會產(chǎn)生太多的氣體，因此可以直接利用模塊間隙來排出氣體，不需要進行其他的設(shè)計。
3.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
在注塑模具的設(shè)計中，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)顯得尤為重要。過高的溫度會使得塑件脫模時會產(chǎn)生形變，對塑件的質(zhì)量造成很大的影響，同時熔料冷卻成型完成所需要的時間也很長。為了保證塑件的外觀，減少塑件成型冷卻時間，要設(shè)計一個合適的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
在此次設(shè)計中，我們可以采用設(shè)置水流道的方式來進行塑件的冷卻成型，通過調(diào)節(jié)水道中水的流量以及流動速度來控制溫度的降低速度。為了使得溫度降低的比較快，我們可以設(shè)計多條水流道，并且也要將水流道的直徑設(shè)置大點，這樣可以保證水的流量比較大， 溫度降低的比較快。為了保證溫度在均勻降低，每條水道到型腔之間的距離要都差不多。因為采取的是水冷卻的方式，所以要做好水流道的防漏工作，不能讓水流入到型腔中，否則會對塑件的質(zhì)量造成很大的影響。為了保證對塑件的強度不會造成影響，水流道的設(shè)置地點要避開熔料相互接觸的地方。最為重要的一點就是水流道要沿著塑料收縮的方向來設(shè)置，這樣有利于提高生產(chǎn)出來的塑件的質(zhì)量。
此次設(shè)計采用直線型冷卻水路來作為冷卻系統(tǒng)，如下圖。
圖3-9冷卻水路
4.模具總體結(jié)構(gòu)
4. 模具總體結(jié)構(gòu)
各個部件設(shè)計完成后，要將所有的部件組裝起來。在組裝的過程中對技術(shù)也有一定的要求，尤其是這種部件比較多的注塑模具系統(tǒng)需要注意的地方更是比較多。比如此次設(shè)計中導(dǎo)柱的安裝就比較復(fù)雜，因為它起著導(dǎo)向作用，負(fù)責(zé)引導(dǎo)動模板和定模板配合在一起。滑塊的安裝也是至關(guān)重要，它對塑件能否成型，外觀以及質(zhì)量如何都有著決定性的作用。模架在注射機上面的安裝也有一定的要求。下圖即為安裝好的模架裝配圖。
圖4-1模具裝配圖
按照此次設(shè)計，我們能知道此模具的工作原理。首先，上模開始向下運動，斜導(dǎo)柱插入到滑塊中，對滑塊產(chǎn)生橫向作用的力，與此同時，鎖緊楔也會對滑塊施加水平方向上的力，這樣可以更有效地鎖緊滑塊，模具閉合。然后注射機將熔料注入到澆口中，經(jīng)過分流道流入到型腔中，此時向水流道注入水進行冷卻。待熔料冷卻成型后，注射機移動上模， 此時動模板和定模板會分離開，鎖緊楔跟滑塊也會分離，滑塊慢慢打開，此時可以通過推出機構(gòu)來把成型的塑件推出模外。注塑成型過程完成。
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5.注射機的校核
5. 注射機的校核
5.1 注塑量的校核
經(jīng)過在之前第二章的計算，我們可以知道每次加工時注射機需要往澆口中注入 91.2cm3體積的熔料。而此次選取的注射機的理論注射熔體可以達到 250cm3， 因此注塑量達到要求。
5.2 鎖模力的校核
為了保證滑塊能夠被押緊，使得生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求 ，需要進行合模力的校核。
經(jīng)過查閱資料，可以獲得鎖模力的計算方式為：F=n×P×A 其中A為開模方向最大的投影面積
帶入數(shù)據(jù)進行計算得到F為226KN
在此工藝中，要求鎖模力的大小F1要小于注射機0.8倍鎖模力。因此，注射機的鎖模力滿足要求。
5.3 模具高度的校核
通過查閱資料可以知道，當(dāng)模具的厚度滿足 Hmin＜H＜Hmax 時，注射機可以承受。此次設(shè)計的模具的厚度是 345mm，而選擇的注射機的最大安裝模具厚度是 350mm，最小為 10mm。因此注射機的選擇滿足條件。
5.4 開模行程的校核
為了檢驗選取的注射機是否能滿足此次設(shè)計的條件，要檢驗注射機的最大開模行程是否能夠達到設(shè)計中要求。通過查閱資料可以知道，最大開模行程高于主流凝料的長度加上分型面的移動距離 5 至 10mm，按照最大值計算， S=47+78+10=135mm＜270mm。因此，所選取的注射機滿足要求條件。
6.模具的安裝試模
6. 模具的安裝試模
1. 試模前的準(zhǔn)備
為了確保模具系統(tǒng)良好的運行，在試模前要仔細檢測模具和試模中使用的設(shè)備。首先要保證模具閉合起來的高度滿足注射機的要求，選擇的注射機的參數(shù)、推出形式滿足條件，同時保證滑動零件之間可以正?；瑒?。各個鑲嵌件和緊固件不能出現(xiàn)松動現(xiàn)象。水管接頭和閥門等備件要保證齊全。設(shè)備的操縱件以及水路、油路、電路等都要確保沒有問題。
2. 模具的安裝及調(diào)試
將模具各部件按照要求安裝完成后，需要把模架安裝到注射機上等待試模。在安裝的過程中要注意以下幾點要求：
1） 要按照設(shè)計出的裝配圖來完成安裝，保證進料口、動模座板、定模板、動模板等安裝在正確的位置；
2） 保證滑塊能在水平方向上進行滑動，不能出現(xiàn)傾斜的現(xiàn)象；
3） 要把接線板布置在模具不需要操作的那一側(cè)，這樣在操作時會比較方便， 也不會對元件接線板等造成損害。
為了將設(shè)計的模架安裝到注射機上，可以采用螺釘螺栓等工具進行固定。在注射機上安裝完模具之后，必須要進行空循環(huán)試驗，然后再根據(jù)試驗中的
問題進行修改。試驗的過程主要確保以下幾點：
1) 模架的各部分是否已經(jīng)安裝完成，確保分型面沒有間隙;
2) 動模座板是否已經(jīng)牢固的固定在注射機上，滑塊是否能靈活的發(fā)生左右移動，合模時動模板和定模板位置是否準(zhǔn)確;
3） 塑件成型開模后，成型的塑件和凝料要可以平穩(wěn)的從模具中推出；
4） 閥門的控制要正常，冷卻水不能出現(xiàn)滴漏現(xiàn)象，流動要暢通。
3. 試模
在注射機上安裝好模具以后，加入原料，調(diào)整好注射機的工藝參數(shù)，然后采取手動操作的方式進行試注塑。開始時，首先采取低溫和低壓的方式來進行試驗， 然后逐漸增加壓力以及溫度，最終確保熔料可以完全充滿型腔。提高注射機的注射壓力以及提高溫度都能有效地使熔料進入型腔中的速度加快。在這個過程中， 要對各種情況作出較為詳細的記錄，做出來的樣件要保留下來。
4. 檢驗
通過前面的試模過程，我們能夠發(fā)現(xiàn)模具安裝或者設(shè)計中存在的問題，并進
行適當(dāng)?shù)男薷?。同時對保存下來的樣品各參數(shù)進行測量，確定其是否滿足原先的要求。若在試模過程中出現(xiàn)了問題，則要對這些問題進行分析，反復(fù)進行調(diào)整修改，修改完之后再次試模，直到模具的生產(chǎn)樣件達到標(biāo)準(zhǔn)。如果試模得到的模具已經(jīng)達到要求，就可以在表面涂上防銹油，最終存入倉庫中進行保存。
總結(jié)
總結(jié)
我選擇了齒輪聯(lián)軸器這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計，由于對模具方面沒有過于深刻的了解，很多知識點都不能確定，部分內(nèi)容只能向老師請教或上網(wǎng)搜尋答案，在不懈努力下終于完成了此次課題的設(shè)計，大學(xué)四年所學(xué)到的知識能夠得到很好地運用。
在此次設(shè)計中，我懂得了遇到困難不能退縮的道理，在信息發(fā)達的今天，我們要養(yǎng)成獨立思考問題以及解決問題的辦法的良好習(xí)慣。同時，我也明白了無論工作完成的如何，首先要端正自己的態(tài)度，不懼怕困難。
此次課題預(yù)示著大學(xué)生活即將結(jié)束，而我們也將真正步入社會，從此成為社會的一份子。生活總是充滿各種各樣的挑戰(zhàn)，就如同此次設(shè)計一樣，要用心去觀察周圍的事物，開發(fā)自己的思維能力，從而達到創(chuàng)新，提高自己對各種產(chǎn)品的認(rèn)知和設(shè)計能力。在此之前，我覺得學(xué)校很多課程的開設(shè)都沒有意義，完全是在浪費時間和精力，然而在此次的設(shè)計中，我發(fā)現(xiàn)了要想完成一個良好的設(shè)計，必須要有廣闊的知識面，眼界高設(shè)計出的產(chǎn)品才完美，才能夠滿足別人的需求。
雖然此次設(shè)計比較艱難，但我學(xué)到的東西也很多。專業(yè)知識不夠扎實，思維方式過于單一，語言組織能力還有待提高等不足都在此課題的研究設(shè)計上展現(xiàn)了出來。正是這些漏洞讓我明白了要利用課余時間充實自己，在今后努力將自己的工作做好。盡管自己有很多不足，但此次設(shè)計讓我學(xué)會了如何與別人合作，互相幫助，為達到目標(biāo)而做出不懈努力。
參考文獻
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金陵科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論
致謝
致謝
首先，我要鄭重感謝陳曼華導(dǎo)師在此次設(shè)計中給予我的幫助，在圖紙的繪制及論文的編寫方面給了我很多專業(yè)的建議，對于很多專業(yè)知識不懂的地方也給了我悉心的講解。起初，我對于本課題的設(shè)計沒有強烈的信心，對模具方面的了解也不夠深刻，不知道齒輪聯(lián)軸器的設(shè)計該從哪個方面下手，后來，經(jīng)過老師的指導(dǎo)，經(jīng)過查閱資料，借助互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)途徑，在自己所不擅長的領(lǐng)域找到了突破口。雖然過程比較艱辛，設(shè)計過程也總會出現(xiàn)各種錯誤，但我學(xué)到了很多東西， 這不僅僅是知識面的增長，也是為人處世的一些準(zhǔn)則，為以后踏入社會，高效完成自己需要完成的工作方面奠定了基礎(chǔ)。
同時，感謝對我提供過幫助的同學(xué)們。在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后這段日子里，互相幫助，園滿的完成了這次從沒上過手的課題設(shè)計。因為這些幫助，我不僅學(xué)到了書本上的知識理論，更了解了團隊合作的重要性。
最后，感謝學(xué)校以本次課題的圓滿結(jié)束為我的學(xué)生生涯劃上最絢爛的一筆！ 此次課題的設(shè)計是學(xué)生史上最具有挑戰(zhàn)性的一個任務(wù)，也是老師能布置的最后一次“作業(yè)”，完成它，我將告別學(xué)生時代，踏入社會。即將離開校園，有不舍， 有眷戀，還有一絲興奮和無奈，四分之一的人生已經(jīng)結(jié)束，十幾年的學(xué)生角色再也不屬于我們。踏入社會，更多的是挑戰(zhàn)與殘酷的規(guī)則，感謝學(xué)校用這次小小的挑戰(zhàn)為我們完美融入社會奠定基礎(chǔ)！
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