齒輪軸塑模設(shè)計注塑模具設(shè)計,齒輪軸,設(shè)計,注塑,模具設(shè)計 10 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)課程設(shè)計說明書 課程設(shè)計說明書 題目：齒輪軸塑料模課程設(shè)計 姓 名： 學(xué) 號： 年 級： 專 業(yè)： 學(xué)生類別： 指導(dǎo)教師： 教學(xué)單位： 1 目錄 摘要…………………………………………………… 2 關(guān)鍵詞………………………………………………… 3 一、 塑件成型工藝性分析……………………………4 二、 擬定模具結(jié)構(gòu)形式………………………………5 三、 注射機(jī)型號的選定………………………………7 四、 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計……………………9 五、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算………………… 11 六、 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選定………………… 12 七、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計………………………… 13 八、 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計………………………… 13 九、 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計………………… 13 十、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計…………………………… 13 十一、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計………………………… 13 十二、設(shè)計小結(jié)…………………………………… 13 參考文獻(xiàn)…………………………………………… 15 齒輪軸塑料模具設(shè)計 摘要：該齒輪軸材料為ABS，一端為齒輪，一端為螺紋。對同軸度有較高要求，且螺紋直徑較小，需要側(cè)抽芯距離較小，選用瓣合模的形式成型螺紋。齒輪由鑲嵌在定模座板的齒輪型腔來成型。該模具為一模兩腔式，生產(chǎn)效率較高。且由于該模具大量選用標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本較低。為了保證齒輪軸工作部分即齒輪的表面質(zhì)量，將澆口設(shè)置在距離齒輪5mm處，因此將澆口設(shè)置為傾斜式。該模具的工作原理為：開模時，動模將齒輪以及凝料從齒輪型腔中垂直拉出。當(dāng)?shù)竭_(dá)一定距離時，推桿推動瓣合模沿著模套的導(dǎo)滑槽運(yùn)動，使瓣合模產(chǎn)生側(cè)向位移，打開瓣合模，取出塑件及凝料。重新閉合，進(jìn)行下一個齒輪軸的成型。 關(guān)鍵詞：齒輪軸 塑料模具 瓣合模 側(cè)抽芯 模具設(shè)計 一、 塑件成型工藝性分析 1）塑件分析 1、塑件如圖1所示 分度圓d 3.5 模數(shù)m 0.25 壓力角a 20 齒數(shù)z 14 齒厚s 0.4 齒距p 0.785 公法線長度L 2.355 跨測齒數(shù)h 3 圖1 表1 2、塑料名稱 ABS 3、生產(chǎn)綱領(lǐng) 大批量 4、塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 （1）結(jié)構(gòu)如下。 該塑件為傳動件，一端為齒輪，另一端為螺紋，分別在不同的型腔內(nèi)成型，必須保證塑件的同軸度，所以在模具設(shè)計和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動的精度。 （2）成型工藝分析如下。 精度等級。采用一般精度等級4級。 2）熱塑性塑料ABS的注射成型過程及工藝參數(shù) 1注射成型過程 ① 成型前的準(zhǔn)備。對ABS的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)，由于ABS容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥，干燥至水分含量<0.2%。干燥條件：真空度為9.3×105pa,烘箱溫度為90℃～110℃.料層厚度<25mm，干燥時間8h～12h。 ② 注射過程。塑料在注射機(jī)料筒的內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實(shí)、保壓、倒流、冷卻5個階段。 2 ABS的注射工藝參數(shù) ① 注射機(jī):螺桿式 ② 螺桿速度（r/min）:30 ③ 料筒溫度（℃）后段150～170 中段165～180 前段180～200 ④ 噴嘴溫度（℃）120～180 ⑤ 模具溫度（℃）50～80 ⑥ 注射壓力（MPa）60～100 ⑦ 成型時間（s）:注射20～90；保壓0～5；成型周期50～220；冷卻20～120 3）ABS的性能分析 1、使用性能 在一定的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度及耐磨性；具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和介電性能，尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤，耐熱性不好。 2、成型性能 成型性較好；流動性較好，成型收縮率較小，比熱容較低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝聚較快，模塑周期短。 二、 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 1、 分型面選著方案 1） 分型面選擇方案Ⅰ。第一分型面與開模方向垂直；第二分型面與塑件推出方向平行。分型面的形式與位置如圖2所示。螺紋部分可以利用瓣合模或滑塊來成型，分型距離短（單邊距離只有1.5mm左右），齒輪部分可以再另外一塊兒模板中成型，整個塑件成型精度較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡單 2） 分型面選著方案II。第一分型面與開模方向平行，第二分型面與開模方向垂直，如圖3所示。因?yàn)辇X輪在動定模兩個部分，所以齒輪部分無法直接開模，必須做一個型腔嵌件有側(cè)抽芯分型，抽芯距離長，模具結(jié)構(gòu)也復(fù)雜。綜上所述，分型面采用方案I模具結(jié)構(gòu)相對簡單，塑件成型精度可靠，采用方案I 圖2 圖3 2、 確定型腔數(shù)量及排列方式 根據(jù)要求采用一模兩腔，排列方式如圖4所示 3、該塑件外觀質(zhì)量較高，對該塑件進(jìn)行模塑成型時，在圓柱齒輪以下的部分只能采用側(cè)向抽芯。側(cè)向成型的方法有多種形式，有斜導(dǎo)柱、斜導(dǎo)槽和彎銷驅(qū)動側(cè)向成型滑塊成型，有斜滑塊側(cè)向成型等方法。而斜滑塊側(cè)向成型要比斜導(dǎo)柱之類的得側(cè)向成型機(jī)構(gòu)簡單的多，因此本設(shè)計采用斜滑塊側(cè)向成型。而齒輪采用整體模腔成型，因此可初步擬定兩型腔兩分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，其中兩分型面分別為水平,垂直分型面。如圖5所示： 圖4 圖5 三、 注射機(jī)型號的選定 1、所需注射量的計算 1）塑件質(zhì)量、體積計算 塑件體積 塑件質(zhì)量 2） 澆注系統(tǒng)凝料的初步計算 可按塑件的0.6被計算，由于該模具采用一模兩腔，所以澆注系統(tǒng)的凝料體積為： 3） 該模具注射一次所需的塑料 體積 質(zhì)量 2、 注射機(jī)型號的選定 根據(jù)以上的計算選定型號為SZ-45/100型注射機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)見表2注射機(jī)主要參數(shù) 理論注射容積 注射壓力 注射 塑化能力 螺桿轉(zhuǎn)速 49㎝3 200 MPa 1s 6g/s 0～140r/min 鎖模力 拉桿內(nèi)間距 開模行程 最大模具厚度 最小模具厚度 400KN 215×265mm 240mm 240mm 90mm 噴嘴孔直徑 定位孔直徑 噴嘴球半徑 3mm 55mm SR12mm 表2 3、 注塑機(jī)的校核 注射量校核 注射機(jī)的表稱注射量：V機(jī)=49cm3 則實(shí)際需要的注射量：V實(shí)= 0.58 cm3 所以，注射量符合 注射壓力校核 因?yàn)锳BS的注射壓力是60－100MPa，而XS-ZY-60注塑機(jī)的壓力為200Mpa，顯然注塑機(jī)的注射壓力滿足要求。 鎖模力校核 塑料對模板的壓力為： P=35MPa F脹=(nA塑件+A澆)×P=（2×355+248）×35=33 KN F額=400KN> 33KN=F脹 鎖模力足夠 開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核（具有側(cè)向抽芯）： S = H1+H2+（5～10）mm= 27+3+38+7mm=75 本設(shè)計注塑機(jī)的最大開模行程Smax=240mmm>75mm=S 安裝部分相關(guān)尺寸的校核： 噴嘴尺寸： 主流道始端的球面半徑SR主流道=13mm＞注射機(jī)噴嘴球面半徑SR0=12mm, 主流道小端直徑d=3.5＞注射機(jī)噴嘴直徑d0=3 定位圈與注射機(jī)固定板的關(guān)系： 注射機(jī)所要求的定位圈尺寸為55mm 模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系： 模具總厚度Hm=143mm,注射機(jī)允許的最大模具厚度Hmax=240mm,最小厚度Hmin=90mm 即 Hmin＜Hm＜Hmax滿足要求。 四、澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計 1、主流道的設(shè)計 （1）主流道尺寸 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中，主流道的形式為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 1)主流道小端直徑 d=注射機(jī)噴嘴直徑+（0.5～1） =3+（0.5～1），取d=3.5mm 2）主流道球面半徑 SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+（1～2） =12+（1～2）,取SR=13mm 3)球面配合高度 h=3mm～5mm，取h=3mm。 4）主流道長度 L=16+20=36mm 5) 主流道大端直徑 6) 澆口套總長 （2）、主流道成套的形式 由于該模具主流道較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式較宜。 2、 冷料穴的設(shè)計 開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷聊穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于模具有垂直分型面，冷料穴分別在左右瓣合模上，開模時，將主流道的凝料拉出其形式如圖6所示： 圖6 其中d為主流道大端直徑，該模具d+2=6.8mm,冷料穴深度h=3.5mm。3、分流道的設(shè)計 1）分流道的布置形式如圖6所示 2）分流道的單向長度 L=12.5mm 3）分流道的形狀尺寸，為了便于加工，將分流道設(shè)計成梯形分流道，其長邊為2mm,窄邊為1.5mm，高為1.75mm。 4）分流道的表面粗糙度取為 4、 澆口的設(shè)計 該沒劇采用側(cè)澆口，其尺寸為別為：深度：h=0.5mm 寬度：w=0.5mm 長度：l=1.0mm 5、澆注系統(tǒng)的平衡 對于該模具，從主流道到各個型腔的分流道的長度相等，形狀及截面尺寸對應(yīng)相同，各個澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 6、澆注系統(tǒng)凝料體積得計算 1）主流道與主流道凝料井凝料體積 2）分流道凝料體積 3）澆口凝料體積 很小，可取0 4）澆注系統(tǒng)凝料體積 符合要求 五、 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 由已知條件查的該塑件的收縮率為0.5 x取0.6 ，該塑件按一般精度等級制造，精度等級設(shè)為四級 1） 齒輪型腔有關(guān)尺寸計算 齒輪尺寸 型腔尺寸 其中-精度高，取大值，在此取0.8，其余各符號意義同前 2） 螺紋型環(huán)尺寸計算 螺紋型環(huán)尺寸 大徑 查表4-2得 b=0.12mm mm 中徑 查表4-2得 mm 小徑 查表4-2得 mm 螺距 查表4-3得 螺紋長度 mm 3） 其它 總高 mm 型腔總高 mm 六、 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件的尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)式為A2型、模架尺寸為100mmX100mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求,具體尺寸如下 1、 定模座板 160mmx100mm、厚25mm 2、 定模板 100mmx100mm、厚20mm 3、 支撐板 100mmx100mm、厚30mm 4、 墊塊兒 20mmx100mm、厚38mm 5、 動模座板 160mmx100mm、厚16mm 6、 模套 160mmx100mm、厚20mm 7、 推板 58mmx100mm、厚12.5mm 8、 推板固定板58mmx100mm、厚10mm 七、 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 該模具選用四根導(dǎo)柱，其為帶頭導(dǎo)柱I型，規(guī)格為 導(dǎo)套為 八、 脫模推出機(jī)構(gòu)， 采用標(biāo)準(zhǔn)推桿推桿將瓣合模推松。 規(guī)格為 九、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 采用哈夫模進(jìn)行側(cè)向抽芯 哈夫模的具體尺寸計算： 整體尺寸：初步估計上表面的尺寸為45mmx140mm，下表面的寬度為 mm 因回歸計算上表面的寬度，較難保證尺寸精度，所以加工時以下表面尺寸為37x140、傾斜角為10°，高度為27mm，同時模套的加工也10°為基準(zhǔn)，即保證了瓣合模與模套的配合要求。 十、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 該模具是屬于小型模具，排氣量很小，且分型面較多，因此本設(shè)計不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。 十一、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 由于該模具較小，不需要冷卻系統(tǒng)即可達(dá)到要求。 十二、設(shè)計小結(jié)? 作為作為材料成型專業(yè)的學(xué)生,課程設(shè)計是我們即將邁入社會的個人作業(yè),也是對我們這專業(yè)知識一次總結(jié)與檢驗(yàn).設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到了許多的問題，在老師及朋友的幫助下予以解決。首先要感謝老師對我的指導(dǎo)和督促，給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路。 總的來說通過本次課程設(shè)計還是受益匪淺。首先，我對模具基本設(shè)計步驟以及相關(guān)參數(shù)的選用、計算及校核有了進(jìn)一步的加深；其次，本次設(shè)計是對我們前面所學(xué)的知識的一次鞏固與復(fù)習(xí)過程，使我們對以前所學(xué)知識有了更深一步的認(rèn)識及運(yùn)用。本次課程設(shè)計也為我們以后走上工作崗位后的設(shè)計工作打下了一定的基礎(chǔ)。 由于水平有限，難免會有錯誤，還望老師批評指正。? 參考文獻(xiàn) 1、中國機(jī)械工程學(xué)會，中國模具設(shè)計大典編委會.中國模具設(shè)計大電，南昌；江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003 2、李海梅，申長雨主編. 注塑成型及模具設(shè)計使用技術(shù). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002 3、 賈榮禮，程志遠(yuǎn)等. 使用注射模設(shè)計手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2000 4、 許鶴峰，陳言秋. 注射模具設(shè)計要點(diǎn)與圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998 5、 葉久新，王群主編.注塑成型及模具設(shè)計. 長沙：湖南科技出版社，2004 6、 陳萬林等， 實(shí)用塑料注射模具設(shè)計與制造. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 7、 徐佩弦. 塑件與模具設(shè)計. 北京：中國輕工業(yè)出版社，2002 8、 四川大學(xué)，北京化工大學(xué)，天津輕工業(yè)學(xué)院.塑料成型模具. 北京：高等教育出版社，2000 - 15 -