双联齿轮的模具设计与制造【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 毕业设计 (论文 ) 双联齿轮的模具设计与制造 系 别 ： 机械与电子工程系 专业（班级）： 机械设计制造自动化 10 级二班 作者（学号） ： 指导教师： 完成日期： 蚌埠学院教务处制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 摘 要 . - 3 - 一、引 言 . - 5 - 具工业在国民经济中的地位 . - 5 - 种模具的占有量和分类 . - 5 - 国模具工业的现状 . - 6 - 界五大塑料 生产国的产能状况 . - 6 - 二、双联齿轮注塑件的设计 . - 8 - 联齿轮的选料及其性能 . - 8 - 联齿轮注射成型工艺过程 . - 9 - 三、塑件的工艺性分析 . - 11 - 件的工艺性分析 . - 11 - 件的结构，尺寸精度 . - 11 - 件体积与重量 . - 11 - 腔数的确定及浇注系统的设计 . - 12 - 定型腔数 . - 12 - 型腔排列组合的确定 . - 13 - 定分型组合面的类型 . - 13 - 于浇注系统的设计准则 . - 14 - 计主要的流通通道 . - 14 - 计冷料穴以及拉料杆 . - 15 - 造分流通道 . - 15 - 造浇口 . - 15 - 四、排气、冷却系统的设计与计算 . - 16 - 计塑件的排气系统 . - 17 - 计计算冷却功能 . - 18 - 五、 模具工作零件的设计与计算 . - 19 - 模型腔及型芯的设计 . - 19 - 算凹模径向的尺寸 . - 19 - 算凹模深度 . - 20 - 算凸模尺寸 . - 20 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 算凸模径向大小 . - 20 - 算凸模的深度大小 . - 21 - 算中心距大小 . - 21 - 算型腔的底板厚度以及侧壁厚度 . - 21 - 算型腔侧的壁宽度 . - 21 - 算底板的厚度 . - 22 - 六、 脱模机构的设计与计算 . - 23 - 算脱模力 . - 23 - 算推板的厚度 . - 23 - 算顶杆直径 . - 24 - 七、 注射机与模具各参数的校核 . - 26 - 核工艺参数 . - 26 - 核最大的注射压力 . - 27 - 核安装参数 . - 27 - 八、模具的装配和调试 . - 28 - 配模具 . - 28 - 试模具 . - 28 - 腔粘着 . - 29 - 芯粘着 . - 29 - 着主流道 . - 29 - 型的缺陷 . - 29 - 塑机的操作过程以及各种注意事项 . - 31 - 养模具 . - 31 - 锈的措施 . - 31 - 经常滑动的部分进行润滑 . - 31 - 参考文献 . - 32 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 双联齿轮的模具设计与制造 摘 要 ： 了解双联齿轮的成型过程，注塑模具的设计方法，以此为基础，展开此次设计。在整个过程中，需要先绘制出模型 3定一系列的参数。然后设计分型面、顶出机构和浇注系统以及冷却系统。同时还要选择注塑设备和模架，对重要参数进行校核。最后制定整个 零件的加工工艺方案。成型的基本原理在整个设计过程当中，我们用 制模型 3过使用这些软件，不仅提高了此次设计的设计效率，还让我对这些软件有了进一步的熟悉和了解。通过此次设计的积累，注意设计中的一些细节，对注塑模具的相关知识有了一定的了解，对一些软件的学习也有一些加强。 关键词： 模具设计；参数；分型面 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 on In to d d a of at to of In of we d d. By of of to of to of of to 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一、引 言 具工业在国民经济中的地位 模具的作用是限制和控制材料（固态和液态）的流动，成为一种液体是我们需要的，是制造业的一种基本的工艺装备。用模具制造零件的优点很多，产品的效率高，材料消耗低，生产成本低，因此广泛的应用于制造业中。 模具工业是国际上公认的关键工业，是国家国民经济的基础工业。它在很大程度上决定着产品的效益，品质和新产品的开发能力，早在 1989 年 3 月中国政府颁布的一项决议中，已经将模具列为机 械工业技术改造的第一位。因此振兴和发展我国的模具工业，已经受到了人们的广泛关注。 模具工业是高新技术产业化的重要领域，又是高新技术产业的一个重要组成部分。模具在机械，电子，汽车，航空航天等众多工业领域中，逐渐成为使用广泛的工艺装备，不仅如此，它还承担了工业领域中一半以上产品的零件，部件和组件的加工生产。 模具制造的重要性在市场的需求方面体现最为明显，汽车，摩托车行业是模具工业的最大的市场，在工业发达的国家中，占据整个模具市场一半左右。汽车工业的重点发展，经济型轿车和重型汽车，已在该领域得到了明确的规定。 车型的不断增加， 2010年达到 800 种左右。根据国家统计，中国摩托车共有 36 种， 2000 多个型号。其中一大部分都是需要模具生产。一个型号的摩托车需要大约 2000 副模具，价值总的约为 2000多万元，还有其他的行业，比如说电子通讯，建筑，和家电业，模具市场也占有很大的部分。 模具的主要出口国是日本，法国，瑞士和美国等发达国家。中国模具的出口数量很少，工人的工作的成本比较低，钳工技术的水平比较高。因此为了加大模具的出口，需要配备先进的制模数控装置，提高加工的模具质量，沟通外贸的渠道，并且适当的减少生产的周期。对于 促进国民经济的发展，抓紧研究和发展模具方面的技术，并且提高技术水平，有着举足轻重的地位。 种模具的占有量和分类 模具主要类型有：冲，缎，塑料，压铸，粉末冶金，橡胶，陶瓷模等。他们绝大都数都是依靠模具型腔的三维样式，最终成为材料成型。 冲模：占据模具总数的一半以上，主要是对于金属材料进行冲压从而形成合格产品的工具。如果按照组合工序的不同，冲模可以分为复合膜，连续模，单工序模。如果按照工艺性质的不同，冲模又可以分为落料模，弯曲模，拉伸膜，翻边模，缩口模等等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 锻模：按照锻压设备或者工艺用途的不同， 锻模又可以分为多种方式，比如捶用，螺旋压力机，热模缎压力机，水压机，预断模具，挤压模具等等。 塑料膜：约占模具总数的三分之一，并且伴随着上升的趋势，它主要由压塑，挤塑，注射模，此外还有挤出成型模，高低泡沫塑料成型模等等。 压铸模：是在液态金属高温和高速下充填铸型，是压力铸造装备工艺。它约占总数的一小部分。 粉末冶金模：可以按照成型工艺的方式有：压膜，富压膜，粉浆浇注模等等很多方式。 模具涉及的工艺包括很多工艺，有机械设计制造，金属材料，铸造等很多的学科门类，是非常复杂的工艺。 国模具工业的现状 从上个世纪 80 年代开始，中国的经济发展迅速，因此对模具工业的发展提供重要的支柱。 90 年代之后，工业迅速发展，在 1999 年的时候，总产值已经达到了 246 亿人民币，今后的发展趋势估计会以 20%的速度增长。 目前，我国大约拥有 30000 个模具生产厂点，工作人员约为 60 多万人。不仅拥有国有的专业模具厂，各种私营形势的模具厂家，包括合资企业，独资企业和完全私营等等，都取得了不错的成绩。其中，发展最为迅速的是集体和私营的模具企业，在广东和浙江等省。我国的模具之乡浙江宁波和黄岩地区，拥有数千家模具的厂家。而在广东，模具也 迅速崛起，纷纷加入了对模具行业的投资，以便能提高市场的竞争力。例如，科隆， 力集团等都建立了自己的生产模具中心。沿海发达地区的中外合资和独资企业更为集中，已经超过了 1000家。 在模具工业的生产总值中，企业自己生产自己使用占绝大多数，以商品销售的形势占一小部分。其中，冲压模约占总值的 50%，塑料模具占到 33%，压铸模具约占 6%，剩下的部分约占 12%。 界五大塑料生产国的产能状况 一直占据各国之首的是美国。在 80年代的初期，美国的产量就已经超过了 2100万吨，占全球的三分之一，此后继续呈现 出增长的趋势， 2001 的年的时候，已经超过了4200 万吨，其中聚乙烯达到了 1500 多万吨。同时，塑料的消耗量在美国也呈现上升的趋势，人均消耗量在 2001 年的时候达到了 160 公斤。美国的塑料生产工业创造了将近120万的就业岗位，为美国的发展奠定了重要的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 德国的塑料产业也是发展非常的迅猛， 20世纪 90年代的时候，就已经超过了 1000万吨，到 21世纪初的时候，已经达到了 1600万吨。超过了日本并且成为了仅次于美国的塑料生产国。 日本在很长的一段时间都是仅此于美国的第二大生产塑料的国家。在 20 世纪 70年代的时 候，就已经达到了 600多万吨，到了 90年代，就达到了 1400万吨。之后，由于受到了经济危机的影响，塑料产能呈现减少的趋势。到了 2002 年，日本对于塑料的产量减少至 1360万吨，退出世界前三位。 韩国的塑料产业增长趋势迅猛， 20世纪 80年代初期，塑料产量就超过了 200万吨，到了 21世纪，超过了 1200 万吨，跻身世界前五大塑料生产国。韩国塑料产业中，聚乙烯占据主导位置，本世纪初就已经达到 340万吨。同时，韩国国内对于塑料的消耗量达到了 420万吨，人均 106 公斤。 除了上述几个国家，还有法国，比利时，中国台湾，加 拿大和意大利，也是主要的塑料生产国。 国模具技术的现状及发展趋势 经历了半个世纪，我国的塑料产业经历翻天覆地的变化，已经从一个塑料小国逐步发展成世界上领先的塑料大国。尤其在大型模具方面，已经可以生产 122大屏幕注射模具， 8超大体积的洗衣机全套模具，等等诸多成就。历经多年的努力，在电脑普及的当代， 术也取得了显著的成效。 但是在世界技术快速发展的今天，虽然我们国家的部分技术达到了世界领先水平，但是综合来看，我国每年仍然需要大量的进口国外的高精尖模具产品。而且，与 模具先进的国家相比，差距依旧非常明显。因此，我们需要通过一些措施去加强我国的塑料产业。 对于模具标准件的应用，应该逐步加强，并且适当听过技术的发展，降低成本和提高产品的质量。 对于高精尖的模具，我们应加大投资力度，伴随着我国工业的发展，成型零件的需求日益扩大，而且大型化和精密化也将成为一种趋势。 随着计算机技术的普及，计算机辅助软件使塑料产业的加工生产更加便捷。模具 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 二、双联齿轮注塑件的设计 联齿轮的选料及其性能 经过多方咨询和考究，我们 最终决定使用 塑料管材 早期， 是由于早期产品性能还存在一些问题（抗冲击强度、耐老化性能较差），市场未能打开。随着上海塑料建材厂首家引进国外先进技术，采用进口 生产的输送冷、热水用的管材得到市场认可后，目前已有不少厂家建设 材生产线，价格也由投产初期的 2 万 3 万元 /t 不断回落，但 材在塑料管材市场上的占有率仍然很低。据反映，目前国产 与进口料比较还有一定差距，质量有待改进和提高。据报道，目 前韩国开发出一种耐高压给水管用无规共聚聚丙烯 12 新牌号，使用该牌号生产的管材可在 20 和 超高压状态下使用 50年。 高透材料 随着人们生活水平不断提高，必然带来在文化、娱乐、食品、医疗、材料、居室装饰等各个方面不同变化的要求与提高，市场中很多物品越来越多地使用透明材料。因此，开发透明 用料是一个很好的发展趋势，尤其需要透明性高、流动性好，成型快的用料，以便设计加工成人们喜爱的 品。透明 普通 具特色，有更多优点和开发前景。 其它 单向拉伸 工艺流程为：配料 塑化 T 型机头挤出流延 冷却 电晕处理 牵引 卷取 时效处理 分切 成品。 螺杆转数 60转 /分、温度 180、 220、 240、 250 ，牵引速度 80米 /分、冷却辊温度30 ，膜表面张力为 42 达因 /厘米。 热封温度根据用途而定 :普通级，即非蒸煮级，采用均聚物 点高，因此热封温度 140。而蒸煮级用共聚物 封温度 125即可。 力学和热特性 : 力学性能 聚丙烯的结晶度高，结构规整，因而具有优良的力学性能。聚丙烯力学性能的绝对值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍属于偏 低的品种，其拉伸强度仅可达到 30 稍高的水平。等规指数较大的聚丙烯具有较高的拉伸强度，但随等规指数的提高，材料的冲击强度有所下降，但下降至某一数值后不再变化。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 温度和加载速率对聚丙烯的韧性影响很大。当温度高于玻璃化温度时，冲击破坏呈韧性断裂，低于玻璃化温度呈脆性断裂，且冲击强度值大幅度下降。提高加载速率，可使韧性断裂向脆性断裂转变的温度上升。聚丙烯具有优异的抗弯曲疲劳性，其制品在常温下可弯折 106次而不损坏。 但在室温和低温下，由于本身的分子结构规整度高，所以抗冲击强度较差。聚丙烯最突出的性能就是抗 弯曲疲劳性，俗称百折胶。 热性能 聚丙烯具有良好的耐热性，制品能在 100 以上温度进行消毒灭菌，在不受外力的条件下， 150 也不变形。脆化温度为 ，在低于 会发生脆化，耐寒性不如 聚乙烯 。对于聚丙烯玻璃化温度的报道值有一 1805 等，这也是由于人们采用不同试样，其中所含晶相与无定形相的比例不同，使分子链中无定形部分链长不同所致。聚丙烯的熔融温度比聚乙烯约提高 40一 50%，约为 164一 170, 100% 等规度聚丙烯熔点为 176 。 联齿轮注射成型工艺过程 双联齿轮注射成形工艺过程如下： 注射装置准备装料 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 清理嵌件、预热 清理模具、涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射 保压 脱 模 冷却 塑件送下工序 注射成形工艺参数见表 2 表 2射机类型 预热和干燥 料筒温度（） 喷 嘴 温 度（） 温度（） 时间（ h） 后段 中段 前段 螺杆式 80 95 4 5 150 170 165 180 180 200 170 180 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模具温度（） 注射压力（ 成形时间（ s） 40 80 60 100 高压时间 保压时间 冷却时间 成形时间 0 5 15 30 15 30 40 70 螺 杆 转 速（ r/ 后 处 理 方 法 温度（） 时间（ h） 30 60 红外线灯、烘箱 70 2 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三、塑件的工艺性分析 件的工艺性分析 塑件图 件的结构，尺寸精度 1）构造解析 该塑件的总体样式为椭圆形，构造相对比较简单。 2）尺寸精度 此零件的尺寸精度是 8级，而且有一定的公差要求。 由上分析可得出结论，此零件的尺寸精度为中等偏上，所以相关零件尺寸，可由加工来保证符合要求。 3）表面质量分析 表面仅要求 没有凹坑等其他缺憾，因此相对来说比较容易控制。 综上所述，只要在注射时，将工艺参数控制在一定范围内，零件的成型基本可以达到要求。 件体积与重量 为了选用合适的注射机和确定模具型腔应有的数目，因此需要计算塑件的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 重量。 可以通过计算获得制品的 V ： 可以通过计算获得制品的 W ：公式为 VW 可以通过机械工艺设计手册查得 kg/因此制品的重量可以通过公式获得： VW 10 后我们通过注射应该需要的压力以及制品的重量，再综合其它的情况，最后能初步选择的注射机是： 60/40型注塑成型机 . 腔数的确定及浇注系统的设计 定型腔数 对于确定型腔数的方法有很多种，对于这个课题我们需要选择注射机的注射量最终确定它所需要的数目。它的计算公式是： C)/n 2 式中： G 注射机的公称注射量 / 单个制品的体积 / 浇道和浇口的总体积 /每次生产中最终的注射量是公称注射量 G 的（ ，单一塑件需要的浇注系统的体积应该是制品体积的（ ，最终我们可以取 C 初步计算。 =(60) =过上式，我们可 以用一模 8腔。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 型腔排列组合的确定 该塑件在注射的时候一般用一模 8件的形式，可以理解为塑件最少需要 8个型 腔方能解决这个问题。 由此我们可以制造出该型腔最后的组合情况： 定分型组合面的类型 决定分析面的重要考虑因素之一是塑件的机构组合方式，它与制品的总体结构方式和塑件的生产关系复杂，因此它能决定制品熔体的流动特质和制品的脱模方式。 该塑件的模具只含有一个分型面，并且这个分型面是垂直的结构。因为分型面会受到制品在模具中的成型方位、浇注工程、制品结构 的艺术性和精密程度、外观、制品的生产、过程方式等很多原因，所以可以通过辨识分型面综合考虑。 对于分型面的选择，我们应该遵照下面一些重要的原则： 1)分型面的选择应该优选制品的外观轮廓的最大处 2)留模办法的确定很重要，因为可以加快制品的脱模 3)对于制品的精密程度的要求也很重要 4)制品的外部构造也应该符合基本要求 5)制品的生产应该选择简单的方式 6)密切观察分型面的大小 7)分型面的泄气程度也应该引起重视 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 真正在现实生产设计中，想要实现以上的所有原则是不现实的，我们需要做的是紧抓重要的矛盾点，然后再依次选择合适的分型面。 于浇注系统的设计准则 计主要的流通通道 依照生产手册我们可以查到 0射机喷嘴相关的尺寸： 喷嘴前方孔的直径： 喷嘴前方球形面的半径： 15 要使凝料可以拔出来，因此主要流道的小端口的直径 D 需要略高于注射 喷嘴的直径 d 。 4 . 5 51 ) m 0. 5 主要流道的 a 一般是 1 2 ，相对来说大的 进气体，比较小的 有可能将充模的时候熔体的流力变大，这个地方的 。通过计算我们可以得到主要流道的 6 ,因为要将熔料成功的流进分流通道，所以要在主要流道的出料端口制造半径 5 的弧度引申。它的长度 L 要求在 60内，我们用 46 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计冷料穴以及拉料杆 拉料杆头部的钩形可将主浇道凝料钩住，开模将其主浇道凝料钩住，开模时将其从主浇道中拔出，因为拉料杆的尾部是固定在模具推杆固定板上，所以在塑件 推出的同时，凝料也被推出。这种钩形拉料杆只适用于塑件的脱模时允许左右移动的模具中，有的塑件在脱模时不恩能够左右移动，故不能采用这种钩形拉料杆。 造分流通道 当制造分流道的时候，我们应该选择减少在通道里面的压力消耗以及尽可能多的减少熔体内温度，而且需要减少流道内的体积。经过试验认证，效率比较高的是圆形和正方形的流道，如果分型面是平面的时候，我们需要使用圆形的流道，同时需要想到到加工的便利性，一般来说，半圆形的流道比较符合要求。 正常的分流道 流道的截面大小可以 按照塑件使用的类型、大小、密度和他的长度，可以从模具制造第 4卷中图 17所示的曲线图，从书中查出 5最合适，它的长度可以用 100 从图 17中我们可以查到它的修改常量 ，因此它的直径可以变为 5 造浇口 我们可以依照浇口的各种要求和型腔的组合形式，侧方位的浇口设置符合要求。 侧浇口我们一般选择在塑件的分型面内，进料的方式我们一般选择在塑件的边缘。它的截切面是矩形，好处则可以使截面造型容易，制造方便，以后的改正工作同样方便进行。 侧交口的深度 h 相对来说更加重要。 浇口须细窄 ,以便容易冷结及防止过量塑料倒流 而它的横切面 。熔体容量受到 造刚度在可以的情况下，相对比较短最好。正常选择 L H, nt h /30W 1/2 式中： h 深度（ 较小塑件 ，约为制品最大 浇口厚买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 度的 3/5左右 ,最后选择 t 制品的壁厚（ 品常量 根据表中数据 W 宽度（ A 表面积（ 得出 22940 用上面得出的数据代入式得： 1. 5. 5 , 可以用 s)?106q /(W 验证。 将冲模时间设定为 1s，于是根据公式得出： 1442 1010*1 q / W s 符合课题的要求 四、排气、冷却系统的设计与计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 计塑件的排气系统 槽壁的截面面积可根据： 02/112 5 mF 式中： F 塑件槽的截面积（ 1m 制品里面气体的质量 (0P 制品里面的气体初压力（ 取 1T 制品里面被压缩气体的最终温度 ( ) t 充模时间 (s) 塑件里面的气体质量依照正 常情况下 20的氮气密度 0 算，有 001m v 式中：0V 制品腔体体积（ 应用气体状态方程可求得上式中被压缩气体的最终温度（） P)T( 2 7 3T 式中： 制品里面气体的原始温度（） 取 39132 充模时间 1 将气体压缩，得到最后的气压是 20 由式得： 2 0 ) ( 2 0 / 0 . 1( 2 7 3T 塑件里面的质量由式得： 0 61 . 1 6 k 1 3 25 将上面得出的结果代到式得： 261/ 2 . 0 6 4 m m)100 . 1 / ( 13 1 1 . 7 )( 2 7 3101 . 0 6 2 5F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 根据资料得到排气槽的高度 ，所以总宽度为 2 . 1 3 0 6 4 / 0 . 0 3F / , 方便加工和排气方便，使用拼接式的组合，与之前的相比，各方面的加工制造更加的简洁和方便。 计计算冷却功能 式中： 流量 ( / 热量 (kJ/W 重量 kg/ 比热容 C) 冷却水的密度 (kg/ 10 2 冷却水入口温度 ( ) 22 1 冷却水出口温度 ( ) 27 u4)1 式中： 比