塑料斜齿轮旋转脱螺纹注塑模具设计【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 编号： 毕业设计 说明 书 题 目： 塑料斜齿轮旋转 脱螺纹注塑模具设计 学 院： 国防生 学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位： 姓 名： 职 称： 题目类型 ： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014 年 5 月 4 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 伴随着全球性经济发展，新技术革命浪潮不断的突破与发展，跨越性的技术发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断繁荣，极大地促进了对体积小，工业产品的品种多，低成本，高品质的方向发展。为了提高生产周期的市场竞争力的核心产品的要求越来越高，开发周期短，因此对各种产品的制造的关键技术及设备，模具的要求也越来越严格和苛刻的。 模具是基础工业之一。 随着市场经济全球化趋势和各种高新技术的迅猛发展，快速经济模具被赋予了新的内涵 和新的任务，种类的激增，促使快速经济制模材料向着多品种系列化迈进， 不断促使工艺有新突破和发展。鉴于商品经济的快速发展，产品换代更新的加速，以及市场竞争愈发激烈，都愈发高的刺激着快速经济制模技术朝着短周期、低成本、高质量及高制造精度等方向发展。鉴于它能够使企业获得更大的市场，创造更大显著的经济效益，因此愈发受到企业家的垂青以及获得相关领导部门的政策资金的支持。鉴于快速发展的高新技术以及各种技术的综合运用，未来必定会产生新型节能省材的快速制模技术来适应社会生产中差异化需求。 此次毕业设计是对塑料斜齿轮注 塑模具设计，难点在于实现自动旋转脱螺纹功能。本设计有两大亮点，一是使用齿轮齿条传动机构来实现测抽芯，二是用轴承使型腔旋转来实现脱螺纹设计。因模具中有多处需要配合，可能使模具在制造和装配方面有些难度。 关键词： 模具； 斜齿轮；结构设计；注射模； 型腔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 an in of to of In to in of to of is of of a of a a of to of to to to a by to to to of of to of in is a of to so is to in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 引言 . 1 1 塑件（斜齿轮）的分析 . 3 件（ 三维模型 . 3 料的基础知识与应用 . 4 料 . 4 料 基本概念 . 4 料 特性 . 5 料 成型特性及成型条件 . 6 料 成型条件 . 6 件结构工艺性要求的了解及分析 . 7 模斜度 1 . 7 件的壁厚 1 . 7 角 . 8 2 注射机的选择 . 9 3 型腔数目的决定 . 10 4 成型零件设计 . 12 定型腔壁厚 . 12 模板厚度的计算 . 12 型面的确定 1 . 13 气系统的设计 . 13 型零件的结构设计 . 14 型凹模的结构设计 . 14 型凸模的结构设计 . 14 腔尺寸计算 . 14 5 浇注系统设计 . 18 浇道（浇口套）的设计 . 18 口的设计 1 . 20 位圈的选择 . 20 6 模具温度调节系统的设计 . 21 具温度调节对塑件质量的影响 . 21 热系统的设计 . 21 却系统设计 . 21 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 脱模机构的设计 . 22 管脱模机构设计 . 22 螺纹抽芯脱模机构的设计 . 22 纹型芯的设计 . 23 动齿条的设计 . 24 8 复位机构的设计和选择 . 26 簧的选用 4 . 26 簧的分布形式 . 27 9 合模导向机构的设计 . 28 向机构的功用 . 28 向机构的选用 5 . 28 10 型芯与侧型芯脱模力的计算 . 29 芯脱模力的计算 . 29 抽芯力计算 . 29 11 模具的闭模高度和开模行程验算 . 30 12 模具其它零件的设计 . 31 13 标准件的选择 5 . 32 14 模具的总装图以及运动顺序、及其特点 . 33 15 模具的安装、调试 . 34 16 工艺卡片 . 35 件成型工艺卡 . 35 械加工工艺卡 . 36 口套定位圈机械加工工艺卡 . 36 模板机械加工工艺卡 . 37 块机械加工工艺卡 . 38 结论 . 39 谢辞 . 40 参考文献 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 引言 模具是一种重要的工业产品的生产技术和设备，是国民经济的基础，被冠以现代“工业之母”。 现代生产中，模具因其加工效率高，互换性，节约了材料，所以广泛应用。作为一个蓬勃发展的行业，在整个模具塑料模具发展很快。作为制造行业的一个后起之秀，它以它独特的优势而被广泛应用，极大地促进了塑料工业的质的发展。 （一）、我国塑料模具的发展现状 模具是现代工业生产的重要工艺装备。依工业技术的飞跃式发 展，依靠模具来进行加工在国民经济的各领域中愈发常见。 随着塑料工业的迅速发展，效率高，自动化程度高，寿命长和高精密模具的设计和制造是关注未来的重点。例如电视机外壳、空调机零件、洗衣机内缸、电冰箱、灯座、周转箱等模具。世界上的一些工业化国家，其工业产值已超过机床工业的模具，其增长率也超过了机床，汽车，电子等行业。在这些国家，模具工业已成为国民经济的基础工业之一。美国工业界称“模具工业是美国工业的基石”，日本模具协会称“模具是促进社会富裕的动力”。什么东西既具有自己的价值通过同一模具为社会创造了巨大的经济效益和 社会效益。 一流的模具设计理念、高质量的制造水平、上等的材料、合理的加工工艺和现代化管理及成型设备等都是制造优质模具不可获缺的。一副优质的模具可以重复上百万次成型，这是和上面所陈述的因素分不开的。纵观国内外同行情况，注塑成型技术发展趋势大致有以下几个方面： （ 1） （ 2）模具制造对工业领域的推动发展； （ 3）开发模具逆向工程，创新模具的快测技术； （ 4）开发上等的模具材料和对其表面进行特殊处理； （ 5）提升模具标准化水平，用模块化实现模具的重组 ； （ 6）模具的模块化、集成化、精密化。 塑料模具在我国的发展很快。塑料模的设计制造、 有不少的企业及研究机构在开发及应用。在设计及制造技术上与一流水准相比有一定的不足。专用模具钢的种类少少、标准化程度不高、质量尚不稳定等问题还在困扰着我国模具行业；模具的商品化、系列化及规模化能力还有不少改进及提升的空间； 高模具的设计与制造水平是增加国际核心竞争能力比不可少的。 近些年来，伴随着模具综合技术的提升，模 具产品也更加复杂、精密，模具制造成本和周期也在缩短。 （二）、研究此项目的内容、目的和意义 通过计算机数据模拟和仿真对塑料注射模具的设计思路和制造过程进行有效的评买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 估和预测，并且可改善模具的结构设计并快速制得样品，便于赢得客户，争取定单，从而扩大市场及占有率；此外还降低返厂率，缩短生产周期，节省材料和费用，进而很大幅度地降低了模具的生产成本。 此项目针对的内容和要求 : （ 1）拟定斜齿轮塑件的成型工艺，选用合理的成型设备。 （ 2）合理的模具设计结构。必要时可依模具要求对塑件图纸进行适当的修改。 （ 3）长使用寿命 、高强度，高耐磨性是模具配件必不可少的。 （ 4）经济性好、便于制造是模具制造需要考虑的。 （ 5）确定零件尺寸及形状，选择合理的结构。 （ 6）高效率、高可靠性、高自动化程度是模具设计制造的精髓。 研究此项目的目的与意义 : （ 1）选择合适的塑料及成型工艺。 （ 2）通过对产品质量分析，改进模具的工艺及结构设计。 （ 3）将模具设计融合到 （ 4）提高分析和解决问题的能力，改进我们的学习与创新发展。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿轮）的分析 塑件（ 三维模型 如下图 (a) (b) 图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 图 塑件尺寸图 塑料的基础知识与应用 塑料是塑料为主要原料，再加入适量填料，增塑剂，润滑剂，稳定剂，着色剂等材料，固化剂。 塑料的种类繁多，性能上也有较大差异 ,从事塑料应用技术领域工作时人，应该首先对所选的塑料的类型，结构和相关性能的认识，有必要获得必要的基本知识以及了解塑料的应用范围。 按塑料的分子结构及特性可分为热塑性塑 料和热固性塑料两种。 按塑料的使用情况一般可以分为通用塑料、特种塑料、工程塑料三大类。 料 料 基本概念 丙烯腈 苯乙烯 ) 英文名称 : 比重 :成型收缩率 :成型温度： 180 200 干燥条件： 80 85 2 3小时 塑料性能 : （ 1）良好的整体性能，高的抗冲击强，化学稳定性。 （ 2）具有较高的耐热性，高的影响，完全燃烧，提高透明度。 （ 3）与有机材料的 熔接性较好，且表面可进行处理，如镀铬、喷漆等。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 4）较 好，柔韧性好。 料是以高分子化合物为基础而混合的复合材料。综合了原有材料的性能特点，其最大的特点是可根据需要进行材料设计，这也是它和其它塑料最大的不同。 分子材料独特的结构和易加工、易改性特点，使其具有其他材料无法比拟、无可取代的优越性能。于此同时 料不仅有聚合物的一般热性能和力学性能外，还具有一些特殊功能，如物质、信息和能量的转换、传递和储存等。 料 特性 性在下表 1 表 1性能项目 试验条件 状态 测试方法 测试数据 数据单位 基本性能 熔体流动速率 230 .8 g/10缩率 23 % 密度 23 /23 机械性能 降伏点抗张强度 23 60 kg/裂延长率 23 200 % 弯曲模量 23 5500 kg/氏硬度 23 00 击强度 23 ,1/8 厚 .0 性能 热变形温度 厚 35 其它性能 1 t 常，塑料的熔点并非是一个固定的数值，而是用热变形温度来显示。 P，有较高的 热变形温度，耐热性能好，注塑收缩率较低，尺寸稳定性能好，故特别适用于有耐温需求的汽车零件以及电气部件等。 热塑性塑料在恒压力下，依据受热的温度的差异，存在玻璃、高弹和粘流三种状态。在粘流态下成型的制品，可用注射成型来制作。 有适度的流动性，主要由压力和温度确定其流动性。因为是热塑性的，所以在模具设计和注塑成型的选择都需要注意螺杆注射机的选择，浇注截面应大些，料筒及模具应镀铬，不应有有死角滞料，加热时间、模温、成型温度、螺杆转速及背压等都需要严格控制 1 。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 料 成型特性及成型条件 材 料成型收缩率小，易产生应力集中而引发熔融开裂，因此控制成型条件以及成型后退火处理可以有效减少塑件的开裂情况。 无定形料 ,流动性中等 ,吸湿大须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 80 85度 ,2 3小时 . 高料温、高模温等方法可以提高材料的流动性，减少夹水纹现象。 摩擦系数低，高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、凹痕等弊病。 收缩率及成型收缩范围中等。 料的干燥， 料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前需进行干燥和预热。 选用直通式喷嘴，为避免流涎现象可将喷嘴孔改成喇叭状，并适当地控制喷嘴温度。 模温对塑件质量有较大的影响，模温低时，收缩率，抗压，抗弯，抗冲击强度大，料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料。 模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，尽可能的避免死角积料。 料 成型条件 表 1料 注射成型机类型 螺 杆式 比重（ g 缩率 (%) 射压力 (kg/800 1000 喷嘴温度 (C) 170 180 螺杆转速 (n/28 模具温度 (C) 90 120 适用注射机类型 螺杆式 预热 温 度（ C） 时间（ h） 80 100 3 5 料筒 温度（ C） 前 断 中 断 后 断 180 200 190 220 160 170 成型 时间 （ s） 注射时间 高压时间 冷却时间 总周期 20 90 0 5 20 60 50 160 后处理 方 法 温度（ C） 时间（ h） 红外线灯 鼓风烘箱 140 1454 料 主要用途 作为热塑性工程塑料的 有较高的韧性、耐热性和强度，还具有加工优势，如熔体温度低、结晶快等，同时还有其基本优点，如尺寸稳定性，耐化学品性。 是一种重要的工程塑料，它的抗疲劳强度较高，尺寸稳定。制品可在 100 C 范围内能以较高的硬度，耐磨性，刚度和强度长期使用。 在工业生产中， 代替一部分金属应用于电器、汽车、机床、化工、机械、买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 农业机械等行业。 别适用于制作辊子、滚轮、齿轮、轴承、凸轮等传动等耐磨零件，也可以 用来制造化油器，汽车的仪表板，各种管道等盖。 极具市场前景工程塑料， 在市场。 塑件结构工艺性要求的了解及分析 要想得到优良的塑料制件，除了选用合理的原材料以外，塑件结构的工艺性必须在考虑的范围之内，我们在考虑塑件结构工艺性时，需要遵守以下原则： 在设计之初，必须将收缩率、流动性等将原材料的结构工艺性考虑在内。 在保证塑件的性能，物理性能和力学性能，耐化学性，耐热性和电性能，如要求的前提下，尽可能的厚度均匀，结构简单，使用方便。 设计时需考虑模具的总体布局结构，使模具的抽芯 和推出机构简易和模具型腔制造方便。 对塑件外观有较高的要求时，需先进行造型，然后在绘制图样。 选择模具分型面几何形状和塑件的成型方法，直接决定了塑料成型模具的成功。所以，在设计时应该使塑件的几何形状能适用于其成形工艺。 脱模斜度 1 由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住型芯或型腔中的其它凸起部分。为了便于剥离，防止模具塑料表面划伤，擦毛等，为了便于塑件从塑料芯模腔取出，在设计时沿脱模方向均应有足够的脱模斜度。 塑件上脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件厚度和几何形状有关。与软质塑料相比，硬质塑料的脱模斜度较大；脱模斜度与塑件形状的复杂程度或成型孔的数目有关；塑件的脱模斜度与高度、孔深呈反比；壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。 根据塑件材料 0 1 30。由塑件属硬脆类塑料且厚壁的塑件，故脱模斜度可取较大值依据塑件几何形状及收缩规律，因为它的向心收缩性，所以一般内表面的脱模斜度大于外表面 ,依据塑胶零件的精度来确定脱模的斜度，内表面取 1，外表面取 1 30。 塑件的壁厚 1 塑件需有一定的厚度，才能保证塑件在使用中有足够的 强度和刚度，而且也为了塑料在成型时保持良好的流动状态。有时塑件在使用时所需的强度虽然很小，但也需要有适当的厚度来承受脱模退出力。热塑性塑件的厚度一般在 1厚大，就会易产生起泡和凹陷，并且也不易冷却。 壁厚与流程有密切关系，且成比例关系，根据 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 可得： （ 1 2( T 即厚度 2 于塑件最薄处为 此符合要求，流程短愈短愈有利于注射成型。 圆角 设计塑件时，为了减小应力集中，同时增加手感体验和美观，体现人性化设计，常采用圆弧过渡。此外，圆弧还提高了塑件的强度，使脱模更易，同时还使模具型腔在淬火或使用时不易开裂。本设计中塑件圆角都取 R= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 注射机的选择 塑件的体积计算 os/n （ 2 321 7 6 718)2/ 322 7 7 824)2/28( V 323 8 9182/13 ）（ 4 724)2/17( V 4321 3 （ 2 选择注射机 由于塑件为大批量生产，所以尽可能采用多型腔，综合考虑应选用 125型卧式注塑机。 依 125型注塑机可得如下表 2 表 2S 125型注塑机参数 （ 螺杆直径 42 最大理论注射量 125 注射压力 120 模力 900大成型面积 645 模具最大厚度 300 注射行程 115 模具最小厚度 200 模板最大行程 300 喷嘴孔径 4 喷嘴圆弧半径 12 喷嘴移动距离 210 型腔许用压力 280（ kg/ 定模板上孔径 100 两拉杆之间距 260 290 定模板上孔深 10 顶出形式 中间顶出 动模板上孔径 100 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 型腔数目的决定 注射模的型腔数目可根据需要来确定，可以是一模一腔或一模多腔。型腔数目越多，塑件尺寸的精度精度也就相对较低，若塑件的精度不高，可选用多型腔数。以注塑成型的生产效益上看，表面上多型腔模比单型腔模经济效益要高，但以制造的难度来衡量的话，单型腔比多型腔制造难度小。由于此塑件的精度要求不高，生产批量适中，而且还有侧抽芯， 抽芯距也较长，在制品生产及模具的加成本上考虑，可选为一模一腔。 （ 1）注射机的锁模力 锁模力务必要超过模具在开模方向上投影面积的注射压力总和。 注射基本压力（依塑件流程比及壁厚而不同） 3 型腔注射压力，取 2800 b 基本压力 1 取 、锁 模力 锁模力不小于总注射压强的 （ 3 壁厚为 最小。本次设计选用采用圆薄片型浇口，流程比为 42/ =厚 = s=13 数表查得 件形状复杂可取 公式： 3 得注射压力 P： M p 投影面积 ： 2222 型腔总投影面积 ： A 由： 得锁模力： 故锁模力是足够的。 开模距离 由塑料部分长度为 42从模具中取出，距离应大于两倍的模板浇注系统的总长度的长度，即 ： L=2 42 50=134买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 由 00能够完全可以取出塑件 。 模板面积 型腔的模板面积大小必须能在注射机上安装。此塑件基本尺寸为 47一模一腔时，模板长、宽各约为 300 280以装入；一模两腔时，模板长、宽各约为600300不可以装入。由选用 125 型注射机，故只好取用一模一腔。 （ 2）合理确定型腔数 为了合理地确定了型腔的数目，需检查注射容量，根据各注塑机的注射量不超过 最大注射量的 80%。即： 件浇 ） （ 3 N 型腔数 注射机注射量（克） 浇 浇注系统的重量 件 塑件重量 克1 5 S 克浇 204 N 即取一腔许可。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 成型零件设计 确定型腔壁厚 1、由强度计算来确定其壁厚 ,如图 图 腔壁厚 )/()(2 （ 4 已知： 2/1000 (设模具钢的抗拉力应 2/ 取安全系数为 4)； ； 2/280p 801000()2801000( R 壁厚 可。但为了保险，把型腔外径取为70 2、依据变形量校核型腔壁厚 )/()(/ 2222 （ 4 535()2535( 023 22226 ）（）（ 如按所用塑料收缩率及塑件壁厚计算 ,所得之壁厚收缩值大于 则不影响脱模，可按所得值计算收缩率 :厚 6 , 取 此大于 依设计值取壁厚 13 70 动模板厚度的计算 浇注系统和塑料在分型面上的投影面 积 : 2)2/( （ 4 （ 2 因此 ,动模板厚度查表可得 F 10 50取 20 25鉴于装入顶管机构及导柱对垫板强度有影响，增大安全系数，结构分析初定为 H=30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 分型面的确定 1 分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，所以选择脱模注射模的设计是关键的一步。注射模具有的只有一个分型面，有的有多个分型面。根据分型面的形状可分为平直分型面、倾斜分型面、阶梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面等。 由于分形面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、 塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响。所以选择分型面时应遵循以下几项基本原则 : (1)分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处。 (2)分型面的选择需有助于塑件的顺利脱模。 (3)分型面的选择应保证塑件的精度要求。 (4)分型面的选择需适合塑件的外观质量要求。 (5)分型面的选择要加工和模具制造。 (6)分型面的选择应有助于排气。 分型面选择的合理对模具有很大的影响因素 ,因此，应合理选择脱模方便、不影响塑件外观、排气顺利 ,使其具有良好的工作效果。根据本齿轮塑件的结构 ,采用平直分型面，通常分型面都设计在最大截面处 ,且起排气作用，因此将分型面设在离基准端 28为在此截面一边有斜齿轮 ,又有侧抽芯机构 ,从轴向型芯角度考虑 ,脱模时塑件定会落在有阻螺纹的型芯上。且从保证齿轮的轮廓与孔同轴度考虑 ,齿轮型腔与型芯都设在动模上 ,否则会导致塑件同轴度及精度下降 ,因此设在此截面比较合理 1 。 排气系统的设计 当塑料熔体充填模具型腔时，必须讲浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模外。如果气腔内部气体因各种原因不能排除干净，它会形成塑料泡沫，导致焊缝不 强，清晰可见、充满痕迹的表面轮廓以及缺陷成型等，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。注射模通常有如下三种： (1)利用配合间隙排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过 般为 成型塑料的流动性性能的好差而定。 (2)在分型面上开设排气槽。分型面上开设排气槽是注射模排气的主要形式。 (3)利用排气塞排气。如果型腔最后充填的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔深处镶入排气塞 1 。 为了使塑件制品上不产生气 孔和制造方便，通常选择间隙排气。间隙常选在 过必须小于其塑料的最大溢边值，结合实际考虑，可依靠模具分型面的间隙和型腔以及侧抽芯的配合间隙来排气 ,因此无需另外在设置排气导槽 ,筒的间隙 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 成型零件的结构设计 型凹模的结构设计 由于零件成型时是直接与塑料接触的 ,对塑件的质量有直接关系。所以在选择结构时 ,不但要却保成型塑件 ,也要方便加工制造。更复杂的塑料部件，如有侧孔和齿轮，因此