锥齿轮的注塑模具设计【一模四腔】（全套含CAD图纸和说明书）
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河南机电高等专科学校 学生毕业设计（论文）中期检查表 学生姓名 学 号 指导教师 选题情况 课题名称 锥齿轮的注塑模设计 难易程度 偏难 适中 偏易 工作量 较大 合理 较小 符合规范化的要求 任务书 有 无 开题报告 有 无 外文翻译质量 优 良 中 差 学习态度、出勤情况 好 一般 差 工作进度 快 按计划进行 慢 中期工作汇报及解答问题情况 优 良 中 差 中期成绩评定： 所在专业 意见： 负责人： 年 月 日 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）任务书 系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学 生 姓名 : 学 号 : 设计 (论文 )题目 ： 锥齿轮的注塑模设计 起 迄 日 期 : 2006 年 04 月 05 日 05 月 20 日 指 导 教 师 : 发任务书日期 : 2006年 03 月 06日 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 本设计题目为普通 锥齿轮 ，但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义，它概括了锥形塑料零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了我的注塑模设计的基础，为设计更复杂的注塑模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验 。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括 原始数据、技术要求、工作要求等）： 零件名称：锥齿轮（如图 1 所示） 生产批量：大批量 材料：聚碳酸酯（ 未注公差取 精度 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系领导： 年 月 日 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）评语 学生姓名： 班级 : 学号 ： 题 目： 锥齿轮的注塑模设计 综合成绩： 指导者评语： 指导者 (签字 )： 年 月 日 毕业设计（论文）评语 评阅者评语： 评阅者 (签字 )： 年 月 日 答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人 (签字 )： 年 月 日 河南机电高等专科学校 毕业设计论文 论文题目： 锥齿轮的注塑模设计 系 部 材料工程系 专 业 模具设计与制造 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 2006 年 5 月 16 日 模具典型零件 机械加工工序卡 机械加工工艺过程卡片 零（部）件图号 7 共（ 2）页第（ 1）页 零（部）件名称 型腔 材料牌号 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每个毛坯可制件数 每台件数 备注 40轧方钢 330 330 40 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 工时 准终 单件 1 备料 在锯床上下料，下料尺寸为 330 330 40 锯床 2 锻造 将毛坯鍛成 318 31838长方体。 平锻机 3 热处理 退火。 加热炉 4 铣加工 在铣床上刨六个面，互为直角，留单边余量 铣床 5 热处理 调质。 渗碳反应炉 6 磨削 磨六个面，互为直角。 平面磨床 7 钳工划线 划出各孔位置线。 8 铣加工 按位置加工各孔 数控铣床 9 热处理 按热处理工艺，淬火回火至设计要求。 加热炉 10 磨加工 精磨上下两平面。 平面磨床 11 钳工精修 全面达到设计要求 12 检验 标记 记数 更改文件号 日期 处数 签字 标记 更该文件号 设计日期 标准化日期 会签日期 审核日期 模具典型零件机械加工工序卡 机械加工工艺过程卡片 零（部）件图号 10 共（ 2）页第（ 2）页 零（部）件名称 型芯 材料牌号 毛坯种类 毛坯外型尺寸 每毛坯可制件数 每台件数 备注 轧圆钢 20 150 工序号 工序名称 工序内容 设备 工艺装备 工时 准终 单件 1 下料 在锯床上下料，下料尺寸为 20 150 锯床 2 车削 先车两端面，之后出车零件在径向的外表面，留单边余量 0.1 普通车床 3 磨削 在平面磨床磨两端面 平面磨床 4 铣削 在数控铣床上铣出零件径向的内表面，留单边余量 0.1 数控铣床 5 轮齿加工 在专用机床上加工出动模镶件的轮齿。 齿轮加工 专用机床 6 热处理 按热处理工艺，淬火回火达到 4550热炉 7 磨削 磨削各个外表面至设计尺寸 外圆磨床 8 坐标镗 在坐标镗床上镗各内表面至设计要求。 坐标镗床 9 钳工精修 全面达到设计要求 10 检验 标记 记数 更该文件号 标记 日期 处数 签字 更该文件号 设计日期 标准化日期 会签日期 审核日期 河南机电高等专科学校 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名： 学 号： 专 业： 模具设计与制造技术 设计 (论文 )题目： 指导教师： 2006 年 4 月 10 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写 1500字左右（ 本 科生 200 字左右）的文献综述 (包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发 )： 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其 主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具 。 近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加； “ 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最 快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展 。 1存在问题和主要差距 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面： 总量供不应求 国内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右。 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左 右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是 “ 大而全 ” 、 “ 小而全 ” 的组织形式，而国外大多是 “ 小而专 ” 、 “ 小而精 ” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。 2004 年，模具进出口之比为 1，进出口相抵后的净进口额达 美元，为世界模具净进口量最大的国家。 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平 产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。 开发能力较差，经济效益欠佳 我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产 品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是15 20 万美元，有的高达 25 30 万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 2 造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： 国家对模具工业的政策支持力度还不够 虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国 只有 185 家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。 人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少 模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展 不快 工艺装备水平低，且配套性不 好，利用率低 近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。 专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差 由于长期以来受 “ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 40左右，其余为自产自用。模具企业之间 协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。 模具材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。 3 发展展望 目前， 我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 “ 十一五 ” 期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及 技术进步的方面也会取得较大发展。 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有： (1)建立在 台上的先进模具设计技术，提高模具设 计的现代化、信息化、智能化、标准化水平 (2)建立在 础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。 (3)模具生产企业的信息化管理技术。例如 品数据管理）、 业资源管理）、具制造管理信息系统）及 台等信息网络技术的应用、推广及发展。 (4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。 (5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。 (6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技术。 (8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。 (9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。 (10)模具及其制品的检测技术。 参考文献 1 杨占尧主编 . 塑料注塑模结构与设计 . 清华大学出版社 , 20004 2 翟德梅主编 . 模具制造技术 . 2001 3 许发樾主编 . 实用模具设计与制造手册 . 机械工业出版社 , 2000 4 陈锡栋 周小玉主编 . 实用模具技术手册 . 机械工业出版社 , 2001 5 黄锐主编 . 塑料工程手册 . 机械工业出版社 , 2000 6 贾润礼，程志远主编 . 实用注塑模设计手册 . 中国轻工业出版社， 2000 7 屈华昌主编 . 塑料成型工艺与模具设计 . 北京高等教育出版社， 2001 8 陈万林主编 . 实用注塑模设计与制造 . 北京机械工业出版社， 2000 9 张克慧主编 . 注塑模设计 . 西北工业大学出版社， 2001 10 马金俊主编 . 注塑模具设计 . 中国科学技术出版社， 1994 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）： 课题的设计步骤与时间安排： 2 收集、分析、消化原始资料 ， 预计用时间两天。 :采用直压法、铸压法还是注射法 ， 预计用时间一天。 预计用时间一天。 预计用时间七天。 6 绘制模具图 ， 预计用时间四天。 艺卡片 ， 预计用时间一天。 模 ， 修模 ， 预计用时间两天。 9 整理资料进行归档 ， 预计用时间一天。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见 ： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩 毕业设计成绩 指导老师认定成绩 小组答辩成绩 答辩成绩 指导老师签字 答辩委员会签字 答辩委员会主任签字 插图清单 图 1 分型面 的选择 7 图 2 型腔 的排列 8 图 3 冷料穴的尺寸 9 图 4 浇注系统凝料的脱出 12 表格清单 表 1 塑件的原材料分析 4 表 2 聚碳酸酯注射成型的工艺参数 6 表 3 型芯主要工作尺寸的计算 13 表 4 型腔主要工作尺寸的计算 13 锥齿轮的注塑模的设计 摘要 本设计的题目是 锥齿轮零件的塑料注塑 模 设计 ， 从图纸上分析：该塑件整体外形回转体，且符合最小壁厚要求，壁厚也较均匀 。 塑件不仅要在径向收缩，并且在切向方向上的齿厚 也会收缩。 根据塑件的特点，模具型芯在动模部分。开模后，塑件应收缩包紧型芯，而 留在动模部分， 利用定模座板上的侧凹和拉料杆将点浇口凝料拉断，利用拉杆进行第 2 次分型，将凝料从拉料杆上拉出，最后利用推管将制件推出 。 对合导向机构的功能 是 保证动定模部分能够准确对合，使分别加工在动模和定模上的成型表面在模具闭合后形成形状和尺 寸准确的腔体，从而保证塑件形状，壁厚和尺寸的准确，该模具采用导柱对合导向机构。导柱和型芯一起安装在动模一侧，这样在合模时可起保护作用 。 关键词 ： 锥齿轮 模具 型芯 推 管 收缩 is of to is to in nd in is to in to a he is to be to be to ut to be on to to to to to on nd to on to to is to be to in on to to a is a up 目录 绪论 . 模塑工艺规程的编制 .件的工艺性分析 . 塑件的原材料分析 . 塑件的尺寸精度分析 . 塑件的表面质量分析 . 塑件的结构工艺性分析 .算塑件的体积和质量 . 计算塑件的体积 .计算塑件的质量 .件模塑成型工艺参数的确定 . 注塑模的结构设计 .型面的选择 .腔数目的确定及型腔的排列 .定 浇注系统 .主流道设计 .分流道的设计 . 浇口设计 . 冷料穴 的设计 .型零件的结构设计 . 10 模的结构设计 . 12 模 的结构设计 . 10 出 机构的设计 . 10 方式的选择 . 10 . 10 向装置的选择 . 10 合导向机构的设计 . 11 浇口凝料的取出 . 11 定 排气系统的形式 . 12 3 模具设计的有关计算 . 13 型零件的工作尺寸计算 . 13 芯主要工作尺寸的计算 . 13 腔主要工作尺寸的计算 . 13 腔侧壁厚度 及 底壁厚度的计算 . 14 腔侧壁厚度的计算 . 14 腔底板厚度计算 . 14 4 模具加热与冷却系统的计算 . 15 热功率的计算 . 15 加热棒根数的计算及在模具上的布置 . 15 5 模具闭合高度的确定 . 16 6 注射机有关参数的校核 . 17 具安装部分的校核 . 17 具开模行程的校核 . 17 7 绘制模具总装图和非标准零件工作图 . 18 8 模具的 安装与调试 . 19 具的 安装 . 19 具的 调试 . 19 设计总结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 第 1 页 共 25 页 目录 绪论 . 模塑工艺规程的编制 .件的工艺性分析 . 塑件的原材料分析 . 塑件的尺寸精度分析 . 塑件的表面质量分析 . 塑件的结构工艺性分析 .算塑件的体积和质量 . 计算塑件的体积 .计算塑件的质量 .件模塑成型工艺参数的确定 . 注塑模的结构设计 .型面的选择 .腔数目的确定及型腔的排列 .定 浇注系统 .主流道设计 .分流道的设计 . 浇口设计 . 冷料穴 的设计 .型零件的结构设计 . 10 模的结构设计 . 12 模 的结构设计 . 10 出 机构的设计 . 10 方式的选择 . 10 . 10 向装置的选择 . 10 合导向机构的设计 . 11 浇口凝料的取出 . 11 定 排气系统的形式 . 12 3 模具设计的有关计算 . 13 型零件的工作尺寸计算 . 13 芯主要工作尺寸的计算 . 13 腔主要工作尺寸的计算 . 13 第 2 页 共 25 页 腔侧壁厚度 及 底壁厚度的计算 . 14 腔侧壁厚度的计算 . 14 腔底板厚度计算 . 14 4 模具加热与冷却系统的计算 . 15 热功率的计算 . 15 加热棒根数的计算及在模具上的布置 . 15 5 模具闭合高度的确定 . 16 6 注射机有关参数的校核 . 17 具安装部分的校核 . 17 具开模行程的校核 . 17 7 绘制模具总装图和非标准零件工作图 . 18 8 模具的安装与调试 . 19 具的 安装 . 19 具的 调试 . 19 设计总结 . 21 致谢 . 22 参考文献 . 23 第 3 页 共 25 页 锥齿轮的注塑模设计 绪 论 慕具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业 。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量 进口模具 。 近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加； “ 三资 ” 及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展 。 1存在问题和主要差距 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平 也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几方面： 总量供不应求 国内模具自配率只有 70%左右。其中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有 50%左右。 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构均不合理 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是 “ 大而全 ” 、 “ 小而全 ” 的组织形式，而国外大多是 “ 小而专 ” 、 “ 小而精 ” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具 占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。 2004 年，模具进出口之比为 1，进出口相抵后的净进口额达 美元，为世界模具净进口量最大的国家。 模具产品水平大大低于国际水平，生产周期却高于国际水平 产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。 第 4 页 共 25 页 开发能力较差，经济效益欠佳 我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1万美元，国外模具工业发达国家大多是 15 20万美元，有的高达 25 30万美元，与之相对 的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 2 造成上述差距的原因很多，除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： 国家对模具工业的政策支持力度还不够 虽然国家已经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。目前享受模具产品增值税的企业全国只有 185 家，大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影响技术进步，而且民营企业贷款十分困难。 人才严重不足，科研开发及 技术攻关投入太少 模具行业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使模具技术发展步伐不大，进展不快 工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装备相比，仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的 装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。 专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差 由于长期以来受 “ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 40左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。 模具材料 及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。 第 5 页 共 25 页 3 发展展望 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到 高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。 “ 十一五 ” 期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方 向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有： (1)建立在 台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平 (2)建立在 础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。 (3)模具生产企业的信息化管理技术。例如 品数据管理）、 业资源管理）、 具制造管理信息系统）及 台等信息网络技术的应用、推广及 发展。 (4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。 (5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。 (6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。 (7)原材料在模具中成形的仿真技术。 (8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。 (9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。 (10)模具及其制品的检测技术。 (11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。 (12)模具生产企业的现代化管理技术。 第 6 页 共 25 页 第 1 章 模塑工艺规程的编制 件的工艺性分析 塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析，塑件的尺寸精度分析，塑件的表面质量和塑件的结构工艺性分析，其具体分析如下。 件的原材料分析 表 1 塑件的原材料分析 5 塑料品种 结构特点 使用温度 化学稳定性 性能特点 成型特点 聚碳酸酯(属于热塑性塑料 线型结构非结晶型材料，透明 小于130，耐寒性好，脆化温度位 有一定 的化学稳定性，不耐碱、酮、酯等 透光率较高，介电性能好，吸水性小，但水敏性强(，且吸水后会降解 力学性能很好，抗冲击抗蠕变性能突出，但耐磨性较差 熔融温度高 (超过330 才 严 重 分解 )，但熔体黏度大；流动性差 (溢边值为 流动性对温度变 化敏感，冷却速度快；成型收缩率小；易产生应力集中 结论 熔融温度高且熔体黏度大，应严格控制模具温度，一般在 70120为宜，模具应用耐磨刚，并淬火。 水敏性强，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度显著下降 易产生应力集 中，严格控制成型条件；塑件 壁 不 宜厚，避免有尖角、缺口和金属嵌件造成应力集中，脱模斜度宜取 2 件的尺寸精度分析 该塑件的主要尺寸有其特定的要求，其余尺寸都为自由尺寸，按 取公差， 所以其精度不是很高， 易成型， 其主要尺寸公差标注如下（单位均为 第 7 页 共 25 页 塑件的外形尺寸： ， ， ， 塑件的内形尺寸： ， ， ， 件表面质量分析 与金属零件一样，塑件的表面质量对它的使用性能是有影响的。塑件强度与它的表面 粗糙度有直接关系。表面显微 不平的凹陷正是应力集中处 ，且凹陷愈深，它的半径愈小，则应力集中就愈大，因此强度就愈差。另外粗糙度大的塑件表面的耐腐蚀就差些 。由于锥齿轮在传动过程中防止过早失效 ，所以该塑件的外形粗糙度取 而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求 。 件的结构工艺性分析 从图纸上分析：该塑件整体外形为回转体，且符合最小壁厚要求 ，壁厚也较均匀。 综上所述，该塑件可采用注射成型加工。 计算塑件体积和质量 算塑件的体积 V=经估算所得，过程略） 计算塑件的质量 计 算塑件的质量是为了选择注塑机及确定 模具型腔数，根据有关手册查得： = 密度，所以塑件的质量 M=v=10 g 根据塑件形状及尺寸采用 “一出四”，即一模四腔。考虑外形尺寸，对塑件原材料的分析以及注射所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机： 件模塑成型工艺参数的确定 第 8 页 共 25 页 聚碳酸酯注射成型工艺参数见表 2 ，试模时 ， 可根据实际情况做适当的调整 表 2 聚碳酸酯注射成型工艺参数 工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热 和干燥 温度： 110 120 成型时间 /s 注射时间 20 90 时间： 8 12 h 保压时间 0 5 料筒温度t/ 后段 210 240 冷却时间 20 90 中段 230 280 总周期 40 190 前段 240 285 模具温度t/ 70 120 喷嘴温度t/ 240 250 注射压力P/0 110 第 9 页 共 25 页 第 2 章 注塑模的结构 设计 注射模结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及型腔的排列，浇注 系统的设计，型芯、型腔结构的确定，推件方式的确定。 型面的选择 该塑件为锥齿轮，由于其使用性能要求，其外观要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高，并且齿轮的齿廓与孔的同轴度要求也比较高。根据分型面的选择原则，分型面选在齿轮的最大截面 ，如图 2 所示： 图 1 分型面的选择 这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。 定模具型腔数 目及排列方式 由于该塑件采用的是一模四件成型，所以考虑到模具成型零件和出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图 3所示： 第 10 页 共 25 页 图 2 型腔的排列 定浇注系统 流道设计 根据手册查得 注射机喷嘴的有关尺寸 ： 喷嘴球半径： 2嘴孔直径： 据模具主流道与喷嘴的关系： R= 1 2） d=主流道球面半径： R=14主流道的小端直径： d=了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为 13。经换算得主流道大端直径 D=12时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计 r=5圆弧过渡。 主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和冲模时间。由于主流道要与高温塑料熔体及主注射机喷嘴反复接触，所以在 注射模中主流道部分常设计成可拆卸更换的浇口套形式 。 主流道的长度 L 一般按模板的厚度确定，一般控制在 60下。 第 11 页 共 25 页 流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积，壁厚，形状的复杂程度，注射速率等因素有关。该塑件的体积不是很大，形状不算太复杂，且壁厚 较均匀。为了便于加工方面的考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得 R=6 浇口设计 A 浇口形式的选择 由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也应尽量使模具结构更简单，所以成型该塑件的模具采用点浇口的形式 B 进料位置的确定 根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在塑件的底部。 料穴的设计 冷料穴位于主流道政对面的动模板上或者处于分流道的末端，其作用是收集熔体前锋 的料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的质量。 冷料穴的长度通常为流道直径 。所以冷料穴长度 L=9置在熔体流动方向的转折位置，并迎着上游的熔体流向 。 其结构如下图 4 所示： 图 3 冷料穴 第 12 页 共 25 页 型零件的结构设计 模的结构设计 由于塑件的形状比较复杂，所以采用热处理变形小的 40采用整体式。这样便于加工和制造 。 模的结构设计 考虑模具温度调节系统 的设置，型芯采用整体式结构 ，采用热处理变形小的 出机构的设计 件方式的选择 根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分。开模后，由于塑料的收缩，塑件包在型芯上留在动模一侧 ，其推出机构可采用推管推出或顶杆顶出。其中，推管推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，而由于锥齿轮的结构所限，采用顶杆顶出，其顶杆 无法放置。 从以上分析得出：该塑件采用推管推出机构。 并且从塑件图上可知，其脱模行程不大，所以采用长型芯的方式，即型芯紧固在模具底板上 。而推管壁厚与塑件的壁厚一样，由前面的可知其壁厚为 上。 推管的材料与推杆一样采用 45#钢，其滑动长度的淬火硬度为 50右，表面粗糙度达 具体结构及尺寸如附图所示。 位装置的选择 由于该模采用的 是 推管脱模，在将塑件顶出后，必须返回其原始位置，才能合模进行下一次的注塑成型。该模采用回程杆的方式来进行推管的回复。回程也是标准件。只需买来即能使用。 向装置的选择 由于塑件的要求不是很高，所以不需设置设置导向装置， 用回程杆来进行第 13 页 共 25 页 导向 既 可满足要求。 合导向机构的设计 对合导向机构的功能三保证动定模部分能够准确对合，使分别加工在动模和定模上的成型表面在模具闭合后形成形状和尺寸准确的腔体，从而保证塑件形状，壁厚和尺寸的准确，该模具采用导柱对合导向机构。导柱和型芯一起安装在动模一侧，这样在合模时可起保护作用 。 导柱，导套的结构形式的选择 ： 导柱 的结构形式采用阶梯形导柱，这样当导柱工作部分翘曲时，容易从模板中卸下更换，采用 4 根直径相同的导柱 不 对称的方式来进行布置。而导套则采用有肩导套。 导柱和导套 都 是 标准件，从外面买进就可直接使用。 浇口凝料的脱出 由前面可知该模具采用点浇口，为 了将浇注系统凝料取出，需要增加一个分型面。这种结构的浇注系统凝料一般是人 工取出的，因此模具结构简单，但是生产率低，劳动强度大，只用于小批量生产，为适应自动化的要求该模具采用侧凹拉断点浇口凝料的方法来取出浇注系统的凝料。其主要方法是在分流道尽头钻一斜孔 （侧凹 8） ，开模时由于斜孔内冷凝塑料的限制，浇注系统凝料在浇口处与塑件拉断，容后由于主流道冷料井的 拉料杆 (6)的作用，钩住浇注系统凝料脱离浇口套，当主流道 完全退出浇口套后，在限位拉杆的作用下，拉动定模板将浇注系统凝料从拉了杆中脱出。 他们的结构关如下图 5所示。 拉料杆采用带 10 的 圆形侧凹的拉料杆，并且为了便于凝料的脱出，其与冷料穴的结构如下图 4 所示： 第 14 页 共 25 页 图 4 浇注系统凝料的脱出 1 浇口套； 2 拉料杆； 3 上模座； 4 定模板； 5 动模板； 6 型芯； 7 推管； 8 侧凹 定排气系统的形式： 当塑料填充型腔时，必须排出浇注系统内的空气及塑料受热产生的气体，以保证塑件不会由于填充不足 而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺点；甚至气体受压力形成高温使塑料焦化。但是此制件比较小采用分型面间隙排气即可。 第 15 页 共 25 页 第 3 章 模具设计的有关计算 型零件的尺寸计算 该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查有关手册可知 故平均收缩率为 %/2=根据塑件尺寸工差要求，模具的制造公差取 = /4 芯主要工作尺寸的计算 根据塑件图可知型芯主要成型 2个轴孔 。其尺寸计算见表 3 表 3 型芯主要 工作尺寸的计算 已知条件：平均收缩率 = /4； 表 取 1；为塑件公差 类别 塑件尺寸(计算公式 型芯的工作尺寸（ 型芯的计算 )1( 0)1( 0 0 腔主要工作尺寸的计算 根据塑件图，型腔主要成型 锥齿轮的齿廓以及齿轮的高度 ，型腔不仅要考虑在直径方向上的收缩，还应考虑在切向方向上齿 厚上的收缩，但从上塑件图上可知该齿轮较小， 加工较困难， 所以可以不考虑齿厚上的收缩。 型腔的主要工作尺寸以齿顶圆锥为计算基准。其主要工作尺寸见下表 4： 表 4 型腔的主要工 作尺寸的计算 类别 塑件尺寸 (计算公式 型芯的工作尺寸（ 型腔的计算 0 0)1( 0 第 16 页 共 25 页 0)1( 23 腔侧壁厚度及底板厚度的计算 腔侧壁厚度的计算 该模具型腔为整体式的圆形型腔，根据整体式圆形型腔侧壁厚度计算公式 进行计算。 )12( =中：pp=300N/p 60考虑到该型腔为整体式，为了便于制造取型腔侧壁厚度为 15 腔底板厚度计算 根据整体式型腔地板厚度 计算 公式进行计算。 =虑模具的整体结构的协调取 ,H=32 第 17 页 共 25 页 第 4 章 模具加热与冷却系统的计算 注射模不仅是塑料熔体的成型设备，而且还是热交换器，模温 调节系统直接关系塑件的质量和生产效率，是注射模设计的核心内容之一。在注射成型过程中，塑料熔体所释放的热量约有 5% 30%由模具传导，对流和辐射的方式散发到大气中，热量大部分由冷却水带走，模具的冷却时间约占整个注射循环周期的 2/3。 由于聚碳酸酯的熔融粘度高，流动性差，所以需要较高的模温，若模温过低，则会影响塑料的流动性，产生较大的流动剪切力，使塑件的内应力较大，甚至会出现冷流 痕，银丝，注不满等缺陷。所以需要对模具进行加热。该模具采用加热 中插入电加热棒的加热方法进行对模具的加热。 热功 率的计算 根据电加热功率计算的经验公式： =25 =W） 式中： 估算得 G=； 表得 q=25(w/ ) 加热棒 根数的计算及在模具上的布置 考虑模板的尺寸 ， 在该 模具上布置 4根电加热棒，所以其功率的计算如下： 分= W） 所以选用 4 根 25 300加热棒。其位置见附图。 第 18 页 共 25 页 第 5 章 模具闭合高度的确定 本塑件采用点浇口注射成型，根据结构形式，选择 据前面的计算，模架的周边尺寸为 315315柱 : 320040 ) 套： 3232 位杆： 2020 在支撑与固定零件的设计中， 根据经验确定： 定模座板 ： 1H =40模 板： 2H =32模 板：3H=25 块 ： 4H =80模固定板：5H=20模座板：6H=25以模具的闭合高度： 654321 25 2520804032 第 19 页 共 25 页 第 6 章 注塑机有关参数校核 具安装部分的校核 该模具的 外形尺寸为 400355注射机模板最大安装尺寸为 598 520，故能满足模具安装要求。 由于 注射机所允许模具的最小厚度为65大厚度50以也满足模具安装要求 。 具开模行程的校核 经查资料注射机 =350足下式计算所需的出件要求： 05(21 所以， 注射机能满足使用要 求，故可以采用。 第 20 页 共 25 页 第 7 章 绘制模具总装图和非标准零件工作图 本模具的总装图见装配图所示。非标准件 图见零件图。 本模具的工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压、冷却后塑件成型。开模时动模部分随动模板一起运动渐渐将分型面打开，型芯随动模一起运动，塑件依附在型芯上。型芯随型芯固定板 5 运动一定距离后停止运动，此时推件板 20在注射机顶杆的 驱动下向前运动使塑件渐渐脱离型芯。合模时，随着分型面的逐渐闭 合 推动复位杆 恢复原位。 第 21 页 共 25 页 第 8 章 模具的安装与调试 具的安装 装配顺序如下： (1) 装配前按图检验主要工作零件及其他零件的尺寸。 (2) 镗导柱孔，将定模 板 7， 动模板 5， 定模座板 8 合在一起，使分模面紧密接触并夹紧。镗导柱孔，型孔，在空内压入工艺定位销后，加工侧面的垂直基准。 (3) 加工定模，用定模侧面的垂直基准确定定模 7 上型腔中心的实际位置，并 以此 作为加工基准， 对其进行电火花穿孔加工，将锥齿轮的四个型腔成型出来，然后加工出浇口套孔以及四个拉料杆孔 。 (4) 加工 动模 ，按定模实际加工中心位置在 动模板 5 上 加工出四个推管孔以及型腔 ， 然后加工出四个复位杆孔 。 (5) 压入导柱。在定模座 板 8， 定模板 7 以及动模 板 5 上分别压入导柱， 并检查其垂直度， 使导向可靠，滑动灵活。 (6) 装配型芯。 先 将 型芯固定板 2，动模板 5，推杆固定板 21 以及推板 22 合拢，把型芯 10 放入推 管 9 孔内， 然后把推管 9 放入动模板 5 的型控内， 用螺孔复印法和压
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