1_【毕业设计论文】带自动脱螺纹结构的注射模设计-正文【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 带自动脱螺纹结构注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本论文根据工程实际的需要完成化妆品盒盖的注射模具设计。在设计中采用 聚乙烯塑料注射而成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工艺性， 确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备， 确定了模具制作的总体方案， 分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些必要的尺 寸计算和强度的校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了分析设计， 完成了模具工程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计。 关键词 注射模 成型 工艺性 设计 本科毕业设计说明书（论文） 第 4 页 共 38 页 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 T i t l e D r e s s i n g C a s e T o p I n j e c t i o n M o l d i n g D e s i g n A b s t r a c t T h e p r e s e n t p a p e r a c t u a l n e e d s t o c o m p l e t e a c c o r d i n g t o t h e p r o j e c t a c c o m p l i s h t h e d r e s s i n g c a s e t o p i n j e c t i o n m o l d i n g d e s i g n . U s e s t h e p o l y e t h y l e n e p l a s t i c i n j e c t i o n i n t h e d e s i g n t o t a k e s h a p e , t h e f o r m a t i o n w a y i s a m o l d t w o c a v i t y , t h i s p a p e r c o n c r e t e s t u d y p r o d u c t s t e c h n o l o g y c a p a b i l i t y , h a d d e t e r m i n e d u s e s t h e f o r m a t i o n e q u i p m e n t w h i c h t h e p l a s t i c t h e t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r a n d u s e s , h a d d e t e r m i n e d t h e m o l d m a n u f a c t u r e s t h e o v e r a l l c o n c e p t , a n a l y z e d a n d h a s s o l v e d m o l d s g r o s s s t r u c t u r e a n d e a c h e f f e c t i v e r a n g e c o n c r e t e s t r u c t u r e , a n d h a s c a r r i e d o n s o m e e s s e n t i a l s i z e c o m p u t a t i o n a n d t h e i n t e n s i t y e x a m i n a t i o n . T h i s p a p e r a l s o h a l v e d t h e p r o f i l e , t h e g a t i n g s y s t e m a n d t h e m o l d e m p t i e r h a s c a r r i e d o n t h e a n a l y s i s d e s i g n , h a s c o m p l e t e d t h e m o l d e n g i n e e r i n g p l a t d e s i g n . K e y w o r d s I n j e c t s t h e m o l d F o r m a t i o n T e c h n o l o g y c a p a b i l i t y D e s i g n 本科毕业设计说明书（论文） 第 5 页 共 38 页 目 录 1 引言 1 1. 1 本研究领域的现状和国内外发展趋势 1 1. 2 本课题的研究内容. 要求. 目的及意义 3 2 设计部分 4 2. 1 塑件分析 4 2. 2 塑料材料的成型特性 4 2. 3 设备的选择 5 2. 4 浇注系统的设计 8 2. 5 成型零部件的设计和计算 1 1 2. 6 脱模机构的设计 16 2. 7 脱螺纹机构的设计 1 7 2. 8 合模导向装置的设计 25 2. 9 温度调节系统的设计和计算 26 2. 10 支承与连接零件的设计与选择28 3 设计说明与结论 3 0 4 结束语 3 1 致谢3 2 参考文献3 3 本科毕业设计说明书（论文） 第 6 页 共 38 页 1 引言 1.1 本研究领域的现状和国内外的发展趋势 1 . 1 . 1 概述 2 1世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化，智能化，柔性化和网络化，追求的 目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提 高模具制造业的应变能力，满足用户需求 3 。 1 . 1 . 2 国外的发展情况 国外的模具发展状况具体表现为以下七个特征 5 （1 ） 集成化技术 现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。 在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成，智能集成，串并行工作机 制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。 （2 ） 智能化技术 应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化，以及模具设备的智能化， 也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。 （3 ） 网络技术的应用 网络技术包括硬件与软件的集成实现。各种通讯协议及制造自动化协议，信息通讯 接口， 系统操作控制策略等， 是实现各种制造系统自动化的基础。 目前早通过了 I n t e r n e t 实现跨国界模具设计的成功例子。 （4 ） 多学科多功能综合产品设计技术 产品的开发设计不仅用到机械科学的理论与知识，还用到了电磁学，光学，控制理 论等，甚至要考虑到经济，心理，环境，卫生及社会等各方面的因素。产品的开发要进 行多目标全性能的优化设计，以追求模具产品动静态特性，效率，精度，使用寿命，可 靠性，制造成本与制造周期的最佳组合。 本科毕业设计说明书（论文） 第 7 页 共 38 页 （5 ） 虚拟现实与多媒体技术的应用 虚拟现实在 2 1世纪整个制造中都将有广泛的应用，可以用于培训，制造系统仿真， 实现基于制造仿真的设计与制造， 集成设计与制造， 实现集成人的设计等。 美国已于 1 9 9 9 年借助于 V R 技术成功地修复了哈博太空望远镜。多媒体技术采用多种介质来存储，表达 处理多种信息，融文字，语音，图象于一体，给人一种真实感。 （6 ） 反求技术的应用 在许多情况下，一些产品并非来自设计概念，而是起源于另外一些产品或实物，要 在只有产品原型或实物模型，而没有产品图样的条件下进行模具设计和制造以便制造出 产品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的 C A D几何模型的重新构 造。这种过程就是反求工程 R E 。建立了 C A D几何模型后，就可以依据这种数字化的几何 模型用于后续的许多操作 4 。 （7 ） 快速成形制造技术 快速成形制造技术 R P M基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复 杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅 速制造出原型供设计评估，装配校检，功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济 地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的 N C加工，因而 R P M 技术 在模具制造中发挥着重要的作用。 1 . 1 . 3 国内的发展情况6 目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅速发展，模具设计 制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在 品种少，精度低，制造周期长。寿命短，供不应求的状况。一些大型精密复杂的模具还 不能自行制造，需要每年花几百万，上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以 在我国大力发展模具行业势在必行。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模 具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的 C A D / C A M系统。但国内优秀的 C A D / C A M 系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力强 本科毕业设计说明书（论文） 第 8 页 共 38 页 大的结构有限元分所能力，强大的计算机辅助制造能力。产品数据管理能力等，但价格 昂贵，一般企业难以支持。 1 . 2 本课题的研究内容，要求，目的及意义 1 . 2 . 1 本课题的研究内容 做化妆品瓶盖的模具设计，使该化妆品的瓶盖注射模结构简单，型腔，型芯，齿轮 传动机构设计合理，并可自动脱模。并书写开题报告，和模具说明书。根据说明书画模 具 C A D 图。 1 . 2 . 2 本课题的研究要求 （1 ） 此塑件外表面不允许有印迹，并且要光滑。 （2 ） 要使注射模结构简单，并可自动脱模。 （3 ） 流道设计合理，可保证产品质量并且又节约生产原材料。 （4 ） 了解聚丙烯的性能，特性和设计时的要求。 1 . 2 . 3 本课题的研究目的 （1 ） 检验理论知识掌握情况，将理论与实践结合。 （2 ） 步掌握进行模具设计的方法，过程，为将来走向工作岗位进行科技开发工作和 撰写科研论文打下基础。 （3 ） 培养自己的动手能力，创新能力，计算机运用能力。 1 . 2 . 4 研究意义 （1 ） 对于模具的设计可以从选材到设计到成型有一个完整的了解和初步的掌握。以进 一步的熟练掌握 A u T o C A D 的运用。 （2 ） 锻炼自己的独立思考能力和创造能力，为更好更快的适应工作作备。 本科毕业设计说明书（论文） 第 9 页 共 38 页 设计部分 2 . 1 塑件分析 图 1 是我自行设计的一个瓶盖，从该塑件的外观可以看出为了要使此塑件的外观不 留下印迹，可以采用改良的边缘浇口。利用齿轮传动螺纹型芯的结构达到自动脱模。经 分析在塑件内的顶面设计一圈防转齿（见图 1） ，可较好地满足产品的生产要求。 图 1 塑件图 2 . 2 塑料材料的成型特性 表 聚丙烯的力学性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 屈服强度/MPa 37 7890 拉伸强度/MPa 7890 断裂伸长率/% 200 弯曲强度/MPa 67 132 弯曲弹性模量/GPa 1.45 4.5 简支梁冲击强度(无缺 口)/(kJ/m2 ) 78 51 简支梁冲击强度 (缺 口)/(kJ/m2 ) 3.54.8 14.1 布氏硬度 HBS 8.65 9.1 表 聚丙烯的热性能及电性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 本科毕业设计说明书（论文） 第 10 页 共 38 页 玻璃化温度/ - 18- 10 熔点(粘流温度)/ 170176 170180 热变形温度/ 45N/2 180/2 102115 5667 127 127 线膨胀系数/(10- /) 9.8 4.9 比热容/J/(K) 1930 热导率/W/(mK) 0.118 燃烧性/(/min) 慢 体积电阻/ 1016 击穿电压/(kV/) 30 表 聚丙烯的物理性能 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 密度/(g/3 ) 0.900.91 比体积/(2 /g) 1.101.11 吸水性/%(24 小时) 长时间 0.010.03 浸水 18d0.5 0.05 透明度或透光度 半透明 表 4 聚丙烯的工艺参数 材料性能 纯聚丙烯 玻纤增强聚丙烯 成型收缩率/% 1.03.0 0.40.8 拉伸模量 E/*103 MPa 1.61.7 3.16.2 泊松比 0.43 与刚的摩擦因数? 0.490.51 2 . 3 设备的选择 2 . 3 . 1 塑件的体积 根据塑件的体积可以得出大概的注射量，从而粗略的得出大概的注射量。 本课题的塑件体积为 () 21 222 hhRhrRV+= (2- 3a) ()()()() 3 222 05.17 07.1115 2 60 07.11 2 54 2 60 cm= += 又由于聚丙烯的密度= 0 . 9 g / 3 并且在注入模具时由于流动阻力增加，加大了沿螺杆逆流亮，再考虑安全系数，实 本科毕业设计说明书（论文） 第 11 页 共 38 页 际注射量 M 取为机器最大注射能力的 8 5 % 。 VmM%85%85= (2- 3b) g04.13 05.179 . 0%85 = = 假设采用的是 S Z - 6 0 / 4 5 0 卧式注塑机，理论注射量为 1 0 5 3 ；锁模力为 4 5 0 k N 。 根据锁模力确定型腔的数目 1 1 A A p F n = (2- 3c) 其中锁模力为 F ( N ) ；型腔压力为 p ( M P a ) ；塑件的投影面积为 A1( 2 ) ；浇注系统的 投影面积为 A2( 2 ) 已知锁模力为 4 5 0 k N ；型腔压力为 2 5 或 3 0 M P a 。 通过计算得 ()() 22 2 1 2 60 14. 3 2 60 =RA 22 28263014. 3mm= 假设浇注系统的投影面积和塑件投影面积相等即 21 AA = 则 ()28262826 30 10450 3 =n =4.34 根据最大注射量确定型腔数目 () 12 8 . 0mmmn= (2- 3d) 其中最大注射量为 m ( g ) ；单个塑件的质量为 m1( g ) ；浇注系统的质量为 m2( g ) 已知最大注射量为 1 0 53 ，假设浇注系统质量为 1 . 7 倍塑件质量。 单个塑件质量为： m1=0.917.05=15.345g 则 ()345.15345.157 . 19 . 01058 . 0=n =3.2 本科毕业设计说明书（论文） 第 12 页 共 38 页 现决定采用一模两腔，所以可以采用 SZ- 60/450 卧式注塑机。 理论注射量/3 105 螺杆（柱塞）直径/ 35 注射压力/MPa 125 注射速率/(g/s) 75 塑化能力/(g/s) 10 螺杆转速/(r/min) 14200 锁模力/kN 450 拉杆内间距/ 280*250 移模行程/ 220 最大模具厚度/ 300 最小模具厚度/ 100 锁模形式 双曲肘 定位孔直径/ 55 喷嘴球半径/ 20 2 . 3 . 2 锁模力的校核 锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注射机的锁模力必须大于由于高 压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积 与型腔压力的乘积。 即： 1000 A PF (2- 3e) 式中 F 锁模力，k N p 型腔压力，M P a A 塑件及流道系统在分型面上的投影面积，2 已知型腔压力为 2 5或 3 0 M P a ；浇注系统的投影面积为 1倍的塑件投影面积；塑件及 流道系统在分型面上的投影面积为 SRnA+= 2 (2- 3f) 式中 S 流道系统在分型面上的投影面积，2 n 模腔数 本科毕业设计说明书（论文） 第 13 页 共 38 页 则 A=4(60/2)2 +(60/2)2 =14130cm2 即 pA/1000=3014130/1000 =423.9kN450kN 所以锁模力符合要求 2 . 3 . 3 开模行程的校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压- 机械式锁 模机构注塑机，其最大开模行程由注塑机曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。 单分型面注射模，其开模行程按下式校核 + 21 HHS(510) (2- 3g) 式中 S 注塑机的最大开模行程( 移动模板台面行程) ， H1塑件脱出距离， H2包括流道凝料在内的塑件高度， 已知 H1= 1 3 ； H2= 5 0 所以 H1+H2+(510)=13+50+(510)73 又由于 S Z - 6 0 / 4 5 0 卧式注塑机的移模行程为 2 2 0 7 3 = =F 所以塑件对型芯的力大于凝料的扭转力，主流道的凝料能够旋转脱出螺纹，最后随 塑件脱出。 2 . 7 . 4 止转装置的设计 在塑件内的顶面设计一圈防转齿，使型芯和塑件之间没有转动，只是螺纹型环从塑 件上脱出。 2 . 7 . 5 驱动装置和传动装置的设计和计算 在本次设计中，我采用的靠开模力来带动齿条移动，然后带动锥齿轮尾端的齿轮转 动，从而带动锥齿轮传动，再由锥齿轮带动螺纹型环和圆头冷料穴转动，使得塑件和流 道凝料旋转脱出，再在顶杆的作用下脱落。 （1 ） 圆锥齿轮传动的校核 在本次设计中采用的直齿圆锥齿轮的大端模数为 3 . 5 ，压力角为 2 0 。 小齿轮的齿数为 2 0 采用 2 0 C r M n T i 渗碳淬火回火 H R C = 6 2 ； 大齿轮的齿数为 2 8 采用 2 0 C r渗碳淬火回火 H R C = 5 7 ； 根据 2得一对钢制直齿圆锥齿轮的齿面接触强度验算公式为 H= H ub KTu b + 1 3 1 2 5 . 0Re 335 (2- 7l) 式中 R e 为齿宽和齿宽系数之比，齿宽系数一般取 0 . 2 5 0 . 3 b 齿轮的齿宽， K 载荷系数 本科毕业设计说明书（论文） 第 26 页 共 38 页 u 齿数比，对于单级直齿圆锥齿轮传动，一般 u 为 1 3 H 许用接触应力，M P a H = H l i m/ SH= 1 4 4 0 / 1 . 1 = 1 3 0 9 M P a 其中 H l i m试验齿轮的接触疲劳极限，可由 得。 SH齿面接触疲劳安全系数，可由 得。 已知 T1= 2 0 8 2 . 5 52 72 = 1 . 1 2 41 0 5 N 齿轮按 8级精度得 K = 1 . 2 b1= 2 4 u = 2 8 / 2 0 = 1 . 4 b2= 2 6 R e = 9 6 H= 1 2 8 6 M P a 又因为 H = H l i m/ SH= 1 3 0 9 M P a 1 2 8 6 M P a 根据 得钢制齿轮传动的轮齿弯曲强度验算公式 MPa F Zbm F YKT F = 1 2 1 2 (2- 7i) 已知 T1= 1 . 1 2 41 0 5 N 齿轮按 8 级精度 K = 1 . 5 b = 2 4 z1= 2 0 z2= 2 8 m = 3 . 5 YF 1= 2 . 9 1 YF 2= 2 . 6 4 所以 F 1= 21 . 51 . 1 2 41 0 5 2 . 9 1 / ( 2 43 . 5 22 0 ) = 1 6 7 M P a F 2= 21 . 51 . 1 2 41 0 5 2 . 6 4 / ( 2 43 . 5 22 8 ) = 1 0 8 M P a F F F S lim = = 3 8 0 / 1 . 3 = 2 9 2 M P a 1 6 7 M P a F 2 = 3 6 0 / 1 . 3 = 2 7 7 M P a 1 0 8 M P a 由此得出轮齿弯曲强度满足。 （2 ） 齿圆柱齿轮的校核 本科毕业设计说明书（论文） 第 27 页 共 38 页 与型环相连的两小齿轮采用软齿面，齿轮为 4 0 C r表面淬火，齿面硬度 H R C 5 4 齿 数为 2 2 模数为 3 . 0 与两小齿轮啮合的大齿轮是非标齿轮，齿轮为 3 5 S i M n 表面淬火，齿面硬度 H R C 4 5 ， 齿数为 3 4 模数为 3 . 0 根据 2得钢制齿轮传动的齿面接触强度验算公式为 H uba KTu H + = 2 1 3 1 335 (2- 7g) 式中 u 大齿轮与小齿轮的齿数比 T1小齿轮上的转距，N K 载荷系数 b 齿宽， a 中心距， H 许用接触应力，M P a H=Hlim/SH (2- 7i) H l i m试验齿轮的接触疲劳极限，可由 2得。 SH齿面接触疲劳安全系数，可由 2得。 H = 1 1 3 0 / 1 . 1 = 1 0 2 7 M P a 已知 T1= 2 0 8 2 . 5 52 7 = 5 . 6 21 0 4 N 齿轮按 8级精度得 K = 1 . 5 b1= 3 . 01 0 = 3 0 a = 8 4 u = 3 4 / 2 2 = 1 . 5 4 5 b2= 5 2 H= 6 9 1 M P a 1 0 2 7 M P a 所以满足齿面接触强度 根据 2得钢制齿轮传动的轮齿弯曲强度验算公式 MPa F Zbm F YKT F = 1 2 1 2 (2- 7i) 已知 T1= 5 . 6 21 0 4 N 齿轮按 8 级精度 K = 1 . 5 b = 3 . 01 0 = 3 0 z1= 2 2 z2= 3 4 本科毕业设计说明书（论文） 第 28 页 共 38 页 m = 3 . 0 YF 1= 2 . 8 4 YF 2= 2 . 5 2 所以 F 1= 21 . 55 . 6 21 0 4 2 . 8 4 / ( 3 03 . 0 22 2 ) = 8 1 M P a 84.2 52.2 81 1 2 12 = F Y F Y FF = 7 2 M P a F Flin F S = 1 (2- 7j) = 3 2 0 / 1 . 3 = 2 4 6 M P a 8 1 M P a F 2 = 2 4 0 / 1 . 3 = 2 0 0 M P a 7 2 M P a 由此得出轮齿弯曲强度满足。 （3 ） 齿轮齿条的校核 塑件的型环高度为 1 5 ，螺距为 4 ，则齿轮( 1 , 2 ) 要旋转 1 5 / 4 = 3 . 7 5 圈才能脱出塑件， 根据传动比可以得出中间的大齿轮要旋转 3 . 7 52 2 / 3 4 = 2 . 4 3圈，同时可以得出经过直齿 圆锥齿轮后要 2 . 4 32 0 / 2 8 = 1 . 7 3 3 圈才可以脱出塑件。 在本次设计中，与齿条啮合的圆柱齿轮采用软齿面，齿轮为 2 0 C r渗碳淬火回火， H R C = 5 6 ， 齿数为 2 5 ， 模数为 3 . 0 ， 则 d为 7 5 ， 旋出塑件齿条经过的距离为 7 51 . 7 3 3 = 1 3 0 。可以把齿条看做是一个齿轮，周长为 1 3 0 ，则 D = 1 3 0 / = 4 1 . 4 ，所以齿条的齿数最 少为 4 1 . 4 / 3 = 1 4 。现在取齿条齿数为 2 0 ，齿条材料为 2 0 C r M n T i渗碳淬火回火，H R C = 6 2 。 齿轮齿条传动的齿面接触强度验算公式为 H uba KTu H + = 2 1 3 1 335 (2- 7g) 式中 u 大齿轮与小齿轮的齿数比 T1小齿轮上的转距，N 本科毕业设计说明书（论文） 第 29 页 共 38 页 K 载荷系数 b 齿宽， a 中心距， H 许用接触应力，M P a H=Hlim/SH (2- 7i) H l i m试验齿轮的接触疲劳极限，可由 得。 SH齿面接触疲劳安全系数，可由 得。 H = 1 3 4 0 / 1 . 1 = 1 2 1 8 M P a 已知 T1= 1 . 1 2 41 0 5 N 齿轮按 8 级精度得 K = 1 . 5 b = 3 . 01 0 = 3 0 a = 6 7 . 5 u = 2 5 / 2 0 = 1 . 2 5 H= 3 3 5 ( 2 . 2 5 ) 3 1 . 51 . 1 2 41 0 5 / ( 1 . 2 53 06 7 . 5 2 ) ? = 1 1 2 3 M P a 1 2 1 8 M P a 所以满足齿面接触强度 齿轮齿条传动的弯曲强度验算公式 MPa F Zbm F YKT F = 1 2 1 2 (2- 7i) 已知 T1= 1 . 1 2 41 0 5 N 齿轮按 8 级精度 K = 1 . 5 b = 3 . 01 0 = 3 0 z1= 2 0 z2= 2 5 m = 3 . 0 YF 1= 2 . 9 1 YF 2= 2 . 7 2 所以 F 1= 1 6 5 M P a 91 . 2 72 . 2 165 2 1 12 = F Y F Y FF = 1 5 4 M P a F1=Flim/SF (2- 7j) = 3 8 0 / 1 . 3 = 2 9 2 M P a 1 6 5 M P a 本科毕业设计说明书（论文） 第 30 页 共 38 页 F 2 = 3 6 0 / 1 . 3 = 2 7 7 M P a 1 5 4 M P a 由此得出轮齿弯曲强度满足。 2 . 8 合模导向机构的设计 2 . 8 . 1 顶出系统的导向 顶出装置在模具内往复运动，除滑动配合外，其余部分都处于浮动状态，顶出板和 顶出固定板的重量不应作用在推杆上，应由顶出系统的导向零件来支撑，在本次设计中， 我采用的是设支承柱外加导套，在本次设计中采用的形式，这样可以使支承柱兼起导柱 的作用。 图 7 支承柱 2 . 8 . 2 成型零件的导向及定位 模具在进行装配和调模试机时，保证动. 定模之间一定的方向和位置。导向零件要承 受一定的側向力，起导向和定向的作用。当模具牢靠装在注射机上后，模具在注射成型 过程中，如果模具上无精定位装置，动定模的正确定位由注射机的拉杆精度保证；如果 模具有精确定位装置，动定模的正确定位由模具的精定位装置保证。 因为此次设计的模具是小型模具，所以只用两个直径相同且对称分布的导柱。由于 动模采用推板顶出塑件，所以导柱常设在动模。各导柱导套及导向孔的轴线应保证平行， 否则将影响合模的准确性，甚至损坏导向零件。在合模时要使导向零件先接触，避免凸 模先进入型腔，导致成型零件损坏。所以导柱长度必须比凸模断面高出 6 8。导柱固 定部分按 H 7 / m 8过渡配合。导柱滑动部分按 H 8 / f 8间隙配合。导柱工作部分的表面粗糙 本科毕业设计说明书（论文） 第 31 页 共 38 页 度为 Ra0 . 4 m 。 图 8 为导柱导套的设计： 图 8 导柱导套 2 . 9 温度调节系统的设计和计算 2 . 9 . 1 冷却系统的设计 模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。所以模具上需要添加温度调节 系统以达到理想的温度要求。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却， 使熔融的塑料的热量尽快传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模。提高塑件 定型质量和生产效率。 因为水的热容量大，传热系数大，成本低，且低于室温的水容易取得，所以冷却水 普遍使用。用水冷却即在模具型腔周围或型腔内开设冷却水通道，利用循环水将热量带 走。 冷却装置的设计要考虑以下几点： （1 ） 保证塑件收缩均匀，维持模具热平衡。 （2 ） 冷却水孔的数量越多，孔径越大，对塑件冷却也就越均匀。 （3 ） 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔形状尽量吻合。 （4 ） 浇口出要加强冷却。一般熔融塑料填充型腔时，浇口附近温度最高，距浇口越远 温度越低。因此浇口附近应加强冷却，通冷却水，而在温度较低的外側只需通过经热交 本科毕业设计说明书（论文） 第 32 页 共 38 页 换后的温水即可。 （5 ） 降低入水与出水的温度。可通过改变冷却孔道排列的形式。 （6 ） 要结合塑料的特性和塑件的结构，合理考虑冷却水通道的排列形式。如塑件的收 缩率，壁厚等。 （7 ） 冷却水通道要避免接近塑件的熔接痕部位，冷却通道的密封性要好，冷却通道的 进口与出口接头尽量不要高出模具外表面。 在本次设计中我采用的是简单流道式，即通过在模具上直接打孔，并通以冷却水而 进行冷却，是最常见的一种形式。我采用的是通过软管在模外连接冷却水路。见图 9 ： 图 9 冷却方式 2 . 9 . 2 模具冷却时间的计算 塑件在模内的冷却时间通常是指塑料熔体从充满型腔时起到开模取出塑件时为止。 聚丙烯塑料制件的最大壁厚中心层达到凝固点时所需的冷却时间的经验公式： W T m T RQ 49 .223 490 2 66.65 + = (2- 9a) 式中 Tm塑料的初始成型温度，o C Tw模具温度，o C R 塑件的半径， 由 得聚丙烯的塑料温度 1 6 0 - 2 6 0 o C ，模具温度 4 0 - 6 0 o C 。 Q = 9 6 0 ( s ) 2 . 9 . 3 冷却参数的计算 本科毕业设计说明书（论文） 第 33 页 共 38 页 每秒钟注射次数为 N = 1 / t0 . 7 5 = 1 / 9 6 00 . 7 5 = 0 . 0 0 0 7 8 1 2 5 每秒钟注入塑料量 M = Nm = 0 . 0 0 0 7 8 1 2 55 6 = 0 . 0 4 3 7 5 ( g ) 单位时间内注入模具的塑料熔体的质量 G = 3 6 0 00 . 0 4 3 7 51 0 - 3 = 0 . 1 5 7 5 ( / h ) 塑料成型时在模具内释放的热焓量 i = 5 8 3 . 3 8 - 7 0 0 . 1 4 K J / 又因为 冷却水的比热容为 1 9 3 2 J / ( K ) ；密度为= 1 . 01 0 3 ( / m 2 ) ；t1- t2= 3 o C 所以模具冷却时所需冷却水的体积流量为 min 3 4 1094. 2 31000193260 1000 6501575. 0 21 60 m ttC i GV = = = (2- 9b) 取冷却水体积流量为 5 . 01 0 - 3 ( m 3 / m i n ) 得 D = 8 ，冷却水最低流速为 1 . 6 6 v / ( m / s ) 冷却水孔总传热面积为 24 1042 . 1 20403600 1000 6501575. 0 3600 mm T w T i GV = = = (2- 9c) 冷却水孔长 d A L = (2- 9d) = 1 4 2 0 0 / ( 3 . 1 48 ) = 5 6 5 . 3 m m 2 . 1 0 支承与连接零件的设计与选择 2 . 1 0 . 1 非标零件的设计 在本次设计中非标零件主要有定模固定板，动定模板，动模固定板，动模垫板，垫块， 本科毕业设计说明书（论文） 第 34 页 共 38 页 动模底板，顶杆固定板，顶出底板，导柱导套，复位杆，顶杆，支承柱等。 2 . 1 0 . 2 标准零件的选取 在本次设计中，采用的标准零件有螺钉.螺母.轴承和键 表 1 设计中所用螺钉 作用 名称 规格 数目 固定定位圈 开槽盘头螺钉 GB67- 85- 513 4 固定直齿圆柱小齿轮和型环 开槽沉头螺钉 GB67- 85 M2.524 12 连接模板 内六角圆柱头螺钉 GB70- 85- M16240 GB70- 85- M1625 8 8 固定顶出固定板和顶出底板 内六角圆柱头螺钉 GB70- 85- M622.5 6 固定支承柱 内六角圆柱头螺钉 GB70- 85- M1050 2 表 2 设计中所用螺母 作用 名称 规格 数目 紧固小锥齿轮 型六角薄螺母 GB6172- 86- M24 1 紧固与齿条啮合的齿轮 型六角薄螺母 GB6172- 86- M24 1 紧固大锥齿轮 型六角薄螺母 GB6172- 86- M16 1 固定齿轮轴 1 上套筒 型六角薄螺母 GB6172- 86- M20 2 表 3 设计中所用键 作用 名称 规格 数目 固定直齿圆柱大齿轮 圆头普通平键 键 850 GB1096- 79 1 固定直齿圆锥小齿轮 圆头普通平键 键 836 GB1096- 79 1 固定直齿圆锥大齿轮 圆头普通平键 键 526 GB1096- 79 1 固定与齿条啮合直齿圆柱小齿轮 圆头普通平键 键 822 GB1096- 79 1 在此次设计中用到的滚动轴承 6 0 0 5 G B / T 2 7 6 - 9 4 , 数目为 2 。 本科毕业设计说明书（论文） 第 35 页 共 38 页 3 设计说明与结论 本次设计的注射模具一般用来生产塑件的外表面不允许留下印痕的瓶盖，该设计的模 具结构简单，当开模到塑件脱出型腔时，齿条带动与之相啮合的直齿圆柱齿轮转动，齿 轮再带动一对锥齿轮转动，从而使与与直齿圆柱小齿轮相连的螺纹型环旋出螺纹型芯， 塑件的螺纹部分脱出，最后用顶杆把塑件从成型内止转齿的螺纹型芯上顶离，达到自动 脱模。 本次设计采用了边缘浇口，使得塑件的表面光滑平整，并且简化了模具，型芯. 型腔 和齿轮传动机构设计合理，可自动脱模。 本科毕业设计说明书（论文） 第 36 页 共 38 页 结束语 通过本次毕业设计，对我在大学阶段所学习的模具设计方面的知识做了一个很好的 总结和巩固，也对平时所学习的比较零散的知识做到了系统化的运用。也发现了自己在 学科内的某些方面知识的欠缺，做到了很好的复