《锥齿轮说明书》word版.doc

前 言目前，我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具基础理论及成形工艺，模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与发达国家相比差距还很大。随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种，少批量，复杂，大型精密，更新换代速度快特点。模具的发展正向高效，精密，长寿命，大型化发展。模具设计与制造技术由手工设备依靠人工经验和常规机械加工。技术向以计算机辅助设计（CAD）数控切削加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CADCAM）技术转变。模具生产的制件，所表现出来的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗是其他加工制造方面所不能比拟的。但是只有当制件生产批量大的情况下，模具成形加工的优点才能充分起先出来。从而好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛的应用，在现代化工业生产中占有十分重要的地位是国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。塑料工业是世界上增长最快的工业之一。随着塑料的数量增多，新的工程塑料不断增加。塑料成型设备、成型工艺技术和 模具技术水平的发展，为塑料的应用开拓了更为广泛的领域。目前，塑料 以深入到国民经济的各个部门中，特别是在办公机器、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、航空、交通、通信、轻工、建材业产品、日用品以及家用电器行业中的 零件塑料化的趋势不断加强，并且陆续出现全塑产品。第一章 绪 论第一节 塑料组成及分类一 、塑料组成塑料是以合成树脂为主要成分再加入改善其性能的各种添加剂制成的。在塑料中树脂起着决定性作用。二 、塑料分类1根据塑料中树脂分子结构和热性能分为热塑性塑料和热固性塑料2根据塑料性能何用途分类通用塑料、工程塑料、增强塑料、特殊塑料。第二节 塑料工艺性能一 热塑性塑料工艺性能1、收缩性1）塑件成形收缩值可用收缩率表示收缩率由于成形模具与塑料的线性膨胀系数不同，可分为实际收缩率和计算收缩率，其计算公式为公式（17）即 2)影响塑件收缩率的因素(1)塑料品种(2)塑件结构(3)模具结构(4)成形工艺2、流动性1)在成形过程中，塑料熔体在一定的温度、压力下填充模具型腔的能力。流动性大小与塑料分子结构有关。2）热塑性塑料的流动性分为三类（1）流动性好的（2）流动性中等的（3） 流动性差的3）影响塑料流动性的因素（1）温度（2）压力（3）磨具结构 3、相容性相容性是指两种或两种以上不同品种的塑料，在熔融状态下不产生分离现象的能力。4、吸湿性吸湿性是指塑料对水的亲疏程度。据此塑料可大致分两类：一类是具有吸湿性或粘附水分倾向的塑料;另一类及不吸湿也不易粘附水的塑料。5、热敏性塑料热敏性塑料是指某些热稳定性差的塑料，在料温高和受热时间长的情况下就会产生降解、分解、变色的特性，热敏很强的塑料。二 热固性塑料工艺性能1 、收缩性1）产生收缩性的主要原因（1）热收缩（2）结构变化引起的收缩（3）弹性恢复（4）塑性变形2）降低塑件收缩的方法凡是有利于提高成形压力，增大塑料冲模流动性，使塑件密实的模具结构，均能减少塑件的收缩率。2 、流动性1）热塑性塑料通常以拉西格流动性来表示流动性。2)每一种塑料的流动性可分为三个不同等级：（1）拉西格流动值为100131mm，用于压制无嵌件、形状简单、厚度一般的塑件；（2）拉西格流动值为131150mm，用于压制中等程度复杂的塑件；（2）拉西格流动值为150180mm，用于压制结构复杂、型腔很深、嵌件较多的薄壁塑件或用于压铸成形。3、 比体积与比压缩率比体积是单位质量的松散所料所占的体积；压缩率为塑件与塑件两者体积或比体积之比值，其值恒大于1.4、 水分会挥发物含量1）热固性塑料水分和挥发物来自两方面：（1）塑料生产过程遗留下来及成形前在运输罐、储存时吸收的；（2）成型过程中化学反的副产物。2）成形时塑料中的水分和挥发物过的处理不及时，则会产生如下问题：（1）流动性大、易产生益料；（2）成形周期大；(3) 收缩率大；（4）塑件易产生气泡、组织疏松、翘曲变形、波纹等缺陷。5）固化特性固化特性是热固性塑料特有的性能，是指热固性塑料成形时完成交联反应的过程。第二章 塑件工艺性分析第一节 明确制品设计要求 该产品为锥齿轮，如图所示：(图1) 塑件 产品名称：锥齿轮注射模 产品材料：PC 产品数量：大批量 塑件尺寸：如上图1所示其主要用于收音机、手表等小型电子设备中来进行相交两轴运动和动力的传递。 该产品的材料为聚碳酸酯，故模具需要加热，采用加热棒进行加热。其加工精度要求较高，表面粗糙度不作要求。第二节 明确制品的生产批量 该锥齿轮大批量生产，故设计模具时要保证较高的注塑效率，因此对模具的推出机构、塑件和流道凝料的自动脱模进出严格要求。该塑件较小，为提高生产效率，所以该模具采用一模四腔式结构，浇口形式采用点浇口。第三节 塑件原材料分析一、塑件材料的成形性能分析该塑件为小型锥齿轮，材料为聚碳酸酯注射而成。聚碳酸酯是分子主链中含有O-R-O-CO链节的热塑性树脂，按分子结构中所带酯基不同可分为脂肪族、脂环族、脂肪一芳香族型，其中具有实用价值的是芳香族聚碳酸酯，并以双酚A型聚碳酸酯为最重要，分子量通常为3-10万。 聚碳酸酯，英文名Polycarbonate,简称PC。PC是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高；蠕变性小，尺寸稳定；具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在-60120下长期使用；无明显熔点，在220-230呈熔融状态；由于分子链刚性大，树脂熔体粘度大；吸水率小，收缩率小，尺寸精度高，尺寸稳定性好，薄膜透气性小；属自熄性材料；对光稳定，但不耐紫外光，耐候性好；耐油、耐酸、不耐强碱、氧化性酸及胺、酮类，溶于氯化烃类和芳香族溶剂，长期在水中易引起水解和开裂，缺点是因抗疲劳强度差，容易产生应力开裂，抗溶剂性差，耐磨性欠佳。 二、PC成形特点虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，会出现银丝、气泡及强度下降现象，所以加工前必须干燥处理，而且最好采用真空干燥法；熔融温度高，熔体黏度大，流动性差，所以成形时要求较高的温度和压力；熔体黏度对温度十分敏感，一般用提高温度的方法画增加熔融塑料的流动性。三、PC主要用途PC可注塑、挤出、模压、吹塑、热成型、印刷、粘接、涂覆和机加工，最重要的加工方法是注塑。成型之前必须预干燥，水分含量应低于0.02%，微量水份在高温下加工会使制品产生白浊色泽，银丝和气泡，PC在室温下具有相当大的强迫高弹形变能力。冲击韧性高，因此可进行冷压，冷拉，冷辊压等冷成型加工。PC的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。四、PC的成形工艺参数 查模具设计与制造实训附录2、附表21中得到PC的成形工艺参数：密度 1.02g1.05g/cm ； 收缩率 0.5%0.8%；料筒温度 料筒一区240270、二区260290、三区240280；喷嘴温度 230250；模具温度 90110；注射压力 80MPa130Mpa;保压压力 40MPa60Mpa;成形时间 注射时间1s5s、保压时间20s80s、冷却时间20s50s;五、估算制品的体积和质量 该产品材料为聚碳酸酯，查模具设计与制造实训附录2的附表21可知其密度为1.02g1.05g/cm，脆化温度为100，长期工作温度达200，成形收缩率恒定为0.5%0.8%，注射P80Mpa130Mpa，保压压力为40MPa60Mpa，注射时间t=1s5s,保压时间为20s80s，周期为40s120s。故计算如下：V塑件=2.986cm3m塑件=v=(1.021.05)g/ cm32.786 cm3=(2.842.93)g3gV浇口套=14.1999934 cm3=14.2 m314 cm3m浇口套=V=14.2(1.021.05)g15g所以 V总=2.786 cm3+14.2 cm3=16.986 cm317 cm3 M总=3g+14.5g=17.518g第三章 注塑机的选用第一节 注塑机的选用 根据计算出的塑件体积或质量大致确定模具的结构,初步确定注塑机型号,方法如下:在选用注塑机时,根据产品所需的实际注塑机的注塑量,并考虑一模型腔数量,再留有一定裕量去选定注塑机的注塑量(注塑机标牌注明的注塑量).通常根据下式选取:M机M实际/0.8或V机=V实际/0.8式中M机-注塑机最大理论注塑量,g; V机-理论注塑容量, cm3; M实际-一副模具成形产品所需实际注塑量, cm3; V实际-一副模具成形产品所需实际注塑容量, cm3;即 M机M实际/0.8=18/0.8=22.5g V机= V实际/0.8=17/0.8=21.25 cm3根据塑料制品的体积和质量查模具设计与制造实训附录5的附表5-3选定注射机型号为JPH500-A.第二节 注塑机的相关参数 理论注塑容积 1960 cm3; 理论注塑质量 1750g; 注塑压力 186Mpa; 注塑速率 460g/s; 锁模力 5000KN; 模具厚度 235mm; 模板行程 1250mm; 最大开模行程 1650 mm; 最小模厚 400 mm; 喷嘴伸出量 40 mm; 喷嘴球半径 SR15 mm;喷嘴孔直径 3 mm; 顶出行程 200 mm; 拉杆间距 820760 mm; 第四章 模具设计的有关计算第一节 凹模的工作尺寸计算 凹模是成形塑件外形的模具零件,其工作尺寸属包容尺寸,在使用过程中凹模的磨损会使包容尺寸逐渐增大.所以,为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的要求,在设计模具时,包容尺寸尽量取下限尺寸,尺寸公差取上偏差.(1)凹模的径向尺寸确定 凹模的径向尺寸由塑料模具设计与制造表3-11中的公式(3-17)得: (LM)+z0= （1+S)Lsx +z0式中 S-塑料的平均收缩率; Ls-塑件的外观最大尺寸; x-系数;尺寸大,精度低的塑件, x=0.5;尺寸小,精度高的塑件, x=0.75; -塑件尺寸的公差;S=(Smax-Smin)2100% =(0.008-0.005)2100%=0.15%Ls1=21.870-0.22x=0.75 1=0.28z=0.28(1/31/4)=(0.0930.07)则 (LM) +z0= （1+S)Lsx +z0 =(1+0.015)21.87-0.750.28+0.090 =21.69+0.090为了保证塑件尺寸在规定的公差范围愉,对成形尺寸需进行校核.径向尺寸: 由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-19)公式其中 c=1/6 (Smax-Smin)Ls(或ls)+ z+c故 (0.008-0.005)21.87+(0.0970.07)+1/60.28=0.139610.28所以凹模径向尺寸确定合理.型腔深度尺寸计算由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-23)可知: CMz/2=(1+S)CSz/2式中Cs-塑件的内形深度的最小尺寸,其余各符号的意义同上.其中 S=0.15% Cs=230.14 z=(1/31/4)=(1/31/4)0.28=0.09则 CMz/2=(1+S)CSz/2 =(1+0.05%)230.09/2=23.030.045中心距尺寸校核如下:由由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-24)可知: (Smax-Smin)Cs(0.008-0.005)23=0.0690.28故型腔深度尺寸计算合理.对14.5+0.240凹模深度方向的尺寸确定由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-20)可知:(HM) +z0=(1-S)Hs-x +z0式中 Hs-塑件的高度最大尺寸; x的取值范围为1/21/3之间,当尺寸大,精度要求低的塑件取小值,反之,取大值.其余各符号的意义同上.其中 S=0.15% Hs=14.74 x=1/2 =0.24 z=(1/31/4)=(1/31/4)0.24=0.08则 (HM) +z0=(1-S)Hs-x +z0 =(1-0.15%)14.74-1/20.240.080 =14.600.080故14.5+0.240凹模深度方向的尺寸计算合理.由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-22)可知:(Smax-Smin)Hs(或hs)+ z+c其中c=1/60.24=0.04即 (0.008-0.005)14.74+0.08+0.04=0.120.24故14.5+0.240凹模深度方向的尺寸校核合理.第二节 凸模的工作尺寸计算 凸模是成形塑件的模具零件,其工作尺寸属被包容尺寸,在使用过程中凸模的磨损会使被包容面尺寸逐渐减小.所以,为了使模具磨损后留有修模的余地并满足装配的需要,在设计模具时,被包容尺寸尽量取上限尺寸,尺寸公差取下偏差.径向尺寸确定由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-18)可知:(lm)-z0= （1+S)lsx -z0式中 lm-塑件的内形最小尺寸,其余符号的意义同上.其中 z1=(1/31/4)=(1/31/4)0.3=0.1 z2=(1/31/4)=(1/31/4)0.36=0.12 1=0.3 2=0.36 S=0.15% x=0.75则 (lm)-z0=(1+S)lsx -z0 =(1+0.15%)6+0.750.36-0.120 =8.282-0.120为了保证塑件实际尺寸在珍宝的公差范围内,对成形尺寸需进行校核, 由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-19)可知: (Smax-Smin)ls+ z+c其中 c1=1/61=1/60.3=0.05 c2=1/62=1/60.36=0.06即 (Smax-Smin)ls1+ z1+c1 (0.008-0.005)0.6+0.1+0.05=0.1680.3 (Smax-Smin)ls2+ z2+c2 (0.008-0.005)8+0.12+0.06=0.2040.36故凸模径向尺寸计算合理.高度尺寸的确定 由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-21)可知:(hM) -z0=(1+S)hs-(1/21/3) -z0式中 hs-塑件的内形深度的最小尺寸,其余各符号的意义同上.其中 z3=(1/31/4)=0.25(1/31/4)=0.08 3=0.25 S=0.5% x=0.75即 (hM) -z0=(1+S)hs-(1/21/3) -z0 =(1+0.5%)2+(1/21/3)0.25-0.080 =2.128-0.080为了保证塑件实际尺寸在规定的公差范围内,对成形深度、高度尺寸需进行校核.由塑料模具设计与制造表3-11中的(3-22)可知:(Smax-Smin)hs3+ z3+c33(0.008-0.005)2+0.08+0.042=0.130.25故高度尺寸计算合理.第三节 型腔壁厚、支承厚度的确定 型腔壁厚、支承板厚度的确定从理论上讲是通过力学的刚度及强度公式进行计算.刚度不足产生过大的弹性变形并产生溢料间隙,强度不足会导致型腔产生塑件变形甚至破裂. 由于注塑成形受温度、压力、塑料特性及塑件复杂程度等因素的影响,所以理论计算并不能完全真实的反映结果.通常在模具设计中,型腔壁厚及支承板厚度不通过计算确定,而是凭经验确定.该制品为锥齿轮,该型腔壁厚35mm,支承板厚度40mm.第四节 模具加热、冷却系统的确定 对于大多数热塑性塑料,模具上不需设置加热装置.为了缩短成形周期,需要对模具进行冷却,常用水对模具进行冷却,即在注塑完成后通过循环冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔内,以便迅速使模具冷却.设计水道时通常应注意以下原则:(1)冷却水孔数量应尽可能的多,孔径尽可能的大.冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却通道直径的1-2倍(通常为12-15mm),冷却通道之间的中心距约为水孔直径的3-5倍,通道直径一般在8mm以上.(2)浇口处要加强冷却.(3)冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位,以防漏水.(4)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处.(5)进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧,通常应设在闻塑机的背面.综上所述,该模具的冷却水道应设在定模座板与凹模固定板等距离钻也的形式,接近流道与塑件处,冷却水道的直径为20mm.如图2所示: 图2第五章 模具结构设计注射模结构设计主要包括：成形部分、浇注系统、导向部分、推出机构、调温系统、排气系统、支承零部件、侧向分型与抽芯机构。注射模具结构设计步骤为1. 分型面选择、2. 模具型腔数目的确定及布置、3. 浇注系统得确定、4. 模具工作（成形）零部件结构、5.侧抽芯机构的设计、.6. 模具结构形式的设计、7. 模具导向机构的设计、8.加热冷却系统的设计。第一节 产品成形分型面的选择分型面是模具动模和定模的结合处,在塑件的最大外形处,是为塑件和凝料取出而设计的.分型面的选择应遵循以下原理:(1)分型面应取在塑件尺寸最大处,以便产品顺利脱模.(2)分型面应使塑件留在动模部分,即凸模(型芯)设置在动模部分,因为动模部分易设置顶出机构.(3)分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求.(4) 分型面的选择应有利于成形零件的加工制造.(5)塑件有侧凸或侧孔时,侧向滑块型芯宜放在动模一侧,这样模具结构简单.注塑模有的只有一个分型面,有的有多个分型面,而分型面有平面、曲面和斜面.该制品为锥齿轮,定距拉杆应先从浇口套中拉出主流道凝料,其为-分型面;再由推板推出推管制品从型芯处脱落,其为-分型面.根据对锥齿轮成型工艺性分析可知应采自动脱落的点浇口,所以采用,平面形式的分型面.如图3所示:图3图(a)在分型时有包紧力,所在塑件会留在型芯上(动模一侧),模具结构简单;图(b)在分型时塑件只能留在定模一侧,要使塑件从型芯上脱离,必须在定模一侧安装动力系统,这样会使模具结构复杂,成本低,降低生产效率.故分型面选择(a)图所示.第二节 模具型腔的排列1、型腔数目的确定 一次注射只能生产一件产品的模具称为单型腔注射模.如果一副一模具一次性注射生产两件或两件以上的塑料产品,则这样的模具称为多型腔注塑模.单型腔、多型腔的优缺点及适用范围类型优点缺点适用范围单型腔模具塑件的精度;工艺参数易于控制,模具结构简单,模具制造成本低,周期短.塑料成形的生产率低,塑件的成本高.塑件较大,精度要求较高或者小批量生产.多型腔模具塑料成形的生产率高,塑件的成本低.塑件的精度低;工艺参数不易控制;模具结构复杂;模具制造成本高,周期长.大秕量生产,长期生产的小型塑件. 锥齿轮属小型塑件且大批量生产,故采用多型腔模具;根据锥齿轮的表面质量要求低,且大量生产,故采用一模四腔模具,以便提高生产效率.2、型腔的分布 对于多型腔模具,由于型腔的排布与浇注系统密切相关,所以在模具设计时应综合考虑.型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等分得所需的足够压力,以保证塑料熔体能同时均匀充满每一个型腔,从而使各个型腔的塑件内在质量均稳定.综上考虑,采用平衡式排布,如图4所示：图4第三节 浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注射机到型腔之间的进料通道。普通浇注系统由主流道，分流道，浇口和冷料穴组成。设计原则：适用塑料的成型工艺特性。利于型腔内气体的排出。尽量减少塑料熔体的热量及压力损失。避免熔融塑料直冲细小型芯或嵌件。便于修整和不用像塑件的外观质量。防止塑件翘曲变形。便于减少塑料耗量和减少模具尺寸。流动距离比的校核。1、主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道.主流道是熔体最先流经模具的部分,它的形状尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响.因此,必须使熔体的温度降和压力损失最小.根据模具设计与制造实训查附录5的附表5,JP500-A注塑机的有关参数如下:喷嘴球半径半径/mm:SR10喷嘴孔直径/mm:3mm在卧式或立式注射机上使用的模具中,主流垂直于分型面.由于主流道要与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触,所以只有在小批量生产时,主流道才在注射模上直接加工.即该锥齿轮主流道通常设计成可拆卸,可更换的主流道浇口套.为了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出,主流道设计成圆锥形,其锥角为2 6，小端直径d比注射机喷嘴直径大0.51mm.由于小端的前面是球面,其深度h=3mm5mm.注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触资助贴合,因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大1mm2mm,即R=10+(12)mm=mm.流道的表面粗糙度Ra为0.8m.2、分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道.分流道的作用是改变熔体流向,使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔.该锥齿轮的材料PC具有热敏性,故流道 应尽量的短,以湖海流动过程中的热量损失来提高熔体的流动性,降低耗能带来的模具成本.如图5所示: 图5分流道开设在定模一侧,其截面形状应尽量使其比一表面积小.根据一模四腔结构,故分流道为四次分流道.由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却,只有内部的熔体流动状态比较理想,因此分流道表面粗糙度值不能太小,一般Ra值为0.16m左右,这可增加对外层塑料熔体的流动阻力,使外层塑料冷却皮层固定,形成绝热层.与型腔分布相同均采用平衡式排布. 3、浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。根据塑件的成型要求和型腔的排列方式，选用侧浇口。侧浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量。同时去除浇口容易，不留明显痕迹存在。而该塑件为锥齿轮小型塑件,其材料PC具有热敏性,因此采用点浇口,使其流动性阻力小,流动路程短,有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点,且塑料和浇注系统在分型面上.此外,接近中心部有通孔将内浇口设在该孔处,这样克服了易产生的缩孔、变形等缺陷.浇口设在上表面,为非工作面,故采用直接式点浇口.点浇口直径d=7mm, =6 35.如图6所示浇口示意图: 图64、浇口套的设计主流道浇口套一般采用碳素工具钢如T8A、T10A等材料制造,热处理淬火硬度为5357HRC.该模具采用浇口套与定位圈设计成整体形式,用螺钉固定于定模座上,一般只用于小型注塑模.浇口套与模板的配合采用H7/m6的过渡配合.浇口套与定位圈采用H9/f9R配合.定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内用于模具与注射机的安装位置.定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下.浇口套如图7所示: 图75、冷料井与拉料杆的设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上,或处于分流末端.其作用是搜集流道前锋的“冷料”,防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量,开模时以能将主流道的涨料拉出.冷料井的无师自通家宜大于主流道大端,长度约为主流道大端直径.该塑件的分流道直接与型腔连接,故冷料井设分流道的末端即可.主流道末端的冷料穴还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能.在模具分型时,注射凝料从定模浇口套中被拉出,最后推出机构开始工作,将塑件和浇注系统凝料一起推出模外.主流道拉料杆有两种基本形式.一种是适于推杆起模的拉料杆,其固定在推杆固定板上.另一种拉料杆是仅适于推件板脱模的拉料杆,其典型的形式是球形头拉料杆,固定在动模板上.该制品是靠塑料的收缩包紧力使主流道凝料包紧在中间拉料杆(带有分流锥的型芯)上以及靠环行浇口与塑件的连接底墒将主流道凝料拉出浇口套,然后靠推件板将塑件和主流道凝料一起推出模外,主流道凝料能在推出时自动脱落.拉料杆如图8所示: 图8第六章、模具成形零件的设计第一节 型腔的结构设计型腔按结构不同可分为整体式型腔结构和组合式型腔结构。整体式型腔整体式型腔结构是整块金属加工而制成的，其特点是牢固，不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但是由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于结构简单的中小型模具上。组合式型腔组合式型腔结构是指由两个以上的零部件组合而成的。按组合方式不同，组合式型腔可分为整体嵌入式，局部镶嵌式，侧壁镶嵌式，和四壁拼合式等形式。根据塑件型腔结构综合分析，采用整体嵌入式型腔。它主要用于成形小型塑件，而且是多型腔的模具，各单个型腔采用机加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压入模板中。这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各个型腔的形状尺寸一致。 型腔零件是成形塑件外表面的主要零件,属于包容面.为了节约成本,通常将稍大于塑件外形的较好的材料制成凹模,再将此凹模嵌入模板中.按结构不同可为整体式和镶拼式型腔结构.根据该塑件的外形结构采用整体式型腔结构.该结构特点是牢固,不易变形,不会使塑件产生接线痕迹.该塑件为小型锥齿轮,故适用于开关简单的小型模具上.该塑件是采用四型腔形式,采用机加工和电加工方法制造.这样加工效率高,拆装方便,保证凹模的使用寿命,以不浪费昂贵的材料,并且凹模损坏后维修. 如图所示型腔:图9第二节 型芯的结构设计型芯零件是成形塑件内表面的,主要有主型苡、小型芯等,它属于被包容面.按结构主型芯可分为整体式和组合式两种,而根据该塑件的内部结构,考虑到加工的方便,采用镶拼组合式结构,它是将型芯单独加工后,再镶入模板中,型芯用台肩和模板连接,再用螺钉、垫板并保证推管与型芯的同轴度,防止塑件产生飞边. 该锥齿轮的型芯是成形8、6的孔,故型芯设计为成形杆形式,其上套有推管.在二次分型时推板推动推管,使塑件从型芯上自动脱落.型芯如图所示: 图10第三节 强度和刚度校核型腔在成形过程中受到塑料熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度。型腔应以满足刚度条件为准（既型腔的弹性变形不超过允许变形量max)。要防止溢料查各种常用塑料的最大不溢料间隙值表；查表315，PC允许的间隙值为0.05。保证塑件尺寸精度查表316保证塑件尺寸精度值个尺寸精度均能满足。塑件顺利脱模如果凹模的刚度不足，在熔体高压下会产生过大的弹性变形。当变形量超过塑件的收缩率时，塑件被紧紧包住而难以脱模，强制脱模易使塑件划伤或破裂，因此型腔的允许弹性变形量应小于塑件壁厚的收缩值。 第七章、推出机构的设计在注射成形的每个周期中,将塑料制品及浇注系统凝料从模具中脱出的机构称为推出机构.推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞杆完成.推出机构一般由推出、复位和导向零件组成.由于塑件结构简单,用一次推出机构,即推管推出塑件.浇注系统凝料用弹簧推动推块,使推块从流道板和型腔中推出浇注系统凝料使塑件留在动模一侧.然后,推板带动推管推落制品.合模时,复位杆带动推管复位第一节 推出机构的结构设计要求 推出机构的结构设计要求必须满足以下几点：1塑件流在动模。2塑件在推出过程中不变形，不损坏。3不损坏的塑件外观质量。4合模时应使推出机构正确复位。5推出机构的动作可靠。 6要求推出机构本身要求有足够的强度和刚度。第二节 方案设计其推出机构设计有以下几种方案：1、推杆的推出机构。 推杆的推出机构结构简单,推出时阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，所以应用较为广泛。推杆的推出面积一般比较小，易引起较大的局部应力顶穿塑料而使塑件变形。 2、推管推出机构 推管推出机构是一种空心推杆，用于推出圆筒形，环行塑件或带有空的塑件的一种特殊结构形式。由于推管是一种空心推杆。故整个周边接触塑件，推出素件的力量均匀，塑件不易变形。 由于该塑件是带孔的锥齿轮,所以选用推管推出.且推管是一种空心推杆,其内部安装有型芯,整个周边接触塑件,推出塑件的力量均匀,塑件不易变形,也不会留下明显的推出痕迹. 配合说明:推管的内径与型芯采用H8/f7的间隙配合;外径与模板上的也相配合,选用H8/f8的间隙配合. 推管材料选用碳素工具钢T10A,热处理硬度为5560HRC.工作端面配合部分的粗糙度值Ra值为0.8m. 推管采用台户固定式,外径为d的推管,推板固定板上的孔应为d+1,推管见台肩孔为d+6.根据塑件的尺寸要求:堆管外径d=14,推管台肩为d+6=20,推板固定板上的孔为d+1=15.推管示意图11所示:图113、复位部分推出机构在开模推出塑件后,为下次的注射成形准备,还必须使推出机构复位,以便恢复完整的型腔.该模具杆的头部设计在支承板与凹模固定的-分型成上,合模时, 凹模固定板一接触复位杆,就将推杆及顶出装置恢复到原来的位置.在该模具中复位杆截面呈圆形,共有四根,对称设置在推管固定板的四周,以便推出机构在合模时能平稳复位.复位杆如图12所示:图124、导向部分合模导向机构是保证动，定模或上下模合模时的定位和导向的零件，导向机构的作用有以下三点：定位装置；模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的尺寸精度，导向机构在模具的安装过程中起到定位作用便于模具的安装和调试。导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动，定模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成形零件的损坏。承受一定的侧向压力；塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力，以保证模具的正常工作。模具需要两套导向机构，一套是为动定模开模与合模提供导向，另一套是为推出机构提供准确的推出动作导向。由于模具有侧抽芯机构，为保证模具的使用周期，所以采有两套导向机构。导向装置分布在模具的四角。5、推件板的推出机构 推件板推出机构适用于壳形塑件，薄壁容器以及表面不允许有推出痕迹的塑件制品。推件板推出机构又成顶板推出机构，它由一块与型心按一定配合精度相配合的模板和推杆所组成。 推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，且推出力大。但是对于截面为非圆的塑件，其配合部分加工比较困难。6、多元推出机构 多元推出机构主要适用于一些深腔壳体，薄壁，有局部管形。凸台或金属嵌件等复杂的塑料。如果采用单一的推出机构，不能保证塑件的质量，这时就要采用两种或两种以上的多元推出机构。方案三 推件板推出机构，由于其结构相对简单，并能达到塑件的表面光滑，对于模具一模两腔，只需一块推件板就可以，简化了模具设计制造难度。综合分析，选择方案三，容易制造。 第八章 排气方式当塑料熔体充满型腔时，必须顺利的排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利地排出，塑件会由于填充不足而出现气泡，接缝或表面轮廓不清晰等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。这里采用配合间隙排气，分型面之间、推杆与模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙为0.030.05mm。第九章 模具总体尺寸的确定 模架设计、制造塑料注射模的基本部件,为提高模具质量,缩短模具制造周期,降低模具成本,因此采用标准框架.根据模具设计与制造实训附录3中的S2030小水口DC型模架,该模架是点浇口三板式模具. 模具外形尺寸:长400、宽250、高235. 标准模架如图所示:图13第十章、注塑机参数的校核第一节 最大注塑量的校核 注塑机的最大注塑量就应大于制品的质量或体积,通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80%。所以,选用的注塑机最大注塑量应满足: 0.8M机M塑 +M浇式中 M机-注塑机的最大注塑量,g; M塑-塑件的质量,该产品M塑=3g; M浇-浇注系统质量,该产品M浇=15g;故 M机M塑+ M浇/0.8=3+15/0.8=22.5 g而选定的注塑机的最大注塑量为67 g,所以满足要求.第二节 锁模力的校核 F锁PA式中 P-熔融型料在型腔内的压力,该产品P=5060Mpa; A-塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和,该产品A=12182; F锁-注塑机的额定锁模力,该F锁=5000KN;故选定注塑机的锁模力为500KN,故满足要求.第三节 满足与注塑机安装部分相关尺寸校核一、模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合. 模具长宽拉杆面积模具的长为250400820760故满足要求.二、模具闭合高度校核 模具实际厚度 H模=235 注塑机最小闭合厚度 Hmin=150即 H模Hmin ,故满足要求.第四节 开模行程校核 注射机的最大行程与模具厚度有关,故注塑机的开模行程满足下式: S机-(H模- Hmin)H1+H2+(510)式中 H1-顶出距离,; H2-包括浇注系统在内的塑件高度,; S机-注塑机的最大开模行程,.因为 S机-(H模- Hmin)=380-(235-150)=295 H1+H2+(510)=35+85+(510)=125130所以 S机-(H模- Hmin)H1+H2+(510) ,故满足要求.第十一章 模具的装配、试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改，补充和调整是对模具的补充。第一节 试模前的准备 试模前的要对模具及试模用的设备进行检验模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸，推出形式，开模距，模具工作要求等要符合所选设备的技术条件，检查模具各滑动零件配合间隙适当无卡住及紧涩现象，活动要灵活，可靠，起止位置的定位要准确，各镶嵌件，紧固件要牢固，无松动现象，各种水管接头，阀门，附件，备件要齐全，对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路，水路，电路，机械运动部位，各操纵件和显示信号要检查，调整，使之处于正常的运转状态。第二节 模具的安装调试 模具的安装是指将模具从制造地点，运之注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具的安装的注射机上要注意以下几点; 1模具的安装方面满足设计图样的要求； 2模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向； 3当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行：4模具带有液压油路接头，气路接头，热流导元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。 模具在注射机上的固定多采用螺钉，压板的形式，一般每侧采用48块压板，对称布置，模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整，其目的在于检查模具上的各运动机构是否可靠，灵活。定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面:1合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳，无干涉现象，定位要准确可靠。3开模时推出要平稳，保证塑件及浇注系统凝料推出模具。4冷却水要畅通，不漏水，阀门，控制正常。 第三节 试模模具的安装调整后即可以进行试模。1加入原料 原料的品种，规格，牌号应符合产品图样中的要求，成