机械毕业设计31齿轮链轮套件设计

1 第 1 章 塑件成型工艺性分析 1 1 塑件（ 齿轮链轮套件 ）分析 1.1.1塑件 如图 1.1所示， 齿轮链轮套件参数见表 1.1。 表 1.1 齿轮链轮套件参数 1.1.2该塑件 塑料名称 为 聚酰胺 66（ PA66），采用大批量生产纲领 1.1.3塑件的结构及成型工艺分析 塑件 结构分析如下 ，塑件零件工作图如图 1.1。 图 1.1 塑 件 零件工作图 （ 1） 该凸凹塑件作为传动件，两端都为齿轮，分别在不同的型腔内成型，必须保证塑件的同轴度，所以在模具设计和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工艺，以保证传动精度。 齿轮参数 大外齿轮 小外齿轮 内齿轮 模数 m 2 1.5 1.5 基圆直径 db 56.38 42.29 42.29 齿数 z 30 30 30 分度圆直径 d 60 45 45 齿顶圆直径 da 64 48 42 压力角 a 20 顶隙系数 c* 0.25 齿顶高系数 ha* 1.0 2 （ 2） 该塑件外形是阶梯齿轮零件 ，在圆柱齿轮上有侧向凸凹。 成型工艺分析如下。 （ 1） 精度等级。采用一般精度 7级。 （ 2） 脱模斜度。 塑件壁厚哟为 2.5mm，其脱模斜度查参考文献其脱模斜度 40到 1度 30分。由于塑件没有特殊狭窄细小部位，所用塑料为 PA66，流动性极好，注射流畅，所以塑件外形没有放脱模斜度，同时为了保证齿轮传动齿面接触强度，齿轮轮齿不放脱模斜度，轴孔也不放脱模斜度。 1.2 热塑性材料（ PA66）的注射成型过程及工艺参数 1.2.1 注射成型过程 （ 1）成型前的准备。对 PA66 的色泽、细度和均匀度等进行 检查。由于 PA66 容易吸湿，成型前应进行充分的干燥， 使 水分含量 2，符合要求。 在式子中 K-注射机最大注射量的利用系数，结晶型塑料一般去 0.75； M-注射机的额定塑化量，该注射机为 10.5g/s； t-成型周期，取 30s； m1-单个塑件的质量和体积，取 m1 40.26g； m2-浇注系统所需塑料质量和提，取 2m1 0.6； （ 2） 按注射机的最大注射量校核型腔数量 128.0 m mGn =(0.8 x 179 x1.1 40.26 x 2 x 0.6)/40.26=2.712 , 符合要求。 式中： G 注射机的最大注射量（ g），取 G=179； m1 单个塑件的重量（ g）， m1=40.26g； m2 浇注系统的重量（ g）， 2 m1 0.6。 （ 3） 按注射机的额定锁模力校核型腔数量 12A APFn 型 = 56523035.030 565230101 6 =142,符合要求。 3.3.2 注射机工艺参数的校核 （ 1） 注射量的校核 注射量以容积表示最大注射容积为 Vmax=V=0.75 179=135 cm3 式中 Vmax模具型腔和流道的最大容积（ cm3） V 指定型号与规格的注射机注射量容积（ cm3），该注射机取 179cm3 注射系数，取 0.750.85，无定型塑料可取 0.85，结晶型塑料可取 0.75，这里取 0.75。 8 如果实际注射量过小，注射机的塑化能力得不 到发挥，塑料在料筒中停留时间就会过长。所以最小注射机容积 Vmin=0.25V=44.75 cm3。故每次注射的实际注射量容积应该满足VminVVmax,而 V =117.12 cm3 符合要求。 （ 2）锁模力的校核 在前面已经校核过，符合要求。 （ 3） 最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力 Pmax=132MPa，应该大于注射成型所需调用的注射压力 P0，即 Pmax k P0 其中： k 安全系数，常取 1.25 1.4。 P0 132/1.4=94.3 实际 生产中 ,该塑件成型时所需压力为 P0=70 MPa 100MPa，符合要求。 3.3.3 安装尺寸校核 喷嘴尺寸 （ 1）主流道的小端直径 D 大于注射机喷嘴 d，通常为 D=d+（ 0.51） mm 对于该模具 d=3mm，取 D=3.5，符合要求。 （ 2）主流道入口的凹球面半径 SR0应该大于注射机喷嘴球半径 SR，通常为 SR0=SR+（ 12） mm 对该模具 SR=10mm，取 SR0=12mm，符合要求。 定位圈的尺寸 注射机的定位孔尺寸为 120，定位圈尺寸取 -0.20.4-120，两者之间呈较松动的间隙配合，符合要求。 最大与最小模具厚度 模具厚度 H 应该满足 HminHHmax 式子中： Hmin=170mm， Hmax=360mm。 而该套模具厚度 H=242mm，符合要求！ 开模行程校核和推出机构的校核 （ 1） 开模行程校核 9 mmHHH )105(21 式子中： H注射机动模板的开模行程（ mm），取 280mm， H1塑件推出行程（ mm），取 30 mm H2包括流道凝 料在内的塑件高度 （ mm） ，其值为 H2=20+45+39+（ 510） =107 mm 112mm 带值计算，符合要求。 （ 2） 推出机构的校核 该推出机构的推出行程为 60mm ，大于 H1=30mm，符合要求 该套模具的模架尺寸与注射机拉杆内间距的校核 该套模具的外型尺寸为 250mm 355mm，而注射机拉杆内间距为 260mm 360mm 符合要求。 10 第 4 章 浇注系统形式和浇口的设计 4.1 主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注 射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流凝料的顺利拔出。 4.1.1 主流道尺寸 (1)主流道小端的直径 mmDD 5.315.0315.0 ），取（）（注射机喷嘴直径 (2)主流道球面半径 mmSRSR 12211021 00 ），取（）（注射机喷嘴球头半径 （ 3）球面配合高度 mmmmmmh 353 ，取 （ 4）主流道长度 尽量小于 60mm，由于标准模架结合该模具的结构，取 L=25+15+2=42mm （ 5）主流道大端直 ooommLDD 2)21(29.6t a n2 ，取为半锥角 D； =6.3mm （ 6）浇口套总长 mmhLL 45234020 4.1.2 主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，为易损件，对材料要求较严，所以模具主流道部分设计成可拆卸更换的主流道衬套形式即浇口套，以便有效的玄远优质钢材单独进行加工和热处理，常采用碳素工具钢，如 T8A， T10A 等，热处理硬度为 50HRC 55HRC， 主流道衬套的形式 如图 4.1所示。 图 4.1 主流道衬套 的形式 11 由于该模具主流道较长，定位圈设计成分体式较易，其定位圈的结构尺寸如图 4.2。 主 流道衬套 及定位圈 的固定形式如图 4.3所示 。 图 4.2 定位圈 的形式 M图 4.3 主流道衬套及定位圈的固定形式 4.2 冷料穴的设计 4.2.1主流道冷料 穴 的设计 开模时应将主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直径应稍大于主流道大端直径。由于该塑件形状复杂，要求较高，所以采用多点进浇，模具在第一次 分型时是浇点被拉料杆拉断，限位杆达限位的作用，在第二次分型时脱料板将凝料脱下，该模具采用底部无杆的圆环槽冷料穴，如图 4.4所示。 图 4.4 主流道冷料穴 其中 d为主流道大端直径，该模具取 d+2=6.3mm，冷料穴深度为 3/4d=4.2mm。 冷料穴穴大端 12 直径取 6.3+1=7.3 4.2.2 分流道冷料穴 的设计 当分流道较长时，可将分流道端部沿料流前进的方向延长作为分流道冷料穴，以存储前锋冷料。 4.3 分流道的 设计 4.3.1 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，引诱多种不同的布置形式，但应遵循两个方面的原则：一是排列要紧凑、缩小模具板面尺寸；二是流程尽量短、锁模力力求平衡。该模具的流道布置形式采用平衡式，具有对称性。分流道的布置形式如图 4.4所示。 图 4.4 分流道的布置形式 4.3.2 分流道的长度 分流道尽量的短，且少弯折。该模具分流道的长度计算如下。 （ 1）半圆分流道单向长度为 mmL 601 （ 2）分流道总长度为 mmLL 195)5.123(2 1 4.3.3分流道的形状及尺寸 为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上。由于 PAA66 的流动性极好，选择半圆形分流道，为了便于在浇道板上加工，其直径为 5mm 4.3.4分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道的内表面粗糙度 Ra并不要求很低一般取 m0.63 m1.6 ，这样表面梢不光滑，有助增大塑料熔体的外层流动阻力。避免熔流表面滑移，使中心层具有较高是剪切速率。此处 Ra= m0.8 13 4.4 浇口的设计 浇口截面积通常为分流道截面积的 0.07倍 0.09倍，浇口截面积形状多为矩形和圆形两种，浇口长度为 0.5mm 2.0mm。浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后字试模时逐步修正。 4.4.1 浇口类型及位置的确定 该模具是中小型塑件的多型腔模具，同时从所提供的塑件图样可看出，在 20 与 30的圆筒即在 25 的圆周上设置 点进浇口比较合适。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差，能有效地增大塑料熔体的剪切速率，降低非牛顿型塑料熔体的表观黏度和通过剪切热提高料温，流动性增加，利于充填。在就是，还因为浇口尺寸小，能在开模时被自动拉断，浇口痕迹小，易实现自动化等多种原因。点浇口截面一般为圆形，其直径约伪 0.3mm 2mm，常用直径为 0.5mm 1.8mm，具体数值需视塑料性能和塑件情况而定（如大塑件可取较大值）。在在本次设计中取浇口直径尺寸为 1mm，浇口的设计如图 4.5所示 。 图 4.5 浇口的设计 其尺寸实际效果如何，应在试模中检验与改进。 4.5 浇注系统的平衡 对于该模具，从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸对应相同，各个浇口也相同，浇注系统显然是平衡的。 14 第 5 章 成型零件的结构设计和计算 模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件，在本设计中 为方便齿部的加工，以内、外齿镶件成型齿部，半片从装配考虑的，装配时，两个半片合装于内齿镶件中一同镶入外齿镶件，使内、外镶件形成一个整体，同时 相互一同圆柱面配合，确保其同轴度，链轮镶件则以电火花加工较方便。从而降低加工难度。 5.1 定模部分的内外齿镶件及半块 5.1.1 成型零件内齿镶件结构及尺寸如图 5.1。 图 5.1 内齿镶件 5.1.2 成型零件外齿镶件结构及尺寸如图 5.2。 图 5.2 外齿镶件 5.1.3 成型零件半片结构及尺寸如图 5.3 图 5.3 半片 15 5.2 动模部分的两 半结构和链轮 镶件 5.2.1成型零件两半结构及尺寸如图 5.4。 图 5.4 两半结构 5.2.2 成型零件链轮镶件结构及尺寸如图 5.5。 图 5.5 链轮镶件 16 5.3 推出机构顶管及型心芯杆 5.3.1 推出机构顶管结构如图 5.6。 图 5.6 顶 管 5.3.2成型零件芯杆如图 5.7。 图 5.7 芯杆 17 第 6 章 模架的确定和标准件的选用 有前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根据成型零件尺寸结合标准模架，选用结构形式为 P9 型、模架尺寸为 250mm 355mm的标准模架，可符合要求。 模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。两模板之间应有分模间隙，即在装 配、调试、维修过程中，可以方便地分开两块模板。 1定模座板（ 315mm 355mm 25mm） 定模座板是模具与注射机连接固定的板，材料为 45钢。 通过 4个限位螺钉与脱料板限位连接；定位圈通过 4 个 M10的内六角圆柱螺钉与其连接；定模座板与浇口套为 H7/m6配合。 2脱料板（ 250mm 355mm 15mm） 用于脱下主流道的凝料和浇口套的固定。一般用 45 钢或 Q235A。浇口套与脱料板采用 H8/f7配合 3浇道板（ 250mm 355mm 20mm） 4定模 固定 板（ 250mm 355mm 25mm） 用于固定型芯、导套 ，斜导柱 。应有一定的厚度，并有足够的强度，一般有 45钢或 Q235A制成，最好调质 230HB 270。其导套孔与导套一端采用 H7/m6 配合；定模板与外齿镶件为H7/m6配合。斜导柱与定模板为 H7/n6配合。 5动模板（ 315mm 355mm 50mm） 6 支承板 （ 250mm 355mm 40mm） 支承板 应具有较高的平行度和硬度。该套模具的链轮镶件在支承板上， 因此又起到了动模固定板的作用，所以用 45 钢较好，调质 230HB 270HB 其上的导柱固定孔与导柱为 H7/K6配合 ；顶管孔与顶管为 H7/f7配合 7垫块（ 250mm 355mm 80mm） 1）主要作用 在动模座板与支承板之间形成推出机构的动作空间，或是调节模具的总厚度，以适应注射机 18 的模具安装厚度要求。 2）结构形式 可以是平行垫块或拐角垫块，该模具采用平行垫块。 3）垫块材料 垫块材料为 Q235A，也可用 HT200等。该模具垫块采用 Q235A制造。 4）垫块的高度 h校核 h=h1+h2+h3+s=16+20+32+5=73mm,符合要求。 式子中： h1 推管固定板的厚度 h2 推板厚度 h3 推出行程 S 推出行程富余量 36,取 5。 8动模座板（ 250mm 355mm 25mm） 材料为 45钢，其上的注射机顶杆孔为 55mm。 9推板（ 148mm 355m 20mm） 材料为 45钢，其上的推板与顶管采用 H7/m6配合，用 4个 M8的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定。 10推管固定板（ 150mm 355mm 16mm） 材料 45 钢。其上的推板与芯杆采用 H7/f7配合。 19 第 7 章 合模导向机构的设计 导向机构是保证动定模或上下模合 模时 ,正确定位和导向的零件。导向机构主要起导向、定位以及承受一定侧压力的作用。导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。通常采用导柱导向定位。在此选用带头导柱和带头导套。如下图所示： 7.1 导柱的设计 该模具采用带头导柱， 加油槽， 如图 7.1.导柱的长度必须比凸模端面高度高出 6 到 8毫米；导柱的直径能顺利进入导向孔，导柱的直径应根据模具尺寸来确定；导柱与导 套采用H7/f6 的间隙配合，导套与模板孔采用 H7/k6 的过渡配合。 导柱应具有坚硬而耐磨的表面 ,坚韧而不易折断的内芯 .多采用低碳钢经渗碳淬火 .处理或碳素工具 钢 T8A,T10A 经淬火处理 ,硬度为 50HRC 以上或 45 钢经调质 ,表面淬火 ,低温回火 ,硬度为 50HRC 以上 .该模具中采用T10A. 25+0.025 +0.015(k6)320 -0.26 0-0.1图 7.1 带头导柱 7.2 导套的设计 导套与安装在另一半模上的导柱相配合 ,用以确定动、定模的相对位置 ,保证模具运动导向精度的圆套形零件 .导套常用的结构形式有两种 :直导套 (GB/T4169.2-1984)、带头导套(GB/T4169.3-1984). 导套材料可用淬火钢或铜等耐磨材料制造 ,该模具采用 T8A,带头 导套如图 7.2所示 . 图 7.2 带头导套 20 第 8 章 脱模推出机构的设计 推出机构可根据推出零件的类别，分为推杆推出、推管推出、推件板推出、凹模或成型杆（块）推出、多元综合推出等不同类型 。 8.1 推出形式 推管推出 8.2 脱模力的计算 脱模力是指将塑件从型芯上脱出所需克服的阻力。塑件在模具中冷却定型后，由于收缩而将型芯包紧，在塑件脱模时必须克服这一包紧力。塑件开始脱模瞬 间所要克服的阻力最大，即所需的脱模力最大。脱模力 Q由两部分组成， 即bc QQQ cQ 塑件对型芯包紧的脱模阻力（ N）； bQ 使封闭壳体脱模需克服的真空吸力（ N），c Q=0.1 bA，这里 0.1 的单位为 MPa，bA为型芯的横截面积（ mm2）。 因为塑件对芯杆和成型零件的包紧力不太大，真空吸力很小可以忽略，注射机开模力足够大，推管强度高，用推管推出可以满足要求。 21 第 9 章 侧向分型与抽芯机构的设计 侧向分型与抽芯机构是利用其动力来源分为手动、机动、液压和气动三大类。 在这里选择机动侧向分型与抽芯机构中的斜导柱侧向分型与抽芯机构。 9.1 斜导柱设计 9.1.1抽拔距 s 侧向型芯或侧向型腔从成型位置到不防碍塑件脱模推出位置所移动的距离为抽拔距，用s 表示。为了安全起见，抽拔距同学比塑件上的侧孔、侧凹深度或侧向凸台的高度大 2 到 3毫米，但在特殊情况下，但 侧型芯或侧行腔已从塑件中脱出，但防碍塑件脱模时，就不能简单使用这种 方法确定抽拔距。 抽拔距 s 而是,322 mms ,321 mmss 221 rRs 且。 式中 R=32， r=15。解得 s=32mm 9.1.2 斜导柱的倾角 a 斜导柱轴向与开模方向的夹角为斜导柱的倾角 a，由图可知： asL sin =32/sin22=85mm, asH cos =32/cos22=35mm 以上两式中， L为斜导柱的工作长度； s为抽拔距； H为与抽拔距对应的开模距。由经验取 a为 3322 比较理想，取 22 。 9.1.3斜导柱直径的确定 斜导柱直径主要受弯曲力的影响，根据图，斜导柱抽芯时所受的弯矩 M 为 试中， Lw为斜导柱的弯曲力臂。由材料力学可知，弯曲应力为 ww WM 式中， W为抗弯曲截面系数； w为 斜导柱材料的许用弯曲应力。因为斜导柱截面多为圆形，而圆形截面的抗弯截面系数为： 33 1.032 ddW ，所以斜导柱的直径为33 c o s 101.0 w LFwLFd wwww 根据查表： Ft=12, 22 ,查塑料成型工艺与模具设计中表 3.12Fw=12. 22 再根据 Fw和 Hw以及 从表 3.13 中查出斜导柱的直径 d。查得 d=16mm。 如图 9.1. 图 9.1 斜导柱 23 第 10章 排气系统的设计 当塑料熔体填充型腔时 ,模腔内除了原有的空气外 ,还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气、塑料局部过热分解产生的低分子气体、塑料助剂挥发 (或化学反应 )所产生的气体 ,以及热固性塑料交联硬化释放的气体等。这些气体不排出，一方面会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料等缺陷；另一方面气体受压，体积缩小而产生高温，会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此设计型腔时，应考虑排气的问题。一般我们利用配合间隙排气：通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为 0.03 mm 0.05 mm。 24 第 11章 温度调节系统的设计 11.1 加热系统 由于该模具的模温要求在 80以下，又是小型模具，所以无需设置加热装置。 11.2 冷却系统 一般注射到模具内的塑料温度为 200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在 60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽量快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速托模。 对黏度低、流动性好的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚笨乙烯、尼龙 66等），因为成型工艺要求模温都不太高，所以常用常温水模具进行冷却。 PA66 的成型温度和模具温度分别为 250 280、 50 80，用常温水对模具进行冷却。 11.2.1 冷却介质 冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大、传热系数大、成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道； 11.2.2 冷却系统的简略计算 （ 1）求塑件在固化时每小时释放的热量 Q 通过查表得知聚酰胺单位质量放出的热量 Q1=6.5 10KJ/kg7.5 102 KJ/kg，取 Q1= 7.5 102 KJ/kg，故 Q=WQ1= 0.26 7.5 102KJ/h 其中 W 单位时间（每分钟）内注入模具中的塑料质量（ kj/min），该模具每分钟注射两次， 11.3 注射过程中的热量传递 在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。由于各种塑料的性能和成型工艺不同，模具温度的要求也不同。对于要求较低模温（一般低于 80）的塑料，需设置冷却系统，通过调节水的流量来调节模具的温度。对于要求较高模温（ 80 25 120）的塑料，若模具较大，模具散热面积广，有时单靠注入高温塑料来加热模具是不够的，因此需要设置加热装置。 塑料传给模具的热量与自然对流散发到空气中的模 具热量、辐射到空气中的模具热量及模具传给注射机热量的差值，即为用冷却水扩散的模具热量。 11.3.1 塑料传给模具的热量 单位时间内塑料传给模具的热量按下式计算： Q=nmq=nmCp(T1 T0)=(3600 1.8) 0.1 1 (200 50) =30000 kJ/h Q为单位时间内塑料传给模具的热量（ kJ/h）； n为每小时的注射次数； m 为每次的注射量（包括浇注系统）（ kg）； q为单位质量的塑料在模腔内的总热容（ kJ/kg）； Cp 为塑料的比热容 kJ/（ kg K） ； T1、 T0分别为塑料熔体充模和塑件脱 模时的温度（） 11.3.2 自然对流散发到空气中的模具热量 单位时间内通过自然对流散发到空气中的热量可按下式计算： )(6.31 rMaa TTAhQ 3131 )(30036025.0(163.1)(rMMrMa TTTTTkh 31)35160)(300120 36025.0(163.1 44.6 W/(m2 k) 289.08 )2.38.1(8)1040104()()()( 3332121321 At tttAAAvAAA a=0.311 )(6.31 rMaa TTAhQ =3.6 6.44 0.311(160-35)=901.278 kJ/h Q1 为单位时间内通过自然对流散发到空气中的模具热量 (kJ/h)； ha为自然对流时的传热系数（ W/(m2 k)）； Aa为能够发生自然对流的模具表面积（ m2 ）； MT 为模具整体的平均温度（）； Tr 为室温（） ； A1 为模腔的表面积（ m2 ）； A2 为分型面的面积（ m2 ）； A3为模具四周与空气接触的表面积（ m2 ）； v 为开模率； t 为成型周期（ S） ； 1t 为注射时间（ S） 2t 26 为塑件在模内的冷却时间（ S） 。 11.3.3 辐射散发到空气中的模具热量 单位时间内通过辐射方式散发到空气中的模具热量可按下列经验公式计算： )100273()100273(08.20 4432 rM TTAQ = 44 )1 0 0 352 7 3()1 0 0 1 6 02 7 3( 20.080.289=1517.69 kJ/h 式中， 2Q 为单位时间内通过辐射方式散发到空气中的模具热量（ kJ/h）； 为辐射率，对于模具四周的侧表面，若属于未加工的毛坯面， =1；若为氧化的切削加工面， =0.80.9；若经过磨削加工， =0.040.05。 11.3.4 模具传给注射机的热量 注射模的动模和定模分别安装在注射机的动模固定板和定模固定板上，所以模具的热量必然会有一部分传给这两块固定板。单位时间内模具传给这两块固定板的热量为 )(6.33 rMbb TTAhQ =3.6 140 50 103 (160-35)=3150 kJ/h 式中，3Q为单位时间内模具传给注射机动定模固定板的热量（ kJ/h）；b h为模具与注射机动定模固定板之间的传热系数 W/(m2 k)，其值与动定模底板的材料有关，采用碳素钢时可取 140 W/(m2 k)，采 用合金钢时可取 105 W/(m2 k)；bA为动定模座板与注射机固定板之间的接触面积 (m2 )。 11.3.5 需要用冷却水扩散的热量 综上所述，用水流对模具进行冷却时，单位时间内需要冷却水扩散的模具热量为 )( 321 QQQQQ W =30000-901.278-1517.69-3150=24431.032 kJ/h 由此可知 ,需要设计冷却水道 ,在此我们设计 三个冷却水道，分别为 10 的三个孔接上软水管，利用冷却水进行冷却。 27 第 12章 PROE零件造型及 模具图绘制 12.1 PROE 零件造型 12.1.1新建零件文件参数设计如图所示图 1.1.1，图 1.1.2。 图 12.1 图 12.2 12.1.2设置 60 齿轮参数 （ 1） 在主菜单中依次选择“工具” “参数”选项，系统将自动弹出参数对话框。并设置 参数。 12 1 3 草绘画四个圆并打开“关系”对 话框设置，单击“关系”中的“确定”按钮，与输入的参数和关系式相比参数值已经发生了变化，创建 60的齿轮 12 1 4 单击右工具中“曲线”按钮，在该菜单中依次选择“曲线选项” “从方程” “完成”选项，系统弹出“曲线：从方程”对话框。 12 1 5 根据系统提示，在模型数窗口中选择坐标系 ， 然后在“设置坐标类型”菜单中选择“笛卡尔”选项。系统打开一个记事本编辑器，设置参数并保存。 12.1.6 单击“曲线：从方程”对话框中的“确定”按钮，完成齿轮单侧渐开线的创建，生成齿轮轮廓线。 12.1.7 创建基准点 PNT0。在 右工具箱中单击“基准点”按钮打开“基准点”对话框，选择选择曲线 1、曲线 2作为基准点的放置参照（选择时按 Ctrl键），最后单击“确定“按钮，生成基准点 PNT0. 12.1.8 创建基准平面 DTM2。在右工具箱中单击“基准平面”按钮打开对话框，在参照中选 28 择前面已经创建的基准点 PNT0 和基准轴 A_1 作为参照（选择时按 Ctrl 键），最后单击“确定” 按钮生成基准平面 DTM2。 12.1.9 创建基准平面 DTM3。在右工具箱中单击“基准平面”按钮打开其对话框，在参照中选择基准平面 DTM1和基准轴 A_1作为参照，然后在“旋转 ”文本框中输入“ 360/（ 4*z）”，如最后单击“确定”按钮。生成基准平面 DTM3 12.1.10绘制镜像渐开线。在工作区中选择已经创建的渐开线齿轮廓曲线，然后单击右工具箱中“镜像”按钮，选择 DTM3 作为镜像平面。单击“确定”按钮后完成另一侧轮廓线的创建。 12.1.11在右工具箱中单击“草绘”按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取 FRONT基准平面作为草绘平面，其他设置接受系统默认选项，单击“草绘”按钮进入二维草绘界面。 12.1.12在右工具箱中单击“ ”按钮，打开“类型”对话框，选择“单个”单项按钮，使用 按钮与 按钮并结合绘图工具绘制如图所示的二维图形。完成后单击右工具箱中的“确定”按钮，退出二维草绘模式。 12.1.13在右工具箱中单击“拉伸”按钮打开“类型”对话框，选择其中“草绘”按钮打开“剖面”对话框，选择基准平面 FRONT作为草绘平面，其他设置接受系统默认选项，最后单击“确定”按钮进入二维草绘界面。 12.1.14在右工具箱中单击 按钮打开“类型”对话框，选择其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择上面创建的齿轮廓曲线，最后在有工具箱中单击确定按钮，退出二维草绘模式。在图标板中输入拉伸深度为“ 10“单击确定按钮后完成第一个齿轮的创建 . 12.1.16单击刚创建的齿槽曲面特征，在工具栏中单击 按钮，系统自动弹出阵列对话框，并设置参数 12.1.17 在工具箱中单击 按钮选择 FRONT 草绘平面， RIGHT 为参照平面，单击确定进入草绘界面，画圆，在图标板中输入拉伸深度为“ 10“。 12.1.18 在工具箱中单击 按钮选择 FRONT 草绘平面， RIGHT 为参照平面，单击确定进入草绘界面，画圆，在图标板中输入拉伸深度为“ 10“单击确定按钮。 12.1.19在右工具箱中单击 按钮选择 RIGHT草绘平面， TOP平面为参 照平面，绘制轮廓线 , 29 单击“确定”按钮。 12.1.20用绘制齿轮 60的方法来绘制 45的齿轮！。 并保存 保存设计结果。 塑件零件图如图 12. 3，图 12.4。 图 12.3 塑件图 图 12.4 塑件图 12.2 模具 成型零部件 的绘制 12.2.1 成型零件两半结构如图 12.5。 图 12.5 成型零件两半结构 12.2.2 成型零件 半 片 结构如图 12.6。 12.2.1 成型零件外齿镶件结构如图 12.7 图 12.6 成型零件半片 图 12.7 外齿镶件 30 12.2.1 成型零件 链轮镶件 结构如图 12.8. 图 12.8 成型零件链轮镶件 图 12.9 内齿镶件 12.3 PRO/E 绘制模具装配图 12.3.1 模具总装配图如图 12.10. 图 12.10 模具装配图 31 第 13章 设计分析及 模具工作过程 13.1 模具 设计分析 设计该模具时为了方便齿部的加工 ,以 内 ,外齿镶件成型齿部，半片 是从装配考虑的，装配时，两个半片合装于于内齿镶件中一同镶入外齿镶件，使内，外齿镶件形成一个整体，同时相互间以圆柱面配合，确保其同轴度，链轮镶件则以电火花加工较方便。模具采用三板点浇口双型腔结构 ，每个型腔设置三个浇点，使制品的物理性能得到保证，每个浇点用拉料杆拉断，由脱料板脱下料头。模具有三次分型，分别以弹簧，限位杆，限位螺钉及分型阻力悬殊等进行分型。制品中间的凹部以斜导柱，两半结构结构成型，最终由顶管将制品顶下。模具分别以直通水道对定模板及槽式水道对链轮镶件进行冷却。 13.2 模具工作过程 模具初启，由于 弹簧的作用， A 分型面分型，浇点被拉料干拉断，限位杆达限位时，因斜导柱与两半结构及型腔形成的阻力，使 B 分型面先分型，脱料板将浇道脱下，随即限位螺钉达限位， C 分型面分型，斜导柱将两半结构拔离，最后由顶板、顶管将制品顶出。 合摸时，顶出系统由复位杆进行复位。 32 设计总结 本次设计的模具是 齿轮链轮套件注塑模 ， 不仅要求利用 AutoCAD绘制模具装配图和零件图，而