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一模四腔
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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（PC）未注公差取MT5及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 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 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40Cr热轧方钢33033040mm1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33033040mm。锯床2锻造将毛坯鍛成31831838mm的长方体。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0.5mm。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CrWMn热轧圆钢20150mm1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20150mm。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 mm。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 mm。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4550HRC加热炉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3.71，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，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1520万美元，有的高达2530万美元，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CAD/CAE平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CAM/CAPP基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PDM（产品数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平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, 200042 翟德梅主编. 模具制造技术. 20013 许发樾主编. 实用模具设计与制造手册. 机械工业出版社, 20004 陈锡栋 周小玉主编. 实用模具技术手册. 机械工业出版社, 20015 黄锐主编. 塑料工程手册. 机械工业出版社, 20006 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， 20007 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， 20018 陈万林主编. 实用注塑模设计与制造. 北京机械工业出版社， 20009 张克慧主编. 注塑模设计. 西北工业大学出版社， 200110 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：1.接受任务书 2收集、分析、消化原始资料 ，预计用时间两天。3.确定成型方法 :采用直压法、铸压法还是注射法，预计用时间一天。4.选择成型设备，预计用时间一天。5.确定模具类型的主要结构，预计用时间七天。6绘制模具图 ，预计用时间四天。7.编写制造工艺卡片，预计用时间一天。8.模具安装及试模，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 Bevel gear note mold design AbstractThis design topic is the bevel gear components plastic note molds the design,Analyzes from the blueprint:Should model the overall contour solidof revolution,Also conforms to the smallest wall thicknessrequirement,Wall thickness is also even. Models not only to have in the radial shrinkage,And in cuts the tooth is thick to the direction in also can contract.According to models a characteristic,The mold core is moving the mold to be partial. After operates the mold,Models to be supposed to contract Bao Jinxing the core,But remains moves the mold to be partial, Using will decide on the mold base plate the side to sink and to pull the material pole to select the runner to congeal the material to pull,Carries on the 2nd minute using the tension bar,Will congeal the material from to pull on the material pole to pull out, Finally uses pushes the tube to promote the workpiece.The involution guidance organization function is the guarantee moves decides the mold to be partial can the accurate involution, Causes to process separately in moves the mold and decides on the mold to take shape the surface closed to form the shape and the size accurate cavity body after the mold,Thus guaranteed models a shape, Wall thickness and size accurate,This mold uses the guide pillar involution guidance organization. The guide pillar and the core installs together is moving a mold side, Like this when gathers the mold may get up the protective function.Key words: Plastic Model Male ejector plate contract目录绪论11 模塑工艺规程的编制41.1塑件的工艺性分析41.1.1 塑件的原材料分析41.1.2 塑件的尺寸精度分析41.1.3塑件的表面质量分析51.1.4塑件的结构工艺性分析51.2计算塑件的体积和质量51.2.1计算塑件的体积51.2.2计算塑件的质量51.3塑件模塑成型工艺参数的确定62 注塑模的结构设计72.1分型面的选择72.2型腔数目的确定及型腔的排列72.3确定浇注系统82.3.1主流道设计82.3.2分流道的设计92.3.3浇口设计92.3.4冷料穴的设计92.4成型零件的结构设计102.4.1凹模的结构设计122.4.2 凸模的结构设计102.5顶出机构的设计102.5.1推件方式的选择102.5.2复位装置的选择102.5.3导向装置的选择102.6对合导向机构的设计112.7点浇口凝料的取出112.8确定排气系统的形式123 模具设计的有关计算133.1成型零件的工作尺寸计算133.1.1型芯主要工作尺寸的计算133.1.2型腔主要工作尺寸的计算133.2型腔侧壁厚度及底壁厚度的计算143.2.1型腔侧壁厚度的计算143.2.2型腔底板厚度计算144 模具加热与冷却系统的计算154.1加热功率的计算154.2电加热棒根数的计算及在模具上的布置155 模具闭合高度的确定166 注射机有关参数的校核176.1模具安装部分的校核176.2模具开模行程的校核177 绘制模具总装图和非标准零件工作图188模具的安装与调试198.1模具的安装198.2模具的调试19设计总结21致谢22参考文献23目录绪论11 模塑工艺规程的编制41.1塑件的工艺性分析41.1.1 塑件的原材料分析41.1.2 塑件的尺寸精度分析41.1.3塑件的表面质量分析51.1.4塑件的结构工艺性分析51.2计算塑件的体积和质量51.2.1计算塑件的体积51.2.2计算塑件的质量51.3塑件模塑成型工艺参数的确定62 注塑模的结构设计72.1分型面的选择72.2型腔数目的确定及型腔的排列72.3确定浇注系统82.3.1主流道设计82.3.2分流道的设计92.3.3浇口设计92.3.4冷料穴的设计92.4成型零件的结构设计102.4.1凹模的结构设计122.4.2 凸模的结构设计102.5顶出机构的设计102.5.1推件方式的选择102.5.2复位装置的选择102.5.3导向装置的选择102.6对合导向机构的设计112.7点浇口凝料的取出112.8确定排气系统的形式123 模具设计的有关计算133.1成型零件的工作尺寸计算133.1.1型芯主要工作尺寸的计算133.1.2型腔主要工作尺寸的计算133.2型腔侧壁厚度及底壁厚度的计算143.2.1型腔侧壁厚度的计算143.2.2型腔底板厚度计算144 模具加热与冷却系统的计算154.1加热功率的计算154.2电加热棒根数的计算及在模具上的布置155 模具闭合高度的确定166 注射机有关参数的校核176.1模具安装部分的校核176.2模具开模行程的校核177 绘制模具总装图和非标准零件工作图188模具的安装与调试198.1模具的安装198.2模具的调试19设计总结21致谢22参考文献23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3.71，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，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1520万美元，有的高达2530万美元，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CAD/CAE平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CAM/CAPP基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PDM（产品数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平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1章 模塑工艺规程的编制1.1 塑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。1.1.1 塑件的原材料分析表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(pc)，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-100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(含水量不得超过0.2%)，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0.06mm)；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21.1.2 塑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MT5查取公差，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mm）： 塑件的外形尺寸：， 塑件的内形尺寸：，1.1.3 塑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Ra=0.4 ，而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。1.1.4 塑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。1.2 计算塑件体积和质量1.2.1计算塑件的体积 V=2026.61mm（经估算所得，过程略）1.2.2 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：=1.2kg/dmPC的密度，所以塑件的质量 M=v=1.2102026.61 =2.43 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：XS-ZY-250。1.3 塑件模塑成型工艺参数的确定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：110120成型时间/s注射时间2090时间：812 h保压时间05料筒温度t/ 后段210240冷却时间2090中段230280总周期40190前段240285模具温度t/70120喷嘴温度t/240250注射压力P/MPa80110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。2.1 分型面的选择 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A-A处，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。2.2 确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：图2型腔的排列2.3 确定浇注系统2.3.1 主流道设计 根据手册查得XS-ZY-125型注射机喷嘴的有关尺寸： 喷嘴球半径：R0=12mm 喷嘴孔直径：d0=4mm 根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（12）mm，d=d0+0.5mm 取主流道球面半径：R=14mm 取主流道的小端直径：d=4.5mm为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=12mm。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm的圆弧过渡。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60mm以下。2.3.2 分流道的设计 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=6mm2.3.3 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。2.3.4 冷料穴的设计 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d的1.52.0倍。所以冷料穴长度L=9mm。设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2.4 成型零件的结构设计2.4.1 凹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40Cr ，采用整体式。这样便于加工和制造。2.4.2 凸模的结构设计 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CrWMn。2.5 顶出机构的设计 2.5.1 推件方式的选择 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3.5mm，在1.5mm以上。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50HRC左右，表面粗糙度达Ra0.631.25m。其具体结构及尺寸如附图所示。2.5.2 复位装置的选择 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。2.5.3 导向装置的选择 由于塑件的要求不是很高，所以不需设置设置导向装置，用回程杆来进行导向既可满足要求。2.6 对合导向机构的设计 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。2.7 点浇口凝料的脱出 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：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2.8 确定排气系统的形式：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3章 模具设计的有关计算3.1 成型零件的尺寸计算 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PC的收缩率为0.5%0.7%。故平均收缩率为SCP=（0.5+0.7）%/2=0.6%=0.006。根据塑件尺寸工差要求，模具的制造公差取=/43.1.1 型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SCP=0.006mm；=/4；X-系数，按表4.4-6查取1；为塑件公差类别塑件尺寸(mm)计算公式型芯的工作尺寸（mm）型芯的计算 3.1.2 型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(mm)计算公式型芯的工作尺寸（mm）型腔的计算230.1422.970.043.2 型腔侧壁厚度及底板厚度的计算 3.2.1 型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。 =6.09mm 式中：-材料的许用应力，=300N/mm2 -模腔压力；=60MPa r-型腔内孔的半径 考虑到该型腔为整体式，为了便于制造取型腔侧壁厚度为15mm。3.2.2 型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。 =8.13mm考虑模具的整体结构的协调取,H=32mm。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。4.1 加热功率的计算根据电加热功率计算的经验公式：=89.325 =2232.5（W）式中：G-模具的重量，经估算得G=89.3； q-为加热单位重量模具至所需温度的电功率，查表得q=25(w/)4.2 电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： =2232.5/4=558.125 （W） 所以选用4根25300mm的加热棒。其位置见附图。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P1型。根据前面的计算，模架的周边尺寸为315mm315mm导柱:32mm100mm40mm()GB/T 4196.5-1984导套：32mm32mmGB/T 4169.2-7984复位杆：在支撑与固定零件的设计中，根据经验确定：定模座板：=40mm 定模板：=32mm 动模板：=25mm 垫 块：=80mm 凸模固定板：=20mm 动模座板：=25mm所以模具的闭合高度： 第6章 注塑机有关参数校核6.1 模具安装部分的校核该模具的外形尺寸为400mm355mm，XS-ZY-250型注射机模板最大安装尺寸为598520，故能满足模具安装要求。由于XS-ZY-250型注射机所允许模具的最小厚度为=165mm,最大厚度=350mm。所以也满足模具安装要求。6.2 模具开模行程的校核经查资料注射机XS-ZY-250型的最大开模行程S=350mm,满足下式计算所需的出件要求： 所以，XS-ZY-250型注射机能满足使用要求，故可以采用。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8章 模具的安装与调试8.1模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
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