旋转推出机构分析及传动齿轮注射模具设计

旋转推出机构分析及传动齿轮注射模具设计摘要：本次毕业设计主要是对斜齿轮注射模的设计，包括工艺方案的分析及确定、工艺计算、模具结构设计计算等内容。由于该塑件是传动工程件且阻滑纹为圆柱纹，故在设计中主要解决了该塑件的分型面选择、型腔数目的确定、脱模机构的设计。采用了旋转机构、转盘式分型抽芯机构来脱模。从而保证了齿轮的精度、其孔的同轴度和螺旋齿廓的精度。关键词：注射模，斜齿轮，结构设计IRotatinglaunchanalysisandtransmissiongearinjectionmolddesignAbstract：Themaindesigngraduateofbevelwheelinjection,includingtheanalysisoftheprogramanddetermine,process.Molddesigncalculationscontent.Sincethedriveisplasticpartsandpiecesoftheprojectprofilefortheanti-skidcylindricalprofile.Therefore,thedesignisthemainsettlementoftheplasticpartsofsub-surfacechoices,determiningthenumberofcavity,thedemouldedmechanismdesign,Usingarotatingbody,turntabletypepullingmechanismtodemould.Therebyensuringtheaccuracyofthegear,theconcentricityofthesocketandspiralprofileaccuracy.Keyword:plasticsinjectionmold;bevelwheel;structuraldesignII目录1前言.11.1概述.11.2本课题的研究内容、要求、目的及意义.22塑件模型.32.1制件材料.32.2聚酰胺（PA6）的成型特性.423聚酰胺（PA6）的成型条件.52.4聚酰胺.62.5对塑件技术要求的了解.63模具的总体设计.73.1脱模斜度.73.2注射机的选择.83.2.1型腔数目的决定.93.2.2注射机的锁模力.93.2.3注射能力来确定型腔数.113.3成型零件设计.113.3.1确定型腔壁厚.113.3.2动模板厚度的计算.123.3.3确定分型面.123.3.4排气槽的设计.133.3.3成型零件的结构设计.134系统设计184.1浇注系统设计184.2定位圈的选用.194.3模具的温度控制系统的设计.204.4脱模机构的设计.204.4.1顶管脱模机构设计.204.5斜楔的确定.234.6转盘的设计.274.7导向机构的设计.275.1侧抽芯力计算.296.1模具的闭模高度.296.2模具的开模行程.297模具其它零件的设计.307.1模板.307.2型芯与斜齿轮型腔.307.3推板.307.4型腔板.30III8标准件的选择.318.1螺钉和销的选用.318.2导柱、导套的选用.319模具的总装图以及运动顺序、及其特点.32结论.33参考文献.34致谢.3501前言1.1概述模具工业是国民经济的基础工业，被成为“工业之母”。而塑料模具又是整个模具行业中的一枝独秀，发展极为迅速。自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步，愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。在现代化工业生产中，69%90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上都依赖于模具生产，特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。我国自改革开放以来，塑料工业发展很快，表现在不仅塑料增加而且其品种更为增多，其产量已上升到居世界第四位，由此可见，塑料工业已在我国国民经济的各个部门中发挥了愈来愈大的作用。在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAPP技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、FlowCool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。近年来，随着科学技术的进步以及对塑件质量要求的提高，塑料模塑成型技术正向高精度、高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的方向发展，具体表现在以下几个方面：（1）塑料成型理论研究的进展。（2）新的成型方法不断涌现。（3）塑件更趋向精密化、微型化及超大型化。（4）开发出新型模具材料。1（5）模具表面强化热处理新技术应用。（6）模具CAD/CAM/CAE技术发展迅速。（7）模具大量采用标准化。在工业发达的国家，模具工业已经从机床工业中分离出来，并发展成为一个独立的工业部门，而且其产值已经超过机床工业的产值。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。1.2本课题的研究内容、要求、目的及意义本次模具设计，运用CAD技术能有效地对整个设计制造过程预测评估通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，再现能力强，整体水平容易控制，能够迅速获得样品，有利于争取定单，赢得客户；同时节省大量的模具试制材料费用，减少模具返修率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。本课题的研究内容及基本要求（1）独立拟定成型工艺，正确选用成型设备。（2）合理地选择模具结构。根据塑件图及技术要求，提出模具结构方案，并使其结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和加工的要求，提出修改塑件图纸的要求。（3）正确的确定模具成型零件的形状和尺寸。（4）所设计的模具应当制造方便、造价便宜。（5）充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工。（6）设计的模具应当效率高，安全可靠，如要求浇注系统充型快，冷却系统效果好，脱模机构灵活可靠，自动化程度高。（7）要求模具零件耐磨、耐用、使用寿命长。本课题的研究目的及意义（1）熟悉拟定塑料成型工艺和模具设计原则、步骤和方法。（2）学会查阅有关技术文献、手册和资料。（3）培养分析问题和解决问题的能力。22塑件模型2.1制件材料材料：PA6生产批量：大批量图2.1零件图塑料的种类繁多，性能有差异,在从事塑料应用技术工作时，首先应对所选用的塑料(聚酰胺)组成，类型以及有关性能有所了解，即掌握必要的塑料应用基础知识。塑料是以合成树脂为基础，再加入增塑剂，填充剂，染料，润滑剂，稳定剂等材料组成。在一定温度和压力条件下，通过成型加工，可以将塑料制成具有某种形状，在常温下保持形态不变的塑料制品。（一）常用塑料塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料。常用热固性塑料有酚醛塑料，氨基塑料，环氧树脂，DAP塑料等等。常用热塑性塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚体（ABS）、聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）等等。（二）聚酰胺（PA6）塑料31、聚酰胺（PA6）的工艺性能热塑性塑料在恒家压力下，根据受热温度的差别，存在三种状态，即玻璃态、高弹态和粘流态。处于粘流态的塑料，可采用注射成型和挤出成型等加工方法来制作塑料制品，而聚酰胺就是在粘流态情况下成型成制品。聚酰胺流动性中等，主要由其温度压力，模具结构来决定其流动性。聚酰胺是不透明或半透明的结晶塑料。且不属于吸湿性塑料，因此，在成型前可不用预热处理，因为聚酰胺是热敏性塑料。因此，模具设计选择注射及成形时都应注意，应选用螺杆式注射机，浇注系统截面应大，模具和料筒应镀铬，不得有死角滞料，必须严格控制成型温度，模温，加热时间，螺杆转速及背压等。2.2聚酰胺（PA6）的成型特性结晶性塑料熔融范围很窄，熔融或凝固速度快，结晶化速度快，料温稍低于熔融温度即发生结晶化，流动性下降。1、热敏性强极易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱）分解温度为240C,但200度中滞留30分钟以上即发生有刺激性分解时产生有刺激性，腐蚀性气体。2、流动性中等，溢边值为0.04毫米左右，流动性对温度不敏感，但对注射压力变化敏感。3、结晶度高，结晶化时体积变化大，成型收缩范围大，收缩率大。4、吸湿性低，水分对成型影响极小，一般可不干燥处理，但为了防止树脂表面附粘水分，不利成型，加工前可进行干燥并起预热作用，特别对大面积薄壁塑料件，改善塑件表面光泽有较好效果，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90100C,时间4小时,料层厚度30毫米。5、摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易产生表面缺陷，如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、凹痕等弊病。6、宜用螺杆式注射机成形，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件克量（包括主流道、分流道）不应超过注射机注射克量的75%，或取注射容与料筒容量之比为1：61：10，料筒喷嘴等务必防止有死角，间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜取低，并宜用单头，全螺纹，等距，压缩突变型螺杆。7、喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎现象喷嘴孔可呈喇叭状，并设置的加热装置，以适当地控制喷嘴温度。48、模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，要尽量避免死角积料，模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高应防止滑动配合部件卡住，模具应用耐磨，耐腐蚀材料，并淬硬，镀铬，要注意排气。9、必须严格控制成形条件，嵌件应预热（一般100150），余料一般储存510个塑件重量的物料即可，料温取稍高于熔点（一般170190）即可，不宜轻易提高温度，模温对塑件质量影响较大，提高模温可改善表面凹痕，有助于融了料流动，塑件内外均匀冷却，防止缺料，缩孔，皱折，模温对结晶度及收缩也有很大影响，必须正确控制，一般取75120，小于4毫米的取7590，宜用高压，高速注射，塑件可在较高温度时脱模，冷却时间可短，但为防止收缩变形，应力不均，脱模后应将塑件放在90C左右的热水中缓冷或用整形夹具冷却。10、在料温偏高，喷嘴温度偏低，高压对空注射易发生爆炸性伤人事故，分解时有刺激性气体，料性易燃应远离明火。2.聚酰胺（PA6）的成型条件查塑料模设计手册表2.1注射成型机类型螺杆式比重（gcm）1.411.43计算收缩率(%)1.23.0注射压力(kg/cm)8001000喷嘴温度(C)170180螺杆转速(n/min)28模具温度(C)90120适用注射机类型螺杆式预热温度（C）时间（h）8010035料筒温度（C）后断中断前断160170170180180190成型时间（s）注射时间高压时间冷却时间总周期209005206050160后处理方法温度（C）时间（h）红外线灯鼓风烘箱14014545注：塑料模具应加热为宜。2.4聚酰胺聚酰胺也是一种重要的工程塑料，它的抗疲劳强度较高，尺寸稳定，吸湿性远比尼龙小。制品可在-40100度范围内长期使用，并能保持较高的硬度，耐磨性，刚度和强度。和其它塑料对比，聚酰胺还能耐反复扭曲，而且有突出的回弹能力，故还可用作塑料弹簧制品。缺点是热稳定性较差，成型过程中易因温度控制不当而分解。此外，收缩率较大，约为1.02.5%，长期于大气中暴晒会加速聚酰胺老化。在工业中，除了选用聚酰胺作为某些有色金属的代用品之外，还广泛应用于汽车、机床、化工、机械、电器、农业机械等行业制造零部件。2.5对塑件技术要求的了解因为模具的型腔设计是根据塑件决定的，所以首先必须分析塑件图和技术要求。分析塑件的几何形状，壁厚的均匀程度，工艺圆角，脱模斜度及成形孔的分布等。塑件的几何形状分析：塑件的几何形状与成型方法，模具的分型面选择，塑件是否能顺利成型和出模有直接关系。因此，设计时要使塑件的几何形状能满足其成形工艺要求。63模具的总体设计3.脱模斜度为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，在设计时沿脱模方向均应有足够的脱模斜度。根据塑件材料聚酰胺推荐的脱模斜度为40130。聚酰胺属硬脆类塑料，且属厚壁大的塑件，因此脱模斜度可取大值。根据塑件几何形状，按照塑件的收缩规律，一般向心收缩，所以内表面脱模斜度要比外表面大,由塑件的精度等级可确定脱模斜度，内表面取1，外表面取130。、塑件的壁厚壁厚与流程有密切关系，且成比例关系，根据聚酰胺属流动性中等。可得：=（1000.8）0.7=(42+16)/100+0.80.7=1.52即厚度2即可；由于塑件最薄处为4mm，因此符合要求，同时可判断流程短，对注射成型有利。3、圆角在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，及提高脱模，常采用圆弧过渡。根据塑件圆角都取R=0.5mm。4、孔在塑件设计过程中，为了不影响塑件强度，孔与孔之间距离不应太小，否则易破裂。根据孔边距与孔径的关系，孔径d为36mm时(塑件为4)最小孔边距b=23mm，而塑件b=(14-48)/8=7mm因此足够。本塑件有侧孔，因此设计的尽可能使模具结构简单,便于自动化，便于塑件取出，并能保证塑件的质量。75、旋转阻滑纹由于该塑件是传动工程件且阻滑纹为圆柱纹，塑件直径24mm，半径R=1.2mm。齿高h=0.4r=0.96mm，齿距p=4r=4.8mmb，因此符合要求。从以上对塑件的几何形状、脱模斜度、工艺圆角等的分析，可知塑件符合塑料制品工艺要求。而塑件的尺寸精度为IT9级也合理。3.2注射机的选择塑件的体积cos50.55mmV1（282）24923.52mmV2（442）69118.56mmV3（50.552）1427638.9V4（322）14=11253.76mmV5=1.2421=379.81mmV6=(24/2)21=9495.36mmV7=(18/2)21=5341.14mmV8=248=401.92mmV=V1+V2+V3+V4+V5V6V7V8=56779.9914836.5401.92=38478.05mm=39cmG=421.42=55.77=59g由于塑件生产批量为大批，因此尽量多型腔，但与此塑件相组合，根据最大理论注射量和最大注射克量，选择注塑机类型。选用ZSZY125型卧式注塑机较合适。根据XSZY125型注塑机可查得：表3.1螺杆直径30、42、45最大理论注射量125注射压力11900(N/)锁模力900KN8最大注射面积320最大模具厚度300模板最大距离600最小模具厚度200模板行程300喷嘴孔径4喷嘴圆弧半径12喷嘴移动距离210许用型腔压力280（kg/cm）定模板上孔径100两拉杆之间距260290定模板上孔深10顶出形式中间顶出动模板上孔径1003.2.1型腔数目的决定注射模的型腔数目，可以是一模一腔，每一次注射生产一个塑件，也可以是多腔，每一次注射生产多个塑件。由此型腔数目的决定可以从多方面考虑，从塑件尺寸精度考虑，型腔数越多，精度也相对较底，则该塑件精度不高，可多型腔数。从模具制造成本，多型腔模的制造成本省于单型腔模，但从塑件成本中所占的模具费比例来看，多型腔比单型腔要低。从注塑成型的生产效益拉一看，多型腔模从表面上看，比单型腔模经济效益高，从制造的难度来看，多型腔比单型腔制造难度大，从整体考虑，可以从以下各方面来确定型腔数。注射机的可塑化能力与每一模内所需注入的熔量从保证塑件的可塑化的质量上考虑，每次注射所送出的熔件量以占注射机的可塑化能力锝80为宜。Qmax=VPC(cm/h)=15.7cmP=1.411.43取1.42C=0.85结晶性塑料Qmax=VPC=15.71.420.85=18.95kg/hQ=Qmax0.8/=10676cm/h=178(cm/min)设每一注射循环时间为45s，则1783/2=118cm每一塑件为39cm，加上浇道容积约为10cm，共计4210=52cm。11849=2.4取2腔即最多每模2腔。93.2.2注射机的锁模力锁模力必须大于模具在开模方向的投影面积上的总注射压力。1、注射基本压力（依塑件壁厚及流程比而异）PbKcKs型腔注射压力取P2800b基本压力Kc1.25（聚酰胺）K11.25取K1.42、锁模力锁模力不小于总注射压强的1.5倍，即F=1.5PA0.1壁厚为mm，取最小。采用圆薄片型浇口，最长流程为4213.141445.9646mm，流程比为46/4=11.5，查（PB与壁厚t和流程比的关系）图，得L=11.5，壁厚=4mm，Ps=13Mpa，由Kc系数表查得Kc=1.25，塑件形状复杂可取Ks=1.4，由公式：P=PbKcKs得注射压力P：P=131.41.25=22.7523(Mpa)投影面积：A=R=26=21.226421.3cm型腔总投影面积：A=21.22=42.4cm由：F=1.5PA0.1得锁模力：F=1.52342.40.1=146.28KN1即取一腔许可。3.3成型零件设计3.3.1确定型腔壁厚按强度计算来确定其壁厚：11图3.1Rr(t+P)/(t-P)R26.112(1000+280)(1000-280)34.8mmt=1000kgcm(设模具钢的抗拉力应4000kg/cm,取安全系数为4)。r=26.112mmp=280kg/cmH=R-=34.8-26.112=7.8mm壁厚7.8mm即可。因此，为了安全起见，可把嵌入型腔外径取为72mm。2、按变形量校核型腔壁厚（）（）（26280/2.11000000）（3626）（3626）0.30.011mm0.023mm如按所用塑料收缩率及塑件壁厚计算,所得之壁厚收缩值大于0.011mm时,则不影响脱模，可按所得值计算收缩率:聚酰胺壁厚8mm时,取1.23.0，因此大于0.011mm，即可以按计算所得的值设计模具，壁厚取10mm，70mm。3.3.2动模板厚度的计算塑料及浇注系统在分型面上的投影面积:F(52.224/2)2141mm212因此,动模板厚度查表可得F1050cm2,可取2025mm，但考虑到装入导柱、顶管机构垫板强度的影响以及对整副模具的装模高度,结构分析初定为H=30mm。3.3.3确定分型面分型面选择的合理对模具有很大的影响因素,因此，应合理选择脱模方便、不影响塑件外观、排气顺利,使其具有良好的工作效果。根据塑件的结构,通常分型面都设计在最大截面处,且起排气作用，因此将分型面设在离基准端28mm的截面上。因为在此截面一边有斜齿轮,又有侧抽芯机构,从轴向型芯角度考虑,脱模时塑件定会落在有阻螺纹的型芯上。且从保证齿轮的轮廓与孔同轴度考虑,齿轮型腔与型芯都设在动模上,否则会导致塑件同轴度及精度下降,因此设在此截面比较合理。3.3.4排气槽的设计为了使塑件制品上不产生气孔,甚至不能完全充满等缺陷考虑排气作用。通常采用间隙排气,但为了使塑件精度更高、不破坏等。常在0.030.05mm内取,不过不得超过其塑料的最大溢边值,结合本模具,可依靠模具分型面的间隙和侧抽芯和型腔的配合间隙来排气,无须另外开设排气槽,聚酰胺推杆间隙C可取0.020.025mm。3.3.3成型零件的结构设计1、成型凹模的结构设计成型零件在工作时是直接与塑料接触的,对塑件的质量有直接关系。因此选择结构时,即要保证成型塑件,又要便于加工制造。由于塑件较复杂,有齿轮与侧孔,因此用整体式,肯定不行,而采用组合式比较适当,但组合拼块也有其缺点,制造较麻烦,且塑件宜产生拼痕迹。不过,也有其好,可解决复杂型面的加工困难。通常为保证侧壁之间连接准确性,常在连接处外侧保留0.30.4mm间隙,可使内侧连接紧密。因此本模具型腔选择组合较合适。2、成型凸模的结构设计通常凸模的机械加工比凹模方便,而工作中受力比较集中,所以多数凸模是13整体结构。3、成型尺寸计算型腔的制造尺寸是包括了塑料的成型收缩在内的。因此,在计算尺寸之前,首先要确定使用塑料的成型收缩率。a)塑料的成型收缩率理论的成型收缩率：塑件在20温度下的体积型腔在20温度下的容积成型收缩率也就是体积的收缩,在设计型腔时,常按长度收缩计算。聚酰胺是结晶性塑料,因此,成型中收缩率较大,且其收缩有导向性。查得聚酰胺厚度大于8mm时,收缩率为2.02.6mm,根据塑件复杂程度与精度取其平均值较合适,取S=2.3mmb)工作尺寸计算型腔的制造公差,按精度等级查得m/3(为塑件公差值)。图4.1.1查表得各尺寸制造公差值与塑件公差值14其平均收缩率：Scp(1.2+3.0)/22.1计算型腔径向尺寸：52、44、32、28、2.4型腔径向尺寸计算公式：Mds(1+Scp)-3/4+0z5252(1+2.1)-3/41.4+00.46752.042+00.467mm4444(1+2.1)-3/41.2+00.400尺寸制造公差值塑件公差值正偏差塑件公差值负偏差520.070-1.20420.0260-1.200320.0520-1.040280.0520-0.4802.40.250-0.960440.0260.0260240.0520.8800180.0430.800040.0300.5600210.0520-0.088140.0430-0.72080.0360-0.64060.0300-0.5601544.024+00.400mm3232(1+2.1)-3/41.04+00.34731.956+00.347mm2828(1+2.1)-3/40.96+00.32027.868+00.320mm2.42.4(1+2.1)-3/40.48+00.1602.450+00.160mm计算型芯径向尺寸：d24、d18、d4型芯径向尺寸计算公式：dMds(1+Scp)+3/4-0zd2424(1+2.1)+3/40.88-00.29325.164-00.293mmd1818(1+2.1)+3/40.80-00.26718.978-00.267mmd44(1+2.1)+3/40.56-00.1874.457-00.187mm计算型腔深度尺寸：H14、H8、H6型腔深度尺寸计算公式：HMHs(1+Scp)-2/3+0zH1414(1+2.1%)2/30.72+00.24013.814+00.240mmH88(1+2.1)-2/30.64+00.2107.741+00.210mmH66(1+2.1)-2/30.56+00.1875.763+00.187mm计算型芯深度尺寸：h42、h2116型芯深度尺寸计算公式：hMhs(1+Scp)+2/3-0zh4242(1+2.1)+2/31.2-00.40043.682-00.400mmh2121(1+2.1)+2/30.88-00.29322.028-00.293mm齿轮成型尺寸计算：Ncos424（0.5cos424）10050.148mma2z50.14820.551.148mmf2（ann）z50.1482（10.5）0.548.468mm51.1551.15（10.021）00.46752.22400.467mm48.6548.468（10.021）00.40049.67200.400mm174系统设计4.1浇注系统设计浇注系统设计时应从多方面考虑，结合塑料，浇注系统需按一模一腔分布设计，PA6的成型特性而知，进料口应取厚尽量避免死角积料。在保证工作顺利的条件下，容积应取最小，以充分利用材料，减小材料损耗。主浇道是与注射机喷嘴直接连接部分，它是最先进入模具的通道，它与喷嘴在同一轴心线上，故熔料在主流道内并不改变流动方向。主流道的形状大多为圆锥形，也呈圆形或扁形。为了便于拉出流道中的冷料，通常将主流道设计成圆锥形，锥角为27，内壁粗糙值等于或小于0.8mm。圆锥孔小头直径为48mm，但必须比注射机喷嘴大0.51mm。主流道的长度由定模板厚度确定。确定主浇道各部分尺寸：确定喷嘴处孔径,由XS-ZY-125型注射机查得：嘴喷孔径为4mm,从聚酰胺成形特性看嘴喷处孔径应取大些,并采用直通式喷嘴。d=喷嘴孔径1mmd=5mm确定浇口处喷嘴球半径,由XS-ZY-125型注射机查得：球半径R为12mm,R=喷嘴球半径（23）mm可取3mm。R=123=15mm其他尺寸,=25,可取=3。18r=1-3mm,可取r=2mm。H=（1/3-2/5）R=510mm,可取H=R/3=5mm。确定主浇道直径，可由经验公式得：D=4V/RD主浇道大头直径V流经主浇道熔体体积K常数（PA6可取2.1）代入得：D=4V/R4(42+10)/2.15.626mm即只需大于6mm即可。D=d+tg/2L=5+2.62=7.62mm6mm。因此符合要求,D可取6mm。浇口的位置尺寸、形状、直接关系塑件的内在质量与外在质量。如果采用不当，容易招致填充不良、气泡、融合痕、翘变形、密度不均匀的弊病。聚酰胺塑料其结晶速度快，流速增高，并且摩擦使料温也增高，有利于其填充型腔。且还可以缩短成型周期，残余应力小，可防止塑件破裂，翘曲，变形易进行浇口痕迹的后加工。选择浇口对塑件的质量有直接关系，主要从塑件形状和要求来确定。由于塑件是一工程塑件，长筒形，外形有齿轮，内孔要与轴相互配。因此，不可能在内壁外侧开浇口，因此选择圆薄片状浇口较适合。因此其流程短，排气条件好，不易产生熔接痕，且对筒形中间通孔塑件更适合，只能适用于型腔，但浇口去除困难。其进料口厚度一般取0.2-1.2毫米。4.2定位圈的选用19Df7d23h图4.2.1由XS-ZY-125型注射机查得,定模板与浇口套之间配合孔径为10000.054mm参定位圈推荐值：D=100mmd3=75mmD2=50mmh=14mm4.3模具的温度控制系统的设计对于注射模而言，其是连续工作的，而受人为因素影响较多，所以无须很精确的计算，加热冷却系统可以根据型腔的几何形状、塑料的成形特性来确定。聚酰胺塑料在加工前进行干燥的同时起到预热作用,而且模具型腔的壁厚比较大;又由成形特性可知,聚酰胺结晶性熔融范围很窄,熔融速度快,且流动性对温度变化不敏感,所以模具不需要加热系统。由聚酰胺塑料的成形特性可知,MPO的凝固速度快,结晶速度快,料温稍低于熔融温度即发生结晶化。因为塑料的壁厚大于等于4mm,所以结晶时的模温可20取t=90c120c,塑件可在较高温度时脱模,所以可推出塑件在成形时不需冷却系统。如果要装冷却系统.则应把孔的位置放在定模板和型腔板上。模具是不需要安装冷却系统,本该按塑件释放的热量等于由模板散发的热量来详细推测出。但因本毕业设计的参考资料有限，所以只能根据推测来确定，故不开设冷却系统。4.4脱模机构的设计模具中的脱模机构，根据成型设备，塑件形状的不同而有多种形式，但都要求机构的工作可靠，动作灵活，结构简单。塑件有侧抽芯机构，还有斜齿轮脱模机构。4.4.1顶管脱模机构设计1、运动形式424螺旋升角的塑件，虽然其螺旋升角不大，但若采用强制脱模，因其模数小，齿数多，则易出现制件破坏，显然不行。因此常采用在推顶的，制件应沿着齿廓升角被强制旋出型腔。也就是说，推管在推动的同时也相应的应与塑件一起旋出型腔，从而实现脱模。为了使其导向严格地与塑件螺旋齿廓相吻合，顶管通过一个与注塑齿轮升角相同的导向槽与动型芯固定的销相配合，当销被轨迹槽控制驱动时，就能精确的依照齿轮螺旋升角传动。2、结构形式21图4.4.1.1如图所示，其脱模结构是推管为主。由于塑件带有斜齿轮，因此在推顶同时要有旋转，所以设旋转机构。如图所示，其顶推由推管实现，而其型芯则转动来实现。而型芯的转动是由推管的型槽带动型芯上的销来实现，销与型芯为过盈配合。中间的顶杆用来正确的确定型芯位置，同时在塑件脱模时，有排气作用，从而不影响脱模。3、转销直径的确定转销的作用主要是协助顶管完成脱模,这时是受扭矩和剪切作用,这个扭矩因为只旋转一个很小的角度即:=424。所以可以忽略不计。转销的破坏形式主要是剪切断裂,以下按剪切应力、型腔压力来确定转销的直径d，材料为35钢。查得S=(216314)MPa常温Fns=1.22.2温度常温为安全起见ns=2.51=216314)2.5=86.4125.6Mpa=（0.60.8）（86.4125.6）=51.84100.4822型芯平均压力P=35MPa=Q/AQ/=35/424=207.8mmd2/4207.8mmd9.6mm取d=10mm4、脱模机构中各零件的设计顶杆的设计顶杆在机构中的作用主要有三点,一是顶出型芯上部的冷料井；二是防止型芯偏斜,起定位型芯的作用,保证精度；三是起到排气作用。参考标准ISO6751-1986,可查得：L=155mm，H=5mm，D1=5mm，D2=10mm，D3=6mm。推管的设计在推管上应具有与转动销配合的型槽，其具体尺寸：图4.4.1.2由图可知,为使机构结构紧凑,简化结构,运用了转销在斜槽中的滑动脱出塑件的斜齿轮部分,斜槽的倾斜角应与斜齿轮螺旋角相等。即：=424为了使塑件顺利脱出型腔，即：斜槽的高度h1斜齿轮的高度14mm。取h1=15mm。导向槽的总高h2塑件的顶出高度28mm+转销直径d+一定的顶出余量取h2=55mm23转销与推管有间隙，且有一定的运动关系，因此销与形槽的表面要耐磨，硬度高，要有足够的强度，表面精度要高。其配合尺寸如图所示。从整体考虑，可参考标准件ISO8405-1986，其具体尺寸：L1=77mm,L2=30mm,L=131mm,D1=5mm，D2=32mm,D3=6mm,D4=40mm,D5=11mm,H=8mm,h=5mm。顶杆顶管的固定形式它们都采用台阶式固定推管与推管固定板的联接处采用销紧固，销的直径d=5mm,采用标准件GB119-86。4.4.2抽芯脱模机构的设计当塑件或圆周方向有均布的凹槽，侧孔或凸台的塑件，常采用转盘式分型抽芯机构。根据塑件侧孔，采用托盘式抽芯机构较合理，且抽芯距不大，抽拔力不大。在模具中，有数量与塑件孔相等的8个滑动侧型芯，闭模时，全部型芯抵在模芯上，构成了塑件的型腔。8个侧型芯，各自抽在滑槽座的导滑槽内，侧型芯上的圆柱销穿过导滑槽下的长方形孔，进入转盘上的人字形槽有两段组成，一段是圆弧槽，另一段是斜槽，其角度与长度都与轴芯距有关。开模时，斜楔使转盘转动，而与侧抽芯相连的圆柱销是插在转盘的斜槽中，转盘带动销滑动，从而使侧抽芯强制抽芯，当斜楔离开转盘时，全部抽芯结束。4.5斜楔的确定（1）斜楔的形状常见的斜楔形状是与侧型芯相对，但本斜楔是起转动作用，因此其形状如图所示：24图4.5.1由于斜楔在工作时要受到弯曲和摩擦，所以除了应有足够的强度外，表面粗糙度值要低，材料外表硬而耐磨。斜楔与横板有固定面，其表面粗糙度值要低，斜楔脱模本身具有复位作用，因此可不设复位机构。（2）转盘的受力分析和斜楔尺寸的确定F2=F1cos30=120cos30=103.90NF3=tg30F1=69.2NS=265353nS=1.22.2取nS=21=S/nS=（265353）（1.22.2）=132.5176.5取1=150斜楔尺寸的确定设弯销的宽度为a,由图可知y=120+a/2x=100由力矩平衡公式可知25Fy=F3xF(120+a/2)=69.2100F=6574/(120+a/2)因为销为一悬臂梁，故按弯曲公式来计算M弯=PLL弯曲力矩的力臂长度假设L取模板允许的最大半径150。M弯=6574/（120+a/2）300令b=2ah=a所以W=2aa2/6=a3/3max=M弯/WW-抗弯矩W=bh2/6将、代入式：max=M弯/W=(19723)/（120+a/2）a3150解得：a7由整体结构可知：取b2=25b1=30B2=30B1=45h1=351=1520可取1=17.526图4.5.3由图可知斜楔带动转盘转动的距离是有斜楔的工作高度h2决定的,l=R22+R22-2R22cos11=18.6719h2=l+(210)/tg=(l+4)/tg=23/tg17.5=73.575H=h2+h1+46.5(14+32.5)=156.5具体尺寸可参考SLM-3(4)斜楔的固定方式斜楔的固定方式是在定模板上开出与斜楔头部尺寸相吻合的槽,把斜楔镶入槽内,用两销钉和两螺钉紧固定位。螺钉选择GB7085M845的内六角的螺钉销钉选择GB11986A525的标准销加工时斜楔与定模板之间应配作加工，为了使销能顺利装入可在定模板销孔位置上设置通气孔。274.6转盘的设计(1)侧抽芯距将侧抽芯从成型位置抽拔到不妨碍塑件脱模位置时，沿侧抽芯方向所移动的距离称侧抽芯距。它应比成型塑件的孔深或凸台高度大。由于孔深为4mm，因此可取S=5mm。(2)转盘上人字形槽尺寸通常斜槽(转盘转动角度)长度不大，可设为10，但为了有一定间隙可取2=11，为了有一定的间隙量，其开合模自如。可设取5。R1由结构确定，设取R1=100mm。形槽宽h4即侧型芯所带销的导滑槽宽度大小，不能太大，也不能太小，因此可取销径+0.5mm，设销径为5mm，则h4=5.5mm。而h3由侧抽芯距加一定余量，取h4=51=6mm。(3)定位装置通常侧抽芯机构都设有定位装置。为了保证侧抽芯能正确到位，保证塑件尺寸精度。根据模具结构可选用球形定位装置。可选择标准件：钢球选用GB308778弹簧选用GB135878-1630固定螺钉选用GB7585N1012（4）转盘结构形状的设计为了达到最好的经济性和轻巧程度，把转盘设计成耳朵形并取对称更为合适。具体尺寸可参考零件图SLM-4复位机构的设计和选择常见复位形式有复位杆与复位弹簧。根据本模具结构可知，选用弹簧复位较合适，可选用弹簧为了使顶出机构复位，我们采用了弹簧，复位机构，复位机构主要由螺钉，弹簧及推杆组成。4.7导向机构的设计保证模具开合运动时动、定模相对的精确位置,保护型芯在合模时与型腔不28发生碰撞。具体要求为：配合精确，保证模具开合动作轻便、寿命长。推板和固定板之间的导向装置是保证推件机构推出、复位的准确导向，具体要求为能承受规定的重量，导向平稳、准确。为达到上述功用和要求，采用了导套、导柱对准中心。在定模板和定模固定板之间装入了B型导套，在型腔固定板上装入A型导柱。导套选d=20的标准件,国标为GB4169.3-84-2026导柱选d=20的标准件,国标为GB4169.5-84-208040在推管固定板和推管盖板之间装入B型导套,在动模板上装入B型导柱,导套选d=20的标准件,国标为GB4169.3-84-2026导柱选d=20的标准件,国标为GB4169.5-84-2090255型芯与侧型芯脱模力的计算当脱模开始时，阻力最大，推杆刚度及强度应按此时受力计算。即无需脱模斜度（=0）。抽拔力由两部分组成,即Q=Q1+Q2Q1成型斜齿轮上部内孔的抽拔力Q2成型花键形的内孔的抽拔力Q1=C1h1p1uC1=d=18h1=21p1=12Mpau1=0.2Q1=1821120.2=2850N=45/2=22.5/2=arctg1.2/12=aectg0.1/2=5.71=-/2=22.5-5.71=16.79Q2=c2h2p2u2c2=21.28+(16.79/180)2812=(19.2+17.9)=116.58mmh2=21p1=12Mpau2=0.2Q2=116.5821120.229=5875.632NQ总=Q1+Q2=2850+5875.632=8725.632N由于这个力是由注射机顶杆来承担的,而所选注射机的法定推力F=2.5吨。即：F=2.510009.8=24500NFQ总故合格5.1侧抽芯力计算Q=chPc=d=4h=4P=812Mpa=0.10.2取=0.2Q=chP=44（812）0.2