塑料斜齿轮旋转脱螺纹注塑模具设计.doc

编号： 毕业设计说明书毕业设计说明书 题 目： 塑料斜齿轮旋转 脱螺纹注塑模具设计 学 院： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 柯招军 学 号： 1000110104 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 曹泰山 职 称： 讲师 题目类型 ：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014 年 5 月 4 日 摘 要 伴随着全球性经济发展，新技术革命浪潮不断的突破与发展，跨越性的技术发展已 经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断繁荣，极大地促进了对体积小， 工业产品的品种多，低成本，高品质的方向发展。为了提高生产周期的市场竞争力的 核心产品的要求越来越高，开发周期短，因此对各种产品的制造的关键技术及设备， 模具的要求也越来越严格和苛刻的。 模具是基础工业之一。随着市场经济全球化趋势和各种高新技术的迅猛发展，快 速经济模具被赋予了新的内涵和新的任务，种类的激增，促使快速经济制模材料向着 多品种系列化迈进，不断促使工艺有新突破和发展。鉴于商品经济的快速发展，产品 换代更新的加速，以及市场竞争愈发激烈，都愈发高的刺激着快速经济制模技术朝着 短周期、低成本、高质量及高制造精度等方向发展。鉴于它能够使企业获得更大的市 场，创造更大显著的经济效益，因此愈发受到企业家的垂青以及获得相关领导部门的 政策资金的支持。鉴于快速发展的高新技术以及各种技术的综合运用，未来必定会产 生新型节能省材的快速制模技术来适应社会生产中差异化需求。 此次毕业设计是对塑料斜齿轮注塑模具设计，难点在于实现自动旋转脱螺纹功能。 本设计有两大亮点，一是使用齿轮齿条传动机构来实现测抽芯，二是用轴承使型腔旋 转来实现脱螺纹设计。因模具中有多处需要配合，可能使模具在制造和装配方面有些 难度。 关键词：模具；斜齿轮；结构设计；注射模；型腔 Abstract With the global economic development, new technology revolution continued breakthroughs and development, leapfrog technology development has become an important factor in promoting world economic growth . Continued prosperity of the market economy , which greatly promoted to small, multi- variety of industrial products , low-cost , high-quality direction. In order to enhance the core products in the market competitiveness of the production cycle, and increasingly demanding shorter development cycle , and therefore the key to the manufacture of various products, technology and equipment - mold requirements are increasingly stringent and demanding . Mold is one of the basic industries . With the rapid development of economic globalization and a variety of high-tech markets , rapid economic mold was given a new meaning and a new task , the type of surge , prompting rapid economic modeling material moving toward multi- variety series , continue to promote technology breakthroughs and development. Given the rapid development of the commodity economy , accelerate the upgrading products , and market more competitive , are increasingly high to stimulate rapid economic modeling techniques towards short-cycle , low-cost , high-quality and high manufacturing precision direction. Given its ability to enable enterprises to gain a larger market , creating greater significant economic benefits , and therefore increasingly favored by the entrepreneurs and access to funding to support policies related to the leadership department. Given the rapid development of high-tech and comprehensive use of various technologies , the future will certainly generate new energy-saving materials for rapid tooling technology to meet the social needs of the difference in production . The graduation project is a plastic injection mold design helical gear , the difficulty lies off the automatic rotation of the threaded function. This design has two bright spots , one using rack and pinion mechanism to achieve measured Pulling , two bearings so that the cavity is rotated to achieve the de- thread design . Because there are many die with blood , may cause some difficulty in mold manufacturing and assembly areas . Keyword: mold ; bevel wheel; structural design;plastics injection mold; cavity 目目 录录 引言 .1 1 塑件（斜齿轮）的分析 .3 1.1 塑件（ABS）的三维模型 .3 1.2 塑料的基础知识与应用 .4 1.3 ABS 塑料.4 1.3.1 塑料 ABS 的基本概念.4 1.3.2 塑料 ABS 的特性.5 1.3.3 塑料 ABS 的成型特性及成型条件.6 1.3.4 塑料 ABS 的成型条件.6 1.4 塑件结构工艺性要求的了解及分析 .7 1.5 脱模斜度1.7 1.6 塑件的壁厚1.7 1.7 圆角 .8 2 注射机的选择 .9 3 型腔数目的决定 .10 4 成型零件设计 .12 4.1 确定型腔壁厚 .12 4.2 动模板厚度的计算 .12 4.3 分型面的确定1.13 4.4 排气系统的设计 .13 4.5 成型零件的结构设计 .14 4.5.1 成型凹模的结构设计.14 4.5.2 成型凸模的结构设计.14 4.5.3 型腔尺寸计算.14 5 浇注系统设计 .18 5.1 主浇道（浇口套）的设计 .18 5.2 浇口的设计1.20 5.3 定位圈的选择 .20 6 模具温度调节系统的设计 .21 6.1 模具温度调节对塑件质量的影响 .21 6.2 加热系统的设计 .21 6.3 冷却系统设计 .21 7 脱模机构的设计 .22 7.1 推管脱模机构设计 .22 7.2 内螺纹抽芯脱模机构的设计 .22 7.2.1 螺纹型芯的设计.22 7.2.2 传动齿条的设计.24 8 复位机构的设计和选择 .26 8.1 弹簧的选用4.26 8.2 弹簧的分布形式 .27 9 合模导向机构的设计 .28 9.1 导向机构的功用 .28 9.2 导向机构的选用5.28 10 型芯与侧型芯脱模力的计算 .29 10.1 型芯脱模力的计算 .29 10.2 侧抽芯力计算 .29 11 模具的闭模高度和开模行程验算 .30 12 模具其它零件的设计 .31 13 标准件的选择5.32 14 模具的总装图以及运动顺序、及其特点 .33 15 模具的安装、调试 .34 16 工艺卡片 .35 16.1 塑件成型工艺卡 .35 16.2 机械加工工艺卡 .36 16.2.1 浇口套定位圈机械加工工艺卡.36 16.2.2 定模板机械加工工艺卡.37 16.2.3 垫块机械加工工艺卡.38 结论 .39 谢辞 .40 参考文献 .41 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 41 页 引言 模具是一种重要的工业产品的生产技术和设备，是国民经济的基础，被冠以现代 “工业之母” 。 现代生产中，模具因其加工效率高，互换性，节约了材料，所以广泛 应用。作为一个蓬勃发展的行业，在整个模具塑料模具发展很快。作为制造行业的一 个后起之秀，它以它独特的优势而被广泛应用，极大地促进了塑料工业的质的发展。 （一） 、我国塑料模具的发展现状 模具是现代工业生产的重要工艺装备。依工业技术的飞跃式发展，依靠模具来进 行加工在国民经济的各领域中愈发常见。 随着塑料工业的迅速发展，效率高，自动化程度高，寿命长和高精密模具的设计 和制造是关注未来的重点。例如电视机外壳、空调机零件、洗衣机内缸、电冰箱、灯 座、周转箱等模具。世界上的一些工业化国家，其工业产值已超过机床工业的模具， 其增长率也超过了机床，汽车，电子等行业。在这些国家，模具工业已成为国民经济 的基础工业之一。美国工业界称“模具工业是美国工业的基石” ，日本模具协会称“模 具是促进社会富裕的动力” 。什么东西既具有自己的价值通过同一模具为社会创造了巨 大的经济效益和社会效益。 一流的模具设计理念、高质量的制造水平、上等的材料、合理的加工工艺和现代 化管理及成型设备等都是制造优质模具不可获缺的。一副优质的模具可以重复上百万 次成型，这是和上面所陈述的因素分不开的。纵观国内外同行情况，注塑成型技术发 展趋势大致有以下几个方面： （1）CAD/CAE/CAM 技术在模具设计与制造中的应用； （2）模具制造对工业领域的推动发展； （3）开发模具逆向工程，创新模具的快测技术； （4）开发上等的模具材料和对其表面进行特殊处理； （5）提升模具标准化水平，用模块化实现模具的重组； （6）模具的模块化、集成化、精密化。 塑料模具在我国的发展很快。塑料模的设计制造、CAD/CAE/CAM 技术、CAPP 技术， 已有不少的企业及研究机构在开发及应用。在设计及制造技术上与一流水准相比有一 定的不足。专用模具钢的种类少少、标准化程度不高、质量尚不稳定等问题还在困扰 着我国模具行业；模具的商品化、系列化及规模化能力还有不少改进及提升的空间； CAD、CAM、Flow Cool 等软件应用程度不是很高；提高模具的设计与制造水平是增加国 际核心竞争能力比不可少的。 近些年来，伴随着模具综合技术的提升，模具产品也更加复杂、精密，模具制造 成本和周期也在缩短。 （二） 、研究此项目的内容、目的和意义 通过计算机数据模拟和仿真对塑料注射模具的设计思路和制造过程进行有效的评 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 41 页 估和预测，并且可改善模具的结构设计并快速制得样品，便于赢得客户，争取定单， 从而扩大市场及占有率；此外还降低返厂率，缩短生产周期，节省材料和费用，进而 很大幅度地降低了模具的生产成本。 此项目针对的内容和要求: （1）拟定斜齿轮塑件的成型工艺，选用合理的成型设备。 （2）合理的模具设计结构。必要时可依模具要求对塑件图纸进行适当的修改。 （3）长使用寿命、高强度，高耐磨性是模具配件必不可少的。 （4）经济性好、便于制造是模具制造需要考虑的。 （5）确定零件尺寸及形状，选择合理的结构。 （6）高效率、高可靠性、高自动化程度是模具设计制造的精髓。 研究此项目的目的与意义: （1）选择合适的塑料及成型工艺。 （2）通过对产品质量分析，改进模具的工艺及结构设计。 （3）将模具设计融合到 CAD/CAM/CAE 的运用中去。 （4）提高分析和解决问题的能力，改进我们的学习与创新发展。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 41 页 1.塑件（斜齿轮）的分析 1.1 塑件（ABS）的三维模型 如下图 1.1： (a) (b) 图 1.1 塑件三维图 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 41 页 图 1.2 塑件尺寸图 1.2 塑料的基础知识与应用 塑料是塑料为主要原料，再加入适量填料，增塑剂，润滑剂，稳定剂，着色剂等 材料，固化剂。 塑料的种类繁多，性能上也有较大差异,从事塑料应用技术领域工作时人，应该首 先对所选的塑料的类型，结构和相关性能的认识，有必要获得必要的基本知识以及了 解塑料的应用范围。 按塑料的分子结构及特性可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。 按塑料的使用情况一般可以分为通用塑料、特种塑料、工程塑料三大类。 1.3 ABS 塑料 1.3.1 塑料 ABS 的基本概念 ABS 塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene。 比重:1.05g/cm 成型收缩率:0.30.9% 成型温度：180200 干燥条件：808523 小时 塑料性能: （1）良好的整体性能，高的抗冲击强，化学稳定性。 （2）具有较高的耐热性，高的影响，完全燃烧，提高透明度。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 41 页 （3）与有机材料的熔接性较好，且表面可进行处理，如镀铬、喷漆等。 （4）较 HIPS 流动性差一些，较 PMMA、PC 等好，柔韧性好。 ABS 塑料是以高分子化合物为基础而混合的复合材料。综合了原有材料的性能特 点，其最大的特点是可根据需要进行材料设计，这也是它和其它塑料最大的不同。 ABS 高分子材料独特的结构和易加工、易改性特点，使其具有其他材料无法比拟、 无可取代的优越性能。于此同时 ABS 塑料不仅有聚合物的一般热性能和力学性能外， 还具有一些特殊功能，如物质、信息和能量的转换、传递和储存等。 1.3.2 塑料 ABS 的特性 ABS 的详细特性在下表 1-1 中给出。 表 1-1 ABS 塑料的特性 性能项目试验条件状态测试方法测试数据数据单位 基 本性能 熔体流动速 率 2302.16Kg ASTM D-12381.8g/10min 收缩率23 FCFC Method0.3-0.8% 密度23/23ASTM D-7920.96 机 械性能 降伏点 抗张强度 23ASTM D-638360kg/cm2 断裂延长率23 ASTM D-638200% 弯曲模量23 ASTM D-790A15500kg/cm2 洛氏硬度23 ASTM D-785100R-Scale Izod 冲击强 度 23,1/8厚ASTM D-2566.0kg-cm/cm2 热性能热变形温度 at 4.6kg/cm2，Unanneale d,1/4厚 ASTM D-648135 其它性 能 FDA Compliance 21 CFR Pt 177.1520 Yes 通常，塑料的熔点并非是一个固定的数值，而是用热变形温度来显示。 ABS 是升级强化版的 PP，有较高的热变形温度，耐热性能好，注塑收缩率较低，尺寸 稳定性能好，故特别适用于有耐温需求的汽车零件以及电气部件等。 热塑性塑料在恒压力下，依据受热的温度的差异，存在玻璃、高弹和粘流三种状 态。ABS 是在粘流态下成型的制品，可用注射成型来制作。ABS 具有适度的流动性，主 要由压力和温度确定其流动性。因为是热塑性的，所以在模具设计和注塑成型的选择 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 41 页 都需要注意螺杆注射机的选择，浇注截面应大些，料筒及模具应镀铬，不应有有死角 滞料，加热时间、模温、成型温度、螺杆转速及背压等都需要严格控制1。 1.3.3 塑料 ABS 的成型特性及成型条件 材料成型收缩率小，易产生应力集中而引发熔融开裂，因此控制成型条件以及成 型后退火处理可以有效减少塑件的开裂情况。 无定形料,流动性中等,吸湿大须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干 燥 8085度,23 小时. 高料温、高模温等方法可以提高材料的流动性，减少夹水纹现象。 摩擦系数低，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。 收缩率及成型收缩范围中等。 ABS 塑料的干燥，ABS 塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前需进行 干燥和预热。 选用直通式喷嘴，为避免流涎现象可将喷嘴孔改成喇叭状，并适当地控制喷嘴 温度。 模温对塑件质量有较大的影响，模温低时，收缩率，抗压，抗弯，抗冲击强度 大，料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料。 模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，尽可能的避免死角积料。 1.3.4 塑料 ABS 的成型条件 表 1-2 塑料 ABS 的成型条件 注射成型机类型螺杆式比重（gcm）1.411.43 收缩率(%)0.30.9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） 80100 35 料筒 温度 （C） 前 断 中 断 后 断 180200 190220 160170 成型 时间 （s） 注射时间 高压时间 冷却时间 总周期 2090 05 2060 50160 后处理 方 法 温度（C） 时间（h） 红外线灯 鼓风烘箱 1401454 1.3.5 塑料 ABS 的主要用途 作为热塑性工程塑料的 ABS 具有较高的韧性、耐热性和强度，还具有加工优势， 如熔体温度低、结晶快等，同时还有其基本优点，如尺寸稳定性，耐化学品性。ABS 也 是一种重要的工程塑料，它的抗疲劳强度较高，尺寸稳定。制品可在-40100 C 范围 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 41 页 内能以较高的硬度，耐磨性，刚度和强度长期使用。 在工业生产中， ABS 可代替一部分金属应用于电器、汽车、机床、化工、机械、 、 农业机械等行业。ABS 特别适用于制作辊子、滚轮、齿轮、轴承、凸轮等传动等耐磨零 件，也可以用来制造化油器，汽车的仪表板，各种管道等盖。ABS 是极具市场前景工程 塑料，ABS 是新的商机，潜在市场。 1.4 塑件结构工艺性要求的了解及分析 要想得到优良的塑料制件，除了选用合理的原材料以外，塑件结构的工艺性必须 在考虑的范围之内，我们在考虑塑件结构工艺性时，需要遵守以下原则： 在设计之初，必须将收缩率、流动性等将原材料的结构工艺性考虑在内。 在保证塑件的性能，物理性能和力学性能，耐化学性，耐热性和电性能，如要 求的前提下，尽可能的厚度均匀，结构简单，使用方便。 设计时需考虑模具的总体布局结构，使模具的抽芯和推出机构简易和模具型腔 制造方便。 对塑件外观有较高的要求时，需先进行造型，然后在绘制图样。 选择模具分型面几何形状和塑件的成型方法，直接决定了塑料成型模具的成功。 所以，在设计时应该使塑件的几何形状能适用于其成形工艺。 1.5 脱模斜度1 由于塑件在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧地包住型芯或型腔中的其 它凸起部分。为了便于剥离，防止模具塑料表面划伤，擦毛等，为了便于塑件从塑料 芯模腔取出，在设计时沿脱模方向均应有足够的脱模斜度。 塑件上脱模斜度的大小，与塑件的性质、收缩率大小、摩擦系数大小、塑件厚度 和几何形状有关。与软质塑料相比，硬质塑料的脱模斜度较大；脱模斜度与塑件形状 的复杂程度或成型孔的数目有关；塑件的脱模斜度与高度、孔深呈反比；壁厚增加， 内孔包住型芯，脱模斜度也应大些。 根据塑件材料 ABS 推荐的脱模斜度为 40130。由塑件属硬脆类塑料且厚壁 的塑件，故脱模斜度可取较大值依据塑件几何形状及收缩规律，因为它的向心收缩性， 所以一般内表面的脱模斜度大于外表面,依据塑胶零件的精度来确定脱模的斜度，内表 面取 1，外表面取 130。 1.6 塑件的壁厚1 塑件需有一定的厚度，才能保证塑件在使用中有足够的强度和刚度，而且也为了 塑料在成型时保持良好的流动状态。有时塑件在使用时所需的强度虽然很小，但也需 要有适当的厚度来承受脱模退出力。热塑性塑件的厚度一般在 1-4mm，壁厚大，就会易 产生起泡和凹陷，并且也不易冷却。 壁厚与流程有密切关系，且成比例关系，根据 ABS 属流动性中等。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 41 页 可得： （1-1）7 . 0)8 . 0100/( LT mm25 . 17 . 0)8 . 0100/42(T 即厚度2 mm 即可；由于塑件最薄处为 5.5mm，因此符合要求，流程短愈短愈有 利于注射成型。 1.7 圆角 设计塑件时，为了减小应力集中，同时增加手感体验和美观，体现人性化设计， 常采用圆弧过渡。此外，圆弧还提高了塑件的强度，使脱模更易，同时还使模具型腔 在淬火或使用时不易开裂。本设计中塑件圆角都取 R=0.5mm。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 41 页 2 注射机的选择 塑件的体积计算 （2-mmZMD11.46cos/ n 1） 32 1 89.2876718)2/11.46(mmV 32 2 mm05.1477824)2/28(V 32 3 mm18.2389182/13）（V 32 4 mm52.544724)2/17(V 4321 VVVVV 52.544718.238905.1477889.28767 3 mm92.34747 3 cm35 （2-g34 6 . 3396 . 0 35PVG 2） 选择注射机 由于塑件为大批量生产，所以尽可能采用多型腔，综合考虑应选用 ZSZY125 型卧式注塑机。 依 XSZY125 型注塑机可得如下表 2-1： 表 2-1 XSZY125 型注塑机参数（mm） 螺杆直径42最大理论注射量125 注射压力120 MPa锁模力900KN 最大成型面积 645 模具最大厚度300 注射行程115模具最小厚度200 模板最大行程300喷嘴孔径4 喷嘴圆弧半径12喷嘴移动距离210 型腔许用压力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100 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 41 页 3 型腔数目的决定 注射模的型腔数目可根据需要来确定，可以是一模一腔或一模多腔。型腔数目越 多，塑件尺寸的精度精度也就相对较低，若塑件的精度不高，可选用多型腔数。以注 塑成型的生产效益上看，表面上多型腔模比单型腔模经济效益要高，但以制造的难度 来衡量的话，单型腔比多型腔制造难度小。由于此塑件的精度要求不高，生产批量适 中，而且还有侧抽芯，抽芯距也较长，在制品生产及模具的加成本上考虑，可选为一 模一腔。 （1）注射机的锁模力 锁模力务必要超过模具在开模方向上投影面积的注射压力总和。 注射基本压力（依塑件流程比及壁厚而不同） （3- s KKPP cb 1） 型腔注射压力，取2800 b基本压力 Kc1.7 （ABS） K11.25 取 K1.4 、锁模力 锁模力不小于总注射压强的 1.5 倍，即 （3-1 . 05 . 1APF 2） 壁厚为 5.5mm，取最小。本次设计选用采用圆薄片型浇口，流程比为 42/5.5=7.6 有查图可得 L=7.6，壁厚=5.5mm，s=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： （3- s KKPP cb 3） 得注射压力 P： MpaMP23pa75.2225 . 1 4 . 113 投影面积 ： 2222 4 . 17cm35.17 5 . 2314 . 3 cmRA 型腔总投影面积 ： 2 cm8 .342 4 . 17A 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 41 页 由： 1 . 05 . 1APF 得锁模力： KNKNF90006.1201 . 0 8 . 34235 . 1 故锁模力是足够的。 开模距离 由塑料部分长度为 42mm，是从模具中取出，距离应大于两倍的模板浇注系统的总 长度的长度，即 ：L=24250=134mm. 由 ZS-ZY-125 注射机的最大开模行程为 300mm，故能够完全可以取出塑件 。 模板面积 3.1 浇口的设计1 浇口亦称进料口，是连接浇注系统（分流道）与型腔的熔体通道。 浇口的位置的 设计与选择，与塑件能否完好以及高质量地成型直接相关。 浇口可分为限制性浇口和非限制性浇口两大类。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺 寸最小的部位，通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体产生的流速增加， 提高剪切速率，降低粘度，使其成为理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 12 页 共 41 页 于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的， 提高塑件的质量。另外，限制性浇口还起着较早固化防止型腔中熔体倒流的作用。非 限制性浇口是最大的部分是整个浇注系统截面尺寸，它主要是对中大型筒类、壳类塑 件型腔起引料和进料后的施压作用。 按浇口的结构形式和特点，常用的浇口可分为直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形 浇口、轮辐式浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏浇口等等。 浇口的形状和位置尺寸直接与塑件的内、外在质量联系在一起。如果选择不合理， 会使塑件产生融合痕、翘变形、气泡、填充不良以及密度不均匀等问题。PPT 塑料的 流速增高、凝结速度快，同时摩擦也会使料温增高，使其填充型腔能力更好。并且还 能够缩短成型的周期，较小残余应力，可减小塑件的翘曲，破裂和变形，也有助于对 浇口痕迹的后续加工。 浇口的选择是基于对塑料件的形状要求，对塑料件的质量直接影响。因为这是一个 工程塑胶配件，齿轮齿形，长圆柱形，内螺纹的孔和轴需要配合。所以，内壁外侧开 浇口显然是不合适的，故选用圆薄片状浇口（属于环形浇口）较为合理。由于流程短， 排气效果好，可减少熔接痕产生，并且更适合用于筒形中间通孔的塑件，通常进料口 厚度可取 0.2-1.2 mm。 3.2 定位圈的选择 定位圈尺寸如下图 5.2： 图 5.2 定位圈 依 XS-ZY-125 型注射机的数据可查得，定模板与浇口套间的配合孔径为 10000.054mm，推荐定位圈的参考值有可如下： D=100mm d3 =75mm d2 =50mm h =14mm 4 模具温度调节系统的设计 模具温度的合适、稳定和均一，会很大的影响着塑件的尺寸精度、外观和形状以及 塑料熔体的固化定型及充模流动、生产效率等。模具温度调节的能力直接影响着塑件 的质量和生产效率。模具温度控制系统是通过模具温度控制，高质量和高效率的注塑 件生产。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 13 页 共 41 页 一般对于连续工作的注射模来说，人为因素会产生较大的影响，因此不必十分精确 的计算，加热冷却系统通常可依据塑料的成型特性以及型腔的几何形状来确定 。 4.1 模具温度调节对塑件质量的影响 模温是指模具型芯以及型腔的表面温度。高温熔体释放的热量通过在模腔内凝固形 成模具内的一个合适的温度分布的热平衡使塑件质量最好。模具的温度控制和调节对 塑件质量的影响主要有以下四个方面： （1）力学性能 对于结晶性塑料，成型温度越高，塑件的应力开裂趋势也会愈大，所以站在应力开 裂的角度上看，减少模具的温度是好的。然而，像聚碳酸酯一类高黏度无定形的塑料， 塑件中内应力的大小与其应力开裂倾向有关联，适当的提高模具温度可减小塑件中的 内应力也即降低其应力开裂的倾向。 （2）尺寸精度 模具温度调节系统可促使模具温度的稳定，从而可以提高塑料的成型收缩率的稳定， 进而提升塑件尺寸精度。但在可能时可适当降低模具的温度，以便使塑件的成型收缩 率减小。 （3）塑件表面质量 塑件表面质量的改善可通过提升模具温度来实现，模温过低则易使使塑件轮廓模糊 并产生清晰熔接痕，以至于增加塑件的表面粗糙度。 4.2 加热系统的设计 鉴于 ABS 塑料在进行加工前的干燥处理时可得到预加热作用,同时又因为模具型腔 的壁厚相对有些大；依据塑料的成形特性，PPT 熔融速度相对较快且结晶性熔融范围 窄，并且温度变化对流动性影响不大，因此模具无需特定的加热系统进行加热。 4.3 冷却系统设计 依 ABS 塑料成形特性知,ABS 凝固速率较快,熔料温度略低于熔融温度就会凝固化。 由于塑料的壁厚4 mm,；因此塑料凝固时的模具温度可取 t=100c120c，由于塑 件体积比较小，且塑件能够在较高的温度下进行脱模，有此可知推出塑件在成形时可 不必另装冷却系统。但为了提高生产率，装冷却系统.的话就需要在型腔板以及定模板 上设置冷却孔。详情见装配图。 5 脱模机构的设计 脱模机构根据塑件的形状，成型设备的差异和各种不同形式的要求，但要使组织灵 活的动作，结构简单可靠。本次设计有斜齿轮旋转脱螺纹机构和侧螺纹孔抽芯机构。 5.1 推管脱模机构设计 5.1.1 脱模机构运动形式 由于塑件的螺旋升角为 14，如果采用强制脱模的话，由于其齿数多，模数小，容 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 14 页 共 41 页 易破坏制件，因此强脱是不合理的。在此采用推管在推动上升的同时，塑件也带动型 腔转动来使斜齿轮顺利的旋出型腔，以此来实现脱模。 5.1.2 推管的结构形式 推管如图 7.1 所示： 图 7.1 推管结构 如上图所示其是以推管为主的脱模结构。因为塑件带是斜齿轮，所以要一边推顶 一边旋转，故需要设置旋转机构。在图中我们可以看到，其顶推作用通过推管来实现， 而其旋转运动通过型腔的转动来实现。而型腔的转动是通过装在型腔旁边的轴承来实 现的。同时在塑件脱模时，有排气作用，从而不影响脱模。推管的固定一般都采用台 阶式固定推管与采用销紧固推管固定板的联接处。 5.2 内螺纹抽芯脱模机构的设计 5.2.1 抽芯脱模机构的设计 塑料产品的螺纹可分两种，即内螺纹与外螺纹。而螺纹则大多都需要相应的卸螺 纹装置，常用的卸螺纹装置可按以下几种来分类： （1）依据动作方式 螺纹型腔转动，推管推动产品脱离； 螺纹型芯转动，推管推动产品脱离。 此次模具采用第种方式设计。 （2）依据驱动方式 齿条+齿轮 油缸+齿条 来福线螺母 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 15 页 共 41 页 油马达/电机+链条 此次模具采用第种方式设计。 由于此塑件是圆柱斜齿轮，它的圆形侧面方向上有侧螺纹孔，选用齿条+齿轮的驱 动方式螺纹型芯转动同时后退，自然脱离产品。由于模具内有和塑件螺纹孔相等的 2 个侧螺纹型芯，合模时，全部型芯都抵在模芯上，组合成了塑件型腔。侧型芯上的 2 个螺纹和型腔上的螺纹相互配合，齿条部分和齿轮相互配合。开模时，齿条带动螺纹 型芯转动，于此同时螺纹型芯也后退，以此实现内螺纹的抽芯动作。 （3）螺纹型芯的设计 内螺纹的参数： “D”螺纹外径，4 mm “L”螺纹牙长，5.5 mm “P”螺纹牙距，1 mm (4) 螺纹型芯转动圈数的确定： U=L/P + Us=4/1 + Us=5.756.5 Us 我们的安全系数要确保完整的旋出，并加一定的余量，一般取 0.251 U 螺纹型芯转动的圈数 (5) 齿轮的啮合条件 压力角与模数都相同的齿条以及齿轮都能正确啮合。 (6) 齿轮齿数、模数等参数的确定。 齿数 当传动的中心距一定时，传动的平稳性随齿数增多而加强，同时噪音也会低。 但齿数的增多，也会导致齿轮的齿厚、模数减小，从而另其弯曲强度降低，所以在符 合齿轮弯曲强度的情况下，尽进尽可能选取较小的模数和较多的齿数。为免于发生根 切现象，一般选取的齿数 Z17，螺纹型芯的齿数最少应该大于 14 齿。 模数 d = P / x Z S = Z x P = x d 为无理数，为计算方便，一般常取 P / 为常数，亦称模数，以 m 表示，故 可得如下公式： d = m x z 分度圆的直径等于模数乘齿数。 我国规定模数有 2 个系列，优先采用第一系列。 模数第一系列：1、1.25、1.5、 2、2.5、3、4、5、6 8 、10 模数第二系列：1.75、2.25、2.75、3.25、3.5、4.5、5.5、7 工业用齿轮模数一般取 m2。 英制齿轮选用的是径节制，径节齿轮把齿数 z 与分度圆直径 d 之比定为径节，以” 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 16 页 共 41 页 P”表示，也即 ， dz/p in/1 模数和径节的换算公式为： p/ 4 . 25m 综述，渐开线直齿圆柱齿轮选定如下参数：