齿轮卷轴说明书

1、 本科生毕业设计齿轮卷轴模具Design of Injection Mold with Multi-Cavities for Worm学生姓名阮兆辉所在专业机械设计制造及其自动化所在班级机制1096申请学位学士学位指导教师赵仑职称副教授副指导教师职称答辩时间2013年 6 月 12 日前 言在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！随着塑料工业的飞速发展，以及通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大。因此，塑料模具的设计与制造也显得越来越重要，而注射模则是塑料模具中最常

2、用的一种模具。本文即介绍了家用程控电话机听筒的注射模具设计详细过程。在塑料原材料转变为塑料制件的成型过程中，塑料原材料的选用，成型设备的选择，成型模具的设计与制造和成型工艺的制定等是塑料制件生产的四大环节，而主要的环节集中在成型工艺的正确制定和塑料模具的设计这两个方面。本说明书比较详细地介绍了家用程控电话机听筒的注射模具设计整个过程，内容涉及产品零件的结构设计、三维造型，原材料的选择与成型工艺性分析，注射机的选择，模具结构及成型零部件的设计，模架等标准件的选择，温控系统设计以及模具主要零部件的加工工艺过程等方面。近年来，随着计算机技术向纵深发展并向各个领域不断渗透，越来越多的现代塑料生产企业都

3、在加大力度应用计算机辅助设计技术，应用现代设计理论和方法改进塑料注射成型模具的设计、制造，以提高加工质量，降低成本，缩短开发周期，增加产品的竞争能力。因此使用CAD/CAE/CAM来进行模具设计，对模具和塑件质量都有很大的提高，更好地改善了产品的性能，提高了生产效率。本次设计就充分利用了计算机辅助设计。在设计过程中，包括塑件结构和外型的设计、塑件分析、凸凹模设计、模架等标准件选择，都是通过EMX完成的，大大提高了模具设计的质量和效率。由于本人水平有限，实践经验不足，加上时间仓促，设计中肯定有错误和欠妥之处，恳请读者批评指正.第一章 概 论1.1 塑料模具的特点与发展趋势1.1.1塑料模具的重要

4、性 模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。塑料模是指用于成型塑料制品的模具，它是型腔模的一种类型，其地位与重要性正日益被人们所认识。随着塑料工业的飞速发展，以及通用塑料与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，如：家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。由于在工业产品中，一个设计合理的塑件往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，成倍地减少整个产品中的各种紧固件，大大地降低了金属材料消耗量和

5、加工及装配工时，因此，近年来工业产品塑料化的趋势不断上升。注塑成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续地生产，并且具有固定的尺寸，可以实现生产自动化、高速化，因此具有极高的经济效益。随着工业生产的迅速发展，塑料模具工业在国民经济发展过程中发挥着越来越重要的作用。1.1.2塑料模具的特点热塑性塑料注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注射模的特殊性和

6、设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异。基于上述特点，设计注塑模首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用，并可在设计中有效利用塑料特性，如点浇口模具用于塑料铰链制品。塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件，近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料注射成型模具的适用性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以塑料注射模具已日益引起人们的重视。1

7、.1.3塑料成型技术的发展趋势在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起着重要的作用。从塑料模的设计、制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型技术的发展趋势可以简单地归纳为以下几个方面：1、 模具的标准化为了适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，模具的标准化工作十分重要，目前我国模具标准化程度只达到了20%。注射模方面关于模具零件、模具技术条件和标准模架等已经制定了一些国家标准标。当前的任务是重点研究开发热流道标准元件和模具温控标准装置；精密标准模架，精

8、密导向件系列；标准模板及模具标准件的先进技术和等向性标准化模块等。2、 加强理论研究随着塑料制件的大型化和复杂化，模具的重量达到数吨甚至十多吨，这样大的模具，若只凭经验设计，往往会因设计不当而造成模具报废，大量的资金被浪费，所以大型模具还是要向理论设计方面发展，如模板刚度、强度的计算和充型流动理论的建立。3、 塑料制件的精密化、微型化和超大型化为了满足各种工业产品的使用要求，塑料成型技术正朝着精密化、微型化和超大型化等方面发展。精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差保持在0.010.001之内的成型工艺方法，其制件主要用于电子、仪表工业。微型化的塑料制件要求在微型的设备上生产。目前，德国已经研究出

9、注射量只有0.1g的微型注射机，而法国有注射量为17万g的超大型注射机，合模力为150MN；美国和日本也有较先进的注射机。目前，国产注射机的注射量也已达3.5万g，合模力为80MN。4、 新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用随着塑料成型技术的不断发展，模具新材料、模具加工新技术和模具新工艺方面的开发已成为当前模具工业生产和科研的主要任务之一。十多年来，国内外在塑料成型行业和改进模具设计与制造方面投入了大量的资金和研究力量，取的了许多成果。例如：材料方面有预硬钢、马氏体时效钢、耐腐蚀钢等，模具加工技术方面有广泛应用仿形加工、电加工、数控加工及微机控制加工等；另外，模具CAD/CAM/CAE技

10、术也进入了实用阶段。1.2注射模设计要求与程序1.2.1基本要求与注意事项1 合理地选择模具结构2 正确地确定模具成型零件的尺寸3 设计的模具应当制造方便4 充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工5 设计的模具应当效率高、安全可靠6 模具零件应耐磨耐用7 模具结构要适应塑料的成型特性1.2.2设计程序 1. 调研、消化原始资料收集整理有关制件图设计、成型工艺、成型设备、机械加工、特种工艺等有关资料以备设计模具时使用。消化塑料制件图，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，如：塑件的原材料表面形状、颜色与透明度、使用性能与要求；塑件的几何结构、斜度、镶件等情况；熔接痕、缩孔等成型缺陷

11、出现的可能与允许程度；浇口、顶杆等可以设置的部位；有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工等，此类情况对塑件设计均有相应要求。选择塑件精度最高的尺寸进行分析，查看估计成型公差是否低于塑件的允许公差，能否成型出符合要求的制件。若发现问题，可对塑件图纸提出修改意见。分析工艺资料，了解所用塑料的物化性能、成型特性以及工艺参数，如材料与制件必须的强度、刚度、弹性；所用塑件的结晶性、流动性、热稳定性；材料的密度、粘度特性、比热容、收缩率、热变形温度以及成型温度、成型压力、成型周期等。并注意收集如弹性模量E、摩擦因素f、泊松比等与模具设计计算有关的资料与参数。2. 选择成型设备 模具与设备必须配套使用，因为多数

12、情况下都是根据成型设备的种类来进行模具设计，为此，在设计模具之前，首先要选择好成型设备，这就需要了解各种成型设备的规格、性能与特点。以注塑机来说，如注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式与距离、喷嘴直径与喷嘴球面半径、定位孔尺寸、模具最小与最大厚度、模板行程等，都将影响到模具的结构尺寸与成型能力。同时还应初估模具外型尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装与使用。3. 拟定模具结构方案 理想的模具结构应能充分发挥成型设备的能力（如合理的行腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要

13、求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下方面做起：（1） 塑件成型 按塑件形状结构合理确定其成型位置，因成型位置在很大程度上影响模具结构的复杂性；（2） 型腔布局 根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本的高低等确定行腔的数量与排列方式；（3） 选择分型面 分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；（4） 确定浇注系统 包括主流道、分流道、冷料穴、浇口的形状、大小和位置，排气方法、排气槽的位置与尺寸大小等；（5） 选择脱模的方式 考虑开模、分型的方法与循序，拉料杆、推杆、推管、推板等脱摸零件的

14、组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分行与抽芯机构的选择与设计；（6） 模温调节 模温的测量方法，冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系；（7） 确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据所选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆、滑块等主要零件的结构与尺寸以及安装、固定、定位、导向等方法；（8） 支承与联接 如何将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。结构方案的拟定，是设计工作的基本环节。它既是设计者的构思过程，也是设计对象的胚胎，设计者

15、应将其结果用简图和文字加以描绘与记录，作为方案设计的依据与基础。方案的讨论与论证拟定初步方案时，应广开思路，多想一些办法，随后广泛征求意见，进行分析论证与权衡，选出最合理的方案。绘制模具装配草图总装配图的设计过程比较复杂，应先从画草图着手，经过认真的思考、讨论与修改，使其逐步完善，方能最后完成。草图设计过程是“边设计、边绘图、边修改”的过程，不能指望所有的结构尺寸与数据一下就能定的合适，所以在设计过程中往往需反复多次修改。其基本做法就是将初步拟定的结构方案在图纸上具体化，最好是用坐标纸，尽量采用1:1的比例，先从行腔开始，由里向外，主视图与俯视图同时进行： 型腔与型芯的结构； 浇注系统、排气系

16、统的结构形式； 分型面及分型脱模机构； 合模导向与复位机构； 冷却或加热系统的结构形式与部位； 安装、支承、连接、定位等零件的结构、数量及安装位置； 确定装配图的图纸幅面、绘图比例、视图数量布置及方式。. 绘制模具装配图绘制模具装配图时应注意做到以下几点： 认真、细致、干净、整洁地将修改已就的机构草图，按标准画在正式图纸上。将原草图中不细不全的部分在正式图上补细补全； 标注技术要求和使用说明，包括某些系统的性能要求（如顶出机构、侧抽芯机构等），装配工艺要求（如装配后分型面的贴合间隙的大小、上下面的平行度、需由装配确定的尺寸要求等），使用与装拆注意事项以及检验、试模、维修、保管等，达到要求； 全

17、面检查，纠正设计或绘图过程中可能出现的差错与遗漏。. 绘制零件图绘制零件图时应注意做到以下几点： 凡需自制的零件都应画出单独的零件图； 图形尽可能按的比例画出，但允许放大或缩小。要做到视图选择合理，投影正确，布置得当； 统一考虑尺寸、公差形位公差、表面粗糙度的标准方法与位置，避免拥挤与干涉，做到正确、完整、有序，可将用得最多的一种粗糙度以“其余”的形式标于图纸的右上角； 零件图的编号应与装配图中的序号一致，便于查对； 标注技术要求，填写标题栏； 自行校对，以防差错。. 编写设计说明书第二章 齿轮卷轴模具设计过程2.1塑件分析根据已知条件，按照蜗杆的标准公式计算其尺寸。其已知条件如下表所示，齿轮

18、卷轴的外形如图所示,参数如表2-1所示模数m2齿数 z20压力角20分度圆直径d40转向左旋 表2-1 齿轮卷轴的参数齿轮卷轴齿距：外径：齿根圆：螺纹长度：小内孔直径： 长度=大内孔直径： 长度=全长：L=107由于传动零件是塑件，我选用9级精度。2.2 塑件材料的成型特性与工艺参数综合分析后，选用齿轮卷轴材料为乳白色的ABS。2.2.1 ABS基本特性ABS，即苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物，它是由三种单体聚合而成的非结晶型高聚物，具有三种组合物的综合性能，且无毒、无味，塑件成型后有较好的光泽。ABS的密度为1.021.05/3。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和

19、一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化膨胀。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中组分之间的比例不同，其性能也有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。2.2.2 ABS主要用

20、途ABS在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用ABS制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制小轿车车身。ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收音机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。、2.2.3 ABS成型特点ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件

21、精度高时，模具温度可控制在5060度，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080度。ABS的主要性能指标见表1表1. ABS主要技术指标和工艺参数 密度31.021.16注射机类型螺杆式比容30.860.98预热和干燥温度8095吸水率0.20.4时间45收缩率0.40.7料简温度后段150170熔点130160中段165180热变形温度0.45MPa90108前段1802001.8MPa83103喷嘴温度170180抗拉屈服强度MPa50模具温度5080拉伸弹性模量MPa1.8×103注射压力MPa60100弯曲强度MPa80成型时间S高压时间05硬度HB9.7保压时间1530后处理方

22、法红外线、烘箱冷却时间1530温度70成型周期4070时间24螺杆转速r/min0.40.72.3成型设备的选择在设计模具时，首先应根据现有的设备选择合适的注射机。初选注射机的主要依据是成型所需的注射容量，因此，必须计算出塑件的体积或质量，初步确定型腔数目以及浇注系统的体积。2.3.1型腔数量及排列方式塑件生产纲领为大批量生产，即年产为2.5万个以上，且零件尺寸较小，多采用一模多腔，以缩小生产周期，提高生产率，因此我采用一模八腔结构。所以型腔按照圆周布置，如图2-3-1所示。如图2-3-12.3.2注射容量的的估计计算由PROE软件计算可得：体积：质量：2.3.3注射机的选定及其技术参数国产标

23、准注射机采用容量来表示注射量：V=nVz+Vj (3-1)其中：V 一个成型周期内所需注射的塑料容积 n 型腔数目 Vz 单个塑件的容量 Vj 浇注系统的容量由以上内容可知n=8, Vz=V=58cm3, 那么 设计模具时，必须使在一个注射成型周期内所需注射的塑料熔体的容量，在注射机额定注射量80%以内，那么V0.8VgVg为注射额定注射量根据注射量和锁模力我选择由张家港利源机械厂生产的LY240C注射机,其主要技术参数如表3-1所示: 表3-1 注射机技术参数理论注射量(cm3)799模具最大厚度mm600锁模力(KN)2400模具最小厚度mm100螺杆直径（mm）55模板尺寸mm800x5

24、50注射压力（Mpa）153喷嘴直径mm5模板最大行程(mm)1025定位圈尺寸mm1502.4.1分型面的设计将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系，并且直接影响着塑料熔体的充填特性及塑件的脱模，因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。2) 便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。3) 保证塑件的精度要求

25、。4) 满足塑件的外观质量要求。5) 便于模具加工制造。6) 对成型面积的影响。7) 对排气效果的影响。8) 对侧向抽芯的影响。考虑以上原则，我选择的分型面，如图4-1所示，此处便于加工，保证塑件的精度和外观质量。 4-1 2.4.2排气槽设计 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。由于塑件的体积不大，且属于薄壁件，型腔不深，分型面较长，顶杆和小型芯有较多，故不需另外增设排气槽，利用分型面、顶杆以及小型芯等的配合间隙排气即可，其间隙约为0.03mm，试模后若排气不顺则可另外增设排气槽

26、。2.5浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。浇注系统的设计是注射模具设计中最重要的问题之一，它对于获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响，是模具设计工作者十分重视的技术问题。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还与塑件所用塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此，浇注系统的设计应能使冲模过程快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，且凝料易于与制品分离或切除。2.5.1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相接触的部位

27、开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。其截面成圆锥形，锥角为2°4°，为避免产生湍流或涡流，且使凝料容易脱模，对塑料来说，取3°是合适的。流道表面粗糙度为a0.8µ；主流道入口直径大于喷嘴直径1大约1左右，根据所选的注射图4.主流道（浇口套）机喷嘴直径为5，则516。为了使注射时喷嘴与流道口贴合良好不产生熔体反喷，取入口凹球面半径比喷嘴球面半径1大约1，即R10111。主流道大端直径为Dd2Ltg/29，大端口圆角取2。主流道形状和尺寸如上图4所示。 2.5.2分流道的设计 分流道是熔料从主流道进入型腔前的过渡部分，其设计要求是塑料熔体在流动中压力和热

28、量损失尽量最小，同时使流道中的塑料尽量少。分流道的设计，从压力传递角度考虑，要求有较大的流道截面积，从散热少考虑应有小的比表面S。由理论分析可知，圆形截面分流道最理想，但其加工工艺性不佳，成本高，在生产实际中不常使用。梯形截面分流道容易加工，且塑料熔体的热量散失及流动阻力均不大，综合考虑，选用梯形截面的分流道，截面尺寸可根据经验公式计算。B0.2654式中 B梯形的大底边长度（）塑件的质量（）分流道的长度（）H梯形的高度（）所以B0.2654××11.538，H2B37.692， 根据ABS塑料的流动性、浇口形式及成型工艺要求，将估算结果圆整后，取H8，B12，R2，10&

29、#176;，R1.6m。分流道截面形状和尺寸见图5。2.5.3浇口的设计浇口又称进料口，是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分，它使塑料熔体的流速产生加速度，以利于迅速充满型腔，同时还起封闭型腔防止熔体倒流的作用，并在成型后浇口凝料与塑件易于分离浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。我们将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止

30、塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。从图中可看出，我采用的是侧浇口。侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这灯浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。根据塑件壁厚查得深度h为23mm，宽度W为36.4mm,浇口通道长度L为1

31、.52.5mm.我分别取h为3mm，宽度W为4mm,浇口通道长度L为2mm。其形状如图6-4所示：2.5.4冷料穴的设计冷料穴的作用是容纳冷料，并在开模时将主流道和分流道的冷凝料勾住，使其保留在动模一侧，便于脱模。根据设计塑件时所选用的材料性能，设计带凝料推杆的倒锥形冷料穴，这样，在凝料被推出后不需人工取出而能自动脱落，其结构形式及尺寸如图7所示。 图7.冷料穴2.6成型零部件的设计与计算所谓成型零件，指的是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、凸模、型芯、镶块以及各种成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦，因此，成

32、型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。 设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。2.6.1成型零件钢材的选用选用钢种时，应按塑件制品生产批量、塑料品种及塑件精度与表面质量要求来确定。对本设计来说，凹模和凸模均采用3Cr2Mo(P20)， 型芯与镶件采用T10A，零件热处理到HRC42-54。2.6.2成型零件的工作尺寸计算成型零件的工作尺寸是指成型

33、零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸(包括矩形和异形零件的长和宽)，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。影响塑料制品的形状和尺寸精度的因素有：塑件收缩率，成型零件的制造误差，成型零件的磨损以及模具安装配合的误差等。对于小型塑件来说，成型模具的制造误差是主要影响因素，而对于大塑件，成型收缩率则是主要影响因素。经分析知，齿轮卷轴虽然是传动件，但因为是塑件，因此取塑件精度为4级(SJ1372-78)，查手册知对应的模具精度应为IT8(GB1800-79)。（1）.型腔和型芯工作尺寸的计算因为听筒是用ABS材料注射成型的，因此取塑件的平均收缩率平（0.40.

34、7）20.55。另外，听筒的尺寸较小，所以取3，跟据具体的尺寸查相关的手册。下面进行计算。塑件尺寸公差型腔或型芯工作尺寸外形尺寸1070-0.82()0(1+0.55)×107-2/3×0.8200.273107.0400.273= 420-0.68() 0(1+0.55)×42+0.56×0.7400.247180-0。28()0(1+0.55)×18-2/3×0.2800.093 17.9100.093120-0。24()0(1+0.55)×12-2/3×0.2400.08 11.90600.0890-0。20

35、()0(1+0.55)×9-2/3×0.2000.067 8.91600.067180-0。28()0(1+0.55)×18-2/3×0.2800.093 17.91200.093470-0。48()0(1+0.55)×47-2/3×0.4800.16 46.93900.1610.50-0。24()0(1+0.55)×10.5-2/3×0.2400.08 10.39800.081.50-0。16() 0(1+0.55)×1.53/4×0.1600.053 1.38800.053240-0.52(

36、) 0(1+0.55)×243/4×0.5200.173 23.74200.173260-0。56() 0(1+0.55)×263/4×0.5600.186 25.72300.186200-0。52() 0(1+0.55)×203/4×0.5200.17319.700.173内形尺寸1500.48() 0(1+0.55)×152/3×0.4800.1614.81500.161200.44() 0(1+0.55)×122/3×0.4400.14711.7700.1472300.52() 0(1+0

37、.55)×232/3×0.5200.17322.7800.173200。36()0(1+0.55)×2-2/3×0.3600.012 1.7700.0121.2500.36() 0(1+0.55)×1.253/4×0.3600.0120.98700.0122.6.3模具型腔侧壁和底板厚度的计算塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度，如果型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至破坏；也可能因刚度不足而产生挠曲变形，导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模。因此，应通过强度和刚度计算来

38、确定型腔壁厚。模具型腔壁厚的计算，应以熔体充满型腔的瞬间产生的最大压力为准。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；而对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其内应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾，设计型腔壁厚应以强度条件为准。经分析，齿轮卷轴的上下壳的型腔属于小尺寸模具型腔，因此，该项计算以强度条件为准。（1）.型腔侧壁厚度计算由凹模的结构图可知，型腔采用组合式圆形型腔侧壁刚度计算公式 (4-6)侧壁强度计算公式 (4-7)两式中： S 圆形型腔侧壁厚度r 型腔半径 P 型腔压力E 模具材料弹性模量 型腔径向允许的

39、变形 模具材料许用应力我选用模具材料为3Cr2Mo(P20)(时效硬化钢，渗碳碎火)，其弹性模量E=212000E/Mpa，许用应力为=200MPa。 模具的型腔压力为P=35MPa, =0.00250.003 (由参考文献2P130查得)侧壁刚度计算公式 侧壁强度计算公式：根据以上计算，我取侧壁最小厚度=16。（2）.型腔地板厚度计算地板厚度刚度计算公式 (4-8)地板厚度强度计算公式 (4-9)两式中： S 圆形型腔侧壁厚度r 型腔半径 P 型腔压力E 模具材料弹性模量 型腔径向允许的变形 模具材料许用应力地板厚度刚度计算公式 地板厚度强度计算公式 10.17 根据以上计算，我取地板最小厚

40、度=18。2.6.4模架的选取模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、浇口形式、凸凹模结构形式、推出机构形式、合模导向机构等方面，尽量选用标准模架。在本次设计中，模具设计成一模两腔，采用潜伏式浇口，利用斜滑块内外抽芯。另外，采用推杆和推管推出。综合以上分析，查相关手册GBT12556，初步确定选用模架型号为 ：P240070026 GBT1255619901，其中A板为150，B板为100，C板为50。B×L为400×700。如下图所示2.7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。导向具有如下功能： 定位作用：模具闭合后，保证动定模或上下模

41、位正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。 导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。承受一定的侧向压力：塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。导柱的前端做成锥台形，以使导柱顺利地进入导向孔。所选的导柱导套材料为8钢，淬硬后硬度为5055。导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合；导柱的导向部分采用H8f7间隙配合。结合所选模架，确定导柱结构与尺寸如图12所示。2.8侧向分型与抽芯机构的设计侧向分型与抽

42、芯机构简称为侧抽机构，用来成型塑件外侧凸起、凹槽和孔以及壳体制品的局部凸起、凹槽和盲孔。因为有侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂，因此，侧抽机构的设计应以可靠、简单、灵活和高效为准。2.8.1确定抽芯机构的结构尺寸在确定斜滑块结构尺寸之前，应了解其设计要点：（1） 斜滑块的导向斜角一般取515°，考虑到抽心距不大，这里取10°（2） 斜滑块在导滑槽内的活动必须顺利。（3） 抽心距的的计算。将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模为止所移动的距离芯距通常比侧孔或侧凹大23mm。这里S=2+2=4 mm（4） 最小开模行程和斜导柱工作部分长度。最小开模模行程：H=Scot=

43、4cot10°=22.69mm取H为25，斜导柱工作部分长度：=H/ cos=25.39mm（5） 滑块设计如下：1、滑块与型芯采用整体结构。（6） 为保证再次合模时，斜导柱能准确地插入斜滑块中，臭新动作完成后斜滑块必须有准确的位置。该模具采用压紧块定位形式。2.9脱模机构的设计注射完成后，塑件由于收缩产生包紧力会留在型芯上，这就需要设置脱模机构。要可靠地脱模，让固化的成型塑件完好的从模具中顶出，取决于脱模机构的合理设计。在设计脱模机构时一般要综合考虑以下选用原则：.尽可能让塑件留在动模，使脱模机构易于实现；.不损坏塑件，不因脱模而使塑件质量不合格；.塑件被顶出位置应尽量在塑件内侧，

44、以免损伤塑件外观； .脱模零件配合间隙合适，无溢料现象； .脱模零件应有足够的强度和刚度；.脱模零件要工作可靠，运动灵活，制造容易，配换方便。另外，为实现注塑生产的自动化，必要时不但塑件要实现自动坠落，还要使浇注系统凝料能脱出并自动坠落。塑件在成形时，由于有尺寸上的收缩，所以对模具的凸出部位有包紧力。而脱模机构的负荷就是这种包紧力对脱模方向上形成的阻力。2.9.1脱模力的计算脱模力是注塑件从动模边的主型芯上分离时所需施加的外力。通常包括型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构本身的运动阻力。对大多数的塑件来说，对脱模力的精确计算和测量较为复杂，因此，只能通过简单的估算法对听筒上下壳的脱模力进行分

45、析计算，采用的经验公式为=(cos-sin)，由于此设计中，所需的脱模力较小，其计算略。2.9.2脱模机构的结构形式脱模机构有很多种，简单脱模机构有推杆机构、推管机构、推件板机构，及这些机构的组合。困为推杆位置的设置有较大的自由度，因而用于推顶箱体等异型制品，以及塑件局部需较大脱模力的场合。而对于中心有孔的圆形套类塑件，通常都会选用推管机构。因此，根据脱模机构的设计原则，以及考虑听筒上下壳的结构，本设计中采用推杆和推管组合使用的脱模机构。确定了脱模机构的结构形式后，就要对推杆的位置以及采用的截面形状进行分析设置。推杆的截面形状有圆形、矩形或半圆的等。由于使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和模板

46、或型芯上推杆孔的配合精度，另外，圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死现象等优点，损坏后还便于更换，且圆柱己有国家标准，更换也方便。因此，此次设计中我使用圆形截面的推杆。下面对推杆的位置进行合理的设置。推杆的位置分布得合理，塑件就不至于产生变形和被顶坏。一般把推杆设在脱模阻力大、塑件强度、刚度较大的地方，且推杆应均匀布置。对于齿轮卷轴来说，结构比较简单，而且采用了斜滑块内抽芯，因此，只在两侧位设置6个推杆，再在每个零件头部设置8个推出套筒即可完成脱模。推出布置如下:为了使生产过程中零件的更换方便，根据经验一般选取标准零件或通过标准零件加工的零件。根据脱模力的估算，以及选用的推杆推管数量，选用如下结构尺寸的推杆推管。推杆和推管的材料为T8A