毕业设计说明书模板设计

第一章概述国际国内塑料模具发展概况我国模具设计技术今后发展方向第二章毕业设计课题资料查询塑件结构及工艺技术要求六边形盲孔和内螺纹，采用的材料：PA6（聚酰胺），其技术要求1.收缩率%%2.未注公差尺寸按MT5级。3.大批量生产。在内螺纹脱模时有一定的加工难度，另外塑件上的六边形盲孔需要装配小型芯，增加了一定的难度，该塑件注塑时最主要考虑的是脱模和包紧力。注塑机的初选根据任务书，初步选择注塑机其外形下图2-1所示，其规格如下:表2-1注塑机规格注塑机型号：SYM-800螺杆直径/mm:35机器质量/t:3外形尺寸(LxWxT)mxmxm:xx塑件的加工性能和工艺性能⑴塑件的理化性能分析（见表2-2）表2-2PA6塑件的理化性能表PA6(Polyanide6)屈服强度/Mpa70拉伸强度/Mpa62脱模斜度型腔25'-45'型芯20'-45'溢边值[S](mm注：查于《简明塑料模具设计手册》

（2）塑件的基本性能分析（见表2-3PA6-基本性能表）表2-3PA6-基本性能表PA6数据资料来源使用温度-30C-100C屈华昌主编•塑料成型工艺与模具设计•第2章北京：高等教育出版社，2009成型特点主要用途范围结论表2-4工艺参数表注射成形机类型螺杆式注射压力（MPa）80〜1100密度(g/cmA3)成形时间（s）/注射时间0〜4⑶模具的热平衡计算相关图表（见表2-5）表2-5各种材料的成型温度与模温的关系材料名称成型温度（C）模具温度（C）PP200-27020-60注：查于《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌主编. 249页表2-6常用塑料熔体凝固时放出的热量塑料品种△i值(KJ/kg)塑料品种△i值(KJ/kg)PA66650-750SAN270-360注：查于《塑料成型工艺与模具设计》屈华昌主编. 250页表2-7水在不同温度下的n值（m2 /s）水温（C）n(m/s)水温（C）n(m/s)15X10-647X10-6表2-8塑料的导温系数、导热系数、比热容、密度和潜热的关系塑料热扩散率k导热系数入比热容密度P潜热Le

(tf/s)(W/m「C)(KJ/kg-C)(Kg/m3)(KJ/kg)PPX10-8900180注：查于《模具设计手册》软件版表2-9塑件厚度与所需冷却时间的关系表2-10A0与水温的关系平均水温（C）05101520253035A0值平均水温（C）4045505560657075A0值9.28表2-11一些模具材料的导热系数模具材料入(W/m-C)碳素钢(S50C0,5%C)53表2-12注塑机常用水流量水孔直径（mm水流量(m3/min)水流速（m/s）使用注射机锁模力T8X10-3v50T60克以下注射机塑件收缩及补缩问题（1）PA6材料收缩率为％%塑料对模具温度的要求融料冷却速度对结晶度影响较大， 对塑件结构及性能有明显影响，故应正确控制模温，一般为40C-60C,……。模具材料模具用钢及热处理工艺见表2-13表2-13常用塑料模具用钢使用性能和加工性能零件名称材料牌号热处理方法

型腔（凹模）型芯（凸模）螺纹型芯螺纹型环成型镶件成型推杆45调质第三章塑件的工艺性分析成型塑件工艺性分析塑料制件主要根据使用要求进行设计,本设计从以下几个方面进行分析：尺寸精度分析塑件如下图3-1所示45±0"II*诜晞迅邮边/0.02图3-1塑件零件图未标注公差的尺寸，按《塑料成型工艺与模具设计》表3-9，MT5查取公差，其主要尺寸公差如下表3-1所示表3-1塑件尺寸表尺寸塑件原始尺寸塑件转换尺寸塑件尺寸精度塑件外形尺寸①285MT5内形尺寸M24 /12MT5孔尺寸MT5粗糙度分析形状分析脱模斜度分析对常用塑件的脱模斜度可按以下表 3-2查取表3-2常用塑件的脱模斜度塑料名称脱模斜度型腔型芯聚乙烯(P日…25'〜45'20'〜45'所以综合考虑以上因素，取塑件脱模斜度为 30，厚度分析……,改进塑件的壁厚为2mm改进前后如下图3-2所示(a)改进前 (b)改进后图3-2塑件比较图支承面分析圆角分析孔分析选用如表所示，孔间距和孔边距可按表 3-3所列数值的75%确定。表3-3 热固性塑件的孔间距和孔边距 单位mm孔径<3-66-1010-1818-30孔间距、孔边距2-33-44-55-7由于盲孔只能用一端固定的型芯来成型，盲孔深度可以根据不同的成型方法成型,其值参考表3-4设计。表3-4 不同的成型方法盲孔深度的设计项目成型方法尺寸设计

盲孔深度H传递或注射成型H<4d压缩成型平行加压方向H<垂直加压方向（侧向） 2d塑件盲孔深度5<4X=,也满足规定要求。螺纹分析如图3-3所示。塑件内螺纹始、末端过渡长度 z的数值可按表3-5选取图3-3塑件内螺纹的修正表3-5塑件上螺纹始、末端过渡长度螺纹直径/mm螺距P/mmV>1始、末端过度长度L/mm<10123注：始、末端的过渡长度相当于车制金属螺纹型芯或型腔的退刀长度。塑件螺纹直径d=24mm螺距p=,故取过渡端长度6mm.第四章注塑工艺分析与工艺方案设计浇注系统的设计与计算浇注系统类型的确定浇注系统的设计应遵行一下原则(1)适应塑料的成型工艺性能。•综合考虑以上原则现设计两种浇注系统方案。方案1分流道采用U形，浇口采用侧浇口，其布置形式如下图 4-1所示方案2分流道采用梯形，浇口采用点浇口，其布置形式如下图 4-2所示比较上述两种方案：方案2 ，方案1 ，设计采用方案1。主流道和主流道衬套结构设计与计算主流道固化时间要求：浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最后固化。(1)卧式或立式注塑机主流道结构设计要点主流道与喷嘴结构：接触处多做成半球形的凹坑，凹坑球半径 R2应比喷嘴球头半径R1大I〜2mm。下图4-3为浇口套与注塑机喷嘴的配合形式。图4-3图4-3浇口套与注塑机喷嘴的配合图4-4主流道尺寸由经验公式:式中：D——主浇道大端直径由经验公式:式中：D——主浇道大端直径mr)主流道小端直径：应比注塑机喷出孔直径约大〜 Imm常取48mm。d=5mm主流道大端直径：应比分流道深度大 15mm以上，锥角一般取2°—6°。如图4-4所示：(4-1)(4-2)

所以浇注系统的基本尺寸为：d=6mr，iD=10mmL=64mr，iH=5mr，i =5°,R=16mm主流道衬套结构：设计成一体的，见下图4-5所示。图4-5浇口套零件图 图4-6冷料井主流道剪切速率校核因为该副模具是一模四腔，塑料件体积不是很大，采用点浇口要进行主流道和分流道的剪切速率校核。经验：主流道5103s-1、分流道5102s-1、点浇口5105s-1，其它浇口&5103〜5104S-1表4-1流道剪切速率校核冷料井类型和结构(图4-6)冷料井作用……0冷料井结构：如下图4-6所示主流道总压力损失计算：TOC\o"1-5"\h\z4c 48aiLiqvi (43)pP 4 (4-3)i1 i1R式中：Li――各段流道长度，该处L取66mmR――各段流道半径，该处R取4mmqv――各段流道体积流量，该处qvi取Vi――各段流道中熔体表观粘度， vi=X2查《塑料成型模具》中国轻工业出版社图3-3-6，将以上值代入(4-3)得p=o分流道系统设计与计算(1)分流道断面尺寸常用的分流道截面形状有圆形、六角形、梯形、u形、半圆形及矩形等几种形式，如图4-7所示。分流道截面的形状应考虑压力损失、热量损失较少和易于加工的要求。图4-7分流道截面形状取分流道的截面形状为U形按经验计算 b0.27.mg4L (4-4)h1.25RR0.5b (4-5)h1.25R(4-7)

式中b---U流道的宽度，伽上式适用：……。按经验取值：…其形状如下图4-8、图4-9所示图4-8分流道横截面图图4-9流道剖视图(2)校核：分流道剪切速率qvi-R3&2.51044(4-7)?3.3qvi(4-8)式中：qvi 流道流量；& 流道剪切速率；将上述数值代入式(4-7)、(4-8)得R――流道半径(3)分流道总损失计算：4Pi18aiLiqviP i1 R4(4-9)式中Li—各段流道长度(20mm；将以上参数代入式(4-9)得：P== 5-1剪切速率确定：经验：主流道&5103s-1;分流道&5102s-1;点浇道 510s；其它浇口&5103-5104s-1表观粘度vi确定：各段流道中熔体表观粘度， w=X102Pas。表4-2流道剪切速率校核计算公式符号物理意义出处结果Rn輕\L？智Rn当量半径查《塑料模具技术手册》机械工业出版社表3—10查塑料设计手册软件版?"3 1=10s分流道的剪切速率在?=5102~5103S1的范围内，符合设计要求流道断面积流道长度流道的体积流率剪切速率

浇口设计与计算（1）浇口截面形状设计浇口的设计需要满足一下条件:1）利于减小制品翘曲变形根据脱模机构设计及浇口位置分布分析图表 4-3，可知该塑件适合选用侧浇口常用侧浇口如下图4-10所示图侧浇口侧浇口宽度和深度的经验公式为(4-10),（0.6 0.9）、(4-10)b30t（0.60.9） （4-11）式中b——侧浇口宽度，mmO而通过表4-3及公式（4-8）、（4-9）确定浇口表4-3常用塑料所适应的浇口形式塑料种类直接浇口侧浇口平逢浇口点浇口潜伏浇口环形浇口聚丙烯（PP）V代入数据计算得b=2mmt=；l=2mm（2）校核剪切速率校核：圆形4qv"r剪切速率校核：圆形4qv"r3104s-1(4-12)表4-4流道剪切速率校核计算公式符号物理意义出处结果①Rn序当量半径①查《塑料模具技术手册》机械工业出版社1997.表侧浇口的剪切速率在?=5102~5104S1的范围内，符合设计要求流道断面积流道长度②？ 4qv流道的体积流率3—10②查塑料设计手册软件版Rn3剪切速率根据计算结果所设计的浇口的剪切速率符合要求，那么可以确定浇口的尺寸长为2mm宽为2mm高为•分型面的选择分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。分型面位置的选择考虑如下问题：（1）外表质量：分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。（8）排气：当分型面作为主要排气面时 料流的末端应在分型面上以利排气。该副模具在考虑以上因素后共设三处分型面：首先完成提手部位球行空间的抽芯，其次脱凹模让塑件留在定模上，最后完成内侧抽芯脱出浇注系统。考虑到塑件的实际结构，分型面的选择，考虑一下两者能够设计方案如下图 4-11图4-12所示图4-11分型面方案1 4-12 分型面方案2因为……。所以分型面的选择采用方案 1。排气系统的确定常用的排气方法有四种（1）利用配合间隙排气。…,排气槽深度可按表4-5取值。取.表4-5常用塑件溢边值塑料溢边值S塑料溢边值S塑料溢边值S塑料溢边值SABSPP型腔数目的确定及型腔的布置型腔数目的确定在设计一模多腔的模具时，需要确定最经济的型腔数目模具n.影响n的因素有技术参数和经济指标两个方面.技术参数包括锁模力，最大注射量型腔数目的确定及型腔的布置型腔数目的确定在设计一模多腔的模具时，需要确定最经济的型腔数目模具n.影响n的因素有技术参数和经济指标两个方面.技术参数包括锁模力，最大注射量,塑化能力，模板尺寸，制品尺寸精度和流变参数等.影响型腔数目的重要因素有如下四个：（1） 根据注塑机最大注塑量求型腔数根据图4-13可知：塑件质量m=cm"=（g）预选注塑机为：SYM-800（卧式）最大注塑量计算：实际注塑量：图4-13质量属性0.85ms。qs(4-13)型腔数量计算：式中m。ms。一sms。一一注塑机的最大注塑量，该处ms。取。（按国际惯例指注塑在常温下密度为 s=g/cm3的PA6的对空注塑量）q――一个塑件的质量和它均分到的浇注系统质量和，该处 q取。——常温下某塑料的密度g/cm3，该处取。s 常温下PS的密度g/cm3该处s取cm0所以上面参数代入式（4-13）、（4-14）得：(4-14)m'q0.85ms0qs0.85148.20.964.81.14（2）由锁模力和模板尺寸确定型腔数型腔压力计算：pkp°=X178=式中： 。根据塑化能力求型腔数模具的注塑容量还必须与注塑机的塑化能力相匹配型腔数：Gtc100G(4-15)n(4-15)3.6q6qx根据塑件精度确定型腔数目综合考虑以上5个因素：确定型腔的数目为4个型腔的布置(1)尽量保证各型腔从总压力中均等分得所需的型腔压力，同时均匀充满，并均衡补料，以保证各塑件的性能、尺寸尽可能一致。……常见型腔的布置形式见下表4-6表4-6常见型腔的布置形式考虑以上因素，现提出两种方案一模四腔的型腔布置形式，如下图 4-14、图4-15所示图4-14型腔的布置方案1 图4-15型腔的布置方案2经比较可知方案1较为适合此塑件的成型，故型腔的布置形式采用方案1第五章塑件三维建模及CAE分析塑件的三维建模采用Pro/e三维建模软件，对螺纹端盖进行实体建模，如下图5-1所示图5-1塑件三维图CAE分析结果通过CAE模流分析可以查看有无短射现象；注射压力是否太高；产品不同部位的收缩是否均匀；产品表面是否出现明显缩水；熔接痕出现位置；气穴出现状况与结构复杂（1）网格划分如下图5-2，塑件三维建模符合CAE分析要求。图5-2塑件网格划分图（2）流动分析结果流动分析结果报告主要内容:填充时间、玻纤取向张量、速度/压力切换是的压力、压力、流动前沿处的温度、剪切速率，拉伸速率、流动速率、粘度、密度、体积温度、气穴、体积收缩率、锁模力、充填区域、冻结时间、注射位置处的压力 XY图，这些分析结果见下图所示。……图5-3充填时间 图5-4玻纤取向张量由图5-3、5-4可知填充时间为,玻纤取向张量取向基本一致。图5-5拉伸速率 图5-6剪切速率最大值图5-5、5-6颜色一致，拉伸速率基本一样，剪切塑料最大值时间为图5-7密度 图5-8冻结时间由图5-7知塑件密度分布均匀，图5-8知冻结时间基本一致图5-9树脂充填区域图5-10图5-9树脂充填区域由图5-9、5-10知熔料能全部充满型腔，流动前沿温度相同图5-11速度图5-12流动速率由图5-11、图5-12知熔料流动速率基本相同图5-13剪切速率 图5-14气穴由图5-13、图5-14知各处剪切速率一样，螺纹处易出现气穴图5-15速度/压力切换时的压力 图5-16体积收缩率由图5-15、图5-16知速度/压力切换时的压力为21Mpa各处体积收缩率一致图5-17锁模力 图5-18注射位置处压力由图5-17、图5-18知锁模力为，注射位置出的压力为图5-19温度 图5-20粘度由图5-19、图5-20知温度平衡，各处粘度一样，分布情况较好由图5-21知,最大注射压力为由图5-21知,最大注射压力为结论：1）充填阶段结束的结果摘要注射压力2）保压阶段结束的结果摘要最大剪切速率3）由此得注射工艺参数熔体温度模具温度注射时间图5-21压力=21951 ，1/s=C=CTOC\o"1-5"\h\z注射压力 =速度/压力切换时充填的体积=%保压压力 =17Mpa保压时间 =冷却时间 =20s成型周期 =第六章注射机的选择及注射机工艺参数校核注塑机的技术规范注塑压力的校核所选注塑机为：SYM-8O0注射容量为130cm3，其小孔喷嘴R=，L’=。查《塑料注塑模具设计计算简明手册》’聚合物的幕律指数’，根据PA6取注塑温度为265C。经喷嘴的熔体剪切速率：(6-1)(6-1)"R3式中：——经喷嘴的熔体剪切速率QQ—体积流量（卅“）；［其中Q省警,Qv-熔体体积，S-充模时间］SQ^= =45.8?S-流经主流道的时间，所以取S=2sQ183.12Rz――注塑机小孔喷嘴半径（cm）（）代入式（5-1）得经喷嘴的熔体剪应力：(6-2)(6-2)k式中： ——经喷嘴的熔体剪应力（N/cm2）k'——表观稠度（NS/cm2）（）?—剪切速率（1/s）（X104S1）n 幕律指数（）代入式（5-2代入式（5-2）得则经喷嘴的熔体压力降:=X(X104)0.56X25式中：Pz 经喷嘴的熔体压力降（MPa）z2|zRz(6-3)(6-3)LZ——喷嘴长度（cm）（）代入式（5-3）得2Pz=500N/cm2=5MPa注塑装置的压力损失：pe2.25pz式中： Pe——注塑装置的压力损失（MPa）6-5)代入式（5-46-5)式中：pmax——注塑机的最大注塑压力（145MPa）Pe——注塑装置的压力损失（）Pc 成型需要的压力，一般取20〜40MPa（因为PE的流动性好,注塑机压力校核：pe=0.7pmaxpe pc pj其注塑型腔压力一般取25MPa）pj——浇注系统的压力损失（MPa）代入式（5-5）得：X145=>结论：以上浇注系统的各项数据均符合设计要求。锁模力的校核通过型腔压力校核锁模力型腔数目的校核计算注射量的校核开模行程和脱模距离的校核模具闭合高度的校核第七章注射模具设计注射模的结构设计标准注塑模架的确定选用标准注塑模架零件，该标准是1984年2月27日由原国家标准局批准并发布，规定了1985年1月1日实施。该标准共有11个通用零件，主要包括注塑模具中常用的推出、导向、定位等零件和模块、模板。（1）GB/模板，见《中国模具设计大典》表。（7）GB/直导套，见《中国模具设计大典》表。选用A2模架如图7-1图7-1模架图型腔、型芯结构设计（1）凹模结构设计如图7-2所示图7-2凹模零件图（2）型芯结构设计螺纹型芯轴来成型塑件的内螺纹，在成型时考虑塑件的收缩率，其表面粗糙度要小（Ra＜）应有。脱模斜度，零件图如下图7-3所示，用六边形型芯来成型塑件上的孔，采用螺钉将其与定模板联接。其基本结构如下图7-4所示。图7-3凸模螺纹型芯轴图7-4带六棱柱的型芯脱模机构设计考虑了三种脱模机构方案，进行分析比较，以便得出更为合理的脱模方法方案一，强制脱模： 。方案二，如图7-5所示这种脱螺纹机构结构简单、可靠图7-5拼合型环脱螺纹方式（1）脱出螺纹基本方法选用“螺纹型心后退式”，此法适用于端面止转及内孔出筋止转。（2）螺纹型芯只旋转轴不向退回的结构：此方案型芯或型环与转轴的连接和安装的方法简单，但塑件止转方法较复杂，当型芯旋转不退回时，依据塑件结构，旋转和止转均设计在动模侧。当型芯旋转不退回时，塑件将发生轴向移动，见图7-6图7-6螺纹型芯旋转轴不后退的脱螺纹方式通过比较方案一、方案二和方案三比较，方案三中（2）的“螺纹型芯只旋转不轴向退回的脱螺纹机构”最满足此次设计宗旨，下面对此次齿轮传动系统进行设计。注射模具零件设计由方案三（2）中的脱模机构可知，该副模具需进行比较多的零件设计。型腔和型芯的设计在前节已确定，下面对其主要连接零件，定位零件，导向零件进行设计。（1）模具主要连接件选择或设计模板之间的连接件…，如下图7-7所示图7-7内六角头螺钉（2）模具主要定位件选择或设计模架在安装时，圆柱定位销和圆锥定位销，如下图7-8、图7-9所示图7-8圆锥销图7-9圆柱销（3）模具主要导向件选择或设计模具主要采用导柱进行导向，采用对称不等径的布置方式，导柱与导套用间隙配合，当要求精度高时，可选用紧一点的配合，但过紧的配合会引起较快的磨损、拉伤，设计使用寿命较长直接加在模板上，而应嵌入导向套，导向套表面硬度大、耐磨、易更换。如下图7-11所示图7-11导柱与导套配合形式（2） 齿轮零件的设计，齿轮的传动设计见所示（3）轴承的选择，根据前面对型芯凸模轴的设计，轴承选择 61904GB/T276-199注塑模具设计及计算型腔和型芯成型尺寸计算（1）塑件精度影响误差值的确定（2）按平均收缩率计算成型尺寸通常，凸凹模的工作尺寸根据塑料的收缩率， 凸凹工作尺寸的制造公差和磨损量三个因素确定，塑件零件图见第三章，图3-1所示。1）凹模的工作尺寸。具体计算公式如下：凹模的径向尺寸为：（Lm）0Z[（1S）LsX]oZ （7-1）式中Lm——模具型腔径向基本尺寸；Ls——塑件外表面的径向基本尺寸；S――塑件平均收缩率；――塑件外表面径向基本尺寸的公差；z――/3；x 塑件外形基本尺寸： 28Oo.5mm，12Oo.2mm，S=将以上参数代入（7-1）得：模具型腔工作尺寸：28.045oO.1712oO.O67mm凹模的深度尺寸计算公式为：（Hm）oz[（1S）HsX]oz （7-2）式中Hm――模具型腔深度基本尺寸；

Hs——塑件凸起部分高度基本尺寸;x——2/3;塑件外形高度部分尺寸：9.5°o.48mm,5°o.24mm将以上参数代入（7-2）得：模具型腔高度尺寸： 9.3200'16mm4.9100'08mm2）凸模的工作尺寸。具体计算公式如下：凸模径向尺寸计算公式为：（Im）。z[（1S）lsX]0将以上参数代入式（7-4）得：模具型芯高度尺寸： 5.1600.08mm3）螺纹型芯工作尺寸计算0螺纹型芯大径： （dm大）0z1Sds大+△中z0螺纹型芯中径： （dm中）0z1Sds中+△中z0螺纹型芯小径： （dm小）0z1Sds小+△中z—螺纹型环中径制造公差，可取中/5塑件内螺纹尺寸： 240°.15mm0.1523.350 mm，0.1522.9170—螺纹型环中径制造公差，可取中/5塑件内螺纹尺寸： 240°.15mm0.1523.350 mm，0.1522.9170mm将以上参数代入式（7-5）、（7-6）、（7-7）得：螺纹型芯尺寸：24.5200.04mm，23.85。。心mm， 23.4200.04mm4）螺纹型芯螺距工作尺寸(Pm)寸R(1S)寸(7-8)式中： Pm——螺纹型芯螺距工作的基本尺寸R――塑件内螺纹螺距的基本尺寸z――螺纹型芯螺距制造公差(7-3)(7-5)(7-6)(7-7)塑件内螺纹螺距的基本尺寸Ps1.5mm将以上参数代入式（7-8）得：螺纹型芯螺距尺寸 Pm=1.530.15mm成型零件力学计算塑件内螺纹螺距的基本尺寸Ps1.5mm将以上参数代入式（7-8）得：螺纹型芯螺距尺寸 Pm=1.530.15mm成型零件力学计算（1）模板和模具的接触应力强度校核结论：模板和模具的接触应力强度满足要求（2）凹模型腔强度与刚度计算塑件外圆尺寸©28mm模具型腔为整体式凹模材料40Cr。1）强度计算:叫］]2P]1)J]2）刚度计算:r[(1E【]+°.75貯护E[]-1.25rP(7-10)(7-11)式中：E——弹性模量；［］——允许变形量将各数据代入式（7-11）得所以型腔的最小厚度S=4mm由于凹模板是整体式的，也远满足设计要求。齿轮传动的设计按照方案三（2）的螺纹脱模机构对齿轮进行设计（1）传动比分配设计总传动比为i0.4第1级，齿条—直齿圆柱齿轮传动， i10。第2级，直齿锥齿轮-直齿锥齿轮传动 i20.8第3级，直齿圆柱齿轮—直齿圆柱齿轮。i30.5具体要求高速齿轮变速组齿轮齿数的确定原则是：齿轮结构尺寸紧凑，输出轴转速误差小＜是：齿数和SW10&120;受传动性能限制的最少齿数，一般Zmin=18〜20具体要求高速齿轮Zmin=25；

齿轮传动强度设计需依据塑件脱模力矩大小确定，故下面对脱模力矩进行计算。(2)脱模力矩计算该塑件有内螺纹，要计算螺纹型芯旋出的所需的力矩，以确定所需动力作为设计机械传动装置的依据。如下图所示塑件对螺纹型芯的总抱紧力Ps，假设作用在螺纹中径的圆柱面上，由此可得所需型芯或塑件旋转的脱模力矩式中：1「2 螺纹中径的半径值，1仁一一塑件与钢表面间的脱模系数。PlPsMfcPs「2fc(P式中：1「2 螺纹中径的半径值，1仁一一塑件与钢表面间的脱模系数。PlPsP2P2其中P1是以中径圆柱体作为内表面的壁厚或当圆筒壁厚td2/20PlPl1.5aE(TfTj)AAc(7-13)当圆筒壁厚td2/20Pi1.25E(TfTj)2 2R$2 2Pi1.25E(TfTj)2 2R$2 2R r2Acu(7-14)Ac2r2h(7-15)式中：a塑料的线膨胀系数,1/C;h 螺纹长度,mmP2是塑件内螺纹齿形对型芯牙形的轴向包紧力，可视为具有凹槽塑件的加紧力。P21.5E(TfTj)(d2d12) (7-16)式中：d——螺纹外径；d1――螺纹内径。相邻螺纹牙齿间的夹紧力会相互抵消，螺纹升角影响很小,而牙形一般是对称的。因为塑件平均壁厚t=2mm，螺纹大径为d为24，中径d2为，小径d1为，21R为14mm血为，壁厚与中径之比 一，属于厚壁壳体形塑件。且塑件横断面为23.3520

圆形查《简明塑料模具设计手册》第四章表4-38得3 5E1.9510MPa fc 0.4; Tf 140 °C;「 90 °C; 810 °C代入式(7-14)、(7-16)、(7-12)计算得905.6N594.5N即为第三级传动单个塑件所需的脱模力矩， 因为设计为一模四腔,级传动轴力矩M1M2i125670Nmo;u0.35所以第三级传动56Nm，第—M3 28i23 0.5传递功率Mn103级传动轴力矩M1M2i125670Nmo;u0.35所以第三级传动56Nm，第—M3 28i23 0.5传递功率Mn1039550(7-17)把以上数据代入式7-16)得第三级传动功率P3M3n9550103摯1039550264w第二级传动功率 p2R=264=293.3wn23 0.9第一级传动功率 P1R=?^=326wn12 0.9又因所选注塑机电动机功率N=9Kw所以脱螺纹时所需旋转功率为：326w<9000w，远满足需求直齿轮传动设计进行齿轮传动设计需满足以下强度条件齿面接触疲劳强度条件$h=zeZhz 」心］(7-18)(7-19)\(7-18)(7-19)齿根弯曲疲劳强度条件KFS严J泉“丫附］bm式中：》——齿面接触应力；......Y；——重合度系数

由此进行齿轮传动设计，并代入相关参数得以下①设计参数传递功率 P=(kW)齿轮传递功率 P=(kW)齿轮1转速 n仁45(r/min)传动比 i=工作机载荷特性WF=均匀平稳②布置与结构齿轮1布置形式悬臂布置③材料及热处理齿面啮合类型软齿面齿轮1材料及热处理40Cr<调质>齿轮2材料及热处理34CrNi3Mo<调质>④齿轮精度齿轮1精度 7级⑤齿轮基本参数⑥强度校核相关系数传递转矩T=56(N•m)齿轮2转速n2=90(r/min)原动机载荷特性SF=均匀平稳预定寿命H=20000(小时)齿轮2布置形式 悬臂布置热处理质量级别Q=ME齿轮1硬度 275HBS齿轮2硬度 305HBS齿轮2精度6级⑦强度校核数据结论：通过以上计算所设计的直齿轮满足强度要求。锥齿轮传动设计锥齿轮的设计参照直齿轮的设计步骤，这里就不进行强度校核计算，利用附录计算程序，直接给出计算结果，其主要几何尺寸如下齿数比uu兰28 0.8Z2 35分锥角1art(tanu)38.65°当量齿数jz Z1 28Z\1 °36cos1 cos38.65大端模数mm2mm大端分度圆直径dd1mz-i22856mm锥距RR—^z-i2z22 —V282352 44.82mm22齿宽系数RR0.33齿高hh ha hfm1.2m2.2m2.224.4mm大端顶圆dada1d2hacos1 56220.77859.2mm齿顶角ahaa art(tan*)2.6O齿根角fhffart(tan )R3O顶锥角aa141O根锥角ff136。(5)齿轮齿条传动设计齿轮齿条的设计也参照直齿轮的设计步骤， 这里也不进行强度校核计算，直接给出计算结果，其主要几何尺寸如下模数m1.5齿数乙20齿形角20螺纹圈数与齿条关系此次设计的零件体积很小，开模力将远大于零件的摩擦力，所以不从强度计算方向进行传动零件的设计，如齿轮的设计。由于塑件有螺纹，故开模时采用较小的速度，取脱螺纹速度为 m=s,即90r/min，塑件螺纹长度为，螺距为，所以螺纹圈数为5圈，型芯轴需旋转5圈才能完全脱出螺纹，因传动比为i=，ni=n*=s,即36r/min，则一级传动轴需转5X=2圈。因为轴齿轮模数m=,齿数=20,则公称直径d=30mm圆周周长L=nXd=X30=，轴齿轮转2圈即在齿条上移动2L=。因此所需齿条长度至少为塑件脱螺纹和开模行程计算如下图7-10所示开模示意图图7-10开模示意图所以开模行程取190mm模具热平衡计算0由于PA6塑料成型时要求模温在60〜100(oC),并且塑件尺寸较小，故模具不考虑设置加热系统，冷却装置考虑如下：单位时间里模具型腔内的总热量Qin总热量Qin(KJ/h)为QinWQ!NGQ! (7-19)式中 W——单位时间内注入模具型腔中的塑料重量 (KJ/h)；Qi1minQi1min(7-20)式中C2——塑料的比热容［KJ/(kg°c)］；由表2-3查得：C2=1.340KJ/(kg °c)，由于PA6塑料是非结晶型塑料，所以尸0<01max220°C,01min55°C，由mOldflOW分析结果可知，成型周期T由注射时间、保压时间、冷却时间和开闭模时间组成，T=40s。代入式(7-20)得将以上数据代入式(7-19)得通过自然冷却所散发的热量Qc、Qr、Ql通过自然冷却所散发的热量由三部分(Qc、Qr、Ql)组成。1)由对流所散发的热量Qc(KJ/h)(7-21)QC 1F(t2mt0(7-21)式中F——模具表面积(m2);传热系数［(KJ/(cm传热系数［(KJ/(cm2h°c)］当o° 八 /1 t\1/202m<300c1At(t2mt0)(7-22)FF'F' (7-23)式中：F'为模具四侧面积；F''为模具对合面积； 为开模率代入式(7-21)、(7-22)、(7-23)数据计算得：FF'F''=xx4+x2X=m

Qc=At(t2mt°)"2XX(55-20)=2)由辐射所散发的热量Qr(KJ/h)Qr20.8F[(273t2mQr20.8F[(273t2m100)4（加(7-24)式中：Qr――由辐射散发的热量（KJ/h）;f'――为模具四侧面积（吊），该处f'为——辐射率，磨光面〜， 一般加工表面〜，毛坯;代入式（7-24）得Qr=xx273554 427320 =124KJ1001003）向注塑机工作台面所传热量Ql3.6F'''(t2mt°)(7-25)式中：Ql 向注塑机工作台面所传热量（KJ/h)将上式值代入式（7-25）得：Ql=X105XX（55-20）=KJ通过自然冷却所散发的热量QutQcQrQl=+124+=>Qin=KJ故不需要设置专门的冷却系统。第八章绘制模具图绘制总装结构图绘制总装图采用1：1的比例。模具总装配包括以下内容：绘制全部零件图校对、审图模具及其零件与塑件图纸的关系模具及模具零件的材质、硬度、尺寸精度，结构等符合塑件图纸的要求。塑料制件方面塑料料流的流动、缩孔、熔接痕、裂口，脱模斜度等不影响塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面质量等方面的要求。成型材料的收缩选用得正确。成型设备方面注射量、注射压力、锁模力，模具的安装，制件的抽芯，脱模；注射机的喷嘴与浇口套正确地接触。模具结构方面（1）分型面位置及精加工精度满足需要不会发生溢料，开模后能保证塑料制件留在有顶出装置的模具一边。（2）脱模方式正确，推杆、推管的大小、位置、数量合适，推板不会被型腔卡住，不会擦伤成型零件。（3）模具温度调节方面。冷却介质的流动线路位置、大小、数量合适。（4）处理塑料制件侧凹的方法，脱侧凹的机构恰当。（5）浇注、排气系统的位置、大小恰当。模具设计的标准化问题整体结构标准化采用标准典型模具结构进行模具设计：模板，凸模固定板，凹模固定板，导柱，选用国标。常用模具零件标准化推杆、导柱、导套、模脚、推杆固定板及垫板等均采用标准化。凡是能够标准的模具零件和部件，均应尽量标准化。凹模加工工艺规程的编制凹模零件图如下图8-1所示加工工艺见表8-1表8-1凹模加工工艺表序号工序名称工序内容1下料255mmK255mmK30mm2热处理正火3刨平面252mmx252mmx27mm4钻、镗孔钻导柱配合孔025mm$28mm销孔012mm锥孔$6mm通孔014mm,再扩成阶梯孔020mm深16mm,圆周止转孔，01mm凹模孔028mm加工至图纸设计精度5铳铳U形分流道b=5mm、R=、h=，矩形点浇口L=2mm、b=、h=2mm6磨磨六表面至、保证垂直度为7电火花加工加工凹模型腔至指定尺寸精度8研、抛光r研磨、抛光型腔粗糙度至第九章总结参考文献[1]塑料模具设计手册编委会．塑料模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2001附录：圆锥齿轮参数计算程序/**File:*Thisprogramreadsthetooth_numbernumberandModule,*togettheotherparametersofthebevel