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湖 南 科 技 大 学潇湘学院毕业设计（论文）任务书 机电工程系 系 机械制造 教研室教研室主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 刘明杰 学号: 1053010524 专业: 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题：风扇固定盖模具设计2 学生设计（论文）时间：自 2014 年 2 月 16 日开始至 2014 年 6月 7日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：（1）机械设计手册、模具设计手册及其相关资料（2）塑件零件图4 设计（论文）应完成的主要内容：1.模具装配图设计；2.模具上、下模具等主要零件设计3.注塑机的选型设计。5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：1.装配图、主要零件的零件图（不少于3张A0图纸）；2.设计说明书（不少于40页）。6 发题时间： 2014 年 2 月 25 日指导教师： （签名）学 生： （签名）摘 要本次毕业设计的主要任务是对风扇固定盖注射模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产风扇固定盖的塑件产品，以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。本次设计的主要难点有：由于塑件为风扇固定盖内壁上有螺纹，考虑自动脱螺纹机构，因而模具结构较复杂，为了提高零件的表面质量，采用单分型面侧浇口。关键词：注塑模 风扇固定盖 单分型面 侧浇口iiABSTRACTThis graduation design is the main task of the internal screw thread bottle cap mould design, also is to design a pair of injection mold for manufacturing the plastic screw thread bottle cap in product, in order to realize the automation to increase production. The subject from the product structure craft, specific die structure, the mould of gating system, molding part of the structure, the ejector system, cooling system, selection of injection molding machine and related parameters of checking, there are detailed design. The main difficulties of this design are: due to the plastic parts of screw thread bottle cap in outside wall have threaded, consider automatically take off thread mechanism, and the die structure is relatively complex, in order to improve the surface quality of parts, with double parting surface gate setKey words: injection molding ；screw cap；inside the double parting surface；The side gate湖南科技大学潇湘学院开题报告学 生 姓 名： 刘明杰 系 部： 机电工程系 专业及班级： 机械设计制造及其自动化 学 号： 1053010524 指导教师： 李鹏南 2014年2月28日潇湘学院 2014 届毕业设计开题报告题 目风扇固定盖注射模具设计及其关键零件数控加工工艺编制作者姓名刘明杰学号1053010524所学专业机械设计制造及其自动化1、 研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题模具是现代工业生产的重要工艺装备。随着工业技术的迅速发展，在国民经济的各个领域都越来越多地依靠模具成型加工零件的方法，实际上是一种不要切割，多重工序重合的生产方式。采用模具成形加工零件代替传统的切削加工工艺，可以提高生产率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而获得较高的经济效益。近年来，随着模具制造行业的发展，新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。CAD技术的应用越来越普遍和深入，大大缩短了模具设计周期，提高了制模质量和复杂模具的制造能力。虽然我国模具制造已经颇具规模，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。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。2、 研究目标、内容和拟解决的关键问题此次的设计任务是风扇固定盖塑料模具设计，首先通过对工厂生产出来的塑料产品进行测绘确定其尺寸、公差、精度，然后通过查阅资料并结合生活常识确定产品塑料原料等设计要求，接着得仔细思考如何才能以最快的速度设计出合理、经济、可行的模具来，首先应考虑CAD/CAE/CAM等技术如何才能在设计中发挥其主要优势，因此，我使用了模具设计软件CAD和Pro/E Wildfire，从最初的零件2D测绘到3D建模再到后来的NC数控编程，都完全依靠CAD和Pro/E Wildfire的各个模块，因此设计的关键就是CAD和Pro/E Wildfire设计软件在注射模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，使得分模与型腔及型芯的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务，我对Pro/E Wildfire设计软件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助Pro/E Wildfire，使设计工作达到事半功倍的效果。3、 特色与创新之处根据当前注射模具的发展要求，设计工作应广泛运用CAD等技术，提高模具精度、延长模具寿命、降低模具制造成本，提高模具标准化水平和模具标准件的使用率，是设计事半功倍。为达到这一设计目标，此次设计完成了以下工作:由产品的CAD2D测绘到3D建模，借助Pro/E Wildfire设计软件创建型腔、镶件以及其他零件，并自动生成所需要的零件工程图；使用草图和厚度检测，评估零件；直接参照产品三维模型,创建分模曲面及滑块，再生成模具型腔组件（动模、定模）；此外,还利用PROE的分析功能,进行拔模检测,仿真模具开模顺序,计算填充容积、型腔曲面面积等，其中型腔组件的实体模关联，并且可用于数控加工；对于模架的设计,利用PROE模座专家EMX来完成,从标准模架选择到产品输出,全部采用3D化设计,可大大缩短模具设计周期。在模具设计过程中，从零件建模到型腔、型芯的设计、模架设计及模具开模动作模拟,直至最后的NC数控加工指令编程，都充分发挥了Pro/E Wildfire设计软件的各个模块和插件的优势，基本做到了无图纸化设计，这样不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计时间，以确保我在较短的时间内完成设计。4、 拟采取的研究方法、步骤、技术路线一. 模具结构形式及注射机的初步确定（1）塑件成型工艺的可行性分析（2）拟定模具结构形式（3）注射机型号的确定二.浇注系统的设计（1）主流道设计（2）分流道设计（3）浇口设计（4）冷料穴设计三.成型零件的设计（1）成型零件的结构设计（2）成型零件工作尺寸的计算（3）模具型腔侧壁和底板厚度的计算四.脱模推出机构的设计主要是脱模力的计算及确定推出机构的类型。五.侧向分型与抽芯机构设计 主要是根据塑件结构特点及抽芯距确定侧向抽芯机构的类型。六.模架的确定和标准件的选用以上设计内容确定之后，模具的基本结构形式已经确定，于是根据所定内容确定模架，选定标准模架的形式、规格及标准代号。为缩短制造周期，降低制造成本，应尽可能地选用标准件。七.合模导向机构的设计由于采用标准模架，其本身带有导向装置，故无需另外设计。八.排气系统的设计九.温度调节系统的设计十.初绘模具装配草图，各部分的结构设计，协调好各零部件之间的装配关系，最后完成装配工作图十一.整理和编写设计说明书十二.上交老师进行最后检查修改，进行总结，完成答辨准备工作5、 拟使用的主要设计、分析软件及仪器设备1.测绘工具：游标卡尺，直尺等2.绘图工具：三角板，圆规等3.计算机：Pro/E软件，cad软件等6、参考文献1王敏杰,宋满仓. 模具制造技术. 北京：电子工业出版社，20042 朱光力，万金保. 塑料模具设计. 北京：高等职业教育，20033 陈志刚. 塑料模具设计第2版. 北京：机械工业出版社，20094叶久新，王群. 塑料成型工艺及模具设计. 北京：机械工业出版社，20075塑料模具设计手册编写组. 塑料模具设计手册. 北京：机械工业出版社，20036 伍先明，王群，庞佑霞，张厚安. 塑料模具设计指导. 北京：国防工业出版社，20067曾珊琪，丁毅. 模具寿命与失效. 北京：化学工业出版社，20058姜玲莲，谢龙汉. Pro/E Wildfire5产品设计及制图. 北京：清华大学出版社，2011 9刘小年. AutoCAD计算机绘图基础. 湖南：湖南大学出版社，201010 何雪明，吴晓光，王宗才. 机械CAD/CAM基础. 北京：华中科技大学出版社，201311 王永章，杜君文，程国全. 数控技术. 北京：高等教育出版社，201112 大连理工大学工程图学教研室. 机械制图. 北京：高等教育出版社，200713 濮良贵，纪名刚. 机械设计第8版. 北京：高等教育出版社，20124湖南科技大学潇湘学院本科生毕业设计（论文）目 录第一章 前言1第二章 产品技术要求和工艺分析32.1产品技术要求32.1.1产品技术要求32.1.2 产品设计图32.2 塑件的工艺分析42.2.1 塑件结构工艺性42.3 塑件材质特性52.4 成型工艺性6第三章 注射成型机的选择与成型腔数的确定83.1 注射成型机的选择83.1.1 估算零件体积和投影面积83.1.2 锁模力83.1.3 选择注射机及注射机的主要参数83.2成型腔数的确定9第四章 浇注系统的设计114.1 分型面位置的确定114.2 确定型腔数量及排列方式124.3 浇注系统的设计124.3.1 浇口设计134.3.2 主流道的设计134.4 模具的结构形式144.5 凹模的结构设计154.6凸模的结构设计15第五章 模具成型零件的工作尺寸计算17第六章 排气系统的设计206.1排气不良的危害206.2 排气系统的设计方法20第七章 导向与脱模机构的设计217.1 导向机构的作用和设计原则217.1.1 导向机构的作用217.1.2 导向机构的设计原则217.2 导柱、导套的设计217.2.2 导套的设计227.3 脱模推出机构的确定237.3.1 脱模力的计算23第八章 冷却系统设计258.1 冷却系统的设计原则258.2 冷却水体积流量258.3 冷却管道直径的确定268.4 冷却回路所需的总表面积268.5 冷却回路的总长度268.6 冷却水道的结构26第九章 其它结构零部件的设计及校核28第十章 脱内螺纹机构3010.1脱螺纹机构的设计3010.1.1脱螺纹的形式3010.1.2旋转脱螺纹扭距的计算3010.1.3对主流道凝料能否脱出的校核3110.1.4驱动装置和传动装置的设计和计算32第十一章 结 论35致谢37参考文献38附录1 模具爆炸图及装配图39附录2 数控编程41II第一章 前言塑料“PLASTIC”的英文原指可以任意捏压成各种形状的材料和可塑原料。在塑料工程中他的定义为：以合成树脂为基本成分，在一定温度及其压力的条件下塑化成型，而且产品能够保持一定形状不变的材料。而在分子材料加工领域中，一些成型的模具用于塑料制品，称为塑料成形模具，简称塑料模。塑料模优化设计，是当前高分子材料加工领域中的具有重大研究意义。塑料材料、制品设计及加工工艺确定后，塑料模设计对制品质量与产量，就具有很大的影响。在近几年的塑料原件生产中，合理的加工工艺、高效率的注塑设备和先进的模具，被评定为塑料产品成形技术中的“三大支柱”。特别是塑料模对实现塑件加工工艺中的要求、塑件的使用要求和塑件外观造型上要求有着不可替代的功用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与产品更新均以模具制造和更新为前提。随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。电视机、空调、洗衣机等家用电器所需的塑料模具基本上可立足于国内生产。重量达1020吨的汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具和多达600腔的塑封模具已可自行生产。在精度方面，塑料尺寸精度可达IT6-7级，型面的粗糙度达到Ra0.05-0.025m，塑料模使用寿命达100万次以上。在塑料模具的设计制造中，CAD/CAM技术得到较快的普及，CAE软件已经在部分厂家应用。热流道技术得到广泛应用，气辅注射技术和高效多色注射技术也开始成功应用。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、Flow Cool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。未来的发展趋势和方向主要可归纳为以下几点：（1）CAD/CAM/CAE技术将全面推广；（2）快速原型制造（RPM）、高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术、高压注射成型及相关技术将得到更好的发展；（3）开发新的模具材料，如采用粉末冶金及喷射成型工艺制作出硬制合金、陶瓷及复合材料；（4）模具表面强化热处理新技术应用，如我国研制的PMS镜面塑料模具，就是在低级材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素后，经过毛坯淬火与回火处理，使其硬度30HRC，然后加工成型，再进行时效处理，使模具硬度上升到4050HRC，从而大大提高了模具的使用寿命。本次毕业设计的主要任务是对风扇固定盖模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产风扇固定盖的塑件产品，以实现自动化提高产量。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过模具设计表明该模具能达到风扇固定盖的质量和加工工艺要求。针对风扇固定盖的具体结构，通过此次设计，使我对模具的设计有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、CAE等技术，在提高工作效率的目的同时也提高了自己在软件方面的技能。在一次性注射器推筒模具设计过程中，主要应用UG进行了产品3D结构的绘制；包括分形面、浇注系统，冷却系统等的设计；应用AutoCAD是最常用的工程制图软件，由3D软件生成的工程图纸不规范，所以后期需要导入AutoCAD进行完善。本说明书为风扇固定盖注塑模具设计说明书，是根据文献3上的设计过程及相关工艺编写的。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法。本说明书在编写过程中，得到老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。41第二章 产品技术要求和工艺分析2.1产品技术要求2.1.1产品技术要求塑料零件的材料为HDPE塑料（高密度聚乙烯），生产量较大，属于中大批量生产。表面要求无痕，表面粗糙度Ra3.2。未注倒角R0.5，未注尺寸公差取MT5级精度。可根据文献4表2-3常用材料模塑件公差等级和使用（GB/T14486-1993）、表2-4模塑件尺寸公差表（GB/T14486-1993）获得。2.1.2 产品设计图图2.1 产品3D图图2.2 产品2D图2.2 塑件的工艺分析2.2.1 塑件结构工艺性风扇固定盖见产品设计图，材料为HDPE，属于圆柱件，整体尺寸D70mm17mm，在盖的底部有螺纹结构。要求表面光滑，无飞边。风扇固定盖的结构类似于普通的注射模，使用方法也大致相同，但是为了提高生产效率，模具采用自动脱螺纹机构。2.2.2 塑件成型工艺性要求1. 该塑件尺寸较小，要求塑件表面精度等级较高，其表面要求光洁美观，其工作面成型时不允许有浇口、顶杆痕迹，开模时要求不被定模型芯拉裂或者拉变形。所以采用的浇口形式要保证其表面精度。2. 该塑件为大批量生产。为了加工和热处理，降低成本，该塑件采用活动镶件的结构，简化结构，降低模具的成本。3. 为了提高生产效率，模具采用自动脱螺纹机构2.3 塑件材质特性 此风扇固定盖是采用 HDPE塑料（既高密度聚乙烯）注塑成的。查阅文献5可知：HDPE（高密度聚乙烯系塑料）是指大分子链中包括苯乙烯基的一类塑料，包括苯乙烯及其共聚物，具体品种包括普通高密度聚乙烯（GHDPES）、高抗冲高密度聚乙烯（HIHDPE）、可发性高密度聚乙烯（EHDPE）和茂金属高密度聚乙烯（SHDPE）等。HDPE以乙烯为主要原料，丙烯、1-丁烯、己烯为共聚体，在催化剂的作用下，采用淤浆聚合或气相聚合工艺，所得到的聚合物经闪蒸、分离、干燥、造粒等工序，获得颗粒均匀的成品。包括诸如片材挤塑、薄膜挤出、管材或型材挤塑，吹塑、注塑和滚塑。HDPE适合热塑性成型加工的各种成型工艺，成型加工性好，如注塑，挤塑，吹塑，旋转成型，涂覆、发泡工艺、热成型、热封焊、热焊接等。高密度聚乙烯为无毒，无味，无臭的白色颗粒，它具有良好的耐热性和耐寒性，化学稳定性好，还具有较高的刚性和韧性，机械强度好，耐酸碱，耐有机溶剂，电绝缘性优良，低温时，仍能保持一定的韧性。表面硬度，拉伸强度，刚性等机械强度都高于LDPE，接近于PP，比PP韧。 HDPE塑料（高密度聚乙烯） 英文名称:HDPE 密度：0.95g/cm3 成型收缩率：1.2-4.0% 成型温度：170-250 HDPE最通常的生产方法是通过淤浆或气相加工法，也有少数用溶液相加工生产。所有这些加工过程都是由乙烯单体、a-烯烃单体、催化剂体系（可能是不止一种化合物）和各种类型的烃类稀释剂参与的放热反应。氢气和一些催化剂用来控制分子量。淤浆反应器一般为搅拌釜或是一种更常用的大型环形反应器，在其中料浆可以循环搅拌。当乙烯和共聚单体（根据需要）和催化剂一接触，就会形成聚 乙烯颗粒。除去稀释剂后，聚乙烯颗粒或粉粒被干燥并按剂量加入添加剂，就生产出粒料。带有双螺杆挤出机的大型反应器的现代化生产线，可每小时生产PE40000磅以上。新的催化剂的开发为改进新等级HDPE的性能作出贡献。两种最常用的催化剂种类是菲利浦的铬氧化物为基础的催化剂和钛化合物一烷基铝催化剂。菲利浦型催化剂生产的HDPE有 中宽度分子量分布；钛一烷基铝催化剂 生产的分子量分布窄。用复式反应器生产窄MDW的聚合物所用催化剂也可用 于生产宽MDW品级。举例来说，生产显著不同分子量产 品的两个串联反应器可以生产出双峰分子量聚合物，这种聚合物具有全宽域的分子量分布。塑件自模具中取出冷却到室温后，发生尺寸收缩这种性能称为收缩性。由于收缩不仅是树脂本身的热胀冷缩，而且还与各成形因素有关，所以成形后塑件的收缩应称为成形收缩。成形收缩的形式主要表现在下列几方面：（1）塑件的线尺寸收缩由于热胀冷缩，塑件脱模时的弹性恢复、塑性变形等原因导致塑件脱模冷却到室温后其尺寸缩小，为此型腔设计时必须考虑予以补偿。（2）收缩方向性成形时分子按方向排列，使塑件呈现各向异性，沿料流方向（即平行方向）则收缩大、强度高，与料流直角方向（即垂直方向）则收缩小、强度低。另外，成形时由于塑件各部位密度及填料分布不匀，故使收缩也不匀。产生收缩差使塑件易发生翘曲、变形、裂纹，尤其在挤塑及注射成形时则方向性更为明显。因此，模具设计时应考虑收缩方向性按塑件形状、流料方向选取收缩率为宜。（3）后收缩塑件成形时，由于受成形压力、剪切应力、各向异性、密度不匀、填料分布不匀、模温不匀、硬化不匀、塑性变形等因素的影响，引起一系列应力的作用，在粘流态时不能全部消失，故塑件在应力状态下成形时存在残余应力。当脱模后由于应力趋向平衡及贮存条件的影响，使残余应力发生变化而使塑件发生再收缩称为后收缩。一般塑件在脱模后10小时内变化最大，24小时后基本定型，但最后稳定要经30-60天。通常热塑性塑料的后收缩比热固性大，挤塑及注射成形的比压塑成形的大。（4）后处理收缩有时塑件按性能及工艺要求，成形后需进行热处理，处理后也会导致塑件尺寸发生变化。故模具设计时对高精度塑件则应考虑后收缩及后处理收缩的误差并予以补偿。影响收缩率变化的因素在实际成形时不仅不同品种塑料其收缩率各不相同，而且不同批的同品种塑料或同 一塑件的不同部位其收缩值也经常不同，影响收缩率变化的主要因素有如下几个方面。（1）塑料品种各种塑料都有其各自的收缩范围，同种类塑料由于填料、分子量及配比等不同，则其收缩率及各向异性也不同。（2）塑件特性塑件的形状、尺寸、壁厚、有无嵌件，嵌件数量及布局对收缩率大小也有很大影响。（3）模具结构模具的分型面及加压方向，浇注系统的形式，布局及尺寸对收缩率及方向性影响也较大，尤其在挤塑及注射成形时更为明显。（4）成形工艺 挤塑、注射成形工艺一般收缩率较大，方向性明显。预热情况、成形温度、成形压力、保持时间、填装料形式及硬化均匀性对收缩率及方向性都有影响。2.4 成型工艺性1. 无定形料，吸湿小，不须充分干燥，不易分解，但热膨胀系数大，易产生内应力.流动性较好，可用螺杆或柱塞式注射机成型。2. 宜用高料温，高模温，低注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔变形。3. 可用各种形式浇口，浇口与塑件圆弧连接，以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大，顶出均匀.塑件壁厚均匀，最好不带镶件，如有镶件应预热。HDPE有数不清的应用，被广泛应用于用于挤出包装薄膜，绳索，编织袋，渔网，水管；注塑低档日用品及外壳，非承载荷构件，胶箱，周转箱；挤出吹塑容器，中空制品，瓶子。表2.4.1 HDPE注射成形的工艺参数注射机类型螺杆转速/（r/min）喷嘴料筒温度模具温度注射压力/Mpa保压压力/Mpa注射时间/s保压时间/s冷却时间/s成形周期/s形式温度前段中段后段螺杆式3060直通式1701901802002002201601704080701205060052060155040120柱塞式直通式1701901802001902201501705070701004050051560155040120第三章 注射成型机的选择与成型腔数的确定3.1 注射成型机的选择3.1.1 估算零件体积和投影面积用UG建模分析可知塑件的体积为：V=15.1cm3，塑件单个投影面积为A=3851mm3，由于此模具浇注系统浇口形式采用侧浇口，其浇注系统凝料较小，浇注系统的体积为V浇=2.4cm3，投影面积为A浇=150mm，根据塑件参数及实际经验，初步采用的是一模二腔，则： V总=2V塑 +V浇 =215.1+2.4=32.6cm33.1.2 锁模力计算其所需锁模力为： F锁=AP型 =（23851+150）30Mp/1000 =235KN 式中： N型腔的平均计算压力，选用参见下表3.1.1表3.1.1常用塑料注射成型时型腔平均压力塑件特点P型举例易成型塑件25PP、PS等壁厚均匀的日用品一般塑件30在模温较高的情况下，成型薄壁类中等粘度塑件及有精度要求的塑件35ABS、POM等有精度要求的零件高粘度塑件及高精度、难充模塑件40高精度的机械零件3.1.3 选择注射机及注射机的主要参数由此考虑塑件大批量生产，以及以上的从温度、压力、时间方面考虑，查表得：初步选用注射机SZ-160/100。表3.1.2 部分国产SZ系列注射机主要参数项目单位SZ-100/80SZ-160/100SZ-200/120螺杆直径mm354042理论注射量cm3100160200注射压力MPa170150150注射速效率g/s95105120塑化能力kg/h404570锁模力kg100010001200拉杆间距(HV)(mmmm)345345345345355385模板行程mm325325305模具最下厚度mm200200230模具最大厚度mm300300400定位孔直径mm100100125定位孔深度mm101015喷嘴伸出量mm202020喷嘴球半径mm151515顶出行程mm10010090顶出力KN151522机器质量t44403外形尺寸/(LWH)mmm4.41.51.84.41.51.94.01.41.93.2成型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80%计算： =(121.6-2.28)/14.345=8.3 式中： K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 N型腔数 G注射机允许的最大注射量（g或cm3） 浇注系统的重量（g） 塑件重量（g）因为，N=8.32，根据具体情况分析，以及自动脱内螺纹机构，此模具型腔选一模二腔较为合理。第四章 浇注系统的设计4.1 分型面位置的确定分型面就是指分开一个模具取出成型塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据其需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以垂直于合模的方向，也可以与合模方向平行或者倾斜如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则4：1. 符合塑件脱模基本要求，保证塑料制品能够脱出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘。这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。分型的整个廓形应呈缩小趋势，不应有影响脱模的凹凸形状，以免影响脱模。2. 确保塑件能够留在动模一侧，有利于推出塑件。3. 分型线不影响塑件的外观，即分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。4. 尽量避免形成侧向抽芯，若需要滑块成型，滑块力求结构简单，避免定模滑块塑料注射模具，应尽可能避免采用侧向抽芯，因为侧向抽芯模具结构复杂，并且直接影响塑件尺寸、配合的精度，且耗时耗财，制造成本显著增加，故在万不得己的情况下才能使用。5. 有利于模具加工。分型面精度是整个模具精度的重要部分，力求平面度和动、定模配合面的平行度在公差范围内。因此，分型面应是平面且与脱模方向垂直，从而使加工精度得到保证。如选择分型面是斜面或曲面，加工的难度增大，并且精度得不到保证，易造成溢料飞边现象。6. 使侧向抽芯尽量短。抽芯越短，斜抽移动的距离越短，一方面能减少动、定模的厚度，减少塑件尺寸误差；另一方面有利于脱模，保证塑件制品精度。7. 满足模具锁紧要求。8. 合理安排浇注系统，有利于排气。对中、小型塑件因型腔较小，空气量不多，可借助分型面的缝隙排气。因此，选择分型面时应有利于排气。按此原则，分型面应设在注射时熔融塑料最后到达的位置，而且不把型腔封闭。综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。本零件的分型面在零件的最大轮廓面上，如图411:图4.1.1 分型方案4.2 确定型腔数量及排列方式表4.2.1 单型腔、多型腔的优缺点及适用范围类型优点缺点适用范围单型腔模具塑件的精度高；工艺参数易于控制；模具结构简单；模具制造成本低，周期短。塑料成形的生产率低，塑件的成本高。塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。多型腔模具塑料成形的生产率高，塑件的成本低。塑件的精度低；工艺参数难以控制；模具结构复杂；模具制造成本高，周期长。大批量、长期生产的小型塑件。当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔还是多型腔模。由表2可以看出多型腔的适用于大批量生产，因此采用一模二腔，平衡分布。设计流道时，充分考虑了流动的平衡。4.3 浇注系统的设计浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。浇注系统控制着塑件成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。其作用是使熔体塑料能够平稳并且有序的填充到型腔中，以或得轮廓清晰，内部组织致密的塑件。普通模具的浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴几部分组成。4.3.1 浇口设计浇口的形式众多，通常都有边缘浇口、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、潜伏浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口等。由HDPE的成型工艺性可知：成形收缩范围及收缩率大，易发生缩孔、凹痕、变形，方向性强；流动性极好，易于成形；热容量大，注射成形模具必须设计能充分进行冷却回路，注意控制成形温度。料温低时方向性明显，尤其是低温、高压时更明显。聚丙烯成形的适宜模温为80左右，不可低于50，否则会造成成形塑件表面光泽差或产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲和变形。根据分析、HDPE的成型工艺性、产品对外观的要求、产品的形状结构特点和模具的优化，但根据2.2模具确定为一模二腔，采用在滑块分型面上的侧浇口，位置在塑件翼状结构的两侧。设计流道时，充分考虑了流动的平衡。在定模座板上设计有拉料机构，开模时，流道凝料会从浇口套和定模板中被拉出，与塑件一起留在动模一侧，待脱模时与塑件一起脱出。图3.1.1 浇口设计4.3.2 主流道的设计注意事项：1定位圈须沉入模胚，以支承模具部分重量。2定位圈高出模胚，以作啤塑时模具装入注塑机定位之用。3定位圈直径通常作直径.mm，比注塑机装置孔直径小.，方便装模。4浇口套通常做成直径10-20mm。5浇口套配注塑机射嘴比射嘴端部大 。主流道与喷嘴的接触处多作成半球形的凹坑。二者应严密接触以避免高压塑料的溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大1-2mm；主流道小端直径应比喷嘴孔直径约0.5-1mm，常取4-8mm，视制品大小及补料要求决定。大端直径应比分流道深度大1.5mm以上，其锥角不宜过大，一般取12，本次设计取2。图4.3.1 浇注系统设计4.4 模具的结构形式模具结构为单分型面注射模，如图4.4.1所示：图4.4.1 单分型面注射模模具结构4.5 凹模的结构设计凹模用于成型塑件的外表面，又称为阴模、型腔。按其结构的不同可分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶嵌式4种。总体上说，整体是强度、刚度好，但不适于复杂的型腔。镶嵌式采用组合的模具结构，是复杂型腔加工相对容易，可避免采用同一材料，可利用拼接间隙排气，但刚度较差易于在塑件表面留下镶嵌块的拼接痕迹，模具结构复杂。由于该模具结构一般，凹模板加工量不大，所以凹模板采用镶嵌式。这种形式的凹模形状、尺寸一致性好，更换方便。4.6凸模的结构设计凸模用于成型塑件的内表面，又称型芯、阳模。凸模按结构分为整体式和组合式两类。由于凸模的加工相对凹模容易，所以大多数的凸模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯、模板常做成一体。由于该设计中需要成型两种表面结构，设计有两个型芯，此因该凸模设计成组合式。如图4.6.1：图4.6.1 组合式凸模第五章模具成型零件的工作尺寸计算工作尺寸是指成型零部件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括：凹模、凸模的径向尺寸（含长、宽尺寸）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零部件工作尺寸与精度。其中影响模具尺寸和精度的因素很多，主要包括以下几个方面：1. 成形收缩率：在实际工作中，成形收缩率的波动很大，从而引起塑件尺寸的误差很大，塑件尺寸的变化值为 =(Smax-Smin)Ls （5.1） 式中： -为塑件缩波动而引起的塑件尺寸误差（mm）； Smax-为塑料的最大收缩率（%）； Smin-为塑料的最小收缩率（%）； -为塑件尺寸（mm）。一般情况下，由收缩率波动而引起的塑件尺寸误差要求控制在塑件尺寸公差的1/3以内。2. 模具成形零件的制造误差：实践证明，如果模具的成形零件的制造误差在IT7IT8级之间，成形零件的制造公差占塑件尺寸公差的1/3。3. 零件的磨损：模具在使用过程中，由于种种原因会对型腔和型芯造成磨损，对于中小型塑件，模具的成形零件最大磨损应取塑件公差的1/6，而大型零件，应在1/6之下。4. 模具的配合间隙的误差：模具的成形零件由于配合间隙的变化，会引起塑件的尺寸变化。模具的配合间隙误差不应该影响成形零件的尺寸精度和位置精度。综上所述，在模具型腔与型芯的设计中，应综合考虑各种影响成形零件尺寸的因素，在设计时进行有效的补偿。由于影响因素很不稳定，补偿值应在试模后进行逐步修订。通常凹模、凸模组成的模腔工作尺寸简化后的计算方法有平均收缩率法和公差带法两种。其中平均收缩率法以平均概念进行计算，从收缩率的定义出发，按塑件收缩率、成形零件制造公差、磨损量都为平均值的计算，公式如以下：1. 凹模的內形尺寸： （5.2）式中： 凹模径向尺寸（mm）;塑件径向基本尺寸（mm）；Scp塑件的平均收缩率（%）；x随塑件精度和尺寸变化，一般在0.50.8之间；塑件公差值（mm）;凹模制造公差（mm）,约等于（1/31/6）。s为塑件公差，查表知HDPE塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在1418mm公差取0.38mm；在1824mm范围内取0.44mm，在3040mm范围内取0.56mm塑件基本尺寸在4050范围内其公差取0.64mm,在5065mm范围内取0.74mm,在6585范围内取0.86mm。所以型腔尺寸如下：L1=70(1+0.026)-0.8+0.86+0.21=mm型腔深度的尺寸计算： （5.3）式中： 凹模的深度尺寸（mm）; 塑件的高度基本尺寸（mm）mm 2. 凸模的外形尺寸计算： L凸=(1+Scp)+ - （5.4）式中： L凸型芯径向尺寸（mm）； 塑件径向基本尺寸（mm）； 型芯制造公差（mm）。所以型芯的尺寸如下：L2=66(1+0.026)+0.60.86-0.21=66.180-0.21mm型芯的深度尺寸计算： H凸=H塑（1+Scp）+- （5.5）式中： x一般在0.50.7之间；H凸型芯高度尺寸（mm）; H塑塑件深度尺寸（mm）mmmmH2、H3是成型塑件的高度，即塑件的实际內形高度尺寸，并非凸模的整体高度。第六章排气系统的设计在注射成型过程中，模具内部除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生气体和水分蒸发成水蒸气。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。排气系统的设计相当重要。6.1排气不良的危害1. 增加熔体充模流动的阻力，是型腔充不满；2. 在制品上呈现明显可见的熔接缝，其力学性能降低；3. 滞留气体时塑件产生质量缺陷；4. 型腔内气体受到压缩后产生瞬时局部高温，使塑料熔体分解；5. 由于排气不良，降低了充模速度。6.2 排气系统的设计方法1. 利用分型面排气是最好的方法，排气效果与分型面的接触精度有关；2. 对于大型模具，可以用镶拼的成型零件的缝隙排气；3. 利用顶杆与孔的配合间隙排气；4. 利用球状合金颗粒烧结块渗导排气；5. 在熔合缝位置开设冷料穴本模具可以利用配合间隙排气，通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，这里不再单独设计排气槽。第七章导向与脱模机构的设计7.1 导向机构的作用和设计原则7.1.1 导向机构的作用导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模合模时正确定位和导向的重要零件，通常采用导柱导向，主要零件包括导柱和导套。其具体作用有：1. 定位作用2. 导向作用3. 承载作用4. 保持运动平稳作用5. 锥面定位机构作用7.1.2 导向机构的设计原则1. 导柱（导套）应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形；2. 导柱（导套）的直径应根据模具尺寸选定，并应保证有足够的抗弯强度；3. 导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度要求；4. 导柱和导套应有足够的耐磨性；5. 为了便于塑料制品脱模，导柱最好装在定模板上，但有时也要装在定模板上，这就要根据具体情况而定。7.2 导柱、导套的设计导柱导向是指导柱与导套（导向孔）采用间隙配合使导柱在导套（导向孔）内滑动，配合间隙一般采用H7/h6级配合。7.2.1导柱的设计导柱的结构形式有两种：一种为单节式导柱，另一种为台阶式导柱。小型模具采用单节式导柱，大型模具采用台阶式导柱。 在导柱的工作部分上开设油槽，可以改善导向条件，减少摩擦,故导柱采用加油槽的阶梯式导柱其示意如图7.2.1：图7.2.1 导柱7.2.2 导套的设计由于导柱已选定，由塑料模具设计与制造可查得与之相配的导套. 其示意图如下：图7.2.2 导套7.2.3 导向孔的总体布局导向零件应合理地均匀分布在模具的四周围或靠近边缘的部位，其中心距模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。根据手册推荐值选定的导柱分布情况如下图7.2.3所示：图7.2.3 导向孔总体布局7.3 脱模推出机构的确定本模具采用的为一次顶出脱模机构，它包括常见的推杆、推管、推板、推块或活动镶块等脱模机构。该机构是最常用的顶出方式。即塑件在顶出机构的作用下，通过一次动作即可顶出。基于以上原则，该模具的脱模零部件设在动模上，选择推杆顶出形式。7.3.1 脱模力的计算因为=r/t=3510，所以此处视为薄壁圆筒塑件，根据下列公式即可计算出脱模力。F= （7.1） 式中： E塑料的弹性模量（MPa）； S塑料成型的平均收缩率（%）； t塑件的壁厚（mm）; L被包型芯长度（mm）; 塑料的泊松比； 脱模斜度； f塑料与钢材之间的摩擦因数；查文献4表4-24取得各数据代入公式（71）计算得脱模力 F= =6.31KN7.3.3推出机构零件由于有内螺纹，采用自动脱模结构，所以采用马达在外围转动链条，链条带动模具上的齿轮与轴转动，轴与动模芯相接，固带动动模芯旋转，推板通过弹簧弹起，顶出盖零件以及浇注系统凝料，以达到脱模。第八章冷却系统设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢料和粘模；温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模温不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。通常温度调节系统包括冷却系统和加热系统两种。一般注塑到模具内的塑料温度为 200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60以下。热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快地传给模具，以使塑料可靠冷却定型并可迅速脱模。该设计塑件材料为HDPE，在注塑成型时，黏度低，流动性好，要求模具温度（一般低8）较低，用常温水对模具进行冷却。由于该模具的模温要求在80以下，有是小型模具，所以无需设置加热装置，仅需要设置冷却系统即可。8.1 冷却系统的设计原则1. 动、定模要分别冷却，保持冷却平衡；2. 冷却水孔的数量越多，模具内温度梯度越小，塑件冷却越均匀；3. 冷却回路应有利于降低冷却水进、出口水温的差值；4. 浇口处加强冷却；5. 冷却回路结构应便于加工和清理；6. 冷却水道至型腔表面的距离应尽可能相等；7. 冷却水道要避免接近熔痕部位，以免熔接不牢，影响塑件的精度。8.2 冷却水体积流量查文献4表3-4-1成型HDPE塑料的模具平均工作温度为60，用常温20的水作为模具冷却介质，若出口温度25，每次注射质量为0.0323kg，注射周期为60s。查文献43-4-2，取HDPE注射成型固化时单位质量放出热量取=3.5105J/kg。代入公式：8.3 冷却管道直径的确定根据冷却水体积流量V查文献5可初步确定冷却管道直径为10mm，冷却水速度v=1.66m/s。冷却水孔的直径也可根据制件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2mm时，水孔直径可取610mm可，二者结论一致。8.4 冷却回路所需的总表面积与冷却水温度有关的物理系数=7.5，冷却水的表面传热系数为： 查文献1表2.1.3成型HDPE塑料时模具温度应在4080，因此模具成型表面的平均温度按40计算。则冷却回路所需总表面积： 8.5 冷却回路的总长度冷却回路总长度可用下式计算：计算结果可以看出，由于生产塑件所需冷却水体积流量很小，对应冷却管道长度也很短。在设计时可以不考虑冷却系统设计。但生产任务为中小批量，为了降低冷却时间，缩短生产周期，提高生产率，可以在模板上设计几条冷却水管，以便在生产中灵活调整和控制。8.6 冷却水道的结构由于该塑件体积比较大，由于成型部分在型腔上，所以水道采用直水道直径为8mm，在滑块上开设1条冷却水道其分布如下图8.6.1：图8.6.1 冷却水道结构图第九章其它结构零部件的设计及校核模架技术的标准，是指在模具设计中和制造中所应遵循的技术规范、基准、和准则。它具有以下定义：1. 减少了模具设计者的重复性工作；2. 改变了模具制造行业“大而全，小而全”的生产局面，转为专业生产；3. 模具的标准化是采用CAD/CAM技术的先决条件；4. 有利于模具技术的国际交流和模具出口。根据5表2-86的注射模模体组合形式而选模架，它适应于单分型面的模具的推件板的推出机构。模宽B1=250mm，模长L=350mm；定模座板H1=25mm，材料45钢；定模板A=50mm，材料45钢；动模板B=60mm，材料45钢；垫块C=80mm，材料45钢;动模座板H2=25mm，材料45钢最大注塑量效核材料的利用率为500/840=0.60，符合注塑机利用率在0.30.80的要求。注射压力的效核所选注塑机的注塑压力需大于成型塑件所需的注射压力，HDPE塑件的注塑压力一般要求为40110MPa，所以该注塑机的注塑压力符合条件。锁模力效核高压塑料熔体充满型腔时，会产生使模具沿分形面分开的胀模力，此力的大小等于塑件和流道系统在分形面上的投影等于型腔压力的成积。胀模力必须小于注塑机额定锁模力。型腔压力Pc可按下式粗略计算： Pc=kP（MPa） （9.1）式中：Pc为型腔压力，MPa； P为注射压力，MPa； K为压力损耗系数，通常在0.250.5范围内选取。所以， Pc=KP=（2x3851+150）30Mp/1000=235KN，型腔压力决定后，可按下式校核注塑机的额定锁模力： TKPcA （9.1）式中： T为注塑机的额定锁模力，KN； A为塑件和流道系统在分形面上的投影面积，mm2； K为安全系数，通常取1.11.2； KpcA=（23851+150）30Mp0.0011.1=258.5KN 所以T=1000KN KPcA成立，即该注塑机的锁模力符合要求。模具安装尺寸校核模具安装固定有两种：螺钉固定、压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具多采用此法），模具动定模板上的螺孔及其间距，必须和注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中、小型模具多用此法），只要在模具的固定板附近有螺孔就可以，有较大的灵活性；该模具采用压板固定。开模行程的效核开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于单分形面的注塑模具，其开模行程按下式效核：SH1+H2+（510）(mm) 式中： S为注塑机的最大行程（此模具中为325mm）； H1为塑件的脱模距离（此模具中为17mm）； H2为包括流道在内的塑件高度（此模具中为77mm）；所以上式成立（84325），即该注塑机的开模行程符合要求。由以上对各参数的效核可知该注塑机符合要求。第十章脱内螺纹机构10.1脱螺纹机构的设计10.1.1脱螺纹的形式在本设计中采用的是开模时液压马达链条带动齿轮传动，再由齿轮带动螺纹型环转动，使得塑件的螺纹部分被脱出。液压马达采用BM-R315型号，其转速为120，重量为9kg，额定功率为5kw，额定流量为50L/min，额定转矩为258Nmin。10.1.2旋转脱螺纹扭距的计算对于薄壁内螺纹塑件，旋转脱模所需最小扭距由下式计算： Mmin= （10.1）式中 E塑料的拉伸弹性模量，MPa 塑料成型平均收缩率，% t螺纹塑料的平均壁厚，r螺纹型芯或型环的中半径，L螺纹型芯或型环螺纹段的长度，塑料与钢材之间的摩擦因数S螺距，螺纹升角， 螺纹形状因子，由螺纹类型决定螺纹形状因子可由下式计算： =h/cos （10.2）式中 h螺纹型芯或螺纹型环的螺纹工作高度， 螺纹牙尖角之半，已知E=1.61.710MPa =2%t=2L=9.82r=27.00S=4.0=0.50=20=15h=9.82 Mmin=2.4105N旋出螺纹型芯所需的实际扭距Mco(N)： Mcomin=Mmin （10.3）式中由试验确定之系数，一般旋出螺纹型环所需的实际扭距约等于最小扭距。10.1.3对主流道凝料能否脱出的校核主流道凝料能否脱出要看浇口处塑件对型芯的力是否大于凝料的扭转力，只有当力大于扭转力时主流道的凝料才能旋转脱出螺纹，最后随塑件脱出。对于厚壁内螺纹塑件，旋转脱模所需的最小扭距由下式得出： （10.4）式中 E塑料的拉伸弹性模量，MPa 塑料成型平均收缩率，%r螺纹型芯或型环的中半径，L螺纹型芯或型环螺纹段的长度，塑料与钢材之间的摩擦因数S螺距，螺纹升角，厚壁螺纹塑件无量纲特征因数，对于内螺纹塑件 = （10.5） 式中 塑件的泊松比 R塑件内螺纹的外半径， r0塑件外螺纹的内半径，已知 R=6r0=5.67=0.43代入公式（10.5）得 =6+5.67/(6-5.67)+0.43 =18.13螺纹形状因子，由螺纹类型决定。螺纹形状因子可由下式计算 （10.6）式中 h螺纹型芯或螺纹型环的螺纹工作高度， 螺纹牙尖角之半，已知 E=1.61.710MPa =2%l=4.00r=5.80S=1.5=0.50=20=15h=4.00 所以Mmin=6778.32 N 又由于r=5.80，所以旋出主流道凝料所要的力为所以塑件对型芯的力大于凝料的扭转力，主流道的凝料能够旋转脱出螺纹，最后随塑件脱出。10.1.4驱动装置和传动装置的设计和计算在本次设计中，我采用的靠马达、链轮传动，然后带动齿轮尾端的齿轮转动，从而带动齿轮传动，再由齿轮带动螺纹型环和圆头冷料穴转动，使得塑件和流道凝料旋转脱出，再在顶杆的作用下脱落。（1）圆齿轮传动的校核在本次设计中，采用的直齿圆齿轮的大端模数为2，压力角为20。小齿轮的齿数为15采用20CrMnTi渗碳淬火回火,齿面硬度HRC=62；大齿轮的齿数为35采用20Cr渗碳淬火回火，齿面硬度HRC=57；一对钢制直齿圆齿轮的齿面接触强度验算公式为 H= （10.7） 式中 Re为齿宽和齿宽系数之比，齿宽系数一般取0.250.3b齿轮的齿宽， K载荷系数u齿数比，对于单级直齿圆齿轮传动，H许用接触应力，MPaH=Hlim/SH=1440/1.1=1309MPa其中 Hlim试验齿轮的接触疲劳极限 SH齿面接触疲劳安全系数 已知T1=2082.55272=1.124105N齿轮按8级精度得K=1.2 b1=24u=35/15=2.3 b2=26Re=96 H=1286MPa又因为H=Hlim/SH=1309MPa1286MPa 钢制齿轮传动的轮齿弯曲强度验算公式 (10.8) 已知T1=1.124105N齿轮按8级精度K=1.5b=24z1=15 z2=35 m=2YF1=2.91 YF2=2.64 所以 F1=21.51.1241052.91/(243.520) =167MPa F2=21.51.1241052.64/(243.528) =108MPa =380/1.3=292 MPa167MPaF2=360/1.3=277MPa108MPa由此得出轮齿弯曲强度满足。（2）齿轮的各项参数齿数为15的小齿轮： 分度圆直径： d=mz=215=30mm 基圆直径： db=dcos=30cos20=28.53mm 齿顶高： ha=12=2mm 齿根高： hf=（1+0.25）2=2.5mm 齿高: h=ha+hf=2+2.5=4.5mm 齿顶圆直径： da=d+2ha=30+22=34mm 齿根圆直径： df=d-2hf=30-22.5=25mm 分度圆周节： p=m=3.142=6.28mm 分度圆齿厚： s=齿数为15的小齿轮： 分度圆直径： d=mz=235=70mm 基圆直径： db=dcos=70cos20=66.57mm 齿顶高： ha=12=2mm 齿根高： hf=（1+0.25）2=2.5mm 齿高: h=ha+hf=2+2.5=4.5mm 齿顶圆直径： da=d+2ha=70+22=74mm 齿根圆直径： df=d-2hf=70-22.5=66mm 分度圆周节： p=m=3.142=6.28mm 分度圆齿厚： s=第十一章 结 论经过十周的设计，塑模设计基本完成了。从拿到毕业设计任务书起，我查阅了大量书籍、期刊和电子资料，尽可能多的了解目前国内塑料模具行业塑料的现状和发展前景。充分运用自己所学知识、借鉴前人的资料，对给定的塑件进行认真分析，最终确定成型工艺方案。并进一步选择设备、确定模具结构、动作原理分析、计算零件尺寸、推出机构设计。中期检查过后，我对自己的思路和设计做了一些调整，最终确定了整个模具的结构。由于模具要求精度高，形状、结构比较复杂。进行设计时，不仅用到模具制造工艺学的知识，而且要用到大量机械制造方面的内容。比如机械制图、机械工程材料、塑性成型设备、公差、计算机制图及UG等。通过这次的设计对以前所学的知识进行了回顾和温习，可以说这次毕业设计是对四年大学所学专业知识的检验和练习。为期一个学期的毕业设计即将结束，也就意味着我的大学生活即将结束，但在这一个学期的时间里我学到了很多知识和技能。 虽然每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。 通过近一学期毕业设计的学习，给我最深的感受就是我的设计思维得到了很大的锻炼与提高。作为一名设计人员要设计出有创意而功能齐全的产品，就必须做一个生活的有心人。多留心观察思考我们身边的每一个机械产品，只有这样感性认识丰富了，才能使我们的设计思路具有创造性。我选择了塑件这一课题来作为我的毕业设计这是对我的三年知识能力考查，也是对我应用这些知识能力的考查，我尽力使自己的设计减少错误，但我知道由于许多知识和能力的欠缺，肯定有一定的错误。通过本次设计我学到的不仅仅是对模具的设计这单一方面的了解，让我熟悉了设计的各个方面的流程，学会了把自己大学四年所学的知识运用到实际工作中的方法。从以前感觉学的许多科目没有实际意义，到现在觉得以前的专业知识不够扎实，给自己的设计过程带来了很大的麻烦。特别感谢我的导师
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