傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被動(dòng)齒輪注塑模具設(shè)計(jì),傳動(dòng),機(jī)構(gòu),被動(dòng),齒輪,注塑,模具設(shè)計(jì) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 傳動(dòng)器被動(dòng)齒輪注塑模具設(shè)計(jì) 摘要 隨著塑料工業(yè)的發(fā)展,塑料注射模已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一,且發(fā)展成為最有前景的模具之一。在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來(lái)越多的塑料制品代替了以往的多類產(chǎn)品，而模具作為塑件的成型技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)是在Pro/ENGINEER平臺(tái)上對(duì)被動(dòng)齒輪注射模具進(jìn)行的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先了解塑料制品所用塑料的品種、塑料的特性、收縮率及塑料流動(dòng)性能等。對(duì)塑料制品進(jìn)行工藝分析，著重分析塑料制品的結(jié)構(gòu)和理性及成型條件等。根據(jù)塑料制品的重量和塑料制品投影面積及模具結(jié)構(gòu)類型等，選擇合適的注射成型機(jī)。最后進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并利用功能強(qiáng)大的CAD軟件Pro/ENGINEER進(jìn)行三維造型及工過(guò)程的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)，不僅掌握了注射模具的基本設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)要領(lǐng)，并了解了塑料的基本成型工藝，以及軟件Pro/ENGINEER的實(shí)體建模、裝配建模、制圖基礎(chǔ)、工過(guò)程動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)等各個(gè)環(huán)節(jié)的基本操作規(guī)則及運(yùn)用方法，從而可以利用軟件Pro/ENGINEER或其它三維設(shè)計(jì)軟件完成模具的整體設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵詞　注射模具；CAD；Pro /ENGINEE The Passive sensor gear Injection Mold Design Along with plastic industry development, The plastic injection mold already became one of manufacture plastic product main methods, Also develops into most has 1.th prospect mold In first generation of industry and in an everyday use product, the more and more many plastics product has replaced the former many kind of products, but the mold achievement modelled to take shape the technology also to obtain the rapid development. This graduation project is in Pro in the ENGINEER platform the injection mold design which carries on to the length register lid. In the design process, through understood and grasps the related knowledge which plastic ABS and the length register plastic mold designs, mainly completes the injection plastic mold to take shape partially, pours the system, the drawing of patterns organization, the mold body and so on the partial designs, and carries on the three dimensional modelling and the labor process animation design using function formidable CAD software Pro/ ENGINEER. Through this design, not only grasped has injected the mold the basic design process and the design main point, and had understood the plastic basically took shape the craft, as well as software Pro ENGINEER entity modelling, assembly modelling, charting foundation, labor process animation design and so on each link elementary operation eo rule and utilization method, thus might completes the mold using software Pro ENGINEER or other three dimensional design softwares the overall design. Keywords The injection mould for plastics;CAD;Pro/ ENGINEER 不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印 - I - 目錄 摘要…… I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1 課題背景 1 1.2 模具發(fā)展前景 1 第2章 塑件與注射模具 3 2.1 塑料 3 2.1.1塑料的結(jié)構(gòu)、成分 3 2.1.2 塑料的使用性能及用途 3 2.1.3塑料的選用 3 2.2 注射模具 4 2.2.1注射模具設(shè)計(jì)的幾個(gè)部分 5 2.2.2塑件幾何形狀 6 2.3 本章小結(jié) 7 第3章 模具的設(shè)計(jì) 8 3.1 成型零件的結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì) 8 3.1.1 分型面位置的確定 8 3.1.2型腔數(shù)目的確定 9 3.1.3型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 3.2 動(dòng)模固定板和定模固定板 11 3.3 注射機(jī)的確定 11 3.3.1注射機(jī)型號(hào)的確定 11 3.3.2最大注射量的校核 12 3.3.3鎖模力的校核 12 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 3.4.1主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.4.2澆口套 14 3.4.3分流道設(shè)計(jì) 15 3.4.4 分流道的形狀及尺寸 15 3.4.5澆口的設(shè)計(jì) 15 3.5 本章小結(jié) 17 第4章 模具結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 18 4.1 導(dǎo)向零件 18 4.1.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 18 4.1.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 19 4.2 推桿 19 4.3 動(dòng)模墊板設(shè)計(jì) 20 4.4 支承塊 21 4.5 復(fù)位桿 22 4.6 本章小結(jié) 22 第5章 模具工作過(guò)程的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì) 23 5.1 裝配 23 5.2 動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì) 26 5.3 本章小結(jié) 28 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 附錄 英文翻譯 32 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域”，然后“更新整個(gè)目錄”。打印前，不要忘記把上面“Abstract”這一行后加一空行 - III - 第1章 緒論 1.1 課題背景 齒輪的發(fā)展要追溯到公元前, 迄今已有3000 年的歷史。1954年，在山西省永濟(jì)縣薛家崖出土的齒輪和秦代秦代銅器古物一樣，時(shí)間為公元前221年，該齒輪現(xiàn)存陜西省博物館。 1959年，在我國(guó)保定城南壁養(yǎng)成村址地下掘出西漢（公元前207年）時(shí)代的鑄造齒輪，現(xiàn)在在沈陽(yáng)博物館內(nèi)保存。 1953年在陜西省長(zhǎng)安縣紅慶村漢墓出土了東漢年初的一人字齒輪，現(xiàn)存陜西省博物館內(nèi)。這種人字齒輪，后來(lái)在長(zhǎng)沙也出土了，為西漢年初（公元前200年）制造。 上述材料證明，中國(guó)在秦漢年代（公元前221—220年）就發(fā)明了齒輪。齒輪為鑄銅，有直齒、斜齒、和人字齒齒輪。 遠(yuǎn)古時(shí)代人們?yōu)榱藗鬟f動(dòng)力, 發(fā)明了齒輪,這一發(fā)明實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)的傳遞。 在我國(guó)漢代發(fā)明的指南車(chē)上有齒輪的傳動(dòng)裝置, 當(dāng)時(shí)的齒輪是用木料制造或用金屬鑄成的, 只能傳遞軸間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 不能保證傳動(dòng)平衡性, 同時(shí)齒輪的承載能力也很小。在國(guó)外, 機(jī)械動(dòng)的記載始于古羅馬時(shí)代, 人們?cè)谒δ肽ブ幸灿玫搅四局讫X輪傳動(dòng), 但齒輪的齒形是直線形, 同樣不能保證運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性, 并且木制齒輪的承載能力也受制。在瑞典, 人們?cè)诠任锬肽ブ惺褂檬^做成斜齒輪傳遞動(dòng)力, 雖然比木制齒輪承載能力高, 但加工困難。到了14世紀(jì), 鐘的發(fā)明使人們開(kāi)始研究金屬齒輪傳動(dòng)以減小尺寸, 以便在鐘中得到應(yīng)用。18世紀(jì)初, 蒸汽機(jī)問(wèn)世, 并被很快運(yùn)用, 這進(jìn)一步促進(jìn)了齒輪傳動(dòng)的發(fā)展。此外, 這一時(shí)期水力紡織機(jī)械、冶金機(jī)械的發(fā)明與運(yùn)用, 又促使大功率、高質(zhì)量的木制、金屬的齒輪傳動(dòng)問(wèn)世。在齒輪材料沒(méi)有改進(jìn)的情況下, 19世紀(jì)末期, 人們開(kāi)始研究齒輪的齒形,并向小型化、長(zhǎng)壽命、更可靠的齒輪傳動(dòng)裝置發(fā)展, 促進(jìn)了對(duì)齒輪傳動(dòng)的研究, 20世紀(jì)初擺線齒輪和漸開(kāi)線齒輪相繼出現(xiàn)。但由于擺線齒輪制造和安裝較困難, 限制了發(fā)展, 目前只在鐘表領(lǐng)域應(yīng)用。漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)的類型有直齒輪、斜齒輪、錐齒輪和蝸桿傳動(dòng). 20世紀(jì)60-70年代漸開(kāi)線齒輪主要采用滾齒加工工藝, 用這種方法生產(chǎn)的齒輪硬度不高, 接觸強(qiáng)度低、壽命短, 而用在船舶、電廠渦輪機(jī)的大型高速齒輪傳動(dòng)由于其節(jié)線速度高, 要求這些齒輪有高精度,于是加速了磨齒加工工藝的發(fā)展。斜齒輪是在直齒輪的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的, 由于直齒輪壽命短, 承載能力有限等缺點(diǎn), 從而在后來(lái)的機(jī)械傳動(dòng)裝置中, 人們開(kāi)始嘗試在同樣厚度的齒輪上, 增加接觸線長(zhǎng)度的斜齒, 即斜齒輪, 它無(wú)論在性能上還是加工上, 都較直齒輪復(fù)雜, 但在斜齒輪的傳動(dòng)過(guò)程中, 存在著對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)不利的嚙合力的軸向分力, 為此又發(fā)明了人字齒輪, 但人字齒輪的加工更復(fù)雜 。21世紀(jì)隨著材料科學(xué)的發(fā)展, 齒輪由金屬材料逐漸向高分子材料轉(zhuǎn)變, 如塑料齒輪已被廣泛應(yīng)用, 以減輕齒輪的重量。隨著生活質(zhì)量的提高, 對(duì)使用工具也越來(lái)越追求完善, 為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)性能的優(yōu)化, 人們對(duì)齒輪的認(rèn)識(shí)逐漸深入。20世紀(jì)40年代, 漸開(kāi)線理論開(kāi)始出現(xiàn),我國(guó)的齒輪傳動(dòng)也是從這開(kāi)始的，漸開(kāi)線齒輪在技術(shù)上最成熟，應(yīng)用最具備條件，而使用也最普遍，并在機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，占有主導(dǎo)地位。漸開(kāi)線齒廓具有中心距敏感性小，可進(jìn)行各種變位和修形設(shè)計(jì)，易于進(jìn)行精密加工、互換性好等一系列優(yōu)點(diǎn)。但是由于漸開(kāi)線軟齒面齒輪表面接觸強(qiáng)度薄弱，加之一般質(zhì)量水平不高，在使用中往往出現(xiàn)早期失效，尤其在一些承載較重的場(chǎng)合，使用壽命較低。到50年代為了提高承載能力, 提出了齒輪齒廓和齒向修形的設(shè)計(jì)方法。五十年代后期，我國(guó)開(kāi)始研究與應(yīng)用單圓弧齒輪。這種齒輪主要靠軸向傳遞運(yùn)動(dòng)，其端面齒廓理論上呈點(diǎn)嚙合，因而降低了對(duì)齒廓的技術(shù)要求；在垂直于齒面瞬時(shí)接觸線方向，誘導(dǎo)曲率半徑較大；再有，齒面潤(rùn)滑性能較好，因此，在軟齒面條件下其齒面接觸強(qiáng)度與漸開(kāi)線齒輪相比有顯著提高。60年代, 人們開(kāi)始研究直齒、斜齒和錐齒輪等的表面疲勞強(qiáng)度和可靠性, 研究表明漸開(kāi)線齒輪傳動(dòng)在嚙合點(diǎn)是純滾動(dòng), 因此其傳動(dòng)平穩(wěn)性、效率、使用壽命受到限制。在國(guó)際齒輪會(huì)議上Essen提出圓弧齒輪具有潤(rùn)滑性能好的特點(diǎn), 嚙合摩檫損失減小, 提高了齒輪的壽命。 文獻(xiàn)中對(duì)它的剛度, 以及錯(cuò)位前后的剛度變化作了分析。70年代, 出現(xiàn)了曲線錐齒輪、環(huán)面蝸桿、點(diǎn)接觸蝸桿以及圓弧齒輪等新型傳動(dòng)裝置。 七十年代中后期，我國(guó)由單圓弧齒輪發(fā)展為雙圓弧齒輪，即由單凸圓弧或單凹圓弧組成齒廓改變?yōu)橛赏拱紙A弧上下分段組成的單一齒廓形式，也就是說(shuō)大、小齒輪的基本齒廓是一致的。它簡(jiǎn)化了切齒工藝，大大提高了輪齒的彎曲強(qiáng)度，使圓弧齒輪的技術(shù)達(dá)到了更完善的程度。這對(duì)于同樣參數(shù)與尺寸的軟齒面圓柱齒輪，圓弧齒輪的工作壽命高于漸開(kāi)線齒輪，特別是應(yīng)用在一些重負(fù)荷、大功率的齒輪傳動(dòng)中，取得了良好的效果。七十年代末，隨著國(guó)外機(jī)械產(chǎn)品的引進(jìn)與齒輪制造水平的提高，齒面經(jīng)滲碳淬火、氮化或感應(yīng)淬火處理的所謂硬齒面漸開(kāi)線齒輪開(kāi)始為人們所重視。這種齒輪由于齒面硬度高與輪齒精度好而大大提高承載能力和使用壽命，并因結(jié)構(gòu)尺寸小使齒輪裝置的成本大為降低。80年代, 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中又增加了少齒差行星傳動(dòng)、新型伺服傳動(dòng)、新型蝸桿傳動(dòng)等新類型。行星傳動(dòng)：各類齒輪的行星傳動(dòng)是近20 年來(lái)發(fā)展較快的一種傳動(dòng)形式，它是一種至少有一個(gè)齒輪的幾何軸線繞中心輪軸線回轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)。因此種傳動(dòng)采用數(shù)個(gè)行星輪或一個(gè)行星輪的多個(gè)輪齒同時(shí)傳遞負(fù)荷，并利用了向嚙合的組合形式，因而具有體積小、重量輕、速比范圍大、傳動(dòng)效率高、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于冶金、礦山、起重運(yùn)輸、通用、化工、航天等設(shè)備上，作為增速、減速與變速的傳動(dòng)裝置。在有些要求結(jié)構(gòu)緊湊的場(chǎng)合或是同軸線傳動(dòng)的情況下，它已替代了一批平行軸結(jié)構(gòu)的定軸傳動(dòng)。在要求單級(jí)大減速比并傳遞大轉(zhuǎn)矩的齒輪傳動(dòng)中，多數(shù)應(yīng)用蝸桿傳動(dòng)。各種少齒差式的行星傳動(dòng)主要使用在中、小功率的大減速比傳動(dòng)。所謂少齒差即是在齒輪嚙合副中，其內(nèi)齒輪與外齒輪的齒數(shù)差很少而得名。對(duì)于漸開(kāi)線齒輪少齒差行星傳動(dòng)與擺線針輪少齒差行星運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，其基本原理與計(jì)算方法相同，其行星運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生，并無(wú)單獨(dú)的行星輪而是由其中的外齒輪通過(guò)一轉(zhuǎn)臂軸承的偏心作用所致。漸開(kāi)線少齒差中的外齒輪一般是不磨齒的，因而加工簡(jiǎn)便，成本低。擺線少齒差中的外齒輪（擺線輪）是齒面滲碳淬火磨齒的。傳動(dòng)效率較高，但需專用加工設(shè)備，因?yàn)槭浅膳a(chǎn)，成本不會(huì)太高，應(yīng)用面越來(lái)越廣，它是目 前我國(guó)齒輪減速器中年產(chǎn)量最大的一種。另一種諧波齒輪少齒差行星傳動(dòng)是依靠柔性材料制成的外齒輪所產(chǎn)生的可控彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)。常應(yīng)用于傳動(dòng)功率不大、運(yùn)動(dòng)精度高、回差小、結(jié)構(gòu)更為緊湊的大速比傳動(dòng)裝置，特別適合于仿生機(jī)械，醫(yī)療機(jī)械，電子設(shè)備及航空航天裝置上要求高動(dòng)態(tài)性能的伺服系統(tǒng)中使用。蝸桿齒輪：現(xiàn)有普通圓柱蝸桿，圓弧圓柱蝸桿與環(huán)面蝸桿等三種類型。一般設(shè)計(jì)成普通圓柱蝸桿傳動(dòng)，加工比較方便。其中應(yīng)用較多的是軸向直廓圓柱蝸桿傳動(dòng)與法向直廓圓柱蝸桿傳動(dòng)兩種；對(duì)于載荷較大的場(chǎng)合，常采用圓弧圓柱蝸桿傳動(dòng)；對(duì)于較精密的傳動(dòng)，可采用漸開(kāi)線圓柱蝸桿傳動(dòng)或軸向直廓圓柱蝸桿傳動(dòng)。在一些重載，且功率較大的傳動(dòng)中，較多采用環(huán)面蝸桿傳動(dòng)。它具有多齒接觸與潤(rùn)滑條件好等特點(diǎn)。如與普通圓柱蝸桿副相比，承載能力可提高1.5-3倍。其缺點(diǎn)是制造比較復(fù)雜、成本高。蝸桿傳動(dòng)類型的選擇取決于所具有的工藝條件與傳遞功率的范圍。蝸傳動(dòng)的性能質(zhì)量不僅與蝸桿和蝸輪的制造質(zhì)量有關(guān)，且與安裝跑合的效果密切相關(guān)。只要在工藝上保證，同一類型的蝸桿傳動(dòng)，其承載能力不會(huì)有顯著差別。90年代在技術(shù)上普遍經(jīng)歷了一次新的更新?lián)Q代, 使承載能力大幅提高, 模塊化設(shè)計(jì)程度更高,更容易實(shí)現(xiàn)零件的批量化生產(chǎn), 此外進(jìn)一步采取降噪措施, 改進(jìn)了密封和外觀。 1.2 模具發(fā)展前景 我國(guó)具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長(zhǎng)壽命模具又上了新臺(tái)階。大型復(fù)雜沖模以汽車(chē)覆蓋件具為代表，我國(guó)主要汽車(chē)模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級(jí)進(jìn)模、覆蓋面大增，已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件、電子零件、汽車(chē)零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn)34、48大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。塑 料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開(kāi)始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體梯級(jí)壓鑄 模及汽車(chē)后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較 前縮短。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高?？焖俳?jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進(jìn)展很快，國(guó)內(nèi)有多家已自行開(kāi)發(fā)出達(dá)到國(guó)際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng) 用更加廣泛，品種有所擴(kuò)展。模具材料方面，由于對(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進(jìn)展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，模具水平得以提高，模具國(guó)產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來(lái)進(jìn)口模具不斷增長(zhǎng)的勢(shì)頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長(zhǎng)。 第2章 塑件與注射模具 2.1 塑料 根據(jù)美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)所下的定義，塑料是一種以高分子量有機(jī)物質(zhì)為主要成分的材料，它在加工完成時(shí)呈現(xiàn)固態(tài)形狀，在制造以及加工過(guò)程中，可以借流動(dòng)(flow)來(lái)造型。 因此，經(jīng)由此說(shuō)明我們可以得到以下幾項(xiàng)了解： ●它是高分子有機(jī)化合物。 ●它可以多種型態(tài)存在例如液體固體膠體溶液等。 ●它可以成形(moldable)。 ●種類繁多，因?yàn)椴煌膯误w及其組成可以合成不同的塑料。 ●用途廣泛產(chǎn)品呈現(xiàn)多樣化。 ●具有不同的性質(zhì)。 ●可以用不同的加工方法(processing method )。 塑料和樹(shù)脂這兩個(gè)名詞也?；煊?。 2.1.1塑料的結(jié)構(gòu)、成分 塑料的主要成分是樹(shù)脂，樹(shù)脂有天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂兩種。無(wú)論是什么種類的樹(shù)脂，都屬于高分子化合物，簡(jiǎn)稱高聚物。高聚物可分為線型高聚物、體型高聚物、網(wǎng)型高聚物。線型高聚物成型前具有可溶性和可熔性，成型后仍具有這種特性，因而可多次成型，體型高聚物成型前是可溶和可熔的，而成型硬化后，就變成既不溶解又不熔融的固體，所以不能再次成型。 樹(shù)脂是塑料中必不可少的部分，塑料之所以具有可塑性或流動(dòng)性，就是樹(shù)脂所賦予的。樹(shù)脂的主要作用是將塑料的其它成分加以粘合，并決定塑料的類型（熱塑性或熱固性）和主要性能，塑料中的樹(shù)脂主要是合成樹(shù)脂，其次是纖維素酯，樹(shù)脂在塑料中的比例約為40～50%，另外，塑料還包括填充劑、增塑劑、著色劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、阻燃劑、 防靜電劑等多種成分，使塑料不但美觀，而且改善塑料及塑件的綜合性能，使其滿足不同塑件的使用要求。 2.1.2 塑料的使用性能及用途 塑料的優(yōu)點(diǎn)：重量輕、比強(qiáng)度（強(qiáng)度與密度之比）比剛度高、優(yōu)良的耐磨、自潤(rùn)滑和吸震性能、粘結(jié)能力強(qiáng)、優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良的電絕緣性能、有些塑料具有優(yōu)良的光學(xué)性能和著色范圍寬，可染成各種色調(diào)。由于塑料具有這些優(yōu)點(diǎn)，因此在現(xiàn)代工業(yè)和日用產(chǎn)品中，越來(lái)越多用到塑料制品，特別應(yīng)用于光學(xué)儀器和包裝工業(yè)方面，發(fā)展尤為迅速。但是由于要求其耐磨性要高，抗沖擊韌性要好，因此對(duì)塑料的成份，注塑整個(gè)過(guò)程的工藝，設(shè)備，模具等，都要作出大量工作，以保證塑件的表面質(zhì)量良好，從而達(dá)到使用的要求。 2.1.3塑料的選用 常用塑料可分為：熱塑性塑料和熱固性塑料兩種。熱塑性塑料的合成樹(shù)脂都是線型或支鏈型高聚物，因而受熱變軟，甚至成為可流動(dòng)的穩(wěn)定粘稠液體，在此狀態(tài)時(shí)具有可塑性，可塑成一定形狀的塑件，冷卻后保持既得的形狀，如再加熱又可變軟塑制成另一形狀，如此可以反復(fù)進(jìn)行多次。節(jié)省原料又可減小污染，因此選用熱塑性塑料聚乙烯。 1.結(jié)晶形塑料，吸濕性小； 2.流動(dòng)性極好，溢邊值為0.02mm左右，流動(dòng)性對(duì)壓力變化敏感； 3.加熱時(shí)間長(zhǎng)則易發(fā)生分解； 4.冷卻速度快，必須充分冷卻，設(shè)計(jì)模具是要冷料穴和冷卻系統(tǒng)； 5.收縮率大，方向性明顯，易變形、翹曲，結(jié)晶度及模具冷卻條件對(duì)收縮率影響大，應(yīng)控制模溫； 6.宜用高壓注射，料溫要均勻，填充速度應(yīng)快，保壓要充分。 不宜采用直接澆口注射，否則會(huì)增加內(nèi)應(yīng)力，使收縮不均勻和方向性明顯。應(yīng)注意選擇澆口的位置。 2.2 注射模具 1. 選材 表面淬火鋼最適合來(lái)制造模具。這種模具實(shí)用且不昂貴，其費(fèi)用所占比例小，通過(guò)表面淬火、碳化、和滲碳，模具可以形成像玻璃一樣硬的表面，同時(shí)形成柔韌、可延展的芯部結(jié)構(gòu)。堅(jiān)硬的表面為模具提供了耐磨損性，而其韌性芯部可以承受振動(dòng)以及交變載荷。 2. 塑料注塑模具成型方法 注射成型可成型各種形狀的塑料制品。它的特點(diǎn)是成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜，尺寸精密，帶有嵌件的制品，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，應(yīng)用廣泛。所用設(shè)備是各種類型的注射機(jī)，作用是將料筒內(nèi)的塑料加熱，使其塑化，然后對(duì)熔融塑料實(shí)施高壓，使其由噴嘴注入模具型腔。 3. 塑料注射過(guò)程中應(yīng)注意的共同問(wèn)題 由于對(duì)塑料制品的表面質(zhì)量要求很高，不能有任何斑紋、氣孔等缺陷，因而在整個(gè)注塑過(guò)程對(duì)原料、設(shè)備、模具、甚至產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都要十分注意和提出嚴(yán)格甚至特殊的要求。 尼龍是無(wú)定形塑性材料，流動(dòng)性中等，因此充模能力可以滿足塑件的成型要求。但會(huì)到其他方面因素的影響，所以應(yīng)注意以下幾項(xiàng)。 (1) 原料的準(zhǔn)備與干燥 由于尼龍極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加料過(guò)程中，必須注意密封，盡量避免尼龍吸收水分。加熱前一定要干燥，并在注塑時(shí)，加料必須使用干燥料斗。還要注意一點(diǎn)的是干燥過(guò)程中，輸入的空氣最好應(yīng)經(jīng)過(guò)濾、除濕，以便保證不會(huì)污染原料。 (2) 機(jī)筒、螺桿及其附件的清潔 為防止原料污染和在螺桿及附件凹陷處存有舊料或雜質(zhì)，特別熱穩(wěn)定性差的樹(shù)脂存在，因此在使用前、停機(jī)后都應(yīng)用螺桿清洗劑清洗干凈各件，使其不得粘有雜質(zhì)，當(dāng)臨時(shí)停機(jī)時(shí)，為防止原料在高溫下停留時(shí)間長(zhǎng)，引起解降，應(yīng)將干燥機(jī)和機(jī)筒溫度降低。 (3) 在模具設(shè)計(jì)上應(yīng)注意的問(wèn)題（包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)）。為了防止出現(xiàn)回流動(dòng)不暢，或冷卻不均造成塑料成型不良，產(chǎn)生表面缺陷和變質(zhì)，一般在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。壁厚應(yīng)盡量均勻一致，脫模斜度要足夠大；過(guò)渡部分應(yīng)逐步。圓滑過(guò)渡，防止有尖角；澆口，流道盡可能寬大、粗短，且應(yīng)根據(jù)收縮冷凝過(guò)程設(shè)置澆口位置，必要時(shí)應(yīng)加冷料井；模具表面應(yīng)光潔，粗糙度低（最好低于0.8）。 (4) 注塑工藝方面應(yīng)注意的問(wèn)題（包括注塑機(jī)的要求）。為了減少內(nèi)應(yīng)力和表面質(zhì)量缺陷，在注塑工藝方面應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題。應(yīng)選用專用螺桿、帶單獨(dú)溫控射嘴的注塑機(jī)；注射溫度在塑料樹(shù)脂不分解的前提下，宜用較高注射溫度；注射壓力：一般較高，以克服熔料粘度大的缺陷，但壓力太高會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力造成脫模因難和變形；注射速度：在滿足充模的情況下，一般宜低，最好能采用慢—快—慢多級(jí)注射；保壓時(shí)間和成型周期：在滿足產(chǎn)品充模，不產(chǎn)生凹陷、氣泡的情況下；宜盡量短，以盡量減低熔料在機(jī)筒停留時(shí)間；螺桿轉(zhuǎn)速和背壓：在滿足塑化質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量低，防止產(chǎn)生解降的可能；模具溫度：制品的冷卻好壞，對(duì)質(zhì)量影響極大，所以模溫一定要能精確控制其過(guò)程，有可能的話，模溫宜高一些好。 2.2.1注射模具設(shè)計(jì)的幾個(gè)部分 注射模可分為動(dòng)模和定模兩大部分，注射時(shí)動(dòng)模與定模閉合構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng)，開(kāi)模時(shí)動(dòng)模和定模分離，取出塑件。定模安裝在注射機(jī)固定模板上，而動(dòng)模則安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上。 注射模的總體功能結(jié)構(gòu)分為： 成型部分——作為塑件的幾何邊界，包容塑件，完成塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸等的成型。 澆注系統(tǒng)——將注射機(jī)噴嘴過(guò)來(lái)的熔融塑料過(guò)渡到型腔中，起了輸送管道的作用。 排氣系統(tǒng)——充模時(shí)，排除熔料進(jìn)入后模腔中多余的氣體或料流末端冷料等。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)——控制模具的溫度，使熔融塑料在充滿模腔后迅速可靠定型。對(duì)于不同的塑料和塑件，溫度調(diào)節(jié)的方法不一樣，在本例中，不設(shè)計(jì)該系統(tǒng)，詳細(xì)情況見(jiàn)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分。 脫模機(jī)構(gòu)——把模腔中定型后的塑件從模具中脫分并取出的部件。 模體（模架）——是整個(gè)模具的主骨架，通過(guò)它將模具的各個(gè)部分有機(jī)地結(jié)合在一起，并在使用時(shí)，通過(guò)它與注射機(jī)聯(lián)系在一起[3]。如圖2-1所示。 圖2—1 被動(dòng)齒輪的模架 2.2.2塑件幾何形狀 1. 形狀 被動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。據(jù)零件的尺寸繪出Pro-E圖查詢其面積為S=1959.3mm2，體積為V=6444.31mm3。 塑件的幾何形狀應(yīng)盡可能保證有利于成型的原則，即在開(kāi)模取出時(shí)，盡可能不采用復(fù)雜的瓣合分型與側(cè)抽芯。因此，塑件的內(nèi)外表面形狀要盡量避免旁側(cè)凹陷部分。本塑件為被動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)圖，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，應(yīng)用簡(jiǎn)單的兩開(kāi)模。 圖2—2被動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)圖 2. 脫模斜度 由于塑料冷卻后產(chǎn)生收縮，會(huì)使塑件緊緊包住模具型芯或型腔中的凸起部分，為了便于從塑件中抽出型芯或型腔中取出塑件，防止脫模時(shí)拉傷或擦傷塑件，因此塑件內(nèi)外表面沿脫模方向應(yīng)具有足夠的脫模斜度。Error! 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分型面應(yīng)盡可能選擇在不影響塑件外觀的部位以及塑件外觀的要求，而且分型面處所產(chǎn)生的飛邊應(yīng)容易修整加工。 c.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2. 技術(shù)規(guī)格考慮 a.鎖模力考慮 即盡可能減少塑件在分型面上的投影面積。當(dāng)塑件在分型面上的投影面積接近于注射機(jī)的最大注射面積時(shí)，有產(chǎn)生溢料的可能。模具的分型面尺寸在保證一定的型腔不溢料邊距的情況下，應(yīng)盡可能減小分型面接觸面積，從而可以增加分型面的接觸應(yīng)力，防止溢料，并簡(jiǎn)化分型面的加工。 b.模板間距考慮 在該模具中，動(dòng)模的高度約為40mm，定模的高度約調(diào)20mm，模具的閉合高度為55mm，脫模時(shí)，分型面需要打開(kāi)70mm才能離開(kāi)凹模，接著繼續(xù)開(kāi)模約10mm才能讓出塑件及澆注系統(tǒng)脫模時(shí)需要占用的空間。這樣要求注射機(jī)在開(kāi)模結(jié)束后動(dòng)、定模板之間的最小間距為70mm，注射機(jī)的移模行程為380mm，滿足要求。 3.模具結(jié)構(gòu)考慮 a.盡量簡(jiǎn)化脫模部件 為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開(kāi)模時(shí)盡可能留于動(dòng)模部分（因?yàn)樗芗捻敵鰴C(jī)構(gòu)通常都設(shè)在動(dòng)模部分）。 b.方便澆注系統(tǒng)的布置。 c.便于排溢，為了有利于氣體的排出，分型面盡可能與料流的末端重合，即底座底面。 d.模具總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，盡量減少分型面數(shù)目，盡量采用平直分型面。 e.便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊。 f.便于模具加工制造。 g.對(duì)側(cè)向抽芯的影響。 h.模具制造難易性考慮。 綜上所述，由于被動(dòng)齒輪質(zhì)量要求高，尺寸精度要求較高，且裝配精度要求也不高，但結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但模具將會(huì)采用一個(gè)分模面。為了便于模具加工制造，應(yīng)盡可能選擇平直分型面，易于加工，易于成型。如圖3-1所示，采用A－A 這樣一個(gè)平直的分型面，分型面選在件的內(nèi)側(cè)即方便了開(kāi)模，又保證了件的外觀部分的精度和美觀，A－A上部分為型芯部分，下部分為型腔部分。本設(shè)計(jì)的型腔單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)模塊 ，固定在模板上。 圖3—1 分型面確定圖 3.1.2型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)目的確定可以有多種原則： 1.用的注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)； 2.注射機(jī)最大鎖模力確定型腔數(shù)； 3.塑件精度確定型腔數(shù)； 4.性確定型腔數(shù)。 (3-1) 式中p＇— 單位投影面積所需鎖模力()； A澆 — 澆注系統(tǒng)及飛邊在分型面上的投影面積； Ai — 一個(gè)塑料制品在分型面上的投影面積； F0 — 注射成型機(jī)的公稱鎖模力。 所以 = 取n=2 本設(shè)計(jì)的型腔的數(shù)量為“一出二”即一模兩腔，已考慮了本產(chǎn)品的生產(chǎn)批量（小批量生產(chǎn)）和注射機(jī)型號(hào)。因此我們?cè)O(shè)計(jì)的模具為兩型腔的模具?？紤]到模具成型零件和抽芯結(jié)構(gòu)以及開(kāi)模方式的設(shè)計(jì)[5]。 3.1.3型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件在工作時(shí)是直接與塑料接觸，并成型塑件的，其形狀復(fù)雜，精度與光潔度要求較高。因此在選擇結(jié)構(gòu)時(shí)要既考慮保證成型塑件，又要便于制造加工。成型零件整體方式強(qiáng)度、剛度好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而鑲拼式成型零件的剛性不如整體式成型零件，且易在塑件表面留下鑲拼線痕跡，而且模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜。考慮本塑件的待塑部分和嵌件的結(jié)構(gòu)，動(dòng)模采用鑲拼組合方式，但采用這方式可以使便于加工，保證精度。所以采用鑲拼組合方式的動(dòng)模模具的模具結(jié)構(gòu)，使模具型腔的加工簡(jiǎn)化。動(dòng)定模型腔結(jié)構(gòu)如圖3-2所示。 圖3—2 動(dòng)模結(jié)構(gòu)圖 a．成型工作尺寸計(jì)算 凹模（型腔）內(nèi)型尺寸計(jì)算塑料制品的外形尺寸取決于凹模的內(nèi)型尺寸，凹模內(nèi)型尺寸的計(jì)算公式如下： (3-2) 式中，為型腔內(nèi)形（內(nèi)徑）尺寸，mm； 為塑件外徑基本尺寸，mm； 為塑料平均收縮率，已知為1.5%； 為綜合修正系數(shù)，一般情況，=3/4； 為模具成型尺寸設(shè)計(jì)公差，一般。 同理，型腔的其它內(nèi)形部分也應(yīng)用計(jì)算。 b．型腔深度尺寸 (3-3) 式中，為型腔深度尺寸，mm； 為塑件高度基本尺寸，mm。 同理，型腔的其它深度尺寸也應(yīng)用式算。 3.2 動(dòng)模固定板和定模固定板 動(dòng)模固定板和定模固定板是模具的最外層裝置，動(dòng)模固定板作用是固定連接動(dòng)模部分和為了安裝在注射機(jī)上的板，定模固定板作用是固定連接定模部分和為了安裝在注射機(jī)上的板，因此要有一定的厚度，并有一定的強(qiáng)度。根據(jù)已設(shè)計(jì)的型腔和型芯模塊的尺寸，可選用相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)模板。即定模固定板的外形尺寸為250×250mm，厚度為25mm。動(dòng)模固定板外形尺寸為250×250mm，厚度為25mm。 3.3 注射機(jī)的確定 3.3.1注射機(jī)型號(hào)的確定 一般工廠的塑膠部都擁有從小到大各種型號(hào)的注射機(jī)。中等型號(hào)的占大部分，小型和大型的只占一小部分。所以我們不必過(guò)多的考慮注射機(jī)型號(hào)。具體到這套模具，采用注射機(jī)型號(hào)為中型的JPH180A型以及各參數(shù)為： 理論注射容量，：315 螺桿直徑，mm：45 注射壓力，：205 注射速率，g/s：130 塑化能力，g/s：59 螺桿轉(zhuǎn)速，r/min：20～150 鎖模力，KN：1800 拉桿內(nèi)間距，mm：330×310 移模行程，mm：700 最大模具厚，mm：500 最小模具厚，mm：200 模具定位孔直徑，mm：φ125 噴嘴球半徑，mm：SR35 3.3.2最大注射量的校核 塑料制品的重量或體積必須與所選注射成型機(jī)的最大注射量相適應(yīng)。為保證正常的豬舍成型，最大注射量應(yīng)稍大于塑料制品的重量或體積（包括流道及澆口塑料和飛邊）。 當(dāng)注射成型機(jī)最大注射量以及最大注射容積標(biāo)定時(shí)，按下式校核 按(3-1)式校核 KV0V=+V澆 (3-4) 式中 V0為注射成型機(jī)最大注射量 (cm)； V為塑料制品的體積（包括制品、澆道凝料和飛邊）(cm3)； Vi為一個(gè)塑料制品的體積(cm3)； V澆為澆道澆道凝料和飛邊的體積(cm3)； n 為型腔數(shù)； K為利用系數(shù)，K=0.8。 利用式(3-1)得 0.8×73=58.4 23.382 +4L1L2＋1/3SH=54.7 （23.38cm3是早期在零件設(shè)計(jì)完成時(shí)通過(guò)PROE系統(tǒng)自帶的分析軟件計(jì)算得出的要比人工計(jì)算更精確） 即 58.4>54.7 所以，注射成型機(jī)的注射量合適。 3.3.3鎖模力的校核 用式(3-2) F0P模A分×100 (3-5) 式中 F0 為注射成型機(jī)的公稱鎖模力(KN) P模為模內(nèi)壓力(型腔內(nèi)熔休壓力)() A分為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面是的投影面積之和(cm3) F0=1800 P模A分×100=403.93=157.6 KN 即鎖模力的校核合適[8]。 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中從注射機(jī)噴嘴開(kāi)始到型腔為止的塑料流動(dòng)通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。 3.4.1主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 主流道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸的部位起，到分流道為止的這一段。熔融塑料首先經(jīng)過(guò)主流道，主流道的斷面形狀常為圓形。主流道截面面積過(guò)小，塑料在流動(dòng)過(guò)程中冷卻面積相對(duì)增加，熱量損失大，黏度增加，流動(dòng)性降低，成型壓力損失大，造成成型困難；如主流道截面面積過(guò)大，會(huì)使流道容積增大，塑料耗量增多，而且會(huì)使塑料流動(dòng)過(guò)程中壓力減弱，冷卻時(shí)間延長(zhǎng)，容易產(chǎn)生紊流或渦流，使塑件產(chǎn)生氣孔，影響塑件質(zhì)量。 為了便于凝料從主流道中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其半錐角～內(nèi)壁必須光滑，表面粗糙度應(yīng)有Ra0.8。其小端直徑D2=D1+（0.5～1）mm,常取48mm。主流道大端處應(yīng)呈圓角，其半徑常取r=1～3 mm，以減小料流轉(zhuǎn)向時(shí)的阻力。主流道的一端常設(shè)計(jì)成帶凸臺(tái)的圓盤(pán)，高度為5～10mm,并與注射機(jī)固定模板的定位孔間隙配合，襯套的球形凹坑深度常取3～5mm,R2=R1+（1～2mm）。在保證塑件成型良好的前提下，主流道的L盡量短，否則將會(huì)使主流道凝料增多，塑料損耗量大，且增加壓力損失，使塑料降溫過(guò)多而影響注射成型。通常主流道L可小于或等于60 mm,詳見(jiàn)圖3-3所示。 圖3—3 澆注系統(tǒng) 3.4.2澆口套 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成可拆卸的主流道襯套，簡(jiǎn)稱澆注套或澆口套，可用45#表面淬火。澆注套的主要作用是：a.使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注射機(jī)上很好的定位，與注射機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不 致被推出模具。b.作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒內(nèi)的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通地達(dá)到型腔，在注射過(guò)程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 圖3—4 澆口套 圖3—5 分流錐 3.4.3分流道設(shè)計(jì) 在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過(guò)截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過(guò)程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。所以，加設(shè)分流錐，分流椎是注射模具及傳遞模具上的一個(gè)重要零件。它的作用是避免熔融的塑料直接進(jìn)入模具型腔而沖擊型腔，同時(shí)也避免塑料從主流道到分流道急轉(zhuǎn)90°方向。采用分流椎使塑料逐漸而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)變90°方向，并且能縮短分流道長(zhǎng)度，使熔融的塑料順利地充滿模具型腔。分流錐的結(jié)構(gòu)形式如圖3-5所示。 3.4.4 分流道的形狀及尺寸 分流道是裝配線圖中定模腔板下的水平的流道。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，分流道截面形狀一般為圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等，本塑件采用圓形截面，圓形截面加工工藝性好，且塑料熔體的熱量散失流動(dòng)阻力小，因此分流道設(shè)計(jì)成圓形截面，便于分流道和主流道凝料脫模，取干道直徑為6mm，其與干道垂直的分澆道直徑為3mm。 3.4.4.1分流道的表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng)狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra 并不要求很低，一般取1.6μm 左右既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。實(shí)際加工時(shí)，用銑床銑出流道后，少為省一下模，省掉加工紋理就行了。（省模：制造模具的一道很重要的工序，一般配備了專業(yè)的省模女工，即用打磨機(jī)，沙紙，油石等打磨工具將模具型腔表面磨光，磨亮，降低型腔表面粗糙度。） 3.4.1.2 分流道的布置形式 流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩方面原則：即一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量短、鎖模力力求平衡。 3.4.5澆口的設(shè)計(jì) 澆口稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道，除直接澆口外，它是澆注系統(tǒng)中截面最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的位置、形狀及尺寸塑件性能和質(zhì)對(duì)量的影響很大，因此合理選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。選擇澆口位置時(shí)應(yīng)遵循以下原則，并根據(jù)具體情況決定：澆口的位置選擇應(yīng)盡量避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)；澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件斷面最厚處，以利于塑料添充及補(bǔ)料；澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少流動(dòng)能量的損失；應(yīng)有利于型腔內(nèi)的氣體排出，以免由于氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，使塑件局部碳化燒焦；應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度，無(wú)特殊需要，最好不要開(kāi)設(shè)一個(gè)以上的澆口，否則會(huì)增加熔接痕的數(shù)量；應(yīng)防止料流將型腔、型芯、嵌件擠壓變形，對(duì)于有細(xì)長(zhǎng)型芯的圓筒形塑件，應(yīng)避免偏心進(jìn)料，以防止型芯彎曲[9]。 3.4.5.1澆口的選用 澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過(guò)截面積的突然變化，使分流道輸送來(lái)的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。我們采用的是點(diǎn)澆口。 3.4.5.2澆口位置的選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無(wú)論采用何種澆口，其開(kāi)設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開(kāi)設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則。 1. 盡量縮短流動(dòng)距離； 2. 澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件壁厚最大處； 3. 必須盡量減少熔接痕； 4. 應(yīng)有利于型腔中氣體排出； 5. 考慮分子定向影響； 6. 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 根據(jù)本塑件的特征，綜合考慮以上幾項(xiàng)原則，每個(gè)型腔設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)澆點(diǎn)如圖3-6所示。 圖3—6 澆注系統(tǒng)圖 3.5 本章小結(jié) 這章在此次課程設(shè)計(jì)中占有最重要的地位，它是模具設(shè)計(jì)的核心部分。整體的型腔和型芯結(jié)構(gòu)的完成，采用P-roe中的模具型腔設(shè)計(jì)，這樣再參考相應(yīng)的設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以省去不少計(jì)算過(guò)程，例如壁厚的校核。它也是將來(lái)我國(guó)模具事業(yè)的一個(gè)發(fā)展方向，向著高效、快捷的方向發(fā)展。 第4章 模具結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) 模具除了型腔模以外一般還包括定模型板、定模固定板、動(dòng)模墊板（或叫支承板）、墊塊（或叫墊腳、模腳、支承塊）、動(dòng)模固定板、頂出固定板、頂出墊板（或叫頂出底版）、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、等組成。 一般定模型板與定模固定板要用銷釘定位，動(dòng)模固定板與動(dòng)模墊板要用銷釘定位。模具上所用的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘。模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹漆防銹。 4.1 導(dǎo)向零件 在動(dòng)、定模之間脫模系統(tǒng)中，都要用到導(dǎo)向零件。導(dǎo)向零件的作用是：保證模具在進(jìn)行裝配和調(diào)模試機(jī)時(shí)，保證動(dòng)、定模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件要承受一定的側(cè)向力，起了導(dǎo)向和定位的作用。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套等。導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則為。 1.導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周?chē)蚩拷吘壍牟课?，其中心至模具邊緣?yīng)有足夠的距離，以保證模具的強(qiáng)度。 2.根據(jù)模具的大小和形狀，一副模具一般需要2～4個(gè)導(dǎo)柱。 3.為了保證分型面很好地接觸，導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)有承屑槽，可在導(dǎo)套的孔口倒角。 4.各導(dǎo)柱、導(dǎo)套及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保持平行，否則將影響合模的準(zhǔn)確性，甚至破壞導(dǎo)向零件。 5.合模時(shí)，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進(jìn)入型腔，導(dǎo)致?lián)p壞成型零件。 4.1.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱孔可以直接加工在模板，這種結(jié)構(gòu)加工簡(jiǎn)單，但是未淬火的導(dǎo)向孔耐磨性差，用于塑件批量小的模具。導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凹模端面的高度高出2mm以上，以免分模后上模沒(méi)有完全脫離成型件而擦傷凸模成型表面，脫離后可按任何利于操作的位置放在工作臺(tái)上，為了使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部有一定倒角，也可做成圓錐形或球形；導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f6配合，導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度可為Ra0.8；導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此可采用碳素工具鋼(T8)經(jīng)淬火處理使其硬度提高，硬度為HRC55以上。或者采用20號(hào)鋼滲碳淬火，其表面硬度一般HRC56～60，但其硬度最好比導(dǎo)柱低相差5度左右。 4.1.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 采用臺(tái)階式導(dǎo)套，檢修更換方便，能保證導(dǎo)向精度。為使導(dǎo)柱比較順利地進(jìn)入導(dǎo)套孔，在導(dǎo)套孔的前端應(yīng)有倒角；導(dǎo)套孔的滑動(dòng)部分按H8/f8間隙配合，表面粗糙度為Ra0.8；導(dǎo)套的材料硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 導(dǎo)柱及導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式及裝配關(guān)系如圖4-1所示。 圖 4—1 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖 4.2 推桿 推桿是把塑料制品從凹模內(nèi)推出來(lái)的機(jī)構(gòu)。推桿接觸塑料制品，推桿應(yīng)高出動(dòng)模板面0.1～0.2mm，這樣不會(huì)影響塑料制品的外觀美。澆注系統(tǒng)的尺寸形式及模具結(jié)構(gòu)而定。在本設(shè)計(jì)中由于推板為單板，所以將推料桿固定在推板上。推桿分布情況，如圖4-2所示。 圖4—2 推桿分布狀態(tài) 4.3 動(dòng)模墊板設(shè)計(jì) 圖4—3 動(dòng)模墊板 為了防止鑲嵌在動(dòng)模型板上的型腔或其它零件后退用的板。動(dòng)模板的厚度h可用下面計(jì)算公式： H=K×100 (4-1) F=p A 式中，F(xiàn)為動(dòng)模墊板受的總壓力 (N)； A為塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm)； B為動(dòng)模墊板寬度(mm)； L為支承塊距離(mm)； p 為凹模壓力，一般取25～45MPa； [] 為抗彎許用應(yīng)力()； K 為修正系數(shù)，取0.6～0.75。 動(dòng)模墊板厚度參考尺寸如表4-1所示。 塑料制品及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A為： (4-2) 動(dòng)模墊板的厚度外形尺寸選用250200mm,厚度30。 表4—1動(dòng)模墊板厚度參考尺寸 塑料制品澆注系統(tǒng)投影面積A （cm3） 墊 板 厚 度 （mm） ≤5 <15 >5～10 15～20 >10～50 20～25 >50～100 25～30 >100～200 30～40 >200 >40 4.4 支承塊 它的主要作用是為了推板能完成推頂動(dòng)作而形成空間所用，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求，對(duì)于該模具，采用平行墊塊[10]。由于它主要是承受壓力，所以材料可選用20號(hào)鋼，如圖4-4。 圖 4—4 支承板 4.5 復(fù)位桿 為推板動(dòng)作導(dǎo)向，成滑動(dòng)配合，并且增加了動(dòng)模部分的強(qiáng)度，在動(dòng)模墊板和固定板之間起到支柱的作用，可以防止動(dòng)模板固定板變形，可以減少動(dòng)模板固定板厚度。 4.6 本章小結(jié) 在完成整個(gè)模架零件的設(shè)計(jì)過(guò)程中，使用了標(biāo)準(zhǔn)模架，所以整個(gè)過(guò)程的零件計(jì)算可以認(rèn)為是一種校核計(jì)算，不過(guò)我個(gè)人認(rèn)為在選擇標(biāo)準(zhǔn)模架的情況下，整個(gè)這章的計(jì)算可以省略很大一部分，但是細(xì)節(jié)的計(jì)算還是要有的，所以整個(gè)這章的計(jì)算量比較小，但是有它存在的必要性。 第5章 模具工作過(guò)程的動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì) 5.1 裝配 把要裝配的各個(gè)零件，通過(guò)各種裝配約束關(guān)系可以將模具零件逐個(gè)裝 配起來(lái)完成裝配后得到如圖5-1所示的裝配體。 圖 5—1模具裝配 步驟1 創(chuàng)建一個(gè)新的裝配文件：依次單擊“文件/新建”，系統(tǒng)彈出新建對(duì)話框，選中“裝配”單選按鈕，在“名稱”中輸入新文件名為 “zhuang pei”,取消系統(tǒng)默認(rèn)的“使用缺省模板”復(fù)選框，單擊“確定”，再?gòu)棾龅摹靶陆ㄎ募x項(xiàng)”對(duì)話框中選擇“空”選項(xiàng)，如圖5-2所示。[12] 圖5—2 圖5—3 步驟2 單擊按鈕，打開(kāi)文件，然后再“元件放置”對(duì)話框“約束”選項(xiàng)卡下單擊按鈕，將其固定在系統(tǒng)默認(rèn)位置，完成后單擊“元件放置”對(duì)話框中“確定”，如圖5-4所示(a)(b)。 圖5—4 (a) 圖5—4 (b) 圖5—4組裝的個(gè)別零件 步驟3 所有零件組裝完之后，依次選擇主菜單的“視圖/分解”選項(xiàng)，創(chuàng)建爆炸分解圖，如圖5-5所示。 圖5—5爆炸分解圖 5.2 動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì) 步驟1 在Pro ENGINEER野火版中打開(kāi)模具總裝圖，在菜單欄中選擇【應(yīng)用程序】/【動(dòng)畫(huà)】，切換到動(dòng)畫(huà)窗口。如圖5-6所示 圖5—6 【動(dòng)畫(huà)】對(duì)話框 步驟2 在步驟1的基礎(chǔ)上，定義主體。選取菜單命令【動(dòng)畫(huà)】/【主體定義】或單擊按鈕，彈出【主體】對(duì)話框，如圖5-7所示，再單擊按鈕，退出【主體】對(duì)話框。 圖5—7 【主體】對(duì)話框 步驟3 拖動(dòng)模型并創(chuàng)建快照。選取菜單命令【動(dòng)畫(huà)】/【快照】或單擊按鈕，彈出【拖動(dòng)】對(duì)話框，如圖5-8(a)(b)(c)(d)所示。 圖5—8 (a) 圖5—8 (b) 圖5—8 (c) 圖5—8 (d) 圖 5—8 四幅快照 圖 5—9 捕獲 5.3 本章小結(jié) 本章中采用了P-roe軟件中動(dòng)畫(huà)功能，所以也是本次設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)部分，大大減少了整個(gè)模架設(shè)計(jì)中的零件繪圖工作量，而且精度比手工繪圖裝配的模架要高。作為生產(chǎn)廠商可以方便的向客戶展示產(chǎn)品整個(gè)的生成過(guò)程，是一種比價(jià)理想的繪圖演示工具，通過(guò)它的學(xué)習(xí)可以為以后的各類模具生成動(dòng)畫(huà)。 千萬(wàn)不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。“結(jié)論”以前的所有正文內(nèi)容都要編寫(xiě)在此行之前。 - 38 - 結(jié)論 通過(guò)在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，參考、查閱各種有關(guān)模具和Pro/ENGINEER方面的資料，對(duì)被動(dòng)齒輪的整個(gè)注塑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，初步的了解了模具行業(yè)的相關(guān)知識(shí)；比較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了注射模具設(shè)計(jì)的流程，包括模具材料的選擇、注射機(jī)的選擇、分型面設(shè)計(jì)，拆模技巧，流道設(shè)計(jì)，插銷設(shè)計(jì)，開(kāi)模模擬等。尤其在分型面設(shè)計(jì)與上下型腔分模部分工作量大，難度高，不容半點(diǎn)疏忽。這部分設(shè)計(jì)是對(duì)耐心，細(xì)心，靈活思維的極好的鍛煉。這次模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程都是在計(jì)算機(jī)的輔助CAD下完成的，Pro/ENGINEER軟件包的使用使模具的設(shè)計(jì)過(guò)程更方便，更快捷，同時(shí)又能降低成本。它使我深深的體會(huì)到：在掌握好專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，在計(jì)算機(jī)這個(gè)平臺(tái)上對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)、裝配、分析等將是模具行業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，兩者缺一不可。 運(yùn)用了Pro /ENGINEER，這是一種比較先進(jìn)的制造方法，可以直接在選擇好標(biāo)準(zhǔn)模架后順利的在整個(gè)系統(tǒng)中完成對(duì)各個(gè)零部件的加載并且生成相應(yīng)的數(shù)控機(jī)床加工程序，并且可以生成相應(yīng)的二維工程圖紙，由于受條件的影響，所以在這次設(shè)計(jì)