雙聯(lián)齒輪注塑模具設(shè)計(jì)（含全套CAD圖紙）,齒輪,注塑,模具設(shè)計(jì),全套,cad,圖紙
摘 要
本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪的注射模具，由于該制品形狀中等復(fù)雜，并且塑料壁較薄。故模具不但要求滿(mǎn)足制品的工藝性，同時(shí)也要求在滿(mǎn)足制品幾何尺寸精度的前提下，力求提高模具的壽命、降低模具成本、提高生產(chǎn)效率。本文通過(guò)對(duì)雙聯(lián)齒輪塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，介紹了設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪模具要點(diǎn)，對(duì)特殊、復(fù)雜部位的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述，采用了pro/e方法來(lái)設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用如pro/engineer、AutoCAD、Caxa等軟件,進(jìn)行了平面圖的繪制，實(shí)體的造型和設(shè)計(jì)，并且對(duì)制件成型性能進(jìn)行了分析，為了更直觀的體現(xiàn)模具的開(kāi)合模過(guò)程， 用Pro/engineer對(duì)模具進(jìn)行了實(shí)體造型和動(dòng)畫(huà)仿真，通過(guò)這些先進(jìn)的工藝方法，獲得了更精確的模具，并且縮短了生產(chǎn)周期。
關(guān)鍵詞：雙聯(lián)齒輪；塑料注射模；模具設(shè)計(jì)
ABSTRACT
The design mission of this time is need to design a set of Phone shell injection mold. The shape of phone shell is not complex, and the plastics wall is thinner, so the mould not only needs to meet with the needs of technology products, but also should improve the service life of die, lower the mold cos and raisse the e production efficiency on the premise of meeting with the size accuracy. This paper adopts a methodology of PRO/E to design the mould. Through the analysis of the structure characteristic of the Phone shell, the main design points of the injection mould for it were introduced, and the design of the special and complex parts of the mould was stated in detail.
The design of this time adopts some softwares, such as CAXA, pro/ engineer, AutoCAD etc. , carries on the plane chart to survey and map, the design of the entity, and carries on the analysis of the mould's function. In order to reflect more intuitive mold opening and matching process, the entity shape and animations' imitation were carried on by Pro/ engineer. Accordingly, the more accurate mould was acquired, and shortened the produce period was shortened.
II
目錄
摘要 ……………………………………………………………………………I
Abstract ……………………………………………….………………………II
第1章 緒論……………………………………………………………………4
1.1 模具在加工工業(yè)中的地位…………………………………………………………...4
1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………………………...4
1.3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用……...............……………………………………………….…...5
第2章 塑件的成型工藝性…………………………………………………6
2.1 塑件材料的選擇及結(jié)構(gòu)分析……………………………………………………...6
2.2 PA6 的注射成型工藝……...……………………………………………………..6
2.2.1 注射成型工藝過(guò)程…………………………………………………………….6
2.2.2 PA6 的注射成型工藝參數(shù)…………………………………………………….6
2.3 PA6 性能分析………………………………………………………………………6
2.3.1 使用性能……………………………………………………………………….7
2.3.2 成型性能……………………………………………………………………...7
2.3.3 PA6主要技術(shù)指標(biāo)…………………………………………………………...7
2.4 PA6成型塑件的主要缺陷及消除措施…………………………………………7
第3章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定………………………………………………8
3.1 分型面位置的確定…………………………………………………………….8
3.1.1 分型面的形式………………………………………………………………...8
3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)原則…………………………………………………………...8
3.1.3 分型面位置的確定………………………………………………………… .9
3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式…………………………………………………...9
3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定………………………………………………………….10
第4章 注塑機(jī)型號(hào)的確定………………………………………………11
4.1注塑機(jī)的概述………………………………………………………………………..11
4.2 有關(guān)塑件的計(jì)算…………………………………………………………………….11
4.3 注射機(jī)及參數(shù)量的校核…………………………………………………………….12
4.3.1 注射量的校核………………………………………………………………...12
4.3.2 注射壓力的校核……………………………………………………………...13
4.3.3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核………………………………...13
第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………15
5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….15
5.1.1澆注系統(tǒng)的概述………………………………………………………………15
5.1.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則………………………………………………………...16
5.1.3 澆注系統(tǒng)的組成分析………………………………………………………...16
5.2 主流道的尺寸……………………………………………………………………16
5.2.1 主流道設(shè)計(jì)…………………………………………………………………...17
5.2.2 主流道澆口套的形式………………………………………………………...18
5.2.3 冷料穴的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..…….19
5.3 澆口的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….19
5.3.1 澆口的作用及其種類(lèi)………………………………………………………..20
5.3.2 澆口尺寸的確定……………………………………………………………...21
5.3.3 澆口位置的選擇……………………………………………………………...21
5.4 澆注系統(tǒng)的平衡…………………………………………………………………...21
5.5 澆注系統(tǒng)的平衡……………………………………………………………………22
5.6 校核澆口的剪切速率……………………………………………………………….22
第六章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………23
6.1 成型零件的選材…………………………………………………………………..23
6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………24
6.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………...…………24
6.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………24
6.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)………………………………………………………..25
6.3.1 凹模尺寸的計(jì)算……………………………………………………………26
6.3.2 型芯部分的尺寸計(jì)算………………………………………………………27
6.4 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算……………………………………………………………..28
第七章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用………………………………………30
7.1 定模座板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….30
7.2 定模板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………….30
7.3 動(dòng)模固定板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………….30
7.4 動(dòng)模墊板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….30
7.5 墊塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….31
7.6 推桿固定板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………….31
7.7 推板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….31
7.8 模具與注射機(jī)安裝部分的校核……………………………………………………31
7.9 開(kāi)模行程校核……………………………………………………………………….32
第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………33
8.1 機(jī)構(gòu)的功用…………………………………………………………………………33
8.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………33
8.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….33
8.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………34
8.5 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式……………………………………………………………34
第9章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………35
9.1 推桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………….…35
9.2 脫模阻力呃計(jì)算…………………………………………………………………….35
9.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力………………………………………….36
第10章 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………37
10.1 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的分類(lèi)……………………………………………………...37
10.2 側(cè)型芯具體尺寸的確定…………………………………………………………...38
10.3 導(dǎo)柱的參數(shù)確定…………………………………………………………....……38
第11章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………38
11.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響……………………………………………………...40
11.2 冷卻管道的工藝計(jì)算（選冷卻介質(zhì)為水）………………………………………40
11.2.1 冷卻介質(zhì)體積流量的確定………………………………………………….40
11.2.2 冷卻管道直徑……………………………………………………………….41
11.2.3 冷卻水在管道內(nèi)的流速V………………………………………………….41
11.2.4 冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱磨系數(shù)h…………………………..41
11.2.5 冷卻管道總的傳熱面積A………………………………………………...42
11.2.6 模具上所需冷卻管道的長(zhǎng)度L……………………………………………42
11.2.7 冷卻水路的根數(shù)x…………………………………………………………42
第12章 模具工作過(guò)程………………………………………………………44
第十三章結(jié)論 ………………………………………………………………45
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………46
致謝 …………………………………………………………………………47
6
摘 要
本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪的注射模具，由于該制品形狀中等復(fù)雜，并且塑料壁較薄。故模具不但要求滿(mǎn)足制品的工藝性，同時(shí)也要求在滿(mǎn)足制品幾何尺寸精度的前提下，力求提高模具的壽命、降低模具成本、提高生產(chǎn)效率。本文通過(guò)對(duì)雙聯(lián)齒輪塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，介紹了設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪模具要點(diǎn)，對(duì)特殊、復(fù)雜部位的設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述，采用了pro/e方法來(lái)設(shè)計(jì)雙聯(lián)齒輪。
在設(shè)計(jì)過(guò)程中采用如pro/engineer、AutoCAD、Caxa等軟件,進(jìn)行了平面圖的繪制，實(shí)體的造型和設(shè)計(jì)，并且對(duì)制件成型性能進(jìn)行了分析，為了更直觀的體現(xiàn)模具的開(kāi)合模過(guò)程， 用Pro/engineer對(duì)模具進(jìn)行了實(shí)體造型和動(dòng)畫(huà)仿真，通過(guò)這些先進(jìn)的工藝方法，獲得了更精確的模具，并且縮短了生產(chǎn)周期。
關(guān)鍵詞：雙聯(lián)齒輪；塑料注射模；模具設(shè)計(jì)
ABSTRACT
The design mission of this time is need to design a set of Phone shell injection mold. The shape of phone shell is not complex, and the plastics wall is thinner, so the mould not only needs to meet with the needs of technology products, but also should improve the service life of die, lower the mold cos and raisse the e production efficiency on the premise of meeting with the size accuracy. This paper adopts a methodology of PRO/E to design the mould. Through the analysis of the structure characteristic of the Phone shell, the main design points of the injection mould for it were introduced, and the design of the special and complex parts of the mould was stated in detail.
The design of this time adopts some softwares, such as CAXA, pro/ engineer, AutoCAD etc. , carries on the plane chart to survey and map, the design of the entity, and carries on the analysis of the mould's function. In order to reflect more intuitive mold opening and matching process, the entity shape and animations' imitation were carried on by Pro/ engineer. Accordingly, the more accurate mould was acquired, and shortened the produce period was shortened.
II
目錄
摘要 ……………………………………………………………………………I
Abstract ……………………………………………….………………………II
第1章 緒論……………………………………………………………………4
1.1 模具在加工工業(yè)中的地位…………………………………………………………...4
1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………………………………………...4
1.3 設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用……...............……………………………………………….…...5
第2章 塑件的成型工藝性…………………………………………………6
2.1 塑件材料的選擇及結(jié)構(gòu)分析……………………………………………………...6
2.2 PA6 的注射成型工藝……...……………………………………………………..6
2.2.1 注射成型工藝過(guò)程…………………………………………………………….6
2.2.2 PA6 的注射成型工藝參數(shù)…………………………………………………….6
2.3 PA6 性能分析………………………………………………………………………6
2.3.1 使用性能……………………………………………………………………….7
2.3.2 成型性能……………………………………………………………………...7
2.3.3 PA6主要技術(shù)指標(biāo)…………………………………………………………...7
2.4 PA6成型塑件的主要缺陷及消除措施…………………………………………7
第3章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定………………………………………………8
3.1 分型面位置的確定…………………………………………………………….8
3.1.1 分型面的形式………………………………………………………………...8
3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)原則…………………………………………………………...8
3.1.3 分型面位置的確定………………………………………………………… .9
3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式…………………………………………………...9
3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定………………………………………………………….10
第4章 注塑機(jī)型號(hào)的確定………………………………………………11
4.1注塑機(jī)的概述………………………………………………………………………..11
4.2 有關(guān)塑件的計(jì)算…………………………………………………………………….11
4.3 注射機(jī)及參數(shù)量的校核…………………………………………………………….12
4.3.1 注射量的校核………………………………………………………………...12
4.3.2 注射壓力的校核……………………………………………………………...13
4.3.3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核………………………………...13
第5章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………15
5.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….15
5.1.1澆注系統(tǒng)的概述………………………………………………………………15
5.1.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則………………………………………………………...16
5.1.3 澆注系統(tǒng)的組成分析………………………………………………………...16
5.2 主流道的尺寸……………………………………………………………………16
5.2.1 主流道設(shè)計(jì)…………………………………………………………………...17
5.2.2 主流道澆口套的形式………………………………………………………...18
5.2.3 冷料穴的設(shè)計(jì)…………………………………………………………..…….19
5.3 澆口的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….19
5.3.1 澆口的作用及其種類(lèi)………………………………………………………..20
5.3.2 澆口尺寸的確定……………………………………………………………...21
5.3.3 澆口位置的選擇……………………………………………………………...21
5.4 澆注系統(tǒng)的平衡…………………………………………………………………...21
5.5 澆注系統(tǒng)的平衡……………………………………………………………………22
5.6 校核澆口的剪切速率……………………………………………………………….22
第六章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………23
6.1 成型零件的選材…………………………………………………………………..23
6.2 成型零件的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………24
6.2.1 凹模的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………...…………24
6.2.2 凸模的結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………………24
6.3 成型零件工作尺寸的設(shè)計(jì)………………………………………………………..25
6.3.1 凹模尺寸的計(jì)算……………………………………………………………26
6.3.2 型芯部分的尺寸計(jì)算………………………………………………………27
6.4 動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算……………………………………………………………..28
第七章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用………………………………………30
7.1 定模座板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….30
7.2 定模板的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………….30
7.3 動(dòng)模固定板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………….30
7.4 動(dòng)模墊板的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………….30
7.5 墊塊的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….31
7.6 推桿固定板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………….31
7.7 推板的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….31
7.8 模具與注射機(jī)安裝部分的校核……………………………………………………31
7.9 開(kāi)模行程校核……………………………………………………………………….32
第八章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………33
8.1 機(jī)構(gòu)的功用…………………………………………………………………………33
8.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………33
8.3 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………….33
8.4 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………34
8.5 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的配合形式……………………………………………………………34
第9章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………35
9.1 推桿的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………….…35
9.2 脫模阻力呃計(jì)算…………………………………………………………………….35
9.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓力………………………………………….36
第10章 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)……………………………………………37
10.1 側(cè)向分型和抽芯機(jī)構(gòu)的分類(lèi)……………………………………………………...37
10.2 側(cè)型芯具體尺寸的確定…………………………………………………………...38
10.3 導(dǎo)柱的參數(shù)確定…………………………………………………………....……38
第11章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………………………………………………38
11.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響……………………………………………………...40
11.2 冷卻管道的工藝計(jì)算（選冷卻介質(zhì)為水）………………………………………40
11.2.1 冷卻介質(zhì)體積流量的確定………………………………………………….40
11.2.2 冷卻管道直徑……………………………………………………………….41
11.2.3 冷卻水在管道內(nèi)的流速V………………………………………………….41
11.2.4 冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱磨系數(shù)h…………………………..41
11.2.5 冷卻管道總的傳熱面積A………………………………………………...42
11.2.6 模具上所需冷卻管道的長(zhǎng)度L……………………………………………42
11.2.7 冷卻水路的根數(shù)x…………………………………………………………42
第12章 模具工作過(guò)程………………………………………………………44
第十三章結(jié)論 ………………………………………………………………45
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………46
致謝 …………………………………………………………………………47
50
第1章 緒 論
1.1模具在加工工業(yè)中的地位
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對(duì)模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿(mǎn)足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便；從模具制造的角度，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。
模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進(jìn)澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對(duì)制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機(jī)械性能、電性能、內(nèi)應(yīng)力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過(guò)程中，模具結(jié)構(gòu)對(duì)操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時(shí)，應(yīng)盡量減少開(kāi)模、合模的過(guò)程和取制件過(guò)程中的手工勞動(dòng)，為此，常采用自動(dòng)開(kāi)合模自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)，在全自動(dòng)生產(chǎn)時(shí)還要保證制品能自動(dòng)從模具中脫落。另外模具對(duì)制品的成本也有影響。當(dāng)批量不大時(shí)，模具的費(fèi)用在制件上的成本所占的比例將會(huì)很大，這時(shí)應(yīng)盡可能的采用結(jié)構(gòu)合理而簡(jiǎn)單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是必不可少是三項(xiàng)重要因素，尤其是模具對(duì)實(shí)現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設(shè)計(jì)起著重要的作用。高效的全自動(dòng)設(shè)備也只有裝上能自動(dòng)化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對(duì)模具也提出了越來(lái)越高的要求。因此促進(jìn)模具的不斷向前發(fā)展
1.2模具的發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，模具增長(zhǎng)十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來(lái)越大。從模具設(shè)計(jì)和制造角度來(lái)看，模具的發(fā)展趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面：
（1） 加深理論研究
在模具設(shè)計(jì)中，對(duì)工藝原理的研究越來(lái)越深入，模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。
（2） 高效率、自動(dòng)化
大量采用各種高效率、自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu)。高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的模具，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。
（3） 大型、超小型及高精度
由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿(mǎn)足這些要求，研制了各種高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導(dǎo)熱性?xún)?yōu)異的制模材料。
（4） 革新模具制造工藝
在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進(jìn)，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進(jìn)的機(jī)床，這不僅大大提高了機(jī)械加工的比重，而且提高了加工精度。
（5） 標(biāo)準(zhǔn)化
開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。
1.3設(shè)計(jì)在學(xué)習(xí)模具制造中的作用
通過(guò)對(duì)模具專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)，掌握了常用材料在各種成型過(guò)程中對(duì)模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法，以達(dá)到能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機(jī)械加工的知識(shí)，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。
畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠?qū)σ陨细鞣矫娴囊蠹右造`活運(yùn)用，綜合檢驗(yàn)大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)。
第2章 塑件的成形工藝性分析
2.1 塑件材料的選擇及其結(jié)構(gòu)分析
1 塑件（塑料滑輪）模型圖（如圖2-1所示）
圖2-1 塑件圖
2. 塑件材料的選擇：選用PA6
3. 色調(diào)：無(wú)要求
4. 生產(chǎn)批量：大批量
5. 塑件的結(jié)構(gòu)與工藝性分析
該塑件為塑料滑輪，尺寸屬于中等塑件，塑件壁厚5mm，尺寸精度要求不高，適合于注射成型，如圖2-1。
由于該塑件表面粗糙度不高，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，取14級(jí)精度，公差按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算。
該塑件為大批量生產(chǎn)，材料為ＰA6，成型收縮率較大，需要有一定的脫模斜度。
塑件材料的成型收縮率較大，需要有一定的脫模斜度，塑件外表面尺寸設(shè)計(jì)有一定的脫模斜度，符合要求
2.2 PA6的注射成型工藝
2.2.1 注射成型工藝過(guò)程
（1）預(yù)烘干--→裝入料斗--→預(yù)塑化--→注射裝置準(zhǔn)備注射--→注射--→保壓--→冷卻--→脫模--→塑件送下工序
（2）清理模具、涂脫模劑--→合模--→注射
2.2.2 PA6的注射成型工藝參數(shù)
（1）注射機(jī)：螺桿式
（2）螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：50-120
（3）預(yù)熱和干燥：溫度（°C） 100——110
時(shí)間 (h) 6——8
（4）密度（g/ cm3）:1.1
（5）材料收縮率（℅）：0.7——1.5
（6）料筒溫度（°C）：后段 210——230
中段 210——230
前段 210——220
（7）噴嘴溫度（°C）：200——210
（8）模具溫度（°C）：80——90
（9）注射壓力（MPa）：75——125
（10）成形時(shí)間（S）：10--40
（11）適應(yīng)注射機(jī)類(lèi)型：螺桿
2.3 PA6性能分析
2.3.1 使用性能
尼龍6學(xué)名：聚已內(nèi)酰胺{ [ NH ( CN2)5 CO ]n} ，英文名polycaprolactam,簡(jiǎn)稱(chēng)PA6。
PA6是半透明或不遠(yuǎn)明乳白色結(jié)晶形聚合物。燃燒成藍(lán)底黃火焰，燒植物味。熔融溫度較PA66低，加工性能比其他PA好。制件有較高沖擊強(qiáng)率，載荷分散性、柔軟性好，熱塑性、輕質(zhì)、韌性好、耐耐環(huán)己酮和芳香溶劑和耐久性好，工作溫度80～100℃，低溫脆化溫度-20至-30℃，熔點(diǎn)：215℃。熱分解溫度：＞300℃。 密度：1.13g／cm3。平衡吸水率：3．5％。適于輕載荷條件下使用，具有良好的耐磨性、自潤(rùn)滑性和耐溶劑性。有較好的消振，降噪能力?？勺鳈C(jī)器儀表、儀器零件、電線(xiàn)電纜的絕緣；用玻纖增強(qiáng)后可制作齒輪、泵葉。但PA6吸水性很大，飽和吸水率高達(dá)10%左右，影響性能；又因介電常數(shù)較大，不宜用作高頻低損耗材料。
PA6的化學(xué)物理特性和PA66很相似，然而，它的熔點(diǎn)較低，而且工藝溫度范圍很寬。它的抗沖擊性和抗溶解性比PA66要好,但吸濕性也更強(qiáng)。彈性比PA66大，疲勞強(qiáng)度鋼性，耐熱性低于尼龍66，因?yàn)樗芗脑S多品質(zhì)特性都要受到吸濕性的影響，因此使用PA6設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)要充分考慮到這一點(diǎn)。為了提高PA6的機(jī)械特性，經(jīng)常加入各種各樣的改性劑。玻璃就是最常見(jiàn)的添加劑，有時(shí)為了提高抗沖擊性還加入合成橡膠，如EPDM和SBR等。對(duì)于沒(méi)有添加劑的產(chǎn)品，PA6的收縮率在1%～1.5%之間。加入玻璃纖維添加劑可以使收縮率降低到0.3%（但和流程相垂直的方向還要稍高一些）。成型組裝的收縮率主要受材料結(jié)晶度和吸濕性影響。實(shí)際的收縮率還和塑件設(shè)計(jì)、壁厚及其它工藝參數(shù)成函數(shù)關(guān)系。
由于有很好的機(jī)械強(qiáng)度和剛度被廣泛用于結(jié)構(gòu)部件。輕載荷，中等溫度(80～100)無(wú)潤(rùn)滑或少潤(rùn)滑情況。由于有很好的耐磨損特性，還用于制造軸承。
2.3.2 成型性能
1.成型溫度比其他材料高，故采用油加熱的成型機(jī)較適當(dāng)。
2.流動(dòng)性好,但收縮范圍及收縮值大,易發(fā)生縮孔.凹痕,變形.
3.吸濕性大，必須充分干燥。
4.須退火以消除內(nèi)應(yīng)力。
2.3.3 PA6主要技術(shù)指標(biāo)
表2-1 PA6的性能指標(biāo)
密度ρ/(kg·dm-3)
1.10~1.15
抗拉屈服強(qiáng)度σb/MPa
70
比體積ν/(dm3·kg-1)
0.87~0.91
拉伸彈性模量E1/MPa
2.6x103
吸水率24h/%
1.6~3.0
抗彎強(qiáng)度σω/MPa
96.9
收縮率s/%
0.6~1.4
沖擊韌度(缺口)αk/(kJ·m-2)
11.8
熱變形溫度t/℃
80~120
硬度(HB)
M85~114
熔點(diǎn)t/℃
210~225
體積電阻系數(shù)ρ/(Ω·cm)
1.7x1016
2.4 PA6成型塑件的主要缺陷及消除措施
主要缺陷：缺料、氣孔、飛邊、出現(xiàn)熔接痕，吸水性強(qiáng)。
消除措施：加大主流道、分流道、澆口、加大噴嘴、增大注射壓力、提高模具預(yù)熱溫度。
第3章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬定
3.1分型面位置的確定
分型面是指分開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，一副模具根據(jù)需要可能有一個(gè)或兩個(gè)以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以與合模方向平或傾斜。
分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)和模具的制造藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)特性及塑料的脫模。
3.1.1 分型面的形式
分型面的形式與塑件幾何形狀、脫模方法、模具類(lèi)型及排氣條件、澆口形式有關(guān)。
3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)原則
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、形狀以及摧出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析。
選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則：
（1）應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，保證塑件從模腔中順利得脫出。
（2）塑件要求光亮平滑得表面或者帶圓弧得轉(zhuǎn)角處，以免溢料飛邊、拼合痕跡影響塑件外觀。
（3）開(kāi)模時(shí)，應(yīng)盡量使塑件留在動(dòng)模側(cè)。
（4）保證塑件的精度，同軸度要求較高的部分，應(yīng)盡可能設(shè)在同一側(cè)。此外，還需要注意分型面上產(chǎn)生的飛邊對(duì)塑件尺寸精度的影響。
（5）采用機(jī)動(dòng)式側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)盡量采用動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯。采用動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯，可使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可得到較大的抽拔長(zhǎng)度。
（6）盡量使分型面位于料流末端，以利排氣。利用分型面上的間隙或在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽排氣，結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，因此，應(yīng)盡量使料流末端處于分型面上。料流末端的位置完全取決于澆口的位置。
（7）合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置。
（8）有利于模具加工。
有時(shí)，對(duì)于某一塑件，在選擇分型面位置時(shí)，不可能全部符合上述要求，這時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，以滿(mǎn)足塑件的主要要求為宜。
3.1.3 分型面位置的確定
根據(jù)以上原則，可確定該模具的分型面，塑件的模具有兩個(gè)分型面，垂直和水平分型，如圖所示
塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的中型塑件，可采用單型腔雙分型面模具結(jié)構(gòu)。
從塑件上容易看出模具的分型面位置、摧出機(jī)構(gòu)的設(shè)置以及澆口的位置。分型面為雙分型面分型。
圖3-1 分型面示意圖
3.2 確定型腔數(shù)量及排列方式
一般來(lái)說(shuō)，精度要求高的小型塑件和中大型塑件優(yōu)先采用一模2腔的結(jié)構(gòu)；對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，若采用多型腔模具可提供獨(dú)特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高，型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。
該塑件對(duì)精度要求不高，為低精度塑件，再依據(jù)塑件的大小，考慮到該塑件需要兩面抽芯，采用一模2腔的模具結(jié)構(gòu)。型腔的排列方式如圖3-2所示：
圖3-2型腔的排列方式
3.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
綜上分析可知，本模具為一模2腔，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形狀，推出機(jī)構(gòu)采用推桿推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流道采用對(duì)稱(chēng)平衡時(shí)，澆口采用側(cè)澆口。因此定模部分不需要單獨(dú)開(kāi)設(shè)分型面取出凝料，動(dòng)模部分需要添加型芯固定板。
第4章 注塑機(jī)型號(hào)的確定
4.1注射機(jī)概述
注塑機(jī)為塑料成型的主要設(shè)備，按其外形可以分為立式、臥式、直角式三種。
目前，注射機(jī)的規(guī)格各國(guó)尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，有的以注射量為主要參數(shù)，有的以鎖模力為主要參數(shù)，但國(guó)際上趨于用注射容量／鎖模力來(lái)表示注塑機(jī)的主要特征。這里所指的注射容量是指壓力為100MPa時(shí)的理論注射容量。
我國(guó)習(xí)慣上使用注射量表示注射機(jī)的規(guī)格，如XS-ZY 500即表示注射機(jī)在無(wú)模具空注射時(shí)的最大注射容量不低于500cm3的螺桿式塑料注射成型機(jī)。
我國(guó)規(guī)定的注射機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)草案規(guī)定可以采用注射容量法和注射/鎖模力表示法來(lái)表示注塑機(jī)的型號(hào)。
能等三個(gè)方面，如公稱(chēng)注射量、螺桿直徑及有效長(zhǎng)度、注射行程、注射壓力、注射速度、塑化能力、注塑機(jī)應(yīng)該有主要的技術(shù)參數(shù)供用戶(hù)選用。注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)包括：注射、合模、綜合性合模力、開(kāi)模力、開(kāi)模合模速度、開(kāi)模行程、模板尺寸、推出行程、推出力、空循環(huán)時(shí)間、機(jī)器的功率、體積和質(zhì)量等。
目前，注塑成型的表面粗糙度通常為Ra=0.02～1.25um，模腔表面的表面粗糙度應(yīng)該是塑件的1/2，即Ra=0.01～0.625um。由模具工作的總體特點(diǎn)，選擇使用臥式注塑機(jī)---螺桿式。
注射機(jī)的選擇在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中是至觀重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，初選注射機(jī)可以根據(jù)塑件的最大注射面積（最大注射面積是指塑件在模具分型面上所允許的最大投影面積cm2）、注射容量（cm3或kg）、鎖模力（KN）等。
4.2 有關(guān)塑件的計(jì)算
通過(guò)PRO/E建模分析，塑件（周轉(zhuǎn)箱）的有關(guān)參數(shù)為：
體積 V = 68,91 （cm3）
密度 = 1.1 (g/ cm3）
質(zhì)量 m=ρ V =1.1×68 =76g (g)
流道凝料的質(zhì)量還是個(gè)未知數(shù)，由于該件體積較大，可按塑件質(zhì)量的0.15倍來(lái)計(jì)算。從上述分析中確定為一模2腔，所以注射量為：
V=1.215×76=80 (cm3)
選擇注射機(jī) 由以上計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總體積為80 (cm3)，應(yīng)小于注射機(jī)公稱(chēng)注射量的80%，
V/0.8=80/0.8=100 (cm3)
根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-ZY-125-型注塑機(jī)，XS-ZY-125型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格見(jiàn)表4-1。
表 4-1 注塑機(jī)的主要參數(shù)[4]
國(guó)際通用規(guī)格
880/200
國(guó)內(nèi)型號(hào)
XS-ZY-125
額定注射積/cm3
104
螺桿直徑/㎜
30
注射壓力/MPa
150
注射行程/mm
160
注射方式
螺桿式
鎖模力/KN
900
最大成型面積/cm 2
360
最大開(kāi)模行程/mm
300
模具最小厚度/mm
200
模具最大厚度/mm
300
拉桿空間
360X360
模板尺寸/mm
噴嘴圓弧半徑
R。=12 ㎜
噴嘴孔直徑
d。=4 ㎜
4.3 注射機(jī)及參數(shù)量的校核
除了模具的結(jié)構(gòu)、類(lèi)型和一些基本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時(shí)需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開(kāi)模行程等都與注射機(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，如果兩者不相匹配，則模具無(wú)法使用，為此，必須對(duì)兩者之間有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過(guò)較核來(lái)設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號(hào)。
4.3.1 注射量的校核
注射機(jī)一個(gè)注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以?xún)?nèi)。
在一個(gè)注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即
V = nVz + Vj
或 m = nmz + mj
式中 V（m）——一個(gè)成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm3或g）；
n ——型腔數(shù)目
Vz（mz）——單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量(cm3或g）。
Vj（mj）——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm3或g）。
故應(yīng)使
nVz + Vj ≤ 0.8Vg
或 nmz + mj ≤ 0.8mg
式中
Vg（mg）——注射機(jī)額定注射量(cm3或g）。
根據(jù)容積計(jì)算
nVz + Vj = 46.08≤0.8Vg
可見(jiàn)注射機(jī)的注射量符合要求
4.3.2 注射壓力的校核
查表可知PA6所需的注射壓力為75-125MPa，這里去p0=100 MPa
該注射機(jī)的公稱(chēng)注射壓力為150 MPa，注射壓力安全系數(shù)k 1=1.25~1.4，這里去1.3，則
k1 p 0=1.3×100=130 MPa< p公
所以注射機(jī)注射壓力合格。
4.3.3 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力校核
注射成型時(shí)，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素，其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過(guò)了注射機(jī)允許使用的最大成型面積，則成型過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象。因此，設(shè)計(jì)注射模時(shí)必須滿(mǎn)足下面關(guān)系：
nA1 + A2 ﹤ A
式中 A——注射機(jī)允許使用的最大成型面積(mm2）
其他符號(hào)意義同前。
注射成型時(shí)，模具所需的鎖模力與塑件在水平分型面上的投影面積有關(guān)，為了可靠地鎖模，不使成型過(guò)程中出現(xiàn)溢漏現(xiàn)象，應(yīng)使塑料熔體對(duì)型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機(jī)額定鎖模力，即：
(nA1 + A2)p ﹤ F
式中符號(hào)意義同前。
A1=3014.4mm2
澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A2，A2可按照多模型腔的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定，A2是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積的0.2-0.5倍。由于本例流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用一模一腔，流道在分型面上的投影重合于塑件在分型面上的投影，所以A2取零。模具型腔里的脹型力為F脹,
F脹=(nA1 + A2)p=3014.4×30=105.27kN
式中p是型腔的平均計(jì)算壓力值，p是型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%~40%，查表取30Mpa。
查表可得該注射機(jī)的公稱(chēng)鎖模力F為900kN，鎖模力的安全系數(shù)為k=1.1~1.2，這里取k=1.2，則有
k F脹=1.2 F脹=126.32kN
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