1、浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院PAGE 第19頁目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc168036725 1. 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036725 h 3 HYPERLINK l _Toc168036726 1.1 零件的作用 PAGEREF _Toc168036726 h 3 HYPERLINK l _Toc168036727 1.2 材料的選擇 PAGEREF _Toc168036727 h 3 HYPERLINK l _Toc168036728 2. 注射機(jī)的選用及校核 PAGEREF _Toc168036728 h 4 HYP

2、ERLINK l _Toc168036729 2.1 注射機(jī)的選用 PAGEREF _Toc168036729 h 4 HYPERLINK l _Toc168036730 2.1.1 制品的體積估算 PAGEREF _Toc168036730 h 4 HYPERLINK l _Toc168036731 2.1.2 根據(jù)體積選注射機(jī) PAGEREF _Toc168036731 h 4 HYPERLINK l _Toc168036732 3塑料制件在模具中的位置 PAGEREF _Toc168036732 h 5 HYPERLINK l _Toc168036733 3.1 分型面的確定 PAGER

3、EF _Toc168036733 h 5 HYPERLINK l _Toc168036734 3.2 型腔數(shù)量及排列方式 PAGEREF _Toc168036734 h 5 HYPERLINK l _Toc168036735 3.3 成型零件的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036735 h 6 HYPERLINK l _Toc168036736 3.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算 PAGEREF _Toc168036736 h 6 HYPERLINK l _Toc168036737 3.5 型腔徑向方向上的尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc168036737 h 6 HYPERLINK l

4、_Toc168036738 3.6 型腔深度方向上的尺寸計(jì)算 PAGEREF _Toc168036738 h 7 HYPERLINK l _Toc168036739 3.7 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算 PAGEREF _Toc168036739 h 7 HYPERLINK l _Toc168036740 4. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036740 h 8 HYPERLINK l _Toc168036741 4.1 主流道設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036741 h 8 HYPERLINK l _Toc168036742 4.2 冷料井設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc

5、168036742 h 9 HYPERLINK l _Toc168036743 4.3 分流道設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036743 h 9 HYPERLINK l _Toc168036744 4.4 澆口設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036744 h 10 HYPERLINK l _Toc168036745 4.5 注射機(jī)注射量的校核 PAGEREF _Toc168036745 h 11 HYPERLINK l _Toc168036746 4.5.1 鎖模力的校核 PAGEREF _Toc168036746 h 11 HYPERLINK l _Toc168036747 4.5

6、.2 最大注射壓力的校核 PAGEREF _Toc168036747 h 12 HYPERLINK l _Toc168036748 4.6 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核 PAGEREF _Toc168036748 h 12 HYPERLINK l _Toc168036749 4.6.1 噴嘴尺寸 PAGEREF _Toc168036749 h 12 HYPERLINK l _Toc168036750 4.6.2 定位孔尺寸 PAGEREF _Toc168036750 h 13 HYPERLINK l _Toc168036751 4.6.3 模具厚度與注射機(jī)模板閉厚度 PAGEREF _Toc1

7、68036751 h 13 HYPERLINK l _Toc168036752 4.6.4 開模行程的校核 PAGEREF _Toc168036752 h 13 HYPERLINK l _Toc168036753 5. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036753 h 14 HYPERLINK l _Toc168036754 5.1 脫模力的計(jì)算 PAGEREF _Toc168036754 h 14 HYPERLINK l _Toc168036755 5.2 推管直徑的計(jì)算 PAGEREF _Toc168036755 h 15 HYPERLINK l _Toc168036756

8、5.3 推管應(yīng)力校核 PAGEREF _Toc168036756 h 16 HYPERLINK l _Toc168036757 6. 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036757 h 16 HYPERLINK l _Toc168036758 7. 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc168036758 h 17 HYPERLINK l _Toc168036759 7.1 模具冷卻水管道直徑 PAGEREF _Toc168036759 h 18 HYPERLINK l _Toc168036760 7.2 冷卻水管總的傳熱面積 PAGEREF _Toc168036760

9、h 18 HYPERLINK l _Toc168036761 7.3 模具上開設(shè)的冷卻通道的孔數(shù) PAGEREF _Toc168036761 h 18 HYPERLINK l _Toc168036762 8. 模板的選用 PAGEREF _Toc168036762 h 19 HYPERLINK l _Toc168036763 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc168036763 h 19型星齒輪的注塑模設(shè)計(jì)摘要：本文設(shè)計(jì)了一行星齒輪的注塑模具。該零件選用PA66，質(zhì)量輕，化學(xué)穩(wěn)定性高。PA66齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和剛性，優(yōu)良的耐磨性，自潤滑性、耐疲勞性及耐熱性，可在中等載荷、較高溫度無潤滑或

10、少潤滑下使用。通過計(jì)算設(shè)計(jì)了注塑模具的成型結(jié)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)等方面，并進(jìn)行了塑件上、下模的仿真加工，生成刀具路徑。該模具結(jié)構(gòu)小巧而緊湊，運(yùn)行順暢無阻。關(guān)鍵詞：注塑模具 脫模機(jī)構(gòu) 刀具 路徑Abstract：This article designed a planet gear to cast the mold. This componentsselect PA66, the quality lightly, the chemical stability is high. ThePA66 gear has the higher mechanics intensity and the rig

11、idity, thefine resistance to wear, the nature, bears weariness and thethermal stability, may in the medium load, a higher temperature nothave under the lubrication or the few lubrications uses. Designedthrough the computation has cast the mold to take shape the structure,the drawing of patterns orga

12、nization, pours aspect and so on system,and carried on has modelled on, the stamping die simulationprocessing, produced the cutting tool way. This mold structureexquisite and compact, the movement smooth is unimpeded。Key words: plastic injection mould mould cavity The knife have Path 1. 零件分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1

13、.1 零件的作用該零件為一帶金屬嵌件的塑料行星齒輪，其用于家用或辦公用機(jī)械，功率很小，但要求傳動平衡，低噪音或無噪音，以及能在少潤滑或無潤滑狀態(tài)下正常工作。該零件在其受力較大的部位鑲?cè)虢饘偾都?，這樣可以對塑料齒輪起到增強(qiáng)作用，并由于金屬嵌件的加入，塑料齒輪的成型收縮也將減小，齒輪精度提高。該零件尺寸較小，同軸度要求精度較高，按照其工作要求，其精度等級可選用一般精度等級。1.2 材料的選擇根據(jù)零件工作要求及其精度等級，該零件選用PA66塑料成型。其中，PA為聚酰胺的縮寫，又名尼龍。PA66齒輪具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和剛性，優(yōu)良的耐磨性，自潤滑性、耐疲勞性及耐熱性，可在中等載荷、較高溫度無潤滑或少潤滑

14、下使用。表2-20塑料精度等級的選用，PA66的一般精度要求為5級。表1.1 PA66的成型條件密度計(jì)算收縮率（%）加熱前料筒溫度（）模具溫度成型壓力預(yù)熱后處理宜用注射機(jī)類型1.151.52.2噴嘴料筒前部料筒中部料筒后部8070120溫度時間方法溫度時間宜用螺桿式注射機(jī)，螺桿帶止回環(huán)，噴嘴宜用自鎖式2652602502401001101216油、水、鹽水9010042. 注射機(jī)的選用及校核2.1 注射機(jī)的選用2.1.1 制品的體積估算將該行星齒輪塑件的體積分成四部分：冶金粉末嵌件中間凹陷處、塑件中間圓環(huán)及塑件兩邊齒輪、。 2.1.2 根據(jù)體積選注射機(jī)常用熱塑性塑料注射機(jī)型號和主要技術(shù)規(guī)格初選

15、型注射機(jī)如表二所示：表1.2 注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù)理論注射容積螺桿直徑注射壓力（）模板行程模具最大厚度頂出行程噴嘴孔直徑實(shí)際注射量鎖模力（）模具最小厚度定位孔直徑噴嘴球半徑582616022024040453400130123塑料制件在模具中的位置3.1 分型面的確定若按分型面設(shè)計(jì)原則中的“塑件要求同軸度的部分要放到分型面的同一側(cè)，以保證塑件同軸度要求”來確定分型面的話，塑件脫模比較困難。來確定分型面的話，塑件脫模比較困難。故為使塑件從模具中順利脫模，且簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)按設(shè)計(jì)原則中的最基本一條：將分型面選擇在塑件外形的最大輪廓處，即塑件處，而其同軸度要求通過對結(jié)構(gòu)中如定模板等零部件的設(shè)計(jì)與加工提

16、出尺寸與形狀的公差精度來保證。3.2 型腔數(shù)量及排列方式考慮到該塑件尺寸較小，且為大批量生產(chǎn)，故采用多腔注射。根據(jù)所選注射機(jī)注射容量，由前校核所述，選取四腔。 模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H形排列、直線排列及復(fù)合排列等。其中，型腔的圓形排列加工較困難，直線形排列加工容易，但平衡性能較差，H形排列平衡性能好，而且加工性能尚可，使用較廣泛，故選用H形排列。3.3 成型零件的設(shè)計(jì)對于塑料模的型腔設(shè)計(jì)常用的有兩種方式：一種是整體式型腔，另一種是組合式型腔。整體式型腔結(jié)構(gòu)簡單，牢固不易變形，但是型腔復(fù)雜，加工難度非常大。組合式型腔可使復(fù)雜型腔簡單化，并且加工難度降低，模具型腔可更換，提高了

17、模具的使用壽命。3.4 成型零件工作尺寸的計(jì)算成型零件上用以成型塑件部分的尺寸,稱為成型零件的工作尺寸.成型零件工作尺寸主要有型腔和型芯徑向尺寸，型腔和型芯的深度尺寸中心距等。3.5 型腔徑向方向上的尺寸計(jì)算分度圓直徑： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 式中：塑件分度圓直徑； 塑件齒頂圓直徑； 塑件齒根圓直徑； 塑件平均收縮率（%）；則有： %齒數(shù)為處： 齒數(shù)為處： 對于塑件最大輪廓處：式中：型腔內(nèi)徑尺寸； 塑件外徑基本尺寸； 塑件公差； 綜合修正系數(shù)；塑件精度低，批量比較小時，；塑件精度高，批量大時，。 模具制造公差，一般；由1查得5級精度時：；則有：3.6 型腔深度方向上的尺寸計(jì)算則對于動模板

18、上，查得：；故有：而對于定模板上，查得：；故有：3.7 模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計(jì)算理論分析和實(shí)踐證明，對大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度條件計(jì)算；對小尺寸型腔，強(qiáng)度不足是主要問題，應(yīng)按強(qiáng)度條件計(jì)算。該模具為小尺寸型腔，則對于圓形鑲拼組合式，按強(qiáng)度計(jì)算有：側(cè)壁： 底部： 式中：模腔壓力（）；材料許用應(yīng)力（），對于45鋼，；凹模型腔內(nèi)孔；則有： 并由3表6.10對于型腔內(nèi)壁直徑在范圍內(nèi)的圓形鑲拼組合式凹模有：; 模套壁厚：今取：4. 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 主流道設(shè)計(jì)主流道是指從注射機(jī)的噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段流道。主流道橫截面形狀采用圓形截面。為了便于流道凝料的脫出，主流道

19、設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度為，取，內(nèi)壁光滑，表面粗糙度小于。主流道大端與分流道相接處應(yīng)有過渡圓角（通常取，選用）以減少料流轉(zhuǎn)向時的阻力。圖3-1主流道對于小型注射模具，直接利用主流道襯套的臺肩作為模具的定位圈，定位圈與澆口套一體，壓配于定模板內(nèi)，能防止從定模板內(nèi)頂出。且因定位圈直徑D為注射機(jī)定位孔配合直徑，應(yīng)按選用注射機(jī)的定位孔直徑確定。直徑一般比注射機(jī)定位孔直徑小，以便于裝模，故選澆口套上D為：，澆口套結(jié)構(gòu)與尺寸參數(shù)如零件圖所示。圖3-2澆口套結(jié)構(gòu)4.2 冷料井設(shè)計(jì)在每個注射成型周期開始時，最前端的料接觸低溫模具后會降溫，變硬被稱為冷料。為了防止在下一次注射成型時，將冷料帶進(jìn)型腔而影響塑件質(zhì)量，一

20、般在主流道或分流道的末端設(shè)置冷料井，以儲藏冷料并使熔體順利地充滿型腔。為了使主流道凝料能順利地從主流道襯套中脫出，往往使冷料井兼有開模時將主流道凝料從主流道拉出而附在動模一邊的作用。先選用Z形拉料桿的冷料井，其結(jié)構(gòu)尺寸如下附圖所示：圖3-3冷料井4.3 分流道設(shè)計(jì)分流道是主流道與型腔澆口之間的一段流道。它是熔體由主流道流入型腔的過渡通道。對于多型腔模需設(shè)分流道，為使各型腔內(nèi)能同時填充，分流道采用平衡式布置。比較不同截面形狀分流道的性能，采用U形分流道，其熱量損失小，加工性能容易。U形分流道寬度可在內(nèi)選取，半徑，深度，；斜度?。?； ； ； ； ；4.4 澆口設(shè)計(jì)澆口是料流進(jìn)入型腔最狹窄部分，也是

21、澆注系統(tǒng)中最短的一段。澆口尺寸狹小且短，目的是使由分流道流進(jìn)的熔體產(chǎn)生加速，形成理想的流動狀態(tài)而充滿型腔，又便于注射成型后的塑件與澆口分離。本設(shè)計(jì)中澆口形式采用側(cè)澆口，其形狀簡單，便于加工，而且尺寸精度容易保證；適用于一模多件，能提高生產(chǎn)效率；試模時，如發(fā)現(xiàn)不適當(dāng)，容易及時修改；能相對獨(dú)立地控制充填速度與封閉時間。側(cè)澆口截面形狀為矩形，其尺寸參數(shù)如下： 式中：澆口深度，通常； 塑件在澆口位置處的壁厚； 系數(shù)，對于PA，； 澆口寬度； 澆口長度； 澆口半徑；則有：； ?。?； ；為去澆口方便，?。?；其中分流道與澆口的連接方式及尺寸參數(shù)如下附圖所示： 如圖3-4 4.5 注射機(jī)注射量的校核則：在一

22、個注射成型周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部分質(zhì)量之和，即： 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注射機(jī)的最大注射量是其額定注射量的80%，即： 式中：一個成型周期內(nèi)所需注射的塑料質(zhì)量； 型腔數(shù)目，取； 單個塑件的質(zhì)量； 澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料質(zhì)量??； 注射機(jī)額定注射量；則有：4.5.1 鎖模力的校核鎖模力是在成型時鎖緊模具的最大力。成型時高壓熔融塑料在分型面上顯現(xiàn)的漲力應(yīng)小于鎖模力，即：式中：注射機(jī)的額定鎖模力； 塑料制品與澆注系統(tǒng)在分型面上的總投影面積； 熔融塑料在型腔內(nèi)的平均壓力；對于螺桿式注射機(jī)，其型腔內(nèi)平均壓力一般為，??； 安全系數(shù)，常??；其中： 塑料制品在分型面的投影面

23、積為: 主流道在分型面的投影面積為: 分流道在分型面的投影面積為: 故總投影面積為: 則有:故滿足條件.4.5.2 最大注射壓力的校核塑件成型所需的最大鎖模力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力，即：式中：注射機(jī)的最大注射壓力；成型塑件所需的注射壓力；注射機(jī)的額定注射壓力為160；而PA66材料的注射壓力為70120；故有： 4.6 注射機(jī)安裝模具部分的尺寸校核4.6.1 噴嘴尺寸模具主流道襯套的小端孔徑D和球面半徑R要與塑料注射成型機(jī)噴嘴前端孔徑d和球面半徑r滿足下列關(guān)系： 保證注射成型時在主流道襯道處不形成死角，無熔料積存，并便于主流道凝料的脫模。故有： 4.6.2 定位孔尺寸模具與注射機(jī)上定位孔為，

24、兩者按 配合實(shí)現(xiàn)定位，以保證模具主流道的軸線與注射機(jī)噴嘴軸線重合。4.6.3 模具厚度與注射機(jī)模板閉厚度模具閉合時的厚度在注射機(jī)動、定模固定板之間的最大閉合高度和最小閉合高度之間，即：式中：注射機(jī)允許的最小模具厚度； 模具閉合厚度；注射機(jī)允許的最大模具厚度；其中模具閉合厚度為：故有： 4.6.4 開模行程的校核對于單分型面注射模，其最大開模行程應(yīng)滿足： 式中：注射機(jī)最大開模行程； 塑件脫模距離； 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度；則有： 其中：注射機(jī)最大開模行程與模具厚度無關(guān)。5. 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使塑件從模具型腔和型芯上脫出，這種脫出塑件的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。整個脫

25、模過程包括開模、推出、取件、閉模、脫模機(jī)構(gòu)復(fù)位過程。對于中心有孔的圓筒形塑件，采用推管推出機(jī)構(gòu)進(jìn)行脫模，推管推出平穩(wěn)可靠，塑件無變形，無頂出痕跡。推管的脫模機(jī)構(gòu)采用動模座板固定型芯的推管機(jī)構(gòu)，即：型芯（主型銷）固定在動模座板上，并且穿過推板和推桿固定板，推管固定在推桿固定板上。推管內(nèi)部與主型銷做間隙配合，推管外部與型腔板做間隙配合，推管與主型銷配合長度為頂出行程，推管與型腔板的配合長度為推管外徑的倍，這種頂出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)可靠，多用于脫模距離不大的場合。5.1 脫模力的計(jì)算當(dāng)脫模斜度不大時（一般指）初始脫模力最大，一經(jīng)推動，脫模力即迅速減小，所以脫模力的計(jì)算須按照無脫模斜度的條件計(jì)算。 由于塑件壁厚

26、與其內(nèi)孔直徑之比大于，故由1表5-94應(yīng)按下式計(jì)算： 式中：脫模力； 塑料彈性模量，對于，由表5-57查得： ； 塑料平均成型收縮率； 包容型芯的長度； 塑料與鋼的摩擦系數(shù)，對于，由表5-56查得：； 塑料的泊松比，約為； 塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積，當(dāng)塑件底部有通孔時，該項(xiàng)視為零。 與和有關(guān)的系數(shù)，其由下式計(jì)算所得：式中：型芯的平均半徑，；塑件的壁厚，約為； 則有： 其中：?。?； ； ；則有： 5.2 推管直徑的計(jì)算推管直徑由下式計(jì)算所得：式中：推管直徑；推管長度系數(shù)，；推管長度，；推管數(shù)量；推管材料的彈性模量，對于鋼：則有：考慮到于推管中放一主型銷與冶金粉末嵌件配合，故選?。?/p>

27、5.3 推管應(yīng)力校核其校核公式如下：式中：推管應(yīng)力推管鋼材屈服極限強(qiáng)度，對于一般中碳鋼：；則有：6. 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在模具工作時，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動模和定模正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時,導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞；并能承受一定的側(cè)壓力。 本設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向。因動、定模合模時無方位要求，故導(dǎo)柱在模具上的布置方式可采用直徑相同并對稱布置。并使固定導(dǎo)柱的孔徑與固定導(dǎo)套的孔徑相等，以便于加工，且有利于保證同軸度和尺寸精度。為使導(dǎo)向裝置具有良好的導(dǎo)向性能，將導(dǎo)柱的先導(dǎo)部分做成錐度。 考慮到模具生產(chǎn)批量大，故選用帶肩導(dǎo)柱與帶肩導(dǎo)套。為了使導(dǎo)柱、導(dǎo)

28、套的配合表面硬而耐磨，而中心部分具有良好的韌性，導(dǎo)柱導(dǎo)套材料選用20號鋼經(jīng)滲碳淬火處理，滲碳深度為0.81.2mm。其中，導(dǎo)柱淬火到HRC5660，導(dǎo)套淬火到HRC5055，導(dǎo)套硬度低于導(dǎo)柱硬度，可以改善摩擦情況。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸參數(shù)如下附圖所示: 圖6-1導(dǎo)柱 圖6-2導(dǎo)套 導(dǎo)柱、導(dǎo)套加工的工藝路線為:毛坯(棒料，材料為20號鋼)車削加工(內(nèi)外圓配合部分留磨量0.20.3mm)熱處理(滲碳淬火)內(nèi)外圓磨削精磨至要求尺寸。 導(dǎo)柱在熱處理后修復(fù)中心孔，最后進(jìn)行磨削時，可利用兩端的中心孔進(jìn)行裝夾，并在一次裝夾中將導(dǎo)柱的兩個外圓磨出，以保證兩表面間的同軸度。 導(dǎo)套磨削加工時，先磨內(nèi)圓，再以內(nèi)圓定位，用頂尖頂住芯軸磨外圓。這樣，就不僅可保證同軸度要求，且能防止內(nèi)孔的微量變形。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套端部轉(zhuǎn)彎處必須圓滑，以防止在運(yùn)動中將配合表面劃傷。因