第一章概述國際國內(nèi)塑料模具發(fā)展概況我國模具設(shè)計(jì)技術(shù)今后發(fā)展方向第二章畢業(yè)設(shè)計(jì)課題資料查詢塑件結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)要求六邊形盲孔和內(nèi)螺紋，采用的材料：PA6（聚酰胺），其技術(shù)要求1.收縮率%%2.未注公差尺寸按MT5級。3.大批量生產(chǎn)。在內(nèi)螺紋脫模時(shí)有一定的加工難度，另外塑件上的六邊形盲孔需要裝配小型芯，增加了一定的難度，該塑件注塑時(shí)最主要考慮的是脫模和包緊力。注塑機(jī)的初選根據(jù)任務(wù)書，初步選擇注塑機(jī)其外形下圖2-1所示，其規(guī)格如下:表2-1注塑機(jī)規(guī)格注塑機(jī)型號：SYM-800螺桿直徑/mm:35機(jī)器質(zhì)量/t:3外形尺寸(LxWxT)mxmxm:xx塑件的加工性能和工藝性能⑴塑件的理化性能分析（見表2-2）表2-2PA6塑件的理化性能表PA6(Polyanide6)屈服強(qiáng)度/Mpa70拉伸強(qiáng)度/Mpa62脫模斜度型腔25'-45'型芯20'-45'溢邊值[S](mm注：查于《簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊》

（2）塑件的基本性能分析（見表2-3PA6-基本性能表）表2-3PA6-基本性能表PA6數(shù)據(jù)資料來源使用溫度-30C-100C屈華昌主編?塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)?第2章北京：高等教育出版社，2009成型特點(diǎn)主要用途范圍結(jié)論表2-4工藝參數(shù)表注射成形機(jī)類型螺桿式注射壓力（MPa）80?1100密度(g/cmA3)成形時(shí)間（s）/注射時(shí)間0?4⑶模具的熱平衡計(jì)算相關(guān)圖表（見表2-5）表2-5各種材料的成型溫度與模溫的關(guān)系材料名稱成型溫度（C）模具溫度（C）PP200-27020-60注：查于《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》屈華昌主編. 249頁表2-6常用塑料熔體凝固時(shí)放出的熱量塑料品種△i值(KJ/kg)塑料品種△i值(KJ/kg)PA66650-750SAN270-360注：查于《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》屈華昌主編. 250頁表2-7水在不同溫度下的n值（m2 /s）水溫（C）n(m/s)水溫（C）n(m/s)15X10-647X10-6表2-8塑料的導(dǎo)溫系數(shù)、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容、密度和潛熱的關(guān)系塑料熱擴(kuò)散率k導(dǎo)熱系數(shù)入比熱容密度P潛熱Le

(tf/s)(W/m「C)(KJ/kg-C)(Kg/m3)(KJ/kg)PPX10-8900180注：查于《模具設(shè)計(jì)手冊》軟件版表2-9塑件厚度與所需冷卻時(shí)間的關(guān)系表2-10A0與水溫的關(guān)系平均水溫（C）05101520253035A0值平均水溫（C）4045505560657075A0值9.28表2-11一些模具材料的導(dǎo)熱系數(shù)模具材料入(W/m-C)碳素鋼(S50C0,5%C)53表2-12注塑機(jī)常用水流量水孔直徑（mm水流量(m3/min)水流速（m/s）使用注射機(jī)鎖模力T8X10-3v50T60克以下注射機(jī)塑件收縮及補(bǔ)縮問題（1）PA6材料收縮率為％%塑料對模具溫度的要求融料冷卻速度對結(jié)晶度影響較大， 對塑件結(jié)構(gòu)及性能有明顯影響，故應(yīng)正確控制模溫，一般為40C-60C,……。模具材料模具用鋼及熱處理工藝見表2-13表2-13常用塑料模具用鋼使用性能和加工性能零件名稱材料牌號熱處理方法

型腔（凹模）型芯（凸模）螺紋型芯螺紋型環(huán)成型鑲件成型推桿45調(diào)質(zhì)第三章塑件的工藝性分析成型塑件工藝性分析塑料制件主要根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì),本設(shè)計(jì)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：尺寸精度分析塑件如下圖3-1所示45±0"II*詵晞迅郵邊/0.02圖3-1塑件零件圖未標(biāo)注公差的尺寸，按《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》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轉(zhuǎn)換尺寸塑件尺寸精度塑件外形尺寸①285MT5內(nèi)形尺寸M24 /12MT5孔尺寸MT5粗糙度分析形狀分析脫模斜度分析對常用塑件的脫模斜度可按以下表 3-2查取表3-2常用塑件的脫模斜度塑料名稱脫模斜度型腔型芯聚乙烯(P日…25'?45'20'?45'所以綜合考慮以上因素，取塑件脫模斜度為 30，厚度分析……,改進(jìn)塑件的壁厚為2mm改進(jìn)前后如下圖3-2所示(a)改進(jìn)前 (b)改進(jìn)后圖3-2塑件比較圖支承面分析圓角分析孔分析選用如表所示，孔間距和孔邊距可按表 3-3所列數(shù)值的75%確定。表3-3 熱固性塑件的孔間距和孔邊距 單位mm孔徑<3-66-1010-1818-30孔間距、孔邊距2-33-44-55-7由于盲孔只能用一端固定的型芯來成型，盲孔深度可以根據(jù)不同的成型方法成型,其值參考表3-4設(shè)計(jì)。表3-4 不同的成型方法盲孔深度的設(shè)計(jì)項(xiàng)目成型方法尺寸設(shè)計(jì)

盲孔深度H傳遞或注射成型H<4d壓縮成型平行加壓方向H<垂直加壓方向（側(cè)向） 2d塑件盲孔深度5<4X=,也滿足規(guī)定要求。螺紋分析如圖3-3所示。塑件內(nèi)螺紋始、末端過渡長度 z的數(shù)值可按表3-5選取圖3-3塑件內(nèi)螺紋的修正表3-5塑件上螺紋始、末端過渡長度螺紋直徑/mm螺距P/mmV>1始、末端過度長度L/mm<10123注：始、末端的過渡長度相當(dāng)于車制金屬螺紋型芯或型腔的退刀長度。塑件螺紋直徑d=24mm螺距p=,故取過渡端長度6mm.第四章注塑工藝分析與工藝方案設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算澆注系統(tǒng)類型的確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)遵行一下原則(1)適應(yīng)塑料的成型工藝性能。?綜合考慮以上原則現(xiàn)設(shè)計(jì)兩種澆注系統(tǒng)方案。方案1分流道采用U形，澆口采用側(cè)澆口，其布置形式如下圖 4-1所示方案2分流道采用梯形，澆口采用點(diǎn)澆口，其布置形式如下圖 4-2所示比較上述兩種方案：方案2 ，方案1 ，設(shè)計(jì)采用方案1。主流道和主流道襯套結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算主流道固化時(shí)間要求：澆注系統(tǒng)主流道及其附近的塑料熔體應(yīng)該最后固化。(1)臥式或立式注塑機(jī)主流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)主流道與噴嘴結(jié)構(gòu)：接觸處多做成半球形的凹坑，凹坑球半徑 R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大I?2mm。下圖4-3為澆口套與注塑機(jī)噴嘴的配合形式。圖4-3圖4-3澆口套與注塑機(jī)噴嘴的配合圖4-4主流道尺寸由經(jīng)驗(yàn)公式:式中：D——主澆道大端直徑由經(jīng)驗(yàn)公式:式中：D——主澆道大端直徑mr)主流道小端直徑：應(yīng)比注塑機(jī)噴出孔直徑約大? Imm常取48mm。d=5mm主流道大端直徑：應(yīng)比分流道深度大 15mm以上，錐角一般取2°—6°。如圖4-4所示：(4-1)(4-2)

所以澆注系統(tǒng)的基本尺寸為：d=6mr，iD=10mmL=64mr，iH=5mr，i =5°,R=16mm主流道襯套結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)成一體的，見下圖4-5所示。圖4-5澆口套零件圖 圖4-6冷料井主流道剪切速率校核因?yàn)樵摳蹦＞呤且荒Ｋ那唬芰霞w積不是很大，采用點(diǎn)澆口要進(jìn)行主流道和分流道的剪切速率校核。經(jīng)驗(yàn)：主流道5103s-1、分流道5102s-1、點(diǎn)澆口5105s-1，其它澆口&5103?5104S-1表4-1流道剪切速率校核冷料井類型和結(jié)構(gòu)(圖4-6)冷料井作用……0冷料井結(jié)構(gòu)：如下圖4-6所示主流道總壓力損失計(jì)算：TOC\o"1-5"\h\z4c 48aiLiqvi (43)pP 4 (4-3)i1 i1R式中：Li――各段流道長度，該處L取66mmR――各段流道半徑，該處R取4mmqv――各段流道體積流量，該處qvi取Vi――各段流道中熔體表觀粘度， vi=X2查《塑料成型模具》中國輕工業(yè)出版社圖3-3-6，將以上值代入(4-3)得p=o分流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算(1)分流道斷面尺寸常用的分流道截面形狀有圓形、六角形、梯形、u形、半圓形及矩形等幾種形式，如圖4-7所示。分流道截面的形狀應(yīng)考慮壓力損失、熱量損失較少和易于加工的要求。圖4-7分流道截面形狀取分流道的截面形狀為U形按經(jīng)驗(yàn)計(jì)算 b0.27.mg4L (4-4)h1.25RR0.5b (4-5)h1.25R(4-7)

式中b---U流道的寬度，伽上式適用：……。按經(jīng)驗(yàn)取值：…其形狀如下圖4-8、圖4-9所示圖4-8分流道橫截面圖圖4-9流道剖視圖(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；將上述數(shù)值代入式(4-7)、(4-8)得R――流道半徑(3)分流道總損失計(jì)算：4Pi18aiLiqviP i1 R4(4-9)式中Li—各段流道長度(20mm；將以上參數(shù)代入式(4-9)得：P== 5-1剪切速率確定：經(jīng)驗(yàn)：主流道&5103s-1;分流道&5102s-1;點(diǎn)澆道 510s；其它澆口&5103-5104s-1表觀粘度vi確定：各段流道中熔體表觀粘度， w=X102Pas。表4-2流道剪切速率校核計(jì)算公式符號物理意義出處結(jié)果Rn輕\L？智Rn當(dāng)量半徑查《塑料模具技術(shù)手冊》機(jī)械工業(yè)出版社表3—10查塑料設(shè)計(jì)手冊軟件版?"3 1=10s分流道的剪切速率在?=5102~5103S1的范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求流道斷面積流道長度流道的體積流率剪切速率

澆口設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）澆口截面形狀設(shè)計(jì)澆口的設(shè)計(jì)需要滿足一下條件:1）利于減小制品翹曲變形根據(jù)脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及澆口位置分布分析圖表 4-3，可知該塑件適合選用側(cè)澆口常用側(cè)澆口如下圖4-10所示圖側(cè)澆口側(cè)澆口寬度和深度的經(jīng)驗(yàn)公式為(4-10),（0.6 0.9）、(4-10)b30t（0.60.9） （4-11）式中b——側(cè)澆口寬度，mmO而通過表4-3及公式（4-8）、（4-9）確定澆口表4-3常用塑料所適應(yīng)的澆口形式塑料種類直接澆口側(cè)澆口平逢澆口點(diǎn)澆口潛伏澆口環(huán)形澆口聚丙烯（PP）V代入數(shù)據(jù)計(jì)算得b=2mmt=；l=2mm（2）校核剪切速率校核：圓形4qv"r剪切速率校核：圓形4qv"r3104s-1(4-12)表4-4流道剪切速率校核計(jì)算公式符號物理意義出處結(jié)果①Rn序當(dāng)量半徑①查《塑料模具技術(shù)手冊》機(jī)械工業(yè)出版社1997.表側(cè)澆口的剪切速率在?=5102~5104S1的范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求流道斷面積流道長度②？ 4qv流道的體積流率3—10②查塑料設(shè)計(jì)手冊軟件版Rn3剪切速率根據(jù)計(jì)算結(jié)果所設(shè)計(jì)的澆口的剪切速率符合要求，那么可以確定澆口的尺寸長為2mm寬為2mm高為?分型面的選擇分型面的位置要有利于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質(zhì)量等。分型面位置的選擇考慮如下問題：（1）外表質(zhì)量：分型面最好不選在制品光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。（8）排氣：當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí) 料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。該副模具在考慮以上因素后共設(shè)三處分型面：首先完成提手部位球行空間的抽芯，其次脫凹模讓塑件留在定模上，最后完成內(nèi)側(cè)抽芯脫出澆注系統(tǒng)。考慮到塑件的實(shí)際結(jié)構(gòu)，分型面的選擇，考慮一下兩者能夠設(shè)計(jì)方案如下圖 4-11圖4-12所示圖4-11分型面方案1 4-12 分型面方案2因?yàn)椤?。所以分型面的選擇采用方案 1。排氣系統(tǒng)的確定常用的排氣方法有四種（1）利用配合間隙排氣?！?排氣槽深度可按表4-5取值。取.表4-5常用塑件溢邊值塑料溢邊值S塑料溢邊值S塑料溢邊值S塑料溢邊值SABSPP型腔數(shù)目的確定及型腔的布置型腔數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)一模多腔的模具時(shí)，需要確定最經(jīng)濟(jì)的型腔數(shù)目模具n.影響n的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面.技術(shù)參數(shù)包括鎖模力，最大注射量型腔數(shù)目的確定及型腔的布置型腔數(shù)目的確定在設(shè)計(jì)一模多腔的模具時(shí)，需要確定最經(jīng)濟(jì)的型腔數(shù)目模具n.影響n的因素有技術(shù)參數(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)兩個(gè)方面.技術(shù)參數(shù)包括鎖模力，最大注射量,塑化能力，模板尺寸，制品尺寸精度和流變參數(shù)等.影響型腔數(shù)目的重要因素有如下四個(gè)：（1） 根據(jù)注塑機(jī)最大注塑量求型腔數(shù)根據(jù)圖4-13可知：塑件質(zhì)量m=cm"=（g）預(yù)選注塑機(jī)為：SYM-800（臥式）最大注塑量計(jì)算：實(shí)際注塑量：圖4-13質(zhì)量屬性0.85ms。qs(4-13)型腔數(shù)量計(jì)算：式中m。ms。一sms。一一注塑機(jī)的最大注塑量，該處ms。取。（按國際慣例指注塑在常溫下密度為 s=g/cm3的PA6的對空注塑量）q――一個(gè)塑件的質(zhì)量和它均分到的澆注系統(tǒng)質(zhì)量和，該處 q取?！叵履乘芰系拿芏萭/cm3，該處取。s 常溫下PS的密度g/cm3該處s取cm0所以上面參數(shù)代入式（4-13）、（4-14）得：(4-14)m'q0.85ms0qs0.85148.20.964.81.14（2）由鎖模力和模板尺寸確定型腔數(shù)型腔壓力計(jì)算：pkp°=X178=式中： 。根據(jù)塑化能力求型腔數(shù)模具的注塑容量還必須與注塑機(jī)的塑化能力相匹配型腔數(shù)：Gtc100G(4-15)n(4-15)3.6q6qx根據(jù)塑件精度確定型腔數(shù)目綜合考慮以上5個(gè)因素：確定型腔的數(shù)目為4個(gè)型腔的布置(1)盡量保證各型腔從總壓力中均等分得所需的型腔壓力，同時(shí)均勻充滿，并均衡補(bǔ)料，以保證各塑件的性能、尺寸盡可能一致?！Ｒ娦颓坏牟贾眯问揭娤卤?-6表4-6常見型腔的布置形式考慮以上因素，現(xiàn)提出兩種方案一模四腔的型腔布置形式，如下圖 4-14、圖4-15所示圖4-14型腔的布置方案1 圖4-15型腔的布置方案2經(jīng)比較可知方案1較為適合此塑件的成型，故型腔的布置形式采用方案1第五章塑件三維建模及CAE分析塑件的三維建模采用Pro/e三維建模軟件，對螺紋端蓋進(jìn)行實(shí)體建模，如下圖5-1所示圖5-1塑件三維圖CAE分析結(jié)果通過CAE模流分析可以查看有無短射現(xiàn)象；注射壓力是否太高；產(chǎn)品不同部位的收縮是否均勻；產(chǎn)品表面是否出現(xiàn)明顯縮水；熔接痕出現(xiàn)位置；氣穴出現(xiàn)狀況與結(jié)構(gòu)復(fù)雜（1）網(wǎng)格劃分如下圖5-2，塑件三維建模符合CAE分析要求。圖5-2塑件網(wǎng)格劃分圖（2）流動分析結(jié)果流動分析結(jié)果報(bào)告主要內(nèi)容:填充時(shí)間、玻纖取向張量、速度/壓力切換是的壓力、壓力、流動前沿處的溫度、剪切速率，拉伸速率、流動速率、粘度、密度、體積溫度、氣穴、體積收縮率、鎖模力、充填區(qū)域、凍結(jié)時(shí)間、注射位置處的壓力 XY圖，這些分析結(jié)果見下圖所示?！瓐D5-3充填時(shí)間 圖5-4玻纖取向張量由圖5-3、5-4可知填充時(shí)間為,玻纖取向張量取向基本一致。圖5-5拉伸速率 圖5-6剪切速率最大值圖5-5、5-6顏色一致，拉伸速率基本一樣，剪切塑料最大值時(shí)間為圖5-7密度 圖5-8凍結(jié)時(shí)間由圖5-7知塑件密度分布均勻，圖5-8知凍結(jié)時(shí)間基本一致圖5-9樹脂充填區(qū)域圖5-10圖5-9樹脂充填區(qū)域由圖5-9、5-10知熔料能全部充滿型腔，流動前沿溫度相同圖5-11速度圖5-12流動速率由圖5-11、圖5-12知熔料流動速率基本相同圖5-13剪切速率 圖5-14氣穴由圖5-13、圖5-14知各處剪切速率一樣，螺紋處易出現(xiàn)氣穴圖5-15速度/壓力切換時(shí)的壓力 圖5-16體積收縮率由圖5-15、圖5-16知速度/壓力切換時(shí)的壓力為21Mpa各處體積收縮率一致圖5-17鎖模力 圖5-18注射位置處壓力由圖5-17、圖5-18知鎖模力為，注射位置出的壓力為圖5-19溫度 圖5-20粘度由圖5-19、圖5-20知溫度平衡，各處粘度一樣，分布情況較好由圖5-21知,最大注射壓力為由圖5-21知,最大注射壓力為結(jié)論：1）充填階段結(jié)束的結(jié)果摘要注射壓力2）保壓階段結(jié)束的結(jié)果摘要最大剪切速率3）由此得注射工藝參數(shù)熔體溫度模具溫度注射時(shí)間圖5-21壓力=21951 ，1/s=C=CTOC\o"1-5"\h\z注射壓力 =速度/壓力切換時(shí)充填的體積=%保壓壓力 =17Mpa保壓時(shí)間 =冷卻時(shí)間 =20s成型周期 =第六章注射機(jī)的選擇及注射機(jī)工藝參數(shù)校核注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)范注塑壓力的校核所選注塑機(jī)為：SYM-8O0注射容量為130cm3，其小孔噴嘴R=，L’=。查《塑料注塑模具設(shè)計(jì)計(jì)算簡明手冊》’聚合物的幕律指數(shù)’，根據(jù)PA6取注塑溫度為265C。經(jīng)噴嘴的熔體剪切速率：(6-1)(6-1)"R3式中：——經(jīng)噴嘴的熔體剪切速率QQ—體積流量（卅“）；［其中Q省警,Qv-熔體體積，S-充模時(shí)間］SQ^= =45.8?S-流經(jīng)主流道的時(shí)間，所以取S=2sQ183.12Rz――注塑機(jī)小孔噴嘴半徑（cm）（）代入式（5-1）得經(jīng)噴嘴的熔體剪應(yīng)力：(6-2)(6-2)k式中： ——經(jīng)噴嘴的熔體剪應(yīng)力（N/cm2）k'——表觀稠度（NS/cm2）（）?—剪切速率（1/s）（X104S1）n 幕律指數(shù)（）代入式（5-2代入式（5-2）得則經(jīng)噴嘴的熔體壓力降:=X(X104)0.56X25式中：Pz 經(jīng)噴嘴的熔體壓力降（MPa）z2|zRz(6-3)(6-3)LZ——噴嘴長度（cm）（）代入式（5-3）得2Pz=500N/cm2=5MPa注塑裝置的壓力損失：pe2.25pz式中： Pe——注塑裝置的壓力損失（MPa）6-5)代入式（5-46-5)式中：pmax——注塑機(jī)的最大注塑壓力（145MPa）Pe——注塑裝置的壓力損失（）Pc 成型需要的壓力，一般取20?40MPa（因?yàn)镻E的流動性好,注塑機(jī)壓力校核：pe=0.7pmaxpe pc pj其注塑型腔壓力一般取25MPa）pj——澆注系統(tǒng)的壓力損失（MPa）代入式（5-5）得：X145=>結(jié)論：以上澆注系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合設(shè)計(jì)要求。鎖模力的校核通過型腔壓力校核鎖模力型腔數(shù)目的校核計(jì)算注射量的校核開模行程和脫模距離的校核模具閉合高度的校核第七章注射模具設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)注塑模架的確定選用標(biāo)準(zhǔn)注塑模架零件，該標(biāo)準(zhǔn)是1984年2月27日由原國家標(biāo)準(zhǔn)局批準(zhǔn)并發(fā)布，規(guī)定了1985年1月1日實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)共有11個(gè)通用零件，主要包括注塑模具中常用的推出、導(dǎo)向、定位等零件和模塊、模板。（1）GB/模板，見《中國模具設(shè)計(jì)大典》表。（7）GB/直導(dǎo)套，見《中國模具設(shè)計(jì)大典》表。選用A2模架如圖7-1圖7-1模架圖型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖7-2所示圖7-2凹模零件圖（2）型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)螺紋型芯軸來成型塑件的內(nèi)螺紋，在成型時(shí)考慮塑件的收縮率，其表面粗糙度要?。≧a＜）應(yīng)有。脫模斜度，零件圖如下圖7-3所示，用六邊形型芯來成型塑件上的孔，采用螺釘將其與定模板聯(lián)接。其基本結(jié)構(gòu)如下圖7-4所示。圖7-3凸模螺紋型芯軸圖7-4帶六棱柱的型芯脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)考慮了三種脫模機(jī)構(gòu)方案，進(jìn)行分析比較，以便得出更為合理的脫模方法方案一，強(qiáng)制脫模： 。方案二，如圖7-5所示這種脫螺紋機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、可靠圖7-5拼合型環(huán)脫螺紋方式（1）脫出螺紋基本方法選用“螺紋型心后退式”，此法適用于端面止轉(zhuǎn)及內(nèi)孔出筋止轉(zhuǎn)。（2）螺紋型芯只旋轉(zhuǎn)軸不向退回的結(jié)構(gòu)：此方案型芯或型環(huán)與轉(zhuǎn)軸的連接和安裝的方法簡單，但塑件止轉(zhuǎn)方法較復(fù)雜，當(dāng)型芯旋轉(zhuǎn)不退回時(shí)，依據(jù)塑件結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)和止轉(zhuǎn)均設(shè)計(jì)在動模側(cè)。當(dāng)型芯旋轉(zhuǎn)不退回時(shí)，塑件將發(fā)生軸向移動，見圖7-6圖7-6螺紋型芯旋轉(zhuǎn)軸不后退的脫螺紋方式通過比較方案一、方案二和方案三比較，方案三中（2）的“螺紋型芯只旋轉(zhuǎn)不軸向退回的脫螺紋機(jī)構(gòu)”最滿足此次設(shè)計(jì)宗旨，下面對此次齒輪傳動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。注射模具零件設(shè)計(jì)由方案三（2）中的脫模機(jī)構(gòu)可知，該副模具需進(jìn)行比較多的零件設(shè)計(jì)。型腔和型芯的設(shè)計(jì)在前節(jié)已確定，下面對其主要連接零件，定位零件，導(dǎo)向零件進(jìn)行設(shè)計(jì)。（1）模具主要連接件選擇或設(shè)計(jì)模板之間的連接件…，如下圖7-7所示圖7-7內(nèi)六角頭螺釘（2）模具主要定位件選擇或設(shè)計(jì)模架在安裝時(shí)，圓柱定位銷和圓錐定位銷，如下圖7-8、圖7-9所示圖7-8圓錐銷圖7-9圓柱銷（3）模具主要導(dǎo)向件選擇或設(shè)計(jì)模具主要采用導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向，采用對稱不等徑的布置方式，導(dǎo)柱與導(dǎo)套用間隙配合，當(dāng)要求精度高時(shí)，可選用緊一點(diǎn)的配合，但過緊的配合會引起較快的磨損、拉傷，設(shè)計(jì)使用壽命較長直接加在模板上，而應(yīng)嵌入導(dǎo)向套，導(dǎo)向套表面硬度大、耐磨、易更換。如下圖7-11所示圖7-11導(dǎo)柱與導(dǎo)套配合形式（2） 齒輪零件的設(shè)計(jì)，齒輪的傳動設(shè)計(jì)見所示（3）軸承的選擇，根據(jù)前面對型芯凸模軸的設(shè)計(jì)，軸承選擇 61904GB/T276-199注塑模具設(shè)計(jì)及計(jì)算型腔和型芯成型尺寸計(jì)算（1）塑件精度影響誤差值的確定（2）按平均收縮率計(jì)算成型尺寸通常，凸凹模的工作尺寸根據(jù)塑料的收縮率， 凸凹工作尺寸的制造公差和磨損量三個(gè)因素確定，塑件零件圖見第三章，圖3-1所示。1）凹模的工作尺寸。具體計(jì)算公式如下：凹模的徑向尺寸為：（Lm）0Z[（1S）LsX]oZ （7-1）式中Lm——模具型腔徑向基本尺寸；Ls——塑件外表面的徑向基本尺寸；S――塑件平均收縮率；――塑件外表面徑向基本尺寸的公差；z――/3；x 塑件外形基本尺寸： 28Oo.5mm，12Oo.2mm，S=將以上參數(shù)代入（7-1）得：模具型腔工作尺寸：28.045oO.1712oO.O67mm凹模的深度尺寸計(jì)算公式為：（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將以上參數(shù)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。具體計(jì)算公式如下：凸模徑向尺寸計(jì)算公式為：（Im）。z[（1S）lsX]0將以上參數(shù)代入式（7-4）得：模具型芯高度尺寸： 5.1600.08mm3）螺紋型芯工作尺寸計(jì)算0螺紋型芯大徑： （dm大）0z1Sds大+△中z0螺紋型芯中徑： （dm中）0z1Sds中+△中z0螺紋型芯小徑： （dm?。?z1Sds小+△中z—螺紋型環(huán)中徑制造公差，可取中/5塑件內(nèi)螺紋尺寸： 240°.15mm0.1523.350 mm，0.1522.9170—螺紋型環(huán)中徑制造公差，可取中/5塑件內(nèi)螺紋尺寸： 240°.15mm0.1523.350 mm，0.1522.9170mm將以上參數(shù)代入式（7-5）、（7-6）、（7-7）得：螺紋型芯尺寸：24.5200.04mm，23.85。。心mm， 23.4200.04mm4）螺紋型芯螺距工作尺寸(Pm)寸R(1S)寸(7-8)式中： Pm——螺紋型芯螺距工作的基本尺寸R――塑件內(nèi)螺紋螺距的基本尺寸z――螺紋型芯螺距制造公差(7-3)(7-5)(7-6)(7-7)塑件內(nèi)螺紋螺距的基本尺寸Ps1.5mm將以上參數(shù)代入式（7-8）得：螺紋型芯螺距尺寸 Pm=1.530.15mm成型零件力學(xué)計(jì)算塑件內(nèi)螺紋螺距的基本尺寸Ps1.5mm將以上參數(shù)代入式（7-8）得：螺紋型芯螺距尺寸 Pm=1.530.15mm成型零件力學(xué)計(jì)算（1）模板和模具的接觸應(yīng)力強(qiáng)度校核結(jié)論：模板和模具的接觸應(yīng)力強(qiáng)度滿足要求（2）凹模型腔強(qiáng)度與剛度計(jì)算塑件外圓尺寸?28mm模具型腔為整體式凹模材料40Cr。1）強(qiáng)度計(jì)算:叫］]2P]1)J]2）剛度計(jì)算:r[(1E【]+°.75貯護(hù)E[]-1.25rP(7-10)(7-11)式中：E——彈性模量；［］——允許變形量將各數(shù)據(jù)代入式（7-11）得所以型腔的最小厚度S=4mm由于凹模板是整體式的，也遠(yuǎn)滿足設(shè)計(jì)要求。齒輪傳動的設(shè)計(jì)按照方案三（2）的螺紋脫模機(jī)構(gòu)對齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)（1）傳動比分配設(shè)計(jì)總傳動比為i0.4第1級，齒條—直齒圓柱齒輪傳動， i10。第2級，直齒錐齒輪-直齒錐齒輪傳動 i20.8第3級，直齒圓柱齒輪—直齒圓柱齒輪。i30.5具體要求高速齒輪變速組齒輪齒數(shù)的確定原則是：齒輪結(jié)構(gòu)尺寸緊湊，輸出軸轉(zhuǎn)速誤差?。际牵糊X數(shù)和SW10&120;受傳動性能限制的最少齒數(shù)，一般Zmin=18?20具體要求高速齒輪Zmin=25；

齒輪傳動強(qiáng)度設(shè)計(jì)需依據(jù)塑件脫模力矩大小確定，故下面對脫模力矩進(jìn)行計(jì)算。(2)脫模力矩計(jì)算該塑件有內(nèi)螺紋，要計(jì)算螺紋型芯旋出的所需的力矩，以確定所需動力作為設(shè)計(jì)機(jī)械傳動裝置的依據(jù)。如下圖所示塑件對螺紋型芯的總抱緊力Ps，假設(shè)作用在螺紋中徑的圓柱面上，由此可得所需型芯或塑件旋轉(zhuǎn)的脫模力矩式中：1「2 螺紋中徑的半徑值，1仁一一塑件與鋼表面間的脫模系數(shù)。PlPsMfcPs「2fc(P式中：1「2 螺紋中徑的半徑值，1仁一一塑件與鋼表面間的脫模系數(shù)。PlPsP2P2其中P1是以中徑圓柱體作為內(nèi)表面的壁厚或當(dāng)圓筒壁厚td2/20PlPl1.5aE(TfTj)AAc(7-13)當(dāng)圓筒壁厚td2/20Pi1.25E(TfTj)2 2R$2 2Pi1.25E(TfTj)2 2R$2 2R r2Acu(7-14)Ac2r2h(7-15)式中：a塑料的線膨脹系數(shù),1/C;h 螺紋長度,mmP2是塑件內(nèi)螺紋齒形對型芯牙形的軸向包緊力，可視為具有凹槽塑件的加緊力。P21.5E(TfTj)(d2d12) (7-16)式中：d——螺紋外徑；d1――螺紋內(nèi)徑。相鄰螺紋牙齒間的夾緊力會相互抵消，螺紋升角影響很小,而牙形一般是對稱的。因?yàn)樗芗骄诤駎=2mm，螺紋大徑為d為24，中徑d2為，小徑d1為，21R為14mm血為，壁厚與中徑之比 一，屬于厚壁殼體形塑件。且塑件橫斷面為23.3520

圓形查《簡明塑料模具設(shè)計(jì)手冊》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)計(jì)算得905.6N594.5N即為第三級傳動單個(gè)塑件所需的脫模力矩， 因?yàn)樵O(shè)計(jì)為一模四腔,級傳動軸力矩M1M2i125670Nmo;u0.35所以第三級傳動56Nm，第—M3 28i23 0.5傳遞功率Mn103級傳動軸力矩M1M2i125670Nmo;u0.35所以第三級傳動56Nm，第—M3 28i23 0.5傳遞功率Mn1039550(7-17)把以上數(shù)據(jù)代入式7-16)得第三級傳動功率P3M3n9550103摯1039550264w第二級傳動功率 p2R=264=293.3wn23 0.9第一級傳動功率 P1R=?^=326wn12 0.9又因所選注塑機(jī)電動機(jī)功率N=9Kw所以脫螺紋時(shí)所需旋轉(zhuǎn)功率為：326w<9000w，遠(yuǎn)滿足需求直齒輪傳動設(shè)計(jì)進(jìn)行齒輪傳動設(shè)計(jì)需滿足以下強(qiáng)度條件齒面接觸疲勞強(qiáng)度條件$h=zeZhz 」心］(7-18)(7-19)\(7-18)(7-19)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度條件KFS嚴(yán)J泉“丫附］bm式中：》——齒面接觸應(yīng)力；......Y；——重合度系數(shù)

由此進(jìn)行齒輪傳動設(shè)計(jì)，并代入相關(guān)參數(shù)得以下①設(shè)計(jì)參數(shù)傳遞功率 P=(kW)齒輪傳遞功率 P=(kW)齒輪1轉(zhuǎn)速 n仁45(r/min)傳動比 i=工作機(jī)載荷特性WF=均勻平穩(wěn)②布置與結(jié)構(gòu)齒輪1布置形式懸臂布置③材料及熱處理齒面嚙合類型軟齒面齒輪1材料及熱處理40Cr<調(diào)質(zhì)>齒輪2材料及熱處理34CrNi3Mo<調(diào)質(zhì)>④齒輪精度齒輪1精度 7級⑤齒輪基本參數(shù)⑥強(qiáng)度校核相關(guān)系數(shù)傳遞轉(zhuǎn)矩T=56(N?m)齒輪2轉(zhuǎn)速n2=90(r/min)原動機(jī)載荷特性SF=均勻平穩(wěn)預(yù)定壽命H=20000(小時(shí))齒輪2布置形式 懸臂布置熱處理質(zhì)量級別Q=ME齒輪1硬度 275HBS齒輪2硬度 305HBS齒輪2精度6級⑦強(qiáng)度校核數(shù)據(jù)結(jié)論：通過以上計(jì)算所設(shè)計(jì)的直齒輪滿足強(qiáng)度要求。錐齒輪傳動設(shè)計(jì)錐齒輪的設(shè)計(jì)參照直齒輪的設(shè)計(jì)步驟，這里就不進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，利用附錄計(jì)算程序，直接給出計(jì)算結(jié)果，其主要幾何尺寸如下齒數(shù)比uu蘭28 0.8Z2 35分錐角1art(tanu)38.65°當(dāng)量齒數(shù)jz Z1 28Z\1 °36cos1 cos38.65大端模數(shù)mm2mm大端分度圓直徑dd1mz-i22856mm錐距RR—^z-i2z22 —V282352 44.82mm22齒寬系數(shù)RR0.33齒高h(yuǎn)h ha hfm1.2m2.2m2.224.4mm大端頂圓dada1d2hacos1 56220.77859.2mm齒頂角ahaa art(tan*)2.6O齒根角fhffart(tan )R3O頂錐角aa141O根錐角ff136。(5)齒輪齒條傳動設(shè)計(jì)齒輪齒條的設(shè)計(jì)也參照直齒輪的設(shè)計(jì)步驟， 這里也不進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算，直接給出計(jì)算結(jié)果，其主要幾何尺寸如下模數(shù)m1.5齒數(shù)乙20齒形角20螺紋圈數(shù)與齒條關(guān)系此次設(shè)計(jì)的零件體積很小，開模力將遠(yuǎn)大于零件的摩擦力，所以不從強(qiáng)度計(jì)算方向進(jìn)行傳動零件的設(shè)計(jì)，如齒輪的設(shè)計(jì)。由于塑件有螺紋，故開模時(shí)采用較小的速度，取脫螺紋速度為 m=s,即90r/min，塑件螺紋長度為，螺距為，所以螺紋圈數(shù)為5圈，型芯軸需旋轉(zhuǎn)5圈才能完全脫出螺紋，因傳動比為i=，ni=n*=s,即36r/min，則一級傳動軸需轉(zhuǎn)5X=2圈。因?yàn)檩S齒輪模數(shù)m=,齒數(shù)=20,則公稱直徑d=30mm圓周周長L=nXd=X30=，軸齒輪轉(zhuǎn)2圈即在齒條上移動2L=。因此所需齒條長度至少為塑件脫螺紋和開模行程計(jì)算如下圖7-10所示開模示意圖圖7-10開模示意圖所以開模行程取190mm模具熱平衡計(jì)算0由于PA6塑料成型時(shí)要求模溫在60?100(oC),并且塑件尺寸較小，故模具不考慮設(shè)置加熱系統(tǒng)，冷卻裝置考慮如下：單位時(shí)間里模具型腔內(nèi)的總熱量Qin總熱量Qin(KJ/h)為QinWQ!NGQ! (7-19)式中 W——單位時(shí)間內(nèi)注入模具型腔中的塑料重量 (KJ/h)；Qi1minQi1min(7-20)式中C2——塑料的比熱容［KJ/(kg°c)］；由表2-3查得：C2=1.340KJ/(kg °c)，由于PA6塑料是非結(jié)晶型塑料，所以尸0<01max220°C,01min55°C，由mOldflOW分析結(jié)果可知，成型周期T由注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間和開閉模時(shí)間組成，T=40s。代入式(7-20)得將以上數(shù)據(jù)代入式(7-19)得通過自然冷卻所散發(fā)的熱量Qc、Qr、Ql通過自然冷卻所散發(fā)的熱量由三部分(Qc、Qr、Ql)組成。1)由對流所散發(fā)的熱量Qc(KJ/h)(7-21)QC 1F(t2mt0(7-21)式中F——模具表面積(m2);傳熱系數(shù)［(KJ/(cm傳熱系數(shù)［(KJ/(cm2h°c)］當(dāng)o° 八 /1 t\1/202m<300c1At(t2mt0)(7-22)FF'F' (7-23)式中：F'為模具四側(cè)面積；F''為模具對合面積； 為開模率代入式(7-21)、(7-22)、(7-23)數(shù)據(jù)計(jì)算得：FF'F''=xx4+x2X=m

Qc=At(t2mt°)"2XX(55-20)=2)由輻射所散發(fā)的熱量Qr(KJ/h)Qr20.8F[(273t2mQr20.8F[(273t2m100)4（加(7-24)式中：Qr――由輻射散發(fā)的熱量（KJ/h）;f'――為模具四側(cè)面積（吊），該處f'為——輻射率，磨光面?， 一般加工表面?，毛坯;代入式（7-24）得Qr=xx273554 427320 =124KJ1001003）向注塑機(jī)工作臺面所傳熱量Ql3.6F'''(t2mt°)(7-25)式中：Ql 向注塑機(jī)工作臺面所傳熱量（KJ/h)將上式值代入式（7-25）得：Ql=X105XX（55-20）=KJ通過自然冷卻所散發(fā)的熱量QutQcQrQl=+124+=>Qin=KJ故不需要設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)。第八章繪制模具圖繪制總裝結(jié)構(gòu)圖繪制總裝圖采用1：1的比例。模具總裝配包括以下內(nèi)容：繪制全部零件圖校對、審圖模具及其零件與塑件圖紙的關(guān)系模具及模具零件的材質(zhì)、硬度、尺寸精度，結(jié)構(gòu)等符合塑件圖紙的要求。塑料制件方面塑料料流的流動、縮孔、熔接痕、裂口，脫模斜度等不影響塑料制件的使用性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等方面的要求。成型材料的收縮選用得正確。成型設(shè)備方面注射量、注射壓力、鎖模力，模具的安裝，制件的抽芯，脫模；注射機(jī)的噴嘴與澆口套正確地接觸。模具結(jié)構(gòu)方面（1）分型面位置及精加工精度滿足需要不會發(fā)生溢料，開模后能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊。（2）脫模方式正確，推桿、推管的大小、位置、數(shù)量合適，推板不會被型腔卡住，不會擦傷成型零件。（3）模具溫度調(diào)節(jié)方面。冷卻介質(zhì)的流動線路位置、大小、數(shù)量合適。（4）處理塑料制件側(cè)凹的方法，脫側(cè)凹的機(jī)構(gòu)恰當(dāng)。（5）澆注、排氣系統(tǒng)的位置、大小恰當(dāng)。模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化問題整體結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化采用標(biāo)準(zhǔn)典型模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)：模板，凸模固定板，凹模固定板，導(dǎo)柱，選用國標(biāo)。常用模具零件標(biāo)準(zhǔn)化推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模腳、推桿固定板及墊板等均采用標(biāo)準(zhǔn)化。凡是能夠標(biāo)準(zhǔn)的模具零件和部件，均應(yīng)盡量標(biāo)準(zhǔn)化。凹模加工工藝規(guī)程的編制凹模零件圖如下圖8-1所示加工工藝見表8-1表8-1凹模加工工藝表序號工序名稱工序內(nèi)容1下料255mmK255mmK30mm2熱處理正火3刨平面252mmx252mmx27mm4鉆、鏜孔鉆導(dǎo)柱配合孔025mm$28mm銷孔012mm錐孔$6mm通孔014mm,再擴(kuò)成階梯孔020mm深16mm,圓周止轉(zhuǎn)孔，01mm凹?？?28mm加工至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)精度5銃銃U形分流道b=5mm、R=、h=，矩形點(diǎn)澆口L=2mm、b=、h=2mm6磨磨六表面至、保證垂直度為7電火花加工加工凹模型腔至指定尺寸精度8研、拋光r研磨、拋光型腔粗糙度至第九章總結(jié)參考文獻(xiàn)[1]塑料模具設(shè)計(jì)手冊編委會．塑料模具設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001附錄：圓錐齒輪參數(shù)計(jì)算程序/**File:*Thisprogramreadsthetooth_numbernumberandModule,*togettheotherparametersofthebevel