機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)31齒輪鏈輪套件設(shè)計(jì)

1 第 1 章 塑件成型工藝性分析 1 1 塑件（ 齒輪鏈輪套件 ）分析 1.1.1塑件 如圖 1.1所示， 齒輪鏈輪套件參數(shù)見(jiàn)表 1.1。 表 1.1 齒輪鏈輪套件參數(shù) 1.1.2該塑件 塑料名稱 為 聚酰胺 66（ PA66），采用大批量生產(chǎn)綱領(lǐng) 1.1.3塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 塑件 結(jié)構(gòu)分析如下 ，塑件零件工作圖如圖 1.1。 圖 1.1 塑 件 零件工作圖 （ 1） 該凸凹塑件作為傳動(dòng)件，兩端都為齒輪，分別在不同的型腔內(nèi)成型，必須保證塑件的同軸度，所以在模具設(shè)計(jì)和制造上要有精密的定位措施和良好的加工工藝，以保證傳動(dòng)精度。 齒輪參數(shù) 大外齒輪 小外齒輪 內(nèi)齒輪 模數(shù) m 2 1.5 1.5 基圓直徑 db 56.38 42.29 42.29 齒數(shù) z 30 30 30 分度圓直徑 d 60 45 45 齒頂圓直徑 da 64 48 42 壓力角 a 20 頂隙系數(shù) c* 0.25 齒頂高系數(shù) ha* 1.0 2 （ 2） 該塑件外形是階梯齒輪零件 ，在圓柱齒輪上有側(cè)向凸凹。 成型工藝分析如下。 （ 1） 精度等級(jí)。采用一般精度 7級(jí)。 （ 2） 脫模斜度。 塑件壁厚喲為 2.5mm，其脫模斜度查參考文獻(xiàn)其脫模斜度 40到 1度 30分。由于塑件沒(méi)有特殊狹窄細(xì)小部位，所用塑料為 PA66，流動(dòng)性極好，注射流暢，所以塑件外形沒(méi)有放脫模斜度，同時(shí)為了保證齒輪傳動(dòng)齒面接觸強(qiáng)度，齒輪輪齒不放脫模斜度，軸孔也不放脫模斜度。 1.2 熱塑性材料（ PA66）的注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 1.2.1 注射成型過(guò)程 （ 1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) PA66 的色澤、細(xì)度和均勻度等進(jìn)行 檢查。由于 PA66 容易吸濕，成型前應(yīng)進(jìn)行充分的干燥， 使 水分含量 2，符合要求。 在式子中 K-注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，結(jié)晶型塑料一般去 0.75； M-注射機(jī)的額定塑化量，該注射機(jī)為 10.5g/s； t-成型周期，取 30s； m1-單個(gè)塑件的質(zhì)量和體積，取 m1 40.26g； m2-澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量和提，取 2m1 0.6； （ 2） 按注射機(jī)的最大注射量校核型腔數(shù)量 128.0 m mGn =(0.8 x 179 x1.1 40.26 x 2 x 0.6)/40.26=2.712 , 符合要求。 式中： G 注射機(jī)的最大注射量（ g），取 G=179； m1 單個(gè)塑件的重量（ g）， m1=40.26g； m2 澆注系統(tǒng)的重量（ g）， 2 m1 0.6。 （ 3） 按注射機(jī)的額定鎖模力校核型腔數(shù)量 12A APFn 型 = 56523035.030 565230101 6 =142,符合要求。 3.3.2 注射機(jī)工藝參數(shù)的校核 （ 1） 注射量的校核 注射量以容積表示最大注射容積為 Vmax=V=0.75 179=135 cm3 式中 Vmax模具型腔和流道的最大容積（ cm3） V 指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（ cm3），該注射機(jī)取 179cm3 注射系數(shù)，取 0.750.85，無(wú)定型塑料可取 0.85，結(jié)晶型塑料可取 0.75，這里取 0.75。 8 如果實(shí)際注射量過(guò)小，注射機(jī)的塑化能力得不 到發(fā)揮，塑料在料筒中停留時(shí)間就會(huì)過(guò)長(zhǎng)。所以最小注射機(jī)容積 Vmin=0.25V=44.75 cm3。故每次注射的實(shí)際注射量容積應(yīng)該滿足VminVVmax,而 V =117.12 cm3 符合要求。 （ 2）鎖模力的校核 在前面已經(jīng)校核過(guò)，符合要求。 （ 3） 最大注射壓力校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 Pmax=132MPa，應(yīng)該大于注射成型所需調(diào)用的注射壓力 P0，即 Pmax k P0 其中： k 安全系數(shù)，常取 1.25 1.4。 P0 132/1.4=94.3 實(shí)際 生產(chǎn)中 ,該塑件成型時(shí)所需壓力為 P0=70 MPa 100MPa，符合要求。 3.3.3 安裝尺寸校核 噴嘴尺寸 （ 1）主流道的小端直徑 D 大于注射機(jī)噴嘴 d，通常為 D=d+（ 0.51） mm 對(duì)于該模具 d=3mm，取 D=3.5，符合要求。 （ 2）主流道入口的凹球面半徑 SR0應(yīng)該大于注射機(jī)噴嘴球半徑 SR，通常為 SR0=SR+（ 12） mm 對(duì)該模具 SR=10mm，取 SR0=12mm，符合要求。 定位圈的尺寸 注射機(jī)的定位孔尺寸為 120，定位圈尺寸取 -0.20.4-120，兩者之間呈較松動(dòng)的間隙配合，符合要求。 最大與最小模具厚度 模具厚度 H 應(yīng)該滿足 HminHHmax 式子中： Hmin=170mm， Hmax=360mm。 而該套模具厚度 H=242mm，符合要求！ 開(kāi)模行程校核和推出機(jī)構(gòu)的校核 （ 1） 開(kāi)模行程校核 9 mmHHH )105(21 式子中： H注射機(jī)動(dòng)模板的開(kāi)模行程（ mm），取 280mm， H1塑件推出行程（ mm），取 30 mm H2包括流道凝 料在內(nèi)的塑件高度 （ mm） ，其值為 H2=20+45+39+（ 510） =107 mm 112mm 帶值計(jì)算，符合要求。 （ 2） 推出機(jī)構(gòu)的校核 該推出機(jī)構(gòu)的推出行程為 60mm ，大于 H1=30mm，符合要求 該套模具的模架尺寸與注射機(jī)拉桿內(nèi)間距的校核 該套模具的外型尺寸為 250mm 355mm，而注射機(jī)拉桿內(nèi)間距為 260mm 360mm 符合要求。 10 第 4 章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 4.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注 射機(jī)噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模時(shí)主流凝料的順利拔出。 4.1.1 主流道尺寸 (1)主流道小端的直徑 mmDD 5.315.0315.0 ），取（）（注射機(jī)噴嘴直徑 (2)主流道球面半徑 mmSRSR 12211021 00 ），?。ǎㄗ⑸錂C(jī)噴嘴球頭半徑 （ 3）球面配合高度 mmmmmmh 353 ，取 （ 4）主流道長(zhǎng)度 盡量小于 60mm，由于標(biāo)準(zhǔn)模架結(jié)合該模具的結(jié)構(gòu)，取 L=25+15+2=42mm （ 5）主流道大端直 ooommLDD 2)21(29.6t a n2 ，取為半錐角 D； =6.3mm （ 6）澆口套總長(zhǎng) mmhLL 45234020 4.1.2 主流道襯套的形式 主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，為易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，所以模具主流道部分設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的玄遠(yuǎn)優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如 T8A， T10A 等，熱處理硬度為 50HRC 55HRC， 主流道襯套的形式 如圖 4.1所示。 圖 4.1 主流道襯套 的形式 11 由于該模具主流道較長(zhǎng)，定位圈設(shè)計(jì)成分體式較易，其定位圈的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 4.2。 主 流道襯套 及定位圈 的固定形式如圖 4.3所示 。 圖 4.2 定位圈 的形式 M圖 4.3 主流道襯套及定位圈的固定形式 4.2 冷料穴的設(shè)計(jì) 4.2.1主流道冷料 穴 的設(shè)計(jì) 開(kāi)模時(shí)應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該塑件形狀復(fù)雜，要求較高，所以采用多點(diǎn)進(jìn)澆，模具在第一次 分型時(shí)是澆點(diǎn)被拉料桿拉斷，限位桿達(dá)限位的作用，在第二次分型時(shí)脫料板將凝料脫下，該模具采用底部無(wú)桿的圓環(huán)槽冷料穴，如圖 4.4所示。 圖 4.4 主流道冷料穴 其中 d為主流道大端直徑，該模具取 d+2=6.3mm，冷料穴深度為 3/4d=4.2mm。 冷料穴穴大端 12 直徑取 6.3+1=7.3 4.2.2 分流道冷料穴 的設(shè)計(jì) 當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，可將分流道端部沿料流前進(jìn)的方向延長(zhǎng)作為分流道冷料穴，以存儲(chǔ)前鋒冷料。 4.3 分流道的 設(shè)計(jì) 4.3.1 分流道的布置形式 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān)，引誘多種不同的布置形式，但應(yīng)遵循兩個(gè)方面的原則：一是排列要緊湊、縮小模具板面尺寸；二是流程盡量短、鎖模力力求平衡。該模具的流道布置形式采用平衡式，具有對(duì)稱性。分流道的布置形式如圖 4.4所示。 圖 4.4 分流道的布置形式 4.3.2 分流道的長(zhǎng)度 分流道盡量的短，且少?gòu)澱?。該模具分流道的長(zhǎng)度計(jì)算如下。 （ 1）半圓分流道單向長(zhǎng)度為 mmL 601 （ 2）分流道總長(zhǎng)度為 mmLL 195)5.123(2 1 4.3.3分流道的形狀及尺寸 為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上。由于 PAA66 的流動(dòng)性極好，選擇半圓形分流道，為了便于在澆道板上加工，其直徑為 5mm 4.3.4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)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra并不要求很低一般取 m0.63 m1.6 ，這樣表面梢不光滑，有助增大塑料熔體的外層流動(dòng)阻力。避免熔流表面滑移，使中心層具有較高是剪切速率。此處 Ra= m0.8 13 4.4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口截面積通常為分流道截面積的 0.07倍 0.09倍，澆口截面積形狀多為矩形和圓形兩種，澆口長(zhǎng)度為 0.5mm 2.0mm。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，取其下限值，然后字試模時(shí)逐步修正。 4.4.1 澆口類型及位置的確定 該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時(shí)從所提供的塑件圖樣可看出，在 20 與 30的圓筒即在 25 的圓周上設(shè)置 點(diǎn)進(jìn)澆口比較合適。這類澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，能有效地增大塑料熔體的剪切速率，降低非牛頓型塑料熔體的表觀黏度和通過(guò)剪切熱提高料溫，流動(dòng)性增加，利于充填。在就是，還因?yàn)闈部诔叽缧。茉陂_(kāi)模時(shí)被自動(dòng)拉斷，澆口痕跡小，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等多種原因。點(diǎn)澆口截面一般為圓形，其直徑約偽 0.3mm 2mm，常用直徑為 0.5mm 1.8mm，具體數(shù)值需視塑料性能和塑件情況而定（如大塑件可取較大值）。在在本次設(shè)計(jì)中取澆口直徑尺寸為 1mm，澆口的設(shè)計(jì)如圖 4.5所示 。 圖 4.5 澆口的設(shè)計(jì) 其尺寸實(shí)際效果如何，應(yīng)在試模中檢驗(yàn)與改進(jìn)。 4.5 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于該模具，從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸對(duì)應(yīng)相同，各個(gè)澆口也相同，澆注系統(tǒng)顯然是平衡的。 14 第 5 章 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件，在本設(shè)計(jì)中 為方便齒部的加工，以內(nèi)、外齒鑲件成型齒部，半片從裝配考慮的，裝配時(shí)，兩個(gè)半片合裝于內(nèi)齒鑲件中一同鑲?cè)胪恺X鑲件，使內(nèi)、外鑲件形成一個(gè)整體，同時(shí) 相互一同圓柱面配合，確保其同軸度，鏈輪鑲件則以電火花加工較方便。從而降低加工難度。 5.1 定模部分的內(nèi)外齒鑲件及半塊 5.1.1 成型零件內(nèi)齒鑲件結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 5.1。 圖 5.1 內(nèi)齒鑲件 5.1.2 成型零件外齒鑲件結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 5.2。 圖 5.2 外齒鑲件 5.1.3 成型零件半片結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 5.3 圖 5.3 半片 15 5.2 動(dòng)模部分的兩 半結(jié)構(gòu)和鏈輪 鑲件 5.2.1成型零件兩半結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 5.4。 圖 5.4 兩半結(jié)構(gòu) 5.2.2 成型零件鏈輪鑲件結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 5.5。 圖 5.5 鏈輪鑲件 16 5.3 推出機(jī)構(gòu)頂管及型心芯桿 5.3.1 推出機(jī)構(gòu)頂管結(jié)構(gòu)如圖 5.6。 圖 5.6 頂 管 5.3.2成型零件芯桿如圖 5.7。 圖 5.7 芯桿 17 第 6 章 模架的確定和標(biāo)準(zhǔn)件的選用 有前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為 P9 型、模架尺寸為 250mm 355mm的標(biāo)準(zhǔn)模架，可符合要求。 模具上所有的螺釘盡量采用內(nèi)六角螺釘；模具外表面盡量不要有突出部分；模具外表面應(yīng)光潔，加涂防銹油。兩模板之間應(yīng)有分模間隙，即在裝 配、調(diào)試、維修過(guò)程中，可以方便地分開(kāi)兩塊模板。 1定模座板（ 315mm 355mm 25mm） 定模座板是模具與注射機(jī)連接固定的板，材料為 45鋼。 通過(guò) 4個(gè)限位螺釘與脫料板限位連接；定位圈通過(guò) 4 個(gè) M10的內(nèi)六角圓柱螺釘與其連接；定模座板與澆口套為 H7/m6配合。 2脫料板（ 250mm 355mm 15mm） 用于脫下主流道的凝料和澆口套的固定。一般用 45 鋼或 Q235A。澆口套與脫料板采用 H8/f7配合 3澆道板（ 250mm 355mm 20mm） 4定模 固定 板（ 250mm 355mm 25mm） 用于固定型芯、導(dǎo)套 ，斜導(dǎo)柱 。應(yīng)有一定的厚度，并有足夠的強(qiáng)度，一般有 45鋼或 Q235A制成，最好調(diào)質(zhì) 230HB 270。其導(dǎo)套孔與導(dǎo)套一端采用 H7/m6 配合；定模板與外齒鑲件為H7/m6配合。斜導(dǎo)柱與定模板為 H7/n6配合。 5動(dòng)模板（ 315mm 355mm 50mm） 6 支承板 （ 250mm 355mm 40mm） 支承板 應(yīng)具有較高的平行度和硬度。該套模具的鏈輪鑲件在支承板上， 因此又起到了動(dòng)模固定板的作用，所以用 45 鋼較好，調(diào)質(zhì) 230HB 270HB 其上的導(dǎo)柱固定孔與導(dǎo)柱為 H7/K6配合 ；頂管孔與頂管為 H7/f7配合 7墊塊（ 250mm 355mm 80mm） 1）主要作用 在動(dòng)模座板與支承板之間形成推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作空間，或是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī) 18 的模具安裝厚度要求。 2）結(jié)構(gòu)形式 可以是平行墊塊或拐角墊塊，該模具采用平行墊塊。 3）墊塊材料 墊塊材料為 Q235A，也可用 HT200等。該模具墊塊采用 Q235A制造。 4）墊塊的高度 h校核 h=h1+h2+h3+s=16+20+32+5=73mm,符合要求。 式子中： h1 推管固定板的厚度 h2 推板厚度 h3 推出行程 S 推出行程富余量 36,取 5。 8動(dòng)模座板（ 250mm 355mm 25mm） 材料為 45鋼，其上的注射機(jī)頂桿孔為 55mm。 9推板（ 148mm 355m 20mm） 材料為 45鋼，其上的推板與頂管采用 H7/m6配合，用 4個(gè) M8的內(nèi)六角圓柱螺釘與推桿固定板固定。 10推管固定板（ 150mm 355mm 16mm） 材料 45 鋼。其上的推板與芯桿采用 H7/f7配合。 19 第 7 章 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)定?；蛏舷履：?模時(shí) ,正確定位和導(dǎo)向的零件。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要起導(dǎo)向、定位以及承受一定側(cè)壓力的作用。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。在此選用帶頭導(dǎo)柱和帶頭導(dǎo)套。如下圖所示： 7.1 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 該模具采用帶頭導(dǎo)柱， 加油槽， 如圖 7.1.導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出 6 到 8毫米；導(dǎo)柱的直徑能順利進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定；導(dǎo)柱與導(dǎo) 套采用H7/f6 的間隙配合，導(dǎo)套與模板孔采用 H7/k6 的過(guò)渡配合。 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 .多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火 .處理或碳素工具 鋼 T8A,T10A 經(jīng)淬火處理 ,硬度為 50HRC 以上或 45 鋼經(jīng)調(diào)質(zhì) ,表面淬火 ,低溫回火 ,硬度為 50HRC 以上 .該模具中采用T10A. 25+0.025 +0.015(k6)320 -0.26 0-0.1圖 7.1 帶頭導(dǎo)柱 7.2 導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 導(dǎo)套與安裝在另一半模上的導(dǎo)柱相配合 ,用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置 ,保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向精度的圓套形零件 .導(dǎo)套常用的結(jié)構(gòu)形式有兩種 :直導(dǎo)套 (GB/T4169.2-1984)、帶頭導(dǎo)套(GB/T4169.3-1984). 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅等耐磨材料制造 ,該模具采用 T8A,帶頭 導(dǎo)套如圖 7.2所示 . 圖 7.2 帶頭導(dǎo)套 20 第 8 章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)可根據(jù)推出零件的類別，分為推桿推出、推管推出、推件板推出、凹?；虺尚蜅U（塊）推出、多元綜合推出等不同類型 。 8.1 推出形式 推管推出 8.2 脫模力的計(jì)算 脫模力是指將塑件從型芯上脫出所需克服的阻力。塑件在模具中冷卻定型后，由于收縮而將型芯包緊，在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力。塑件開(kāi)始脫模瞬 間所要克服的阻力最大，即所需的脫模力最大。脫模力 Q由兩部分組成， 即bc QQQ cQ 塑件對(duì)型芯包緊的脫模阻力（ N）； bQ 使封閉殼體脫模需克服的真空吸力（ N），c Q=0.1 bA，這里 0.1 的單位為 MPa，bA為型芯的橫截面積（ mm2）。 因?yàn)樗芗?duì)芯桿和成型零件的包緊力不太大，真空吸力很小可以忽略，注射機(jī)開(kāi)模力足夠大，推管強(qiáng)度高，用推管推出可以滿足要求。 21 第 9 章 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是利用其動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、液壓和氣動(dòng)三大類。 在這里選擇機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中的斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 9.1 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 9.1.1抽拔距 s 側(cè)向型芯或側(cè)向型腔從成型位置到不防礙塑件脫模推出位置所移動(dòng)的距離為抽拔距，用s 表示。為了安全起見(jiàn)，抽拔距同學(xué)比塑件上的側(cè)孔、側(cè)凹深度或側(cè)向凸臺(tái)的高度大 2 到 3毫米，但在特殊情況下，但 側(cè)型芯或側(cè)行腔已從塑件中脫出，但防礙塑件脫模時(shí)，就不能簡(jiǎn)單使用這種 方法確定抽拔距。 抽拔距 s 而是,322 mms ,321 mmss 221 rRs 且。 式中 R=32， r=15。解得 s=32mm 9.1.2 斜導(dǎo)柱的傾角 a 斜導(dǎo)柱軸向與開(kāi)模方向的夾角為斜導(dǎo)柱的傾角 a，由圖可知： asL sin =32/sin22=85mm, asH cos =32/cos22=35mm 以上兩式中， L為斜導(dǎo)柱的工作長(zhǎng)度； s為抽拔距； H為與抽拔距對(duì)應(yīng)的開(kāi)模距。由經(jīng)驗(yàn)取 a為 3322 比較理想，取 22 。 9.1.3斜導(dǎo)柱直徑的確定 斜導(dǎo)柱直徑主要受彎曲力的影響，根據(jù)圖，斜導(dǎo)柱抽芯時(shí)所受的彎矩 M 為 試中， Lw為斜導(dǎo)柱的彎曲力臂。由材料力學(xué)可知，彎曲應(yīng)力為 ww WM 式中， W為抗彎曲截面系數(shù)； w為 斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力。因?yàn)樾睂?dǎo)柱截面多為圓形，而圓形截面的抗彎截面系數(shù)為： 33 1.032 ddW ，所以斜導(dǎo)柱的直徑為33 c o s 101.0 w LFwLFd wwww 根據(jù)查表： Ft=12, 22 ,查塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)中表 3.12Fw=12. 22 再根據(jù) Fw和 Hw以及 從表 3.13 中查出斜導(dǎo)柱的直徑 d。查得 d=16mm。 如圖 9.1. 圖 9.1 斜導(dǎo)柱 23 第 10章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí) ,模腔內(nèi)除了原有的空氣外 ,還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣、塑料局部過(guò)熱分解產(chǎn)生的低分子氣體、塑料助劑揮發(fā) (或化學(xué)反應(yīng) )所產(chǎn)生的氣體 ,以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等。這些氣體不排出，一方面會(huì)在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填充缺料等缺陷；另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫，會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)，應(yīng)考慮排氣的問(wèn)題。一般我們利用配合間隙排氣：通常中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿、活動(dòng)型芯以及雙支點(diǎn)的固定型芯端部與模板的配合間隙進(jìn)行排氣，其間隙為 0.03 mm 0.05 mm。 24 第 11章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11.1 加熱系統(tǒng) 由于該模具的模溫要求在 80以下，又是小型模具，所以無(wú)需設(shè)置加熱裝置。 11.2 冷卻系統(tǒng) 一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為 200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時(shí)其溫度在 60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對(duì)模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快地傳給模具，以使塑料可靠冷卻定型并可迅速托模。 對(duì)黏度低、流動(dòng)性好的塑料（如聚乙烯、聚丙烯、聚笨乙烯、尼龍 66等），因?yàn)槌尚凸に囈竽囟疾惶?，所以常用常溫水模具進(jìn)行冷卻。 PA66 的成型溫度和模具溫度分別為 250 280、 50 80，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 11.2.1 冷卻介質(zhì) 冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因?yàn)樗臒崛萘看?、傳熱系?shù)大、成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開(kāi)設(shè)冷卻水道； 11.2.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)略計(jì)算 （ 1）求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 Q 通過(guò)查表得知聚酰胺單位質(zhì)量放出的熱量 Q1=6.5 10KJ/kg7.5 102 KJ/kg，取 Q1= 7.5 102 KJ/kg，故 Q=WQ1= 0.26 7.5 102KJ/h 其中 W 單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（ kj/min），該模具每分鐘注射兩次， 11.3 注射過(guò)程中的熱量傳遞 在注射成型過(guò)程中，模具溫度直接影響到塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝不同，模具溫度的要求也不同。對(duì)于要求較低模溫（一般低于 80）的塑料，需設(shè)置冷卻系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)水的流量來(lái)調(diào)節(jié)模具的溫度。對(duì)于要求較高模溫（ 80 25 120）的塑料，若模具較大，模具散熱面積廣，有時(shí)單靠注入高溫塑料來(lái)加熱模具是不夠的，因此需要設(shè)置加熱裝置。 塑料傳給模具的熱量與自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模 具熱量、輻射到空氣中的模具熱量及模具傳給注射機(jī)熱量的差值，即為用冷卻水?dāng)U散的模具熱量。 11.3.1 塑料傳給模具的熱量 單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量按下式計(jì)算： Q=nmq=nmCp(T1 T0)=(3600 1.8) 0.1 1 (200 50) =30000 kJ/h Q為單位時(shí)間內(nèi)塑料傳給模具的熱量（ kJ/h）； n為每小時(shí)的注射次數(shù)； m 為每次的注射量（包括澆注系統(tǒng)）（ kg）； q為單位質(zhì)量的塑料在模腔內(nèi)的總熱容（ kJ/kg）； Cp 為塑料的比熱容 kJ/（ kg K） ； T1、 T0分別為塑料熔體充模和塑件脫 模時(shí)的溫度（） 11.3.2 自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模具熱量 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的熱量可按下式計(jì)算： )(6.31 rMaa TTAhQ 3131 )(30036025.0(163.1)(rMMrMa TTTTTkh 31)35160)(300120 36025.0(163.1 44.6 W/(m2 k) 289.08 )2.38.1(8)1040104()()()( 3332121321 At tttAAAvAAA a=0.311 )(6.31 rMaa TTAhQ =3.6 6.44 0.311(160-35)=901.278 kJ/h Q1 為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)自然對(duì)流散發(fā)到空氣中的模具熱量 (kJ/h)； ha為自然對(duì)流時(shí)的傳熱系數(shù)（ W/(m2 k)）； Aa為能夠發(fā)生自然對(duì)流的模具表面積（ m2 ）； MT 為模具整體的平均溫度（）； Tr 為室溫（） ； A1 為模腔的表面積（ m2 ）； A2 為分型面的面積（ m2 ）； A3為模具四周與空氣接觸的表面積（ m2 ）； v 為開(kāi)模率； t 為成型周期（ S） ； 1t 為注射時(shí)間（ S） 2t 26 為塑件在模內(nèi)的冷卻時(shí)間（ S） 。 11.3.3 輻射散發(fā)到空氣中的模具熱量 單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)輻射方式散發(fā)到空氣中的模具熱量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： )100273()100273(08.20 4432 rM TTAQ = 44 )1 0 0 352 7 3()1 0 0 1 6 02 7 3( 20.080.289=1517.69 kJ/h 式中， 2Q 為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)輻射方式散發(fā)到空氣中的模具熱量（ kJ/h）； 為輻射率，對(duì)于模具四周的側(cè)表面，若屬于未加工的毛坯面， =1；若為氧化的切削加工面， =0.80.9；若經(jīng)過(guò)磨削加工， =0.040.05。 11.3.4 模具傳給注射機(jī)的熱量 注射模的動(dòng)模和定模分別安裝在注射機(jī)的動(dòng)模固定板和定模固定板上，所以模具的熱量必然會(huì)有一部分傳給這兩塊固定板。單位時(shí)間內(nèi)模具傳給這兩塊固定板的熱量為 )(6.33 rMbb TTAhQ =3.6 140 50 103 (160-35)=3150 kJ/h 式中，3Q為單位時(shí)間內(nèi)模具傳給注射機(jī)動(dòng)定模固定板的熱量（ kJ/h）；b h為模具與注射機(jī)動(dòng)定模固定板之間的傳熱系數(shù) W/(m2 k)，其值與動(dòng)定模底板的材料有關(guān)，采用碳素鋼時(shí)可取 140 W/(m2 k)，采 用合金鋼時(shí)可取 105 W/(m2 k)；bA為動(dòng)定模座板與注射機(jī)固定板之間的接觸面積 (m2 )。 11.3.5 需要用冷卻水?dāng)U散的熱量 綜上所述，用水流對(duì)模具進(jìn)行冷卻時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)需要冷卻水?dāng)U散的模具熱量為 )( 321 QQQQQ W =30000-901.278-1517.69-3150=24431.032 kJ/h 由此可知 ,需要設(shè)計(jì)冷卻水道 ,在此我們?cè)O(shè)計(jì) 三個(gè)冷卻水道，分別為 10 的三個(gè)孔接上軟水管，利用冷卻水進(jìn)行冷卻。 27 第 12章 PROE零件造型及 模具圖繪制 12.1 PROE 零件造型 12.1.1新建零件文件參數(shù)設(shè)計(jì)如圖所示圖 1.1.1，圖 1.1.2。 圖 12.1 圖 12.2 12.1.2設(shè)置 60 齒輪參數(shù) （ 1） 在主菜單中依次選擇“工具” “參數(shù)”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出參數(shù)對(duì)話框。并設(shè)置 參數(shù)。 12 1 3 草繪畫四個(gè)圓并打開(kāi)“關(guān)系”對(duì) 話框設(shè)置，單擊“關(guān)系”中的“確定”按鈕，與輸入的參數(shù)和關(guān)系式相比參數(shù)值已經(jīng)發(fā)生了變化，創(chuàng)建 60的齒輪 12 1 4 單擊右工具中“曲線”按鈕，在該菜單中依次選擇“曲線選項(xiàng)” “從方程” “完成”選項(xiàng)，系統(tǒng)彈出“曲線：從方程”對(duì)話框。 12 1 5 根據(jù)系統(tǒng)提示，在模型數(shù)窗口中選擇坐標(biāo)系 ， 然后在“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)。系統(tǒng)打開(kāi)一個(gè)記事本編輯器，設(shè)置參數(shù)并保存。 12.1.6 單擊“曲線：從方程”對(duì)話框中的“確定”按鈕，完成齒輪單側(cè)漸開(kāi)線的創(chuàng)建，生成齒輪輪廓線。 12.1.7 創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn) PNT0。在 右工具箱中單擊“基準(zhǔn)點(diǎn)”按鈕打開(kāi)“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框，選擇選擇曲線 1、曲線 2作為基準(zhǔn)點(diǎn)的放置參照（選擇時(shí)按 Ctrl鍵），最后單擊“確定“按鈕，生成基準(zhǔn)點(diǎn) PNT0. 12.1.8 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面 DTM2。在右工具箱中單擊“基準(zhǔn)平面”按鈕打開(kāi)對(duì)話框，在參照中選 28 擇前面已經(jīng)創(chuàng)建的基準(zhǔn)點(diǎn) PNT0 和基準(zhǔn)軸 A_1 作為參照（選擇時(shí)按 Ctrl 鍵），最后單擊“確定” 按鈕生成基準(zhǔn)平面 DTM2。 12.1.9 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面 DTM3。在右工具箱中單擊“基準(zhǔn)平面”按鈕打開(kāi)其對(duì)話框，在參照中選擇基準(zhǔn)平面 DTM1和基準(zhǔn)軸 A_1作為參照，然后在“旋轉(zhuǎn) ”文本框中輸入“ 360/（ 4*z）”，如最后單擊“確定”按鈕。生成基準(zhǔn)平面 DTM3 12.1.10繪制鏡像漸開(kāi)線。在工作區(qū)中選擇已經(jīng)創(chuàng)建的漸開(kāi)線齒輪廓曲線，然后單擊右工具箱中“鏡像”按鈕，選擇 DTM3 作為鏡像平面。單擊“確定”按鈕后完成另一側(cè)輪廓線的創(chuàng)建。 12.1.11在右工具箱中單擊“草繪”按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框。選取 FRONT基準(zhǔn)平面作為草繪平面，其他設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入二維草繪界面。 12.1.12在右工具箱中單擊“ ”按鈕，打開(kāi)“類型”對(duì)話框，選擇“單個(gè)”單項(xiàng)按鈕，使用 按鈕與 按鈕并結(jié)合繪圖工具繪制如圖所示的二維圖形。完成后單擊右工具箱中的“確定”按鈕，退出二維草繪模式。 12.1.13在右工具箱中單擊“拉伸”按鈕打開(kāi)“類型”對(duì)話框，選擇其中“草繪”按鈕打開(kāi)“剖面”對(duì)話框，選擇基準(zhǔn)平面 FRONT作為草繪平面，其他設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，最后單擊“確定”按鈕進(jìn)入二維草繪界面。 12.1.14在右工具箱中單擊 按鈕打開(kāi)“類型”對(duì)話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇上面創(chuàng)建的齒輪廓曲線，最后在有工具箱中單擊確定按鈕，退出二維草繪模式。在圖標(biāo)板中輸入拉伸深度為“ 10“單擊確定按鈕后完成第一個(gè)齒輪的創(chuàng)建 . 12.1.16單擊剛創(chuàng)建的齒槽曲面特征，在工具欄中單擊 按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)彈出陣列對(duì)話框，并設(shè)置參數(shù) 12.1.17 在工具箱中單擊 按鈕選擇 FRONT 草繪平面， RIGHT 為參照平面，單擊確定進(jìn)入草繪界面，畫圓，在圖標(biāo)板中輸入拉伸深度為“ 10“。 12.1.18 在工具箱中單擊 按鈕選擇 FRONT 草繪平面， RIGHT 為參照平面，單擊確定進(jìn)入草繪界面，畫圓，在圖標(biāo)板中輸入拉伸深度為“ 10“單擊確定按鈕。 12.1.19在右工具箱中單擊 按鈕選擇 RIGHT草繪平面， TOP平面為參 照平面，繪制輪廓線 , 29 單擊“確定”按鈕。 12.1.20用繪制齒輪 60的方法來(lái)繪制 45的齒輪！。 并保存 保存設(shè)計(jì)結(jié)果。 塑件零件圖如圖 12. 3，圖 12.4。 圖 12.3 塑件圖 圖 12.4 塑件圖 12.2 模具 成型零部件 的繪制 12.2.1 成型零件兩半結(jié)構(gòu)如圖 12.5。 圖 12.5 成型零件兩半結(jié)構(gòu) 12.2.2 成型零件 半 片 結(jié)構(gòu)如圖 12.6。 12.2.1 成型零件外齒鑲件結(jié)構(gòu)如圖 12.7 圖 12.6 成型零件半片 圖 12.7 外齒鑲件 30 12.2.1 成型零件 鏈輪鑲件 結(jié)構(gòu)如圖 12.8. 圖 12.8 成型零件鏈輪鑲件 圖 12.9 內(nèi)齒鑲件 12.3 PRO/E 繪制模具裝配圖 12.3.1 模具總裝配圖如圖 12.10. 圖 12.10 模具裝配圖 31 第 13章 設(shè)計(jì)分析及 模具工作過(guò)程 13.1 模具 設(shè)計(jì)分析 設(shè)計(jì)該模具時(shí)為了方便齒部的加工 ,以 內(nèi) ,外齒鑲件成型齒部，半片 是從裝配考慮的，裝配時(shí)，兩個(gè)半片合裝于于內(nèi)齒鑲件中一同鑲?cè)胪恺X鑲件，使內(nèi)，外齒鑲件形成一個(gè)整體，同時(shí)相互間以圓柱面配合，確保其同軸度，鏈輪鑲件則以電火花加工較方便。模具采用三板點(diǎn)澆口雙型腔結(jié)構(gòu) ，每個(gè)型腔設(shè)置三個(gè)澆點(diǎn)，使制品的物理性能得到保證，每個(gè)澆點(diǎn)用拉料桿拉斷，由脫料板脫下料頭。模具有三次分型，分別以彈簧，限位桿，限位螺釘及分型阻力懸殊等進(jìn)行分型。制品中間的凹部以斜導(dǎo)柱，兩半結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)成型，最終由頂管將制品頂下。模具分別以直通水道對(duì)定模板及槽式水道對(duì)鏈輪鑲件進(jìn)行冷卻。 13.2 模具工作過(guò)程 模具初啟，由于 彈簧的作用， A 分型面分型，澆點(diǎn)被拉料干拉斷，限位桿達(dá)限位時(shí)，因斜導(dǎo)柱與兩半結(jié)構(gòu)及型腔形成的阻力，使 B 分型面先分型，脫料板將澆道脫下，隨即限位螺釘達(dá)限位， C 分型面分型，斜導(dǎo)柱將兩半結(jié)構(gòu)拔離，最后由頂板、頂管將制品頂出。 合摸時(shí)，頂出系統(tǒng)由復(fù)位桿進(jìn)行復(fù)位。 32 設(shè)計(jì)總結(jié) 本次設(shè)計(jì)的模具是 齒輪鏈輪套件注塑模 ， 不僅要求利用 AutoCAD繪制模具裝配圖和零件圖，而