齿轮注塑模的设计[毕业论文+CAD图纸]

模具设计毕业论文：齿轮注塑模的设计含论文，CAD图纸，任务书

摘要

针对聚甲醛(POM)塑料圆柱齿轮的精度和外观质量要求,通过对塑料件结构和成型工艺特性分析,设计出了一套注塑模具。型腔、型芯采用组合式结构,设计了型芯安装定位杆以保证嵌件在型腔中的位置。模具采用点浇口浇注形式,推出机构采用推管推出。并对注射成型工艺参数进行优化,该模具可以实现自动化生产,提高产量

关键词： 圆柱齿轮； 注塑模具； 点浇口； 推管

Abstract

According to the precision and appearance demand of POM plastic duplex gear, the structure and forming technology. Of the product are anal.zed, and the injectionmould is designed. Combination tpe cavity. and core are taken, and location dowelpin is used to guarantee the relative position of core in the die cavity Pin-pointgate and push tube are applied to the product. The du-plex gear injectionmolding process is optimized. The mould realized production automation of the plastic duplex gear and improved quality.
Keywords： duplex gear; injection mould; pin-point gate; push tube 目 录

第一章绪论 1

1.1 介绍本设计的目的、意义和要求 1
1.2 塑料制品的应用与发展状况及塑料成形技术 2
第二章塑件的分析 3
2.1 工件的原始尺寸 3
2.2 塑料制品的尺寸、公差和表面质量 4
2.3 塑料制品的几何形状 5
2.4 模具的初步分析 5
2.5 塑件的成型工艺过程 6
第三章塑件材料和注塑机的选择 8
3.1 材料的选择 8
3.2 注塑机的选择 9
第四章注塑模设计 11
4.1 模具的结构分析 11
4.2 型腔数量及排列方式 11
4.3 分型面的选择 11
4.4 浇注系统设计 12
4.5 模具的排气系统设计 15
4.6 侧向抽芯机构设计 15
4.7 成形零件的设计 17
4.8 型腔厚度及底板厚度的计算 22
4.9 脱模机构设计 24
4.10 浇注系统凝料脱模机构设计 27
4.11 合模导向机构的设计 28
4.12 冷却系统 29
4.13 模架的选择 29
第五章结 论 31
参考文献 32
致 谢 33

第一章 绪论

1.1介绍本设计的目的、意义和要求

掌握注塑模的设计要领及工艺过程，完成圆柱齿轮模具设计。深入了解注塑模的设计过程及要领。完成给定零件注塑模成形过程的相关计算和分析。依据学校给出的零件简图，绘制合理的工件模型，自己设计出合理的圆柱齿轮注塑模具。

1.2 塑料制品的应用与发展状况及塑料成形技术

随着科技的飞速发展，塑料制品对人们的日常生活及工业有这越来越重要的作用。

1.2.1 塑料制品与成形

目前塑料制品的生产体积非常大，远远超过了其他的一些工业材料。现在我国的塑料制品工业正在飞速发展，塑料制品已经在很多的领域被应用。塑料工程一般来说是指塑料的制造和改变性能。塑料制品的制造和塑料制品的模具设计是塑料工程的重要组成部分，是塑料工业中必不可少的环节。

1.2.2 塑料制品

大多数塑料的密度比较低，又具有很好耐腐蚀和较强的绝缘性，品种多种多样，有的减少摩擦或增大摩擦，有的可以防震抗冲。它又可以经纤维的增强或改变属性，一定程度的改善这些制品所需的一些性能。另外，塑料制品好着色，又能多样的修饰，使它能够经“略加修饰 ”后走进各家各户。

在塑料制品的生产过程中，技术人员必须熟练产品设计的相关理论、结构和造型。塑料制品的设计又与成型模具的制造和应用有着密不可分的关系。

1.2.3 塑料成型技术

大多的塑料制品与金属产品不一样，很少采用刀具进行加工，也极少的采用高聚物溶液状态加工。绝大部分的高聚物加工制作都必须经过熔体的流动和改变型态，通过模具加工制品。

塑料成型工艺与模具技术是一门新兴的综合学科，不仅与高分子材料合成技术的提高，成型设备和成型机的改革对成熟和进步，随着计算机技术的渗透形成的过程，在塑料加工领域发展的数值模拟技术等在塑料加工领域的渗透而发展。

模具一般可分为塑胶模具与非塑胶模具，塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：

注射成型模——电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍）

吹气模——饮料瓶

压缩成型模——电木开关

转移成型模——集成电路制品

挤压成型模——胶水管、塑胶袋

热成型模——透明成形包装外壳

旋转成型模——软胶洋娃娃玩具

模具是一种生产塑料制品的工具，需要几组零件才能构成一个模具整体，成型模腔是这个组合中最重要的部件。整个模具是被安装在注塑机上的，注塑时，成型模腔内被注入熔融塑料，并在腔内冷却定型，接着上下模分开，此时制品被顶出系统，从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑。整个过程以循环方式进行。

注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的，基本分为：成型装置，定位装置，固定装置，冷却系统，恒温系统，道流系统，顶出系统。

目前，塑料的产品已经远远的影响人们的生活。易加工，成本低，密度低等优点，使得塑料的使用越来越多。随着塑料的使用，必然面临着塑料的成型问题。塑料的成型方式主要有：注塑、压塑、挤塑等方式。

第二章 塑件的分析

根据齿轮的齿顶圆尺寸较小的情况，确定所需模具属于小型模具；根据图纸精度要求查出了齿轮各个部分的公差；为了便于脱模，对塑件的壁和孔都选择了一定的脱模斜度，分析了塑件的成型工艺。

2.1 工件的原始尺寸

所要设计的塑件为齿轮，属于正常齿制，齿顶高系数 ，齿根系数 ，模数 ，齿数 ，所以齿根高度为
齿顶高为 分度圆直径为 齿顶圆直径为 齿根圆直径为

2.2 塑料制品的尺寸、公差和表面质量

2.2.1 塑料制品的尺寸

这里的尺寸是指制品的总体尺寸，而不是壁厚、孔径等结构尺寸。

由于塑料流动性的限制，对于流动性差的塑料或薄壁制品进行注塑模塑时，制品尺寸不宜过大，以免熔体不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响制品外观和强度。此外，注塑模塑制品的尺寸受到注塑机的公称注塑量、合模力和模板尺寸的限制。

塑件的主要尺寸如图2-1所示

2.2.2 塑料制品的公差

根据本设计的要求，产品的主要影响因素是：模具制造误差及磨损，特别是成形的制造和装配误差和使用磨损部分，塑料收缩率的波动，成型工艺条件的变化，形状的塑料制品，飞边厚度波动，喷射角度和成型产品尺寸变化。塑料产品分为8级精度，根据塑料品种，每个塑料可选3级。在模具制造的精度一般高于精度的塑料制品各等级。

2.2.3 塑料制品的表面质量

塑料制品的表面质量是非常重要的。一定要避免确实。

根据上面的要求，对所给定的塑料制品精度定为MT4，模具精度为IT6.

查模塑件尺寸公差表（GB/T 14486—1993），塑件的精度为MT4，齿轮的径向基本尺寸为 ，故公差 ；高度尺寸为 ，公差取 。

筒壁部分径向基本尺寸为 ，公差取 ；高度尺寸为 ，公差取。侧型芯径向尺寸为 ，公差取 ；高度为 ，公差取 （以上A、B指尺寸公差表中的“公差种类”）。

2.3 塑料制品的几何形状

2.3.1 脱模斜度

合理的安排脱模时的模具斜度是为了防止擦伤制品表面。其大小主要取决与制品的收缩情况，形状和壁的厚以级部位。在一般情况下，脱模斜度为 ，但应根据具体情况而定。如果有特殊要求或较高精度，应该用比较小的斜度，不易脱掉的，就应取较大的脱模斜度；打开模具是，为了让制品留在型芯上，里头表面斜度比外表面的斜度小。

2.3.2 塑料制品的圆角

一般来讲，制品上多数的转角都应采用圆弧角，这种方法的好处是可以提高制品的强度，所以在其内部的流动状态也被改变，便于脱模。如果别无其他要求各连接处的圆角半径要小。

2.4 模具的初步分析

本设计主要是由三个部分组成：带轴套齿轮、童壁和其上的一个侧孔。轴套和筒壁孔同心不同径。筒壁侧孔需采用抽芯机构。如图2-1所示工件见图。

图 2-1工件简图

如图2-1工件简图所示，端面1和端面2是齿轮的最大投影面，可以随意选择一个断面作为分型面。

筒璧部分是用于定位的，所以它和轴套孔要同心，而齿轮是通过轴套与轴连接的，所以轴套和轮齿的同轴度也要求较高。

2.5 塑件的成型工艺过程

其主要过程有：成型前的准备、注射成型过程以及对塑件的后期处理三个阶段。

2.5.1 成型前的准备

为了保证塑件成型的质量，在成型前应进行一系列必要的准备工作，内容如下:原材料外观的检验和工艺性能的测定、物料的预热和干燥、嵌件的预热、料筒的清洗、脱模剂的选用

2.5.2 注塑成型过程

在注塑机和模具上通过加料、加热塑化、加热注塑、保压、冷却定型、脱模等工序，对塑料进行成形。

2.5.3 后处理

主要用于解决注塑过程中由于塑料在型腔内结晶、取向和冷却不同而产生的一些内应力。为解决这些问题，要对塑件进行适当的后期处理，其主要方法是退火和调湿处理。

第三章 塑件材料和注塑机的选择

根据本设计的要求选择物合适的材料跟注塑机是一个很好的基础。

3.1 材料的选择

3.1.1 齿轮分析

本设计的工件是齿轮，所以需要承受反复的荷载，比较高的强度、很好的耐磨性。目前所常用的热塑性材料有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、。从他们的流动性上比较，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯属于流动性好的一类，聚甲基丙基酸甲酯、聚甲醛属于中等类，而聚氯乙烯是最差的。

3.1.2 主要高分子材料

⑴ 聚乙烯 该材料的洁净度和密度都比较高，较硬、耐腐蚀、且绝缘性也好。=但是在热的温度下容易老化。

⑵ 聚丙烯 拉伸强度、硬度及弹性都比聚乙烯要好，湿度不影响该材料的绝缘效果。

⑶ 聚氯乙烯抗拉神、抗屈服、抗冲击能力都比较强，可以用作单独材料使用。

⑷ 聚甲醛 它是又一种比尼龙热塑性要好的材料。表面比较坚硬而且光滑，适应本设计这种以滑动为主要组成的运动，不易吸水，所以要求制作的精确要高以些。

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