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1、电子科技大学毕业论文（设计） 锥齿轮注射模设计论文题目：锥齿轮注射模设计 摘要本文介绍了注射成型的基本原理特别是单分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；制品采用材料为低密度PC。同时，本文进行了锥齿轮的注塑模设计；对零件结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统，型腔的数量与排列，还有脱模机构的设计，导向机构的设计；确定了模架；选择了注射机，最后对模具结构与注射机的匹配进行了校核，计算了成型零部件的尺寸。在此过程中用Pro/E和CAD进行辅助设计。 关键词：锥齿轮；PC；注射模；注射机AbstractThis paper introduces the basic pr
2、inciple of injection molding, especially the structure and working principle of the injection mold with single type surface, and puts forward the basic design principle for the injection product; the product is low density PC with the material. At the same time, the injection mold design of the beve
3、l gear is carried out, the process analysis of the part structure is carried out, the number and arrangement of the type surface, the pouring system, the mold cavity, the design of the demoulding mechanism, the design of the guiding mechanism, the mold frame, the injection machine, and the matching
4、of the mold structure with the injection machine are selected. Check and calculate the size of the forming parts. In this process, Pro/E and CAD are used for auxiliary design. KEY WORD bevel gear; PC; injection mold; injection machine目录第一章前言11.1塑料模具的现状11.2模具工业在国民经济中的重要地位21.3我国塑料模具的发展趋势3第二章锥齿轮的零件分析52
5、.1锥齿轮的制品分析52.2工艺参数选定6第三章模具结构的设计73.1制品分型面的选择73.2型腔数目的确定和布置73.3浇注系统的设计83.4排气系统的设计103.5成型零件的结构设计及尺寸的计算103.6导向机构的设计143.7脱模机构的设计143.8注射模具温度调节系统的设计163.9冷却系统的设计173.10模架的选用17第四章注塑机的选用184.1注塑机的技术规范184.2注塑机的选择184.3注射压力的校核194.4 锁模力的校核204.5开模行程与推出机构的校核214.6模具外形尺寸的校核21第五章模具动作23参考文献24第一章 前言模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料
6、、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业 没有模具，就没有高质量的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业品零件粗加工的75ck、精加工的50都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值；我国台湾地区模具工业也以每年35以上的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展，尤其是塑料模具，
7、在模具设计和制造水平上都有了长足的进步。1.1塑料模具的现状近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步。然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具(包括机头)：我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型模具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。目前存在的主要问题是：产品设计不够科学、模具结构设计不够细致、模具材料单一、加工工艺简单、模具价格偏高。有以下几种
8、表现：1.1.1塑料注射成型模具目前我国从事塑料注射模具设计的人员虽然不少，但大多数专业知识不够丰富，没有受过专门系统的训练，所以高水平的设计人员不多；专业书籍缺乏，没有一套我国自己的设计理论与设计数据：从设计结构上看，我们的设计还不够细致，许多细节考虑的欠周到，以至于模具使用受命不长；从模具材料看，我国的塑料模具钢起步时问不长，而国际上塑料模具钢的品种则有很多可供选择 目前，我国虽然也有个别品种诸如预硬化钢具有较好的质量，但应用较少，主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具难以切削诸如HRC40等很硬的钢。从加工工艺水平看，主要是设备水平不高，专门设备使用的少，检测手段落后，模具装配水平不高，导致
9、容易出现溢料或错位现象。1.1.2中空成型模吹塑制品目前存在的主要问题是外观不良、厚薄不均、造型不美、精度不高。此外还存在恶性竞争、发展不平衡、价格不合理等现象，这些都阻碍了模具行业的健康发展1。1.2模具工业在国民经济中的重要地位塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改性技术的进步，愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、家电和通讯等产品中。60%-80%的零部
10、件，都要依靠模具成型。用模具生产制作所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和底消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在国民经济中的重要地位与作用，可以从以下四个方面看出： 第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精度级进冲模的精度的集成电路塑封模，计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精度塑模具和精密冲压模具；数字化电子产品的发展，没有精度模具也不行。 第二，模具工业又
11、是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CAD/CAM/CAE技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精度高效加工设备。逆向工程、并向工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，他要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。 第三，模具工业是装备工业的一个重要组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械
12、工业作为装备工业，把它同一般加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中地位与作用的重新定位2。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在欲国民经济的五大支柱产业机械、电子、石化、建筑、汽车、都要求模具工业的发展与之像适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精度塑料模具成型成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具；生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成型。从五大支柱产业对模具的需求也可以看到模具
13、工业地位之重要2。1.3我国塑料模具的发展趋势中国模具工业发展迅速，市场广阔，1990年至2001年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右。目前全世界的模具年产值，约600-650亿美元，我国2001年模具产值约为300多亿人民币，折合30多亿美元，但大部分是企业自产自用，作为商品销售的约占三分之一。我国生产的模具有些接近或达到国际水平，但总的来，还远不适用国民经济的需要，大型、复杂、精密、长寿命等高档模具有很大一部分依靠进口。近五年平均每年进口模具8.14亿美元，2000年就进口9.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具3。从上面的数据可以看出我国的模具业与模具发
14、达国家存在着很大的差距，这不但表现在模具材料、加工技术、加工设备的区别上，还表现在对CAD/CAM/CAE技术的应用上，目前模具发达国家已经将CAD/CAM/CAE技术贯穿于模具制造的整个环节，而我国的模具企业对CAD/CAM/CAE的技术要求的应用仅限于大型模具企业中，而且也集中在CAD/CAM技术上，而对于CAE技术的应用目前还处于起步阶段，注射模CAE技术是一们以CAD/CAM技术水平的提高为发展动力，以高性能计算机及图形显示设备的推出为发展条件，以计算力学中的边界元、有限元、结构优化设计及模态分析等方法为理论基础的新技术。它的发展实际上包含了计算机技术、塑料溶体流动理论、有限元方法的完
15、善。注塑溶体流体理论的研究始于20世纪60年代，美国、英国、加拿大等国的学者如J.R.Pearson（英）、J.F.Stevenson（美）、M.R.Kamal（加）、K.K.Wang（美）等开展了一系列有关塑料溶体在模具型腔内列动与冷却的基本研究3。然后，许多研究者对一维流动进行了大量研究，主要是计算塑料溶体在等直径圆管，中心浇口的圆盘以及端部的矩形型腔中的流动过程。20世纪70年代完成了二维分析程序，20世纪80年代开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子去向以及翘曲预测等领域，进入20世纪90年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟，将各种独立模块有机地结合起来，考虑他们之间的相互影响，以提高模拟软件的分析精度和扩大适用范围4。由于塑料工业的快速发展及上述各方面差距的存在,因此我国今后塑料模具的发展速度必将大于模具工业总体发展速度。“十五”期间,预计每年可望达到12 %以上的市场增长率。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时“ 小而专”、“小而精”仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说,为了满足用户对模具制造的“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求,以下的发展趋势也较为明显。1、在模具设
