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1、摘 要塑料成型模具是利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具。我国的塑料成型模具设计，制作技术比较晚，整体水平还比较低。目前单型腔、简单型腔仍占主导地位。本设计设计出了材料为POM的齿轮注射模。因在塑件上侧有凸台、内部有凹槽、下侧有四个小孔，有侧向抽芯，采用斜滑块内侧抽芯，为了便于型芯的加工，采用整体式型芯。本设计对型腔的数量和布局的确定、注射机的选择、流道和冷却系统的设计、模板及其标准件的选用、成型零部件的设计等给出了详细的过程。该模具具有很多优点：结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、使用寿命长、生产效率高。关键词：模具设计；整体式型芯；抽芯；推杆；注射模
2、目 录绪论 1 一、 塑料的工艺分析 2（一）塑件成形工艺分析 2（二）齿轮原料（POM）的成型特性与工艺参数 2二、 注塑设备的选择 4（一）估算塑件体积 4（二）选择注射机 4（三）模架的选定 5（四）最大注射压力的校核 6三、 塑料件的工艺尺寸的计算 9（一）型腔的径向尺寸 9（二）型芯的计算 10（三）模具型腔壁厚的计算 11四、 浇注系统的设计 11（一）主流道的设计 12（二）冷料井的设计 13（三）分流道的设计 13（四）浇口的选择 15五、 分型面的选择与排气系统的设计 17（一）分型面的选择 17（二）排气槽的设计 18六、 合模导向机构的设计 18七、 脱模机构的设计 19
3、八、 温度调节系统的设计 20（一）模具冷却系统的设计 22（二）模具加热系统的设计 22结论 22参考文献 24致 谢 25塑料齿轮模具设计绪 论近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：加深理论研究。在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高；高效率、自动化。大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很
4、大的作用；大型、超小型及高精度。由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料；革新模具制造工艺。在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处
5、理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用合理的模具加工工艺。一、齿轮塑料模设计任务分析（一）塑件成型工艺分析 .塑件齿轮如图1.1所示： 2.齿轮原料（POM）的成型特性与工艺参数聚甲醛树脂（POM)是由甲醛聚合所得。它是高密度 高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理 机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。它也正是因为这些优异的化学和物理性能可以和钢铁媲美，而重量又轻于钢，才称之为“赛钢”。二、注塑设备的选择（一）估算塑件体积估算塑件体积和质量：该产品材料为POM，查书本得知其密度为1.4-1.6g/cm3，收缩率为1.5-3.0 g/cm3，计算其平均密度为1.5 g/cm3，平均收缩
6、率为2.25。经计算得到塑件的体积是0.5cm3使用PRO/E软件画出三维实体图，软件也能自动计算出所画图形浇道凝料和塑件的体积。 （二）选择注射机三、塑料件的工艺尺寸的计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。（包括矩形和异形型芯的长和宽），型腔深度和型芯高度和尺寸。故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 POM的成型收缩率为1.53.0%,所以平均收缩率取S=2.25%。（一）型腔的径向尺寸 （LM）0+=（1+S）Ls-(0.50.75) 0+=1.008Ls-0.75 0+ 其中LM为型腔的基本尺寸公差值为
7、正偏差，Ls塑件的基本尺寸。塑件公差为负偏差，S为塑料的平均收缩率，z为模具成型零件的制造公差取1/41/6，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：1.Ls=81mm . 经计算得：LM=79.440+0.32mm;2.Ls=1mm . 经计算得：LM=0.79550+0.07mm;3.Ls=5.5mm . 经计算得：LM=5.3250+0.085mm;4.Ls=1.8mm . 经计算得：LM=1.5990+0.07mm;5.Ls=10mm . 经计算得：LM=9.780+0.1mm;6，Ls=7mm . 经计算得：LM=6.750+0.1mm;7.Ls=2mm . 经计算得：L
8、M=1.8060+0.07mm;8.Ls=3mm . 经计算得：LM=2.8140+0.07mm;9.Ls=4mm . 经计算得：LM=3.7770+0.085mm;10.Ls=6mm . 经计算得：LM=5.7930+0.085mm;11.Ls=8mm . 经计算得：LM=7.7640+0.0.1mm;12.Ls=16mm . 经计算得：LM=15.7230+0.14mm;13.Ls=12mm . 经计算得：LM=11.7960+0.01mm（二）型芯的计算 1芯径向尺寸的计算：LM=（1+S）Ls+3/4-0其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得：1）L
9、s=81mm经计算得：LM=82.4050-0.32mm;2）Ls=1mm经计算得：LM=1.2150-0.07mm;3）Ls=5.5mm经计算得：LM=5.7450-0.085mm;4）Ls=1.8mm经计算得：LM=2.0190-0.07mm;5）Ls=10mm . 经计算得：LM=10.480-0.1mm6）Ls=7mm . 经计算得：LM=7.4080-0.1mm;7）Ls=2mm . 经计算得：LM=2.2260-0.07mm;8）Ls=3mm . 经计算得：LM=3.2340-0.07mm;9）Ls=4mm . 经计算得：LM=4.2770-0.085mm;10）Ls=6mm .
10、经计算得：LM=6.3030-0.1mm;11）Ls=8mm . 经计算得：LM=8.3640-0.1mm;12）Ls=16mm . 经计算得：LM=16.5330-0.14mm;13）Ls=12mm . 经计算得：LM=12.3960-0.1mm;2型芯高度尺寸的计算：HM=（1+S）Hs+3/4 -0,按六级精度制造Hs=15mm 经计算得： HM=15.4870-0.13mm;3.2.1 动模型芯（三）模具型腔壁厚的计算 如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。成型零件材料选择。为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，
11、良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为POM没有腐蚀性。可以采用Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC55。可以去型腔壁厚为：0.20L+17=33。四、浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模四腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象；型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。系统流道
12、应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小；对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置；满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量；浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。结 论 通过对齿轮塑料成型模具的设计，对常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求有了更深一层的理解，掌握了塑料成型模具的结构特点及设计计算方法，对独立设计模具具有了一次新的锻炼。在模具制造的加工工艺，来编写加工工艺卡片。在设计过程充分利用了各
13、种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。这次设计能顺利完成，还得感谢李忠老师的精心指导。但错误之处在所难免，望批评指正。非常感激！
