塑料模具设计说明书_齿轮[1]

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1、 1塑料成型工艺及模具设计课程设计说明书题 目： 斜齿轮塑料模具设计专 业： 材料成型及控制工程班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2010 年 7 月 10 号引 言 2本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本说明书在编写过程中，得到老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评

2、指正。设计者： 2010.07目 录 3第 一 部分 产品的说明 第 二 部分 塑件分析 第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核 第 四 部分 型腔的数目决定及排布 第 五 部分 分型面的选择 第 六 部分 浇注系统的设计 第 七 部分 成型零件的工作尺寸计算及结构形式 第 八 部分 导柱导向机构的设计 第 九 部分 推出机构的设计 第 十 部分 设计小结 第十一部分 参考资料 第 一 部分 产品的说明 齿轮是现代机械中应用最广泛的传动机构之一，它工作可靠，结构紧凑，效率高，寿命长。斜齿轮传动平稳，冲击小，适合高速运动。塑料斜齿轮广泛应用于玩具，钟表，仪器等各种场合。所以，选择合适的注射模

3、具成型斜齿轮很有必要，本文主要介绍旋转脱模机构。 4第 二 部分 塑件的分析POM 塑料化学名称：聚甲醛 成型收缩率:Max=3.5%原料技术数据性能项目 测试数据 数据单位物理性能 比重 1.41 - 拉伸强度 60 -70 MPa 伸长率 40 % 弯曲强度 89 -120 MPa 弯曲模量 2580 -3100 MPa 机械性能 IZOD 冲击强度 42 J/m 热变形温度 110 C 热 性 能 阻燃性 HB -POM（又称赛钢、特灵）。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）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，

4、尤其是有优异的耐摩擦性能。POM 属结晶性塑料，熔点明显，一旦达到熔点，熔体粘度迅速下降。当温度超过一定限度或熔体受热时间过长，会引起分解。铜是 POM 降解催化剂，与 POM 熔体接触的部位应避免使用铜或铜材料。1、 塑料处理POM 吸水性小，一般为 0.2%-0.5%。在通常情况下，POM 不需干燥就能加工，但对潮湿原料必须进行干燥。POM 的吸水率不高，但干燥处理可提高制品的表面光泽度。干燥条件为：温度 110120，时间 35h。 再生料使用比例一般不超过 20-30%。但要视产品的种类和最终用途而定，有时可达100%。2、 塑机的选用POM 除了要求螺杆无滞料区外，对注塑机没有特别要

5、求，一般注塑即可。3、 模具及浇口设计 5常见模具温度控制为 90-120，流道直径有 3-6mm，浇口长度为 0.5mm，浇口大小要视胶壁厚度而定，圆形浇口直径至少应制品厚度的 0.5-0.6 倍，长方形浇口的宽度通常是厚度的 2 倍或以上，深度为壁厚的 0.6 倍，脱模斜度 40-130之间。排气系统POM-H 厚度 0.01-0.02mm 宽 3mmPOM-K 厚度 0.04mm 宽 3mm4、 熔胶温度共聚 POM 和均聚 POM 的熔融温度分别为 165和 175可用空射法量度POM-H 可设为 215 （190-230）POM-K 可设为 205 （190-210）5、 注射速度常

6、见为中速偏快，过慢易产生波纹，过快易产生射纹和剪切过热。6、 背压越低越好，一般不超过 200bar7、 滞留时间如设备没有熔胶滞留点 POM-H 可在 215滞留 35 分钟POM-K 可在 205滞留 20 分钟不会有严重的分解在注塑温度下熔体不能在机筒内滞留超过 20 分钟。POM-K 在 240下可滞留 7 分钟。如果停机，机筒温度可降到 150，如要长期停机就必须清理机筒子，关闭加热器。8、 停机清理机筒必须用 PE 或 PP，关闭电热，把螺杆推在前位。料筒和螺杆必须保持清洁。杂质或污垢会改变 POM 的过热稳定性（尤其是 POM-H）。所以当用完含卤聚合物或其他酸性聚合物后，应用

7、PE 清理干净后才能打 POM 料，否则会发生爆炸。若作用不当的颜料、润滑剂或含 GF 尼龙的物料，会导致塑料降质。9、 后处理对于非常温使用的制件且质量要求较高，须进行热处理。退火处理效果，可将制品放入浓度为 30%的盐酸溶液中浸 30 分钟检查，然后用肉眼观察判断是否有残余应力的裂纹产生。POM 后处理工艺 6厚度 6mm 以下，温度 100，时间 0.251h；厚度 6mm 以上，温度 120130，时间46h。 方法 温度 时间空气浴退火 140-150 壁厚每增加 5mm 即增加 40-60 分钟 油浴退火 140-150 壁厚每增加 5mm 即增加 20-30 分钟POM 的成型加

8、工性能 1) POM 的吸湿性小，一般为 0.20%0.25%，通常不经干燥就能成型加工，但对潮湿原料必须进行干燥。干燥还能提高制品光泽度和机械强度。 2) POM 的熔融温度范围很窄，熔化和固化速度快，结晶化速度也快，料温稍低于熔融温度即发生结晶化，流动性急速下降。 3) POM 的热敏性强，极易分解，分解温度为 240，但在 200时滞留 30mm 以上也会发生分解，分解时散发刺激性及腐蚀性气体。 4) POM 的结晶度高，在由无定型熔体变为结晶型固体时，收缩率接近 20%,因此必须进行保压补料来防止收縮过多，以保证塑件尺寸。 5) POM 的摩擦因数低，弹性大，塑件有浅侧凹槽时可强迫脱模

9、，而不至损伤塑件。 6) POM 的喷嘴孔径宜取大值，并采用直通式喷嘴，为防止流涎，喷嘴孔可呈喇叭形。 7) POM 制品的硬度和刚性很大，塑件脱模性好、并易于快速脱模。 8) 浇注系统对熔料的阻力应小，故进料口要适当加大，流道中尽量避免死角滞料。 9) POM 宜用螺杆式注塑机成型，余料不宜过多，在料筒滞留的时间也不宜过长。 10) 在 POM 的料温偏高，喷嘴温度偏低的情况下，高压对空注射时易发生爆炸伤人事故。11) POM 熔料的流动性中等，流动性的变化对温度不敏感，但对成型压力变化较敏感。 12) 对带有金属嵌件的 POM 制品，须将嵌件预热，预热温度为 100150,这样可减少塑件中

10、嵌件周围的内应力，避免出现裂纹。 13) POM 熔体的剪切应力和剪切速率的比值几乎为常数，为牛顿型熔体，熔体粘度受剪切速率影响较大，受温度的影响不大。 14) 铜是 POM 降解的催化剂，与 POM 接触的部位应避免使用铜及其合金材料。 15) 在同一 POM 制品中，成型收缩是不均勾的，壁厚部分比壁薄部分冷却慢，造成密度差使壁厚部分的熔料向壁薄部分流动，因此，制品壁厚应尽量均匀一致。 16) 在温度较高的情况下，POM 会分解成甲醛，乃至生成甲酸，易于对模具产生腐蚀，所以模具应选用耐腐蚀并足够硬的材料来制造。 (2) POM 的主要注塑成型条件 1) 料筒温度。POM 为结晶性塑料，其熔料

11、在料筒内停留时间的长短对其所含晶核数量与大小均产生影响，在熔点以上的同一温度下，晶核数随熔体停留时间的增加而下降。料筒温度一般控制在 150180，过高易导致变色分解； 过低则塑化不均，流动性差，为此，在保证流动性的前提下，应尽量采用较低的加工温度和较短的受热时间。喷嘴温度通常略低于料筒温度。 2) 模具温度模温是影响 POM 强度的主要因素，模温高，结晶时间长， 有利于晶体的生长，结晶较完整，且流动性好。通常模温控制在 75120，若要求塑件表面状况良好，模温可取大值。 3) 注射压力。注射压力的大小取决于 POM 的熔融流动性，流道、浇口的厚度和宽度，以及制品的厚度等。注射压力的范围较宽，

12、通常为 40130MPa， 对于厚壁制品，注射压力可取小值；而薄壁制品则应取大值。本塑料斜齿轮选用 POM 材料作为注塑材料。 7第 三 部分 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。1. 注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小

13、于某注射机的公称注射量，即： 公实 V式子中， 实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（ ） 。实V 3cm塑件体积：V= - 4+ - 20+ - 12+120.8(小三角)=（3825+1280+346） +120.8=17236.94浇注系统的体积： -( 8=427总体积： =17663.94聚甲醛密度：=1.41 g/ 一次成型塑件质量：m= =24.91g注塑机最大注射量=m/80%m/50%=31.1449.82g所以，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择 XSZY60.其最大理论注射容量为 60cm3，注射压力为 122MPa，锁模力为 500KN，最大注射面积

14、为130cm2.模具高度在 200300mm，最大开模行程 180mm。喷嘴圆弧半径为 12mm，喷嘴孔直径为 4mm。2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力 P 是否满足塑件成型时需要的注射压力 。而 POM 8的注射压力的大小取决于 POM 的熔融流动性，流道、浇口的厚度和宽度，以及制品的厚度等。注射压力的范围较宽，通常为 40130MPa， 对于厚壁制品，注射压力可取小值；而薄壁制品则应取大值。对于本例中的斜齿轮我们选择 110MpaP=122Mpa。3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀

15、型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：F 锁 F 胀 = F 锁注射机的额定锁模力（N） ； P 分模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa） ；一般为注射压力的 0.30.65 倍，通常取 2040MPa。我们这里选 P 型=35MPa。塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm 2）= /1000 cm2 F 锁 F 胀 = = 35 MPa /1000 cm2=109KN而锁模力为 500KN，大于 109KN，符合要求。4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用 H 表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程 S。由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模