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1、摘 要】本文是对斜齿轮进行注射塑料模具设计，文中从制件和所用原材料分析入手，分析 了滑轮的注射成型工艺，进行了型腔的尺寸计算，论述了斜齿轮模具结构设计，阐述了 塑件分型面确定、型腔数量、排列方式、浇注系统和排气系统、塑件推出方式和位置、 推出零件结构、浇注系统凝料推出方式、温度调节控制系统和成型零件及主要结构形式 的设计过程。在设计中，考虑到本次所设计零件尺寸较小，精度要求不高，为提高生产 率，故采用一模一腔。在此基本上，对主要零件进行了加工工艺分析并编制了工艺过程 卡，通过模具设计、制造，实现了斜齿轮的注射成型。 关键词：注塑成型；分型面；模具设计；工艺性分析Abstract and Key
2、wordThis paper is carrying on designing the plastic injection mold with pulley. This article commence at spare parts and pulley material. It has analyzed the pulley injection formation craft and calculated the size of the mode lumen, elaborated the mold of pulley structural design, elaborated how to
3、 determined the parting surface， the quantity of mode lumens ，the arrangement way, the casting system，the exhaust gas system, the sprinkle way，position of design, the structure of sprinkle parts, how to sprinkle the casting system congeal material ,the temperature control system ,the formation parts
4、 and the main structural design process. In the design, because the spare parts size is small and the accuracy request isnt high, in order to rise the rate of production, we adopted one mould and 8 mode lumens. In this paper, it has carried on the processing craft analysis of the major parts, and es
5、tablished the technological process card, through the mold design and the manufacture, the pulley injection formation has realized.Keyword：injection molding；parting surface；mold design；craft analysis-LX.1前言在现代塑料制品生产中, 普谝采用了模塑成型的方法 , 有效提高了制件的质量和 生产率,获得了显著的经济效益。塑料成型模具是塑料模成型过程中不可缺少的工艺装备,对实现塑料成型工艺要求, 塑料
6、制品使用要求起主要作用,随着工业技术的发展,塑料模在生产中的主要地位和作用 被越来越多的人们所共识。本次进行的塑料模毕业设计是在学完机械制图、互换性与测量技术基础、 材料力学塑料成型工艺及模具设计、模具设计制造及其工艺、材料成型 设备、机械原理、机械设计等基础课程和专业课的基础上,参阅各设计资料而 进行的一次综合性设计,起目的是为了检验学生对所知识的掌握程度和综合应用能力.通 过本次设计,使同学对所学的知识进一步巩固和提高,进而能独立完成一副塑料成型模具 的设计。塑料模具的设计步骤主要包括:1. 制品的成型工艺分析2. 成型零件工作尺寸的计算3. 选择注射机4. 确定成型方案5. 模具各零件的
7、结构设计6. 绘制装配图7. 绘制各非标准零件图8. 型芯、型腔加工等我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将包括：(1) 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模 成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所 致。(2) 在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成 为一项比较成熟的共性技术,近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小 企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型 CA
8、D/CAM 系统无法满足实际生产过程分 工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计 与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流 道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能 源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极 生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品 质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助 注射成型比传统的普通注射
9、工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复 杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显 得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以 及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化 程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质 量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标 准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生
10、产、提高商品化程度、提高标准件质量、 降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种。（6）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必 要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描 仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检 测设备是实现逆向工程的必要前提。第一章 塑件成型工艺性分析1.1 塑件的分析因为模具的型腔设计是根据塑件决定的，所以首先必须分析塑件图和技术要求。分 析塑件的几何形状，壁厚的均匀程度，工艺圆角，脱模斜度及成形孔的分布等。塑件的几何形状分析： 塑件的几何形状与成型方法，模具的分型
11、面选择，塑件是否能顺利成型和出模有直 接关系。因此，设计时要使塑件的几何形状能满足其成形工艺要求。1. 脱模斜度 为了便于塑件从模具型腔中取出或从塑件中抽出型芯，在设计时沿脱模方向均应有 足够的脱模斜度。根据塑件材料聚甲醛推荐的脱模斜度为40,1 30。聚甲醛属硬脆类塑料，且 属厚壁大的塑件，因此脱模斜度可取大值。根据塑件几何形状，按照塑件的收缩规律， 一般向心收缩，所以内表面脱模斜度要比外表面大,由塑件的精度等级可确定脱模斜度， 内表面取 130,，外表面取 1。2. 塑件的壁厚 壁厚与流程有密切关系，且成比例关系，根据聚甲醛属流动性中等。可得： T=（L/100 + 0.8）X0.7T=（
12、42+16n）/100+0.8X0.7=1.52即厚度三2即可；由于塑件最薄处为4mm，因此符合要求，同时可判断流程短，对 注射成型有利。3.圆角 在塑件设计过程中，为了避免应力集中，提高塑件强度，及提高脱模，常采用圆弧过渡。根据塑件圆角都取R=0.5mm。4.精度等级 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有的属于高精度，就按实际公差进行 计算。1.2聚甲醛（POM）的性能分析塑料的种类繁多，性能有差异,在从事塑料应用技术工作时，首先应对所选用的塑料（聚甲醛）组成，类型以及有关性能有所了解，即掌握必要的塑料应用基础知识。塑料是以合成树脂为基础，再加入增塑剂，填充剂，染料，润滑剂，稳定剂等材
13、料 组成。在一定温度和压力条件下，通过成型加工，可以将塑料制成具有某种形状，在常温 下保持形态不变的塑料制品。1.2.1 常用塑料塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料。常用热固性塑料有酚醛塑料，氨基塑料，环氧树脂，DAP塑料等等。常用热塑性塑料有聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚体（ABS）、聚甲醛（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚砜（PSF）等等。1.2.2聚甲醛（POM）塑料1、聚甲醛（POM）的工艺性能热塑性塑料在恒温压力下，根据受热温度的差别，存在三种状态，即玻璃态、高弹 态和粘流态。处于粘流态的塑料，可采用注射成型和挤出成型等加工方法来制作塑料制
14、品，而聚甲醛就是在粘流态情况下成型成制品。聚甲醛流动性中等，主要由其温度压力， 模具结构来决定其流动性。聚甲醛不是透明的结晶塑料。且不属于吸湿性塑料，因此， 在成型前可不用预热处理，因为聚甲醛是热敏性塑料。因此，模具设计选择注射及成形 时都应注意，应选用螺杆式注射机，浇注系统截面应大，模具和料筒应镀铬，不得有死 角滞料，必须严格控制成型温度，模温，加热时间，螺杆转速及背压等。2、聚甲醛（POM）的成型特性a. 结晶性塑料熔融范围很窄，熔融或凝固速度快，结晶化速度快，料温稍低于熔 融温度即发生结晶化，流动性下降。b. 热敏性强极易分解（但比聚氯乙烯稍弱，共聚比均聚稍弱）分解温度为240C, 但2
15、00C中滞溜30分钟以上即发生有刺激性分解时产生有刺激性，腐蚀性气体。c. 流动性中等，溢边值为 0.04 毫米左右，流动性对温度不敏感，但对注射压力 变化敏感。d. 结晶度高，结晶化时体积变化大，成型收缩范围大，收缩率大。e. 吸湿性低，水分对成型影响极小，一般可不干燥处理，但为了防止树脂表面附 粘水分，不利成型，加工前可进行干燥并起预热作用，特别对大面积薄壁塑料件，改善 塑件表面光泽有较好效果，干燥条件一般用烘箱加热，温度为90100C,时间4小时， 料层厚度 30 毫米。f. 摩擦系数低，弹性高，浅侧凹槽可强迫脱模，塑件表面可带有皱纹花样，但易 产生表面缺陷，如毛斑、折皱、熔接痕、缩孔、
16、凹痕等弊病。g. 宜用螺杆式注射机成形，余料不宜过多和滞留太长，一般塑件质量（包括主流 道、分流道）不应超过注射机注射量的 75%，或取注射容与料筒容量之比为 1：61： 10，料筒喷嘴等务必防止有死角，间隙而滞料，预塑时螺杆转速宜取低，并宜用单头， 全螺纹，等距，压缩突变型螺杆。h. 喷嘴孔径应取大，并采用直通式喷嘴，为防止流涎现象喷嘴孔可呈喇叭状，并 设置的加热装置，以适当地控制喷嘴温度。i. 模具浇注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，要尽量避免死角积料，模具浇 注系统对料流阻力要小，进料口宜取厚，要尽量避免死角积料，模具应加热，模温高应 防止滑动配合部件卡住，模具应用耐磨，耐腐蚀材料，并淬硬，镀铬，要注意排气。j必须严格控制成形条件，嵌件应预热（一般100
