1、编号： 毕业设计说明书题 目： 塑料斜齿轮旋转 脱螺纹注塑模具设计 学 院： 国防生学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 柯招军 学 号： 1000110104 指导教师单位： 机电工程学院 姓 名： 曹泰山 职 称： 讲师 题 目 类 型 ： 理 论 研 究 实 验 研 究 工 程 设 计 工 程 技 术 研 究 软 件 开 发2014 年 5 月 4 日摘 要伴随着全球性经济发展，新技术革命浪潮不断的突破与发展，跨越性的技术发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断繁荣，极大地促进了对体积小，工业产品的品种多，低成本，高品质的方向发展。为了提高生产周期的市场竞争力
2、的核心产品的要求越来越高，开发周期短，因此对各种产品的制造的关键技术及设备，模具的要求也越来越严格和苛刻的。模具是基础工业之一。随着市场经济全球化趋势和各种高新技术的迅猛发展，快速经济模具被赋予了新的内涵和新的任务，种类的激增，促使快速经济制模材料向着多品种系列化迈进，不断促使工艺有新突破和发展。鉴于商品经济的快速发展，产品换代更新的加速，以及市场竞争愈发激烈，都愈发高的刺激着快速经济制模技术朝着短周期、低成本、高质量及高制造精度等方向发展。鉴于它能够使企业获得更大的市场，创造更大显著的经济效益，因此愈发受到企业家的垂青以及获得相关领导部门的政策资金的支持。鉴于快速发展的高新技术以及各种技术的
3、综合运用，未来必定会产生新型节能省材的快速制模技术来适应社会生产中差异化需求。此次毕业设计是对塑料斜齿轮注塑模具设计，难点在于实现自动旋转脱螺纹功能。本设计有两大亮点，一是使用齿轮齿条传动机构来实现测抽芯，二是用轴承使型腔旋转来实现脱螺纹设计。因模具中有多处需要配合，可能使模具在制造和装配方面有些难度。关键词：模具；斜齿轮；结构设计；注射模；型腔AbstractWith the global economic development, new technology revolution continued breakthroughs and development, leapfrog tech
4、nology development has become an important factor in promoting world economic growth . Continued prosperity of the market economy , which greatly promoted to small, multi- variety of industrial products , low-cost , high-quality direction. In order to enhance the core products in the market competit
5、iveness of the production cycle, and increasingly demanding shorter development cycle , and therefore the key to the manufacture of various products, technology and equipment - mold requirements are increasingly stringent and demanding .Mold is one of the basic industries . With the rapid developmen
6、t of economic globalization and a variety of high-tech markets , rapid economic mold was given a new meaning and a new task , the type of surge , prompting rapid economic modeling material moving toward multi- variety series , continue to promote technology breakthroughs and development. Given the r
7、apid development of the commodity economy , accelerate the upgrading products , and market more competitive , are increasingly high to stimulate rapid economic modeling techniques towards short-cycle , low-cost , high-quality and high manufacturing precision direction. Given its ability to enable en
8、terprises to gain a larger market , creating greater significant economic benefits , and therefore increasingly favored by the entrepreneurs and access to funding to support policies related to the leadership department. Given the rapid development of high-tech and comprehensive use of various techn
9、ologies , the future will certainly generate new energy-saving materials for rapid tooling technology to meet the social needs of the difference in production .The graduation project is a plastic injection mold design helical gear , the difficulty lies off the automatic rotation of the threaded func
10、tion. This design has two bright spots , one using rack and pinion mechanism to achieve measured Pulling , two bearings so that the cavity is rotated to achieve the de- thread design . Because there are many die with blood , may cause some difficulty in mold manufacturing and assembly areas .Keyword
11、: mold ; bevel wheel; structural design;plastics injection mold; cavity目 录引言 .11 塑件（斜齿轮）的分析 .31.1 塑件（ABS）的三维模型 .31.2 塑料的基础知识与应用 .41.3 ABS塑料 .41.3.1塑料 ABS的基本概念 .41.3.2塑料 ABS的特性 .51.3.3塑料 ABS的成型特性及成型条件 .61.3.4塑料 ABS的成型条件 .61.4 塑件结构工艺性要求的了解及分析 .71.5 脱模斜度 1 .71.6 塑件的壁厚 1 .71.7 圆角 .82 注射机的选择 .93 型腔数目的决定
12、.104 成型零件设计 .124.1 确定型腔壁厚 .124.2 动模板厚度的计算 .124.3 分型面的确定 1 .134.4 排气系统的设计 .134.5 成型零件的结构设计 .144.5.1成型凹模的结构设计 .144.5.2成型凸模的结构设计 .144.5.3型腔尺寸计算 .145 浇注系统设计 .185.1 主浇道（浇口套）的设计 .185.2 浇口的设计 1 .205.3 定位圈的选择 .206 模具温度调节系统的设计 .216.1 模具温度调节对塑件质量的影响 .216.2 加热系统的设计 .216.3 冷却系统设计 .217 脱模机构的设计 .227.1 推管脱模机构设计 .2
13、2 7.2 内螺纹抽芯脱模机构的设计 .227.2.1螺纹型芯的设计 .227.2.2传动齿条的设计 .248 复位机构的设计和选择 .268.1 弹簧的选用 4 .268.2 弹簧的分布形式 .279 合模导向机构的设计 .289.1 导向机构的功用 .289.2 导向机构的选用 5 .2810 型芯与侧型芯脱模力的计算 .2910.1 型芯脱模力的计算 .2910.2 侧抽芯力计算 .2911 模具的闭模高度和开模行程验算 .3012 模具其它零件的设计 .3113 标准件的选择 5 .3214 模具的总装图以及运动顺序、及其特点 .3315 模具的安装、调试 .3416 工艺卡片 .35
14、16.1 塑件成型工艺卡 .3516.2 机械加工工艺卡 .3616.2.1浇口套定位圈机械加工工艺卡 .3616.2.2定模板机械加工工艺卡 .3716.2.3垫块机械加工工艺卡 .38结论 .39谢辞 .40参考文献 .41桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 41 页引言模具是一种重要的工业产品的生产技术和设备，是国民经济的基础，被冠以现代“工业之母” 。 现代生产中，模具因其加工效率高，互换性，节约了材料，所以广泛应用。作为一个蓬勃发展的行业，在整个模具塑料模具发展很快。作为制造行业的一个后起之秀，它以它独特的优势而被广泛应用，极大地促进了塑料工业的质的发展。（一）
15、 、我国塑料模具的发展现状模具是现代工业生产的重要工艺装备。依工业技术的飞跃式发展，依靠模具来进行加工在国民经济的各领域中愈发常见。随着塑料工业的迅速发展，效率高，自动化程度高，寿命长和高精密模具的设计和制造是关注未来的重点。例如电视机外壳、空调机零件、洗衣机内缸、电冰箱、灯座、周转箱等模具。世界上的一些工业化国家，其工业产值已超过机床工业的模具，其增长率也超过了机床，汽车，电子等行业。在这些国家，模具工业已成为国民经济的基础工业之一。美国工业界称“模具工业是美国工业的基石” ，日本模具协会称“模具是促进社会富裕的动力” 。什么东西既具有自己的价值通过同一模具为社会创造了巨大的经济效益和社会效
16、益。一流的模具设计理念、高质量的制造水平、上等的材料、合理的加工工艺和现代化管理及成型设备等都是制造优质模具不可获缺的。一副优质的模具可以重复上百万次成型，这是和上面所陈述的因素分不开的。纵观国内外同行情况，注塑成型技术发展趋势大致有以下几个方面：（1）CAD/CAE/CAM 技术在模具设计与制造中的应用；（2）模具制造对工业领域的推动发展；（3）开发模具逆向工程，创新模具的快测技术；（4）开发上等的模具材料和对其表面进行特殊处理；（5）提升模具标准化水平，用模块化实现模具的重组；（6）模具的模块化、集成化、精密化。塑料模具在我国的发展很快。塑料模的设计制造、CAD/CAE/CAM 技术、CA
17、PP 技术，已有不少的企业及研究机构在开发及应用。在设计及制造技术上与一流水准相比有一定的不足。专用模具钢的种类少少、标准化程度不高、质量尚不稳定等问题还在困扰着我国模具行业；模具的商品化、系列化及规模化能力还有不少改进及提升的空间；CAD、CAM、Flow Cool 等软件应用程度不是很高；提高模具的设计与制造水平是增加国际核心竞争能力比不可少的。近些年来，伴随着模具综合技术的提升，模具产品也更加复杂、精密，模具制造成本和周期也在缩短。（二） 、研究此项目的内容、目的和意义通过计算机数据模拟和仿真对塑料注射模具的设计思路和制造过程进行有效的评桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2
18、页 共 41 页估和预测，并且可改善模具的结构设计并快速制得样品，便于赢得客户，争取定单，从而扩大市场及占有率；此外还降低返厂率，缩短生产周期，节省材料和费用，进而很大幅度地降低了模具的生产成本。此项目针对的内容和要求:（1）拟定斜齿轮塑件的成型工艺，选用合理的成型设备。（2）合理的模具设计结构。必要时可依模具要求对塑件图纸进行适当的修改。（3）长使用寿命、高强度，高耐磨性是模具配件必不可少的。 （4）经济性好、便于制造是模具制造需要考虑的。（5）确定零件尺寸及形状，选择合理的结构。（6）高效率、高可靠性、高自动化程度是模具设计制造的精髓。研究此项目的目的与意义:（1）选择合适的塑料及成型工艺
19、。（2）通过对产品质量分析，改进模具的工艺及结构设计。（3）将模具设计融合到 CAD/CAM/CAE 的运用中去。（4）提高分析和解决问题的能力，改进我们的学习与创新发展。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 41 页1.塑件（斜齿轮）的分析1.1 塑件（ABS）的三维模型如下图 1.1：(a)(b)图 1.1 塑件三维图桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 41 页图 1.2 塑件尺寸图1.2 塑料的基础知识与应用 塑料是塑料为主要原料，再加入适量填料，增塑剂，润滑剂，稳定剂，着色剂等材料，固化剂。 塑料的种类繁多，性能上也有较大差异,从事塑料应用技术
20、领域工作时人，应该首先对所选的塑料的类型，结构和相关性能的认识，有必要获得必要的基本知识以及了解塑料的应用范围。按塑料的分子结构及特性可分为热塑性塑料和热固性塑料两种。按塑料的使用情况一般可以分为通用塑料、特种塑料、工程塑料三大类。1.3 ABS塑料1.3.1 塑料 ABS 的基本概念ABS 塑料(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯) 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene。比重:1.05g/cm 成型收缩率:0.30.9%成型温度：180200 干燥条件：808523 小时塑料性能:（1）良好的整体性能，高的抗冲击强，化学稳定性。（2）具有较高的耐热性，高的影响，完全燃
21、烧，提高透明度。桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 41 页（3）与有机材料的熔接性较好，且表面可进行处理，如镀铬、喷漆等。（4）较 HIPS 流动性差一些，较 PMMA、PC 等好，柔韧性好。ABS 塑料是以高分子化合物为基础而混合的复合材料。综合了原有材料的性能特点，其最大的特点是可根据需要进行材料设计，这也是它和其它塑料最大的不同。ABS 高分子材料独特的结构和易加工、易改性特点，使其具有其他材料无法比拟、无可取代的优越性能。于此同时 ABS 塑料不仅有聚合物的一般热性能和力学性能外，还具有一些特殊功能，如物质、信息和能量的转换、传递和储存等。1.3.2 塑料 AB
22、S 的特性ABS 的详细特性在下表 1-1 中给出。表 1-1 ABS 塑料的特性性能项目 试验条件状态 测试方法 测试数据 数据单位基本性能熔体流动速率 2302.16Kg ASTM D-1238 1.8 g/10min收缩率 23 FCFC Method 0.3-0.8 %密度 23/23 ASTM D-792 0.96机械性能降伏点抗张强度23 ASTM D-638 360 kg/cm2断裂延长率 23 ASTM D-638 200 %弯曲模量 23 ASTM D-790A 15500 kg/cm2洛氏硬度 23 ASTM D-785 100 R-ScaleIzod冲击强度 23,1/8
23、厚 ASTM D-256 6.0 kg-cm/cm2热性能 热变形温度at 4.6kg/cm2，Unannealed,1/4厚ASTM D-648 135 其它性能FDA Compliance21 CFR Pt 177.1520 Yes通常，塑料的熔点并非是一个固定的数值，而是用热变形温度来显示。 ABS 是升级强化版的 PP，有较高的热变形温度，耐热性能好，注塑收缩率较低，尺寸稳定性能好，故特别适用于有耐温需求的汽车零件以及电气部件等。热塑性塑料在恒压力下，依据受热的温度的差异，存在玻璃、高弹和粘流三种状态。ABS 是在粘流态下成型的制品，可用注射成型来制作。ABS 具有适度的流动性，主要由压力和温度确定其流动性。因为是热塑性的，所以在模具设计和注塑成型的选择
