塑料齿轮的注塑模具设计及优化设计说明书.docx

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1、题目：塑料齿轮的注塑模具设计及优化目录II摘要VAbstractVI1、绪论11.1、 我国塑料模具工业现状11.2、 塑料模发展趋势12、塑件成型工艺分析32.1、 塑件用途32.2、 塑件的结构合理性32.3、 塑件尺寸分析32.4、 制件材料性能分析42.5、 制件成型过程及工艺参数的选定52.5.1、 注射成型过程： 53、模具的结构形式63.1、 分型面位置的确定63.2、 型腔数量和排列方式的确定63.3、 注射机型号的确定73.4、 注射机相关参数的校核：93.4.1、 注射压力校核： 103.4.2、 锁模力校核：104、浇注系统的设计124.1、 主流道的设计124.2、 分

2、流道的设计125、推出系统设计165.1、 脱模及推出机构165.1.1. 脱模力165.1.2. 推出机构166、成型零部件的设计186.1、 成型零部件结构186.2、 成型零件的选用19621、材料 3Cr2NiMo 特性196.3、 成型零部件工作尺寸的计算20621、型腔和型芯径向尺寸的计算206.3.2、 型腔深度和型芯高度尺寸的计算226.4、 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算226.4.2、 凹模侧壁厚的计算236.4.2、动模垫板厚度的计算237、塑件CAE成型工艺分析2471、分析前处理241.1.1 项目创建和模型导入247.2 网格的划分和修改247.3 最佳浇口地位置

3、257.4 MPI的FLOW仿真分析267.4.1 填充时间267.4.2 最大压力277.4.3 注射位置处压力277.4.4 平均速度287.4.5 熔料的最高温度297.4.6 体积收缩率297.4.7 气穴分布307.5 翘曲变形（Warp）分析结果318、模架的确定348.1、 各模板尺寸的确定348.2、 模架个尺寸的校核348.3、 模具的推出机构348.4、 开模行程的确定358.5、 合模导向及定位机构的设计358.6、 模具的基本工作过程368.7、 模具冷却系统的设计388.8、 气及引气系统的设计409、模具零件的选材419.1、 塑料模具成型零件的选材419.2、 模

4、板零件的选材4110、总语42致谢43参考文献44附录：二维装配图46本次设计的制品为PA213G33直齿轮注射模设计，利用UG NX来完成制品3D模型,利用CAD/UGNX/PROE来完成其装配图和零件图。模具采用了推板推出。模具结构紧凑、工作可靠、操作方便、运转平稳、冷却效果好、劳动强度低、生产效率高、生产的塑件精度高、生产成本低。本文从型腔数量和布局的确定、注射机选择、流道的设计、模板及其标准件的选用、冷却系统、成型部件的设计等给出了详细的设计过程。关键字：塑料PA；注射模；UG设计；二维装配图；直齿轮AbstractMechanical design and manufacturing

5、 automation: Wang Jun Chao Instructor : Chen LiFeng Xiao Si Wen,To pick : The current design of products for mobile phone casings PA injection moulddesign, the use of products UG NX to complete three-state model, the use of CAD to completeits assembly, and parts maps. Adjacent pumping core component

6、s used to scan the tendons andgetting better drawing of patterns. Advanced cohesive, working, reliable, easy to operate, smoothoperation, good cooling effect, low labour intensity, production efficiency, the integratedproduction of high accuracy, low cost of production. The number and layout from Xi

7、ngqiangidentification, injection machine selection, flow Road design, the choice of standards andtemplates, cooling systems, shaped components of the design gives detailed design process-internet :Plastic PA; injection mold; UG design; 2D assembly drawing; spur gear1、绪论LL我国塑料模具工业现状我国塑料模具工业从起步到现在，历经了

8、半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高。在大型模具方面，已经生产大屏幕彩电塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面,已经生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类塑件的水平，但总体和国外相比仍有较大差距。在成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气辅注射成型技术的使用更加成熟。热流道模具开始推广，有些企业的采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位还采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不道10%,与国外的50%-60%相比，差距较大。

9、我国塑料模的发展迅速。塑料模的设计、制造技术、CAD技术、CAE技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化商品化尚待规模化；CAD、CAE、Flow Cool软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。1.2、塑料模发展趋势(1)出于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度的要求，而适应高生产率而发展的一模多腔的原因，今后应该重点提高大型、精密、复

10、杂、长寿命模具的设计水平及比例。(2)在模具设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。(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。(4)开发新的成型工艺和快捷经济模具，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。(6)应用优质材料和先进的表面处理技术来提高模具寿命和质量本次模具三维装配图，采用在校学习的UG NX同步建模环境下完成设计，其中涉及到零件模块、装配模块、工程图模块、同步建模模块。282、塑件成型工艺分析2.1、 塑件用途该塑件为直齿轮，用于轴向零件的传动，生产为中批量。由于直齿轮有可能在高温高压的情况下工作，所以，材料的选择

11、必须具有突出的耐热性、耐化学腐蚀性两点。根据要求，材料选为玻璃纤维增强PA213G33 （工业常叫其为尼龙），密度为L13g/cm3。具有突出的耐热性、耐化学腐蚀性，而发制品因其良好的热稳定性（最高使用温度达130C）和高温下制品的尺寸稳定性，较高的韧性、拉伸强度和冲击强度，适宜和柔顺的表面，优异的微波适应性以及可降解性、环保性而倍受重视，低温变脆，易老化，不耐磨。PA材料可广泛应用于包装、隔热材料和汽车等各个领域。2.2、 塑件的结构合理性该塑件为空心圆柱形状组合体，尺寸较大，塑件通过UG NX软件进行厚度分析，可以得出总体结构：最小壁厚2. 09mm,最大壁厚为6.24mm。但塑件整体壁厚

12、比较均匀，用转动型芯出模可符合要求。结构较复杂，尺寸精度较高。综上所述，塑件结构比较合理。根据上述零件特征和所用塑料性能。在工艺上宜采用高温高压注射方法，以增强流动性，降低内应力，改善透明度；在模具设计和制造方面，要尽可能减少浇注系统的料流阻力，推出机构施力要均衡平稳，模具型腔表面粗糙度要小，注意排气等。2.3、 塑件尺寸分析（1）外形尺寸：该塑件壁厚较均匀，但塑件整体尺寸不大。塑料熔体的流程不长，适用于注射成型，零件模型见附图2-1：图2T：制品零件图（2）精度等级：每个尺寸的公差都不一样，有点属于一般精度，有的有较高精度要求的，就按实际公差进行计算。（3）脱模斜度：PA213G33属于热塑

13、性塑料，成型收缩率较小，查相关资料，选择该塑件统一脱模斜度为0.51。2.4、 制件材料性能分析（1）使用性能：综合性能好。冲击强度，力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀锌，适合做一般机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。（2）成形性能:1、热塑性塑料：其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。2、吸湿性强：含水量应小于（）.3% （质量），必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3、流动性中等：溢边料0.02mm左右。4、模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时

14、塑料表面呈现白色痕迹。（3） PA213G33的主要性能指标其性能指标见下表表-1 PA213G33的主要性能指标密度/ g X cm1. 121. 14屈服强度/ MPa37比体积/cm=/gT1. 101. 11拉伸弹性模量/MPa2.5X103吸水率（）o. or0. 83抗弯强度/MPa67.5熔点/ c170176弯曲弹性模量/MPa2.5X103计算收缩率（）0. 8、2.1体积电阻系数十/1016比热熔/ J*j（kgX。C）1900击穿强 E/）302.5、制件成型过程及工艺参数的选定2.5.1、注射成型过程：1、成型前的准备。对PA213G33的色泽、粒度和均匀度等进行检验，

15、由于PA213G33吸水性较小，成型前应进行适当的干燥。2、注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。3、塑件的后处理。退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理的介质为空气和水，处理温度为70 C,处理时间为24h。3、模具的结构形式注射模是塑料注射成型工艺中不可缺少的工具，虽然其结构形式多种多样，但通常按结构特征来说，可分为二板式注射模、三板注射模、哈夫式注射模等。3.1、 分型面位置的确定选定分型面时通常应考虑下列基本原则：(1)分型面应选择在不影响塑件外观的部位，如四角或边缘，而且由于分型面所产生的的飞边要容易修整；