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1、不同模數(shù)塑料玩具齒輪的模具優(yōu)化設計 摘 要 塑料已成為國民經濟生產必不可少的原材料，塑料齒輪在玩具中應用在今天也很常見，采用塑料齒輪的玩具因其質量輕，無毒害，成本低，制造容易而深受人們喜愛，所以本次選取塑料齒輪為設計對象，通過對模數(shù)不完全相同的四個塑料齒輪塑件進行分析從而繪制出該塑料齒輪的模具。在本次的模具設計中采取了一模四腔，由于在澆注過程中可能存在澆注不均勻現(xiàn)象，造成成型零件質量問題，故對本模具進行了優(yōu)化設計來保障澆注過程中盡可能的均勻，保證零件質量，使零件可以大量生產。本次設計過程中，對模具分型面的選擇，成型零部件，澆注系統(tǒng)的選擇進行了詳細介紹。另外，對與頂出系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)也進行

2、了適當敘述，保障了此次設計的模具能較好的滿足使用要求。 本次設計，采用了Solidworks，Autocad等軟件，通過這次的設計，更加熟練鞏固使用Solidworks,Autocad設計分析軟件，對模具設計加深了認知，體驗到設計人員的艱辛與不宜。 關鍵詞：注塑模設計；澆注系統(tǒng)；Solidworks；Autocad THE DIFFERENT MODULUS MOLD OF PLASTIC TOY GEAR OPTIMIZATION DESIGN Abstract In the p

3、roduction of raw matrrial,the plastic has become more and moer essential in a country .Today ,plastic gear is widely used in plaything .Adopting the plastic gear make toy's quality light easy manufacture and nonhazardous ,which make people very like it .Through to analyze four different modulus gear

4、,drawing the mold. In this mold design I adopt one mold have four cavities.In the process of pouring may occur uneven pouring phenomenon causing molding part of poor quality,I optimize the mold to assure even pouring in the processing of pouring.It assure the quality of part for volume produce.In th

5、is mold design,I detail introduction parting surface pouring,choosing molding part design,optimization design of mold and the like.In addition,I also optimise the ejection system and cooling system,to ensure the mold design meet the using condition. In this mold design,I adopt some software for

6、example solidworks ,Autocad . Through this mold design, my using software skill have strengthen and in-depth knowledge of mold design ,experience the mold design worker's life and problem. KEYWORDS: the design of injection mold, the gating system,Solidworks, Autocad 25

7、 前言 在今天通過對一個國家的塑料消耗量的評估和塑料在工業(yè)中運用面的廣度，作為評價這個國家工業(yè)方面發(fā)展水平高低的手段之一 。塑料已成為國民經濟生產必不可少的原材料，塑料制品的玩具在今天也很常見，玩具汽車等一系列兒童娛樂用品極大地豐富了兒童的童年生活，塑料玩具因其質量輕，安全，無毒害而深受喜愛?，F(xiàn)在越來越多的塑料玩具的出現(xiàn)，為塑料行業(yè)帶來了騰飛。 隨著工業(yè)生產的產品塑料化的程度的不斷增強以及對塑料制做成的物品（塑件）的廣泛應用與不斷發(fā)展，塑料類的模具行業(yè)將會在未來擁有更廣闊的前景。 模具能夠帶來制造時間的大幅度減少以及用來實現(xiàn)物品制造的快速化，它有所有部件。模具是由許多不同的部分組合而成的

8、，通常它靠的是通過材料的一些物理狀態(tài)進而使其成為所需要的商品外形。主要用在塑料制品的鍛造、擠壓成型，還有一些諸如注射或壓縮成型加工等場合。 注塑模具,是用來實現(xiàn)塑料零件的快速成型，是一種成型的工藝和設備，在現(xiàn)在，為大部分工廠所采用。所謂的成型(也稱注塑),通常指的是材料由于加熱變成液體的狀態(tài)經過高壓后進入空腔,再經過冷卻固化,形成成形的產品。這種方法適用于形狀復雜零件的大量生產。注塑模具用的是注塑機，把它內部的塑料加熱。然后在此狀態(tài)下缸內的流體推動螺絲，柱塞。流動的液態(tài)塑料向前流動，并且又被壓縮。與此同時噴嘴可以使氣缸在短時間內使溫度得到很大程度上的降低，型腔也被封閉。通常在保存一段時間后，

9、在保證內部壓力條件下，想辦法把模具打開，得到塑料制品。但并不完整，需要進行切割和進行一些后續(xù)的加工。在一般情況下，要使零件從設計到最后加工成成品需要的時間多少是不相同的。在一般性的情況下，它由零件的尺寸、形狀產生較多的影響，且它的影響是很大的，所以如果考慮生產成本或者生產周期的話，要深思熟慮。 注塑用的注射機，人們把它劃分類型比較詳細方法也多，由于它的類型、型號的塑料和成型工藝條件和其他因素。模具中注塑模具是最非常重的內容之一，完善和提高模具的設計水平和現(xiàn)代的智能化生產過程具有很大作用。隨著科學技術的快速前進，迅速發(fā)展起來的微電子和計算機技術所帶來的技術革新以及他們更多的朝向工業(yè)機器人領域的

10、結合所產生的的機電一體化專業(yè)，更大程度化的使機械手自動化程度更高，這就讓注塑模具產品的取出和使用更加機械一體化，很大程度的減少了生產成本，提高了經濟效益，更好的促進了模具的發(fā)展。 注塑模具的分類方法多種多樣，注塑用的注射機，人們把它劃分類型比較詳細方法也多，由于它的類型、型號的塑料和成型工藝條件和其他因素較為常見的分類方法諸如按模具型腔數(shù)量可以分為單數(shù)的腔和多數(shù)的腔;對澆注系統(tǒng)來講，澆注的方式上將其歸納總結分類，又可以將其分為普澆和熱流道，按照用途類型進行劃分可以將其分為臥式和立式等等。近年來,由于高速、穩(wěn)定的增長,促進國民經濟的迅速發(fā)展,模具工業(yè)在國家尤其是模具設計與制造專業(yè)或相關材料成形

11、與控制已成為中國國內有優(yōu)勢的熱門專業(yè)。正是因為有了模具，所以能使大批量的生產產品可以進行復制，這就是利用模具成型來加工產品，這樣可以減少材料浪費，提高了生產效率，保證了產品的質量統(tǒng)一，這極大的滿足了現(xiàn)代社會對商品的巨大需求 設計的基本目的是： （1）通過對塑料模具的材料、制造工藝、設計方法、選材和熱處理方法與大學階段所學的機械設計及機械制圖等方面的知識的熔融結合，來解決塑料模具設計中的問題，同時也進一步鞏固了所學的知識，提高自己的專業(yè)能力。 （2）通過本次實踐，體驗了設計帶來的成就感，基本掌握設計一些塑料模具的一般規(guī)律，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力，由于本科階段沒接觸過模具，在本次設計過

12、程需要自學，接觸到的都是全新的知識，也鍛煉了自己的自學能力。 （3）通過計算、運用solidworks、ug進行玩具用品中的塑料齒輪設計，同時查閱相關方面的設計計算手冊表，體驗到整個模具設計的每一個步驟，體驗到設計過程的痛苦與不易。在繪制模具圖過程中進一步加深了對軟件的使用和認知。現(xiàn)在很多企業(yè)都需要會軟件的人才，這為畢業(yè)找工作，為畢業(yè)設計打下一個良好的實踐基礎。 第一章 塑件的成型工藝分析 1.1 塑件的分析 本次設計的是四個傳動塑料齒輪，并且對其成型工藝及注射模優(yōu)化設計，本次設計需要是四個不同大小，和模數(shù)不同的齒輪，零件制造精度較高，成型時還需要彼此相互配合，需要

13、成套生產，四個塑料齒輪結構如下圖所示。各個齒輪的參數(shù)如下所示: 圖1.1 參數(shù)如下表： 名稱 模數(shù) 齒數(shù) 齒輪一 2 60 齒輪二 2 96 齒輪三 1.25 44 齒輪四 1.25 22 表1.1 1.2 pom的選取和性能分析 本次采用pom主要是由于其硬度高，抗磨性能好，適合做傳動用的塑料齒輪，而且pom成型的產品美觀，表面質量好。 pom定義：聚甲醛

14、通常把它看成是一種沒有側性鏈、密度、結晶性比較高且呈現(xiàn)出線型性狀的高分子聚合物。[1] 按照分子鏈中化學結構上的差異，可以把其分為均聚和共聚甲醛兩種塑料。[1] 兩者的重要區(qū)別是：均聚甲醛的密度、結晶程度、熔點強度、熱穩(wěn)定性、加工溫度范圍等方面與共聚甲醛相比較差。均聚甲醛不耐酸堿或者說耐酸堿不如共聚甲醛那么好，加工溫度在正常的情況下共聚甲醛也是比均聚甲醛表現(xiàn)好的。共聚甲醛通常又把它叫做賽剛，還有些工人師傅稱其為奪鋼。因其性能優(yōu)良，常常是塑料零件制品選用的材料。共聚甲醛常用在一些傳動零件中去，由于本次采用的四個齒輪是傳動件，所以個人認為采用共聚甲醛較好。 聚甲醛又叫聚甲醛樹脂，它是合成樹脂中的

15、一種，人們常常把其叫做pom塑料，也有人稱其為賽鋼；外形方面表現(xiàn)多為白色或黑色顆粒狀的塑料，pom因其硬度高、抗磨性能好、常用在一些諸如齒輪、軸承等零件。此外他的剛性好，在一些機床、儀表和汽車上也常能看到用pom塑料制成的零件。 1.3 成型特性： 聚甲醛的外表光滑、而有光澤。通常情況下觀察其外形的顏色為白或者黃，而切大部分為白色的狀態(tài)。材料通常很硬且密度高，薄壁部分多為半透明狀。容易被點燃，燃燒的時候火焰表現(xiàn)為上黃下藍，還會出現(xiàn)滴落現(xiàn)象。燃燒時散發(fā)有一些刺激性的很臭的氣味以及黑色煙，較為難聞。聚甲醛多呈現(xiàn)白色，不透明，上色性能很好，成型的溫度通常在180度左右，但聚甲醛不耐熱，穩(wěn)定性

16、表現(xiàn)較為怪異，長期耐熱性與短期耐熱性表現(xiàn)不一，長期比均聚好，短期比均聚差。聚甲醛在常溫下很耐用不宜氧化，干燥條件下在80度左右僅需兩個小時即可成型。聚甲醛收縮率在0.02左右，由于聚甲醛的長期耐熱性差，且極其易分解，會揮發(fā)出腐蝕性的氣體，所以模具鋼材應耐腐蝕[1] （1） pom塑料是結晶型的,它常溫下的密度為,它有相當不錯的剛度,人們常稱其“賽鋼”. 　?。?）pom的耐蠕變、抗熱、抗沖擊、疲勞性、耐磨等性能非常好，同時他的摩擦系數(shù)相對較小,其自潤滑方面的表現(xiàn)也好. 　?。?）pom不容易吸水,吸水率在,在比較潮濕的地方中它的形狀也很穩(wěn)定,其收縮率為(較大),注塑時的尺寸通常比較難易控

17、制,受熱造成形變的溫度為,聚甲醛是有均聚和共聚甲醛兩種甲醛類塑料,性能是各不相同的(耐溫性比較好一點是均聚甲醛). 第二章 分析選取模具的結構 2.1 確定分型面位置 在安排分型面的過程中，要注意到一些問題，如下所述： （1）分型面是否對零件外觀有影響，通常將分型面選用取在對零件外形無影響的地方，以免因位置選擇問題造成后續(xù)不必要的麻煩，分型過程中可能產生溢料飛邊的問題，也應注意到。 （2）安排的分型面不可以對設計的零件外形、尺寸、精確度形成影響。 （3）在選擇分型面過程中，應該考慮模具加工是否方便，以節(jié)省加工時間。 （4）由于分型面的選取對脫模的難易程度也有影響，通常選擇

18、時盡可能的讓零件在開模后留在動模側，以方便脫模。 （5）因分型面選擇不恰當會造成鎖模困難，所以應減少零件在分型的面的上的投影中的面積，來避免鎖模的困難的問題的出現(xiàn)。 （6）對于可能出現(xiàn)的制造出來的零件尺寸出現(xiàn)差異的情況，在分型面選取時可以考慮到減少的脫模的斜度 （7）安排分型面時應當注意到其與最終所要填充的型腔的表面要重合，這樣做的好處是有利于排氣。 通過分析該齒輪的外形等因素，其位置安排如下圖所示，選擇這樣的分型面是為了使塑件的脫模更容易和優(yōu)化模具的結構。分型面確定之后就需要用諸如solidworks，ug等軟件繪制出來，并且對塑件的分型面進行自交檢測，如圖通過對分型面的自交檢測沒有

19、發(fā)現(xiàn)自交截。 圖2.1 2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 本設計是由四個塑料玩具用的齒輪零件組成，并且按設計要求采用一模四腔，型腔排列采用直線型。在設計過程也考慮了體積，生產成本等方面的因素。 本次設計均采用5級精度（SJ1372-78），由于其是由兩個漸開線齒輪和兩個錐齒輪組成，因其需要大批量生產可采用一模多腔的形式進行。而且，考慮到零件的尺寸、模具結構尺寸的大小，將其設計為一模有兩腔。 型腔排列要盡可能的緊湊，對稱，以有利于澆注成型，如果需要大批量生產該零件，同時保證良品率需要對型腔排列進行優(yōu)化，本次設計考慮到這些因素所以選擇為直線的對稱的排列。 圖2.2

20、 2.3 選擇注射機的型號 運用UG 來建模分析可以知道四個塑料齒輪的體積，四個齒輪在一起的體積為：V=16.99 圖2.3 選擇注射機：根據(jù)計算可以得出注入塑料總質量V總，計算出V總后由：V總/0.8=100。同時考慮到其他方面因素諸如模具高度，是否需要大量生產該零件，可根據(jù)根據(jù)以上的計算，以及查取表附錄 根據(jù)注射需要的壓力和制品的重量還有一些其它方面的情況，可先考慮選用的注射機為 d（塑料成型工藝與模具設計）初步選用注射機xs-zy-125（主要考慮到模具高度）。 注射機xs-zy-125的參數(shù)如下表：

21、名稱 單位 參數(shù) 名稱 單位 參數(shù) 額定注射量 mm 125 鎖模力 kN 900 最大成型面積 mm 125 噴嘴圓弧半徑 mm 12 柱塞直徑 mm 42 噴嘴孔徑 mm 3.5 注射壓力 Mpa 120 最大開模行程 mm 300 模板尺寸 mm×mm 428×450 模具最大厚度 mm 300 柱桿空間 mm×mm 260×290 模具最少厚度 mm 200 表2.1 （4） 注射機的相關參數(shù)的校核如下表所示: 名稱 最大注塑量 注塑壓力 鎖模力

22、 參數(shù) 0.6 100 202 是否滿足要求 是 是 是 表2.2 型腔的壓力可使用下式進行計算： 經代入公式計算：可以知道型腔的壓力數(shù)值，然后再對注塑機的額定鎖模力來進行校核計算。校核計算公式為： 圖2.4 （5）成型腔數(shù)的確定 我們通常以機器的注入射所需能力大小為基本，每次往里面注入的量應該是不能超出注射機所能容納的最大量的80%計算。 校核開模行程：開模行程的校核計算應該是按照如下面的圖片面所呈現(xiàn)出的公式來進行檢驗計算： 由于計算得62大于300，滿足注塑機的開

23、模行程所需要的條件。通過對一系列參數(shù)的檢驗計算能夠知道該注塑機符合此次設計要求。 第三章 成型零部件的設計 3.1成型零件的結構設計 （1）對錐齒輪采用凹模的結構設計 對兩個錐齒輪采用整體式凹模，成型的錐齒輪尺精度高，外形美觀。如下圖所示： 圖3.1 （2）對漸開線齒型的齒輪采用凸模的結構設計 對兩個漸開線齒輪采用組合式型芯，對于成型來說較易成型，結構上也非常簡單，如下圖所示： 圖3.2 型芯各尺寸如下圖所示： 圖3.3 3.2 凹模材料的選取

24、成型零件材料的選取至關重要，對于零件的強度，機械加工性能都有很大影響。為了使零件能滿足性能上的要求，本設計通過對四個齒輪的綜合分析，綜合考慮決定選擇凹模鋼材為40CR。對于成型塑件外圓筒的大型芯選擇使用高合金的硬度、韌性都不錯的工具鋼材料，以避免磨損嚴重。 3.3 計算零件工作尺寸 一般對成型的零件我們對其工作尺寸常常使用平均算法，本次設計的成型零件就是選用此方法進行計算，同時查閱相關資料可得到pom塑料的收縮率為0.015 由于國內現(xiàn)有的生產模具的條件，模具制造公差取。 (1) 凹模的內形尺寸： （5.6） 式中：

25、 公差(IT5)如下表： 塑件基本尺寸（mm) 10-14 18-24 30-40 50-65 65-80 塑件公差（mm) 0.32mm 0.32mm 0.56mm 0.74mm 0.86mm 表3.1 型腔尺寸如下： 式中： (2) 凸模的外形尺寸計算： 帶入公式得： 型芯的深度尺寸計算： 第四章 模架的選取與模具安裝 4.1確定模架、模具安裝 由于本次選取的澆口形式是點澆口，采用三板模的原因是，它是有細水口的模架，特別適合點澆口。由于人們對模具的分類方法不同，造成模

26、具類型有許多種。在這次主要介紹有關的注塑模具。按整體結構來進行劃分注塑模具，其比較常見的結構如下：熱流道注塑模，單、雙分型面注塑模、以及帶有推出機構的定模注塑模、可以側向進行分型、抽芯的注塑模等等，不再詳述。模架的選擇要根據(jù)實際情況來考慮，通過綜合分析該塑件，由《塑料注射模中小型模架》可以知道型滿足使用要求，所以用該模架，其結構下圖已表示： 圖4.1 該類型的模架有三塊模板組成，對于像點澆類的比較適合使用。注射模具可以選擇斜導柱式側向抽芯的模具類型。由于分型面，所以導柱導套的安裝方式應該依據(jù)選取的分型面來選擇正

27、確的安裝形式，導柱導套這里選擇了正裝的形式，通過分析，且由于摸板厚度及其外輪廓尺寸由選取的模架類型來決定。把一模六腔的模具轉化成一模四腔的模具，經過設計計算得到其長度為,寬度為。模架的長度計算公式：，模架的寬（D表示的是復位桿直徑，d表示螺栓的直徑）。在得到模具的長和寬后，由于內模仁所以要考慮其他一些情況對模架尺寸產生的影響，比如螺絲、導柱等。所以經過合理的考慮，為盡量避免這些影響對選取的標準經復審發(fā)現(xiàn)選取的是滿足這些要求的。塑件的高度為。A、B、C各板厚度分別取。型芯型腔應比總的高度高出以上以下。本次的塑件要求全部滯留在定模板內，選擇使用的模架由于他的模腳高為,遠遠滿足使用的要求。所以此次模

28、具的模架為?？紤]此次選取的模具的特點決定該模具采用壓板形式固定。 第五章 澆注系統(tǒng) 5.1 澆注系統(tǒng)設計與優(yōu)化 澆注系統(tǒng)按照類型進行劃分，通常有兩種即：普通型的澆注系統(tǒng)和熱流道型的澆注系統(tǒng)。由于充模和補料是塑件成型的過程中的兩個相當重要的階段，他由澆注系統(tǒng)控制著，影響著塑件的質量狀況，而且影響很大。澆注系統(tǒng)是指從注射機的噴嘴部位開始算起，一直到型腔入口的部位為止的塑料件熔體的流動通道，或在此通道內的冷凝的固體塑料。澆注系統(tǒng)主要的功能是引導熔體方便流入型腔，確保熔體能按要求填滿型腔，也能使型腔內的空氣很好的排出，在熔體逐漸凝固的過程中，還能傳遞壓力至各

29、個部分，保證外觀清晰美觀以及尺寸準確。 設計的澆注系統(tǒng)是否具有合理性它直接影響到塑件的質量以及模具的效率，所以在設計中要遵循一下原則： (1) 注意流道盡量少的彎曲。 (2) 模具是一模多腔的時候，要對稱分布分流道。 (3) 盡量保證澆注系統(tǒng)不影響塑件表面。 (4) 在滿足塑件成型以及排氣相對較好的狀態(tài)下，應考慮盡可能減少澆注系統(tǒng)截面積。 本次設計的澆注系統(tǒng)運用Moldflow進行分析其澆注的時間可以知道該設計合理，其分析結果如圖所示： 圖5.1 5.2 主流道選取與安排 一般

30、把進料口稱作主流道，在主流道中，熔融的物質首先流入它然后才會進入其他地方。它的尺寸的大小一般會對熔融物質的流動產生影響，所以在設計主流道截面尺寸時要充分考慮熔體的粘性，流動性，以及塑件的尺寸大小等因素。設計的主流道通常應該盡可能降低熔體的溫度和壓力損失。 主流道一般安排在模具的澆口套中。要使主流道凝料可以從澆口套中順利拔出應將主流道設計為圓錐形,錐角. 圖5.2 5.3設計分流道 一般來說人們把澆口和主流道的尾部間的一小節(jié)通道叫做分流道。分流的用途是希望熔融的物質可以均勻的流到每一個型腔中。設計時應盡量

31、減少過程中的熱量損失與壓力損失。通常在設計中所采用的標準應根據(jù)截面形狀進行合理選擇。由于此次設計選用了四個型腔，每個大小又不一樣，需要合理的設計較優(yōu)的分流道。分流道是主流末端與型腔進料口之間的一段距離，分流道是一個熔體進入型腔的橋梁，分流的目的是為了保證熔體可以均衡的到達四個型腔，設計時應盡量減少過程中的熱量損耗與壓力降低。 通常在設計中所采用的分流道截面外形有許多種。常用分流道的類型有四種：圓形、半圓形（U形）、矩形和梯形一般情況下為了保證成型的效果，我們會盡量的保證熔體流經過程中的壓力損失和溫度損失，根據(jù)本設計的需要，充分結合分析了產品的形狀，塑件的結構和情況，我們將此模具分流道選的

32、是圓形截面。圓形分流道可以延長它的冷凝時間，對側向填料的澆口有利。采用該設計可以使熱量損失較小，表面質量較好，故采用U形分流道。 圖5.3 5.4 澆口設計 澆口形狀小而短，是物料在進入模腔之前最窄的部分，目的是為了使填料流入模腔之前加速以易于填滿型腔，而且由于它們能幫助密閉腔口，這樣可以使熔體不會回流。另外，為了容易制作模具的塑料件，用冷的材料來分離。 通過對pom的成型的工藝性能來進行分析和該四個塑料齒輪對外觀上的要求、形狀結構上的特點和模具上的優(yōu)化，模具確定采用點澆口，考慮流動的平衡性將其位置選擇在如下圖所示位置。設計在中心線位置可以保證流動時的平衡性，同時脫料板上已

33、設計有拉料機構，其示意圖如下： 圖5.4 第六章 排氣系統(tǒng)的設計 由于模具型腔內有空氣的存在，還有一些諸如塑料受熱分解也會產生的一些氣體，這些氣體會在型腔中，可以想象如果這些氣體無法排出，會對制造的塑件質量造成影響。在一般的模具設計過程中，考慮安排排氣裝置是重要的一步且是不可缺少的。通常在塑料填充的同時，氣體必須排出。排氣的方法有許多種如： (1)利用配合間隙排氣 ：對于簡單型腔的小型模具它的配合間隙通常在0.03-0.05范圍內，最大的情況下也不可以超過0.05。如何選取配合間隙要看選擇的塑料流動性。 (2)也可以考慮在分型面得

34、上面安排一些排氣槽。在分型面上選擇此方法為大部分注塑模具采用的方法，可以視情況而定。 (3)選擇使用排氣塞，排氣塞排氣也是一種較為不錯的排氣方法，但可能遇到型腔中的填充的部位可能會不在分型面上的情況，遇到這種情況解決的辦法是：可在型腔處嵌入排氣塞或者排氣塞也可以用燒結金屬塊制成。 通過以上描述，對本模具綜合考慮分析，決定選擇間隙排氣，型芯與模板之間留0.04mm的配合間隙。 綜上所述可得，選用第一種 第七章 導向與脫模機構 7.1導向機構 導向機構的作用是用來確保模具動定模合模時能精確的進行定位和導向的部件，通常導向機構最常選擇使用的是導柱導套。導向機構在設計

35、時會遵循一定的原則： (1) 導柱導套均勻對稱分布，離邊緣有一定的距離。 (2) 導柱導套的選擇要保證有足夠的強度，配合模架選擇。 (3) 導柱有耐磨性。 (4) 導柱要與導套的直徑相等，保證配合精度。 (5) 導柱最好裝在定模上，方便脫模 注射模必須設置導向機構來保證其開模與合模。導向機構的作用為： (1) 定位作用。 (2)導向作用。 (3)承受一定的側向壓力。 7.2導柱的設計 在三板模中導柱導套是不可缺少的，導柱又叫水口邊釘，在三板模中，導柱常常采用的是倒裝的方式，導柱常與安裝在另一半上的導套相互配合的，這樣便可以用來確定動、定模的相對位置，保證模具運動導

36、向精確的圓柱形零件，并且因為有導套所以在開模閉模的過程中，導柱只與導套相摩擦，這樣就減少了模具的損壞。導柱通常有兩種類型，一種是有頭的導柱，另一種是有肩的導柱。 長度:由于可能出現(xiàn)導柱導正方向的問題而造成的型芯提前進入型腔，所以導向部分長度安排應合理，一般要高于凸模端面8-12cm即可滿足要求。 形狀: 導柱前面端口部位把它做成和錐臺一樣的形狀。 材料:選用T8A鋼，硬度為50—55HRC。 圖7.1 7.3導套的結構設計 材料 ：T8A鋼，但硬度與導柱比略低，以降低磨損，以防導柱或導套拉毛。 形狀 ：導套的前端應倒有圓角，為方便將空氣排出去導向孔制作為通孔。 圖7

37、.2 7.4導向孔的總體布局 導向零件應該考慮安排均勻，同時也應該是在合理的位置上，導柱、導套因為可能在壓入后造成一些變形，在設計安排上，中心則應該選擇在離模具邊緣有比較充足的距離。在經過一系列的查找，根據(jù)機械手冊推薦將選取安排結果用下圖表示出來： 圖7.3 7.5確定脫模推出機構 通過對塑件受力分析可以清楚的知道，有四個地方的包緊力很大，他們的位置分別是：中間型環(huán)對型芯，中間定位特征對型芯，圓柱齒側工藝槽對型芯，以及加強筋對凸模。 通過觀察分心整個包緊力產生的分布場可以清楚的知道：包緊力大的地方在零件的中心直徑十二處高35mm，所以在這個地方可以用推管，用它來進行頂

38、出。 從形狀上來說本次設計的零件結構比較簡單，所以在四周另外選擇性設即推桿，用來保證脫?？梢云椒€(wěn)的作用。 （6） 確定推桿橫截面的直徑方法如下圖所示： 帶入得： 由于此次模具在結構上以及推桿橫剖面的直徑尺寸的原因，會使模具打開后塑件產生的收縮不會對側凹成型而成的零件進行包緊，反而會將其松開?？紤]到這種情況下產生的脫模力小，所以能將其忽略掉。為了加工方便，模具采用推筒推出方式。 7.6推筒的形式 該模具的頂桿選用了普通的頂桿，其頂桿如下圖： 圖7.4 推筒的尺寸如下圖：

39、 圖7.5 第八章 冷卻裝置 8.1 冷卻系統(tǒng)的設計原則 冷卻水路的設計方法有：直通式水路、階梯式水路、隔板式水路、盤旋式水路。其設計原則一般有一下幾點： （1）冷卻系統(tǒng)盡量簡單，模具加工容易。水管接頭拆裝方便。 （2）冷卻水路越多冷卻效果越好。 （3）冷卻水路要起到保證每個部位的冷卻的效果都均勻，以免因冷卻不均勻造成的產品形變。 （4）避免死水留在冷卻水道里，導致水道的生銹，堵塞。澆口位置是最需要加強冷卻的地方。 （5）水路布置盡量水平或垂直。易于加工。要冷卻到與產品直接接觸的構件。冷卻水管接頭的位置確定要不妨礙模具的操作。進出水管接頭應安排在注塑機背面模

40、具的同一面。 （6）模具的冷卻水道是模具在設計時的一個重要環(huán)節(jié)。模具水路應防止與模具的其它構件產生干涉現(xiàn)象。 8.2 冷卻時間的計算 是否需要使用到冷卻系統(tǒng)，他的依據(jù)為塑件成型注塑過程中的溫度是否過高。溫度不高的可以不設計此系統(tǒng)。 冷卻時間計算公式如下（制品為空心）： 式中： 帶入公式： 8.3 冷卻水管直徑 冷卻水在冷水管中應該是湍流狀態(tài)，通過查取表格能夠得到直徑d為6mm。 結合模具的結構這里決定冷卻管道選取4條，兩條的話容易造成模具溫度不一，產生嚴重影響。采取上下模板各兩條來保證溫度在每個地

41、方都一樣。 8.4冷卻水道結構 本次設計的塑件從它的體積上來說比較小，水道決定選擇為直水道，它的直徑為6mm,本次對冷水道的安排如下圖所示： 圖8.1 水路各尺寸如下圖所示： 圖8.2 8.5裝配圖如下所示: 圖8.3 小結 在此次為期約幾個月的設計過程中，我從對模具的一竅不通到能夠設計自己的課題，對自己來說是一段成長經歷，讓我學會了自學。本次選擇以塑料玩具用的齒輪為課題來進行模具的設計，在材料

42、上考慮到齒輪需要抗磨，抗疲勞，較強的硬度等性能綜合考慮采用pom塑料。本次設計過程中，由于需要使用UG等能繪制三維圖紙的軟件，來繪制模具圖，雖然這些軟件在本科階段已經學習過，但由于學的不夠深入，所以繪制模具這塊還要深入學習軟件。本次重點對澆注系統(tǒng)進行設計，盡量保證澆注合理，在模架選取過程中，考慮到澆注采用的是點澆口，故選取三模板。對于其他的一些諸如分型面等也進行了合理選擇。在型腔的排列方式上考慮到四個齒輪的特點采用了直線對稱型，在成型零部件的設計中對錐齒輪采用凹模，對漸開線齒輪采用了凸模，結構簡單，易于成型。在冷卻系統(tǒng)上采用四個冷卻管路保證有良好的冷卻效果。 通過本次設計，更加深入的體驗到理論知識與實際運用的結合。把課本知識轉化出成果的方法。也明白計算機輔助設計在如今設計領域的重要性，在模具的設計過程及繪制裝配圖時，很慶幸的是選擇的題目大大鍛煉了對軟件的運用，并且鞏固和發(fā)展了自己所學的知識。在進行一些設計、校核計算以及選取模架方面鍛煉了自己查閱手冊和圖表的能力，收獲頗豐。