塑料模具设计与制造
课 程 设 计
题目：圆柱齿轮精密注塑模具设计
学生姓名 届 2014
学院（系）材料科学与工程 专业 材料成型及控制工程
日期 2013年12月2日
目 录
第一章 塑件成型工艺分析与设计
1.1 塑件的成型工艺性分析……………………………………………………………1
1.2 塑件材料HDPE的使用性能………………………………………………………3
1.3 塑件材料HDPE的加工特性………………………………………………………3
1.4 塑件的成型工艺参数确定…………………………………………………………3
第二章 塑件在模具中的位置
2.1 型腔数目的确定……………………………………………………………………6
2.2 型腔的布置…………………………………………………………………………6
2.3 分型面的选择………………………………………………………………………6
2.4 注射机型号的确定…………………………………………………………………7
第三章 浇注系统设计
3.1 浇口的设计…………………………………………………………………………11
3.2 浇口套的设计………………………………………………………………………11
第四章 成形零件设计
4.1 成形零件的结构设计………………………………………………………………12
4.2 成形零件的工作尺寸计算…………………………………………………………13
第五章 模架的确定和标准件选择
5.1 各模板尺寸的确定…………………………………………………………………19
5.2 模架各尺寸的校核…………………………………………………………………20
第六章 排气槽的设计……………………………………………………………………21
冲压模技术置 ｗｗｗ．ｍｏｕｌｄ－０ａ ｎｅｔ
行星齿轮精锻新型模具设计
寅ｊＪ华伟．田福祥 （青岛理工大学，山东青岛，２６６０３３）
摘要：分析ｒ行星齿轮的精锻成形１：艺，指出＿ｒ制订锻件图、选择毛坯尺寸及润滑措施的要点。论述了．精锻模新型结构及提高模具寿命的 措施；采用新型模具加工后，提高了齿轮精度和表面质量，改善了齿轮的机械性能，显著降低了材料消耗： 关键词：行星齿轮；精密模锻；模具结构；齿轮精锻
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｎｅｗ Ｄｉｅ ｆｏｒ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｆｏｒｇｉｎｇ ｏｆ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｇｅａｒ
ＬＩＵ Ｈｕａ－ｗｅｉ，
（Ｑｉｎｇｄａｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， ＴＩＡＮ Ｆｕ‘・ ｘｉａｎｇ
Ｑｉｎｇｄａ０ｓｈａｎｄｏｎｇ，２６６０３３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒｇｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｇｅａｒ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｋｅｙ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｒｇｉｎｇ ｄｒａｗｉｎｇ・ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｂｌａｎｋ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｌｕｂｒｉｃａｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒｇｉｎｇ ｄｉｅ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｌｉｆｅ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｅ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｉｅ，ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇｅａｒ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ，ｔｈｅ ｄｉｅ ｃｏｓｔ ｃａｎ ｂｅ ｅｖｉｄｅｎｔｌｙ ｒｅｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｇｅａｒ；ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｄｉｅ ｆｏｒｇｉｎｇ；ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｇｅａｒ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒｇｉｎｇ
６２ 工程塑料应用 ２０１０年，第３８卷，第５期 小模数塑料内齿轮注塑模具设计 王学虎祝铁丽 宋满仓刘永云 （大连理工大学模具研究所，大连１ １６０２３） 摘要介绍了小模数塑料内齿轮的注射成型工艺特点，在参考Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件模拟结果的基础上确定了最佳的 浇口位置，并对模具设计和制造过程中的关键问题进行讨论，设计了一套小模数塑料内齿轮注塑模具。注射成型试 验表明，所设计的模具结构合理、运行顺畅，所注射成型的小模数塑料内齿轮质量良好、满足使用要求。 关键词 小模数内齿轮注射成型模具设计 塑料齿轮由于具有质轻、价廉、传动噪声小等特 点，被广泛应用于汽车、仪表、家用电器、玩具和各种 计时装置中，不仅在很多场合已取代了金属齿轮，而 且能够用于金属齿轮不宜使用的许多领域 Ｊ。目 前有关塑料齿轮的成型研究多是针对其外齿轮的成 型 ２ Ｊ，而对于内齿轮的研究则较少。小模数塑料 内齿轮在组装尺寸小、传动结构复杂的产品时，有着 比较明显的优势。笔者研究了模数为０．２ ｍｍ的小 模数塑料内齿轮注塑模具的设计，并通过注射成型 试验对注塑模具的成型效果进行了验证。 １ 小模数塑料内齿轮注射成型特点分析 图１为所要注射成型的小模数塑料内齿轮尺寸 示意图。其齿形参数为：模数０．２ ｍｍ，齿数３６，变 位系数１．６，分度圆压力角２０。；内形尺寸为：齿顶圆 直径７．５ ｍｍ，齿根圆直径８．２ ｍｍ；外形尺寸为：外 径１０ ｍｍ，高４ ｍｍ。 ｌ Ｉ 图１ 塑料内齿轮尺寸示意图 由于塑料内齿轮在注射成型后将因收缩而包紧 在型芯上，而且所成型的塑料内齿轮的齿数较多，因 此所需的脱模力比较大。此外，因小模数塑料内齿 轮的齿根处壁厚仅为０．９ ｍｍ，若采用推杆进行塑料 件顶出，推杆的直径宜在０．５ ｍｍ左右，这使得塑料 件局部面积上承受的顶出压力过大，极有可能将塑 料件顶穿，造成塑料件破坏及无法脱模，所以需要采 用推管或推板进行顶出。若采用推管顶出，不仅型 芯的轴向尺寸过大，而且推管的定位精度要求非常 高。基于上述分析，笔者选择使用推板进行塑料件 顶出。 聚甲醛（ＰＯＭ）具有强度高、耐疲劳、耐蠕变和 尺寸稳定性好等特点，是一种较理想的塑料齿轮材 料，所以采用ＰＯＭ进行小模数塑料内齿轮的注射成 型。 ２模具设计要点分析 ２．１ 浇注系统设计 Ｍｏｌｄｆｌｏｗ是一款具有强大分析功能的专业注射 成型ＣＡＥ软件，被广泛应用于注射成型领域的优化 设计分析。在设计小模数塑料内齿轮的注塑模具 时，笔者首先使用Ｍｏｌｄｆｌｏｗ软件进行最佳浇口位置 分析。表面网格（Ｆｕｓｉｏｎ）能够在保证分析精度的同 时，减少计算机运算时间【５ｊ，因此网格类型选择Ｆｕ— ｓｉｏｎ。根据塑料件的局部最小尺寸，网格的平均边 长设置为０．２ ｍｍ。软件分析结果显示，宜将浇口设 在塑料件中间高度处的里侧或外侧。笔者选择将潜 伏式浇口设在塑料件中间高度处的外侧，如图２所 示，这是因为浇口设在此处不会影响塑料内齿轮的 正常使用。 最佳浇口位置 图２最佳浇口位置分析结果 潜伏式浇口的尺寸不宜过大，否则流道和塑料 件之间不易断开，继而影响到流道凝料及塑料件的 正常脱模 引，本浇口尺寸取Ｏ０．６ ｍｍ。对于一模两 腔的型腔安排，浇注系统的整体设计如图３所示。 收稿日期：２０１０—０２－
齿轮设计方案
一、引言
在机械设备的设计制造中，齿轮是一种广泛应用的重要传动元件，具有承载转矩、传递运动和改变传动方向等功能。本文旨在提出一种齿轮设计方案，以满足特定应用场景的需求。
二、设计要求
根据具体需求，我们需要设计一种能够稳定传递大扭矩、高效率的齿轮。具体设计要求如下：
1. 承载能力：能够承受高强度的转动力矩，确保传动过程的稳定性和可靠性；
2. 效率要求：尽量提高传动效率，减少能量损耗；
3. 寿命要求：提高齿轮的使用寿命，减少磨损和断裂的风险；
4. 传动精度：保证准确的运动传递，降低噪音和振动。
三、材料选择
基于设计要求，我们选择了优质的合金钢作为齿轮的材料。合金钢具有优异的机械性能和耐磨性，在高负荷和高速的传动中表现出色。同时，该材料的可焊性和热处理性能较好，便于制造和加工。
四、参数计算 1. 齿数计算：根据所需传动比和实际应用条件，我们结合齿轮传动的基本原理，计算出合适的齿数。
2. 齿轮模数计算：根据所选材料和齿数计算结果，结合传动功率要求和传动比，确定合适的齿轮模数。
五、齿轮副设计
1. 齿轮参数设计：根据齿轮模数计算结果，确定齿轮的齿宽、模数、齿高等参数，以满足所需传动功率和载荷要求。
2. 齿面设计：在齿轮的齿宽和齿高确定后，利用齿面设计原理确定齿坡、齿顶圆曲线等关键参数，以提高齿轮传动的效率和顺畅性。
3. 模具设计：根据齿轮参数设计和齿面设计结果，制定适当的模具参数，以便齿轮的生产制造。
六、加工工艺
1. 切削工艺：齿轮加工通常采用铣齿或滚齿工艺，根据具体情况选择合适的切削工艺，确保齿轮的精度和质量。
2. 热处理工艺：采用适当的热处理工艺，如渗碳、淬火等，以提高齿轮的硬度和耐磨性。
3. 精加工工艺：对齿轮表面进行研磨或抛光处理，以提高齿轮的光洁度和传动精度。
七、测试与验证 完成齿轮的制造后，需要进行一系列的测试与验证工作，以确保设计方案的可行性和有效性。测试内容包括齿轮的扭矩测试、载荷测试、耐磨性测试等。通过测试结果的分析与评估，及时优化设计方案，确保齿轮满足设计要求。
