型星齿轮的注塑模设计

目录1. 零件分析及模具结构设计 (3)1.1 零件的作用 (3)1.2 材料的选择 (3)2. 注射机的选用及校核 (4)2.1 注射机的选用 (4)2.1.1 制品的体积估算 (4)2.1.2 根据体积选注射机 (4)3．塑料制件在模具中的位置 (5)3.1 分型面的确定 (5)3.2 型腔数量及排列方式 (5)3.3 成型零件的设计 (6)3.4 成型零件工作尺寸的计算 (6)3.5 型腔径向方向上的尺寸计算 (6)3.6 型腔深度方向上的尺寸计算 (7)3.7 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 (7)4. 浇注系统设计 (8)4.1 主流道设计 (8)4.2 冷料井设计 (9)4.3 分流道设计 (9)4.4 浇口设计 (10)4.5 注射机注射量的校核 (11)4.5.1 锁模力的校核 (11)4.5.2 最大注射压力的校核 (12)4.6 注射机安装模具部分的尺寸校核 (12)4.6.1 喷嘴尺寸 (12)4.6.2 定位孔尺寸 (13)4.6.3 模具厚度与注射机模板闭厚度 (13)4.6.4 开模行程的校核 (13)5. 脱模机构的设计 (14)5.1 脱模力的计算 (14)5.2 推管直径的计算 (15)5.3 推管应力校核 (15)6. 合模导向机构的设计 (16)7. 温度调节系统的设计 (17)7.1 模具冷却水管道直径 (17)7.2 冷却水管总的传热面积 (17)7.3 模具上开设的冷却通道的孔数 (18)8. 模板的选用 (18)参考文献 (19)型星齿轮的注塑模设计摘要：本文设计了一行星齿轮的注塑模具。

该零件选用PA66，质量轻，化学稳定性高。

PA66齿轮具有较高的力学强度和刚性，优良的耐磨性，自润滑性、耐疲劳性及耐热性，可在中等载荷、较高温度无润滑或少润滑下使用。

通过计算设计了注塑模具的成型结构、脱模机构、浇注系统等方面，并进行了塑件上、下模的仿真加工，生成刀具路径。

该模具结构小巧而紧凑，运行顺畅无阻。

关键词：注塑模具脱模机构刀具路径Abstract：This article designed a planet gear to cast the mold. This componentsselect PA66, the quality lightly, the chemical stability is high. ThePA66 gear has the higher mechanics intensity and the rigidity, thefine resistance to wear, the nature, bears weariness and thethermal stability, may in the medium load, a higher temperature nothave under the lubrication or the few lubrications uses. Designedthrough the computation has cast the mold to take shape the structure,the drawing of patterns organization, pours aspect and so on system,and carried on has modelled on, the stamping die simulationprocessing, produced the cutting tool way. This mold structureexquisite and compact, the movement smooth is unimpeded。

Key words: plastic injection mould mould cavity The knife have Path1. 零件分析及模具结构设计1.1 零件的作用该零件为一带金属嵌件的塑料行星齿轮，其用于家用或办公用机械，功率很小，但要求传动平衡，低噪音或无噪音，以及能在少润滑或无润滑状态下正常工作。

该零件在其受力较大的部位镶入金属嵌件，这样可以对塑料齿轮起到增强作用，并由于金属嵌件的加入，塑料齿轮的成型收缩也将减小，齿轮精度提高。

该零件尺寸较小，同轴度要求精度较高，按照其工作要求，其精度等级可选用一般精度等级。

1.2 材料的选择根据零件工作要求及其精度等级，该零件选用PA66塑料成型。

其中，PA 为聚酰胺的缩写，又名尼龙。

PA66齿轮具有较高的力学强度和刚性，优良的耐磨性，自润滑性、耐疲劳性及耐热性，可在中等载荷、较高温度无润滑或少润滑下使用。

表2-20塑料精度等级的选用，PA66的一般精度要求为5级。

表1.1 PA66的成型条件密度 3cmg计算收缩率 （%）加热前料筒温度（C）模具温度 C成型压力MPa预热后处理宜用注射机类型1.151.5～2.2喷嘴 料筒前部 料筒中部 料筒后部8070～120温度C时间h 方法温度 C时间h宜用螺杆式注射机，螺杆带止回环，喷嘴宜用自锁式265260250240100～110 12～16油、水、盐水90～10042. 注射机的选用及校核2.1 注射机的选用 2.1.1 制品的体积估算将该行星齿轮塑件的体积分成四部分：冶金粉末嵌件中间凹陷处1V 、塑件中间圆环2V 及塑件两边齿轮3V 、4V 。

()()3222221179.5272122166)(mm r r h V V V =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=-=-=∏I∏I ππ ()()()3222222237.12062162322mm r r h V V V =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=-=-=∏I ∏I ππ ()()()3222233386.185721625.256mm rr h V V V =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=-=-=∏I ∏I ππ ()()()3222244496.22282162276mm r r h V V V =⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=-=-=∏I ∏I ππ∴3432198.582096.222886.185737.120679.527mm V V V V V =+++=+++=总 2.1.2 根据体积选注射机常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格初选-SZ 40/68型注射机如表二所示：表1.2 注射机主要技术参数理论注射容积()3cm螺杆直径()mm注射压力（MPa ）模板行程()mm模具最大厚度()mm顶出行程()mm喷嘴孔直径()mm实际注射量()g 锁模力（KN ）模具最小厚度()mm 定位孔直径()m m 喷嘴球半径()mm58 26 160 220 240 40 4 53 400 130064.005.63+φ123．塑料制件在模具中的位置 3.1 分型面的确定若按分型面设计原则中的“塑件要求同轴度的部分要放到分型面的同一侧，以保证塑件同轴度要求”来确定分型面的话，塑件脱模比较困难。

来确定分型面的话，塑件脱模比较困难。

故为使塑件从模具中顺利脱模，且简化模具结构，应按设计原则中的最基本一条：将分型面选择在塑件外形的最大轮廓处，即塑件mm 32φ处，而其同轴度要求通过对结构中如定模板等零部件的设计与加工提出尺寸与形状的公差精度来保证。

3.2 型腔数量及排列方式考虑到该塑件尺寸较小，且为大批量生产，故采用多腔注射。

根据所选注射机注射容量，由前校核所述，选取四腔。

模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、H 形排列、直线排列及复合排列等。

其中，型腔的圆形排列加工较困难，直线形排列加工容易，但平衡性能较差，H 形排列平衡性能好，而且加工性能尚可，使用较广泛，故选用H 形排列。

3.3 成型零件的设计对于塑料模的型腔设计常用的有两种方式：一种是整体式型腔，另一种是组合式型腔。

整体式型腔结构简单，牢固不易变形，但是型腔复杂，加工难度非常大。

组合式型腔可使复杂型腔简单化，并且加工难度降低，模具型腔可更换，提高了模具的使用寿命。

3.4 成型零件工作尺寸的计算成型零件上用以成型塑件部分的尺寸,称为成型零件的工作尺寸.成型零件工作尺寸主要有型腔和型芯径向尺寸，型腔和型芯的深度尺寸中心距等。

3.5 型腔径向方向上的尺寸计算分度圆直径： ()cp m Q d D +=1 齿顶圆直径： ()cp a m a Q d D +=1 齿根圆直径： ()cp f m f Q d D +=1 式中：d ——塑件分度圆直径()mm ； a d ——塑件齿顶圆直径()mm ； f d ——塑件齿根圆直径()mm ； cp Q ——塑件平均收缩率（%）；则有： 85.122.25.1=+=cp Q % 齿数为17=Z 处：()mm D m 97.25%85.115.251=+⨯= ()mm D m a 03.29%85.115.281=+⨯= ()mm D m f 15.22%85.1175.211=+⨯=齿数为18=Z 处：()mm D m 50.27%85.11272=+⨯= ()mm D m a 56.30%85.11302=+⨯= ()mm D m f 68.23%85.1125.232+⨯=对于塑件最大轮廓mm 32φ处：()z x Q d d D cp s s δ+∆-+=0式中：D ——型腔内径尺寸()mm ；s d ——塑件外径基本尺寸()m m ； ∆——塑件公差()mm ；x ——综合修正系数；塑件精度低，批量比较小时，21=x ；塑件精度高，批量大时，43=x 。

z δ——模具制造公差()mm ，一般()∆=41~51z δ；由[1]查得5级精度时：mm 36.0=∆；∴mm z 09.04=∆=δ 则有：mm D 09.0009.00322.3236.043%85.13232++=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯+=3.6 型腔深度方向上的尺寸计算z cp m Q h h H δ+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-+=01132则对于动模板上，mm h 81=，查得：mm 20.0=∆；mm z 05.04=∆=∴δ 故有：mm D 05.0005.00015.82.032%85.188++=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯+=而对于定模板上，mm h 61=，查得：mm 20.0=∆；mm z 05.04=∆=∴δ 故有：mm D 05.0005.00978.520.032%85.166++=⎪⎭⎫⎝⎛⨯-⨯+=3.7 模具型腔侧壁和底板厚度的计算理论分析和实践证明，对大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按刚度条件计算；对小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应按强度条件计算。

该模具为小尺寸型腔，则对于圆形镶拼组合式，按强度计算有：侧壁： ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--≥12m p pc P r t σσ 底部： pmh P rt σ22.1≥式中：m P ——模腔压力（MPa ）；p σ——材料许用应力（MPa ），对于45钢，MPa p 160=σ； r ——凹模型腔内孔()mm ； 则有：m m t c 33.51352160160232=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯-≥mm t h 27.81603522.1232=⨯≥并由[3]表6.10对于型腔内壁直径在mm 40范围内的圆形镶拼组合式凹模有：mm t C 8=; 模套壁厚：mm S 18=今取：mm t C 10= 4. 浇注系统设计 4.1 主流道设计主流道是指从注射机的喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段流道。