2023年應屆畢業
畢業設計說明書
傳動軸塑料注射模具
學生姓名：成鋼
專業：模具設計與製造
班級：模具0504
指導老師：劉老師
武漢軟體工程職業學院機械製造系
二00七年11月
前言選題的目的意義
我國塑料模工業從起步到現在，歷經半個多世紀，有了很大發展，模具水平有了較大提高。目前,塑料模具在整個模具行業中所佔比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材、工藝產品等的迅速發展，預計在未來市場中,塑料模具佔模具總量的比例仍將逐步提高,且發展速度將快於其他模具。
並且隨著以塑代鋼、以塑代木的程序的進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。在大型塑料模具已能生產單套重量達50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達到3μm，多腔塑料模已能生產一模2560腔的塑封模，高速模具方面已能生和4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠模具。在生產手段上，模具企業裝置數控化率已有較大提高，cad/cae/cam技術的應用面已大為擴大，高速加工及rp/rt等先進技術的採用已越來越多。
模具標準件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業蓬勃發展進一步促進了塑料模具設計製造水平及企業管理水平的提高。
此次設計以傳動軸注射模具設計為課題。所用的材料是聚碳酸脂pc，它是一種熱塑性塑料，其主要特點：衝擊強度高，尺寸穩定性好，無色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤滑性差，有應力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差。
適於製作儀表小零件、絕緣透明件和耐衝擊零件成型效能: 1.無定形料,熱穩定性好，成型溫度範圍寬，流動性差。
吸濕小，但對水敏感，須經乾燥處理。成型收縮率小，易發生熔融開裂和應力集中，故應嚴格控制成型條件，塑件須經退火處理。該課題的主要設計意義在於掌握注射模設計的大體思路，懂得如何著手分析和考慮問題，能自己獨立的設計出一套完整的模具，且能將它應用於實際生產。
1.2設計產品的功能與應用
根據下圖所示的傳動軸設計出一套塑料注射模具，塑件材料為pc，該產品適用於小型電機上的傳動軸，它的傳動非常平穩，且該材料非常容易成型，成型製品的耐磨性很好，有突出的強度和較高的彈性模量及尺寸穩定性。它應用於多種傳動場合，所以應用非常廣泛.
目錄前言
第一節概論
第二節小結
參考文獻
第一節概論
畢業設計是在模具專業理論教學之後進行的實踐性教學環節。是對大學三年所學專業知識的的乙個總結，是走向工作崗位前的一次實戰演習。其目的是：
1..綜合運用本專業所學課程的理論和實踐知識，通過一副完整的模具設計的綜合性訓練，培養和提高學生獨立工作的能力。
2.鞏固和擴充模具專業課程所學內容，掌握模具設計與製造的方法、步驟和相關技術規範。
3.訓練學生熟練查閱相關技術資料，如《衝、塑模具設計手冊》、《衝、塑模具結構圖冊》等。
4.掌握模具設計與製造的基本技能，如製件工藝性分析、模具工藝方案論證、工藝計算、加工裝置選定、製造工藝、收集和查閱設計資料，繪製及編寫設計技術檔案等。
此次畢業設計中通過參考、查閱各種有關模具方面的資料，請教工廠中經驗豐富的模具設計人員和工人師傅以及各位老師有關模具方面的問題，特別是在實際中可能遇到的問題，使我在短暫的時間裡，對模具的認識有了乙個質的飛躍。使我對塑料模具設計的各種成型方法，成型零件的設計，成型零件的加工工藝（如線切割、電火花加工、cnc電腦數控加工），主要工藝引數的計算，產品缺陷及其解決辦法，模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握。從陌生到開始接觸，從了解到熟悉，這是每個人學習事物所必經的一般過程，我對模具的認識過程亦是如此。
經過努力，我相信這次畢業設計一定能為三年的大學生涯劃上乙個圓滿的句號，為將來的事業奠定堅實的基礎。
由於作者水平有限，文中不免有疏漏甚至錯誤之處，敬請各位專家、學者和廣大讀者提出批評指正。
第二節產品的設計與製作
2.1塑件成型工藝分析
塑件結構簡單，質量要求不高，製品平均壁厚為2㎜，屬於軸類零件。成型時外型表面及尺寸精度要求不高，外側有一定的凹槽，如下圖1所示。因此在設計模具中需要採用外側抽芯機構。
材料密度為1.35～1.5 g/cm3，吸水率為0.
2%～0.4%，收縮率為0.5%～0.
7%，熱變形溫度為146～157℃。
圖1 製品材料為pc，查閱相關資料可知
因pc料的熔融粘度較高,比其它常用塑膠需要膠高的成型溫度,它的粘度對溫度的依存性較大,所以要使其流動性好就必須加高料溫;而它的粘度對壓力的依附性較小,所以靠增加壓力來改善其流動性並非上策.
原料溫度:pc料的成型溫度一般設定在260℃---310℃,有新增剝纖的則要高30℃左右,根據成品的厚薄,膠位流動的距離,形狀是否複雜及成品重量來設定；pc料約在330℃時開始氧化，在高溫熔融膠料含有0.02%以上水份時，易使產品有料花現象而影響外觀及容易脆性破壞而影響衝擊強度，所以原料必須徹底進行乾燥，一般用120℃乾燥3小時左右。
模具溫度：pc料熔融度高，冷卻固化快的材料，所以如模溫太低會造成熔融原料結合強度降低和產品表面不夠光澤等缺陷，特別是膠位薄且面積大的產品會嚴重影響填充流動；一般模溫保持在60℃--95℃之間，加玻扦則在95℃--120℃之間較合適。
射出壓力：pc料流動性較差，需要比較高的射出壓力，但是壓力過大又易造成成品內部壓力殘留現象使之變形，龜裂等不良，因此需利用料溫，模溫公升高及加快射膠速度來降低射膠壓力。
根據製品的材料、功能要求和尺寸精度要求，該製品可以採用注射成型。
2.2分型面的確定
如何確定分型面，需要考慮的因素比較複雜。由於分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的製造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型麵時應綜合分析比較，從幾種方案中優選出較為合理的方案。選擇分型麵時一般應遵循以下幾項原則：
a)保證塑料製品能夠脫模
這是乙個首要原則，因為我們設定分型面的目的，就是為了能夠順利從型腔中脫出製品。根據這個原則，分型面應首選在塑料製品最大的輪廓線上，最好在乙個平面上，而且此平面與開模方向垂直。分型的整個廓形應呈縮小趨勢，不應有影響脫模的凹凸形狀，以免影響脫模。
b)使型腔深度最淺
模具型腔深度的大小對模具結構與製造有如下三方面的影響：
1)目前模具型腔的加工多採用電火花成型加工，型腔越深加工時間越長，影響模具生產週期，同時增加生產成本。
2)模具型腔深度影響著模具的厚度。型腔越深，動、定模越厚。一方面加工比較困難；另一方面各種注射機對模具的最大厚度都有一定的限制，故型腔深度不宜過大。
3)型腔深度越深，在相同起模斜度時，同一尺寸上下兩端實際尺寸差值越大，如圖2。若要控制規定的尺寸公差，就要減小脫模斜度，而導致塑件脫模困難。因此在選擇分型麵時應盡可能使型腔深度最淺。
c)使塑件外形美觀，容易清理
儘管塑料模具配合非常精密，但塑件脫模後，在分型面的位置都會留有一圈毛邊，我們稱之為飛邊。即使這些毛邊脫模後立即割除，但仍會在塑件上留下痕跡，影響塑件外觀，故分型面應避免設在塑件光滑表面上。
d)應有利於側面分型與抽芯。
抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利於脫模，保證塑件製品精度 。
e)應有利於排氣
對中、小型塑件因型腔較小，空氣量不多，可借助分型面的縫隙排氣。因此，選擇分型麵時應有利於排氣。按此原則，分型面應設在注射時熔融塑料最後到達的位置，而且不把型腔封閉
綜上所述，選擇注射模分型面影響的因素很多，總的要求是順利脫模，保證塑件技術要求，模具結構簡單製造容易。當選定乙個分型面方案後，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題採取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。
f)應利於防止溢料。
h)應有利於盡量使成型零件便於加工。
i)應考慮注射機的技術引數。
由於傳動軸外形比較簡單，分型面如2圖所示a–a,b–b
圖22.3型腔的布局
一般製品在布局時要求模具的中心與注射機的鎖模中心重合。對於一模多件的模具結構，在澆注系統分流道的流程短、模具結構緊湊、保證模具正常工作的前提下，應盡可能使得模具對稱、均衡、取件方便；對於一模一件的模具，一般製品的中心與模具中心盡可能重合，或澆口位置與模具中心重合。本製品採用一模兩件。
型腔布局如圖（3）所示。
圖32.4注射機型號的選定
製品體積≈9.7cm3
單個零件體積為約9.7cm3，製品質量約為30g,所以注射機選用xz—z—60成型，該注射機容量為60cm3，注射壓力為120mpa，鎖模力為500kn，最大注射面積為130cm2，最大模具厚度為200 mm，最小模具厚度為70 mm，噴嘴圓弧半徑sb10mm，噴嘴孔半徑r2 mm，中心頂出孔半徑r25mm，模板開模行距為180mm。
2.5澆注系統的確定
澆注系統設計應遵循以下原則：
1.適應塑件的工藝性；
2.排氣良好；
3. 流程要短，壓力損失小，利於流體填充；
4. 避免高壓熔體對型芯和嵌件產生衝擊，防止變形和位移；
5. 澆注系統凝料脫出方便可靠，易於塑件分離或切除整修容易，且外觀無損傷；
6. 澆注系統在分型面上的投影面積應盡量小；
7. 利於高分子取向，改善製品質量；
8.澆注系統的位置盡量與模具的軸線對稱。
主流道形狀和尺寸直接影響溶體的流動速度和充模時間。由於主流道要與高溫塑料和噴嘴反覆接觸和碰撞，容易損壞，所以一般不直接將主流道開在模板上，而是將他單獨設在乙個主流道襯套中，常用t10a製作見圖（4）
圖4根據製品的結構和幾何形狀，採用側澆口進料，澆口截面形狀為矩形，容易加工，便於試模後修正，澆口除去較方便。 為了便於將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為：3°～6°。
主流道進料直徑d=4mm，主流道進入徑d=8mm ，錐度為5° 。主流道襯套採用螺釘將定位圈和定模座板連線，分流道採用半圓形截面，直徑為12mm，長度為24mm,澆口位置如圖5 所示。
2023年武漢軟體工程職業學院武漢廣播電視大學
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