斜齿轮组件注塑模设计
绪 论
塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备 和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品 要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑 材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模 具也快速发展。 1.塑料模具市场情况 ：我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和 能力等方面都有很大发展，但与世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精 密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。
2.塑料模具水平及发展趋向： 近年来，我国塑料模具水平已有较大提高。大 型塑料模具已能生产单套重量达 50t 以上的注塑模，精密塑料模的精度已可达到 3μm，制件精度为0.5μm的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已
高速模具方面已能生产4m/min 能生产，
多腔塑料模已能生产一模7800腔的塑封模，
以上挤出速度的高速塑料异型材挤出模及主型材双腔共挤、双共挤、软硬共挤、 后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业 设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM 技术的应用已大为广泛，高速加工及 RP/RT等先进技术的采用越来越多。 模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较 大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。
经过近几年的发展，在塑料模具的开发、结构和企业管理等方面已显示出了 一些新的趋向，现综合如下：
（1）模具的质量、周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将周期 放在首位，要求模具尽快交货，这已成为一种趋势。
（2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产 品开发中去，甚至在尚无明确的用户对象之前进行开发，变被动为主动。
（3）随着模具企业设计和加工水平的提高，过去以钳工为核心，大量依靠技 艺的现象已有了很大变化。
（4）模具企业及其模具生产正在向信息化方面迅速发展，这也是一种趋向。
（5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向着更广泛的领域和更高水平发 展。
（6）世界上工业发达国家的模具正加速向我国转移，其表现形式：一是迁厂， 二是投资，三是采购。
3.存在的主要问题 ：我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比， 主要存在6个方面的问题。
（1）发展不平衡，产品总体水平较低。
（2）工艺装备落后，组织协调能力差。
（3）大多数企业开发能力弱。
（4）管理落后更甚于技术落后。
（5）供需矛盾一时还难以解决。
（6）体制和人才问题的解决尚待时日。
4.发展展望 ：在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要看 到不足，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提 高塑料模具的水平，把自己融入到国际市场中，促进整个模具行业的快速发展。
随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式必然会不断发展，因此对模 具的要求也一定越来越高。为了满足市场的需要，未来的塑料模具无论是品种、 结构、性能还是加工技术都必须要有较快发展，而且这种发展必须与时代发展同 步。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。 （1) 超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。
（2) 多样材质、多种颜、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发 展。
（3) 各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的 RP/RT 技术将得到 快速发展。
（4) 模具设计、加工及各种管理将向数字化、信息化方向发展， CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等将向智能化、集成化和网络化方向发展。
（5) 更加高速、更加高精度、更加智能化的各种模具加工设备将进一步得到 发展和推广应用。
（6) 更高性能及满足特殊用途的各种模具新材料将会不断发展，随之而来的 也会产生一种特殊的和更为先进的加工方法。
（7) 各种模具型腔表面处理技术、涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不 断得到发展。
（8) 逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将得到发展。
（9) 热流道技术将会迅速发展，气辅和其他注射成型工艺及模具也将会有所 发展。
（10) 模具标准化程度将不断提高。
斜齿轮组件注塑模设计
1 塑件的原材料分析
塑件的材料选用 PA6，属热塑性塑料。从使用性能上看，该塑料具有良好的 电气性能，热性能及综合的力学性能，其力学强度随温度而异。在熔化状态下具 有很高的流动性，是一种自润滑材料，可在无润滑状态下使用，缺点是吸水性大， 成型收缩率不稳定；从成型特征上看：结晶性料熔点较高，熔融温度范围较窄， 熔融状态热稳定性差，较易吸湿，成型前应预热干燥，并应防止在吸湿，流动性 极好，成型收缩率范围大，收缩率大，方向性明显，易发生缩孔，凹痕，变形等 弊病。成型条件应稳定，熔料冷却速度对结晶度影响较大，对塑件结构及性能有 明显影响，故应正确控制模温，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模斜度不宜取小， 尤其对厚壁及深高塑件更应取大。模温分布应均匀，应注意防止飞边，并应设置 排气措施，因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应缓慢放热，冷却速
度不宜过快。
图 1 塑件图
2 塑件结构和尺寸精度及表面质量分析
1) 结构分析：从零件图上可以看出，该零件为回转体类零件，由塑料齿轮与 金属嵌件组成一体，制件形状对称，结构简单，在侧向无凸台或凹坑阻碍分型， 但由于该制件为斜齿轮，为了将制件完好无损地从模具中顶出，必须设计螺旋顶
出结构。
2) 尺寸精度分析：该零件的重要尺寸在零件图中已给出，其余未给出的尺寸均 按MT5计算，由以上分析可知，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应的模具相关 零件尺寸加工可以保证。从塑件壁厚上看，最大处为4，最小处为3，相差不多， 壁厚较均匀，有利于塑件的成型。该零件的表面除要求无缺陷，毛刺，没有特殊 的表面质量要求，故比较容易实现。
综合以上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制得较好的情况下，制件的成 型要求可以得到保证。
第二章 计算塑件的体积与质量
计算塑件的体积与质量是为了注塑机及确定模具型腔的数量。
查相关标准知该斜齿轮的法向模数m
n =1，由公式：d
a
=d+2mn
塑料件的设计
可知该斜齿轮组件的分度圆直径d=48，又由公式：d
f
=d-2.5mn
可知斜齿组件的齿根圆直径d
f
=45。
查设计手册知：为使塑料齿轮的形状，尺寸满足模塑工艺要求，特规定轮缘 厚度等于3倍齿高，则轮缘厚度为6.75，其值取6。轮板厚度为5（包括金属嵌件 的厚度，嵌件厚度为2mm)。
计算塑件的体积：
1 .
9435
12
48
3
4
/ )
38
38
48
48
(
2
4
/
)
64
16
16
(
15
=
´
´
+
´
-
´
+
-
´
=
p p
p
v
考虑到金属嵌件处塑料体积，取塑件体积 10000
=
v mm 3 。
计算塑件的质量：根据设计手册可查得PA6的密度 cm
g/
15
. 1
=
r 3 ，故塑件的质 量
g
v
w 5 .
11
=
=r
考虑到该制件的生产批量为大批量生产，及其形状结构，拟采用一模四件的 模具结构，考虑到其外形尺寸，注塑时所需压力等情况，初步选用注塑机为 G54 —S400型。
第三章 注塑工艺参数的确定
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