【正文】 厚壁螺紋塑件。mm)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式如下：M=②對(duì)于厚壁螺紋塑件的旋轉(zhuǎn)脫模，其所需最小扭矩( N① 塑件型芯的扭矩螺紋部位的壁厚t與螺紋中徑d之比=，所以屬于厚壁螺紋塑件。所以 M== = N則采用的公式為：M=式中：E=， r==， L2=82=，=arctan= arctan=，=h/cos==6/cos30= ，===，f=，S=4mm ，S=%。mm 脫螺紋機(jī)構(gòu)零件（齒輪及軸）的設(shè)計(jì)螺紋成型的方法是采用螺紋型芯成型，之后將塑件旋下，該方法在模具結(jié)構(gòu)上需配有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置采用齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。計(jì)入齒根應(yīng)力校正系數(shù)Ysa后，強(qiáng)度條件式為： 引入齒寬系數(shù)后，可得設(shè)計(jì)公式： 齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度計(jì)算說明：彎曲強(qiáng)度計(jì)算中，因大、小齒輪的[] 、Y、Y值不同，故按此強(qiáng)度準(zhǔn)則設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，公式中應(yīng)代和中較小者。圖27 圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪的設(shè)計(jì)如下：（1）選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪用45鋼正火，齒面硬度170～210HBS, =400MPa，=340MPa大齒輪用45鋼正火，齒面硬度170～210HBS, =380MPa，=320MPa查表：=,=2（高可靠度，失效概率1/10000）=== MPa= = MPa= ==170 MPa== 160 MPa(2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)齒輪按9級(jí)精度制造。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T2M+ M=2+=模數(shù) m==將m放大20%，m==，取m=1mm，則中心距：a = =30mm，由于模具結(jié)構(gòu)中的冷料穴空間較大，導(dǎo)致模板上孔之間的壁厚太薄，不能保證其強(qiáng)度，因此考慮到模具模板孔之間壁的強(qiáng)度，取m=2mm。（四） 直角錐齒輪的設(shè)計(jì)錐齒輪用于相交軸之間的傳動(dòng)。即兩軸垂直相交傳動(dòng)形式。其中斜齒錐齒輪傳動(dòng)應(yīng)用較少。目前，應(yīng)用最多的仍為直齒錐齒輪傳動(dòng)，這主要是因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)、制造都比較簡(jiǎn)單。工作中振動(dòng)和噪聲較大，故圓周速度不宜過高。直齒錐齒輪傳動(dòng)是以大端參數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)值，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，是以錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量齒輪作為計(jì)算時(shí)的依據(jù)。的直齒錐齒輪傳動(dòng)主要幾何參數(shù)（如圖28所示）如下： 傳動(dòng)比： ，齒頂高：h=hm，齒根高：h=（h+c）m，錐距：R=，齒頂角：tan=，齒根角：tan=，分度圓齒厚：s=m/2，齒寬：b=（）R 圖28 圓錐齒輪的主要參數(shù) 圖29 圓錐齒輪傳動(dòng)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算，直齒錐齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度可近似地按齒寬中點(diǎn)處的當(dāng)量圓柱齒輪進(jìn)行計(jì)算。直角圓錐齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算如下：（1） 選擇材料及確定許用應(yīng)力小齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度210～240HBS, =600MPa，=450MPa 大齒輪用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度210～240HBS, =580MPa，=420MPa查表：=,=2（高可靠度，失效概率1/10000）===400MPa= == ==225MPa==210MPa(2)按輪齒彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)齒輪按9級(jí)精度制造。小齒輪上的轉(zhuǎn)矩：T2M+ M=2+=則齒輪相關(guān)參數(shù)如下：齒頂高 h=hm=12mm=2mm齒根高h(yuǎn)=（h+c）m=（1+）2mm=錐距R===分度圓齒厚：s=m/2=2/2=分度圓錐角：tan===，=176。齒頂角：tan===，=齒根角：tan===，=分度圓齒厚s=m/2==齒寬b=（） R=（）=mm，取20mm（2）驗(yàn)算齒面接觸強(qiáng)度F=====ZZ== Mpa=400MPa，安全。取載荷系數(shù)K=，齒寬系數(shù)=～。mm則齒條所需的力為F= Ts=30mm=7353 N,即脫模力。模數(shù) m==將m放大20% m==，考慮到齒輪齒條的使用壽命，及模數(shù)與齒條長(zhǎng)度的關(guān)系，取m=。）小齒輪分度圓直徑：d=mz=20=30mm齒寬:b=dd=30=15mm，取b= 20mm，b=24mm。齒條齒數(shù)的確定：由以上計(jì)算可知，脫螺紋機(jī)構(gòu)總的傳動(dòng)比i=ii=23=6，而螺紋型芯和螺紋拉料桿的螺紋工作高度為6mm，因此要想塑件能脫螺紋，為了保證塑件順利脫出，取3圈，則齒輪齒條傳動(dòng)中的齒輪要旋轉(zhuǎn)3/6圈。齒條長(zhǎng)度的確定：在螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)之前，A模部分的型芯應(yīng)該先從型腔中脫出，然后螺紋型芯和螺紋拉料桿旋轉(zhuǎn)將塑件從模具型腔中脫出，其長(zhǎng)度等于塑件及主流道凝料的長(zhǎng)度，長(zhǎng)度為54mm。（六） 軸的相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)軸的強(qiáng)度計(jì)算應(yīng)根據(jù)軸的承載情況，采用相應(yīng)的計(jì)算方法。mm；為抗扭截面系數(shù)，對(duì)于圓截面軸=；為許用扭切應(yīng)力，MPa，軸的材料為45鋼，查表45鋼的許用扭切應(yīng)力為30～40MPa，取30MPa。mm，所以：==由于軸與齒輪連接處有鍵槽，考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大5%，故d=所以整個(gè)脫螺紋旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的軸類零件直徑只要大于6mm，即可滿足強(qiáng)度要求。標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模座板、定模固定板、動(dòng)模固定板、動(dòng)模墊板、墊塊、動(dòng)模座板、頂出固定板、頂出墊板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套及復(fù)位桿等組成。模架中其他部分可根據(jù)需要進(jìn)行補(bǔ)充，如精定位裝置、支承柱等。前者按結(jié)構(gòu)特征分為基本型（四種）和派生型（九種），適用的模板尺寸為B（寬）L（長(zhǎng)）≤560900；后者也分為基本型（兩種）和派生型（四種），適用的模板尺寸為B（寬）L（長(zhǎng)）為（630630）～（12502000）。1）基本型組合 它是以直接澆口（包括潛伏式澆口）為主，其代號(hào)分別為AAAA4型四種，如下所示：2）派生型組合 它是在基本型的基礎(chǔ)上派生而來，以點(diǎn)澆口和多分型面為主的結(jié)構(gòu)形式，其代號(hào)為P，分別為P1型到P9型。本次設(shè)計(jì)中，由于塑件中有螺紋結(jié)構(gòu)，則模具結(jié)構(gòu)中的推件運(yùn)動(dòng)板件間的開合自如程度，另外還有整套模架的外觀，如表面粗糙度、倒角等。因此本設(shè)計(jì)中不選用標(biāo)準(zhǔn)的模架結(jié)構(gòu)，而是選用標(biāo)準(zhǔn)模架中的相關(guān)模板后，組裝后使用，其結(jié)構(gòu)如圖32所示：圖32 本次設(shè)計(jì)選用的模架此模架不是標(biāo)準(zhǔn)模架，但是其各塊模板的尺寸均選用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，參照GB/T —1990標(biāo)準(zhǔn)，模架外形尺寸（BL）為180mm250mm。支承零部件主要包括固定板（動(dòng)模板、定模板）、墊板、支承件及模座等。為了保證固定件的穩(wěn)定性，固定板應(yīng)具有一定的厚度和足夠的剛強(qiáng)度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制成，當(dāng)對(duì)工作條件要求較嚴(yán)格或?qū)δ＞邏勖筝^長(zhǎng)時(shí)，可采用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。定模板上安裝的工作零件主要是凹模型腔，凹模型腔是承受注射壓力的主要載體，因此動(dòng)模板厚度較定模板要厚，取30mm，由于標(biāo)準(zhǔn)中沒有30mm厚度的模板，所以選用32mm厚度的模板，加工時(shí)將其厚度銑到30mm，其外形尺寸為180mm250mm。一般用45鋼制成，經(jīng)熱處理235HBS，或結(jié)構(gòu)鋼Q235～Q275，其厚度在計(jì)算成型零件尺寸的時(shí)候已經(jīng)計(jì)算過，取20mm，外形尺寸和動(dòng)模板一樣大，為180mm250mm。圖35 支承板（三）支承件 常見的支承件有墊塊和支承柱。另外，也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的模具安裝厚度要求的作用。其尺寸根據(jù)實(shí)際情況而定，在模具組裝時(shí)，應(yīng)注意所有墊塊高度須一致，否則由于負(fù)荷不均勻會(huì)造成相關(guān)模板的損壞，墊塊與動(dòng)模墊板和動(dòng)模座之間一般用螺栓連接，要求高時(shí)可用銷釘定位。另外，在模座上開設(shè)的安裝結(jié)構(gòu)（如螺栓孔、壓板臺(tái)階等）也必須與注射機(jī)動(dòng)定固定模板上的安裝螺孔的大小和位置相適應(yīng)。模座的材料多用碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)達(dá)230～270HBS。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。定位作用是指模具裝配或閉合過程中，避免模具動(dòng)、定模的錯(cuò)位，模具閉合后保證型腔形狀和尺寸的精度；導(dǎo)向作用是指動(dòng)、定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向零件相互接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模正確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的損壞；承受一定的側(cè)向壓力是指塑料熔體在注入型腔過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機(jī)精度的限制，會(huì)使導(dǎo)柱在工作中不可避免收到一定的側(cè)向壓力。 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模溫度調(diào)節(jié)是采用加熱或冷卻方式來實(shí)現(xiàn)的，確保模具溫度在成形要求的范圍之內(nèi)。確定冷卻水孔的直徑時(shí)應(yīng)注意，無論多大的模具，水孔的直徑不能大于14mm，否則冷卻水難以稱為湍流狀態(tài)，以至降低熱交換效率。平均壁厚為2mm時(shí)，水孔直徑可取8～10mm；平均壁厚為2～4mm時(shí)，水孔直徑可取10～12mm；平均壁厚為4～6mm時(shí)，水孔直徑可取12～14mm。，所以模具的厚度符合要求。——注塑機(jī)最大開模行程（mm），為300mm。其余模具中的參數(shù)都是根據(jù)注塑機(jī)相關(guān)尺寸設(shè)計(jì)的，故不必再校核。圖40 模具三維效果圖3 部分成型零件的有限元分析有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）的基本概念是用較簡(jiǎn)單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因?yàn)閷?shí)際問題被較簡(jiǎn)單的問題所代替。　　對(duì)于不同物理性質(zhì)和數(shù)學(xué)模型的問題，有限元求解法的基本步驟是相同的，只是具體公式推導(dǎo)和運(yùn)算求解不同?！　〉诙剑呵蠼庥螂x散化：將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域，習(xí)慣上稱為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。 　　第三步：確定狀態(tài)變量及控制方法：一個(gè)具體的物理問題通常可以用一組包含問題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。第五步：總裝求解：將單元總裝形成離散域的總矩陣方程（聯(lián)合方程組），反映對(duì)近似求解域的離散域的要求，即單元函數(shù)的連續(xù)性要滿足一定的連續(xù)條件。 　　第六步：聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋：有限元法最終導(dǎo)致聯(lián)立方程組。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值。簡(jiǎn)言之，有限元分析可分成三個(gè)階段，前處理、處理和后處理。下面對(duì)模具中型腔和凸模零件極限有限元分析。校核條件為：～，20Cr滲碳淬火的許用疲勞極限為1500MPa。工作部分所受的載荷最大為（Stress max） E+05 mm所以符合要求。工作部分所受的載荷最大為（Stress max） E+05 mm所以符合要求。模具設(shè)計(jì)是一個(gè)要求理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的活動(dòng)，我通過查閱的大量資料，終于完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，使用了 AutoCAD 完成了相關(guān)二維零件圖。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)為我在這三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)！在設(shè)計(jì)的過程中，有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。致 謝在畢業(yè)論文的撰寫和資料搜集期間，前人的資料給我提供了莫大的幫助，這里再次感謝。在論文的選題、研究以及撰寫過程中，自始至終得到了老師的精心指導(dǎo)和熱情幫助，其中無不凝聚著指導(dǎo)老師的心血和汗水。老師的指導(dǎo)將使我終生受益。對(duì)李老師的感激之情是無法用言語表達(dá)的。最后，向我的父親、母親、朋友致謝，感謝他們對(duì)我的理