双层齿轮注塑模具设计-文献综述(共7页)

精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业题目：双层齿轮注塑模设计一、前言1.课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势1.1课题研究的意义 模具行业是现代工业里面必不可少的部分，又是高新技术领域的重要组成部分。机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天、等等领域都需要模具，使得模具成为最主要的工艺装备，它承担了60%90% 的产品零件，组件和部件的加工生产。随着现代材料技术和模具技术的飞速发展，尤其是塑料凭借着优良的加工性、品种的多样性，已经成为当前人类使用的四大材料（木材、水泥、钢铁、塑料）中发展最快的一类。 由于塑料齿轮具有传动噪声低、可以或者许吸振、自润滑、生产模型加工生产效率高等优点，塑料齿轮在齿轮行业的应用会愈来愈多，成为一个世界性趋势。日常生活中的塑料制品越来越多，例如：手机、塑料盆、塑料杯、塑料笔、电脑等等。本课题研究的塑料齿轮也将是未来轻化、量化齿轮的一个具有发展潜力的内容，如何使得塑料齿轮寿命更长，精度更高，效果更好，啮合更准确，等等，一系列的问题都值得我们去探讨。 1.2国内外的研究现状1.2.1国内概况 整体来看，中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了很大进步，但与国民经济发展的需求、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需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2m，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、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，模具企业设备数控率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，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。另外，三资企业的蓬勃发 展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。 我国塑料模具钢：主要品种有S50C、S45C、3Cr2Mo(P20)、3Cr2NiMnMo(718)、10Ni3MnCuAl等，占模具钢总产量的62%，而合金塑料模具钢3Cr2Mo(P20)、3Cr2NiMnMo(718)、10Ni3MnCuAl等占塑料模具钢总量的12%左右，占合金模具钢总量的23%左右；1.2.2国外概况 在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。3050人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。1.3发展趋势 （1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。 （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，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。目前，电视机和显示器外壳、空调器外壳、摩托车塑件等已采用这种方法，手机和电话机模具开发也已开始尝试。这种做法打破了长期以来模具厂只能等有了合同，才能根据用户要求进行模具设计的被动局面。 （3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。这不仅是生产手段的转变，也是生产方式的转变和观念的上升。这一趋势使得模具的标准化程度不断提高，模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了模具工业整体水平不断提高。中国模具行业目前已有10多个国家级高新技术企业，约200个省市级高新技术企业。与此趋势相适应，生产模具的主要骨干力量从技艺型人才逐渐转变为技术型人才是必然要求。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠。 （4）模具企业及其模具生产正在向信息化迅速发展。在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够。目前许多企业已经采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现。向信息化方向发展这一趋向已成为行业共识。 （5）随着人类社会的不断进步，模具必然会向更广泛的领域和更高水平发展。现在，能把握机遇、开拓市场，不断发现新的增长点的模具企业和能生产高技术含量模具企业的业务很是红火，利润水平和技术水平都有显著提高。 （6）发达工业国家的模具正加速向中国转移，其表现方式为：一是迁厂，二是投资，三是采购。中国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进技术，加快自己的发展步伐。2课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题2.1研究目标 目标是双层齿轮：一根轴上有两个齿轮，上面的是链齿轮，下面的是直齿轮。通过链条，带动上面的链齿，使得整个轴在转动，从而带动下面的直齿轮转动，达到一个传递扭矩，改变转速的目的。2.2研究内容 在电子钟钟里面有很多齿轮，大大小小的传递着扭矩，齿轮的精确与否，直接影响着转速，间接影响的就是钟表的准确度。所以，双层齿轮的精确度高还是低，都将是影响最终产品质量的要素之一，这就要取决于设计的模具的精度。本次研究的内容是如何最小化的降低精度影响，提高产品质量。2.3关键问题 关键在于分型面的选择和侧抽芯的设计。双层齿轮，用一个分型面是不够的，上面的齿轮下表面为第一个分型面，下面齿轮的上表面为第二个分型面。因为两个齿轮中间是圆柱，所以侧抽芯的设计采用的是双向侧抽芯，左侧抽芯、右侧抽芯，两个沿着相反的方向拉开。 二、设计方案的确定1 方案原理、特点与选择依据1.1原理 该注塑模具采用点浇口式双分型面模具。开模时，第一次分型面在内六角螺钉的作用下，浇道凝料被拉出。到第二次分型面的时候，在拉杆的作用下，拉断进料口使浇道的凝料与塑件分离，从而顶出的制件不需要再进行去除浇道凝料的处理。左侧抽芯滑块和右侧抽芯滑块在斜导柱的作用下向两边抽出，完成侧向抽芯的动作。推杆推出制件，复位弹簧完成每次的复位动作。1.2特点 成型部分：由动模型芯形成塑件产品的内部结构，由链齿凹模，左侧型芯滑块，右侧型芯滑块，齿轮凹模，凸模形成塑件产品的外部结构。 浇注系统：采用冷流道结构，脱落浇注系统凝料需要一定的开模行程。注塑机暂停工作时，需要对冷流道凝料进行清除。 脱模机构：从零件图上可以看到塑件中部有凹腔，需设置侧向抽芯滑块。故设置左侧型芯滑块和右侧型芯滑块，在斜导柱的作用下完成侧向抽芯过程。开模时，第一次分型面在内角螺钉的作用下，浇道凝料被拉出。到第二次分型面时，在拉杆的作用下，拉断进料口使浇道的凝料与塑件分离，从而顶出的塑件不需要再进行去除浇道凝料的处理。 复位机构：在合模的过程中，在复位弹簧的作用下，使推杆固定板、推板和推杆复位。 冷却机构：此注塑模因机构简单，故设置了两个环形的冷却水道。 导向机构：此注塑模中的导向部分主要有两种：一是凹模固定板和凸模固定板之间的导柱导套，二是拉杆和导套。 排气系统：分型面排气。1.3依据 分型面的界定：（1）保证塑料制品能够脱模。（2）使型腔深度最浅。（3）使塑件外观完美，容易清理。（4）分型面的选择应有利于侧向抽芯。（5）使分型面加工更容易。这个模具还需要对称侧抽芯，所以选择了：点浇口式双分型面模具。2. 设计步骤1、 产品的工艺分析 1）塑件工艺分析 2）塑件材质工艺性 3）成型工艺2、 拟定方案 1）确定分型面 2）确定分型方案 3）模具结构图 4）模具动作原理及机构特点 5）设计浇注系统三、选择注塑机和成型零件的设计 1）选择注塑机 2）校核注塑机相关的参数 3）模具成型部分结构设计 4）冷却系统设计三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值1.设计计划 112周 英文资料翻译 20000字符 2 3周 开题报告(文献综述) 3. 45周 零件的冲压工艺分析 4. 67周 进行有关的工序计算 5. 89周 确定各工序尺寸及其精度，并计算各道工序的模具工作尺寸 6. 1013周 装配总图、部件图及主要零件图等设计 7. 14周 撰写设计计算说明书 8. 1518周 毕业答辩 2. 设计目标：合理最优化的设计该模具，掌握注塑模的设计流程，熟练运用所学习的知识，做到学以至用。 3.应用价值：塑料齿轮在未来的发展趋势肯定是呈上升的趋势，比如：钟表、玩具、无级变速电动机等等地方，塑料齿轮将会以成本低，质量高，重量轻等特点，更深层次的影响到我们周边的产品。四、参考文献1.杨占尧，塑料注塑结构与设计M北京：清华大学出版社，20042.张学文，注塑模具设计M北京：化学工业出版社，2007.013.杨占尧，注塑模具典型结构图例M北京：清华大学出版社，20044.蒋继宏，王效岳，注塑模具典型结构100例M北京：中国轻工 业出版社2000.65.机械设计手册编委会编著，机械设计手册M北京：机械工业出版社2004.86.单岩，王蓓，王刚，Moldfiow模具分析技术基础M北京：清华 大学出版社2004.97.王刚，单岩，Moldfiow模具分析应用实例M北京：清华大学出版社2005.6 8.申开智，塑料成型模具M北京：中国轻工业出版社2011.19.洪慎章，实用注塑模具结构图集M化学工业出版社2009.810.伍先明，王群，庞佑霞，张厚安，塑料模具设计指导M国防工业出版社2006.511.祁洪志，模具制造工艺M北京：化学工业出版社2009.412.黄锐，塑料成型工艺学M北京：中国轻工业出版社2007.313.浦学西，模具结构图解M中国劳动社会保障出版社2009.714.AMartinez，J.Castany，D.Mercado织物IMD注塑过程中通过螺旋模具的聚合物粘性反应特征M国际摩学周刊44（2011）1806-1818 2011.915.Emil J.Geiger.Dieudonne A.Mair.Frank Svec.Albert P.Pisano 复杂流道结构注塑模工具的发展M国际摩学周刊17（2011）1537-1540 2011.8五、指导教师审阅意见 能根据任务书查阅资料，对课题有一定的认识，有些地方需要改进，希望认真搞好设计工作。签名 李健 2012 年 3月9日