一、塑件描述

　　本文的研究對(duì)象為工業(yè)用低速齒輪，如圖1所示。具體參數(shù)，如圖2所示。

　　圖1：工業(yè)用低速齒輪模型圖

　　圖2：工業(yè)用低速齒輪參數(shù)

　　二、模具設(shè)計(jì)

　　2.1 注射機(jī)的選用

　　根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，公稱注射量為1000立方厘米注射機(jī)，其塑化能力為125Kg/h(指聚本乙烯，注射能力以聚本乙烯為基準(zhǔn))。當(dāng)使用其他品種塑料時(shí)，可以用如下的公式做近似計(jì)算：

　　2.2 分型面的設(shè)計(jì)

　　根據(jù)低速變速齒輪塑件形狀結(jié)合選擇分型面等相關(guān)理論，主分型面和抽芯分型面的選擇。如圖3和4所示，這樣選擇可以使得使塑件容易脫模，而且不影響塑件外觀，并使埋件在開模后留在動(dòng)模上。具體的分型面可以用Pro/Engineer軟件利用其中的制造模塊通過(guò)平整、拉伸、合并分型面等方法來(lái)設(shè)計(jì)分型面。

　　圖3：最佳澆口位置分析圖 圖4：填充可行性分析圖

　　3.3 模具尺寸計(jì)算

　　3.3.1 型腔尺寸的計(jì)算

　　型腔尺寸決定了制品的幾何形狀，如何準(zhǔn)確計(jì)算成型零件的工作尺寸是注射模具設(shè)計(jì)的一項(xiàng)十分重要的工作。型腔尺寸主要包括凹模和凸模(型芯)尺寸。結(jié)晶塑料塑件要考慮其收縮率的變動(dòng)率和塑件公差之間的關(guān)系。

　　查資料可知，增強(qiáng)尼龍的收縮率在2.5%和4%之間。塑件公差△為1.4mm。塑件齒頂圓直徑為171mm，塑件軸孔直徑為30mm。查相關(guān)資料按SJ/T10628-95，6級(jí)精度要求。計(jì)算可得：

　　3.3.2 主流道設(shè)計(jì)

　　由于主流道要與高溫塑料和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以將它單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道澆口套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道為圓錐體，錐度為2度—4度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：

　　3.4 澆口設(shè)計(jì)

　　利用Pro/ENGINEER軟件中Plastics Advises模塊進(jìn)行澆口最佳位置分析，材料選擇Ticona公司的Celanese Nylon 1000-11，將澆鑄溫度設(shè)為80度，材料熔融溫度設(shè)為295度。最大注射壓力設(shè)定為200MPa。澆口位置的最佳分析，如圖3所示。齒輪模具采用非限制性澆口(直澆口)。在選擇好澆口以后，繼續(xù)對(duì)注塑的可行性進(jìn)行分析，填充可行性分析，如圖4所示。從圖中可以看出，在給定設(shè)計(jì)的條件下，填充性非常的優(yōu)越。如圖5所示，為壓力下降分析，可以看出，壓力降分布均勻，有利于行腔填充。如圖6所示的注塑齒輪質(zhì)量預(yù)測(cè)分析圖可以看出，注塑齒輪的質(zhì)量高，符合設(shè)計(jì)要求。綜上可以得出，澆口位置選擇符合設(shè)計(jì)要求。

　　圖5：壓力下降分析圖 圖6：質(zhì)量預(yù)測(cè)分析圖

　　3.5 標(biāo)準(zhǔn)模架選擇及其結(jié)構(gòu)

　　標(biāo)準(zhǔn)模架一般由定模板、定模同定板、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、復(fù)位桿等組成。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)和尺寸，選擇派生型模架結(jié)構(gòu)，選擇供應(yīng)商為hasco，類型為emx_tutorial_komplett，大小為446mmX446mm。

　　3.6 模具結(jié)構(gòu)

　　依據(jù)齒輪結(jié)構(gòu)尺寸以及據(jù)此所選擇的模架結(jié)構(gòu)，可以得出此工業(yè)用低速變速齒輪模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)裝配圖，如圖7所示，為本次設(shè)計(jì)的最終齒輪模具的開模圖。

　　圖7：模具開模圖

　　四、結(jié)論

　　應(yīng)用Pro/E設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行工業(yè)用低速變速齒輪注塑模具三維設(shè)計(jì)。利用Pro/ENGINEER軟件中Plastics Advises模塊進(jìn)行澆口最佳位置分析、填充可行性分析、壓力降分析以及質(zhì)量預(yù)測(cè)分析。結(jié)果表明，應(yīng)用Pro/E設(shè)計(jì)軟件，強(qiáng)大的設(shè)計(jì)開發(fā)能力，可以大大提高模具的設(shè)計(jì)水平，可為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性提供全面的支持，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。