【畢業(yè)設計 畢業(yè)論文】模具畢業(yè)設計碟形螺帽模具造型設計

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1、 畢業(yè)設計〔畢業(yè)論文〕 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 班 級： 學 生 姓 名： 學 生 學 號： 設計〔論文〕題目： 碟形螺帽模具造型設計 指 導 教 師： 設 計 地 點：

2、 起 迄 日 期： 2021.9.20~2021.11.20 畢業(yè)設計〔論文〕任務書 專業(yè) 模具設計與制造 班級 姓名 一、課題名稱： 碟形螺帽模具造型設計 二、主要技術指標： 1. 塑件外表無痕，無毛刺，螺紋能正常旋合 2. 無標注尺寸公差取MT5級精度

3、 3. 采用注射成型，大批量生產(chǎn) 4. 對塑件三維造型與模具設計與制造〔模內(nèi)齒輪齒條抽芯〕 三、工作內(nèi)容和要求： 1. 擬定該塑件的工藝方案；完成注塑模的設計計算工作 2. 使用AutoCAD繪制模具裝配圖〔繪圖比例1：1，打印在A3圖紙上〕一張， 繪制型腔、型芯零件圖及重要零部件〔繪圖比例1：1，打印在A4圖紙上〕 共張

4、 3. 用UG等相關軟件進行型腔布置、分型面確定、成形零件和澆注系統(tǒng)設計等 4. 編寫設計說明書〔不少于4000字〕；要上交電子文檔和打印文檔 四、主要參考文獻： 【1】齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設計， 北京：機械工業(yè)出版社，2006-7 【2】屈昌華. 塑料成型工藝與模具設計， 北京：高等教育出版社，2006-7 【3】王剛，單巖. Moldflow6.1 模具分析應用實例， 北京：清華大學出版 社， 2005-6

5、 【4】詹友剛. Pro/E模具設計教程， 北京：機械工業(yè)出版社，2006-7 【5】宋志國. UGNX4實例教程， 北京：人民郵局出版社，2021-1 學 生〔簽名〕 年 月 日 指 導 教師〔簽名〕 年 月 日

6、 教研室主任〔簽名〕 年 月 日 系 主 任〔簽名〕 年 月 日 畢業(yè)設計〔論文〕開題報告 設計〔論文題目〕 碟形螺帽模具造型設計 一、選題的背景和意義： 塑料螺帽由于具有質(zhì)輕、價廉、不容易生銹等特點，被廣泛應用于家具、玩具、汽車、和一些機械裝置中，并且甚至代替了一些金屬螺帽，所以說隨著當今社會的開展、科學技術的不斷進步與創(chuàng)新，更重要是一些

7、新興產(chǎn)業(yè)的誕生，如材料學、物理學、化學等相關方面的創(chuàng)興開展與研究的成果說明，未來螺帽的開展必將趨向于塑料方向的衍生，就此，作為螺帽的形狀與功能的研究必將是一個很重要的話題。目前有關塑料螺帽的成型研究也相對廣泛，對于形狀的研究到時沒有多少起色，在此對蝶形的螺帽進行相關研究。在注射生產(chǎn)實際中，塑料注射成形過程中有很多復雜的問題在模具設計階段很難根據(jù)經(jīng)驗來判斷的。塑料的流動性千差萬別，制品和模具的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，工藝條件各不相同憑有限的經(jīng)驗和簡單的公式難以對對這些因素做全面的考慮和處理，而且設計者經(jīng)驗的積累和公式的總結(jié)也往往跟不上塑料材料的開展和制品復雜過程及精度的提高。螺帽將是是日常生活中常用的根本

8、品，對它的注塑模具進行設計和分析，有一定的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值，同時也是鍛煉根本模具設計方法的重要手段。 二、課題研究的主要內(nèi)容： 塑料模具設計制造過程復雜，傳統(tǒng)設計方法存在的模具設計精度低、反復次數(shù)多、周期長等問題，須用先進的CAD/CAM/CAE 軟件進行設計以滿足快速設計的要求。使用典型的三維設計軟件UG及注塑模具專家系統(tǒng)Moldwizard和流動模擬軟件Moldflow6.1進行模具分析和設計， 課題要求對塑件三維造型與模具設計與制造〔模內(nèi)齒輪齒條抽芯〕，包括擬定該塑件的工藝方案，完成注塑模的設計計算工作，繪制型腔、型芯零件圖及重要零部件圖，用UG等相關軟件進行型腔布置、分型面

9、確定、成形零件和澆注系統(tǒng)設計等。確定動、定模板及型腔、型芯的尺寸，選取相應的模架。利用Moldflow6.1對澆注系統(tǒng)整個注塑過程填充、冷卻等進行了模擬分析，確定合理的填充時間、流速、溫度、壓力等參數(shù)；計算分析合理的收縮率，得出合理的型腔參數(shù)等。 三、主要研究〔設計〕方法論述： 在獲取碟形螺帽實物模型的情況下，首先對碟形螺帽進行UG建模，對碟形螺帽的塑料工藝進行分析，主要包括碟形螺帽的形狀與尺寸，對塑件的精度進行考慮，然后選擇適宜的材料并參照其工藝參數(shù)作下一步的設計。其次就是凹凸模的結(jié)構(gòu)設計，主要有凹凸模的配合、凹凸模的精度和凹凸模的尺寸的計算。最后就是型腔和模具冷卻系統(tǒng)確實定、分型

10、面的設計以及澆注系統(tǒng)的設計等。 1、根據(jù)零件圖紙或者實物，成零件的三維建模。 2、進行注塑設計〔確定注塑方式、材料、布局、澆注形式等〕。 3、在MOLDFLOW中完成根本零件的注塑模擬分析。 4、根據(jù)模擬分析，修改零件的根本模型，以及確定根本的注塑模具結(jié)構(gòu)。 5、在UG中完成注塑模具的部件及整體結(jié)構(gòu)設計及三維模型裝配。 6、完成注塑模具的裝配零件圖。 四、設計〔論文〕進度安排： 時 間 工 作 內(nèi) 容 9.20~10.3 完成開題報告 10.4~10.17 進行對零件的分析與建模工作，完成零件的零件圖設計 10.18~10.24 使用UG Mo

11、dlflow6.1進行設計模具系統(tǒng)，接受中期檢查 10.25~10.31 完成模具裝配工程圖, 使用Moldflow6.1 進行模具注塑參數(shù)的優(yōu)化 11.1~11.7 準備論文書寫, 整理修改畢業(yè)設計報告 11.8~11.20 辯論評分 五、指導教師意見： 　　　　　　　　　　　　 指導教師簽名： 年 月 日 六、系部意見： 　　　　　　　　　　　 系主任簽名： 年 月 日 目 錄

12、 0.引言┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7 1.塑件制品分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 1.1 原材料性能分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 8 1.2 制件尺寸精度分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 9 1.3 制件外表質(zhì)量分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 1.4 制件結(jié)構(gòu)工藝分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 2.注塑設備的選擇┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 2.1 有

13、關塑件的計算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 2.2 注塑機型號確實定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 3.模具結(jié)構(gòu)的設計┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.1 型腔數(shù)目確實定與配置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.2 分型面確實定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.3 型芯、型腔確實定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 12 3.4 澆注系統(tǒng)的設計┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 13 3.5 推出

14、機構(gòu)確實定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15 3.6 導向機構(gòu)確實定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 16 3.7 排氣系統(tǒng)的設計┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 18 3.8 冷卻系統(tǒng)的設計┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 19 3.9 關于Moldfiow重要分析圖 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 20 4.注塑機參數(shù)量的校核 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 21 4.1 注塑量的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 21 4.2

15、 型腔數(shù)量確實定與校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22 4.3 最大注塑壓力的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22 4.4 模具與注塑機安裝部件的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22 4.5 開模行程校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23 5.重要部件與模具結(jié)構(gòu)的設計┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23 5.1 重要部件的實體圖、尺寸圖、裝配圖┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23 5.2 模具的總裝配圖及零件圖┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 24 6.結(jié)論┈┈

16、┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 25 參考文獻┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 致謝┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 附錄圖┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 碟形螺帽模具造型設計 摘要：模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。模具被廣泛的使用在各種材料加工工業(yè)生產(chǎn)中。塑料螺帽的設計與制造在當今螺帽的生產(chǎn)中也在占領這重要的地位，所以說對于塑料螺帽設計與制造的研究與討論也是必不

17、可少的。關于塑料蝶形螺帽的設計是比擬有代表性，因為其有內(nèi)部螺紋，所以需要用到齒輪與齒條，因此為了方便加工與制造所以應采用一模一腔側(cè)抽芯的制造方式最為適宜。在制造前要先做相關的設計，并計算相關的設計數(shù)據(jù)，通過相關應用軟件進行設計并檢測，從中選擇最正確方式進行模具的制造。 關鍵詞：模具 螺帽 螺紋 齒輪 齒條 ABSTRACT：Mold is using its specific shape to forming has certain shapes and sizes of products of the tools. Mold is widely used in all kinds of

18、 materials processing industrial production. Plastic nuts in the design and manufacture in today's nuts in the production of this important occupation in place, so say that for plastic nuts design and manufacture of research and discussion is also essential. Wing nuts about plastic design is more re

19、presentative, because the internal thread, so need to use gear and rack, so in order to facilitate the processing and manufacturing should be adopted so exactly a chamber side core-pulling manufacturing mode is most appropriate. In manufacturing before you do related design, and calculation related

20、design data, through the relevant application software design and testing, to choose the best way for mould manufacturing. Key words: mould nuts thread gear rack 0.引言 本設計題目是螺帽注塑工藝分析及模具設計，當今社會螺絲的使用是無處不在，不管是工業(yè)生產(chǎn)還是農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)或者是第三產(chǎn)業(yè)都是不可或缺的零件，隨著在不同生產(chǎn)中的使用情況它也有大小的區(qū)分，但至于它們的作用同樣都是至關重要的。隨著現(xiàn)代化的建設與開展，不同新型產(chǎn)

21、業(yè)的建設，需求也是在不斷的創(chuàng)新與突破，所以新能源性環(huán)保性產(chǎn)品的需求是日益增長，對于螺絲的材質(zhì)、螺絲的造型的要求也是日益嚴格，不言而喻螺帽的生產(chǎn)也得趕上時代的步伐。螺絲是鎖緊零件，對于螺帽起到的不僅是緊固的作用，而且也起到了在一定情況下的防銹保護的作用。因此，螺帽的材質(zhì)與造型的研究也是必不可少的。 隨著國民經(jīng)濟的開展，人們對塑料制品的需求日益提高，作為塑料制品成型加工中最為普遍的注塑成型工藝技術，在不斷注入高新技術的根底上，今年來獲得了長足的進步，塑料注塑制品已成為國民經(jīng)濟建設、國防建設和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢啥倘钡挠闷罚覍ζ湫枨蟪潭仍絹碓酱蟆?塑料成型工藝與模具設計?是我們最主要的專業(yè)課之一，

22、對理論知識的扎實掌握為本次設計打下了良好的根底。我們還學習了有關注塑模具設計的各種軟件，如UG、Moldfiow、CAD等。三年來的學習，我們已經(jīng)掌握了足夠的專業(yè)知識。為了更好的完本錢次畢業(yè)設計，每位同學都有經(jīng)驗豐富的指導老師全程指導，同時學校實驗室有各種設備和儀器可供我們參考，如注塑機、線切割機床等。學校圖書館有大量的資料可供我們參考。 總之，在指導老師的細心指導下，在學院提供各種資源的環(huán)境下，我們根據(jù)所給塑件設計出結(jié)構(gòu)合理的、適用的注塑模具。 1.塑件制品分析 1.1 原材料性能分析 〔1〕PP的性能 PP為結(jié)晶型高聚物，常用塑料中PP最輕，密度僅為0.91g/cm3〔比水小〕

23、。通用塑料中，PP的耐熱性最好，其熱變形溫度為80～100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐應力開裂性，有很高的彎曲疲勞壽命，俗稱百折膠。PP的綜合性能優(yōu)于PE料。PP產(chǎn)品質(zhì)輕、韌性好、耐化學性好。PP的缺點：尺寸精度低、剛性缺乏、耐候性差、易產(chǎn)生銅害，它具有后收縮現(xiàn)象，脫模后，易老化、變脆、易變形。PP一直是制造纖維的主要原料，這是因為它的著色能力、耐磨損、耐化學品性能以及有利的經(jīng)濟條件。PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅硬并且有更高的熔點。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時非常脆，因此許多商業(yè)的PP材料是參加1～4%乙烯的無規(guī)那么共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的PP材

24、料有較低的熱扭曲溫度〔100℃〕、低透明度、低光澤度、低剛性，但是也有更強的抗沖擊強度。PP的強度隨著乙烯含量的增加而增大。PP的維卡軟化溫度為150℃。由于結(jié)晶度較高，這種材料的外表剛度和抗劃痕特性很好。PP不存在環(huán)境應力開裂問題。通常，采用參加玻璃纖維、金屬添加劑或熱塑橡膠的方法對PP進行改性。PP的流動率MFR范圍在1～40。低MFR的PP材料抗沖擊特性較好但延展強度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當高，一般為1.8～2.5%。并且收縮率的方向均勻性比HDPE等材料要好得多。參加30%的玻璃添加劑可以使收縮率降到0.7%。均聚物型和共聚

25、物型的PP材料都具有優(yōu)良的抗吸濕性、抗酸堿腐蝕性、抗溶解性。然而，它對芳香烴〔如苯〕溶劑、氯化烴〔四氯化碳〕溶劑等沒有抵抗力。PP也不像PE那樣在高溫下仍具有抗氧化性。 〔2〕PP 的工藝特點 PP在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好，PP在加工上有兩個特點：其一：PP熔體的粘度隨剪切速度的提高而有明顯的下降〔受溫度影響較小〕；其二：分子取向程度高而呈現(xiàn)較大的收縮率。PP的加工溫度在220～275℃，注意不要超過275℃左右較好，它有良好的熱穩(wěn)定性〔分解溫度為310℃〕，但高溫下〔270-300℃〕，長時間停留在炮筒中會有降解的可能。因PP的粘度隨著剪切速度的提高有明顯的降低，所以提高注

26、射壓力和注射速度會提高其流動性，改善收縮變形和凹陷。模溫〔40～80℃〕，建議使用50℃。結(jié)晶程度主要由模具溫度決定，宜控制在30～50℃范圍內(nèi)。PP熔體能穿越很窄的模具縫隙而出現(xiàn)披鋒。PP在熔化過程中，要吸收大量的熔解熱〔比熱較大〕，產(chǎn)品出模后比擬燙。PP料加工時不需枯燥，PP的收縮率和結(jié)晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小。如果制品外表出現(xiàn)了缺陷，那么應使用較高溫度下的低速注塑。注射壓力：可大到1800bar。 〔3〕PP的PVC參數(shù)見表1-1： 表1-1 PP的PVC參數(shù) 密度 0.90～0.91 g/cm3 硬度 SG1～SG7 使用溫度 80

27、 成型收縮率 0.6～1.5% 模具溫度 20～50℃ 成型溫度 160～220℃ 料筒溫度 后段：180℃～190℃ 中段：220℃～240℃ 前段：220℃～230℃ 噴嘴溫度 170℃～200℃ 注射壓力 0.5MP 成型時間： 總周期：30～65S 注射時間：3～10S 保壓時間：4～15S 冷卻時間： 20～40S 1.2 制件尺寸精度分析 對于螺帽的尺寸一般要求不高，此標注尺寸公差為MT5級精度，所以在模具設計和制造中要嚴格保證此尺寸精度的要求即可。 1.3 制件外表質(zhì)量分析 件外表無痕，無毛刺，螺紋能正常旋合 1.4 制件結(jié)構(gòu)

28、工藝分析 根據(jù)零件圖的要求利用三維造型軟件UG建造出塑料蝶形螺帽的結(jié)構(gòu)圖，如圖1-1所示： 圖1-1 塑料蝶形螺帽 2.注塑設備的選擇 除了模具的結(jié)構(gòu)、類型和一些根本參數(shù)和尺寸外，模具的型腔數(shù)、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面積、成型時需要的合模力、注射壓力、模具的厚度、安裝固定尺寸以及開模行程等都與注射機的有關性能參數(shù)密節(jié)相關，如果兩者不相匹配，那么模具無法使用，為此，必須對兩者之間有關數(shù)據(jù)進行較核，并通過較核來設計模具與選擇注射機型號。 2.1有關塑件的計算 根據(jù)所畫出的三維UG圖可知塑件的相關數(shù)據(jù)得： 體積 = 4.747

29、3034〔cm3〕 曲面面積 = 30.308168〔cm2〕 密度 = 0.91 (g/ cm3〕 質(zhì)量 = 37.174 (g) 2.2注射機型號確實定 根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-Z-60型注塑機。 SZ-60/40型注塑機的主要技術規(guī)格如下表2-1所示： 表 2-1 注塑機的主要參數(shù) 理論注射容積(cm3〕 60 螺桿直徑(mm) 30 注射壓力(MPa) 180 注射速率(g/s) 70 塑化能力(g/s) 35 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0—200 鎖模力(kN) 400 拉桿有較距離(mm) 220×300

30、 移模行程(mm) 250 模具最大厚度(mm) 250 模具最小厚度(mm) 150 鎖模形式 雙曲肘 模具定位孔直徑(mm) ￠80 噴嘴球半徑(mm) SR10 噴嘴口孔徑(mm) ￠3 模板尺寸(mm) 200×315 3.模具結(jié)構(gòu)的設計 3.1型腔數(shù)目確實定及配置 確定模具型腔的方法有：根據(jù)鎖模力確定；根據(jù)最大注射量確定；根據(jù)塑件精度確定和經(jīng)濟性確定等。本零件從經(jīng)濟性和可行性方面考慮，采用一模一腔的結(jié)構(gòu)。 3.2分型面確實定 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔翻開，也就是必須將模具分成兩局部，即：定模板和動模板兩大局

31、部。定模板和動模板相接觸的面為分型面。 如何確定分型面，需要考慮的因素比擬復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應綜合分析比擬，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原那么： ① 分型面的選擇有利于脫模：分型面應盡量取塑料制件尺寸的最大處。而且應該使塑料制件流在動模局部，推出機構(gòu)通常設置在動模的一側(cè)。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時，為了使塑料制件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側(cè)，為了便于脫模，可將分型面選在塑料制件中間的

32、部位，但此塑料制件外形有分型的痕跡。 ② 分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 ③ 分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。 ④ 分型面應有利于側(cè)向抽芯。 ⑤ 盡量防止側(cè)向抽芯。 ⑥ 使側(cè)向抽芯盡量短。 ⑦ 有利于排氣。 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(jié)構(gòu)簡單制造容易。中選定一個分型面后，可能會存在某些缺點，再針對存在的問題采取其他措施彌補，以選擇接近理想的分型面。根據(jù)以上要求及塑料制件結(jié)構(gòu)特征，選定水平分型面。 如圖3-1所示： 圖3-1 分型面 3.3型芯、型腔確實定. 一般情況下，當分型面確定之

33、后就可以確定型芯、型腔的形狀，但是此模具的設計中需要用到齒輪齒條的側(cè)抽型結(jié)構(gòu)，因此型芯、型腔的結(jié)構(gòu)中也就必須要考慮到齒輪齒條的運動空間。根據(jù)結(jié)構(gòu)設計得下列圖，如圖3-2齒輪側(cè)抽芯、型芯、型腔所示： 圖3-2〔1〕 齒輪側(cè)抽型芯 圖3-2〔2〕 型腔 圖3-2〔3〕 型芯 3.4澆注系統(tǒng)的設計 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模一腔，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑料制件的質(zhì)量〔如外觀，物理性能，尺寸精度〕都有直接的影響，設計時必須按如下原那么： ① 型腔布置和澆口開設部位

34、力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。 ② 型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。 ③ 系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當〔太小那么壓力及熱量損失大，太大那么塑料消耗大〕：盡量減少彎折，外表粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。 ④ 對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。 ⑤ 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。 ⑥ 澆口位置要適當，盡量防止沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。 為了更好的設計出澆口的造型與位置，我首先得確定塑件的最正確澆口位置，利用Moldfiow分

35、析軟件得出塑件最正確澆口位置如圖3-3所示： 圖3-3 最正確澆口位置 通過MOLDFLOW對最正確澆口位置的分析，如圖3-3可知塑件澆口位置最好是在藍色位置里面和外面都可。但是，因為設計的是一模一腔，綜合考慮，選擇點澆口。 主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理

36、淬硬。塑件外外表不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設計成錐形，錐度為2，內(nèi)外表的粗糙度為Ra0.63微米。 主流道的設計要點如下： ①為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，因PP的流動性為中性，故其錐度取2度，過大會造成流速減慢，易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為R0.63um。 ②在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，否那么會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形. 根據(jù)以上所述，并依靠此模具設計的要求與簡約的要求，

37、可將此流道設計為如圖3-4所示： 3.5推出機構(gòu)確實定 在對塑料彎頭進行脫模設計時應遵循以下原那么： ① 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點合理選用推桿、推板、推管等推出機構(gòu)。 圖3-4〔1〕 流道 圖3-4〔2〕 澆口及對應尺寸 ② 頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。 ③ 為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。 ④ 假設頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件0.1mm；否那么塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。 根據(jù)塑件的形狀特

38、點。其推出機構(gòu)可采用推桿推出機構(gòu)。推桿推出機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件裝配后使用時不影響外觀，設立三個推桿平衡布置，既到達了推出塑件的目的，又降低了加工本錢。注：推桿推出塑件，推桿的前端應比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm。 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。結(jié)合制品的結(jié)構(gòu)特點，模具型腔的結(jié)構(gòu)采用了整體式型腔板，這種結(jié)構(gòu)工作過程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出機構(gòu)中采用廠組合式推桿，如圖中，這種結(jié)構(gòu)主要是防止推桿在于作過程中受到彎曲力或側(cè)向壓力而折斷，因為產(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用

39、設計推桿，全部固定在頂桿固定板。 推桿的位置選擇原那么 (1) 推桿位置應選擇在脫模阻力最大處； (2) 推桿位置選擇應保證塑件推出時受力均勻； (3) 推桿位置選擇應注意塑件的強度和剛度； (4) 推桿位置選擇應考慮推桿本身的剛性。 在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強度要求，推桿裝入模具后，起端面還應與型腔底面平齊或高出型腔0.05～0.1mm。 由于該產(chǎn)品屬于螺帽類制件，壁厚適度，因此可以直接采用推桿推出機構(gòu)。推桿如圖3-5所示： 3.6 導向機構(gòu)的設計 導向合模機構(gòu)對于塑料模

40、具是必不可少的局部，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構(gòu)，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。 導向機構(gòu)的主要作用有：定位、導向和承受一定側(cè)壓力。 圖3-5 推桿位置 定位作用：為防止裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔過程中會產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。 動定模合模時，首先導向機構(gòu)接觸，引導動定模正確閉合，防止凸模或型芯先進入型腔，產(chǎn)生干預而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易

41、折斷。對型芯和型腔改良后，其的配合可以進行定位。本次設計按照模架標準來設計。如圖3-6所示： a 導柱 b 導套 圖3-6 導柱導套及尺寸圖 3.7 排氣系統(tǒng)的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產(chǎn)生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否那么，被壓縮的空氣產(chǎn)生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產(chǎn)生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設計排氣槽。如圖3-7為Moldfiow分析的氣穴圖： 圖3-7 氣穴圖 3.8

42、冷卻系統(tǒng)的設計 冷卻水回路布置的根本原那么 (1) 冷卻水道應盡量多； (2) 截面尺寸應盡量大； (3) 冷卻水道離模具型腔外表的距離應適當； (4) 適當布置水道的出入口； (5) 冷卻水道應暢通無阻。 另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循： ①澆口處加強冷卻； ②冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大； ③冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。 ④進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側(cè)，通常應設在注塑機的反面。 ⑤冷卻水孔應防止設在塑件的熔接痕處。 ⑥在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。 根據(jù)經(jīng)驗冷卻水道直徑取8mm.由

43、于模具結(jié)構(gòu)的限制，設計水道如圖3-8所示： 圖3-8 冷卻管道 通過Moldfiow分析得出制品凍結(jié)時間圖3-9所示： 圖3-9 凍結(jié)時間圖 3.9關于Moldfiow重要分析圖 圖3-10 填充時間 圖3-11 制品溫度 圖3-12 形變圖 4.注射機參數(shù)量的校核 4.1注射量的校核 注射機一個注射周期內(nèi)所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。 在一個注射成形周期內(nèi)，需注射入模具內(nèi)的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即： V = nVz + Vj 或 M = nmz + m

44、j 式中 V〔m〕——一個成形周期內(nèi)所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm3或g〕； n ——型腔數(shù)目 Vz〔mz〕——單個塑件的容量或質(zhì)量(cm3或g〕。 Vj〔mj〕——澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm3或g〕。 故應使 nVz + Vj ≤ 0.8Vg 或 nmz + mj ≤ 0.8mg 式中 Vg〔mg〕——注射機額定注射量(cm3或g〕。 根據(jù)容積計算 nVz + Vj = 3.14×0.22×3.26+ 3.14×0.632×1.5+4.7

45、473034≤0.8Vg 可見注射機的注射量符合要求 4.2型腔數(shù)量確實定和校核 型腔數(shù)量與注射機的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟性等因數(shù)影響。 可根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)n 式中 K——注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8； mN——注射機允許的最大注射量； m 2——澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量或體積〔g或cm3〕； m 1——單個塑件的質(zhì)量或體積〔g或cm3〕。 所以需要 n=1 符合要求 4.3最大注射壓力的校核 注射機的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應該大

46、于注射機成型時所調(diào)用的注射壓力，即： pmax﹥Kp0 p0為注射壓力 K——注射機的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8； 很明顯，上式成立，符合要求。 4.4模具與注射機安裝部份的校核 噴嘴尺寸 注射機頭為球面，其球面半徑與相應接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應。 模具厚度 模具厚度H〔又稱閉合高度〕必須滿足： Hmin﹤H﹤Hmax 式中 Hmin——注射機允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； Hmax——注射機允許的最大模厚。 注射機允許厚度 150﹤H=165﹤250 符合要求。 4.5開模行程校核 開模行程s

47、〔合模行程〕指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注射機的最大開模行程與模具厚度無關，對于單分型面注射模： Smax ≥ s = H1 + H2 +〔 5-10〕mm 式中 H1——摧出距離〔脫模距離〕〔mm〕； H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度〔mm〕。 開模距離取 H1 = 20 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 40 余量取 8 那么有： Smax ≥ s = 20+20+28 =68 符合要求。 5.重要部件與模具結(jié)構(gòu)的設計 5．1重要部件的實體圖、尺寸圖、裝配圖 見圖5-1： 圖5-1〔1〕 齒條實體圖 圖5-1

48、〔2〕 齒條尺寸圖 圖5-1〔3〕 齒條裝配圖 5.2模具的總裝配圖及零件圖 如圖5-2所示: 圖5-2 模具的總裝配圖 6.結(jié) 論 這次畢業(yè)設計中，我全面的利用了所學知識，從最根底的二維制圖到專業(yè)性很強的軟件proe開模，在這個過程中我穩(wěn)固了以前所學的專業(yè)知識、熟練的掌握了各種應用軟件，使自己的專業(yè)技能有了很大的提高。通過這次的畢業(yè)設計，自己的制作三維實體造型軟件的熟練程度有了大大的提高。 提高的水平主要包括有： ①Pro/E的三維實體造型和三維裝配體設計。 ②Pro/E和CAXA的工程圖的生成及剖切編輯。 ③Pro/E三維軟件工程圖與AutoCAD,C

49、AXA等二維制圖軟件之間的圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化。 ④AutoCAD和CAXA等二維制圖軟件對二維圖的設計編輯熟練程度。 ⑤對較復雜模具的設計能力及模具根本典型結(jié)構(gòu)的深入了解。 在整個設計的過程中也遇到了一些問題，如第一次的設計方案考慮不夠周全，以至于脫模困難適用性差，后經(jīng)過老師指點及自己認真的考慮、仔細的分析，修改方案后得到了老師的認可，后又經(jīng)老師指點想出多種方案進行比擬最后確定出比擬滿意的方案。又如，進行模流分析時，匹配率總是上不去，后來經(jīng)過和同學討論老師幫助解決了問題。經(jīng)過各位老師的細心指導和自己不懈的努力最終設計出了符合要求的、適用性強的模具。也正是這些問題使我認識到了自己對知識的掌握還不

50、夠，同時也促進了我的成長與進步，設計是個全面性的工作，這畢設期間我除了專業(yè)知識有所提高就連word的使用讓我熟練了很多，熟悉了以前不經(jīng)常用的命令，通過這次三維模具設計，自己的實體造型能力有了很大的提高，為以后自己能盡快勝任自己的工作奠定了根底，適應了社會以后的開展的方向。 參考文獻 【1】 齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設計， 北京：機械工業(yè)出版社，2006-7 【2】 屈昌華. 塑料成型工藝與模具設計， 北京：高等教育出版社，2006-7 【3】 王剛，單巖. Moldflow6.1 模具分析應用實例， 北京：清華大學出版社， 2005-6 【4】 詹友剛. Pro/E模具設計教程， 北京：機械工業(yè)出版社，2006-7 【5】 宋志國. UGNX4實例教程， 北京：人民郵局出版社，2021-1 致 謝 十分感謝我的指導老師，在此次畢業(yè)設計中的指導。因為本人所學知識有限，在楊老師的指導下能夠順利的完成此設計，在畢業(yè)設計完成的同時還學會了許多課堂上學不到的知識，相信對我以后從事本專業(yè)會有相當大的幫助。還要感謝我的同學們，當然也是在他們的共同努力下我才得以順利完成。 附錄圖