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

2、 起 迄 日 期： 2021.9.20~2021.11.20 畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文〕任務(wù)書 專業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班級 姓名 一、課題名稱： 碟形螺帽模具造型設(shè)計(jì) 二、主要技術(shù)指標(biāo)： 1. 塑件外表無痕，無毛刺，螺紋能正常旋合 2. 無標(biāo)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)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(guān)軟件進(jìn)行型腔布置、分型面確定、成形零件和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)等 4. 編寫設(shè)計(jì)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(xiàn)： 【1】齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006-7 【2】屈昌華. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)， 北京：高等教育出版社，2006-7 【3】王剛，單巖. Moldflow6.1 模具分析應(yīng)用實(shí)例， 北京：清華大學(xué)出版 社， 2005-6

5、 【4】詹友剛. Pro/E模具設(shè)計(jì)教程， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006-7 【5】宋志國. UGNX4實(shí)例教程， 北京：人民郵局出版社，2021-1 學(xué) 生〔簽名〕 年 月 日 指 導(dǎo) 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(shè)計(jì)〔論文〕開題報(bào)告 設(shè)計(jì)〔論文題目〕 碟形螺帽模具造型設(shè)計(jì) 一、選題的背景和意義： 塑料螺帽由于具有質(zhì)輕、價(jià)廉、不容易生銹等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于家具、玩具、汽車、和一些機(jī)械裝置中，并且甚至代替了一些金屬螺帽，所以說隨著當(dāng)今社會的開展、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等相關(guān)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(gè)很重要的話題。目前有關(guān)塑料螺帽的成型研究也相對廣泛，對于形狀的研究到時(shí)沒有多少起色，在此對蝶形的螺帽進(jìn)行相關(guān)研究。在注射生產(chǎn)實(shí)際中，塑料注射成形過程中有很多復(fù)雜的問題在模具設(shè)計(jì)階段很難根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(yàn)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(shè)計(jì)者經(jīng)驗(yàn)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(fù)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(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，有一定的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)也是鍛煉根本模具設(shè)計(jì)方法的重要手段。 二、課題研究的主要內(nèi)容： 塑料模具設(shè)計(jì)制造過程復(fù)雜，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法存在的模具設(shè)計(jì)精度低、反復(fù)次數(shù)多、周期長等問題，須用先進(jìn)的CAD/CAM/CAE 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)以滿足快速設(shè)計(jì)的要求。使用典型的三維設(shè)計(jì)軟件UG及注塑模具專家系統(tǒng)Moldwizard和流動模擬軟件Moldflow6.1進(jìn)行模具分析和設(shè)計(jì)， 課題要求對塑件三維造型與模具設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)計(jì)算工作，繪制型腔、型芯零件圖及重要零部件圖，用UG等相關(guān)軟件進(jìn)行型腔布置、分型面

9、確定、成形零件和澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。確定動、定模板及型腔、型芯的尺寸，選取相應(yīng)的模架。利用Moldflow6.1對澆注系統(tǒng)整個(gè)注塑過程填充、冷卻等進(jìn)行了模擬分析，確定合理的填充時(shí)間、流速、溫度、壓力等參數(shù)；計(jì)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(shè)計(jì)〕方法論述： 在獲取碟形螺帽實(shí)物模型的情況下，首先對碟形螺帽進(jìn)行UG建模，對碟形螺帽的塑料工藝進(jìn)行分析，主要包括碟形螺帽的形狀與尺寸，對塑件的精度進(jìn)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(shè)計(jì)。其次就是凹凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要有凹凸模的配合、凹凸模的精度和凹凸模的尺寸的計(jì)算。最后就是型腔和模具冷卻系統(tǒng)確實(shí)定、分型

10、面的設(shè)計(jì)以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等。 1、根據(jù)零件圖紙或者實(shí)物，成零件的三維建模。 2、進(jìn)行注塑設(shè)計(jì)〔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(shè)計(jì)及三維模型裝配。 6、完成注塑模具的裝配零件圖。 四、設(shè)計(jì)〔論文〕進(jìn)度安排： 時(shí) 間 工 作 內(nèi) 容 9.20~10.3 完成開題報(bào)告 10.4~10.17 進(jìn)行對零件的分析與建模工作，完成零件的零件圖設(shè)計(jì) 10.18~10.24 使用UG Mo

11、dlflow6.1進(jìn)行設(shè)計(jì)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(jìn)行模具注塑參數(shù)的優(yōu)化 11.1~11.7 準(zhǔn)備論文書寫, 整理修改畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 11.8~11.20 辯論評分 五、指導(dǎo)教師意見： 　　　　　　　　　　　　 指導(dǎo)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(shè)備的選擇┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 2.1 有

13、關(guān)塑件的計(jì)算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 2.2 注塑機(jī)型號確實(shí)定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10 3.模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.1 型腔數(shù)目確實(shí)定與配置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.2 分型面確實(shí)定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.3 型芯、型腔確實(shí)定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 12 3.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 13 3.5 推出

14、機(jī)構(gòu)確實(shí)定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15 3.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)確實(shí)定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 16 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 18 3.8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 19 3.9 關(guān)于Moldfiow重要分析圖 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 20 4.注塑機(jī)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(shí)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(jī)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(shè)計(jì)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23 5.1 重要部件的實(shí)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(xiàn)┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 致謝┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 附錄圖┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26 碟形螺帽模具造型設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì)與制造在當(dāng)今螺帽的生產(chǎn)中也在占領(lǐng)這重要的地位，所以說對于塑料螺帽設(shè)計(jì)與制造的研究與討論也是必不

17、可少的。關(guān)于塑料蝶形螺帽的設(shè)計(jì)是比擬有代表性，因?yàn)槠溆袃?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(yīng)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(guān)的設(shè)計(jì)，并計(jì)算相關(guān)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，通過相關(guān)應(yīng)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)并檢測，從中選擇最正確方式進(jìn)行模具的制造。 關(guān)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(shè)計(jì)題目是螺帽注塑工藝分析及模具設(shè)計(jì)，當(dāng)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(guān)重要的。隨著現(xiàn)代化的建設(shè)與開展，不同新型產(chǎn)

21、業(yè)的建設(shè)，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(yán)格，不言而喻螺帽的生產(chǎn)也得趕上時(shí)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(hù)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(jì)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(shù)，在不斷注入高新技術(shù)的根底上，今年來獲得了長足的進(jìn)步，塑料注塑制品已成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國防建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢啥倘钡挠闷?，且對其需求程度越來越大?塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)?是我們最主要的專業(yè)課之一，

22、對理論知識的扎實(shí)掌握為本次設(shè)計(jì)打下了良好的根底。我們還學(xué)習(xí)了有關(guān)注塑模具設(shè)計(jì)的各種軟件，如UG、Moldfiow、CAD等。三年來的學(xué)習(xí)，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(shè)計(jì)，每位同學(xué)都有經(jīng)驗(yàn)豐富的指導(dǎo)老師全程指導(dǎo)，同時(shí)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室有各種設(shè)備和儀器可供我們參考，如注塑機(jī)、線切割機(jī)床等。學(xué)校圖書館有大量的資料可供我們參考。 總之，在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下，在學(xué)院提供各種資源的環(huán)境下，我們根據(jù)所給塑件設(shè)計(jì)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(yīng)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(xué)性好。PP的缺點(diǎn)：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?yàn)樗闹芰Α⒛湍p、耐化學(xué)品性能以及有利的經(jīng)濟(jì)條件。PP是一種半結(jié)晶性材料。它比PE要更堅(jiān)硬并且有更高的熔點(diǎn)。由于均聚物型的PP溫度高于0℃以上時(shí)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(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度。PP的強(qiáng)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(yīng)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(jìn)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(qiáng)度較低。對于相同MFR的材料，共聚物型的強(qiáng)度比均聚物型的要高。由于結(jié)晶，PP的收縮率相當(dāng)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(diǎn) 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(gè)特點(diǎn)：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(shí)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(shí)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(yīng)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(shí)間： 總周期：30～65S 注射時(shí)間：3～10S 保壓時(shí)間：4～15S 冷卻時(shí)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(biāo)注尺寸公差為MT5級精度，所以在模具設(shè)計(jì)和制造中要嚴(yán)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(shè)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(shí)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(jī)的有關(guān)性能參數(shù)密節(jié)相關(guān)，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(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行較核，并通過較核來設(shè)計(jì)模具與選擇注射機(jī)型號。 2.1有關(guān)塑件的計(jì)算 根據(jù)所畫出的三維UG圖可知塑件的相關(guān)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(jī)型號確實(shí)定 根據(jù)塑件的體積初步選定用XS-Z-60型注塑機(jī)。 SZ-60/40型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表2-1所示： 表 2-1 注塑機(jī)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(shè)計(jì) 3.1型腔數(shù)目確實(shí)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(jì)性確定等。本零件從經(jīng)濟(jì)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(shí)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(fù)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(shè)計(jì)、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(shí)應(yīng)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(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原那么： ① 分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)盡量取塑料制件尺寸的最大處。而且應(yīng)該使塑料制件流在動模局部，推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)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(shí)，為了使塑料制件留在動模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)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(yīng)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(yīng)有利于成型零件的加工制造。 ④ 分型面應(yīng)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(shù)要求，模具結(jié)構(gòu)簡單制造容易。中選定一個(gè)分型面后，可能會存在某些缺點(diǎn)，再針對存在的問題采取其他措施彌補(bǔ)，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(shí)定. 一般情況下，當(dāng)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(shè)計(jì)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(yùn)動空間。根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)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(shè)計(jì)時(shí)必須按如下原那么： ① 型腔布置和澆口開設(shè)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(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)〔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(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)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(dāng)，盡量防止沖擊嵌件和細(xì)小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應(yīng)影響塑件的外觀。 為了更好的設(shè)計(jì)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(lán)色位置里面和外面都可。但是，因?yàn)樵O(shè)計(jì)的是一模一腔，綜合考慮，選擇點(diǎn)澆口。 主流道是塑料熔體進(jìn)入模具型腔是最先經(jīng)過的部位，它將注塑機(jī)噴嘴注出的塑料熔體導(dǎo)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(shí)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(shí)間，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，通常不直接開在定模上，而是將它單獨(dú)設(shè)計(jì)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(diǎn)澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)要點(diǎn)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(shè)計(jì)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(yīng)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(shè)計(jì)的要求與簡約的要求，

37、可將此流道設(shè)計(jì)為如圖3-4所示： 3.5推出機(jī)構(gòu)確實(shí)定 在對塑料彎頭進(jìn)行脫模設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原那么： ① 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)合理選用推桿、推板、推管等推出機(jī)構(gòu)。 圖3-4〔1〕 流道 圖3-4〔2〕 澆口及對應(yīng)尺寸 ② 頂出力應(yīng)作用在塑件剛性和強(qiáng)度最大的部位，如加強(qiáng)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(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位。 ④ 假設(shè)頂出部位需設(shè)在塑件使用或裝配的基準(zhǔn)面上時(shí)，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進(jìn)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(diǎn)。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會在塑件上留下頂出痕跡，但塑件裝配后使用時(shí)不影響外觀，設(shè)立三個(gè)推桿平衡布置，既到達(dá)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(yīng)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(diǎn)，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(jī)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?yàn)楫a(chǎn)品較小，另外折斷后也易于更換。這里采用

39、設(shè)計(jì)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(yīng)選擇在脫模阻力最大處； (2) 推桿位置選擇應(yīng)保證塑件推出時(shí)受力均勻； (3) 推桿位置選擇應(yīng)注意塑件的強(qiáng)度和剛度； (4) 推桿位置選擇應(yīng)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(shí)需均勻布置，以保證塑件推出時(shí)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(qiáng)度要求，推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)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(jī)構(gòu)。推桿如圖3-5所示： 3.6 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對于塑料模

40、具是必不可少的局部，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導(dǎo)柱設(shè)在主型腔周圍。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的主要作用有：定位、導(dǎo)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(shí)方位搞錯(cuò)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?yàn)槲恢玫钠贫鹚芗诤癫痪? 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(jī)的精度限制，使導(dǎo)柱工作中承受一不定的導(dǎo)向作用。 動定模合模時(shí)，首先導(dǎo)向機(jī)構(gòu)接觸，引導(dǎo)動定模正確閉合，防止凸?；蛐托鞠冗M(jìn)入型腔，產(chǎn)生干預(yù)而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導(dǎo)柱進(jìn)行徑向的剪力，導(dǎo)致導(dǎo)柱容易

41、折斷。對型芯和型腔改良后，其的配合可以進(jìn)行定位。本次設(shè)計(jì)按照模架標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)。如圖3-6所示： a 導(dǎo)柱 b 導(dǎo)套 圖3-6 導(dǎo)柱導(dǎo)套及尺寸圖 3.7 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時(shí)要排出型強(qiáng)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(shí)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(qiáng)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì) 冷卻水回路布置的根本原那么 (1) 冷卻水道應(yīng)盡量多； (2) 截面尺寸應(yīng)盡量大； (3) 冷卻水道離模具型腔外表的距離應(yīng)適當(dāng)； (4) 適當(dāng)布置水道的出入口； (5) 冷卻水道應(yīng)暢通無阻。 另外，具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應(yīng)同時(shí)遵循： ①澆口處加強(qiáng)冷卻； ②冷卻水孔數(shù)量應(yīng)盡可能的多，孔徑應(yīng)盡可能的大； ③冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。 ④進(jìn)水口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機(jī)的反面。 ⑤冷卻水孔應(yīng)防止設(shè)在塑件的熔接痕處。 ⑥在冷卻系統(tǒng)內(nèi)，各相連接處應(yīng)保持密封，防止冷卻水外泄。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)冷卻水道直徑取8mm.由

43、于模具結(jié)構(gòu)的限制，設(shè)計(jì)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(shí)間圖3-9所示： 圖3-9 凍結(jié)時(shí)間圖 3.9關(guān)于Moldfiow重要分析圖 圖3-10 填充時(shí)間 圖3-11 制品溫度 圖3-12 形變圖 4.注射機(jī)參數(shù)量的校核 4.1注射量的校核 注射機(jī)一個(gè)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(jī)額定注射量的80%以內(nèi)。 在一個(gè)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(yīng)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(gè)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(gè)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(yīng)使 nVz + Vj ≤ 0.8Vg 或 nmz + mj ≤ 0.8mg 式中 Vg〔mg〕——注射機(jī)額定注射量(cm3或g〕。 根據(jù)容積計(jì)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(jī)的注射量符合要求 4.2型腔數(shù)量確實(shí)定和校核 型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化率、最大注射量及鎖模力等參數(shù)有關(guān)，此外，還受塑件的精度和生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因數(shù)影響。 可根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)n 式中 K——注射機(jī)的最大注射量的得用系數(shù)，一般取0.8； mN——注射機(jī)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(gè)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(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應(yīng)該大

46、于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力，即： pmax﹥Kp0 p0為注射壓力 K——注射機(jī)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(jī)安裝部份的校核 噴嘴尺寸 注射機(jī)頭為球面，其球面半徑與相應(yīng)接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)。 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(jī)允許的最小厚度，即動、定模板之間的最小開距； Hmax——注射機(jī)允許的最大模厚。 注射機(jī)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(jī)的最大開模行程與模具厚度無關(guān)，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(shè)計(jì) 5．1重要部件的實(shí)體圖、尺寸圖、裝配圖 見圖5-1： 圖5-1〔1〕 齒條實(shí)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(shè)計(jì)中，我全面的利用了所學(xué)知識，從最根底的二維制圖到專業(yè)性很強(qiáng)的軟件proe開模，在這個(gè)過程中我穩(wěn)固了以前所學(xué)的專業(yè)知識、熟練的掌握了各種應(yīng)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(shè)計(jì)，自己的制作三維實(shí)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(shí)體造型和三維裝配體設(shè)計(jì)。 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(shè)計(jì)編輯熟練程度。 ⑤對較復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)能力及模具根本典型結(jié)構(gòu)的深入了解。 在整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中也遇到了一些問題，如第一次的設(shè)計(jì)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(diǎn)及自己認(rèn)真的考慮、仔細(xì)的分析，修改方案后得到了老師的認(rèn)可，后又經(jīng)老師指點(diǎn)想出多種方案進(jìn)行比擬最后確定出比擬滿意的方案。又如，進(jìn)行模流分析時(shí)，匹配率總是上不去，后來經(jīng)過和同學(xué)討論老師幫助解決了問題。經(jīng)過各位老師的細(xì)心指導(dǎo)和自己不懈的努力最終設(shè)計(jì)出了符合要求的、適用性強(qiáng)的模具。也正是這些問題使我認(rèn)識到了自己對知識的掌握還不

50、夠，同時(shí)也促進(jìn)了我的成長與進(jìn)步，設(shè)計(jì)是個(gè)全面性的工作，這畢設(shè)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(shè)計(jì)，自己的實(shí)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(yīng)了社會以后的開展的方向。 參考文獻(xiàn) 【1】 齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006-7 【2】 屈昌華. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)， 北京：高等教育出版社，2006-7 【3】 王剛，單巖. Moldflow6.1 模具分析應(yīng)用實(shí)例， 北京：清華大學(xué)出版社， 2005-6 【4】 詹友剛. Pro/E模具設(shè)計(jì)教程， 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006-7 【5】 宋志國. UGNX4實(shí)例教程， 北京：人民郵局出版社，2021-1 致 謝 十分感謝我的指導(dǎo)老師，在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的指導(dǎo)。因?yàn)楸救怂鶎W(xué)知識有限，在楊老師的指導(dǎo)下能夠順利的完成此設(shè)計(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成的同時(shí)還學(xué)會了許多課堂上學(xué)不到的知識，相信對我以后從事本專業(yè)會有相當(dāng)大的幫助。還要感謝我的同學(xué)們，當(dāng)然也是在他們的共同努力下我才得以順利完成。 附錄圖