学生毕业设计（毕业论文）

系 别： 机电工程系

专 业： 模具设计与制造

班 级：

学 生 姓 名：

学 生 学 号：

设计（论文）题目： 碟形螺帽模具造型设计

指 导 教 师：

设 计 地 点：

起 迄 日 期： 2011.9.20~2011.11.20

毕业设计（论文）任务书

专业 模具设计与制造 班级 姓名

一、课题名称： 碟形螺帽模具造型设计

二、主要技术指标：

1. 塑件外表无痕，无毛刺，螺纹能正常旋合

2. 无标注尺寸公差取MT5级精度

3. 采用注射成型，大批量生产

4. 对塑件三维造型与模具设计与制造（模内齿轮齿条抽芯）

三、工作内容和要求：

1. 拟定该塑件的工艺方案；完成注塑模的设计计算工作

2. 使用AutoCAD绘制模具装配图（绘图比例1：1，打印在A3图纸上）一张，

绘制型腔、型芯零件图及重要零部件（绘图比例1：1，打印在A4图纸上）

共张

3. 用UG等相关软件进行型腔布置、分型面确定、成形零件和浇注系统设计等

4. 编写设计说明书（不少于4000字）；要上交电子文档和打印文档

四、主要参考文献：

【1】齐晓杰. 塑料成型工艺与模具设计， 北京：机械工业出版社，2006-7

【2】屈昌华. 塑料成型工艺与模具设计， 北京：高等教育出版社，2006-7

【3】王刚，单岩. Moldflow6.1 模具分析应用实例， 北京：清华大学出版

社， 2005-6

【4】詹友刚. Pro/E模具设计教程， 北京：机械工业出版社，2006-7

【5】宋志国. UGNX4实例教程， 北京：人民邮局出版社，2009-1

学 生（签名） 年 月 日

指 导 教师（签名） 年 月 日

教研室主任（签名） 年 月 日

系 主 任（签名） 年 月 日

毕业设计（论文）开题报告

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 制件表面质量分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10

1.4 制件结构工艺分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10

2.注塑设备的选择┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10

2.1 有关塑件的计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10

2.2 注塑机型号的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 10

3.模具结构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11

3.1 型腔数目的确定与配置┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11

3.2 分型面的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11

3.3 型芯、型腔的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 12

3.4 浇注系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 13

3.5 推出机构的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 15

3.6 导向机构的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 16

3.7 排气系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 18

3.8 冷却系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 19

3.9 关于Moldfiow重要分析图 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 20

4.注塑机参数量的校核 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 21

4.1 注塑量的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 21

4.2 型腔数量的确定与校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22

4.3 最大注塑压力的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22

4.4 模具与注塑机安装部件的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 22

4.5 开模行程校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23

5.重要部件与模具结构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23

5.1 重要部件的实体图、尺寸图、装配图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 23

5.2 模具的总装配图及零件图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 24

6.结论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 25

参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26

致谢┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26

附录图┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 26

碟形螺帽模具造型设计

摘要：模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。模具被广泛的使用在各种材料加工工业生产中。塑料螺帽的设计与制造在当今螺帽的生产中也在占领这重要的地位，所以说对于塑料螺帽设计与制造的研究与讨论也是必不可少的。关于塑料蝶形螺帽的设计是比较有代表性，因为其有内部螺纹，所以需要用到齿轮与齿条，因此为了方便加工与制造所以应采用一模一腔侧抽芯的制造方式最为合适。在制造前要先做相关的设计，并计算相关的设计数据，通过相关应用软件进行设计并检测，从中选择最佳方式进行模具的制造。

关键词：模具 螺帽 螺纹 齿轮 齿条

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 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 representative, 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 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

本设计题目是螺帽注塑工艺分析及模具设计，当今社会螺丝的使用是无处不在，不管是工业生产还是农业的生产或者是第三产业都是不可或缺的零件，随着在不同生产中的使用情况它也有大小的区分，但至于它们的作用同样都是至关重要的。随着现代化的建设与发展，不同新型产业的建设，需求也是在不断的创新与突破，所以新能源性环保性产品的需求是日益增长，对于螺丝的材质、螺丝的造型的要求也是日益严格，不言而喻螺帽的生产也得赶上时代的步伐。螺丝是锁紧零件，对于螺帽起到的不仅是紧固的作用，而且也起到了在一定情况下的防锈保护的作用。因此，螺帽的材质与造型的研究也是必不可少的。

随着国民经济的发展，人们对塑料制品的需求日益提高，作为塑料制品成型加工中最为普遍的注塑成型工艺技术，在不断注入高新技术的基础上，今年来获得了长足的进步，塑料注塑制品已成为国民经济建设、国防建设和人们日常生活中不可短缺的用品，且对其需求程度越来越大。《塑料成型工艺与模具设计》是我们最主要的专业课之一，对理论知识的扎实掌握为本次设计打下了良好的基础。我们还学习了有关注塑模具设计的各种软件，如UG、Moldfiow、CAD等。三年来的学习，我们已经掌握了足够的专业知识。为了更好的完成本次毕业设计，每位同学都有经验丰富的指导老师全程指导，同时学校实验室有各种设备和仪器可供我们参考，如注塑机、线切割机床等。学校图书馆有大量的资料可供我们参考。

总之，在指导老师的细心指导下，在学院提供各种资源的环境下，我们根据所给塑件设计出结构合理的、适用的注塑模具。

1.塑件制品分析

1.1 原材料性能分析

（1）PP的性能

PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80～100℃，能在沸水中煮。PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称百折胶。PP的综合性能优于PE料。PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。PP的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生铜害，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。PP一直是制造纤维的主要原料，这是因为它的着色能力、耐磨损、耐化学品性能以及有利的经济条件。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0℃以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1～4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100℃）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是也有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150℃。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在1～40。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.8～2.5%。并且收缩率的方向均匀性比HDPE等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不像PE那样在高温下仍具有抗氧化性。

（2）PP 的工艺特点

PP在熔融温度下有较好的流动性，成型性能好，PP在加工上有两个特点：其一：PP熔体的粘度随剪切速度的提高而有明显的下降（受温度影响较小）；其二：分子取向程度高而呈现较大的收缩率。PP的加工温度在220～275℃，注意不要超过275℃左右较好，它有良好的热稳定性（分解温度为310℃），但高温下（270-300℃），长时间停留在炮筒中会有降解的可能。因PP的粘度随着剪切速度的提高有明显的降低，所以提高注射压力和注射速度会提高其流动性，改善收缩变形和凹陷。模温（40～80℃），建议使用50℃。结晶程度主要由模具温度决定，宜控制在30～50℃范围内。PP熔体能穿越很窄的模具缝隙而出现披锋。PP在熔化过程中，要吸收大量的熔解热（比热较大），产品出模后比较烫。PP料加工时不需干燥，PP的收缩率和结晶度比PE低。注射速度通常使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。注射压力：可大到1800bar。

（3）PP的PVC参数见表1-1：

表1-1 PP的PVC参数

1.2 制件尺寸精度分析

对于螺帽的尺寸一般要求不高，此标注尺寸公差为MT5级精度，所以在模具设计和制造中要严格保证此尺寸精度的要求即可。

1.3 制件表面质量分析

件外表无痕，无毛刺，螺纹能正常旋合

1.4 制件结构工艺分析

根据零件图的要求利用三维造型软件UG建造出塑料蝶形螺帽的结构图，如图1-1所示：

图1-1 塑料蝶形螺帽

2.注塑设备的选择

除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。

2.1有关塑件的计算

根据所画出的三维UG图可知塑件的相关数据得：

体积 = 4.7473034（cm³）

曲面面积 = 30.308168（cm2）

密度 = 0.91 (g/ cm³）

质量 = 37.174 (g)

2.2注射机型号的确定

根据塑件的体积初步选定用XS-Z-60型注塑机。

SZ-60/40型注塑机的主要技术规格如下表2-1所示：

表 2-1 注塑机的主要参数

3.模具结构的设计

3.1型腔数目的确定及配置

确定模具型腔的方法有：根据锁模力确定；根据最大注射量确定；根据塑件精度确定和经济性确定等。本零件从经济性和可行性方面考虑，采用一模一腔的结构。

3.2分型面的确定

塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即：定模板和动模板两大部分。定模板和动模板相接触的面为分型面。

如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：

① 分型面的选择有利于脱模：分型面应尽量取塑料制件尺寸的最大处。而且应该使塑料制件流在动模部分，推出机构通常设置在动模的一侧。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑料制件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧，为了便于脱模，可将分型面选在塑料制件中间的部位，但此塑料制件外形有分型的痕迹。

② 分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。

③ 分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。

④ 分型面应有利于侧向抽芯。

⑤ 尽量避免侧向抽芯。

⑥ 使侧向抽芯尽量短。

7 有利于排气。

综上所述，选择注射模分型面影响的因素很多，总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。根据以上要求及塑料制件结构特征，选定水平分型面。 如图3-1所示：

图3-1 分型面

3.3型芯、型腔的确定.

一般情况下，当分型面确定之后就可以确定型芯、型腔的形状，但是此模具的设计中需要用到齿轮齿条的侧抽型结构，因此型芯、型腔的结构中也就必须要考虑到齿轮齿条的运动空间。根据结构设计得下图，如图3-2齿轮侧抽芯、型芯、型腔所示：

图3-2（1） 齿轮侧抽型芯

图3-2（2） 型腔

图3-2（3） 型芯

3.4浇注系统的设计

普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模一腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑料制件的质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：

① 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。

② 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。

③ 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。

④ 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。

⑤ 满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。

⑥ 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。

为了更好的设计出浇口的造型与位置，我首先得确定塑件的最佳浇口位置，利用Moldfiow分析软件得出塑件最佳浇口位置如图3-3所示：

图3-3 最佳浇口位置

通过MOLDFLOW对最佳浇口位置的分析，如图3-3可知塑件浇口位置最好是在蓝色位置里面和外面都可。但是，因为设计的是一模一腔，综合考虑，选择点浇口。

主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为2，内表面的粗糙度为Ra0.63微米。

主流道的设计要点如下：

①为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因PP的流动性为中性，故其锥度取2度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为R0.63um。

②在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形.

根据以上所述，并依靠此模具设计的要求与简约的要求，可将此流道设计为如图3-4所示：

3.5推出机构的确定

在对塑料弯头进行脱模设计时应遵循以下原则：

① 根据结构特点合理选用推杆、推板、推管等推出机构。

图3-4（1） 流道

图3-4（2） 浇口及对应尺寸

② 顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。

③ 为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。

④ 若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。

根据塑件的形状特点。其推出机构可采用推杆推出机构。推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件装配后使用时不影响外观，设立三个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm。

采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到， 在推出机构中采用厂组合式推杆，如图中，这种结构主要是防止推杆在于作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产品较小，另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆，全部固定在顶杆固定板。

推杆的位置选择原则

(1) 推杆位置应选择在脱模阻力最大处；

(2) 推杆位置选择应保证塑件推出时受力均匀；

(3) 推杆位置选择应注意塑件的强度和刚度；

(4) 推杆位置选择应考虑推杆本身的刚性。

在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔0.05～0.1mm。

由于该产品属于螺帽类制件，壁厚适度，因此可以直接采用推杆推出机构。推杆如图3-5所示：

3.6 导向机构的设计

导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。

导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。

图3-5 推杆位置

定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。

塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。

动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。本次设计按照模架标准来设计。如图3-6所示：

a 导柱

b 导套

图3-6 导柱导套及尺寸图

3.7 排气系统的设计

塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。

因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。如图3-7为Moldfiow分析的气穴图：

图3-7 气穴图

3.8 冷却系统的设计

冷却水回路布置的基本原则

(1) 冷却水道应尽量多；

(2) 截面尺寸应尽量大；

(3) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当；

(4) 适当布置水道的出入口；

(5) 冷却水道应畅通无阻。

另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：

①浇口处加强冷却；

②冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；

③冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。

④进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。

⑤冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。

⑥在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。

根据经验冷却水道直径取8mm.由于模具结构的限制，设计水道如图3-8所示：

图3-8 冷却管道

通过Moldfiow分析得出制品冻结时间图3-9所示：

图3-9 冻结时间图

3.9关于Moldfiow重要分析图

图3-10 填充时间

图3-11 制品温度

图3-12 形变图

4.注射机参数量的校核

4.1注射量的校核

注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。

在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即：

V = nVz + Vj

或 M = nmz + mj

式中 V（m）——一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量(cm³或g）；

n ——型腔数目

Vz（mz）——单个塑件的容量或质量(cm³或g）。

Vj（mj）——浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量(cm³或g）。

故应使

nVz + Vj ≤ 0.8Vg

或 nmz + mj ≤ 0.8mg

式中

Vg（mg）——注射机额定注射量(cm³或g）。

根据容积计算

nVz + Vj = 3.14×0.22×3.26+ 3.14×0.632×1.5+4.7473034≤0.8Vg

可见注射机的注射量符合要求

4.2型腔数量的确定和校核

型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。

可根据注射机的最大注射量确定型腔数n

式中 K——注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8；

mN——注射机允许的最大注射量；

m 2——浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm³）；

m 1——单个塑件的质量或体积（g或cm³）。

所以需要

n=1 符合要求

4.3最大注射压力的校核

注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：

pmax﹥Kp0

p0为注射压力

K——注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8；

很明显，上式成立，符合要求。

4.4模具与注射机安装部份的校核

喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。

模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度）必须满足：

Hmin﹤H﹤Hmax

式中 Hmin——注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距；

Hmax——注射机允许的最大模厚。

注射机允许厚度

150﹤H=165﹤250

符合要求。

4.5开模行程校核

开模行程s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模：

Smax ≥ s = H1 + H2 +（ 5-10）mm

式中 H1——摧出距离（脱模距离）（mm）； H2——包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。

开模距离取 H1 = 20

包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 40

余量取 8

则有：

Smax ≥ s = 20+20+28 =68

符合要求。

5.重要部件与模具结构的设计

5．1重要部件的实体图、尺寸图、装配图

见图5-1：

图5-1（1） 齿条实体图

图5-1（2） 齿条尺寸图

图5-1（3） 齿条装配图

5.2模具的总装配图及零件图

如图5-2所示:

图5-2 模具的总装配图

6.结 论

这次毕业设计中，我全面的利用了所学知识，从最基础的二维制图到专业性很强的软件proe开模，在这个过程中我巩固了以前所学的专业知识、熟练的掌握了各种应用软件，使自己的专业技能有了很大的提高。通过这次的毕业设计，自己的制作三维实体造型软件的熟练程度有了大大的提高。

提高的水平主要包括有：

①Pro/E的三维实体造型和三维装配体设计。

②Pro/E和CAXA的工程图的生成及剖切编辑。

③Pro/E三维软件工程图与AutoCAD,CAXA等二维制图软件之间的图形数据转化。

④AutoCAD和CAXA等二维制图软件对二维图的设计编辑熟练程度。

⑤对较复杂模具的设计能力及模具基本典型结构的深入了解。

在整个设计的过程中也遇到了一些问题，如第一次的设计方案考虑不够周全，以至于脱模困难适用性差，后经过老师指点及自己认真的考虑、仔细的分析，修改方案后得到了老师的认可，后又经老师指点想出多种方案进行比较最后确定出比较满意的方案。又如，进行模流分析时，匹配率总是上不去，后来经过和同学讨论老师帮助解决了问题。经过各位老师的细心指导和自己不懈的努力最终设计出了符合要求的、适用性强的模具。也正是这些问题使我认识到了自己对知识的掌握还不够，同时也促进了我的成长与进步，设计是个全面性的工作，这毕设期间我除了专业知识有所提高就连word的使用让我熟练了很多，熟悉了以前不经常用的命令，通过这次三维模具设计，自己的实体造型能力有了很大的提高，为以后自己能尽快胜任自己的工作奠定了基础，适应了社会以后的发展的方向。

参考文献

【1】 齐晓杰. 塑料成型工艺与模具设计， 北京：机械工业出版社，2006-7

【2】 屈昌华. 塑料成型工艺与模具设计， 北京：高等教育出版社，2006-7

【3】 王刚，单岩. Moldflow6.1 模具分析应用实例， 北京：清华大学出版社， 2005-6

【4】 詹友刚. Pro/E模具设计教程， 北京：机械工业出版社，2006-7

【5】 宋志国. UGNX4实例教程， 北京：人民邮局出版社，2009-1

致 谢

十分感谢我的指导老师，在此次毕业设计中的指导。因为本人所学知识有限，在杨老师的指导下能够顺利的完成此设计，在毕业设计完成的同时还学会了许多课堂上学不到的知识，相信对我以后从事本专业会有相当大的帮助。还要感谢我的同学们，当然也是在他们的共同努力下我才得以顺利完成。

附录图

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