模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)設(shè)計【畢業(yè)設(shè)計說明書】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　誠信聲明</b></p><p>　　本人鄭重聲明：本次畢業(yè)設(shè)計及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)

2、下獨立完成的，在完成設(shè)計時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p><b>　　學(xué)位論文作者簽名：</b></p><p>　　日期： 年 月 日</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書</b></p><p>　　設(shè)計題目

3、：模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo)</p><p>　　了解常用機械加工設(shè)備結(jié)構(gòu)及應(yīng)用</p><p>　　能夠綜合運用所學(xué)專業(yè)知識設(shè)計機械產(chǎn)品及其零部件</p><p>　　能夠獨立熟練地檢索各方面文獻資料</p><p>　　2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容</p>&

4、lt;p>　　按照學(xué)院有關(guān)要求完成畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容</p><p><b>　　繪制產(chǎn)品圖一張</b></p><p>　　設(shè)計并繪制模具結(jié)構(gòu)原理總圖</p><p>　　設(shè)計模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)的非標(biāo)零件圖</p><p>　　對該機構(gòu)進行動畫仿真演示</p><p><b>　　

5、主要參考文獻</b></p><p>　　[1]洪慎章. 使用注塑模設(shè)計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[2]瑞斯，朱元吉 等譯. 模具工程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[3]李小海. 模具設(shè)計與制造. 北京：電子工業(yè)出版社，2011</p><p>　　[4]付宏生.

6、塑料模具與塑料制品設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[5]楊占堯. 模具設(shè)計與制造. 北京：人民郵電出版社，2012.</p><p><b>　　4．進度安排</b></p><p>　　模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　摘要：對于帶有內(nèi)螺紋的塑料制品，直接加工內(nèi)螺紋會比較困難

7、，對于注塑模具，螺紋的脫模通過側(cè)向抽芯脫模和模外手動脫模都可完成，但是側(cè)向抽芯脫模會比較復(fù)雜，膜外手動脫模會比較耗人力，而模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)會大大降低人力、物力，操作也比較簡單，適合于中小企業(yè)。此機構(gòu)是通過一對錐齒輪的配合,可以在模外通過手動轉(zhuǎn)動一個軸，控制軸上一個錐齒輪轉(zhuǎn)動，從而帶動另一個錐齒輪轉(zhuǎn)動，讓螺紋型芯隨之轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了脫螺紋的目的。對于此機構(gòu)進行了深入研究，計算出了每個零件的尺寸，完成了三維實體圖的繪制和動畫仿真。&l

8、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞：模具，脫模，螺紋，錐齒輪，動畫仿真</p><p>　　Mold manual take off whorl mold design</p><p>　　Summary：Directly with internal threads on plastic products, processing internal thread will be

9、 difficult, for injection molding, screw thread draft by lateral core-pulling draft and mold stripping can be completed manually, but the side core-pulling draft is more complex, membrane outside manual parting will be h

10、uman consumption, and mold manual take off whorl mold can greatly reduce the manpower and material resources, operation is simple, suitable for small and medium-sized enterprises. The ag</p><p>　　Keywords: m

11、old, mold release, thread, bevel gear, animated simulation.</p><p>　　目 錄 </p><p>　　1、 前 言1</p><p>　　1.1 模具工業(yè)在我國國名經(jīng)濟中的地位1</p><p>　　1.2 注塑模具的發(fā)展?fàn)顩r1</p>

12、<p>　　1.3 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)注塑模具的發(fā)展趨勢2</p><p>　　1.3.2 國外注塑模具的發(fā)展趨勢3</p><p><b>　　2 塑件分析5</b></p><p>　　2.1 塑件材料選擇5</p><p>　

13、　2.2 塑件形狀5</p><p>　　2.3 尺寸精度6</p><p>　　2.4 表面粗糙度6</p><p>　　2.4.1 塑件表面粗糙度的選擇6</p><p>　　2.4.2 熱塑性塑料注射成型中的常見缺陷及產(chǎn)生原因7</p><p>　　3 注塑成型工藝條件9</p><

14、;p>　　3.1 注塑成型工藝介紹9</p><p>　　3.1.1 填充階段9</p><p>　　3.1.2 保壓階段9</p><p>　　3.1.3 冷卻階段10</p><p>　　3.1.4 脫模階段11</p><p>　　3.2 ABS塑料注塑成型工藝條件11</p>&

15、lt;p>　　3.2.1 ABS的成型加工性能11</p><p>　　3.2.2 ABS的主要注塑成型條件12</p><p>　　4 手動脫螺紋機構(gòu)設(shè)計13</p><p>　　4.1脫螺紋機構(gòu)方案選擇13</p><p>　　4.2 脫螺紋機構(gòu)各零部件的設(shè)計和選擇13</p><p>　　4.2.

16、1 型芯設(shè)計13</p><p>　　4.2.2 螺紋型芯設(shè)計15 </p><p>　　4.2.3 錐齒輪（大）設(shè)計16</p><p>　　4.2.4 錐齒輪（小）設(shè)計17</p><p>　　4.2.4 軸（大）設(shè)計18</p><p>　　4.2.5 軸（?。┰O(shè)計19</p><

17、p>　　4.2.6 彈簧選擇20</p><p>　　4.2.7 圓柱銷釘、鍵、墊片選擇20</p><p>　　4.3 模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)裝配圖21</p><p>　　5 手動脫模機構(gòu)Pro/e動畫仿真分析22</p><p>　　5.1 Pro/e動畫仿真介紹22</p><p>　　5.2

18、制作動畫的一般過程22</p><p>　　5.3 脫模機構(gòu)三維零件圖裝配23</p><p>　　5.4 手動脫模機構(gòu)動畫仿真26</p><p><b>　　結(jié)論27</b></p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　

19、　致謝29</b></p><p><b>　　1 前言 </b></p><p>　　1.1 模具工業(yè)在我國國名經(jīng)濟中的地位</p><p>　　模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模

20、具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。</p><p>　　從以下四個方面，可以看出模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位與作用。</p>

21、;<p>　　第一，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分。例如：屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計與制造，不能沒有做引線框架的精密級進沖模和精密的集成電路塑封模；計算機的機殼、接插件和許多元器件的制造，也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展，沒有精密模具也不行。</p><p>　　第二，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平

22、，是推動模具工業(yè)技術(shù)進步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。</p><p>　　第三，模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個組成部分。在1998年以前，許多人把機械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。1998年11月召開的中央經(jīng)濟工作會議，首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開發(fā)力度，推進關(guān)鍵設(shè)備的國產(chǎn)化。</p><p>　　第四，模具工業(yè)地位之重要，還在于國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)

23、。機械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具，特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具，目前在質(zhì)與量上都遠不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。[1]</p><p>　　1.2 注塑模具的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　注塑模的發(fā)展歷史是注塑模設(shè)計制造與技術(shù)相互促進、相互依賴、共同發(fā)展的歷史.注塑模技術(shù)的興起和應(yīng)用,首先是由于技術(shù)和通用系統(tǒng)的發(fā)展,另外也是由于注塑模理論的發(fā)展及注塑模設(shè)

24、計和制造本身對技術(shù)應(yīng)用迫切需求的內(nèi)在要求.隨著計算機的升級換代,計算機圖形學(xué)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展,從20世紀(jì)60年代到70年代,技術(shù)的飛速發(fā)展的階段.20世紀(jì)60年代中期,美國和英國的許多大公司和大學(xué)投入大量的人力和物力對技術(shù)進行研究和開發(fā),并研制出許多實用的系統(tǒng).與此同時,英國、美國和加拿大等國的學(xué)者開展了有關(guān)塑料熔體在模具型腔內(nèi)流動和冷卻的基礎(chǔ)研究,建立了溶體一維流動數(shù)學(xué)模型,為系統(tǒng)地開展注塑模研究奠定了基礎(chǔ)。</p>

25、<p>　　近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右。當(dāng)前，國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。國家正在大力發(fā)展塑料門窗，到2010年塑料門窗和塑料管的普及率將達到30%---50%，塑料排水管的市場占有率將超過50%。業(yè)內(nèi)人士普遍認為，大型、精密、設(shè)計合理（主要針對薄壁制品）的注塑模具將得到市場的歡迎。[1]</p><p>　　

26、1.3 國內(nèi)外注塑模具的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)注塑模具的發(fā)展趨勢</p><p>　?。?）大力提高注塑模開發(fā)能力。</p><p>　　將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚確用戶對象之前進行開發(fā)，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已采用這種方法，手機和電話機模具開發(fā)也已開始嘗試。這種

27、做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進行模具設(shè)計的被動局面。</p><p>　?。?）注塑模具從依靠鉗工技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽楷F(xiàn)代技術(shù)。</p><p>　　隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，注塑模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g(shù)。這不僅是生產(chǎn)手段的轉(zhuǎn)變，也是生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變和觀念的上升。這一趨勢使得模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，</p

28、><p>　　生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了模具工業(yè)整體水平不斷提高。目前我國已有10多個國家級高新技術(shù)企業(yè)，約200個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨勢相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型人才</p><p><b>　　是必然要求。</b></p><p>　?。?）模具生產(chǎn)正在向信息化迅速發(fā)展。</p&g

29、t;<p>　　在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)已遠遠不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用了CAE、CAT、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其它先進制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，這些都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已成為行業(yè)共識。</p><p>　　（4）注塑模向更廣的范圍發(fā)展。</p><p>　　隨著人類

30、社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具企業(yè)的業(yè)務(wù)很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，不斷提高綜合素質(zhì)和國際競爭力。[2]</p><p>　　隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是

31、加工都必將有較快發(fā)展。超大型、超精密、長壽命、高效模具；多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的、更為先進的加工方法。各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。</p><p>　　1.3.2 國外注塑模具的發(fā)展趨勢</p><p>　?。?）微型化與大型化<

32、;/p><p>　　微型化是各類產(chǎn)品今后的重要發(fā)展方向，有越來越多的市場需求。目前雖然已有重量為萬分之一克的注射制品成型加工技術(shù)裝備，也已有直徑為1mm 的塑料管生產(chǎn)設(shè)備和3ml 的中空吹塑機等，但是日本已提出開發(fā)重量為十萬分之一克的注射成型加工裝備；而用于替代人體血管的直徑小于0.5mm 的塑料管生產(chǎn)設(shè)備，已為一些國家在研發(fā)中。大型化也是今后產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。目前，轎車車身板生產(chǎn)用的8000kN 合模力的注射機已

33、開發(fā)出來，2000mm 的塑料管、 10m 的片材和5000L 的中空容器等大型塑料制品生產(chǎn)設(shè)備已有商品出現(xiàn)。但是，工業(yè)用各種大型塑料制品的生產(chǎn)需求仍很明顯，諸如洲際長途輸液輸氣超大直徑塑料管的生產(chǎn)，10000L 甚至更大容積的塑料儲裝容器等的生產(chǎn)都已有需求產(chǎn)生。</p><p><b>　　（2）個性化</b></p><p>　　長期以來塑料機械的機型、功能、規(guī)格

34、的劃一和固定不變性已不能滿足市場要求。客戶由于生產(chǎn)的塑料制品要求經(jīng)常變化和經(jīng)營上有效投資的考慮，需要塑料機械工業(yè)能為其提供最大行程注射機、小注射量大合模力或大合模力小注射量</p><p>　　的注射機、混料與注射聯(lián)用的成型設(shè)備、附有特殊外圍配套裝置的擠出生產(chǎn)線、</p><p>　　木材（或其它材料）與塑料共混成型加工設(shè)備這既要求塑料機械企業(yè)在技術(shù)人</p><p&g

35、t;　　才、技術(shù)創(chuàng)新方面要具有雄厚的實力，也要求企業(yè)能在第一時間內(nèi)準(zhǔn)確把握客戶</p><p><b>　　的個性化需求。</b></p><p><b>　?。?）節(jié)能化</b></p><p>　　節(jié)能降耗目前已經(jīng)成為注塑機最主要的發(fā)展趨勢，全電動、兩板式注塑機將成為未來國際市場的主流。 </p>&

36、lt;p>　　隨著市場的國際化，競爭將愈演愈烈，短周期、高質(zhì)量、長壽命的模具行業(yè)和用戶的追求，這必將使模具技術(shù)全面深入地應(yīng)用于塑料模具模具行業(yè)中，同時與并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造等多種生產(chǎn)模式的結(jié)合日益密切，最終使塑料模具行業(yè)發(fā)生重大變革。[3]</p><p><b>　　2 塑件分析</b></p><p>　　2.1 塑件材料選擇</p>

37、<p>　　根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的要求確定出塑件為普通塑料水瓶瓶蓋，從耐高溫性、耐磨性、耐熱疲勞性能、韌性、耐腐蝕性和實用性考慮選用ABS塑料（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料），ABS塑料無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為1.05~1.18g/㎝3，收縮率為0.4%~0.9%，彈性模量值為0.2Gpa，泊松比值為0.394，吸濕性<1%，熔融溫度217~237℃，熱分解溫度>250℃。綜合性能較好，沖擊

38、強度較高，而且應(yīng)用廣泛。</p><p><b>　　2.2 塑件形狀</b></p><p>　　塑件的三維實體圖和CAD圖如下圖2.1、2.2所示。</p><p>　　圖2.1 塑件實體圖</p><p>　　圖2.2 塑件CAD圖</p><p><b>　　2.3 尺寸精度&

39、lt;/b></p><p>　　由于改制件未標(biāo)注公差，查《模具設(shè)計手冊》取MT5，B類公差，塑件上的螺紋為直接成型螺紋，故定為四級細牙螺紋。</p><p><b>　　2.4 表面粗糙度</b></p><p>　　2.4.1 塑件表面粗糙度的選擇</p><p>　　塑件的表面粗糙度與塑料的品種、成型工藝條件

40、、模具成型零件的表面粗糙度及其磨損情況有關(guān)，其中成型零件的表面粗糙度是決定塑件表面粗糙度的主要原因。一般模具的表面粗糙度要比塑件的表面粗糙度低一級。由于塑件要求表面光滑、平整、無氣孔等缺陷，故表面粗糙度取Ra1.6。</p><p>　　2.4.2 熱塑性塑料注射成型中的常見缺陷及產(chǎn)生原因</p><p><b>　?。?）制品填充不足</b></p>

41、<p>　　料桶，噴嘴及模具的溫度偏低</p><p><b>　　加料量不足</b></p><p><b>　　料桶內(nèi)的剩料太多</b></p><p><b>　?、?注射壓力太小</b></p><p><b>　?、?注射速度太慢</b>

42、;</p><p>　?、?流道和澆口尺寸太小，澆口數(shù)量不夠，切澆口位置不恰當(dāng)</p><p><b>　　（2）制品有溢邊</b></p><p>　　料桶，噴嘴及模具溫度太高</p><p>　　注射壓力太大，鎖模力太小</p><p>　　模具密合不嚴(yán)，有雜物或模板已變形</p>

43、<p><b>　　④ 型腔排氣不良</b></p><p><b>　?。?）制品有氣泡</b></p><p>　　塑料干燥不夠，含有水分</p><p><b>　　塑料有分解</b></p><p><b>　　注射速度太快</b>&

44、lt;/p><p><b>　?、?注射壓力太小</b></p><p>　　⑤ 麻煩溫太底，充模不完全</p><p><b>　?。?）制品凹陷</b></p><p><b>　　加料量不足</b></p><p><b>　　料溫太高<

45、;/b></p><p>　　制品壁厚與壁厚相差過大</p><p>　?、?注射和保壓的時間太短</p><p><b>　　⑤ 注射壓力太小</b></p><p><b>　?、?注射速度太快</b></p><p><b>　?、?澆口位置不恰當(dāng)<

46、;/b></p><p>　?。?）制品有明顯的熔合紋</p><p>　　料溫太低，塑料的流動性差</p><p><b>　　注射壓力太小</b></p><p><b>　　注射速度太慢</b></p><p><b>　?、?模溫太低</b>

47、;</p><p><b>　?、?型腔排氣不良</b></p><p><b>　?、?塑料受到污染</b></p><p>　?。?）制品的表面有銀絲及波紋</p><p>　　塑料含有水分和揮發(fā)物</p><p><b>　　料溫太高或太低</b>

48、</p><p><b>　　注射壓力太小</b></p><p>　?、?流道和澆口的尺寸太大[4]</p><p>　　此塑件是一模一腔注塑成型的，而且選用的材料為ABS，其流動性也比較好，所以一般不會出現(xiàn)什么缺陷。</p><p>　　3 注塑成型工藝條件</p><p>　　3.1 注塑成

49、型工藝介紹</p><p>　　注塑成型工藝是制作塑料產(chǎn)品的一種作方法。工藝過程主要包括填充——保壓——冷卻——脫模等4個階段，這4個階段直接決定著制品的成型質(zhì)量，而且這4個階段是一個完整的連續(xù)過程。</p><p>　　3.1.1 填充階段</p><p>　　填充是整個注塑循環(huán)過程中的第一步，時間從模具閉合開始注塑算起，到模具型腔填充到大約95%為止。理論上，填

50、充時間越短，成型效率越高，但是實際中，成型時間或者注塑速度要受到很多條件的制約。</p><p>　　高速填充。高速填充時剪切率較高，塑料由于剪切變稀的作用而存在粘度下降的情形，使整體流動阻力降低；局部的粘滯加熱影響也會使固化層厚度變薄。因此在流動控制階段，填充行為往往取決于待填充的體積大小。即在流動控制階段，由于高速填充，熔體的剪切變稀效果往往很大，而薄壁的冷卻作用并不明顯，于是速率的效用占了上風(fēng)。</p

51、><p>　　低速填充。熱傳導(dǎo)控制低速填充時，剪切率較低，局部粘度較高，流動阻力較大。由于熱塑料補充速率較慢，流動較為緩慢，使熱傳導(dǎo)效應(yīng)較為明顯，熱量迅速為冷模壁帶走。加上較少量的粘滯加熱現(xiàn)象，固化層厚度較厚，又進一步增加壁部較薄處的流動阻力。</p><p>　　一般而言，在高溫區(qū)產(chǎn)生熔接的熔接痕強度較佳，因為高溫情形下，高分子鏈活動性較佳，可以互相穿透纏繞，此外高溫度區(qū)域兩股熔體的溫度較為

52、接近，熔體的熱性質(zhì)幾乎相同，增加了熔接區(qū)域的強度；反之在低溫區(qū)域，熔接強度較差。</p><p>　　3.1.2 保壓階段</p><p>　　保壓階段的作用是持續(xù)施加壓力，壓實熔體，增加塑料密度（增密），以補償塑料的收縮行為。在保壓過程中，由于模腔中已經(jīng)填滿塑料，背壓較高。在保壓壓實過程中，注塑機螺桿僅能慢慢地向前作微小移動，塑料的流動速度也較為緩慢，這時的流動稱作保壓流動。由于在保壓階

53、段，塑料受模壁冷卻固化加快，熔體粘度增加也很快，因此模具型腔內(nèi)的阻力很大。在保壓的后期，材料密度持續(xù)增大，塑件也逐漸成型，保壓階段要一直持續(xù)到澆口固化封口為止，此時保壓階段的模腔壓力達到最高值。</p><p>　　在保壓階段，由于壓力相當(dāng)高，塑料呈現(xiàn)部分可壓縮特性。在壓力較高區(qū)域，塑料較為密實，密度較高；在壓力較低區(qū)域，塑料較為疏松，密度較低，因此造成密度分布隨位置及時間發(fā)生變化。保壓過程中塑料流速極低，流動不

54、再起主導(dǎo)作用；壓力為影響保壓過程的主要因素。保壓過程中塑料已經(jīng)充滿模腔，此時逐漸固化的熔體作為傳遞壓力的介質(zhì)。模腔中的壓力借助塑料傳遞至模壁表面，有撐開模具的趨勢，因此需要適當(dāng)?shù)逆i模力進行鎖模。漲模力在正常情形下會微微將模具撐開，對于模具的排氣具有幫助作用；但若漲模力過大，易造成成型品毛邊、溢料，甚至撐開模具。因此在選擇注塑機時，應(yīng)選擇具有足夠大鎖模力的注塑機，以防止?jié)q模現(xiàn)象并能有效進行保壓。</p><p>　

55、　3.1.3 冷卻階段</p><p>　　在注塑成型模具中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計非常重要。這是因為成型塑料制品只有冷卻固化到一定剛性，脫模后才能避免塑料制品因受到外力而產(chǎn)生變形。由于冷卻時間占整個成型周期約70%～80%，因此設(shè)計良好的冷卻系統(tǒng)可以大幅縮短成型時間，提高注塑生產(chǎn)率，降低成本。設(shè)計不當(dāng)?shù)睦鋮s系統(tǒng)會使成型時間拉長，增加成本；冷卻不均勻更會進一步造成塑料制品的翹曲變形。</p><p&g

56、t;　　根據(jù)實驗，由熔體進入模具的熱量大體分兩部分散發(fā)，一部分有5%經(jīng)輻射、對流傳遞到大氣中，其余95%從熔體傳導(dǎo)到模具。塑料制品在模具中由于冷卻水管的作用，熱量由模腔中的塑料通過熱傳導(dǎo)經(jīng)模架傳至冷卻水管，再通過熱對流被冷卻液帶走。少數(shù)未被冷卻水帶走的熱量則繼續(xù)在模具中傳導(dǎo)，至接觸外界后散溢于空氣中。</p><p>　　注塑成型的成型周期由合模時間、充填時間、保壓時間、冷卻時間及脫模時間組成。其中以冷卻時間所占

57、比重最大，大約為70%～80%。因此冷卻時間將直接影響塑料制品成型周期長短及產(chǎn)量大小。脫模階段塑料制品溫度應(yīng)冷卻至低于塑料制品的熱變形溫度，以防止塑料制品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。</p><p>　　設(shè)計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當(dāng)而有效率的冷卻。冷卻孔應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸，以方便加工與組裝。</p><p>　　設(shè)計冷卻系統(tǒng)時，模具設(shè)計者必須根據(jù)塑件的壁厚與體積

58、決定下列設(shè)計參數(shù)——冷卻孔的位置與尺寸、孔的長度、孔的種類、孔的配置與連接以及冷卻液的流動速率與傳熱性質(zhì)。</p><p>　　3.1.4 脫模階段</p><p>　　脫模是一個注塑成型循環(huán)中的最后一個環(huán)節(jié)。雖然制品已經(jīng)冷固成型，但脫模還是對制品的質(zhì)量有很重要的影響，脫模方式不當(dāng)，可能會導(dǎo)致產(chǎn)品在脫模時受力不均，頂出時引起產(chǎn)品變形等缺陷。脫模的方式主要有兩種：頂桿脫模和脫料板脫模。設(shè)計模

59、具時要根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點選擇合適的脫模方式，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　對于選用頂桿脫模的模具，頂桿的設(shè)置應(yīng)盡量均勻，并且位置應(yīng)選在脫模阻力最大以及塑件強度和剛度最大的地方，以免塑件變形損壞。</p><p>　　而脫料板則一般用于深腔薄壁容器以及不允許有推桿痕跡的透明制品的脫模，這種機構(gòu)的特點是脫模力大且均勻，運動平穩(wěn)，無明顯的遺留痕跡。</p><p>

60、;　　注塑成型的全過程為：把塑料顆粒通過進料斗加入到一筒內(nèi)逐漸加熱到一定溫度并保持一定時間，并在一定的攪拌強度（轉(zhuǎn)速）下均勻（塑化）→在一定壓力（推力）及速度下推注到模具內(nèi)（注塑成型）→在壓力作用下（保壓），進行冷卻（控制冷卻速度）→當(dāng)塑料達到一定溫度時，在一定速度下打開模具（開模）→在一定的速度及作用力下把成品頂出模具（出模）→成品進行檢查、修除飛邊（模具結(jié)合面形成的多余料）料柄（塑料的注射通道上的料，此料還起到補充成品在冷卻收縮時減

61、少的體積）→包裝→進庫。同時注塑機進行加脫模劑，合攏模具工序。[5]</p><p>　　3.2 ABS塑料注塑成型工藝條件</p><p>　　3.2.1 ABS的成型加工性能</p><p>　?。?) ABS的吸濕性較強，含水量高的原料制得的塑件光澤度不強，內(nèi)在質(zhì)量也不好，因此應(yīng)進行干燥處理，使含水量不大于0.3%。</p><p>

62、　　（2) ABS熔體有較明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。</p><p>　?。?) ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化的范圍為0.3%~0.8%，因此塑件精度較高。</p><p>　?。?) ABS的成型加工性能良好，對注塑機并無特殊要求，通用的螺桿式和柱塞式注塑機均可使用，但多用螺桿式注塑機，產(chǎn)品質(zhì)量較好。</p>

63、;<p>　?。?) 在采用螺桿式注塑機成型時，為了提高塑件質(zhì)量、尺寸穩(wěn)定性、表面光澤度和消除殘余的內(nèi)應(yīng)力，注射量控制在最大注射量的50%左右較為適宜。</p><p>　?。?) ABS熔料的粘度中等，比PC、PVC好，但比PS要差，以采用直通式噴嘴較好。</p><p>　?。?) ABS模具的主流道以圓錐形為好，主流道應(yīng)以短為宜，一般為50mm左右，最長也不要超過

64、100mm。</p><p>　　（8) 分流道的截面積必須足夠大，使熔料能在流道凝固前充滿模腔，并在模內(nèi)壓實。截面的直徑一般應(yīng)大于5mm，但不要超過10mm。</p><p>　?。?) ABS的頂出機構(gòu)的頂出力不宜過大，否則塑件表面易產(chǎn)生白化現(xiàn)象。</p><p>　?。?0) 雖然ABS的成型收縮率較小，但它易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此塑件一般要進行熱處理，可將塑件

65、置于70℃的熱空氣中處理2~4h。[7]</p><p>　　3.2.2 ABS的主要注塑成型條件</p><p><b>　?。?)料筒溫度。</b></p><p>　　ABS屬無定形塑料，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，160℃以上即有充分的流動性，但溫度過高并不會使流動性增加。ABS的品種較多，不同品種的料筒溫度有所不同，通用ABS的料

66、筒溫度為180~230℃;耐熱ABS為190~240℃；阻燃ABS為170~220℃。噴嘴溫度較料筒溫度前部溫度低20~30℃。</p><p><b>　　模具溫度。</b></p><p>　?。?）模溫的高低對塑件質(zhì)量影響甚大，在成型加工時應(yīng)將模溫控制在允許的范圍內(nèi)，一般模溫控制在50-70℃。[9]</p><p>　　4 手動脫螺紋模

67、具機構(gòu)設(shè)計</p><p>　　4.1 脫螺紋機構(gòu)選擇方案</p><p>　　根據(jù)在圖書館查閱資料和自己對題目的理解所作出的構(gòu)想初步定出了兩套基本方案。</p><p>　?。?）：通過蝸輪蝸桿的連接，用一根桿連接在蝸輪上，用手來攪動其旋轉(zhuǎn)，從而帶動蝸桿旋轉(zhuǎn)，這樣在開模的同時通過蝸桿的旋轉(zhuǎn)把塑件里的螺紋脫出來。</p><p>　?。?）：

68、通過一對錐齒輪的配合,同樣可以實現(xiàn)在垂直的角度上利用軸手動的控制一個錐齒輪，而帶動另一個錐齒輪轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)脫螺紋的目的。</p><p>　　經(jīng)過比較由于齒輪能傳遞力矩，改變轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，而且傳動平穩(wěn)、可靠，所以在機械傳動中被廣泛使用，而且實際中齒輪的用處更加廣泛，故我選擇的第二個方案。</p><p>　　4.2 脫螺紋機構(gòu)各零部件設(shè)計和選擇</p><p>

69、　　依據(jù)塑件的尺寸，通過各零件之間的配合依次計算出他們的尺寸，畫出零件圖，各零件如下。</p><p>　　4.2.1 型芯設(shè)計</p><p>　　型芯的作用就是防止脫螺紋過程中塑件的轉(zhuǎn)動和頂出塑件。塑件上需要注意的是有一個槽，這個槽是保證鍵可以再里面滑動，讓脫模的時候軸和型芯之間不會有相對運動，以確保止轉(zhuǎn)作用。</p><p>　　型芯的加工方法是用車床車出外形

70、和端面，用銑床銑出鍵槽，然后去毛刺，磨光，保證滿足表面粗糙度的要求。</p><p>　　型芯三維實體圖和CAD圖如下圖4.1、4.2所示。</p><p>　　圖4.1 型芯實體圖</p><p>　　圖4.2 型芯CAD圖</p><p>　　4.2.2 螺紋型芯設(shè)計</p><p>　　螺紋型芯的作用是注塑時使塑

71、件產(chǎn)生螺紋，同時它與錐齒輪（打）用鍵和銷固定，脫螺紋時它隨錐齒輪一起轉(zhuǎn)動，需要注意的是螺紋后應(yīng)該留有退刀槽，銷和鍵槽在對稱位置任意方位上。</p><p>　　螺紋型芯的加工方法為車床車出外形、端面、螺紋，用銑床銑出鍵槽，然后用鉆床鉆個銷孔。</p><p>　　螺紋型芯三維實體圖和CAD圖如下圖4.3、4.4所示。</p><p>　　圖4.3 螺紋型芯實體圖&l

72、t;/p><p>　　圖4.4 螺紋型芯CAD圖</p><p>　　4.2.3 錐齒輪（大）設(shè)計</p><p>　　錐齒輪（大）的作用為傳遞小錐齒輪的動力，帶動螺紋型芯轉(zhuǎn)動，從而達到脫螺紋的目的，錐齒輪（大）與螺紋型芯的連接為在對稱的位置上任意角度位置的一個圓柱銷和鍵完成。</p><p>　　錐齒輪（大）的加工方法為用車床車出外形，再用銑床

73、銑出齒形和鍵槽，用鉆床鉆出圓柱銷孔，去毛刺，磨光，進行調(diào)制處理即可。 </p><p>　　錐齒輪（大）三維實體圖和CAD圖如下圖4.5、4.6所示。</p><p>　　圖4.5 錐齒輪（大）實體圖</p><p>　　圖4.6 錐齒輪（?。〤AD圖</p><p>　　4.2.4 錐齒輪（小）設(shè)計</p><p&

74、gt;　　錐齒輪（小）的作用為把手動搖動的軸的動力傳遞給錐齒輪（大），它與軸之間用鍵槽鏈接。錐齒輪（?。┑募庸し椒ㄅc錐齒輪（大）的加工方法一樣。</p><p>　　錐齒輪（?。┤S實體圖和CAD圖如下圖4.7、4.8所示。</p><p>　　圖4.7 錐齒輪（?。嶓w圖</p><p>　　圖4.8 錐齒輪（?。〤AD圖</p><p>

75、　　4.2.4 軸（大）設(shè)計</p><p>　　軸（大）的作用是固定彈簧，保證型芯不會轉(zhuǎn)動從而順利的頂出塑件。軸的一端連接在模具的一個固定塊上，軸上的槽可以確保鍵在槽內(nèi)移動。</p><p>　　軸（的）加工方法為車床車出外形、端面，銑床銑出鍵槽，鉆床鉆出銷孔，淬火處理，去毛刺，磨光表面。</p><p>　　軸（大）三維實體圖和CAD圖如下圖4.9、4.10所示

76、。</p><p>　　圖4.9 軸（大）實體圖</p><p>　　圖4.10 軸（大）CAD圖</p><p>　　4.2.5 軸（?。┰O(shè)計</p><p>　　軸（?。┑淖饔檬怯墒痔峁﹦恿κ馆S旋轉(zhuǎn)起來，從而帶動錐齒輪（?。┺D(zhuǎn)動，此軸就是脫螺紋的動力輸入源。軸的一端用鍵槽來固定錐齒輪（小），另一端為手把，用手轉(zhuǎn)動提供動力。軸（?。┑募庸し?/p>

77、法同于軸（大）。</p><p>　　軸（?。┤S實體圖和CAD圖如下圖4.11、4.12所示。</p><p>　　圖4.11 軸（?。嶓w圖</p><p>　　圖4.12 軸（?。〤AD圖</p><p>　　4.2.6 彈簧選擇</p><p>　　彈簧的作用就是頂住型芯在脫螺紋時移動，保證順利的拿出塑件。

78、</p><p>　　彈簧三維實體圖和CAD圖如下圖4.13、4.14所示。</p><p>　　圖4.13 彈簧實體圖</p><p>　　圖4.14 彈簧CAD圖</p><p>　　4.2.7 圓柱銷釘、鍵、墊片選擇</p><p>　　圓柱銷釘、鍵、墊片三維實體圖如下圖4.15、4.16、4.17所示。<

79、/p><p>　　圖4.15 銷實體圖</p><p>　　圖4.16 鍵實體圖 圖4.17 墊片實體圖</p><p>　　4.3 模內(nèi)手動脫螺紋摸具機構(gòu)裝配</p><p>　　畫完基本零件圖之后，對其進行裝配，其裝配圖如下圖4.18所示。</p><p>　　圖4.18

80、 模內(nèi)手動脫模機構(gòu)裝配CAD圖</p><p>　　5 手動脫螺紋模具機構(gòu)Pro/e動畫仿真分析</p><p>　　5.1 Pro/e動畫仿真介紹</p><p>　　在當(dāng)今產(chǎn)品開發(fā)過程中，通過協(xié)同作業(yè)來提高工程設(shè)計效率的做法非常普遍。當(dāng)中的信息交流傳遞也越來越重要。在三維設(shè)計軟件面世之前，工程圖樣包含了整個產(chǎn)品的所有數(shù)據(jù)信息，由于它起到的重要作用，其也被稱為工程

81、語言。隨著產(chǎn)品升級更新的步伐不斷加快，產(chǎn)品本身構(gòu)造日益復(fù)雜，僅靠工程圖樣已無法表達設(shè)計者的全部意圖。當(dāng)以參數(shù)化為核心的Pro/ENGINEER提供了三維實體設(shè)計功能后，很快被廣大用戶接受。其中的Design Animation就可以在Pro/ENGINEER的裝配中把產(chǎn)品的現(xiàn)實情景以動態(tài)的形式演示出來，即使交流的對方?jīng)]有CAD工作站，仍然可以通過從Animation輸出的MPG或JPG將其傳遞出去，這大大豐富了信息交流傳遞的內(nèi)

82、容和方式。</p><p>　　雅達電子是世界知名企業(yè)愛默生集團旗下的骨干公司，其主要產(chǎn)品電源系列一直處于業(yè)界領(lǐng)先水平。公司采用Pro/ENGINEER軟件做為唯一的三維設(shè)計工具已有4年時間。公司與客戶供應(yīng)商（包括PTC公司在內(nèi)）一直保持良好的協(xié)作關(guān)系，并將之間定期的工程信息交流活動當(dāng)作產(chǎn)品開發(fā)的一項重要內(nèi)容來進行。</p><p>　　5.2 制作動畫的一般過程</p>&

83、lt;p>　　雖然Animation要在裝配中操作，但并不需要所有零件的3D實體特征全部完成后才可以進行，因為建立3D實體詳細特征時，往往都已處于產(chǎn)品設(shè)計的具體化階段。而Animation在這之前完成則是更好的選擇。 </p><p>　　當(dāng)主要零件建成初始簡單的3D模型后，即可進行動畫制作。當(dāng)3D實體修改變化時，因Pro/ENGINEER本身的相關(guān)性自動會映射到裝配中，此時再將Animation

84、重新生成，即可以使Animation反應(yīng)到產(chǎn)品的最新狀況。建議不要使用含有原始骨架模型的源裝配來制作動畫。可以根據(jù)動畫所要表達的重點做一個單獨的裝配檔案。因為源裝配中的裝配關(guān)系都是在零件建立的同時就被完全定義，一些動畫效果需要在裝配中定義與源裝配不同的約束條件才能實現(xiàn)。當(dāng)然，新建裝配文件中零件的最終位置必須與源裝配保持一致。</p><p>　　5.3 脫螺紋模具機構(gòu)三維零件圖裝配</p><

85、p>　　首先，要在思維上理清楚所設(shè)計的機構(gòu)各零件在空間中的關(guān)系，本機構(gòu)主要是軸（大）與軸（?。┦谴怪钡模遣还裁?，而兩大小不同模數(shù)相同的錐齒輪相配合，這兩錐齒輪也分別在兩個軸上。大的錐齒輪下有螺紋型芯、型芯，螺紋型芯與錐齒輪（大）是通過鍵、銷連接的，而型芯與螺紋型芯是空套的，這樣在型芯的一邊有彈簧用彈力來完成脫模。螺紋型芯與型芯共同構(gòu)成了模具的凸模來形成塑件。</p><p>　　其次，開始著手裝配，在裝

86、配之前一定要分析清楚機構(gòu)的構(gòu)成原理，看看需不需要再把機構(gòu)分成更小的小裝配件，再完成總的裝配。一般對于比較復(fù)雜一點的機構(gòu)在一次裝配有困難時，可分開裝配，例如本機構(gòu)的裝配我分了四個小裝配件來完成。</p><p>　　其四個小裝配件如下圖5.1、5.2、5.3、5.4所示。</p><p>　　圖5.1錐齒輪（?。┖洼S（?。┭b配實體圖</p><p>　　圖5.2型芯和

87、軸（大）裝配實體圖</p><p>　　圖5.3錐齒輪（大）和螺紋型芯裝配實體圖</p><p>　　圖5.4 型芯和墊片、鍵裝配實體圖</p><p>　　完成最后裝配的裝配機構(gòu)如下圖5.5所示。</p><p>　　圖5.5 模內(nèi)手動脫模機構(gòu)裝配實體圖</p><p>　　5.4 手動脫螺紋模具機構(gòu)動畫仿真<

88、/p><p>　　Pro/e動畫仿真的制作過程如下：</p><p>　　裝配好機構(gòu)之后就點擊Pro/e應(yīng)運程序里面的機構(gòu)，進入機構(gòu)模塊之后，給一對錐齒輪的連接直接添加一個錐齒輪副，先完成一對錐齒輪的同步運動。</p><p>　　此機構(gòu)之中還有一個要變化長短的彈簧，要對彈簧進行撓性化設(shè)計，把彈簧的尺寸變化確定在一個范圍之內(nèi)，讓其隨型芯的滑動而做出相應(yīng)的伸縮變化。<

89、;/p><p>　　進入應(yīng)運程序下的動畫模塊，創(chuàng)建一個動畫，給機構(gòu)的主動軸添加一個電動機，給出確定的速度，讓主動軸帶動錐齒輪運動，通過齒輪副讓螺紋型芯轉(zhuǎn)動，從而達到脫螺紋的目的。</p><p>　　最后調(diào)節(jié)時間節(jié)點，給動畫添加轉(zhuǎn)換視角的視頻，達到滿意效果之后，回放后選擇AVI格式存盤即可。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p&g

90、t;<p>　　我的畢業(yè)設(shè)計題目是模內(nèi)手動脫螺紋模具機構(gòu)設(shè)計，在做脫模機構(gòu)設(shè)計的過程中，我在圖書館查閱了許多資料，同時用到了CAD2010、Pro/e 5.0這兩個軟件。我設(shè)計的脫模機構(gòu)能夠在模具開模時同時達到脫螺紋的目的，其快捷方便，節(jié)省了人力、物力的投入。我的機構(gòu)設(shè)計存在的問題是沒有完全投入到實際操作中，沒在實際模具中運用。我雖然進行了動畫仿真分析，但還是缺少實際中的經(jīng)驗。我的脫模機構(gòu)整個設(shè)計過程得到了老師、同學(xué)的幫助

91、。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]洪慎章. 使用注塑模設(shè)計與制造. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.</p><p>　　[2]瑞斯，朱元吉 等譯. 模具工程. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1998.</p><p>　　[3]李小海. 模具設(shè)計與制造. 北京：電子工業(yè)出版社，2011

92、</p><p>　　[4]付宏生. 塑料模具與塑料制品設(shè)計. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.</p><p>　　[5]楊占堯. 模具設(shè)計與制造. 北京：人民郵電出版社，2012.</p><p>　　[6]李力，崔江紅，肖慶和，胡紀(jì)云. 塑料成型模具設(shè)計與制造[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2007.5 </p><p>　　[7]

93、梅伶. 模具課程設(shè)計指導(dǎo)[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2011.1 </p><p>　　[8]齊曉杰. 塑料成型工藝與模具設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社, 2010.1 </p><p>　　[9]楊黎明，楊志勤. 機械設(shè)計簡明手冊[M]. 北京: 國防工業(yè)出版社, 2008.1 </p><p>　　[10]楊占堯等. 注塑模具典型結(jié)構(gòu)圖例[M].

94、 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2005.5 </p><p>　　[11]張云杰. Pro/e模具設(shè)計實例教程[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2008.6</p><p>　　[12]劉松年,崔怡. 水輔助注塑工藝介紹[J]. 模具技術(shù)， 2010</p><p>　　[13]馬俊彪. 微發(fā)泡注塑成型設(shè)備的改造[J]. 農(nóng)機

95、使用與維修， 2009 </p><p>　　[14]幾種新型注塑設(shè)備的簡單介紹[J]. 中國液壓機械網(wǎng), 2009.</p><p>　　[15]姜彬. Pro/e塑料注射模具設(shè)計方法及應(yīng)用案例[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2009.8</p><p>　　[16]銘卓設(shè)計. Pro/e模具設(shè)計實例詳解[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社,

96、2009.1 </p><p>　　[17]王樹勛. Pro/e注塑模具設(shè)計[M]. 北京: 中國電力出版社, 2009</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本次設(shè)計是在王喜剛老師的悉心指導(dǎo)下完成的，通過這次畢業(yè)設(shè)計，我得到了一次用專業(yè)知識、專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉，同時在設(shè)計過程當(dāng)中我學(xué)會了看懂各種模具的