蝶形螺帽注塑模具设计(附件)
本次毕业设计主要是设计蝶形螺帽模具，重点及难点就是蝶形螺帽内螺纹的成型，此设计采用齿轮齿条将螺帽脱出动模板。开模时，开模力通过齿轮齿条传递给一对啮合的锥齿轮，再通过锥齿轮传递给圆柱齿轮，从而带动螺纹型芯转动，使蝶形螺帽从动模板中脱落。主要详细设计了齿轮齿条、锥齿轮的尺寸，同时对蝶形螺帽的特性进行了详细的分析，还完成了所用注塑机的选择和具体参数校核，并通过SolidWorks将整套模具的三维图建立出来，同时在AutoCAD中绘制所有零件以及装配体的二维图。关键词 蝶形螺帽，内螺纹，齿轮齿条，注塑机
目 录
1 引言 1
2 蝶形螺帽课题要求及特性分析 1
2.1 明确课题要求 1
2.2 蝶形螺帽特性分析 2
2.3 设计所采用的总体方案 3
3 蝶形螺帽具体结构设计 4
3.1 蝶形螺帽体积及其质量计算 4
3.2 初步选择注塑机型号 4
3.3 选取恰当的分型面 5
3.4 合理排布型腔 5
3.5 螺帽浇注系统设计 5
4 成型零部件的结构计算 10
4.1 凹模结构及尺寸 10
4.2 螺纹型芯的设计 11
4.3 凹模与型芯尺寸计算11
5 导向及脱模机构设计 10
5.1 导向机构的设计 12
5.2 脱模机构的设计 13
6 模具温度调节系统的设计 16
6.1 设计温度调节系统的必要性 16
6.2 模具热平衡分析 16
7 选择模架及校核注塑机 19
7.1 标准模架的选择 19
7.2 校核注塑机主要参数 19
8 模具中所用零件的选择 21
8.1 浇口套 21
8.2 导柱、导套 21
8.3 螺钉 23
8.4 轴承 24
9 选择模具材料 25
10 蝶形螺帽立体图及二维图 26
结论 27
致谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
28
参考文献29
1 引言
本毕业设计重点对蝶形螺帽注塑所用的模具进行设计。提到螺帽，首先浮现在脑海的是日常生活中随处可见的金属螺帽。传统工艺中，大多采用碳钢、合金等材料通过冷镦和铸造等方式加工出所需要的螺帽。这种螺帽很耐磨、使用寿命长，但质量大、体型笨重，而且蝶形螺帽自身带有翼形手柄，只能采用浇铸成型进行加工，这种制造工序不仅消磨时间浪费人力物力，而且生产出的产品废品率及其高。而此次设计采用注射成型，材料选用聚甲醛（POM）。注射成型是成型加工方法中很重要的一部分，不仅拥有极高的生产效率，而且生产出的制件精度高，与此同时还可以将能源消耗降至最低，能够实现绿色生产。通过此设计可以增强对塑料模具知识的认识，同时还能把我们学到的机械设计、注塑模具设计以及工程制图等知识巧妙的与工程实践结合起来，为自身走向社会积攒了一笔财富。此次设计的难点在于蝶形螺帽的内螺纹的处理，我采用齿轮齿条脱螺纹的方式，能够有效避免螺纹在脱模过程中的质量和精度的损坏。主要的设计流程如下所述：第一步，全面了解蝶形螺帽的用途并对其进行相应的工艺分析，选取合适的分型面、浇注系统以及注射压力适当的注塑机等，接着计算成型零部件的尺寸，然后确定模架以及导向机构，选取紧固件，设计合理的脱模机构，接下来对选取的注塑机进行校核，以确保能生产出满足工艺要求和结构要求的螺帽，最后绘制零件图以及整体装配图。
2 蝶形螺帽课题要求及特性分析
2．1 明确课题要求
本课题名称是蝶形螺帽注塑模具设计，其二维图和立体图如下：
/ /
图21 蝶形螺帽
根据所接收的任务书，此次的设计必须满足以下几点要求：
1．一副模具能够制出四个螺帽；
2．熔接痕和气穴等问题要全面考虑；
3．脱模机构必须采用齿轮传动；
4．能够实现自动化大批量生产。
2．2 蝶形螺帽特性分析
2.2.1 蝶形螺帽的功能要求
蝶形螺帽这种紧固件通常被广泛地运用于机械设备、医疗器械、五金灯饰、装潢装修等相关行业，但这次设计我将螺帽运用在航模玩具上，这就要求生产出的螺帽强度和硬度不能过高或太低，而且还得耐的住磨损，同时要保证消费者的健康。
2.2.2 蝶形螺帽的材料特性
在对螺帽的材料进行摘选时，要对所选塑料的物理、力学以及化学性能做出全面的考量，与此同时制品的精度以及成型工艺性还应满足使用要求，必须确保能够生产出合格可用的螺帽。常规生产中聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、尼龙66（PA66）、聚甲醛（POM）等材料都可以用来加工蝶形螺帽，由《塑料成型加工与模具》表31可查得聚甲醛的拉伸强度比一般尼龙高，吸水性也比尼龙小很多，并且聚甲醛和聚碳酸酯的热稳定性相比于其他材料较好，但聚甲醛的耐磨性、耐药性以及润滑性比聚碳酸酯好很多，综合考虑所选材料对环境和安全方面的影响，蝶形螺帽的材料将选用聚甲醛。
聚甲醛是一种综合性能比较良好的热塑性材料，一般呈白色或淡黄色，除了抗拉、抗压以及抗疲劳强度都较高外，聚甲醛的制品尺寸相对稳定，而且其吸水性很小，有时不需要提前干燥原材料就能够直接进行加工。查《注塑加工速查手册》表14，聚甲醛受热熔融时的速度很快同时结晶的速度也很快，只要料筒中的温度稍微下降一点就会立马结晶，同时流动性变差，这时其体积变化很大，成型收缩范围比较大。聚甲醛的热敏性很强，在240℃左右极易分解，分解的同时释放出具有刺激性的气体，考虑到工人的安全和健康，释放出的这种气体必须远离火种。在加工时操作人员要对成型条件严格把控，只要模具的模温选取的适当就可以对塑件的表面凹痕有显著的改善。
目 录
1 引言 1
2 蝶形螺帽课题要求及特性分析 1
2.1 明确课题要求 1
2.2 蝶形螺帽特性分析 2
2.3 设计所采用的总体方案 3
3 蝶形螺帽具体结构设计 4
3.1 蝶形螺帽体积及其质量计算 4
3.2 初步选择注塑机型号 4
3.3 选取恰当的分型面 5
3.4 合理排布型腔 5
3.5 螺帽浇注系统设计 5
4 成型零部件的结构计算 10
4.1 凹模结构及尺寸 10
4.2 螺纹型芯的设计 11
4.3 凹模与型芯尺寸计算11
5 导向及脱模机构设计 10
5.1 导向机构的设计 12
5.2 脱模机构的设计 13
6 模具温度调节系统的设计 16
6.1 设计温度调节系统的必要性 16
6.2 模具热平衡分析 16
7 选择模架及校核注塑机 19
7.1 标准模架的选择 19
7.2 校核注塑机主要参数 19
8 模具中所用零件的选择 21
8.1 浇口套 21
8.2 导柱、导套 21
8.3 螺钉 23
8.4 轴承 24
9 选择模具材料 25
10 蝶形螺帽立体图及二维图 26
结论 27
致谢 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
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参考文献29
1 引言
本毕业设计重点对蝶形螺帽注塑所用的模具进行设计。提到螺帽，首先浮现在脑海的是日常生活中随处可见的金属螺帽。传统工艺中，大多采用碳钢、合金等材料通过冷镦和铸造等方式加工出所需要的螺帽。这种螺帽很耐磨、使用寿命长，但质量大、体型笨重，而且蝶形螺帽自身带有翼形手柄，只能采用浇铸成型进行加工，这种制造工序不仅消磨时间浪费人力物力，而且生产出的产品废品率及其高。而此次设计采用注射成型，材料选用聚甲醛（POM）。注射成型是成型加工方法中很重要的一部分，不仅拥有极高的生产效率，而且生产出的制件精度高，与此同时还可以将能源消耗降至最低，能够实现绿色生产。通过此设计可以增强对塑料模具知识的认识，同时还能把我们学到的机械设计、注塑模具设计以及工程制图等知识巧妙的与工程实践结合起来，为自身走向社会积攒了一笔财富。此次设计的难点在于蝶形螺帽的内螺纹的处理，我采用齿轮齿条脱螺纹的方式，能够有效避免螺纹在脱模过程中的质量和精度的损坏。主要的设计流程如下所述：第一步，全面了解蝶形螺帽的用途并对其进行相应的工艺分析，选取合适的分型面、浇注系统以及注射压力适当的注塑机等，接着计算成型零部件的尺寸，然后确定模架以及导向机构，选取紧固件，设计合理的脱模机构，接下来对选取的注塑机进行校核，以确保能生产出满足工艺要求和结构要求的螺帽，最后绘制零件图以及整体装配图。
2 蝶形螺帽课题要求及特性分析
2．1 明确课题要求
本课题名称是蝶形螺帽注塑模具设计，其二维图和立体图如下：
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图21 蝶形螺帽
根据所接收的任务书，此次的设计必须满足以下几点要求：
1．一副模具能够制出四个螺帽；
2．熔接痕和气穴等问题要全面考虑；
3．脱模机构必须采用齿轮传动；
4．能够实现自动化大批量生产。
2．2 蝶形螺帽特性分析
2.2.1 蝶形螺帽的功能要求
蝶形螺帽这种紧固件通常被广泛地运用于机械设备、医疗器械、五金灯饰、装潢装修等相关行业，但这次设计我将螺帽运用在航模玩具上，这就要求生产出的螺帽强度和硬度不能过高或太低，而且还得耐的住磨损，同时要保证消费者的健康。
2.2.2 蝶形螺帽的材料特性
在对螺帽的材料进行摘选时，要对所选塑料的物理、力学以及化学性能做出全面的考量，与此同时制品的精度以及成型工艺性还应满足使用要求，必须确保能够生产出合格可用的螺帽。常规生产中聚丙烯（PP）、聚碳酸酯（PC）、尼龙66（PA66）、聚甲醛（POM）等材料都可以用来加工蝶形螺帽，由《塑料成型加工与模具》表31可查得聚甲醛的拉伸强度比一般尼龙高，吸水性也比尼龙小很多，并且聚甲醛和聚碳酸酯的热稳定性相比于其他材料较好，但聚甲醛的耐磨性、耐药性以及润滑性比聚碳酸酯好很多，综合考虑所选材料对环境和安全方面的影响，蝶形螺帽的材料将选用聚甲醛。
聚甲醛是一种综合性能比较良好的热塑性材料，一般呈白色或淡黄色，除了抗拉、抗压以及抗疲劳强度都较高外，聚甲醛的制品尺寸相对稳定，而且其吸水性很小，有时不需要提前干燥原材料就能够直接进行加工。查《注塑加工速查手册》表14，聚甲醛受热熔融时的速度很快同时结晶的速度也很快，只要料筒中的温度稍微下降一点就会立马结晶，同时流动性变差，这时其体积变化很大，成型收缩范围比较大。聚甲醛的热敏性很强，在240℃左右极易分解，分解的同时释放出具有刺激性的气体，考虑到工人的安全和健康，释放出的这种气体必须远离火种。在加工时操作人员要对成型条件严格把控，只要模具的模温选取的适当就可以对塑件的表面凹痕有显著的改善。
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