注塑锥齿轮三维分析及模具设计.docx

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时间：2021年x月x日
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摘要

本文运用三维绘图软件Solidworks进行塑料锥齿轮的模具设计，实现计算机辅助设计（CAD）以及计算机辅助制造（CAM）。运用Moldflow进行模拟分析（CAE），进行制品成型的流动分析和充型分析，以此为依据，分析可能的缺陷和改进措施。
首先，根据零件大小确定排样、模架类型，确定初步的成型工艺；然后运用Moldflow进行填充、保压、冷却、翘曲分析；根据分析结果，修订成型工艺，使用Solidworks中的imold插件来生成模具的型腔，并装配模架，实现由计算机来辅助设计模具。
这样的设计方法可以保证产品质量和性能，同时也验证模具制造时的注意和工艺，缩短了模具制造周期和成本。
关键词：Solidworks，Moldflow，注塑，锥齿轮

Abstract

Inthispaper,three-dimensionaldrawingsoftware,Solidworks,wasusedintheplasticbevelwheelmolddesign,supportedbycomputer-aideddesign(CAD)aswellascomputer-aidedmanufacturing(CAM).ThecastsimulatedanalysedbyMoldflow(CAE),tomakeouttheabilityofflowandmolding,andthisanalysisisthebasisofthepossibledefects.
First,determinethelayoutmoldtype,basedonpartsize,andtheinitialmoldingprocess.ThenusingMoldflowtocarryoutfilling,packing,cooling,warpageanalysis.Basedontheresults,revisedmoldingprocess,andusetheimoldplug-insinSolidworkstogeneratethemoldcavity,thenassemblewiththecarriers.So,thedesignwasaidedbythecomputer.
Inthiswaywecanimprovemeasurestoensureproductqualityandperformance,also,verifythepointandprocessesofthemold,toreducethetimeandcostofthemouldmanufacturing.
Keywords:.Solidworks,Moldflow,plasticcast,bevelwheel

前言
随着人类社会的进步，材料的使用也发生着变化。从石器时代开始，人类就在寻找更新、更好的材料，制作不同的器物和工具。到目前为止，人类所使用的材料可以分为四大类：木材、水泥、钢铁和塑料[1]。
塑料，作为高分子聚合物，它的性能和应用可以说是无穷无尽，同时，塑料的生产成本比金属要低，使得塑料制品在一些领域逐渐代替金属材料，在农业、包装、运输、电气、化工、建筑、航空航天、仪表以及日用品都离不开塑料。
塑料制品的获得方法有很多，与金属材料相比，塑料制品不仅可以通过机械加工获得，还可以通过成型加工直接获得，而不同的材料就需要用不同的成型工艺和加工方法。部分塑料产品必须依靠模具来成型，例如手机、电脑的外壳，饮料瓶等等。因此，模具的设计直接与塑料制品的复杂程度、美观程度、结构工艺性相关。同时，制品的设计必须考虑模具设计的问题，从而避免制品出现缺陷。
本文所要分析的塑料锥齿轮就是塑料制品代替金属制品的一个例子。

第一章锥齿轮的设计
1.1注塑材料的选择
齿轮是机械传动中运用最为广泛的一种，其结构紧凑，传动比稳定。塑料齿轮更具有金属齿轮所不具有的高耐磨性、质量更轻，而且对润滑的要求相对要低。而塑料齿轮的成型方法也使得可以进行大批量生产，同时不必考虑齿轮结构的复杂程度。另一方面，塑料齿轮有其不可避免的缺陷。由于塑料对温度比较敏感，成型时具有收缩性，因此塑料齿轮精度较差，对环境要求高，强度也不高，使用寿命短。
注塑齿轮被广泛运用于载荷不高，运转平稳的机构，如仪表、玩具、汽车、打印机等常见的地方。
塑料齿轮常用材料有两种聚甲醛Polyoxymethylene（POM）和聚酰胺Pol