滾輪注塑模具設(shè)計【一模四腔】【槽輪】【滑輪】【輪子】【說明書+CAD+PROE】

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It is widely used in computers, mobile phones, cars, motors, electrical, home appliances and communication products manufacturing. Injection molding is one of the main methods of forming plastic parts, it refers to the use of plastic injection machine to inject the thermoplastic melts into the mold under high pressure , after cooled to obtain the products . It has the advantage of fast production speed , high production efficiency , and automated operations , it can form the shape of complex parts, particularly suitable for mass production. The production of graduation project is power button , which has a light weight , high strength , corrosion resistance and easy cleaning features for mass production . After analysis the process of the product , the mold parting line , cavity number , gate form , gate location can be determined , one of the most important is to identify core and cavity structures , as well as their positioning and fastening methods. In addition, it also carries out the design of stripping agencies , mold-oriented organizations and the cooling system .At last, draw a complete mold assembly drawing , major parts diagram , and draw up cards of parts manufacturing and processing process . It is proved that the mold structure is reasonable , reliable and can guarantee product quality , and is valuable for the injection mold design of such products .Key Words: Plastic , Injection molding , Mold designI1.1 引言 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用塑料與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷地擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表、建筑器材、汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅速增加，由于在工業(yè)產(chǎn)品中，一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬結(jié)構(gòu)件，加上利用工程塑料特有的性質(zhì)，可以一次成型非常復(fù)雜的形狀，并且還能設(shè)計成卡裝結(jié)構(gòu)，成倍地減少整個產(chǎn)品中的各種緊固件，大大地降低了金屬材料消耗量和加工及裝配件工時，因此，近年來工業(yè)產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具。 在各種材 料加工工業(yè)中廣泛地使用著各種模具，例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓注模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各 種模具。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。 模具工業(yè)是國民經(jīng)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具設(shè)計水平的高低、加工設(shè)備的好壞、制造力量的強(qiáng)弱，模具質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著許多新產(chǎn)品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高。 對塑料模具的全面要求是: 尺寸精度、外觀、物理性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制品。 高效率、自動化、操作簡便。 結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 盡量減少開模、合模和取制件過程中的手工勞動。為此常采用自動開合模 及自動頂出機(jī)構(gòu)。 合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具。1.2 塑料模具在國民經(jīng)濟(jì)中的作用 塑料模具（簡稱塑模）的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的 關(guān)系。 塑模是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的重要工藝裝備。 塑模工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。 用塑模生產(chǎn)成形零件的主要優(yōu)點是制造簡單、材料利用率高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具， 它的結(jié)構(gòu)和加工精度對塑件的質(zhì)量和生 產(chǎn)效率等有直接的關(guān)系。因而世界各國對塑模的現(xiàn)代設(shè)計與制造技術(shù)都極為關(guān)注。近年來國外對塑模的熱澆道、溫度控制系統(tǒng)、應(yīng)用數(shù)控機(jī)床加工及減少熱處 理變形等方面都作了許多探索，并取得了一定的成果。 塑模廣泛應(yīng)用于成型塑料制品，它利用塑料在高溫下所具有的流動性或可塑性， 將其成型為具有一定形狀和尺寸， 并通過化學(xué)或物理變化，定型為塑料制品。在塑料加工工業(yè)中，普遍使用有以下幾種塑模：（1）壓縮成型的塑料模具。 （2）壓入成型的塑料模具。 （3）擠出成型的塑料模具。 （4）注射（塑）成型的塑料模具。 此外，還有發(fā)泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纖維增強(qiáng)塑 料成型塑模等等， 但這些塑模的設(shè)計是建立在以上所述常用的集中塑模設(shè)計基礎(chǔ) 上，且比較簡單。隨著塑模成型方法的不斷出現(xiàn)，必然將還會產(chǎn)生各種新型塑料 的新型成型模具。 近年來我國塑料工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展速度很快， 塑料的應(yīng)用正普及到國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng) 域的各個部門。采用塑模加工的塑件也很多，如各種管材、板材、異型材、復(fù)合 管材、發(fā)泡型材及棒材等，都廣泛用于紡織品、醫(yī)藥品、化學(xué)物品、機(jī)密儀器、 日用品及機(jī)械行業(yè)中的齒輪、 軸承等機(jī)械零件， 在汽車、 飛機(jī)、 造船業(yè)中的儀表、 車門、內(nèi)襯等，化學(xué)工業(yè)中的貯槽、貯罐、填料等，電子及電信工業(yè)中的電線、 電纜絕緣層及防護(hù)套等也得到廣泛的應(yīng)用， 特別是在建筑工業(yè)中塑料的應(yīng)用更為 廣泛， “以塑代木，以塑代金屬”為人類鉆尋求解決替代有限的木材和貴重金屬 材料開辟了新途徑。 當(dāng)前在我國塑料戰(zhàn)線上出現(xiàn)了許多新的塑膜結(jié)構(gòu)和新的塑模 的加工方法，為我國塑料模具的設(shè)計與制造走向現(xiàn)代化提供了有利條件。據(jù)資料 介紹， 國外一些工業(yè)比較先進(jìn)的國家在塑模的設(shè)計與制造方面， 已經(jīng)采用 CAD/CAM 系統(tǒng)，這對提高塑料制品質(zhì)量，縮短塑模制造周期，降低塑件成產(chǎn)成本方面取得 較好經(jīng)濟(jì)效益。 1.3 塑料成型模具發(fā)展趨勢 近年來，塑料成型加工機(jī)械和成型模具增長十分迅速，高效率、自動化、大 型、微型、精密、長壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。 (1) 加深理論研究 隨著對塑料成型加工原理的研究越來越深入， 模具設(shè)計已由經(jīng)驗設(shè)計階段逐步向 理論計算設(shè)計方面發(fā)展。 這些理論為塑料模具的計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助工程奠定 了基礎(chǔ)。 (2) 高效率、自動化 如多層多型腔注射模結(jié)構(gòu)、各種自動脫出產(chǎn)品和流道凝料的脫模機(jī)構(gòu)、自動分型 抽芯機(jī)構(gòu)、熱流道澆注系統(tǒng)注射模具以及高效冷卻結(jié)構(gòu)。高效自動化的模具與高 速自動化的成型設(shè)備相配合對提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本起了 很大作用。 (3) 大型、超小型及高精度 隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，在建筑、機(jī)械、汽車、儀器、家用電器等采用了許 多大型、精密和高壽命的塑料制品，如汽車殼體、洗衣機(jī)桶、傳動齒輪、軸承等。 大型模具設(shè)計要求作詳細(xì)準(zhǔn)確的理論計算，由于模具自重大，物料流程長，型腔 易變形，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上需作更為周密的考慮。高精度模具要求配合精度和運 動精度都很高，耐磨損，模溫控制精確，在高壓下成型，收縮變形小。 (4) 革新模具制造工藝 塑料模具制造中最困難的部分是型腔，特別是異形復(fù)雜型腔的加工，若采用各種 坐標(biāo)機(jī)床、仿形機(jī)床、光控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床等來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械加工方法，這樣 不僅縮短制模周期、提高模具精度，而且還降低了勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。采用精 密鑄造、冷擠壓、電加工等新工藝技術(shù)給模具型腔加工帶來了巨大方便 (5) 模具計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)、輔助工程(CAE) CAD 軟件的主要功能是幾何造型技術(shù)， 它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上， 完成制件設(shè)計的繪圖工作，對制品或模具進(jìn)行力學(xué)分析。 CAE 軟件中流動軟件可以模擬熔體在模內(nèi)的流動過程，冷卻分析軟件可模擬熔體 的凝固過程和在模內(nèi)的溫度變化，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題，如制品缺陷、翹曲、變 形、內(nèi)應(yīng)力等，使計算結(jié)果優(yōu)化。 (6) 標(biāo)準(zhǔn)化 模具標(biāo)準(zhǔn)化包括塑料注射模零件標(biāo)準(zhǔn)、塑料注射模零件技術(shù)條件、塑料注射模模 架標(biāo)準(zhǔn)、塑料注塑模技術(shù)條件等，其中零件標(biāo)準(zhǔn)包括導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、模板等。 模具標(biāo)準(zhǔn)化為塑料模具設(shè)計和制造都帶來極大的方便，由于標(biāo)準(zhǔn)件可以直接購 買，因此模具設(shè)計制造者只需精心設(shè)計和加工型腔，這樣使塑料模具設(shè)計和制造 周期大為縮短，成本降低，質(zhì)量得到保證。目前發(fā)達(dá)國家標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到 30%以 上，我國標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，還需大力推廣，充實完善。 目 錄1、工藝性分析（1）2、確定型腔數(shù)目 (1)3、型腔、型芯工作部位尺寸的確定（1）4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 (3)5、選用模架 (4)6、校核注射機(jī) (5)7、推出結(jié)構(gòu)設(shè)計 (5)8、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 (6)9、排氣系統(tǒng)的設(shè)計 (6)10、總 結(jié) (9)11、參考文獻(xiàn) (10) 如圖所示塑件，材料為ABS，收縮率0.3%0.8%。生產(chǎn)批量15萬件。1、工藝性分析1）該塑件尺寸較適中，一般精度等級，但因形狀復(fù)雜，采用一模四腔。2）為了方便加工和熱處理，型腔與型芯部分采用拼鑲結(jié)構(gòu)。2、確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的生產(chǎn)批量及尺寸要求采用一模2腔。 按照塑件所示尺寸，近似計算：塑件體積Vs2.7688cm3查表6-1塑料ABS的密度為 1.021.05g/cm3 (注塑級密度為1.05g/cm3) 單件塑件重量：ms=2.128*1.05g=2.95263g3、型腔、型芯工作部位尺寸的確定查表6-4ABS塑料的收縮率是0.3%-0.8%。平均收縮率：S=(0.3%+0.8%)/2=0.6% 型腔工作部位尺寸：型腔徑向尺寸：Lm+0=(1+ S )Ls -X+0型腔深度尺寸：Hm+0=(1+ S )Hs -X+0型芯徑向尺寸：lm-0=(1+ S )ls -X-0型芯高度尺寸：hm-0=(1+ S )hs -X-0中心距尺寸： Cmz/2=(1+S)Csz/2 式中 Ls塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm） ls 塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm） Hs塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm） hs塑件內(nèi)型高度基本尺寸的最小尺寸（mm） Cs塑件中心距深度基本尺寸的平均尺寸（mm） 修正系數(shù)，取0.50.75 塑件公差（mm） z模具制造公差，?。?/31/4）各工件部位尺寸計算結(jié)果如圖所示通常，制品中1mm和小于1mm并帶有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并帶有大于0.1mm公差的部件不需要進(jìn)行收縮率計算。4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計 （1）確定分型面的位置。 （2）確定澆口形式及位置。為了提高生產(chǎn)效率，便于去除澆口凝料采用中心澆口尺寸與位置如圖所示。 塑件在澆口處的壁厚為1.5mm,澆口直徑可以根據(jù)課本：塑料成型工藝及模具設(shè)計，取d=2mm (3)型腔位置的排布。該件采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，那么澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)直接采用從主流道到型腔流道的形狀及尺寸相同的設(shè)計，即平行式布置的形式。 (4)初步設(shè)計主流道及分流道形狀和尺寸。主流道設(shè)計成圓錐形，其錐角為。分流道截面設(shè)計成圓形截面，加工較容易，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用模式。圓形截面分流道的直徑可根據(jù)塑料的流動性等因素來確定，該塑料為ABS塑料，流動性好，所以選用圓形截面。根據(jù)塑料成型工藝及模具設(shè)計分流道的直徑d可取mm，澆口長度L=1mm.5、選用模架 （1）型腔強(qiáng)度和剛度的計算。為了方便加工和熱處腔鑲件可分為兩部分，如圖可看出，型腔為整體式。因此，型腔的強(qiáng)度和剛度按型腔為組合式進(jìn)行計算。由于型腔壁厚計算比較麻煩，也可參考經(jīng)驗推薦數(shù)據(jù)。 查本書表6-16型腔壁厚S1=8mm，模套壁厚S2=18mm (2)初選注塑機(jī) 1）注塑量：該塑件制件單件重：ms3g 澆注系統(tǒng)重量的計算可根據(jù)塑件尺寸計算的澆注系統(tǒng)的體積。Vj0.5107cm3粗略計算澆注系統(tǒng)重量 mjVjp=0.51071.05g0.53g總體積 V塑件=（2.769+0.5017）cm3=3.2771 cm3總重量 M=3.27711.05g3.434 g聚苯乙烯的密度為1.054g/ cm3，ABS塑料密度為1.021.05g/cm3。滿足注射量 V機(jī)V塑件/0.80式中 V機(jī)額定注射量（cm3）;V塑件塑件與澆注系統(tǒng)凝料體積和（cm3）。 V塑件/0.80=3.277/0.80 cm3=4.096 cm3或滿足注射量 M機(jī)M塑件p/（p10.8）式中 M機(jī)額定注射量（g）； M塑件塑件與澆注系統(tǒng)凝料的重量和（g）； p1聚苯乙烯的密度（g/cm3）； p2塑件采用塑料的密度（g/cm3） M塑件p2/ p10.8 =0.531.05/1.0540.8 g =0.66g2）注射壓力： 注成型 查表知ABS塑料成型時的注射壓力成型=7090MPa 3）鎖模力P鎖模力pF式中p塑料成型時型腔壓力，ABS塑料的型腔壓力p=30MPa； F澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（） 各型腔及澆注系統(tǒng)及各型腔在分型面上的投影面積F=（3.14162+3.14112+3.14152）=1890.28（） pF=30X1890.28=56708.4N=56.7KN根據(jù)以上分析、計算，查表知初選注射機(jī)型號為 注射機(jī)有關(guān)技術(shù)參數(shù)如下 最大合模行程S 160mm 模具最大厚度 180mm 模具最小厚度 60mm 噴嘴圓弧半徑 12mm 噴嘴孔直徑 2mm 動、定模板尺寸 250mm280mm 拉桿空間 235mm3）選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)以上分析，計算以及型腔尺寸及位置尺寸可確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格，查表可選用 :定模板厚度：A=50mm動模板厚度：B=50mm 墊塊厚： C=60mm模具厚度： H模=40+A+B+C=201mm模具外形尺寸：180mm300mm201mm6. 校核注射機(jī)1） 注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核2） 開模行程的校核 注射機(jī)的最大開模行程S S2h件 +h 澆+510 S=211+30+8=60mm式中h件塑料制品高度mmh澆澆注系統(tǒng)高度mm3）模具在注射機(jī)上的安裝 從標(biāo)準(zhǔn)模架外形尺寸看小于注射機(jī)拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機(jī)規(guī)格滿足要求7. 推出結(jié)構(gòu)設(shè)計 1）推件力的計算 Ft=Ap（cos-sin）A塑料包絡(luò)型芯的面積（）p塑件對型芯單位面積上的包緊力，脫模斜度q大氣壓力0.09MPa塑件對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3；A1制件垂直于脫模方向的的投影面積（） A（78.5+207.24+392.5）（）=678.24（）Ft=678.24x1.2x(0.3cos40-sn40)/=2346.85N 2）確定頂出方式及頂桿位置 根據(jù)制品結(jié)構(gòu)特點，確定斜滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，四個普通圓頂桿分布在滑塊上。8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 如圖由于制品平均壁厚為2mm，制品尺寸又較小，確定水孔直徑為8mm。由于冷卻水道的位置、結(jié)構(gòu)形式、孔徑、表面狀態(tài)、水的流速、模具材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定冷卻水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求。采用滑塊上及定模板上開水道的形式。9 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 由于制品尺寸較小，利用分型面及其它零件的結(jié)合面的配合間隙排氣即可。10.頂出機(jī)構(gòu)如圖11. 按要求繪制裝配圖。 總結(jié)與展望一、總結(jié)通過本次課程設(shè)計我學(xué)到了許多知識，我的畢業(yè)設(shè)計題目是帶輪注塑模具設(shè)計。此次設(shè)計要綜合運用到我大學(xué)三年里所學(xué)到的理論知識和專業(yè)知識，并為即將踏入社會的我奠定了堅實的基礎(chǔ)。以下是我對這次的畢業(yè)設(shè)計的一些體會和心得：這次課程設(shè)計是一個理論與實踐相結(jié)合的過程，這次設(shè)計教會了我發(fā)現(xiàn)問題時如何去解決它。解決問題的方法有很多，但是哪一個更合理這就要通過自己的計算了。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我還發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足之處，比如想問題總是過于簡單化，考慮不全面，愛鉆死胡同，想到一個方案也不管是否合理就埋頭苦算，到最后還是要改。在今后的工作過程中我會做到揚長避短。設(shè)計時，經(jīng)過不斷的到校圖書館認(rèn)真地查找和借閱相關(guān)的參考資料，不但提高了個人查閱資料的能力，還擴(kuò)闊了我的知識視野。本模具采用autoCAD、pro/e設(shè)計，在畢業(yè)設(shè)計其間對軟件的理解與熟練程度得到了很好的提升。二、今后研究方向在設(shè)計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，沒有實踐條件，不能根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，加上我自己的實踐經(jīng)驗又不多，這樣做出來的設(shè)計，難免有不足之處，希望楊老師能夠體諒。參考文獻(xiàn)1 塑料模具設(shè)計手冊編寫組，模具手冊之二塑料模具設(shè)計手冊（第2版）M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.22 陳萬林等，實用塑料注射模設(shè)計與制造 M，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20003 黨根茂，駱志斌，李集仁，模具設(shè)計與制造 M，陜西：西安電子科技大學(xué)出版社，1995.124 付宏生，劉京華，注塑制品與注塑模具設(shè)計 M，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.75 模具實用技術(shù)編委會，塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例 M，第一版，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.76 許發(fā)樾，實用模具設(shè)計與制造手冊 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謝本論文是在導(dǎo)師XXX的悉心指導(dǎo)下完成的，經(jīng)過幾個月的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，作為一個大學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作學(xué)習(xí)的同學(xué)、朋友們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里，首先要感謝的是我的指導(dǎo)老師X老師。X老師雖然工作繁忙，但是每周都抽出時間來親自指導(dǎo)和檢查督促我們做畢業(yè)設(shè)計，在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從開題報告到查閱資料，從設(shè)計草案的確定、修改，到中期檢查，再到后期詳細(xì)設(shè)計，裝備草圖等等整個過程中X老師都給予我悉心的指導(dǎo)。除了敬佩老師的專業(yè)水平、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以外，老師科學(xué)研究的精神是永遠(yuǎn)值得我學(xué)習(xí)的榜樣，并會一直積極影響我今后的工作和學(xué)習(xí)。其次我要感謝我的父母和與我一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)們。父母給了我強(qiáng)大的精神動力，同學(xué)們在本次設(shè)計中勤奮工作克服許多困難來完成此次設(shè)計，并分擔(dān)了許多工作。如果沒有他們的支持和努力，此次設(shè)計的過程將變得非常困難。我還要感謝的是學(xué)校圖書館的開放，讓我們有足夠的資料可以參考、查閱。還要感謝四年以來所有的老師，為我打下了機(jī)械專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時感謝所有的同學(xué)們，正因為有了你們的支持，本次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。通過畢業(yè)設(shè)計，使我對塑料注射模具這門課程進(jìn)一步加深了理解。對于各方面知識之間的相互聯(lián)系有了實際的體會。同時也深深感到自己初步掌握的知識與實際需要還有相當(dāng)?shù)木嚯x，還需進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和實踐。本設(shè)計由于時間緊和對知識掌握的程度有限，在設(shè)計上不很周詳，許多應(yīng)該考慮的因素可能沒有體現(xiàn)出來。在設(shè)計過程中，我得到了老師的精心指導(dǎo)和各方面的幫助，才得以順利進(jìn)行，在這里再次表達(dá)我的謝意。