滑輪蓋模具設(shè)計與制造(定稿)學位論文

1、目錄一 前言 1二設(shè)計課題及任務(wù)32.1設(shè)計課題 32.2設(shè)計任務(wù) 32.3設(shè)計要求 32.4設(shè)計步驟 3三產(chǎn)品的特點4四模具設(shè)計54.1模具的結(jié)構(gòu)與裝配工藝 54.2模具設(shè)計原理及重點 64.3定模小芯的設(shè)計 84.4定模抽芯的設(shè)計 94.5定模板的設(shè)計 94.6澆口套的設(shè)計 104.7動模板的設(shè)計 114.8定位圈的設(shè)計 11五模具工作過程極其原理12六模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 13七設(shè)計總結(jié) 14八參考文獻 16、八 、亠一 前言隨著電子技術(shù)和近代工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品的需求越來越 大。電子工業(yè)的發(fā)展給塑料工業(yè)發(fā)展帶來了前所未有的發(fā)展機會。 隨 著人們對塑料性能研究深入， 塑料制品的應(yīng)用突破

2、傳統(tǒng)的單一的日常 生活領(lǐng)域，特別是石油工業(yè)的飛速發(fā)展，各種新型塑料的隨之誕生， 如今塑料制品不僅用于豐富多彩的日常生活，還在建筑、工業(yè)、生產(chǎn) 等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用由于塑料有其獨特的性能 （如其密度小、機 械性能好等金屬無法與之媲美的優(yōu)點 ）,今后，塑料制品將在未來的各 行各業(yè)中發(fā)揮其獨特的作用。 由于塑料有其自己的成型特性， 只能廣 泛利用模具成型， 因此塑料模具的開發(fā)和制造技術(shù)將成為一門重要的 技術(shù)塑料成型加工及其模具技術(shù)是一門不斷發(fā)展的綜合學科， 不僅隨 著高分子材料合成技術(shù)的提高、成型設(shè)備成型機械的革新、成型工藝 的成熟而進步，而且隨著計算機技術(shù)、數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加 工領(lǐng)域的滲透

3、而發(fā)展。注塑成型作為一種重要的成型加工方法、 在家點行業(yè)、汽車工業(yè)、 機械工業(yè)等都有廣泛應(yīng)用，且生產(chǎn)的制件具有精度高、復(fù)雜度高、一 致性高、 生產(chǎn)率高和消耗低的特點， 有很大的時常需求和良好的發(fā)展 前景。瞄準這一發(fā)展趨勢，為了掌握這門實用的技術(shù)，我們十分珍惜 做畢業(yè)設(shè)計這一機會。 我們通過本次畢業(yè)設(shè)計， 在指導(dǎo)老師夏老師的 指導(dǎo)下， 以滑輪蓋的模具設(shè)計為例， 深入學習并掌握注射模具設(shè)計的般思路和方法、 模具制造的專用設(shè)備及注射機的工作原理， 為今后 工作打下扎實的基礎(chǔ)。根據(jù)此次設(shè)計任務(wù)的要求， 我主要承擔滑輪蓋模具設(shè)計。 本次設(shè) 計共歷時十八周，具體進程如下：第一、二周，請指導(dǎo)教師并布置任 務(wù)

4、，研究設(shè)計內(nèi)容和要求，確定所涉及的相關(guān)知識和范圍，討論設(shè)計 方法，到各種集會現(xiàn)場調(diào)查分析以增加感性認識， 獲取設(shè)計所需要的 一些數(shù)據(jù)，并加快設(shè)計的步伐。第三、四、五周，根據(jù)設(shè)計內(nèi)容，查 閱相關(guān)資料，確定總體設(shè)計方案，計算各設(shè)計參數(shù)、性能參數(shù)和幾何 尺寸。第周，繪制各種設(shè)計圖紙。第九周，整理資料并編寫設(shè)計說明 書。第周，交指導(dǎo)教師審閱，并作修改，最后定稿。在設(shè)計過程中，夏老師不辭辛苦，盡管事務(wù)繁多，但是夏老師還 是按時指導(dǎo)我們， 及時幫助我們解決設(shè)計過程中遇到的問題并提出很 多寶貴意見，使我們增長了見識、完善了思想。本次設(shè)計是對我大學四年來學習成果的一次檢驗， 更是一次把所 學知識融會貫通的機會

5、。 但由于我的水平有限， 錯誤和疏漏在所難免， 懇請各位老師多多指教斧正，殷切希望各位老師批評指正。第二部分 設(shè)計課題和任務(wù)2.1 設(shè)計課題 ：滑輪蓋模具設(shè)計與制造。2.2 設(shè)計任務(wù)：針對指導(dǎo)老師給定的塑料樣品圖，設(shè)計出其模具 完成本設(shè)計必須：1、對課題產(chǎn)品圖進行測量并畫出圖樣；2、根據(jù)樣品和圖樣設(shè)計出模具；3、設(shè)計出模具零件及加工工藝；4、設(shè)計出模具的裝配工藝。2.3 設(shè)計要求 1在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，能獨立擬定設(shè)計方案，提出方案的構(gòu)思 以及技術(shù)經(jīng)濟條件等方面的構(gòu)思。2能運用已學過的理論知識，采用工程分析方法或數(shù)值計算方法， 正確完成設(shè)計中的計算工作。3熟練掌握機械制圖的方法和技巧，按國家標準

6、正確地完成繪圖。 4編寫出設(shè)計說明書。2.4 設(shè)計步驟1提出設(shè)計思路。2根據(jù)提供的參數(shù)和相關(guān)參考資料，設(shè)計并計算出各部件的基本 外形尺寸，以確定各部件的全部尺寸。3畫出裝配圖、部裝圖和部分零件圖及審核。第三部分：產(chǎn)品的特點塑件為滑輪蓋，材料為POM,如圖3 1所示?；喩w結(jié)構(gòu)簡單， 基體為圓柱殼體，殼體上面約 11 個形狀和尺寸完全相同的按鍵槽， 每個按鍵槽上面有一個直徑為 2mm 通孔，但垂直方向的開口僅為 1.7mm,形如葫蘆狀。使用時按鍵兩端的小軸壓入其中（共計 10個 按鍵），并能自由旋轉(zhuǎn)。殼體另一側(cè)為一圓柱凸臺，內(nèi)有通孔，使用 時與滑輪軸配合，在外側(cè)有 6條加強筋。產(chǎn)品外觀質(zhì)量要求高

7、，表面粗糙度低，耐壓等級高；因而要求 成型情況良好，不應(yīng)有較為明顯和較長的熔接痕，以消除使用中的 安全隱患。圖3 1：滑輪蓋產(chǎn)品圖第四部分：模具設(shè)計4.1：模具的結(jié)構(gòu)與裝配要求模具裝配如圖4-1所示，模具一模2腔，呈對稱布置?？傮w結(jié)構(gòu): 左邊是定模部分（凹模），由定模固定板、定模墊板、定模板、圓柱 銷、澆口套、定位圈、定模抽芯、定模小芯、密圭寸圈及尼龍?zhí)捉M成；右邊為動模部分(凸模)，由動模板、動模墊板、墊塊、推桿支承、 推桿固定板、動模固定板、圓柱銷、墊板、推管芯、推桿、推管組成 采用潛伏式澆口，位置在塑件殼體的外邊緣，開模時，流道凝料與塑 件自動分離。89 , 10 111213141516

8、17 187 & 5 4 3 2怡 221222325 26278圖4 1模具裝配圖模具裝配的基本要求(1) 模具左右面的平行度不大于0.05伽，分型面處應(yīng)密合;(2) 推件時推桿和卸料動作必須保持同步，(3) 合模時左右模型芯必須緊密接觸4）圖紙檢查各主要工作零件及其它零件尺寸4.2：模具設(shè)計原理及重點模具設(shè)計的關(guān)鍵就是按鍵槽處的脫模， 詳見土 3-1中 A 處放大部 分，由于按鍵槽寬2.3mm,每個按。鍵槽之間的間隙為2.2mm,所以 采用側(cè)抽機構(gòu)是不可能的。 從通孔和槽的尺寸比值可以看出， 利用塑 件的彈性變形來強制抽芯是可以實現(xiàn)定模小芯 3的脫模。但如果采用 傳統(tǒng)的強制抽芯結(jié)構(gòu),即定模

9、小芯 3與型腔作為一個整體一同脫模, 勢必會將按鍵槽拉壞。所以抽芯時,按鍵槽的外側(cè)應(yīng)先脫模,以讓出 按鍵槽的變形空間。在設(shè)計上把按鍵槽的內(nèi)、外側(cè)分為兩體,即定模 小芯 3 和定模抽芯 4,并使兩者在脫模時有一個差動,即先抽出定模 抽芯 4 然后再抽出定模小芯 3。為此,設(shè)計了一種新穎的機構(gòu),如圖 4-2 和圖 4-3 所示。從這兩個零件圖可以看出,每個按鍵槽內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu) 做成一個定模小芯 3,一共 11個,分別鑲在定模抽芯 4 中,用圓柱 銷 7 穿在一起, 可以在定模抽芯 4 中上下滑動。 圓柱銷 7 的兩端固定 在定模板 10 上,并用螺釘固定, 這樣定模小芯 3 就與定模板 10 一起 動作

10、。模架采用的是三板模模架,以實現(xiàn)定模板 10 與定模固定板 8 間 的相對運動, 定模抽芯 4 固定在定模固定板 8 上,裝配時將定模固定 板 8 與定模墊板 9 固定在一起,開模時定模板 10 與定模墊板 9 間先 打開, 定模抽芯 4從定模型腔套 11中抽出, 然后定模板 10 與動模板 13 分開,定模小芯 3 抽出,塑件留在動模型芯 12上。保留定模墊板 9 是為定模抽芯 4 提供足夠的安裝和固定空間。定模型腔套11、動模型芯12和推管芯21因均有方向性要求，所 以均以圓柱銷19定向，圓柱銷19固定在相應(yīng)的零件上，在模板對應(yīng) 位置銑出與其外圓相配合的槽。 冷卻均采用環(huán)行水道，軸向兩側(cè)以

11、O 型密封圈密封。塑件脫模是推桿結(jié)合推管，從圖 4-4和圖4-6可以看 出型腔、水道的分布情況和澆口的位置4.3：定模小芯的設(shè)計模具的結(jié)構(gòu)及其要求，定模小芯采用材料：T8A、T10A熱處理：淬火HRC558。表面處理R0.8 （精磨或精細車）。如圖42:定模小芯4.4:定模抽芯的設(shè)計根據(jù)每個按鍵槽內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)做成一個定模小芯，一共11個，分別鑲在定模抽芯中，用圓柱銷穿在一起，可以在定模抽芯中上下滑動。 圓柱銷7的兩端固定在定模板上并用螺釘固定， 這樣定模小芯就與定 模板一起動作。在設(shè)計定模抽芯時，材料：T8A T10A熱處理：淬火HRC5458,表面處理Rj0.8 （精磨或精細車）如43圖所示:一

12、1-如圖：43定模抽芯4.5：定模板設(shè)計為了實現(xiàn)定模板與定模固定板間的相對運動， 定模抽芯固定在定 模固定板上，裝配時將定模固定板與定模墊板固定在一起， 開模時定 模板與定模墊板先打開，定模抽芯從定模型腔套中抽出，然后定模板 與動模板分開定模板采用的材料：45,熱處理：調(diào)質(zhì)HB230-270,模板上下表面：R0.8 （精磨），如4 4圖所示:圖44定模板零件圖4.6:澆口套設(shè)計材料：T8A、T10A，熱處理：淬火 HRC5055,內(nèi)表面要求比較高，粗糙度控制在 0.2以內(nèi)。4.7：動模板的設(shè)計根據(jù)動模板所起的作用，因此選材料：45，熱處理：調(diào)質(zhì)HB230270,模板上下表面：R0.8 （精磨）

13、，如4 6圖所示:圖46:動模板零件圖4.8:定位圈的設(shè)計根據(jù)模具的要求，選用材料：45,定位圈的尺寸如下圖:如圖：47定位圈第五部分：模具工作過程極其原理5.1 :模具工作過程1）由于定模板 10 與動模板 13 之間尼龍?zhí)?1 的作用，定模墊 板 9 與定模板 10 先分開，帶動定模抽芯 4 抽出，定模小芯 3 在定模抽芯 4 內(nèi)滑動，但相對定模板 10 靜止，所以定模 小芯 3 仍停留在塑件上；2）繼續(xù)開模，至墊片 28與定模板 10 接觸，開模力克服尼龍 套 1 的漲緊力， 則定模固定板 8 帶動定模板 10 開模，與動 模板 13分開，定模小芯 3 從塑件中抽出；導(dǎo)柱 26既起導(dǎo) 向

14、的作用，又起拉桿的作用；3）在注射機推桿的作用下，推桿固定板 17 向前運動，推管 24 和推桿 22、23將塑件和流道凝料一同推落。5.2：模具工作原理工作前凹凸模處于閉合狀態(tài)，通過注塑機向流道口注熱塑 ，經(jīng) 過流道進入凹凸模構(gòu)成的型腔。注塑完后，經(jīng)過幾分鐘時間凝固，然 后開模，與此同時， 墊板推動隊桿與推管從而使推桿和推管將塑件頂 出，這樣就完成一個注塑過程。第六部分：模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計6.1：溫 度對塑料制品和生產(chǎn)的影響在模塑成型中，模具溫度對塑料制品的質(zhì)量和生產(chǎn)率影響很大主要表現(xiàn)在以下兩個方面：（1）模具溫度對塑料制品質(zhì)量的影響：模具溫度（以下簡稱為模溫）及其波動對制品的收縮率、尺寸

15、穩(wěn)定性、力學性能、變形應(yīng)力、開裂和表面質(zhì)量等均有影響。模溫 過低，熔體流動性差，制品輪廓不清淅，甚至充不滿型腔成形成熔 接痕、制品表面不光澤、缺陷多、力學性能降低?；喩w在模溫過 低、充模速度又不高的情況下，制品內(nèi)應(yīng)力增大，易引起翹曲變形 或應(yīng)力開裂；模溫過高成型收縮率大，脫模和脫模后制品變形大， 并且易造成溢料和粘模。6.2：模具溫度對模塑周期的影響在注射成型中，注射時間均占成型周期的5%,冷卻時間均占8 0%，頂出（脫模時間約占15%，可見縮短冷卻時間對縮短模 塑周期和提高模塑效率有很大的作用。在注射成型中,高溫熔體,主要是通過熱傳導(dǎo)和熱對流的方式 傳遞給模具,而模具,輸出熱量的方式主要是

16、自然散熱和向外熱傳 導(dǎo)，其中9 5%的熱量需要靠傳熱介質(zhì)帶走。由于管件壁較厚,與薄壁件不同,其冷卻系統(tǒng)也有其自身的特 點。對于冷卻系統(tǒng)采用較多的冷卻水道,均布在型腔上下,型芯也 通有冷卻水,使冷卻均勻,速度較快。九 設(shè)計總結(jié)在設(shè)計過程中,我通過各種方式收集、查找相關(guān)資料。同時,為 了增加感性認識,也為了更好的進行設(shè)計。設(shè)計小組人員曾多次深入 到工廠進行調(diào)查。在調(diào)查參觀的過程中,我仔細觀察,虛心請教,不 放過任何難點與疑問，對所需要的每一個數(shù)據(jù)都認真收集、分析。很 多數(shù)據(jù)不能直接計算得出，但可以根據(jù)經(jīng)驗或是實際情況進行估算。 此次獨立完整的完成畢業(yè)設(shè)計確實是對大學期間所學知識的一次系 統(tǒng)的、全面

17、的考驗。通過這次完整的畢業(yè)設(shè)計，我系統(tǒng)地回顧和復(fù)習了大學四年所學 的相關(guān)專業(yè)知識，同時也深刻體會到學習的重要性并領(lǐng)會到設(shè)計也是 一種學習的方式。在設(shè)計的過程中，我綜合運用了系統(tǒng)的設(shè)計方法和 相關(guān)設(shè)計軟件（如 AutoCAD、Word、Pro/E 、PhotoShop 等），且應(yīng)用 熟悉相關(guān)設(shè)計資料（包括手冊、標準和規(guī)范等）以及進行經(jīng)驗估算等 方面有了一定程度的提高，深刻的感受到計算機和工具書及手冊在設(shè) 計中帶來的便利和幫助。對于這次設(shè)計，我有如下體會：1、我深刻認識到設(shè)計的艱辛和科學研究的嚴謹性，設(shè)計的每一 個環(huán)節(jié)，不論大小，都要深思熟慮，精心設(shè)計，否則就會造成技術(shù)上 的不合理和經(jīng)濟上的損失。

18、2、拓展了我們的思維，培養(yǎng)了我們的創(chuàng)新精神和團結(jié)合作的精 神，使我們學會如何將所學的知識運用到實際當中，真正做到了理論 聯(lián)系實際。3、使我看到了我國工業(yè)發(fā)展的廣闊前景，同時也更加堅定了我 們?yōu)樽鎳I(yè)發(fā)展而努力奮斗的決心。十五 . 參考文獻1. 屈華昌主編 .塑料成型工藝與模具設(shè)計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 19952. 陳萬林編著 .塑料模具設(shè)計與制作教程 . 北京：北京希望電子出版社， 20013. 陳萬林編著 . 塑料模具設(shè)計手冊 .4. 邱宣懷主編 .機械設(shè)計（第四版） . 北京：高等教育出版社， 19975. 吳宗澤,羅圣國主編 .機械設(shè)計課程手冊 .北京：高等教育出版社， 19996. 劉鴻文主編 .材料力學（第三版） . 北京：高等教育出版社， 19927. 廖念釗主編 . 互換形與技術(shù)測量 . 北京：中國計量出版社， 20008. 馮炳堯、韓泰榮等主編 . 模具設(shè)計與制造簡明手冊