尼龙皮带轮注射模具设计说明书.doc

本科毕业设计题目：尼龙皮带轮注射模具设计学 院:机械自动化学院专 业:模具设计与制造学 号:014908200615学生姓名:周诗雨指导教师:邹光明日 期:二零一一年十二月摘 要 当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。因此这次我们的毕业设计要求设计一副模具以便检验自己所学模具有关方面的知识是否牢固。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。在本次毕业设计中利用计算机辅助设计（CAD）绘制模具主要工作零件图和模具的总装配图，运用了数控切削加工、数控线切割电加工等先进加工技术。是一次对所学知识的全面总 结和运用，是巩固和加深各种理论知识灵活运用的实践过程。在这次设计中根据所给题目的要求，首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等 情况看，选择加工方案。 前 言 在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车，飞机、拖拉机电器、仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。随着工业科学技术的 ，工业产品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求，对模具质量的要求也越来越高。，如果模具设计及制造水平落后，产品质量低劣，制造周期长，必将影响产品的更新换代，使产品失去竞争能力，阻碍生产和经济的发展。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。 冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力使其产生分离或塑性变形，从而获得所需的零件的一种压力加工方法。冷冲压在工业生产中应用十分广泛，其加工效率高，且操作方便，易于实现自动化；冲压时模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，一般不破坏冲压件的表面质量，而且寿命比较长，所以冲压件质量稳定，互换性好具有“一模一样”的特征；可以加工出尺寸范围比较大、形状复杂的零件，如小到钟表的秒针，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料冷变形硬化效应，冲压件强度和刚度均较高；冲压没有切屑废料的生成，材料的消耗小，且不需要其他的热设备，也是一种省料的加工方法；冲压件陈本较低；但是冲压一般使用的模具具有专用型，有时一个复杂的零件需要数套模具才能加工成型，且模具精度较高，技术要求高，是技术密集型产业，所以只有在冲压件生产批量较大杜锋情况下才能充分的体现从而获得较好的经济效益。目 录绪论(前言、序言)112222.122.232.32.42.52.6343.143.25474.174.1.184.1.284.1.384.1.484.294.2.1104.2.2124.3134.3.1134.3.216523结论(结束语)24参考文献25致谢26附录A27附录B282 塑件技术要求及其性能2.1 材料性能PA6品名：聚酰胺6或尼龙6（PA6）分子式：-NH-（CH2）5COn性状：半透明或不远明乳白色结晶形聚合物特性：热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好燃烧鉴别方法：蓝底黄火焰，烧植物味溶剂实验：耐环己酮和芳香溶剂密度：1.13gcm3熔点：215热分解温度：300 平衡吸水率：35具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性。密 度：(gcm3) 1.14-1.15熔 点：215-225拉伸强度： 600Mpa伸 长 率： 30%弯曲强度： 90.0Mpa缺口冲击强度：(KJm2) 5应用范围：工业生产中泛用于制造轴承、圆齿轮、凸轮、伞齿轮、各种滚子、滑轮、泵叶轮、风扇叶片、蜗轮、推进器、螺钉、螺母、垫片、高压密封圈、耐油密封垫片、耐油容器、外壳、软管、电缆护套、剪切机滑轮套、牛头刨床滑块、电磁分配阀座、冷陈设备、衬垫、轴承保持架、汽车和拖拉机上各种输油管、活塞、绳索、传动皮带，纺织机械工业设备零雾料，以及日用品和包装薄膜等。 加工工艺干燥处理：由于PA6很容易吸收水分，因此加工前的干燥特别要注意，如果材料是用防水材料包装供应的，则容器应保持密闭。如果湿度大于0.2%，建议在80以上的热空气中干燥16小时。如果材料已经在空气中暴露超过8小时，建议进行温度为105，8小时以上的真空烘干。2.2 成型性能及条件（1）其吸湿性强，塑料在成型前必须充分预热干燥，其含水量应小于0.1%。对于要求表面光泽的零件，塑料在成型前更应进行长时间预热干燥。（2）流动良好，溢边值0.03mm。（3）塑料的加热温度对塑件的质量影响较大，温度过高易于分解（分解温度为300C）。成型时宜采用较高的加热温度（模温80-90C）和较高的注射压力。（4）注射压力：一般在750-1250bar之间（取决于材料和产品设计）（5）注射速度：高速（对增强材料要稍微降低）（6）流道和浇口：对于PA6的凝固时间很短，因此浇口的位置非常重要。浇口孔径不要小于0.5*T（这里T为塑件的厚度）。如果使用热流道，浇口尺寸应比使用常规流道小一些，因为热流道能够帮助阻止材料过早凝固。如果用潜入式浇口，浇口的最小直径应当是0.75mm。 尼龙6的注射工艺参数如表1.1所示表1.1 尼龙6的注射工艺参数收缩率0.350.45%密 度g/cm1.141.15模具温度4090注射压力/ MPa60100 MPa料筒恒温220保压压力3090MPa容重g/cm1.031.07背压515MPa残料量 mm28计量行程 mm(0.54)D熔料温度220225射机类型 螺杆式螺杆转速50120喷嘴形式直通式喷嘴温度 190200料筒温度 前段 中段 后段260300260300260285注射时间/S35保压时间/S1530冷却时间/S1530成型周期/S40702.3 尺寸分析（1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准，然而，在满足尺寸公差，所以精度要求为一般精度即可，选用8级精度。 （2）尺寸精度的组成及影响因素；制件尺寸误差构成为： =+ 式中 制件总的成型误差； 塑料收缩率波动所引起的误差；模具成型零件制造精度所引起的误差； 模具磨损后所引起的误差；模具安装，配合间隙引起的误差。 （3）影响塑料制品尺寸精度的因素比较复杂，归纳有以下三个方面:模具模具各部分的制造精度是影响制件尺寸精度重要的因素。塑料材料主要是收缩率的影响，收缩率大的尺寸精度误差就大。成型工艺成型工艺条件的变化直接造成材料的收缩，从而影响尺寸精度。2.4 产品设计图尼龙皮带轮如图2.1和2.2所示2.5 塑件体积及质量估算 体积V= 105.7cm 密度 = 1.15g/cm 质量 = 105.71.15=121.555g2.6 塑件的结构工艺性分析（1）该塑件尺寸适中，表面质量要求表面较光泽，其余的尺寸都无特殊要求，因此所有的尺寸都按照自由尺寸查取。 塑件的尺寸精度一般。为了降低费用和提高生产率，并不对制件进行后加工。（2）在根据材料的成型性能和材料的流动性，以及满足塑件的使用性能下采用侧浇口。（3）由于塑件边上有孔型结构，所以我们采用侧抽芯结构。（4）为了方便加工和热处理，型腔和型芯部分采用镶拼结构。（5）为了使塑件能够顺利脱模，我们采用顶出机构。3.2 注塑机的选择3.2.1 注塑机简介1956年制造出世界上第一台往复螺杆式注塑机，这是注塑成型工艺技术的一大突破，目前注塑机加工的塑料量是塑料产量的30%；注塑机的产量占整个塑料机械产量的50%。成为塑料成型设备制造业中增长最快，产量最多的机种之一。注塑机的分类方式很多，目前尚未形成完全统一标准的分类方法。常用的说法有:按设备外形特征分类：卧式，立式，直角式，多工位注塑机；按加工能力分类：超小型，小型，中型，大型和超大型注塑机。此外还有按用途分类和按合模装置的特征分类，但日常生活中用的较少。3.2.2 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据。公称注塑量：指在空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。注射压力：为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力，我们将这种压力称为注射压力。注射速率：为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。常用的注射速率如表3.3所示。表3.3 注射量与注射时间的关系注射量/CM 60125250500100020004000600010000注射速率/CM/S70125200333570890133016002000注射时间/S0.2511.251.51.752.2533.755塑化能力：单位时间内所能塑化的物料量。塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调，若塑化能力高而机器的空循环时间长，则不能发挥塑化装置的能力，反之则会加长成型周期。锁模力：注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力，在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开。合模装置平稳，以及开模，推出制件时不使塑料制件损坏，要求模板在整个行程中的速度要合理，即合模时从快到慢，开模时由慢到快在到停。空循环时间：在没有塑化，注射保压，冷的基本尺寸：包括模板尺寸，拉杆空间，模板间最大开距，动模板的行程，模具最大厚度与最小厚度等。这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围。开合模速度：为使模具闭合时却，取出制件等动作的情况下，完成一次循环所需的时间。选择注塑机由公称注射量选定注射机 (1)塑件体积 通过Pro/E建模分析 根据预选该模具为一模两腔。 单个塑件体积V1=105.7cm3, (2)浇注系统凝料体积的初步估算 可按塑件体积的30%计算，所以 (3)该模具一次性注射所需尼龙塑料体积 结合上面的计算，初步确定注塑机为表3.4所示，查国产注射机主要技术参数表取SZ-160/10