滑轮盖模具设计与制造(定稿)学位论文

1、目录一 前言 1二设计课题及任务32.1设计课题 32.2设计任务 32.3设计要求 32.4设计步骤 3三产品的特点4四模具设计54.1模具的结构与装配工艺 54.2模具设计原理及重点 64.3定模小芯的设计 84.4定模抽芯的设计 94.5定模板的设计 94.6浇口套的设计 104.7动模板的设计 114.8定位圈的设计 11五模具工作过程极其原理12六模具冷却系统的设计 13七设计总结 14八参考文献 16、八 、亠一 前言随着电子技术和近代工业的飞速发展，塑料制品的需求越来越 大。电子工业的发展给塑料工业发展带来了前所未有的发展机会。 随 着人们对塑料性能研究深入， 塑料制品的应用突破

2、传统的单一的日常 生活领域，特别是石油工业的飞速发展，各种新型塑料的随之诞生， 如今塑料制品不仅用于丰富多彩的日常生活，还在建筑、工业、生产 等领域得到广泛的应用由于塑料有其独特的性能 （如其密度小、机 械性能好等金属无法与之媲美的优点 ）,今后，塑料制品将在未来的各 行各业中发挥其独特的作用。 由于塑料有其自己的成型特性， 只能广 泛利用模具成型， 因此塑料模具的开发和制造技术将成为一门重要的 技术塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科， 不仅随 着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺 的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加 工领域的渗透

3、而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法、 在家点行业、汽车工业、 机械工业等都有广泛应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一 致性高、 生产率高和消耗低的特点， 有很大的时常需求和良好的发展 前景。瞄准这一发展趋势，为了掌握这门实用的技术，我们十分珍惜 做毕业设计这一机会。 我们通过本次毕业设计， 在指导老师夏老师的 指导下， 以滑轮盖的模具设计为例， 深入学习并掌握注射模具设计的般思路和方法、 模具制造的专用设备及注射机的工作原理， 为今后 工作打下扎实的基础。根据此次设计任务的要求， 我主要承担滑轮盖模具设计。 本次设 计共历时十八周，具体进程如下：第一、二周，请指导教师并布置任 务

4、，研究设计内容和要求，确定所涉及的相关知识和范围，讨论设计 方法，到各种集会现场调查分析以增加感性认识， 获取设计所需要的 一些数据，并加快设计的步伐。第三、四、五周，根据设计内容，查 阅相关资料，确定总体设计方案，计算各设计参数、性能参数和几何 尺寸。第周，绘制各种设计图纸。第九周，整理资料并编写设计说明 书。第周，交指导教师审阅，并作修改，最后定稿。在设计过程中，夏老师不辞辛苦，尽管事务繁多，但是夏老师还 是按时指导我们， 及时帮助我们解决设计过程中遇到的问题并提出很 多宝贵意见，使我们增长了见识、完善了思想。本次设计是对我大学四年来学习成果的一次检验， 更是一次把所 学知识融会贯通的机会

5、。 但由于我的水平有限， 错误和疏漏在所难免， 恳请各位老师多多指教斧正，殷切希望各位老师批评指正。第二部分 设计课题和任务2.1 设计课题 ：滑轮盖模具设计与制造。2.2 设计任务：针对指导老师给定的塑料样品图，设计出其模具 完成本设计必须：1、对课题产品图进行测量并画出图样；2、根据样品和图样设计出模具；3、设计出模具零件及加工工艺；4、设计出模具的装配工艺。2.3 设计要求 1在指导教师的指导下，能独立拟定设计方案，提出方案的构思 以及技术经济条件等方面的构思。2能运用已学过的理论知识，采用工程分析方法或数值计算方法， 正确完成设计中的计算工作。3熟练掌握机械制图的方法和技巧，按国家标准

6、正确地完成绘图。 4编写出设计说明书。2.4 设计步骤1提出设计思路。2根据提供的参数和相关参考资料，设计并计算出各部件的基本 外形尺寸，以确定各部件的全部尺寸。3画出装配图、部装图和部分零件图及审核。第三部分：产品的特点塑件为滑轮盖，材料为POM,如图3 1所示。滑轮盖结构简单， 基体为圆柱壳体，壳体上面约 11 个形状和尺寸完全相同的按键槽， 每个按键槽上面有一个直径为 2mm 通孔，但垂直方向的开口仅为 1.7mm,形如葫芦状。使用时按键两端的小轴压入其中（共计 10个 按键），并能自由旋转。壳体另一侧为一圆柱凸台，内有通孔，使用 时与滑轮轴配合，在外侧有 6条加强筋。产品外观质量要求高

7、，表面粗糙度低，耐压等级高；因而要求 成型情况良好，不应有较为明显和较长的熔接痕，以消除使用中的 安全隐患。图3 1：滑轮盖产品图第四部分：模具设计4.1：模具的结构与装配要求模具装配如图4-1所示，模具一模2腔，呈对称布置。总体结构: 左边是定模部分（凹模），由定模固定板、定模垫板、定模板、圆柱 销、浇口套、定位圈、定模抽芯、定模小芯、密圭寸圈及尼龙套组成；右边为动模部分(凸模)，由动模板、动模垫板、垫块、推杆支承、 推杆固定板、动模固定板、圆柱销、垫板、推管芯、推杆、推管组成 采用潜伏式浇口，位置在塑件壳体的外边缘，开模时，流道凝料与塑 件自动分离。89 , 10 111213141516

8、17 187 & 5 4 3 2怡 221222325 26278图4 1模具装配图模具装配的基本要求(1) 模具左右面的平行度不大于0.05伽，分型面处应密合;(2) 推件时推杆和卸料动作必须保持同步，(3) 合模时左右模型芯必须紧密接触4）图纸检查各主要工作零件及其它零件尺寸4.2：模具设计原理及重点模具设计的关键就是按键槽处的脱模， 详见土 3-1中 A 处放大部 分，由于按键槽宽2.3mm,每个按。键槽之间的间隙为2.2mm,所以 采用侧抽机构是不可能的。 从通孔和槽的尺寸比值可以看出， 利用塑 件的弹性变形来强制抽芯是可以实现定模小芯 3的脱模。但如果采用 传统的强制抽芯结构,即定模

9、小芯 3与型腔作为一个整体一同脱模, 势必会将按键槽拉坏。所以抽芯时,按键槽的外侧应先脱模,以让出 按键槽的变形空间。在设计上把按键槽的内、外侧分为两体,即定模 小芯 3 和定模抽芯 4,并使两者在脱模时有一个差动,即先抽出定模 抽芯 4 然后再抽出定模小芯 3。为此,设计了一种新颖的机构,如图 4-2 和图 4-3 所示。从这两个零件图可以看出,每个按键槽内侧结构 做成一个定模小芯 3,一共 11个,分别镶在定模抽芯 4 中,用圆柱 销 7 穿在一起, 可以在定模抽芯 4 中上下滑动。 圆柱销 7 的两端固定 在定模板 10 上,并用螺钉固定, 这样定模小芯 3 就与定模板 10 一起 动作

10、。模架采用的是三板模模架,以实现定模板 10 与定模固定板 8 间 的相对运动, 定模抽芯 4 固定在定模固定板 8 上,装配时将定模固定 板 8 与定模垫板 9 固定在一起,开模时定模板 10 与定模垫板 9 间先 打开, 定模抽芯 4从定模型腔套 11中抽出, 然后定模板 10 与动模板 13 分开,定模小芯 3 抽出,塑件留在动模型芯 12上。保留定模垫板 9 是为定模抽芯 4 提供足够的安装和固定空间。定模型腔套11、动模型芯12和推管芯21因均有方向性要求，所 以均以圆柱销19定向，圆柱销19固定在相应的零件上，在模板对应 位置铣出与其外圆相配合的槽。 冷却均采用环行水道，轴向两侧以

11、O 型密封圈密封。塑件脱模是推杆结合推管，从图 4-4和图4-6可以看 出型腔、水道的分布情况和浇口的位置4.3：定模小芯的设计模具的结构及其要求，定模小芯采用材料：T8A、T10A热处理：淬火HRC558。表面处理R0.8 （精磨或精细车）。如图42:定模小芯4.4:定模抽芯的设计根据每个按键槽内侧结构做成一个定模小芯，一共11个，分别镶在定模抽芯中，用圆柱销穿在一起，可以在定模抽芯中上下滑动。 圆柱销7的两端固定在定模板上并用螺钉固定， 这样定模小芯就与定 模板一起动作。在设计定模抽芯时，材料：T8A T10A热处理：淬火HRC5458,表面处理Rj0.8 （精磨或精细车）如43图所示:一

12、1-如图：43定模抽芯4.5：定模板设计为了实现定模板与定模固定板间的相对运动， 定模抽芯固定在定 模固定板上，装配时将定模固定板与定模垫板固定在一起， 开模时定 模板与定模垫板先打开，定模抽芯从定模型腔套中抽出，然后定模板 与动模板分开定模板采用的材料：45,热处理：调质HB230-270,模板上下表面：R0.8 （精磨），如4 4图所示:图44定模板零件图4.6:浇口套设计材料：T8A、T10A，热处理：淬火 HRC5055,内表面要求比较高，粗糙度控制在 0.2以内。4.7：动模板的设计根据动模板所起的作用，因此选材料：45，热处理：调质HB230270,模板上下表面：R0.8 （精磨）

13、，如4 6图所示:图46:动模板零件图4.8:定位圈的设计根据模具的要求，选用材料：45,定位圈的尺寸如下图:如图：47定位圈第五部分：模具工作过程极其原理5.1 :模具工作过程1）由于定模板 10 与动模板 13 之间尼龙套 1 的作用，定模垫 板 9 与定模板 10 先分开，带动定模抽芯 4 抽出，定模小芯 3 在定模抽芯 4 内滑动，但相对定模板 10 静止，所以定模 小芯 3 仍停留在塑件上；2）继续开模，至垫片 28与定模板 10 接触，开模力克服尼龙 套 1 的涨紧力， 则定模固定板 8 带动定模板 10 开模，与动 模板 13分开，定模小芯 3 从塑件中抽出；导柱 26既起导 向

14、的作用，又起拉杆的作用；3）在注射机推杆的作用下，推杆固定板 17 向前运动，推管 24 和推杆 22、23将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处于闭合状态，通过注塑机向流道口注热塑 ，经 过流道进入凹凸模构成的型腔。注塑完后，经过几分钟时间凝固，然 后开模，与此同时， 垫板推动队杆与推管从而使推杆和推管将塑件顶 出，这样就完成一个注塑过程。第六部分：模具冷却系统的设计6.1：温 度对塑料制品和生产的影响在模塑成型中，模具温度对塑料制品的质量和生产率影响很大主要表现在以下两个方面：（1）模具温度对塑料制品质量的影响：模具温度（以下简称为模温）及其波动对制品的收缩率、尺寸

15、稳定性、力学性能、变形应力、开裂和表面质量等均有影响。模温 过低，熔体流动性差，制品轮廓不清淅，甚至充不满型腔成形成熔 接痕、制品表面不光泽、缺陷多、力学性能降低。滑轮盖在模温过 低、充模速度又不高的情况下，制品内应力增大，易引起翘曲变形 或应力开裂；模温过高成型收缩率大，脱模和脱模后制品变形大， 并且易造成溢料和粘模。6.2：模具温度对模塑周期的影响在注射成型中，注射时间均占成型周期的5%,冷却时间均占8 0%，顶出（脱模时间约占15%，可见缩短冷却时间对缩短模 塑周期和提高模塑效率有很大的作用。在注射成型中,高温熔体,主要是通过热传导和热对流的方式 传递给模具,而模具,输出热量的方式主要是

16、自然散热和向外热传 导，其中9 5%的热量需要靠传热介质带走。由于管件壁较厚,与薄壁件不同,其冷却系统也有其自身的特 点。对于冷却系统采用较多的冷却水道,均布在型腔上下,型芯也 通有冷却水,使冷却均匀,速度较快。九 设计总结在设计过程中,我通过各种方式收集、查找相关资料。同时,为 了增加感性认识,也为了更好的进行设计。设计小组人员曾多次深入 到工厂进行调查。在调查参观的过程中,我仔细观察,虚心请教,不 放过任何难点与疑问，对所需要的每一个数据都认真收集、分析。很 多数据不能直接计算得出，但可以根据经验或是实际情况进行估算。 此次独立完整的完成毕业设计确实是对大学期间所学知识的一次系 统的、全面

17、的考验。通过这次完整的毕业设计，我系统地回顾和复习了大学四年所学 的相关专业知识，同时也深刻体会到学习的重要性并领会到设计也是 一种学习的方式。在设计的过程中，我综合运用了系统的设计方法和 相关设计软件（如 AutoCAD、Word、Pro/E 、PhotoShop 等），且应用 熟悉相关设计资料（包括手册、标准和规范等）以及进行经验估算等 方面有了一定程度的提高，深刻的感受到计算机和工具书及手册在设 计中带来的便利和帮助。对于这次设计，我有如下体会：1、我深刻认识到设计的艰辛和科学研究的严谨性，设计的每一 个环节，不论大小，都要深思熟虑，精心设计，否则就会造成技术上 的不合理和经济上的损失。

18、2、拓展了我们的思维，培养了我们的创新精神和团结合作的精 神，使我们学会如何将所学的知识运用到实际当中，真正做到了理论 联系实际。3、使我看到了我国工业发展的广阔前景，同时也更加坚定了我 们为祖国工业发展而努力奋斗的决心。十五 . 参考文献1. 屈华昌主编 .塑料成型工艺与模具设计 . 北京：机械工业出版社， 19952. 陈万林编著 .塑料模具设计与制作教程 . 北京：北京希望电子出版社， 20013. 陈万林编著 . 塑料模具设计手册 .4. 邱宣怀主编 .机械设计（第四版） . 北京：高等教育出版社， 19975. 吴宗泽,罗圣国主编 .机械设计课程手册 .北京：高等教育出版社， 19996. 刘鸿文主编 .材料力学（第三版） . 北京：高等教育出版社， 19927. 廖念钊主编 . 互换形与技术测量 . 北京：中国计量出版社， 20008. 冯炳尧、韩泰荣等主编 . 模具设计与制造简明手册