论文-一种玩具车轮注塑模设计-定制机械毕业设计

常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计论文 常州信息职业技术学院 学生毕业设计（论文）报告 系 别： 机电工程学院 专 业： 模具设计与制造 班 级： 模具 122 学 生 姓 名： 冯如冰 学 生 学 号： 1204103230 设计（论文）题目： 一种玩具车轮注塑模设计 指 导 教 师： 刘军华 设 计 地 点： 常州信息职业技术学院 起 迄 日 期： 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计论文 I 毕业设计（论文）任务书 专业 模具设计与制造 班级 模具 122 姓名 冯如冰 一、课题名称： 一种玩具车轮 注塑模设计 二、主要技术指标： 1. 采用 种玩具车轮 进行三维造型，实现三维图与二维 图的相互转换。 2. 描述玩具车轮架构特点和设计要点，分析玩具车轮成型原理并确定其成型方法。 3. 运用两板模对玩具车轮成型模进行设计。 三、工作内容和要求： 1在深刻领会任务内容及要求的基础上，通过 查阅文献资料、调查研究和方案论证，制定工作计划，并撰写开题报告。 2 拟定毕业论文（设计）研究方案，开展实验研究、理论研究、设计、研制、开发以及数据处理、分析总结、整理资料、图纸绘制等与任务书要求相应的工作。 3毕业设计报告或毕业论文应由：题名（标题）、目录、摘要（中外文）、引言（前言）、 正文、结论、谢辞、参考文献和附录等几部分构成。 4毕业论文的字数要求在 1 万字以上，毕业设计报告要求在 字左右。 5按照工作计划，进行中期检查准备。 6. 论文经初稿、二稿后定稿，并参加答辩。 四、主要参考文献： 1. 张维合 M学工业出版社， 2007 2. 恩格 30 例 M 学工业出版社 ， 2008 3. 单小根 M. 西安 :西安电子科技大学出版社， 2007 4. 王德俊 M. 北京 : 机械工业出版社， 2009 5. 朱光力 M等教育出版社， 2005 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 定制机械毕业设计，选择圆梦 业设计（论文）开题报告 设计（论文题目） 一种玩具车轮注 塑模设计 一、选题的内容和意义： 选题内容 ：在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的 绘制等。 选题意义 ：通过三年专业的系统学习 ,我们基本掌握了有关的理论知识 ,选择注塑模作为课题可以让我综合运用以前所学知识 ,使书本知识转化为实际运用 ,更有利于对注塑模的掌握和实际运用 玩具车轮的注塑模设计是融合多种知识的综合实践活动，在完成该课题的过程中能进一步熟悉绘图软件以及塑料模的设计和应用。 通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事模具职业打下良好的基础。 二、课题研究的主要内容： 1运用 件进行外观造型 2. 塑件的工艺性分析 3模具结构、尺寸的设计计算 4. 模具的基本结构与模架选择 5模具主要零件图及加工工艺规程 三、主要研究（设计）方法论述： 解目前产品的情况 G 软件对塑件进行造型 行零件图绘制 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 定制机械毕业设计，选择圆梦 、设计（论文）进度安排： 2014 年 9 月 1 日 2014 年 10 月 29 日 时间（迄止日期） 工 作 内 容 场调研、收集资料、选择设计课题并交于指导教师审核。 据校内指导教师下达的毕业设计任务书，撰写开题报告。 步确定设计方案，上交开题报告。 产品造型及进行工件的工艺性分析，初步设计模具，与导师联系进行初期检查。 考模具设计资料，细化模具的具体结构。 具设计相关计算及校核，完成总装配图，与导师联系进行中期检查。 制零件图，编写加工工艺。 写并完成设计报告初稿，提交初稿评阅。 改、整理、完成图纸及报告。 要求定稿、打印， 提交毕业设计报告（论文）及成果材料。 文答辩。 五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日 六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 定制机械毕业设计，选择圆梦 种玩具车轮注塑模具设计 目 录 术在玩具车轮注塑模设计中的应有 . 1 AM in . 2 第一章 市场调查 . 3 第二章 玩具车轮的工艺性分析 . 4 件材料特性 . 5 本特性： . 5 要用途： . 5 件材料的成型性分析 : . 5 件材料成型工艺参数： . 6 件结构工艺性分析 . 6 料制品的尺寸 : . 6 料制品的公差 : . 6 料制品的表面质量 : . 6 件的脱模斜度 : . 6 第三章 注射机的选择 . 8 算塑件的体积、质量 . 8 定模具型腔数量 . 8 择注射机 . 8 第四章 模具结构的设计 . 9 腔排位 . 9 道最短原则： . 9 度 平衡原则： . 9 力平衡原则： . 9 料平衡原则： . 9 型面 . 9 观唯美原则： . 9 工方便原则： . 9 型容易原则： . 9 模顺畅原则： . 9 型零件尺寸计算 . 10 型零件结构设计 . 11 气系统设计 . 11 第五章 模具结构件的设计 . 12 架设计 . 12 算型腔模板周界 . 12 定模板厚度 . 12 位钉 . 13 第六章 浇注系统设计 . 14 注系统设计原则 . 14 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 定制机械毕业设计，选择圆梦 V 量第一原则： . 14 料平衡原则： . 14 积最小原则： . 14 期最短原则： . 14 流道设计 . 14 流道设计 . 14 口设计 . 15 注系统的冷料穴、拉料杆设计 . 16 第七章 温度控制系统设计 . 17 度控制的原则 . 17 温均衡原则： . 17 别对待原则： . 17 便加工原则： . 17 通式冷却水道设计 . 17 第八章 模具脱模系统设计 . 18 模系统设计原则 . 18 出平衡原则： . 18 件给力原则： . 18 件美观原则： . 18 全可靠原则： . 18 便加工原则： . 18 模力计算 . 18 杆设计 . 19 第九章 模具装配图和零件图图的绘制 . 20 配图 . 20 件图 . 20 结束语 . 21 参考文献 . 21 答谢辞 . 22 附录 1 装配图 . 23 附录 2 型芯零件图 . 24 附录 3 型腔零件图 . 25 附录 4 定模板零件图 . 26 附录 5 动模板零件图 . 27 附录 6 顶板零件图 . 28 附录 7 底板零件图 . 29 附录 8 推件板零件图 . 30 附录 9 面针板零件图 . 31 附录 10 浇口套零件图 . 32 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 1 术在 玩具车轮注 塑模设计 中的应有 【摘 要】 件是当今模具设计与制造领域中应用最为广泛的 件。本文以玩具车轮注塑模具为例阐述基于 术的模具设计及加工仿真一体化技术，重点介绍了模具设计与制造的基本思路和步骤。本文主要介绍了注塑模具的设计，通过对一个塑件的全面分析，选用合适的注塑机，确定模具的结构方案，再通过模具型芯、型腔等相关尺寸计算，绘制模具的零件图、装配图，并且还对主要零件进行模具加工工艺分析，确定加工工艺路线，以及模具的装配工艺。为了更进一步清楚形象的了解模具的结构设计过程，这次毕业设计使用 维软件，带来了很大的方便。 关键词：玩具车轮；加工工艺；塑料模；软件应用 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 2 AM in of s UG is AM in as an of of AM of a of of of In to of G as of a 州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 3 第一章 市场调查 模具工业是制造业中的一项基础产业， 近年来得到飞速发展，塑料模具也是如此，它的产品应用于各行各业，如何借助 高加工模具的精度和生产效率一直是设计者急需解决的问题。各种 件中， 由美国 司推出的功能强大的三维 件系统，其内容涵盖了产品从概念设计 、工业造型设计、三维模型设计、分析设计、动态模拟与仿真、工程图输出，到生产加工成产品的全过程，应有范围涉及航空航天、汽车、机械、造船、通用机械、数控加工、医疗器械和电子等诸多领域。 件的模具设计功能非常强大，本文以玩具车轮注塑模具设计为例阐述基于 模具设计关键技术。 根据调查分析，随着我国经济发展，我国城乡居民的消费支出中，玩具类支出越来越大。我国 16 岁以下的儿童有 4 亿左右，占人口比重约 25%。如果玩具消费达到亚洲平均水平，市场规模预计突破 350亿元人民币。内地玩具市场未来以每年 40%的速度 增长，另外近年来随着玩具产业法规不断出台，玩具行业规范不断改进，玩具知识产权保护意识在不断加强，中国玩具企业正由“来料加工”型走向“自主创新”型。随着玩具行业发展的需要，机械在玩具中应用的越来越广。从设计到制造都与机械有一定的联系，例如：设计玩具零部件的外形，结构，模具的设计与加工，塑料零件的注塑成型等等都离不开机械理论。根据以上的市场调查，我决定把玩具车轮作为我的毕业设计课题。玩具车轮如图 1. 图 1 玩具车轮 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 4 第二章 玩具车轮 的工艺性分析 塑件如图 2 所示： 图 2 玩具车轮三维图 塑件的零件图如 图 3所示： 42508R 19R 12R 111292+ 0, 52,18 零件图 产品名称：玩具车轮 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 5 产品材料： 品数量：大批量生产 塑件尺寸：如图所示 塑件颜色：白色 塑件要求：塑件外侧表面光滑，不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷。 件材料特性 本特性： 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物，价格便宜，原料易得，是目前产量最大、应用最广的工程塑料之一。 毒、无味，为呈微黄色或白色不透明颗粒，成型的塑件有较好的光泽，密度为 由于三种组 分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固有的作用。丙烯腈使 有良好的表面硬度、耐热性及耐化学腐蚀性，丁二烯使 韧，苯乙烯使它具有优良的成形加工性和着色性能。 热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯。尼龙等都高，尺寸稳定性较好， 具有一定的化学稳定性和良好的介电性能，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度是 70 左右，热变形温度是 93 左右。不透明，耐气候性差，在紫外线作用下会变硬发脆。 根据 三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不 同的应用。 要用途： 机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等；汽车工业上用造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还可以用 层板制造小轿车车身； 可以制作水表壳、防止器材、电器零件、文教体育 用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。 件材料的成型性分析 : 吸水，使成形塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。为此，成形加工前应进行干燥处理；在正常 的成形条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小；要求塑件精度高时，模具温度可控制在 50 60，要求塑件光泽和耐热性时，应控制在 60 80； 热容底，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短；表观黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 6 式。 件材料成型工艺参数 ： 查有关手册得到 料的成形工艺参数： 密度 缩率 件结构 工艺性 分析 料制品的尺寸 : 这里的尺寸是指塑料制品的总体尺寸，而 不是壁厚、孔径由于塑料流动性的限制，对于流动性差的塑料或薄壁制品注射成型和传递成型时，制品尺寸不宜过大，以免熔体流程过长而不能充满型腔或型中出现熔接痕，从而影响制品外观和强度。本项目的玩具车轮的总体尺寸是 5092 ，属于小型塑件。 料制品的公差 : 影响尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨损程度，其次是塑件收缩率的波动及成型时工艺条件的变化、塑件成型后时效变化和模具结构形状等。因塑件的尺寸精度往往要求不高，应在 保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。 项目中的玩具车轮有两个尺寸标注公差，分别是 精度，属于一般精度；其余尺寸未注公差，按 料制品的表面质量 : 塑料制品表面质量包括有无斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺陷，还有表面光泽性和表面粗糙度，表面缺陷必须避免。塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面粗糙度有关。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增大，所以应随时抛光复原。 项目中的玩具车轮表面不得有气孔、熔接痕、飞边等缺陷，表面粗糙度要求不高，可取 件的脱模斜度 : 为了使塑件开模时顺利脱离型芯和型腔，防止塑件粘模或者在脱模时划伤 表常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 7 面等，塑件沿着开模方向应有合理的脱模斜度。设计脱模斜度的原则如下： 般往减料方向做脱模斜度。 质塑料比软质塑料的脱模斜度大；收缩率 大的塑料比收缩率小的脱模斜度大。 模斜度要求越小。 查手册脱模斜度选取 1。 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 8 第三章 注射机的选择 算塑件的体积、质量 利用 得塑件的体积为 ,密度 质量 M=159 167g 。 定模具型腔数量 塑件的生产批量为 10 万件，属于大批量生产，端盖注塑件精度为 ，属于低精度，因此采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，确定型腔数目为一模两腔。 择注射机 根据公式 n j） /K 已知 n=2， 59估计 0 2 159+30） /35注射机规 格表，初步选择注射机 明确注射机的规格参数： 额定注射量 500射压力： 145大开模行程： 500板尺寸： 850700模力： 3500具厚度：最大 450小 300杆空间： 540440嘴圆弧球半径 嘴尺寸： 孔直径 3、 5、 6、 8定注射成型工艺参数 查表， 温度 ：喷嘴温度： 180 190 料筒温度： 前段 200 210 中段 210 230 后段 180力：注射压力： 70 90 保压压力： 50间 (S)： 注射时间： 3保压时间： 15冷却时间： 15成型周期： 40州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 9 第四章 模具 结构的设计 腔排位 排位的原则应满足： 道最短原则： 减少浇注系统凝料，节约钢材及模具制造成本。 度平衡原则： 温度平衡原则使模具型腔各处的温度大致相等，保证各腔 塑 件的收缩率相等 力平衡原则： 使模具在注射时承受涨型力的合力靠近模具中心，与注射 机的锁模力在一条直线上。 料平衡原则： 对于一模多腔的模具，同一塑件应从同一位置进料，以保证塑件的互换性。 排位图如图 4所示： 图 4 排位图 型面 分型面位置设计一般原则 观唯美原则： 分型面的选择应尽量不影响塑件外观，尤其对外观有明确要求的塑件，更应注意分型面对外观的影响。 工方便原则： 分型面的选择应使模具结构简单，加工容易 ，特别是型芯、 型腔的加工。 型容易原则： 分型面的选择应有利于熔体的浇注、型腔的排气和冷却系统的设计 模顺畅原则： 分型面的选择有利于塑件的脱模，确保在开模时使塑件留于有推出机构的一侧 项目分型面如下图所示： 型芯片体、型腔片体如图 5所示。 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 10 图 5 型芯、型腔片体图 型零件尺寸计算 按公式 +S)计算 查表可知 收缩率 则其平均收缩率 S=( 2 = 大缩水 260- 芯长度尺寸 3 /4)- z =(260 260 3/4)- () = 160- 芯宽度尺寸 3 /4)- z =(160+160 3/4) () = 6- 芯高度尺寸 1 /2)- z =(16+16 1/2 () = 60+腔长度尺寸 /4) + z =(260 260 3/4)+() = 160+腔宽度尺寸 /4)- z =(160+160 3/4)+() = 腔深度尺寸 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 11 /2)- z =(1/2 () =型零件结构设计 型腔和型芯的结构有两种基本形式，即为整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型芯与型腔都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形，利于排气，便于模具的维修 。 气系统设计 注塑模具内的气体不仅包括型腔里的空气，还包括流道里的空气和塑料熔体产生的分解气体，以及塑料中水分在高温下变成的水蒸气。在注塑时，这些气体都应及时排出，否则将产生危害。适当地开设排气槽可以大大降低注射压力、减少注射时间和保压时间以及减少锁模力，从而提高生产效率，降低生产成本。由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为 不必设排气槽。 常州信息职业技术学院机电工程学院 毕业设计报告 12 第五章 模具结构件的设计 架设 计 模具结构的选定是非常重要的，模具的结构决定了模具的注射周期、成本塑件的注塑工艺与塑件的生产成本等，所以选择何种模具结构必须非常慎重。为缩短模具的制造周期，降低制造成本，模架应该优先选用标准模架。标准模架有二板模模架（又称大水口系统模架）、标准型三板模模架（又称细水口模架）和简化型三板模模架（又称简化细水口模架）。 模架尺寸取决与成型零件（内模镶件）的外