线轮模具毕业设计.doc

1、毕业设计（论文）中文摘要线轮塑料模具设计摘 要：本设计进行了线轮模具的设计。在设计之前对塑件结构进行工艺性分析。根据塑件特征选择注塑机并对其进行校核。通过考虑成型的经济性、可行性等因素,确定模具的型腔数。根据塑件特点确定模具的浇注系统和分型面位置。该模具采用环形浇口、结构简单、易于制造.通过对塑件结构分析，计算成型零件尺寸，设计合理的成型零件。通过合理布置温度控制系统，调节模具工作温度，提高塑件的成型质量。利用推杆将塑件从模具中推出.结合塑件特点和模具其他零部件的特征选择模架，并对其进行校核。该模具利用直导柱和斜导柱导向，这样的结构设计可确保模具工作运行可靠.关键词：线轮；注塑;模具;设计；斜

2、导柱；滑块毕业设计(论文）外文摘要Design of Injection Mould For The BobbinAbstract： This is a design of injection mould for the bobbin。 Analysis of the process before in the design of the structure of plastic parts. Then choose injection molding machine according to the plastic parts feature and check its parameters

3、。 By considering the production of economic, feasibility and other factors, determine the number of mold cavity。 According to the plastic parts feature， determine the gating system and the parting surface. This injection mould uses annular casting gate, simple structure, so the injection mould is ea

4、sy to manufacture. By analyzing of structure of the plastic parts， calculate the size of the molded part, design reasonable molded parts. Through the rational layout of the temperature control system, adjust the operating temperature of the mold, Improve the quality of plastic parts molding。 Remove

5、the plastic parts from the mold by using the putter Combined with plastic parts feature and other parts of the mold to choose mold bracket， And check its parameters. The mold straight guide pin and Bevel Pillar。 This structure is designed to ensure reliable operation of the mold.Keywords： Bobbin；inj

6、ection；mould;design；slanted guide；slide1 绪论模具工业在我国国民经济中占有重要地位。国家“十二五”发展规划中指出，模具是国家制造业中不可或缺的特殊基础装备。模具产业的关联度高，资金、技术密集，是制造业各有关行业技术进步和产业升级的重要保证。和传统金属材料相比，塑料是一个快捷、方便、廉价的工业材料，有许多突出的优势.随着我国塑料工业的快速发展，塑料制品在工业及日常生活中被越来越频繁的使用。塑料制品需求的增加促进了塑料模具的快速发展。社会上对塑料模具设计与制造人员的需求也不断增加。作为学习模具的学生，就业前景还是比较不错的。模具产业的快速发展，对模具设计人员

7、的素质也提出了新的要求。作为模具专业的学生，应该努力培养自己先进的思维方式、掌握更多先加工技术以及加工工艺。模具毕业设计是我们模具专业最为重要的环节之一，而且它也是我们大学的一个关键教学环节。可以说它是由学生过渡到生产的一步，从学校走向企业的桥梁。想做好本次毕业设计，我们必须以提高自己的基础理论知识，阅读大量的模具设计书籍，努力向老师和同学学习。2 塑件工艺性分析2。1 塑件材料分析ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体的共聚物，原料易得，价格便宜,是目前应用最广、产量最大的工程塑料之一。ABS无毒、无味,为呈微白色或黄色不透明粒料，成形的塑件有较好的光泽，密度为1。031.07g/cm

8、79;。收缩率为0。3%0。8%。ABS塑化效率高，比热容低，凝固也快，所以成形周期短；ABS的表观黏度对剪切速率的依赖性也很强，所以模具设计中大都采用点浇口形式.2.2 塑件工件分析该塑件是一个塑料线轮，如图2-1所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量大，使用ABS材料,成型工艺好，可以注射成型.图21 线轮二维零件图如图22所示为该塑件线轮的三维图。图22 线轮的三维图材料为ABS塑料,须考虑圆周方向侧向分型；塑件各部位壁厚均为3mm，属薄壁制品；为减轻重量及增加强度,两端外侧各有环形加强筋2条、分布均匀的轮辐式加强筋24条；右端内侧有环形加强筋1条、分布均匀的轮辐式加强筋8条,塑件转角处用圆

9、弧过渡,从而可以避免尖角。2.2。1 尺寸精度分析由以上分析可见,该零件的尺寸精度为低精度,对应的模具相关零件加工可以保证塑件用于一般配合,精度等级为一般精度等级，即6级精度.2.2.2 表面质量分析塑料制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔的表面粗糙度.要求制品不能有缩孔、沙眼、裂纹、气孔、凹坑、杂质物等。一般模具表面粗糙度要比制品表面粗糙度小一级，而塑件表面粗糙度随着模具型腔的磨损增大而增加，塑料制品表面的粗糙度取为Ra=0.8m。3 拟定模具结构形式3。1 确定型腔数量方案：一模一腔优点:模具结构较简单，易于制造.缺点:生产效率较低。方案：一模多腔优点:生产效率高缺点：模具结构很复杂,所需轮

10、廓太大，很难实现.综合比较方案、分析，由于该线轴注塑模尺寸较大，要实现大批量全自动连续生产必须简化模具机构，应采用一模一腔的设计。故采用方案，为保证较高的效率浇注系统要能自动脱模。3。2 分型面位置确定分型面是模具闭合时型腔和型芯接触的表面。依据便于脱模的原则，分型面的位置放在塑料工件断面尺寸最大处，需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188而且不能影响塑料制品的外观。根据线轮的结构特征选定如图3-1所示分型面。图3-1 分型面4 注塑机的选择4.1 注射量的计算通过UG建模分析，塑件体积为cm3，ABS的密度g/cm2。质量m为:g浇注系统的体积估

11、算为0.6倍的塑件体积。即cm3实际注射量应该选在额定注射量为的2080%。cm3公式中：n是型腔数; 是浇注系统的体积； 是单个塑件的体积。4。2 注射机的选定根据计算的数据,查文献1初选注射机SZ500/2000注射机。参数如下表4-1.表4-1 注射机主要技术参数项目参数理论注射容积/cm3500螺杆直径/mm60注射压力/MPa140锁模力/KN2000拉杆内间距/mm435 X 435移模行程/mm380最大模具厚度/mm450最小模具厚度/mm200喷嘴球半径/mmSR204.3 注射机有关参数的校核4。3.1 型腔数的校核1）按最大注射量校核，即公式中,n为型腔数；为注射机的最大

12、注射量；同上公式中注释。根据计算结构可以看出，符合要求。2）按额定锁模力校核，即 其中公式中:F为注射机的额定锁模力； 为塑料熔体对型腔的平均压力(MPa)，一般为注射压力30%65%,这里取40%。 为浇注系统在制品分型面上的投影面积，一般取； 为单个制品在分型面上的投影面积，这里mm34。3.1 工艺参数的校核1。 注射量校核实际注射量与模具型腔和流道最大容积比较，即实际注射量：cm3模具型腔和流道最大容积:cm3公式中，为注射系数，数值取0.750.85，结晶形塑料可取0。75,无定形塑料可取0.85，该塑件取0.85。 V为指定规格与型号注射机的注射量容积，该设计中注射机的注射量为50

13、0cm3。由计算结果看出,<，故符合要求.2。 最大注射压力校核注射机压力要大于塑件需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188成型所需要的压力。如表4-2所示，查得塑件材料ABS的注射压力为7090MPa。表42 ABS的注塑参数塑料注射成型机类型密 度/g。cm3料 筒 温 度/ºc模具温度/ºc注射压力/MPa成型时间/s后段中段前段注射时间保压时间冷却时间成型时间ABS 螺杆式104018020021023020021050707090330153015304070所选择的压力机的最大注射压力为Pmax=140MPa。

14、经过比较，显然比ABS的注射压力大，故满足要求。需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号69351883。 锁模力的校核所以模具的锁模力必须要比型腔内压力大。型腔压力去30MPa,锁模力外F，即公式中，F为KN；k为所选注射机的锁模力为2000KN远大于F，故符合要求。5 浇注系统的设计5。1 浇口套的选择在设计时,应该注意以下加点：主流道小端直径用该稍微大于注射机喷嘴直径，一般大（0。51）mm。主流道界面都是圆形的，需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188主流道的整体形状为内圆锥形，圆锥的锥度取。值得注意的是,流

15、道的长度选取时以不超过60mm为宜。浇口套一般采用T8A或T10A材料，热处理硬度为5055HRC(低于注射机喷嘴的材料硬度）。为了减少流料在转向时的阻力，主流道的出口端要设置大圆角过渡。浇口套可选用标准件，但是在选择时应该注意一点：在选够浇口套时应注意：浇口套进料口直径和球面坑半径。该设计中选用的浇口套如图51所示：图5-1 浇口套5。2 分流道的设计5.2。1分流道截面形状分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，因为难加工、热量损失大等各种原因,在实际生需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书,请联系腾讯号6935188产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U

16、形。常用的几种流道效率如图52所示：图5-2 流道截面形状本设计选用梯形的分流道截面。如图5.3所示；图5.3 截面 因为梯形断面的这种分流道易于机械加工，且热量损失和阻力损失均不大，故它也是一种常用的形式。需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188其断面尺寸比例为;H=2/3W，X=3/4W或将斜边与分模线的垂线呈5°10°的斜角。5。2。2 分流道的尺寸计算分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用下面经验公式计算分流道的直径，即：mm公式中：D为分流道的直径,mm； G为塑

17、件的质量，g；g L为分流道的长度，mm；分流道长度是主流道大端直径的12.5倍，这里取2。5倍，即mm。另外，分流道的表面粗糙度Ra一般去1。6m就行，表面不必要求非常的光滑。5.3 浇口的设计浇口有直浇口、环形浇口、侧浇口和点浇口等形式.根据本设计零件特征和材料特征选用环形浇口，见文献【1】。该模具为圆筒形塑件，所以采用环形浇口形式，结构见图54：图5-4 环浇口5.4 冷料穴设计冷料穴是主流道的延长一部分，用来需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188收集接受流料，存放料流前端的冷料。冷料穴尺寸要稍微大于主流道大端直径，冷料穴的长度约等于主流道

18、大端直径。冷料穴配合拉料杆,可以在开模时将主流道中的凝料拉出。设计中使用的冷料穴和拉料装置如图5-5所示:图5-5 冷料穴及拉料装置模具使用的是球头型拉料杆,开模时，就可以将主流道中的凝料拉出。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔.该塑件是线轮，为筒形塑件，采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会有熔接痕产生。6 成型零件的结构设计和计算6.1 成型零件结构设计6。1。1 凸模结构设计凸模的结构形式有整体式、整体嵌入式、活动式和镶拼组合式之分。结合塑件特点，选用整体嵌入式的凸模。6.1。2 凹模结构设计凹模用来成型塑件的外形，按结构需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说

19、明书，请联系腾讯号6935188也可以划分为整体式、整体嵌入式、镶拼组合式等结构。该设计是骨架式的塑件,所以选择镶拼组合式的结构。6.2 成型零件尺寸计算所用的材料ABS，收缩率S=0.4%0。7 ,则型腔径向尺寸计算公式： 型芯径向尺寸计算公式：型腔深度尺寸计算公式:型芯高度尺寸计算公式：公式中，型腔径向尺寸；型芯径向尺寸;-平均收缩率;-塑件的基本尺寸;-塑件的公差值；模具成形零件的制造公差;H型腔深度最小基本尺寸;-塑件的最大基本尺寸；-型芯高度的最大尺寸塑件内形深度最小尺寸根据以上公式，代入塑件的尺寸：6.3 型腔壁厚及底板厚度计算因为该模具结构特点，无需计算需要CAD二维装备图、各零

20、件二维图、三维装备图、完整说明书,请联系腾讯号6935188型腔壁厚，这里计算型腔底板的厚度，计算公式如下：由刚度计算 公式中，为型腔内熔体压力，一般取2545MPa，参照文献【1】;这里=30MPa。 内半径；=63mm E为弹性模量，这里MPa； 为塑件允许的公差的五分之一。mm7 导向机构设计7。1 导向结构的总体设计该设计中的模具有4组导柱和导套，均匀的分布在模具的四周.为了保障模具的强度,中心到模具边缘应该留有足够的需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188距离。模具的导柱安装在动模板上,导套安装在定模版上。需要注意的是，在合模时，为避免凸

21、模先进入型腔，导致模具额损坏，应该保证导向零件首先接触.7.2 导柱的设计该模具选用的是带头导柱,导柱工作部分的表面粗糙度为m,所以导向部分去0。8m，其它部分去1.2m。导柱固定部分与动模版按照H7/m6配合，导向部分按照H7/f7的间隙配合。导柱的形状如图71所示：图71 导柱7.3 导套的设计导套的材料可选用耐磨材料制造，但导套的硬度应该低于导柱材料的硬度(改善摩擦，防止被拉毛）.导套外径与定模版采用H7/m6，表面粗糙度取m,导向孔滑动部分H7/f7间隙配合，粗糙度为m。导套的形状如图72所示：图7-2 导套8 脱模机构设计8.1 脱模力的计算线轮属于薄壁圆形塑件，选用公式：为圆环形制

22、品的壁厚；E为塑料的弹性模量;ABS的弹性模量E=1800MPa.查参考文献【1】。S为塑料的平均收缩率；S=0.55%L为塑件对型芯的包容长度；L=105mm为模具型芯的脱模斜度；=1°为塑件与型芯之间的摩擦因数；ABS与钢的摩擦因数=0。21.查参考文献【1】。为塑料的珀松比。ABS的珀松比=0.394。查参考文献【1】。A为不通孔塑件在垂直于脱模方向上的投影面积,但通孔塑件为0，参阅文献【1】;A=0mm2.K2= 5763.6N8.2 推出机构的设计该模具采用推杆推出，推杆材料为45钢推杆直径的计算：为安全系数，取=1。8；L为推杆长度（mm），L=232.6mm；F为脱模力

23、（N），F=5763。6N；n为推杆数目，n=4；E是推杆材料的弹性模量(MPa）。E=250MPamm因此，推杆的直径去8mm。推杆直径不能过细，以保障足够的强度和刚度.直径在3mm以下的推杆就要将下部加粗,呈梯形，这里不需要。该模具的结构和粗糙度如图8-1所示:图8-1 推杆8。3 脱模机构的复位常见的复位形式有复位杆、推杆兼任复位杆、弹簧复位杆等。模具的复位机构如图8-2所示：图8-2 复位机构9 抽芯机构设计9。1 斜导柱抽芯机构的结构形式此模具使用侧向抽芯机构，为提高生产效率，采用机动抽芯机构.机动抽芯机构分为三种，这里选用最常用需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说

24、明书,请联系腾讯号6935188的斜导柱抽芯机构。斜导柱抽芯机构由斜导柱、滑块、锁紧块和定位装置组成，下面会逐一介绍。9.2 抽拔力和抽拔距的计算9。2.1 抽拔距该塑件圆形线轮骨架结构，较为特殊，有特定的公式计算抽拔力，公式中，D为塑件线轮的坐盘直径D=132mm； d为塑件线轮的圆筒形骨架直径d=60mm所以 =9。2.2 抽拔力抽拔力的计算与脱模力的计算类似，都受多种因素影响，计算时去几个最主要的因素考虑，因此简化公式为：公式中，Q为抽拔力（N）; A为侧型芯被抱紧的截面周长（cm),A=262cm； h为成型部分深度（cm），h=36cm； q为单位面积级压力（N/cm2）,一般取80

25、01200，q=1000 N/cm2； 为摩擦因数,去0.10。2,=0.1； 为脱模斜度，=24°.=9.3 抽芯机构设计要点斜导柱的倾斜角一般取15°25°,锁紧楔块的楔角应该大于强者2°3°。斜导柱和滑块孔的配合应该有0.51mm的间隙。滑块长度L应大于滑块宽度的1。5倍,抽芯完后，留在导滑槽内的长度.9.4 锁紧楔根据上述设计要点设计,该模具滑块采用整体式锁紧楔,如图91所示：图91 锁紧楔锁紧楔用螺钉与定模板和定模座板固定起来，并且要打出导套孔，以便与导套配合。位置见图9-2：图9-1锁紧楔结构9。5 滑块的定位装置为了是滑块在抽芯完

26、毕以后停留在规定的位置上，需要在模具上设计定位装置。有多种形式,这里不再赘述。犹豫该模具在设计的时候在坏块外侧安装了用于冷却的水嘴，所以不能使用挡板来进需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图、完整说明书，请联系腾讯号6935188行限位。只能在模具内部限位，于是，选用一种利用弹簧、螺塞来进行定位的装置，具体形状如图92所示：图93 钢球定位该定位装置叫做钢球对位。9。6 斜导柱的设计9。6.1 斜导柱的直径计算斜导柱的直径公式如下：公式中，d为斜导柱直径（cm）; P1为抽拔力(N）;P1=297.4N 为斜导柱倾斜角;=24° H1为P2力与A点的距离在水平方向上的投影（c

27、m）;查参考文献【1】,受力分析图中的B点是斜抽芯部分的中点。所以H1=57.5mm=5。75cm.为抗弯强度（N/cm2)；碳素钢取然后再查参考文献【1】，找略大与d的直径，最后选取公称直径d为15mm的斜导柱。9。6.2 斜导柱的长度计算斜导柱长度的计算公式为： 公式中-斜导柱总长度，mm；D-斜导柱台肩直径，mm；-斜导柱抽拔角， °斜导柱固定板厚度，mm；斜导柱与侧滑块料孔的配合间隙,mm；斜导柱工作部分直径，mm；抽芯距，实际间距加24mm；带入计算，求得斜导柱长度201.5mm.10 模具温度调节系统的设计10。1 冷却水道的设计原则1)水道孔直径一般取812mm，该模具

28、用10mm的水道孔直径。2)水孔的中心距取水道孔直径的35倍。水孔距离型腔壁的距离要相等以防止受热不均。3）应该降低进、出水温差.4）设计的水道要便于加工、清理。5)要注意浇口位置的冷却。10.2 冷却水路的形式设计结合该模具的特点，设计水道布置如下主视图，图10-1，图101冷却水道冷却水路布局方式的俯视图，如图102所示：图10-2 水道布置11 模架的选用11。1 模架的确定分析工件的特征和上述设计各部分的特征，确定该设计中使用的模架属于中小型注射模架。模具的动模型腔和定模型腔采用的是整体嵌入式,并且该模具采用斜导柱侧抽芯.结合以上两点考虑，需要CAD二维装备图、各零件二维图、三维装备图

29、、完整说明书，请联系腾讯号6935188选用A2型模具。使用A2模架还便于滑块导滑槽的加工,参见文献【1】.根据模具的各部分特点和模具型腔位置因素,选用系列模具。11。2 模架的校核1）最大与最小模具厚度模具闭合时的厚度应在注射机动定模板最大闭和高度和最小闭和高度之间，参考文献【1】。用公式表达:公式中,注射机所允许的最小模具厚度; 模具的闭和高度; 注射机所允许的最大模具厚度。模具的闭合高度为480mm，在这个范围之内，故符合要求。2)模架尺寸与注射机拉杆内间距校核模架的外形尺寸mm。拉杆内间距为mm。因为，所以符合要求。12 模具的材料模具的结构确定后，还需确定模具各部件所使用的材料.该模具的各部分的材料如表121所示：表121 模具各部分材料零件名称材料处理型芯T10调质型腔T10调质动模座板45钢调质定模座板45钢调质固定板45钢调质支撑板45钢淬火推板45钢调质浇口套T10A淬火导柱T10A淬火导套T10A淬火斜导柱T10A淬火滑块T10A淬火楔紧块45钢淬火推杆T10A淬火复位杆45钢淬火顶杆固定板45钢水嘴45钢支撑柱45钢螺钉Q235淬火结 论本次毕业设计的课题是线轮的模具设计。在设计过程中,通过分析塑件的成型特点，运