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1、毕 业 设 计设计题目： 滑轮的注射模设计 系 部： 机电工程系 专业名称： 模具设计与制造 班 级： 0学 号： 33 姓 名： 指导教师： 完成时间： 200 年 月 日 毕业设计选题表专业模具设计与制造班 级0姓名 学 号 33实习单位上海航天舒适环境科技有限公司(南京分公司)主要实习岗位设计师 销售员联系方式15951671526设计选题情 况（按顺序）滑轮的注射模设计塑料梳子的注射模设计鼠标的注射模设计实习单位指导教师意 见实习指导教师（签名）： 年 月 日系 部意 见教研室主任（签名）： 年 月 日备注 毕业设计任务书姓名 性别女班级0学号33专业模具设计与制造设计题目滑轮的注射模
2、设计设计的主要任务1.塑件的工艺性分析2.成型设备选择与模塑工艺规程编制3.注射模的结构设计4.成型零件工作尺寸的计算设计的要求1.保证达到塑件的要求2.合理确定型腔的数目3.浇口和浇道的设置4.模具制造成本估算设计进度及考核安排序号完成时间内容120003注射模设计的构思阶段220004滑轮的相关资料收集阶段,方案初步形成阶段320005滑轮的CAD图形制造、数据查找阶段说明书编写阶段,方案的形成与整理阶段.42000设计完成及答辩指导教师李东君电话13851882825E-mail邮编地址实习指导教师 (签字)单位教研室主任：机电工程系（盖章）日期：2008年5月25日目录第一章 课题介绍
3、 （7）第二章 工艺分析 （8）1塑件的工艺性分析（8） （1）塑件的原材料分析（8） （2）塑件的尺寸精度分析（8） （3）塑件表面质量分析（8） （4）塑件的结构工艺性分析（8）2成型设备选择与模塑工艺规程编制（8） （1）塑件体积和质量的计算（9） （2）塑件模塑成型工艺参数确定（10） （3）模塑成型工艺卡（10）第三章 注射模的结构设计 （10） （1）分型面的选择（10） （2）型腔数目的确定及排列（10） （3）浇注系统的设置（10） 1）主流道设计（11） 2）分流道设计（11） 3）浇口设计（11） （4）型腔、型芯结构的确定（12） （5）推件方式的选择（12） （6）标准
4、模架的选择（12）(7） 装配图 （15）第四章 成型零件相关尺寸的计算 （24）（1）产生偏差的原因 （24）（2）注射机有关参数的校核 （24）1）注射量的校核 （25） 2）注射压力的校核 （25） 3）模具厚度校核 （25） 4）开模行程校核 （26）设计小结 （27）参考文献 （28）摘要塑料注射成型模具主要用于成型热塑性塑料制件,近年来在热固性塑料的成型中也得到了日趋广泛的应用。由于塑料成型注射成型模具对塑料的适应性比较广，而且用这种方法成型塑料制件的内在和外观质量均较好，生产效率特别高，所以注射成型模具日益引起人们的重视。关键词注射模 塑料 工艺性 模具结构 成型设备 模具工作原
5、理AbstractThe plastic injection takes shape the mold mainly to use in to takeshape the thermoplastic workpiece, in recent years took shape in thethermosetting plastics also obtained day by day the widespreadapplication. Because the plastic takes shape the injection to takeshape the mold to the plasti
6、c compatibility quite broadly, moreovertakes shape the plastic workpiece with this method intrinsic and theoutward appearance quality better, the production efficiency isspecially high, therefore the injection takes shape the mold to bringto peoples attention day by day.Key wordThe injection mold pl
7、astic technological mold structuretakes shape the equipment第一章 课题介绍塑料件分析说明塑料件名称：滑轮生产 批量 ：大批量材 料：聚甲醛（POM）未注公差取MT5级精度第二章 工艺分析一 塑件的工艺性分析1塑件的工艺性分析包括塑件的原材料的分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺性分析，具体内容如下。1.塑件的原材料分析POM:中文名为聚甲醛 性能: 聚甲醛是一种有侧链,高密度, 高结晶性的线型聚合物,具有优异的综合性能.力学强度较高,它的抗张强度达700pa，可在104下长期使用，脆化温度为-40，吸水性亦较小。缺点
8、热稳定性差，所以必须严格控制成型加工温度。聚甲醛遇火易燃烧，长期在大气中曝晒会老化。目前聚甲醛可分为共聚和均聚俩种。用途：此材料特别适用于作轴承使用，也大量用来制造滚轮、辊子子，汽化器，齿轮，轴套垫圈，线圈骨架，管接头，化工容器和各种仪表仪器外壳等。2.塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查取公差。其主要尺寸公差标注如下（单位均为mm）。见下图 图一塑件外形尺寸：11.50.58 60.48 8.70-0.05内形尺寸：2-0.026-0.5 3.20.28 4.40.28 R10.24 0.80.24 40.283.塑件表面质量分析塑件要求外型美观，外
9、观没有熔接痕及斑点，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件内部没有较高的粗糙度要求。4.塑件的结构工艺性分析2(1)从图纸上分析，该塑件外型类似于轴。壁厚算均匀，且符合最小壁厚要求。(2)塑件基本以直线为主，有尺寸较大的圆综上所述，该塑件可以采用注射成型加工。二 确定成型设备选择与模塑工艺规程编制11.计算塑件的体积 V=277.298mm3（过程略）2.计算塑件的质量 计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔的数。根据有关手册查得=1.42kg/dm3所以，塑件质量为 W=V =277.2981.42g/mm3 =393.8g根据塑件形状及尺寸采用一模俩件对称性的模具结构，考虑外型尺寸、对原材料
10、的分析及注射时候所需要的压力情况，参考模具设计手册拄塞式注射机，选用XS-2S-22。3.塑件模塑成型工艺参数确定聚甲醛折射成型工艺参数确定见表，试模时候，可根据实际情况作适当调整。聚甲醛注塑成型的工艺参数（表一）工艺参数规格工艺参数规格预热和干燥温度t:8090成型时间注射时间03时间r:24h保压时间1540料筒温度t/。c后段140160冷却时间1530中段总周期4090前段160180保压力p/MPa3040喷嘴温度t/。c80120后处理方法用水浸泡模具温度t/。c8070温度t/。c水温6580。注射压力p/MPa110120时间/h13h4.填写模塑成型工艺卡滑轮模塑工艺卡滑轮模
11、塑工艺卡见（表二）（厂名）塑料注塑成型工艺卡片资料编号车间共 页第 页零件名称滑轮材料牌号POM设备型号装配图号材料定额每模件数2件零件图号单件质量393.8g共装号零件草图材料干燥设备温度/8090时间/h24h料筒温度后段140160中段前段160180喷嘴/8090模具温度/80120时间注射时间03保压时间1540冷却时间1530压力注射压力p/MPa110120背压/ MPa5060后处理温度t/。c用6580浸泡时间定额辅助/min时间/h13h单件/min检验编制校对审核组长车间主任主管工程师.第三章 注射模的结构设计1561.设计时候遵循如下原则(1)结合型腔布局考虑；(2)热
12、量及压力损失要小；(3)确定均衡进料；(4)塑料耗量要少；(5)消除冷料；(6)排气良好。2.注射模结构设计主要包括45分型面的选择以及选择原则.模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构确定、推件方式、侧抽芯机构设计、模具结构零件设计等内容。(1)使塑件在开模后留在有动模上；(2)分型面的痕迹不影响塑件的外观；(3)浇注系统，特别是浇口能合理的安排；(4)使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；(5)使塑件易于脱模由于该塑料件为滑轮，外型要求美观，无斑点和熔接痕，表面质量要求较高。在选择分型面时候，根据分型面选择原则，考虑不影响塑件外观质量以及成型后能顺利取出塑件，分型面选择如下图
13、二3.型腔数目的确定及型腔的排列该塑件采用一模俩件成型，因为滑轮的尺寸及精度相同，而且采用平衡式时候从主流道到各型腔浇口的分流道的长度、截面形状及尺寸均相同，可以实现均衡进料和同时充满型腔的目的，所以这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。4.浇注系统的设计45(1)主流道设计根据手册查得XS-Z-60注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴球半径：R0=12mm喷嘴孔直径：d0=4mm根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0=（12），d=d0+0.5mm取主流道球面半径：R=14mm取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为35135经过换算得主流道大端直径D=
14、12mm。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=5mm 的圆弧过渡。(2)分流道设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关系。该塑件体积小，但形状不是太复杂，切壁厚比较均匀，可采用多点进料方式，缩短分流道长度，有利于塑件的成型和外观质量的保证。从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道。查有关手册得R=6mm。(3)浇口形式的选择由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前提。同时，也尽量使模具的结构更简单。根据对该塑件的结构分析及已经确定的分型面的位置，可选择的浇口形式有几种方案，其分析见表三表三类型特点潜伏
15、浇口它从分流道处直接以隧道式浇口进入型腔。浇口位置在塑件的内表面，不影响其外观质量。但采用这种浇口形式会增加模具结构的复杂程度轮辐式浇口它是中心浇口的一种变异形式。采用几股料进入型腔，缩短流程，去除浇口时较方便，但有浇口痕迹。模具结构简单。盘形浇口它具有料流同时前进、进料均匀、不容易产生熔接痕、排气好等优点，但是浇口凝料去除较困难，需要切削加工或冲切法去除。此外，模具结构设计也不容易实现点浇口又称针浇口或菱形浇口。采用这种浇口，可获得外观清晰、表面光滑的塑件。在模具开模时，浇口凝料会自动拉断，有利于自动化操作。由于浇口尺寸较小，浇口凝料去除后，在塑件表面残留的痕迹也会很小，基本不影响塑件的外观
16、质量。同时，采用四点浇口进料，流程短而且均匀。由于浇口尺寸较小，剪切速率会增大，塑料粘度降低，提高流动性有利于充模。但是模具需要设计成双分型面，以便于脱出浇注系统凝料，增加了模具结构的复杂程度，但是能保证塑件成型要求。综合对塑件成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用轮辐式浇口形式。图形如下：图三进料位置的确定根据塑件外观质量的要求以及型腔的安放方式，进料位置设计在滑轮塑件的上方。（4）型芯、型腔的结构确定型芯、型腔可采用整体式或组合式其特点比较如下表四：表四类型特点整体式整体式是直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢
17、固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型 塑件组合式组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要，组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机械加工和热处理，修理更换更加方便，同时也有利于型芯冷却和排七实施。由于该塑件尺寸虽不是很大，但形状较复杂，所以采用组合式比较适用。（5）推件方式的选择根据塑件的形状特点，模具型腔在动模部分。开模后塑件留在型腔。其推出机构可采用推块推出或推杆固定板推出。其中，推杆固定板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外观质量。从以上分析得出：该塑件采用推杆固定板推出机构。（见下图
18、）图四（6）标准模架的选择本塑件采用轮辐式浇口，根据其结构形式，选择（见图五）图五(7) 装配图图六(8)零件图图七图八图九图十图十一图十二图十三图十四第四章 成型零件相关尺寸的计算11.产生偏差的原因（1）塑料的成型收缩成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。s=(Smax-Smin)制品尺寸s成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin 分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。 （2）成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。（3）成
19、型零部件的磨损本产品为抗冲POM制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取1%和1.5。此产品采用级精度，属于高精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到IT6IT7级。（4）模具安装的配合误差模具成型零件的装配误差以及在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件的变化。2注射机有关参数的校核（1）注射量的校核注射模内的塑件及浇注系统凝料的总熔量（容积或容量）应在注射机额定注射量的80%以内，即nVS+Vj0.8Vg4X2.846+
20、 Vj0.8 VgVg277.298 由于XS-2S-22型注射机所允许的最大注射量是400 g，故满足其要求。（2）注射压力的校核注射机的最大压力应大于塑件成型所需的压力，即PZPchPZ注射机最大注射压力（Mpa）Pch塑件成型所需的注射压力（Mpa），见表七表七塑料名称注射压力/ Mpa塑料名称注射压力/ Mpa低压聚乙烯聚丙烯ABS聚苯乙烯60100701006010060110聚碳酸酯聚甲醛尼龙6尼龙101080130701207012040100由此可得XS-2S-22型注射机能够满足其要求。经验证明，XS-2S-22型注射机能满足使用要求。（3）模具厚度校核模具厚度H必须满足：H
21、minHHmax式中 Hmin注射机允许的最小模厚，即动，定模板之间的最小开距；Hmax注射机允许的最大模厚。H=65mm,H=60mm,M=180mm。符合条件。（4）开模行程校核由于注射模最大开模行程S与模厚无关，因此有：SH1+H2 +(510)mm式中 H1推出距离（脱模距离）（mm）；H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）；H1=23mm, H2=55mm,所以s=88mm,远小于注射机的最大开模行程160mm,合适。综上所述，所选择的注射机满足注射要求3冷却系统设计378（1）注射模冷却系统设计基本原则：熔体热量95%由冷却介质（水）带走，冷却时间占成型周期的2/3。冷却系统从
22、模具中带走热量：Q=KATt/3600 (J)A 冷却介质传热面积（m2）:A=dL。 冷却管道直径（m）; L 冷却管长度（m）; K 冷却管壁与介质间的传热膜系数J/（m2hC） K=0.032x/d(vd/)0.8(gC/)0.4 . 冷却水的平均导热系数(w(/mk)；f 与冷却介质温度有关的物理系数；g 重力加速度（m/s） v 冷却介质在管中流速（m/s）; 冷却介质在该温度下的密度kg/m3,水在30时取为0.996103kg/m3。冷却管直径；T 模温与冷却介质的平均温差（）；t 冷却时间； 水温与f关系平均水温202530354045f6.456.847.227.607.98
23、8.31（2）冷却管尺寸（直径d，长度L、面积A=dL）忽略其他散热，冷却介质流量。V=WQ/（t-t） (m/min)C 介质比热J/kg.C，水为4.187x10；W 单位时间内注入模具中塑料重量（kg/min）;Q 塑料熔体的单位热量（J/kg）; 冷却介质密度（kg/ m）,水为10kg/ m直径流速流量81.665.0x103101.326.2 x10121.107.4 x10 150.879.2 x10200.6612.4 x10经验确实管道直径：冷却水对其通道表壁传热系数的简化公式：当冷却水平均温度在0C以上，e=6 x10时，其计算结果产生误差在以内：K=2041x(1-0.0
24、15)v/d 为冷却水平均温度；计算流量 V=W Q/（=2.62x10 初步确定冷却水道 d=8mm;流速为 =Q/d=1.31x10m/s管子的长度L=60WQ/k 热传导面的平均温度与冷却水平均温度的差值，其中冷却的平均温度为冷却水在进口处和出口处温度的平均值。设计总结通过这次设计我了解了更多,懂得了更多,不仅是专业知识,还有做事的细心,对一件事情的坚持不屑.我知道了,只要努力,原本看起来困难的事情也可以完成.过这次系统的注射模的设计，我更进一步的了解了注射模的结构及各工作零部件的设计原则和设计要点，了解了注射模具设计的一般程序。了解了如何能过设计出一个完整的模具作品.设计的开始,有点困
25、难,一方面是自己从来还没有完整的做过一套模具,还有就是工作以来我就没有接触到我的专业,刚刚开始的时候我真的不知道怎么去接受更不要说怎么完成,很着急,不知道该怎么办.后来我就询问了老师,在老师的帮助下,我开始慢慢的接触我的设计.在整个的设计过程中，开始的时候就是想要怎么做后来就是在脑中行成了一个大概的框架.开始做我的设计.首先当然是选题，选题其实就是通过所选者的设计课题收集相关的资料信息。因为，不同的塑料制品，它的用途是不同的，那就需要我们对各种材料的工艺性及综合性能进行分析，从而选择出符合要求的材料。对于收集的材料及制件的信息足够丰富了，我们才能着手塑件产品的模具设计；并在以后的设计过程中不断
26、地完善和补充。 进行塑料产品的模具设计首先要对成型制品进行分析，再考虑浇注系统、型腔的分布、导向推出机构等后续工作。通过制品的零件图就可以了解制品的设计要求。对形态复杂和精度要求较高的制品，有必要了解制品的使用目的、外观及装配要求，以便从塑料品种的流动性、收缩率，透明性和制品的机械强度、尺寸公差、表面粗糙度、嵌件形式等各方面考虑注射成型工艺的可行性和经济性。模具的结构设计要求经济合理，认真掌握各种注射模具的设计的普遍的规律，可以缩短模具设计周期，提高模具设计的水平。最后我们不可忽视的且也比较重要的就是模具的成本，因为设计与生产是直接联系起来的。在最大限度满足产品性能的前提下，我们设计时应尽可能
27、的缩减它的经济成本。这就要求我们从选材到工艺分析等各方面都要明了整个设计的最优化方案.设计模具的过程就像是设计我人生,刚开始走进去的时候很是迷茫,换一个角度,把自己抽身出来的时候又发现没有那么难的,原来我完全可以做到.再进去的时候就没有原来的那么迷茫了,自己有了一个思路,有了一个过程,有了最后的成果.仔细的想想原来人生也是这样。参考文献1 塑料成型工艺与模具设计/屈华昌主编.北京：机械工业出版社，1996.2 模具制造工艺/黄毅宏、李明辉主编.北京：机械工业出版社，1999.6 3 模具设计与加工速查手册/彭建生编北京，机械工业出版社，2005.74 塑料模具技术手册/塑料模具技术手册编委会编
28、.北京：机械工业出版社，1997.65 模具设计与制造实训教程/李学峰编化学工业出版社，2006.16 注射成型工艺/刘来英编北京，机械工业出版社，2006.17 塑料制品及其成型模具设计/邹继强编北京,清华大学出版,2005.28 塑料模具设计参考资料汇编/邹继强编北京,清华大学出版,2005.9 毕业设计评语指导教师姓名工作单位南京交通职业技术学院机电工程系电话教研室模具设计与制造教研室学生姓名学号班 级设计题目毕业设计评语指导教师（签名）：年月日毕业设计指导组组长（签名）南京交通职业技术学院毕业设计评分表学生姓名学 号班 级设计题目毕业设计内容部分评定项目满 分得 分小 计60指导教师签名年 月 日毕业设计答辩部分评定项目满 分得 分小 计40答辩教师签名年 月 日合 计成绩等级专业毕业设计（论文）指导委员会主任签名系别 机电工程系 专业 模具设计与制造注：毕业论文的成绩等级分为优秀、良好、中、及格、不及格五个等级，其中90-100分为优秀，80-89分为良好，70-79分为中，60-69分为及格，60分以下为不及格。
