滑轮盖模具设计与制造(定稿).doc

目录

一 前言…………………………………………………………………1
二 设计课题及任务……………………………………………………3
2.1 设计课题……………………………………………………………3
2.2 设计任务……………………………………………………………3
2.3 设计要求……………………………………………………………3
2.4 设计步骤……………………………………………………………3
三 产品的特点…………………………………………………………4
四 模具设计……………………………………………………………5
4.1模具的结构与装配工艺……………………………………………5
4.2模具设计原理及重点………………………………………………6
4.3定模小芯的设计……………………………………………………8
4.4定模抽芯的设计……………………………………………………9
4.5定模板的设计………………………………………………………9
4.6浇口套的设计………………………………………………………10
4.7动模板的设计………………………………………………………11
4.8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

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一般思路和方法、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，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。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，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、密封圈及尼龙套组成；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。

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㎜，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。
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HRC54—58。表面处理Ra0.8（精磨或精细车）。
如图4—2：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HRC54
58，表面处理Ra0.8（精磨或精细车）如4—3图所示：
如图：4—3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：Ra0.8（精磨），如4—4图所示：
图4—4定模板零件图
4.6：浇口套设计
材料：T8A、T10A ，热处理：淬火HRC50—55，内表面要求比较高，粗糙度控制在0.2以内。

如图4—5 ：浇口套
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HB230—270，模板上下表面：Ra0.8（精磨），如4—6图所示：

图4—6：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：4—7 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８０％，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自然散热和向外热传导，其中９５％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。
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，1995
2. 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，2001
3. 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，1997
5. 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，1999
6. 刘鸿文主编.材料力学（第三版）.北京：高等教育出版社，1992
7. 廖念钊主编.互换形与技术测量.北京：中国计量出版社，2000
8. 冯炳尧、韩泰荣等主编.模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，1986
9. 李振格主编.AUTOCAD2000入门与提高.北京：清华大学出版社，2000
10．毅宏 主编模具制造工艺学，机械工业出版社， 1988年；
11． 炳尧、韩泰荣、蒋文森 编，模具设计与制造简明手册，上海科学技术出版社，1998年第二版；
12．模具设计手册编写组塑料，模具设计手册，机械工业出版社，2000年第二版；
13．汝元功 唐照民 主编，机械设计手册高等教育出版社， 1995年；
14. （日）白石顺一郎 著，注塑成型模具，烃加工出版社，1989年；
15. 王树勋、邓庚厚编，典型注塑模具结构图册，中南工业大学出版社，1992年；

目 录

第一章 总 论 1
1.1项目背景 1
1.2项目概况 3
1.3结论与建议 6
第二章 改造的意义和必要性 8
2.1 项目实施的背景 8
2.2 项目实施的意义和必要性 8
第三章 改造方案 12
3.1 技改前情况 12
3.2 改造方案 12
第四章 场址方案 14
4.1 场址所在位置现状 14
4.2 场址建设条件 14
第五章 技术方案、设备方案与工程方案 18
5.1 技术方案 18
5.2 主要设备方案 26
5.3 工程方案 28
第六章 主要原材料、燃料供应 29
6.1 主要原材料供应 29
6.2 燃料供应 29
第七章 总图运输与公用辅助工程 30
7.1 总图布置 30
7.2 公用辅助工程 31
第八章 节能篇 33
8.1 项目节能设计规范 33
8.2 建设项目能源消耗种类和数量分析 35
8.3 项目所在地能源供应状况分析 35
8.4 主要节能措施 36
8.5 节能效果分析 37
第九章 环境影响评价 38
9.1 厂址环境条件 38
9.2设计依据 38
9.3项目建设对环境的影响 38
9.4项目运营期对环境的影响 39
9.5 环境影响评价 40
第十章 劳动安全卫生与消防 41
10.1 设计依据 41
10.2安全卫生防范措施 41
10.3 消防设施 42
第十一章 组织机构与人力资源配置 44
11.1 组织机构 44
11.2 人力资源配置 44
第十二章 项目实施进度与项目招标 45
12.1 建设工期 45
12.2 项目实施进度表 45
12.3 项目招标 46
第十三章 投资估算与资金筹措 48
13.1项目总投资规模 48
13.2资金来源及投资使用方案 49
第十四章 财务分析 50
14.1 项目财务内部收益率、总投资收益率、投资回收期等指标的计算和评价 50
14.2 项目经济效益分析 52
第十五章 风险分析 56
第十六章 研究结论与建议 58
16.1 研究结论 58
16.2 建议 59