滚轮注射模具设计毕业设计(编辑修改稿)

滚轮注射模具设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

(2) 酸碱度适合居住（除特殊房间外）。 (3) 无阳光直射。 (4) 滚轮 使用频繁。 (5) 不需要经常更换， 安装位置较高。 (6) 使用过程中，滚轮 出现微小裂纹可以继续使用。 制件工艺性分析 材料分析 根据课题相关的图纸可知所设计的材料是 塑料。 塑料的种类很多。 根据合成树脂的分子结构和受热时的行为可分为热塑性塑料和热固性塑料 ，根据塑料应用可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料等。 那么结合滚轮的应用环境与有经验人士的指导，滚轮选用 属于工程塑料的 ABS。 ABS 属于常用塑料 的一种，由丙烯 腈 、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。 这三种组分的各自特性，使 ABS 具有“硬 、 韧 、 刚 ”的综合性能。 ABS无毒、无味 ， 呈微黄色 ，成型塑件光泽性好。 密度为 —。 ABS 5 有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性 、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 其尺寸稳定性好，易于成型加工。 水、无机盐、碱 、酸类对 ABS 几乎无影响。 其缺点是：耐热性不高，连续工作温度只有 70℃ 左右；耐气候性差，在紫外线作用下易变硬而脆。 故而， ABS 用于滚轮是比较好的。 ABS 原料易吸水，成型加工前应进行干燥处理。 ABS 在升温时 粘度增高，所以成型压力较高。 所以 ,一定温度调节有利于成型。 ABS 流动温度较宽 ，但熔体粘度较大， 模具的流道、浇口应适当放大，而且注射机应采用螺杆式。 ABS 属于无定型塑料，成性收缩率较小，一般为 %到 %，在结构分析时， 选择平均收缩率，取 %。 不同类型的 ABS 塑料注塑工艺条件略有不同，如表 21。 表 21 ABS 塑料注射成型工艺参数 型号 通用型 高流动 型 电镀型 耐寒型 耐热型 机筒温度 /℃ 190～ 250 180～ 190 200～ 250 200～ 250 200～ 250 喷嘴温度 /℃ 190～ 220 170～ 180 200～ 220 200～ 220 200～ 250 模具温度 /℃ 40～ 80 40～ 80 40～ 80 40～ 80 40～ 80 注射压力 /MPa 70～ 110 60～ 100 70～ 110 70～ 110 70～ 110 结构分析 该任务的所给图形如图 21 所示： 图 21 任务图纸 及 零件 3D 形状 的图片 该制件类似工字型零件，也是圆环的一种。 根据塑件的图样，滚轮的3D 形状图片被 Pro/E 软件 形象生动的表达。 根据三维形状可以判断模具设计重点考虑的部位： 内孔和周边曲度的成型。 结合 类似 制件的 成型模具图， 6 如图 22， 本课题 制件的成型原理与其相似。 图 22 其他制件成型不同选择的模具结构图 由 Pro/E 软件可测的 该制件的体积为 ，可得质量大约 克。 通过相关软件或手工计算 ，可得制件投影面积。 由图可知，制件 的特殊结构会 涉及分型面的选择，即不可能仅一个分型面可以成型。 同时，该制件的孔成型 需要型芯凸模，而且孔径的变化使得 型芯选择时进行对比。 这将在分型面中提出。 脱模机构和浇注系统等都是根据分型面及型腔的设计而设计。 那么分型面的选择以及型腔的布局是本课题设计的核心问题。 当然 ，模架标准化选择等是结合制件总体设计而选择的。 这里不再一一分析，下面将仔细提到。 关于生产，该结构的特殊性使生产时有一定自动化难度。 不同的模具设计是生产的效率不同。 由于现代化进程比较大，该结构的 复杂性可辅助其他机械设备完成，如机械手或机器人等。 生产效率是根据需求量及劳务费用而定。 不同的模具设计适合不同的生产环境。 这里，设计者以最先进的生产环境设计模具。 标准模架的参考、 标准零件的选择以及结构尽可能自动化等为 高效率、低采购成本的客户服务。 本课题所设计的模具 抽芯活动 是在模内完成 的。 当然，本课题会略微提高 模外手动抽芯。 模外手动抽芯严重影响之间的生产率，所应用的环境范围狭小。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 7 第 3 章 核心设计及注射机初选 选择分型面 分型面的设计方案 分型面 决定塑件在模具中的位置。 它的设计依据是 塑 件的结构、精度要求、浇注系统形式、排气方式、脱模方式 及模具制造工艺等因素。 它要综合考虑这些因素 ，根据塑件的结构合理设计。 分型面设计是否合理直接影响塑件质量、 模具使用可靠性及模具寿命等，进而影响产品的经济效益。 分型面的种类有四种，如图 31 所示。 采用第一类分型 面 时 ，制件全部在动模内成形 ；采用第二类分型面时，制 件 全部再定模内 成形；采用第三类分型面时 ，制件同时在动定模内成形；采用第四类分型面时，制件在多个瓣合模块中成形。 此外， 分型面按其位置与注射机开模运动方向可分为 ：分型面垂直于注射机开模运动方向 ，平行于开模方 向，倾斜于开模方向。 按分型面的形状来分类 ：平面分型面，曲面分型面，阶梯分型面和斜面分型面。 在一套模具中 分型面可以是一个也可以是多个。 在模具常见分型面中，一般单分型面模具其分型面与开模方向垂直 ；双分型面模具是为去除塑件和浇注系统冷凝料 开设一个以上分型面；在瓣合模具中，为取出塑件 ，除主分型面Ⅰ外，还需增设侧向分型面Ⅱ。 具体结构不在用图表示，可以参 看 《 塑料成型工艺与模具设计》中的图案。 图 31 分型面种类 根据本课题制件的结构，可设计两种分型面方案： 垂直分型面， 两侧洛阳理工学院毕业设计（论文） 8 抽芯 （即 主分型面Ⅰ外，还需增设侧向分型面Ⅱ ） 成型制件 ，主要用到侧向抽芯结构 ，如图 32 左侧图片 ；垂直分型面和平行分型面综合利用（即主分型面Ⅰ外，还需增设水平分型面Ⅱ ），主要用到 瓣合模 块 的 镶拼结构 ，如图 32 右侧图片。 图 32 不同的分型面设计方案 分型面的确定 由上述两种方案，并根据设计分型面的基本原则选择一种更为合理的分型面 ，这是模具设计的核心问题。 设计者必须慎重考虑。 下面介绍选择设计分型面的基本原则 ，首先应考虑的 分型面 分在 塑件端面轮廓的最大位置。 接着还要考虑 以下因素： (1) 便于脱模并简化结构。 (2) 塑件的技术要求。 (3) 不影响 塑件 外观及工作面。 (4) 有利于排气。 (5) 便于模具零件加工。 (6) 注射机的技术参数。 (7) 有利成形，防止溢料。 结合以上选择因素，综合比较两种分型方案。 设计者选择第二种，即图 32 右侧 模格式。 图片所对应的动定模被设计为两个 瓣合模块 镶拼结构即 滑块的一种，具体设计分型面，如图 33。 选择的原因是侧向抽芯涉及到斜滑块结构。 因 为 采用 图例分型结构 时需要 增强锁模作用 ，斜滑块受力成形时过大易出飞边。 为防止溢料及定位不精确，模具设计者多采用瓣合模块，上下抽芯。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 9 图 33 分型面设计 在上面已提到 有 两个型芯设计，图 22 已列出 类似的对比情况。 那么，本课题中的两个孔径大小不同， 一个直径是 18mm，一个直径是 14mm。 那么主型芯的选择也是 确定分型面的一个重要细节。 由 不同孔径对应的夹角对比可知 ， 进而对两者对应的 抽拔 力 [Q=lhp(f9cosθ sinθ )]进行定性分析，可得直径为 18mm 的型芯比直径 14mm 的 型芯更易脱模。 故而 直径 端部 为 18mm 的型芯 留在定模中更有利于制件脱模。 同时 两圆台间的 4mm与直径为 14mm 的连为一体 设计成型芯 在动模中。 另一个理由是较细的型芯留在动模中，故分型面如图 33。 有时，为了 使制件易从模具内推出，设计者会 在设计时给定足够斜度，以保证塑件脱模。 该制件的需要脱模高度仅 10mm，其中 6mm 都有斜度，在生产中脱模斜度设定问题可以忽略不计。 由于之迹那要求精度不高，本洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 课题中的模具不讨论脱模斜度。 这里就不再详细介绍了。 型腔设计 型腔的数目 影响型腔数目设计的因素有 注射机的锁模力，注射机的注射量 ，制件精度及 制件结构等。 这里主要考虑制件结构 因素。 由于制件 所涉及的成形模具 结构复杂，模具 不便于设计 ， 并且 瓣合凹模 由 定位销 等组成限位结构分别 设计位 于 模架的 两侧， 故而选择一模两腔。 型腔的布置 型腔的布局为 以浇口套为中心，两型腔 分别 对称分布在左右两侧。 型腔布置在 瓣合凹模内，固定在凹模固定板上。 装配草案初定 分析设计总结构 注射模由动模 和定模 两大部分组成。 根据模具各个零件的不同功能 可分为以下七个系统和结构： (1) 成型零部件，如型腔、型芯 及镶件等 (用于成型塑件 )。 (2) 浇注系统， 由主流道、分流道、浇口和冷料穴等 组 成（用于 进料）。 (3) 导向与定位机构，如导柱、导套、螺钉及销等（ 保证精确度）。 (4) 脱模机构，由推杆、推杆固定板、 拉料杆等组成（用于脱 模）。 (5) 侧向分型与抽芯机构， 由滑块、斜导柱等组成（用于 成型侧孔等）。 (6) 温度调节系统， 由冷却水道、水管、介质等组成（ 控制温度）。 (7) 排气系统，由排气槽、推杆间间隙等构成（用于 排气）。 那么，根据滚轮以及分型面的基本确定，参考《塑料成型工艺与模具设计》中相关的模具图案，如图 34。 本课题的模具工作如图中相似。 所涉及到的结构与系统也是基本相同。 分析该图的开闭模状态及 结构设计可洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 以为接下来的 装配草案图做准备。 图中模具的瓣合模块设计及定位销设计的限位设置是本课题需要参考的。 两个分型面设计及对应结构 是本课题重点参考资料。 图 34 相关模具的开闭幕状态参考图片 该模具设计是模内抽芯，机械化生产效率高。 相对 来说， 模外抽芯 模具设计， 如图 37，比较适用于实验和手工作坊。 模外抽芯 成本低 ，而且适应性强 ，对工人技能要求不高，不适应大批量生产。 图 37 模外抽芯的例子 绘制装配初稿 如图 35， 草绘初稿。 工作过程：开模时，上型芯随定模 与制件脱离，同时，冷料穴 内的残余料可将制件固定在动模上 ，然后，制件在推出装置作用下 使瓣合 模块分开， 制件脱模。 该草稿有待指导老师审阅。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 图 35 装配草案图 修改草稿定方向 根据老师指正的装配图草案，设计者重新画一幅图，如图 36。 该图为接下来的 设计奠定了基础，更为整个设计定了方向。 图 36 装配草案修改图 洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 注射机的初选 注射机的种类 及 结构 注射机根据注射合模装置的排列方式可分为立式注射成型机 ，卧式注射成型机，角式注射成型机等。 注射成型机由注射装置、合模装置、液压传动系统、电气控制系统等部分组成。 注射 装置主要形式 有柱塞式、螺杆预塑式 和往复螺杆式（简称螺杆式）。 目前采用最多的是 往复螺杆式，其次是柱塞式。 注射机 顶出机构 大致可分 为： (1) 中心顶杆机械顶出，如卧式 60、 350，立式 30，角式 4 60等。 (2) 两侧双顶杆机械顶出 ，如 卧式 125 等。 (3) 机械顶杆与中心液压顶杆联合 ，如卧式 250 等。 (4) 中心液压顶出与其他联合作用 ，如卧式 XS— ZY— 1000（与其辅助油缸联合作用）。 注射机初定 根据制件的体积 V=， 以及一模两腔的布局， 可知一次注射量的大小。 据统计，每个制品所需浇注系统体积是制品 体积的 到 1 倍。 当物料粘度高、制品体积小 或型腔数目多，浇注系统 的体积甚至更大。 这里选择 2 倍，大概估算注射量为 6cm3。 根据注射机正常工作 所需的注射量不大于最大注射量的 80%（对于热敏性材料，最小注射量不低于 20%，此处可以不考虑），设计者可以计算注射机最小公称注射量为。 因此，根据 《中国模具设计大典》表 可查的表内注射机全符合条件。 这里初定为 SZ10/ 如下： (1) 理论注射容量 10cm3。 (2) 注射压力 150MPa。 (3) 锁模力 160kN。 (4) 拉杆内间距 180mm。 (5) 最大模具厚度 150mm。 (6) 最小模具厚度 60mm。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 (7) 模具定位孔直径 55mm。 (8) 喷嘴球半径 SR10mm。 (9) 喷嘴口孔直径 3mm。 (10)中心顶杆 直径 50mm。 (11)移模行程 130mm。 根据注射机进行下一步设计。 最终注射机尺寸在校核时确定。 洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 第 4 章 模具 结构设计 凸凹模结构设计 凸模（型芯）设计 如图 33 所示，型芯 的结构形式是 整体嵌入式。 嵌入式凸模主要是指模具小型芯 或成型镶块。 这种 结构 采用过渡配合将型芯压入模具，型芯底部用 凸肩固定，适合于长径比较小的圆形型芯。 该结构减少模具零件的切削加工量和便于加工 ，。