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个人资料整理仅限学习使用课程设计说明书设计题目塑料滚轮注射模系别机械工程学院专业班08模具5班姓名汪朋杰指导老师周细枝湖北工业大学二0一一年03月21日个人资料整理仅限学习使用课程设计说明书题目塑料滚轮注射模系别机械工程学院专业模具设计与制造姓名汪朋杰学号0841002524二0一一年03月21日个人资料整理仅限学习使用课程设计任务书机械工程学院系模具设计与制造专业08模具5班姓名汪朋杰题目塑料滚轮注射模课程设计内容与要求：本课程设计的是内容是：让人们了解塑料模具的设计过程，加深对模具成型工艺的认识，增强我人的实践经验，让我们能够正确的掌握和运用所学知识，提高设计计算、制图和查阅有关资料的能力。初部掌握模具设计与制造的各项能力。要求：正确的绘制注射模具的三视图和模具的成型零件图，正确的书写课程设计说明书，如右图所示是本次课程设计的产品图。课程设计开始日期2018年03月01日指导教师周细枝课程设计完成日期2018年03月21日个人资料整理仅限学习使用前言为检验我们对于塑料模具设计的学习效果和掌握的情况，加强对实际应用中的能力，除了平时的一些考试、实验测试外，更重要的是把理论和实际联系起来，即我们将努力认真的完成本次课程设计，我们的课程设计题目为：塑料滚轮模具设计。本次课程设计课题来源于实际生产，具有广泛和实际应用，但是成型难度相对也比较难，模具结构相对复杂，对我们初学模具设计的学生是一个很好的锻炼机会。它能加强对塑料模具成型原理的认识，同时加强对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计虽然以塑料滚轮模具为主，同时综合了塑料成型工艺分析，模具结构分析，最后是模具的设计计算等一系列模具设计的所有过程。能很好的达到学以致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时使用了CAD、Pro/E、UG等软件。本次课程设计得到了周细枝老师的关心指导。正是因为老师的悉心指导和帮助，我们才得以解决一个又一个难题，最后完成课程设计，在此谨代表小组全体同学向老师表示感谢。由于实际经验和理论技术有限，所以设计中难免有错误和不足之处，希望各位老师和同学批评指正。个人资料整理仅限学习使用目录前言第一部分塑件的材料分析1第二部分塑件成形工艺分析2第三部分注射机的选择3第四部分模具的结构分析与设计5第五部分成型零件的设计7第六部分冷却系统与排气系统的设计11第七部分浇注系统的设计12第八部分成型设备的选择及校核15第九部分模具特点和工作原理18第十部分设计小结20第十一部分参考文献20个人资料整理仅限学习使用一、塑件的材料分析聚酰胺纤维俗称尼龙Nylon），英文名称Polyamide简称PA），是分子主链上含有重复酰胺基团—[NHCO]—的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA，脂肪—芳香族PA和芳香族PA。其中，脂肪族PA品种多，产量大，应用广泛，其命名由合成单体具体的碳原子数而定。尼龙有优良的韧性、自润滑性、耐磨性、耐化学性、气体透过性、及耐油性、无毒和容易着色等优点，所以尼龙在工业上得到广泛应用。尼龙大多数为结晶性树脂，当温度超过其熔点后，其熔体粘度较小，熔体流动性极好，应防止溢边的发生。同时由于溶体冷凝速度快，应防止物料阻塞喷嘴、流道、浇口等引起制品不足现象。模具溢边值0.03。尼龙的流长比为150-200之间，尼龙的制品壁厚不底于0.8mm一般在1-3.2mm之间选择，而且制品的收缩与制品的壁厚有关，壁厚越厚收缩越大，溶体温度最低为235度.。注射压力不超过120MPA，一般在60-100MPA范围内选取是满足大部分制品的要求。注塑速度以快为益，。尼龙成型工艺参数表工程尼龙66玻纤增强尼龙66料筒温度℃后部240-285290-300中部260-300285-320前部260-300285-320喷嘴温度℃260-280280-285模具温度℃20-9080-85注塑压力MPA60-20060-200螺杆转速R/MIN50-12050-120个人资料整理仅限学习使用二、塑件成形工艺分析2.1塑件的尺寸和精度分析该塑件的尺寸如下图所示：该塑件无尺寸精度特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，按MT5查取公差。其主要尺寸公差要求如表所示：2.2塑件表面质量分析该塑件表面没有提出特殊要求，一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取到。没有特殊要求时，塑件内部表面粗糙度可取。塑件标注尺寸塑件尺寸公差按MT5级精度）塑件标注尺寸塑件尺寸公差按MT5级精度）外圆尺寸Φ27.5Φ27.5-0.56内孔尺寸Φ4.5Φ4.5+0.56内圆尺寸21.521.5+0.24圆角R1R1+0.2个人资料整理仅限学习使用2.3塑件表面质量分析该塑件表面没有提出特殊要求，一般情况下外表面要求光洁，表面粗糙度可以取到。没有特殊要求时，塑件内部表面粗糙度可取。2.4塑件结构工艺性分析1）壁厚分析：设计合理，壁厚相对均匀。2）圆角过渡：要从分型面位置、型芯、型腔结构来分析过渡圆角的设置。根据本塑件的壁厚，均采用圆角半径R1mm。3）脱模斜度：为便于塑件从模腔中取出，塑件的内外壁需要足够的脱模斜度。外形尺寸以大端为基准，斜度往小处取；内形尺寸以小端为基准，斜度往大处取。型芯脱模斜度为：0.7°，型腔脱模斜度为0.5°2.5生产实际考虑该塑件的生产类型应该是大批量生产，因此在设计模具时，要提要塑件的生产效率，倾向于采用多型腔、高寿命、自动脱模的模具。三、注射机的选择3.1计算塑件的体积根据制件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为：V1=7247mm3。3.2计算所需的体积浇注系统凝7267按1：1取，故：V2=V1=7247mm3塑件和浇注系统凝料总体积为按一模十二腔算）：V=12V1+V2）=173928mm3=173.928cm33.3选用注射机根据总体积V=173.928mm3，初步选取XS-ZY-250型螺杆式注射成型机。XS-ZY-250型螺杆式注射成型机主要参数如下表所示个人资料整理仅限学习使用项目参数项目参数理论注射量250cm3移模行程350mm注射压力13000MPa定位孔的直径Φ125锁模力180kN喷嘴球半径SR18mm最大模具厚度350mm喷嘴口孔径Φ4最小模具厚度250mm3.4注射机的终选3.4.1注射量的校核公式是0.8~0.85）式中——注射机的公称注射量，cm3——每模的塑料体积量，cm3如前所述，塑件及浇注系统的总体积为173.928cm3，远小于注射剂的理论注射量250cm3，故满足要求。四、模具的结构分析与设计4.1确定型腔布局模具采用一模十二腔，布局如下图所示：个人资料整理仅限学习使用4.2确定模具尺寸模具上所有的螺钉尽量采用内六角螺钉；模具外表面尽量不要有突出部分；模具外表面应光洁，加涂防锈油。1.定模固定板205mm×245mm、厚60mm）定模固定板是模具与注射机连接固定的板，定模固定板上固定导柱和定位圈，材料为45钢。定位圈通过4个M6的内六角圆柱螺钉与其连接。定模座板上的导柱与导柱孔采用H7/k6配合，定模座板与拉料杆采用H7/k6配合。2.定模板167.5×245mm、厚25mm）用于固定定模模仁型腔镶块）和导套。应该有一定的厚度，并有足够的强度。一般用45钢。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合，定模与定模模仁型腔镶块）采用H7/m6配合。3.动模板167.5mm×245mm、厚30mm）用于固定动模模仁型芯镶块）和导套。一般用45钢。动模板应具有较高的平行度和硬度。动模模仁型芯镶块）通过4个沉头螺钉M10固定在动模板上面。其上的导套孔与导套一端采用H7/k6配合，动模与动模模仁型芯镶块）采用H7/m6配合。4．推板207.5mm×93.5mm、厚18.75mm）推板上的推板导套孔与推板导套采用H7/k6配合。用4个M10的内六角圆柱螺钉与推半固定板固定。材料为45钢。5．推杆固定板207.5mm×93.5mm、厚15mm）材料为45钢。其上的推板导套孔与推板导套采用H7/f9配合。个人资料整理仅限学习使用五、成型零件的设计5.1.1成型零件的结构分析1.型腔的设计1）定模模仁型腔镶块）型腔采用整体嵌入式结构。整体式型腔有较高的强度和刚度，在使用中不易发生变形。本模具是一模十二腔，十二个型腔均做在一个模仁内，而不是分别做十二个嵌入定模板，同时型腔里的底部有局部的镶嵌。2）定模模仁型腔镶块）的固定由于定模模仁型腔镶块）比较大，而且厚度较厚，故采用螺钉连接，这样做能够达到很好的紧固作用。2.型芯的设计1）型芯本塑件考虑到排气效果，因此，型芯采用组合式。型芯均为圆形，但较小，因此采用台阶固定，销钉防转。如图所示：个人资料整理仅限学习使用2）动模模仁型芯镶块）由于分型面取在塑件最大投影面积处，因此，动模部分也有型腔。由于动模板厚度较厚，因此动模模仁型芯镶块）既采用螺钉紧固。5.2脱模机构的设计5.2.1推杆设计注射成型后的塑件制品及浇注系统的凝料从模具推出的装置称推出机构。推出机构的设计要求：1）设计推出机构时应尽量使塑件设置在动模一侧。2）塑件在推出过程中不发生变形和损坏。3）推出机构应动作可靠。4）不损坏塑件外观质量。5）合模时应使推出机构正确复位。本模具采用推杆推出，推杆推出是一种基本的、也是一种常用的塑件推出方式。5.2.2塑件的顶出方案顶杆布置在包紧力较大的地方。布置在：角、加强筋、四周等。推杆不能太靠边，距离边界1~2mm。尽量不要放在镶拼处。根据经验放置12根。推杆如图：个人资料整理仅限学习使用5.3合模定位和导向机构设计当采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格选用即可。若需采用精密导向定位装置，则须由设计人员根据模具结构进行具体设计。5.3.1.导向机构的总体设计1）导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。2）该模具采用4根导柱，其布置为等直径导柱对称布置。3）该模具导柱安装在定模座板上，导套有四个，都安排在动模板。4）在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致模具损坏。5）动定模板采用合并加工时，可确保同轴度要求。5.3.2导柱设计1）本模具采用的导柱，不加油槽，如图所示。个人资料整理仅限学习使用2）导柱的长度必须比凸模断面高度高出6mm~8mm。3）为使导柱能顺利地进入导向孔，导柱的端部常做成圆锥形或球形的先到部分。4）导柱的直径应根据模具尺寸来确定，应保证具有足够的抗弯强度该导柱直径由标准模架可知为Φ12mm）。5）导柱的形式，导柱固定部分与模板按H7/f7配合，导柱滑动部分按H7/f7配合。6）导柱工作不分的表面粗糙度为Ra=0.4μm。7）导柱应具有坚硬而耐磨的表面、坚韧而不易折断的内芯。多采用低碳钢经渗碳淬火处理或碳素工具钢T8A、T10A经淬火处理，硬度为50HRC以上或45钢经调质、表面淬火、低温回火，硬度为50HRC以上。本模具采用T8A。5.4.3导套设计导套与安装在另一半模上的导柱相配合，用以确定动、定模的相对位置，保证模具运动导向精度的圆套形零件。导套常用的结构形式有两种：直导套GB/T4169.2-1984）、带头导套GB/T4169.3-1984）。1）结构形式。采用带头导套和直导套，2）导套的端面应倒圆角，导柱孔最好做成通孔，利于排除孔内剩余空气。3）导套的滑动部分按H7/f7配合，表面粗糙度为0.4μm。带头导套外径与动定模板一端采用H7/k6配合；与流道推板一端采用H7/n6配合个人资料整理仅限学习使用镶入模板。4）导套材料可用淬火钢或铜青铜合金）等耐磨材料制造，该模具中采用T8A。导套如图所示：六冷却系统与排气系统的设计6.1冷却系统该塑件为大批量生产，应该尽量缩短成型周期，提高