基于PROE冰箱支架滚轮的塑料模具设计.docx

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基于PROE冰箱支架滚轮的塑料模具设计

2012届本科毕业设计

设计题目：

基于PRO/E冰箱支架滚轮的塑料模具设计

学生姓名：

所在院系：

机电学院

所学专业：

机电技术教育

导师姓名：

完成时间：

2012年5月20日

摘要

本文通过分析冰箱支架滚轮的结构，研究滚轮的工作原理，对滚轮使用材料，滚轮表面质量、尺寸要求进行了分析。

从而提出了模具设计的关键点,应用Pro/ENGINEER设计出了冰箱支架滚轮模具整体结构的三维实体模型，并设计了模具的型芯、浇注系统、排气系统、冷却系统以及拉杆退料系统并且对模具的加工过程进行了阐述。

关键词:

Pro/e;模具;三维实体;模型

BasedonPRO/ERefrigeratorBracketRollerplasticmolddesign

Abstract

Thispaperthroughanalyzingthestructureoftherefrigeratorstentsroller，Theworkingprincipleofthewheel，Useofrollermaterials，Rollersurfacequality、sizerequirementisanalyzed。

Andthenputsforwardthekeypointsofthediedesign,ApplicationPro/edesignedarefrigeratorsupportrollermoldtheoverallstructure，Andthedesignofthemouldcastingsystem,exhaustandcoolingsystemtotheirproductstoandsurfacequality,processingprocessisdiscussedinthispaper。

Keywords:

Pro/e;Mould;Three-dimensionalentity;Model

目录

1绪论1

2塑件的工艺分析2

2.1塑件产品的材料分析2

2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析2

3模具的结构设计4

3.1注射机的选择

4

3.1.1由公称注射量选定注射机4

3.1.2由锁模力选定注射机5

3.1.3注射机与模具尺寸的关系校核5

3.2模架的选定6

3.3模具强度和刚度的校核7

3.4确定型腔的数量及其排列方式8

3.5分型面位置的确定及型芯的设计8

3.6浇注系统形式和浇口的设计9

3.6.1浇注系统的各个组成部分9

3.6.2主流道的设计10

3.6.3浇口的设计10

3.6.4冷料穴的设计11

3.6.5浇注系统平衡12

3.7排气系统、冷却系统的设计12

3.7.1排气系统的设计12

3.7.2冷却系统的设计12

3.8冰箱支架滚轮模具的具体结构设计13

3.8.1型腔的设计与加工路线13

4模具的装配过程14

4.1准备16

4.2开始装配16

5模具的工作过程17

6结束语18

致谢19

参考文献20

附录一：

Rosh标准21

附录二：

模具尺寸各部分具体指示21

附录三：

S136的主要参数及性能22

附录四：

动模及定模的装配图22

1绪论

模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。

用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。

模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力〖1〗。

模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。

汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。

汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。

目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。

中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。

研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。

模具主要类型有：

冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。

除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。

塑料模：

塑料模是塑料成型的工艺装备。

塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。

塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。

模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见〖2〗。

20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。

改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。

近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。

与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。

（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。

（2）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。

实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

（3）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用〖3〗。

2塑件的工艺分析

2.1塑件产品的材料分析

根据该产品的结构要求和表面质量的要求，该产品的材料需要有一定的承受外载的能力，并且在较高或较低的温度下均能具有良好的机械性能和尺寸稳定性。

为此，该产品选择流动性适中且综合性能较好的非结晶性塑料――PVC。

该塑料具有以下几种特性：

聚氯乙烯（Polyvinylchloride，PVC）全名为Polyvinylchlorid，主要成份为聚氯乙烯，色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等。

PVC在加工时熔化温度是：

185~205℃模具温度：

20~50℃注射压力：

可大到1500bar保压压力：

可大到1000bar注射速度：

为避免材料降解，一般要用相当地的注射速度。

流道和浇口：

所有常规的浇口都可以使用。

如果加工较小的部件，最好使用针尖型浇口或潜入式浇口；对于较厚的部件，最好使用扇形浇口。

针尖型浇口或潜入式浇口的最小直径应为1mm；扇形浇口的厚度不能小于1mm。

典型用途：

聚氯乙烯具有原料丰富（石油、石灰石、焦炭、食盐和天然气）、制造工艺成熟、价格低廉、用途广泛等突出特点，现已成为世界上仅次于聚乙烯树脂的第二大通用树脂，占世界合成树脂总消费量的29%。

聚氯乙烯容易加工，可通过模压、层合、注塑、挤塑、压延、吹塑中空等方式进行加工。

聚氯乙烯主要用于生产人造革、薄膜、电线护套等塑料软制品，供水管道，家用管道，房屋墙板，商用机器壳体，电子产品包装，医疗器械，快艇护舷，也可生产板材、门窗和阀门等塑料硬制品〖4〗。

2.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析

1）塑件的结构分析

本产品为冰箱支架滚轮，零件的总体形状规则。

因为产品是一个地面支架轮，所以尺寸精度及形状精度的要求中等。

该产品选择一模十腔的成型方式。

图1产品三维图

2）．塑件尺寸精度的分析

根据产品的用途，模具采用一般的精度等级进行加工生产即可.择的塑料原料PVC，确定该产品的模具采用MT3级的制造精度进行加工生产。

3）．表面质量的分析

该零件的外观表面要求较高，不可有油污、刮伤、缺胶、多胶、缩水、结合线以及披锋等缺陷。

综上所述，注塑时在工艺参数控制得好的情况下，制件的成型要求可以得到保证。

图2产品尺寸图

3模具的结构设计

3.1注射机的选择

3.1.1由公称注射量选定注射机

由注射量选定注射机.由PRO/E建模分析得（材料密度取

）:

塑件总体积

塑件总质量

流道凝料V’=3V（流道凝料的体积（质量）是个未知数，根据《塑料模设计手册》取0.5V（0.5M）来估算,塑件越大则比例可以取的越小。

实际注射量为:

；

实际注射质量为：

；M实

；

根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则。

即：

（1）

-------实际注射量

-------公称注射量

3.1.2由锁模力选定注射机

（2）

式中F1-------注射机的锁模力（N）；

A-----分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和；

P------型腔压力，P型取=30MPa；

D取的是塑件的平均直径，

。

结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表3-5所示，查国产注射机主要技术参数表取XS-ZY-125,主要技术参数如下。

表

（1）：

XS-ZY-125注射机的主要技术参数

图3注塑机图

3.1.3注射机与模具尺寸的关系校核

这里简单介绍一下的两种常见的注塑机——柱塞式注射机和螺杆式注射机。

柱塞式机构改变为回转式螺杆是射出成形机最主要的发展。

柱塞式射出机本质上具有简单的特色，但是纯粹以热传导缓慢地加热塑胶，使其普及率大大地受到限制。

回转式射出机则借着螺杆旋转运动所造成的摩擦热可以迅速均勻地将塑胶材料塑化，并且，也可以像柱塞式射出机一般向前推进螺杆，射出熔胶。

但螺杆式射出机保压的效果没有注塞式射出机保压效果好〖5〗。

螺杆式注射机螺杆的外径为固定值，螺杆的沟槽深度（thedepthofflight）从进料区到计量区起点逐渐递减，沟槽深度的变化使塑胶相对于料筒內径产生压缩，造成剪切热，提供熔化塑胶的主要热量及塑胶前进的动力。

料筒外的加热片则帮助塑胶维持于熔融狀态，一般的射出机有三组或更多组加热片，以便设定为不同的温度区段。

3.2模架的选定

在这里选用模架的尺寸是宽×高×厚=202×222×201。

关于模具尺寸各部分具体指示见附录三。

根据塑件大小及型腔排列的方式选定模架,如图（11）所示：

图4标准模架示意图

注：

附录2：

常见模具的各个组成部分。

1）.最大注塑量的校核

注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的