688 汽车轮帽外壳注射模具设计【全套25张CAD图+说明书】
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摘 要
本设计论文系统阐述了汽车轮帽塑料注射模设计过程，根据汽车轮帽塑件的形状和生产要求，编制汽车轮帽塑件的设计过程，初步制定了总体模具的设计方案。论文首先对汽车轮帽塑件进行了详细的工艺性分析，然后进行注射模结构设计，比如分型面的选择，抽芯机构的设计等，并进行模具设计的相关的计算,完成型腔和型芯工作尺寸的计算等，接着对整个模具的进行相关校核，最后完成整个汽车轮帽注射模设计，并绘制出模具的总装图和非标准件的零件图。
本设计方案结构紧凑，满足制品大批量生产、高精度、外形复杂的要求，设计参考了以往注射模具的设计经验，并结合制件性能，简化设计机构，并且运用AutoCAD等软件进行绘图，缩短了生产周期，并且获得良好的经济性能。
关键词：汽车轮帽；注射模设计；硬聚氯乙烯；侧向抽芯
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1 摘 要 本设计论文系统阐述了 汽车轮帽 塑料注射模设计过程， 根据汽车轮帽 塑件 的形状和生产要求，编制 汽车轮帽 塑件 的设计过程，初步制定了总体模具的设计方案。 论文首先对 汽车轮帽 塑件 进行了详细的工艺性分析，然后进行注射模结构设计，比如分型面的选择，抽芯机构的设计等，并进行模具设计的相关的计算 ,完成型腔和型芯工 作尺寸的计算等，接着对整个模具的进行相关校核，最后完成整个 汽车轮帽 注射模设计， 并绘制出模具的总装图和非标准件的零 件图。 本设计方案结构紧凑，满足制品大批量生产、高精度、外形复杂的要求，设计参考了以往注射模具的设计经验，并结合制件性能，简化设计机构，并且运用 软件进行绘图，缩短了生产周期，并且获得良好的经济性能。 关键词： 汽车轮帽 ；注射模设计；硬聚氯乙烯； 侧向抽芯 2 he of of on of at of of of of of of of as of of of of of of is at of of to In to 3 前 言 光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为 汽车轮帽 外壳模具设计 这 副模具应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。 本次设计以模具为主 线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。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，同时引用了 技术，使用 件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方 面的知识。着重说明了一副注射模的一般流 程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等，而主要环节集中在塑料模具的设计和成型工艺的制定这两个方面。通过本次毕业设计，使我加深了解模具设计的过程，并懂得了如何查阅相关资料和怎样去解决在实际工作中遇到的实际问题， 在编写说明书过程中，我参考了塑料模成型工艺与模具设 4 计、实用注塑模设计手册和模具制造工艺等有关教材。引用了有关手册的公式及图表，并得到了老师同学的帮助。 且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正，以达到本次设计的目的！ 5 汽车轮帽 外壳模具设计 第一章 塑料的工艺性分析与设计 1、 塑件的工艺分析 2【塑件成型工艺分析】 如图 示： 正面所示 反面所示 6 料的选择 本产品为 汽车配件 ，首先从它的使用 上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和绝缘性。能满足以上性能的塑料材料有多种，但从材料的来源以及材料 的成本考虑， 更适合些。 目前世界上应用最广泛的材料，它的来源广，成本低，符合塑料成型的经济性。因此，在选用材料时，考虑采用 型工艺、用途 ： 丙烯化学和物理特性 一种半结晶性材料。它比 由于均聚物型的 C 以上时非常脆，因此许多商业的 4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的 100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的 抗冲击强度。 强度随着乙烯含量的增加而增大。 50C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对 行改性。 流动率 40。低于相同 聚物型的强度比均聚物型的要高。 由于结晶， 并且收缩率的方向均匀性比 入 30%的玻璃添加剂可以使收缩率 降到 均聚物型和共聚物型的 酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。 7 注塑模工艺条件 ： 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度： 220275C，注意不要超过 275C。 模具温度： 4080C，建议使用 50C。结晶程度主要由模具温度决定。 注射压力：可大到 1800 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速 注塑。流道和浇口 :对于冷流道，典型的流道直径范围是 47议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是 1也可以使用小到 于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。 料完全可以使用热流道系统。 典型用途 ： 汽车工业（主要使用含金属添加剂的 泥板、通风管、风扇等），器械（洗碗机门衬垫、干燥机通风管、洗衣机框架及机盖、冰箱门衬垫 和电器盒 等），日用消费品（草坪园艺设备如剪草机和喷水器 等）。 表一： 主要技术指标 密度 比溶 吸水率 熔点 收缩率 热变形 温度 164170 83103 抗拉强度 拉伸弹性 模量 弯曲强度 冲击强度 硬度 体积电 阻率 500 701KJ/016 表二： 注射机类型 螺杆转数 喷嘴形式 料筒温度 前 中 后 螺杆式 80 直通式 200230 180200 160180 嘴温度 模具温度 注射压力 保压力 180190 2070 70100060 射保压 高压 冷却时间 成型周期 2060s 03 s 2090s 3070s 品工艺性与结构分析 8 塑件的工艺性就是塑件对成型加工的适应性。塑件工艺性的好坏不但关系到塑件能否顺利成型，也关系到塑件的质量以及塑料模具结构是否经济合理。 表三：塑件工艺分析表 表面积 47087积 44598 量 349g 厚度 2寸的精度 塑件的尺寸公差推荐值参考模具设计与制造手册的 2件的精度等级参考表 2 表四：建议采用的精度 材 料 高精度 一般精度 低精度 4 5 作为电器盒配件，其精度不必太高，故选用一般精度 料制件公差参考教材塑料成型工艺与模具设计表 3 表面粗糙度 外观的好与差主要取决于模具型腔的表面粗糙程度。模具的表面粗糙度要比塑件的要求低 12 级，塑件的表面粗糙度一般为 之间 ,本产品取 模具型腔的表面粗糙度 本塑件由于型腔深度较大，本塑件与另外部件配合使用，要 有一定的弹性才能使塑件能放进指定的位置，塑件要有足够的强度和刚度，才能经受推件板的推力而不使塑件 本产品的脱模斜度取推荐值，型腔： 1030， ，型芯： 40， 。 厚 从提供的产品来看壁厚均匀，其值为 2 圆角 塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其它转角处都应用圆角过渡，这样才不会因在转角处应力集中，在受力或冲击震动时发生破裂，甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂，特别是在塑件的内角处。通常，内壁圆角半径应是壁厚额一半 ，而外壁圆角半径为壁厚的 般圆角不小于 。 塑件各个圆角半径参见塑件零件图 第二章 注射成型机的选择 9 1、注射量的计算 通过 算估算分析，材料为 料件质量总共为为 349g,由文件 1塑料模具设计手册表 1 8查得 p= 取 P=1。 4 g/件体积 V=44598流道凝料的质量可按塑料质量的 0。 6倍来估算。又因为从上述分析中确定为要模二腔，所以注射量为 m=1/49=558g 由 模侵分析可得面积大约为 取型腔压力 P 型取50因是薄壁塑件，浇口又是潜伏式浇口，压力损失大，取大一些 ) 锁模力 F=0.1*p*a 文件 ,塑料模具设计与制造 表 23 A 为制件加工浇注系统在分型面上的总投影面积 P 为模具型腔及流道塑料熔体平均压力 所以 F=2350n 根 据 以 上 分 析 ， 选 择 00 其技术参数如下： 额定注射量 / 00 螺杆（注塞）直径 /5 注射压力 /50 注射行程 /20 注射方式 注塞式 琐模力 /00 最大成型面积 / 30 最大开合模行程 /80 模具最大厚度 /00 模具最小厚度 /70 喷嘴圆弧半径 /2 10 喷嘴孔直径 / 顶出形式 斜顶 推出 动定模固定板尺寸 /30杆空间 190模方式 双曲肘 液压 泵 流量 /（ L/ 70、 12 压力 /（ 动机功 /1 加热功率 / 机器外形尺寸 39002 1注塑量校核 模具型腔能否充满与注塑机允许的最大注塑量密切相关，设计模具时，应保证注塑模具内所需要熔体总量在注塑机实际的最大注塑量的范围内。根据生产经验，注塑机的注塑量是所允许最大注塑量（额定注塑量）的 80%。 由参考文献 1公式 2表 2 1。 80%m 则 nv+1 3000+90=3090(g) 而 80%m=80% 4190=3350(g) 即 80%m 所以合适 式中 n 型腔数量，取单型腔 单个塑件的质量和体积（ g或 浇注系统所需塑料质量和体积 （ g或 V 塑件的体积（ m 注塑机允许的最大注塑量（ g或 2 2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注塑加工时所需注塑压力与塑料品种，塑件形状和尺寸，注塑机类型 、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注塑压力必需大于成型制品所需的注塑压力。由于遥控器前盖的形状和精度要求都一般，但壁薄，熔体流动性较好，所以 100062 11 锁模力为注塑机锁模装置用于夹紧模具的力。 锁模力的校核由参考文献 1公式 2） P=8/隙配合。配合部分的表面要求比较高，表面粗糙度应 R a = 30 导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度，因为滑块完成抽拨动作后，其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内，滑块的滑动配合长度要大于滑块宽度的 ，而保留在导滑槽内的 长度不应小于导滑配合长度的 2/3。否则，滑块开始复位时容易偏斜，甚至损坏模具。 第六章 结构零部件的设计 的选择： 根据模具的尺寸和型腔数量等相关参数选择：模板尺寸为 420*400*350 1、模具闭合高度的确定： 根据所选择模板的高度尺寸， 0， 30， 0， 50， 0。 模具的闭合高度： H=30 +130 +80 +150 +30 +15=435 根据以上设计选用 标准模架 20*350*400、注射机有关参数复校 本模具的外形尺寸为 640058004701001100能满足模具的安装要求。 模具的闭合高度 031000450最大高度是 150 即模具满足 H 31 1000=1150 S (5 10)经验证明： 1000可采用。 6、 2合模导向机构的设计 导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。如下图所示；世哲学 一、导向机构的作用分析 1、定位作用 模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精 确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。 2、导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。 3、承受一定的侧压力 塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。 二、 导套和导柱的选择 本模具采用导柱导向机构导向。 （一）导柱 1、导柱的结构形式 导柱采用 1表 2准形式，这 种形式结构简单，加工方便，用于简单模具。 2、导柱结构和技术要求 (1) 长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出 812避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔 (2) 形状 ， 导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向孔。 (3) 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用 经淬火处理，硬度为 5。导柱固定部分表面粗糙度 m,导向部分表面粗糙度 m。 (4) 配合精度 导柱固定端与模板之间一般采用 H7/ H7/过渡配合；导柱的导向部分通常采用 7或 H8/二）导套 1、导套的结构形式 本模具的结构形式采用 1表 2式，这种形式结构较简单，便于加工。 2、导套的结构和技术要求 (1) 形状 为了使导柱顺利地进入导套，在导套的前端应倒圆角，导柱孔最好作成通孔，以利于排出孔内空气及残渣废料。如模板较厚，导柱孔必须作成盲孔时，可在盲孔的侧面打一小孔排气。 (2) 材料 导套与导柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬 32 度应低于导柱硬度，以减轻磨损，防止导柱或导套 拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 m。 (3) 固定形式及配合精度 导套用环形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/7/ (4) 推 板 导 柱 以 及 推 板 导 套 如 下 图 所 示第七章 推出机构的设计 推出机构的设计主要考虑以下几项的原则： 1. 推出机构应尽量设计在动模的一侧； 2. 保证塑件不因推出而变形损坏； 3. 机构简单动作可靠； 4. 保证良好的塑件外观； 5. 合模时的真确复位。 7 2复位杆的设计 为了使推出机构能够精确的复位，特设立四个复位杆。 7 3斜导柱 导滑槽的设计如下 33 7 4 脱模力的计算 注射成型以后，塑件在模具中冷却定型，由于体积收缩，对型腔产生包紧力，塑件必须克服磨擦阻力才能从模腔中脱出。其受力图如下： 力的平衡原理，列出平衡方程式： P( 在式中 塑料对钢的摩擦系数，约为 A 塑件对型芯的包容面积； P 塑件对型芯的单位面积上的包紧力 , 模内冷却一般取（ 107；在此取中间值 107。 脱模力； 型芯的脱模斜度，在本模具中为 40 。 先计算 A=（ 350 300+400 265） 2=422000 p( =422000（ =108 第八章 确定冷却系统 此模具的平均温度为 70，用常温 20的水作为模冷却介质，其出口温度为 30，产量为 432 1、 求塑件在硬化时每小时释放的能量 34 查表可知 为 35 104J 0. 432 35 104J 104 J 2、 求冷却水的体积流量 V=)( 21 1 = m 由体积流量 由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积很小，故可不设冷却系统，依靠空冷的方 式冷却模具即可。 第九 章 注射件成型缺陷分析 模具设计制造完后，要进行试模。由于设计存在的缺陷，可能会出现这样那样的问题，因此要根据具体的情况及时解决，不要在正式生产中产生类似的问题和缺陷。 以下表 4注射模成型缺陷分析及解决方法。 表 4 注射塑件成型缺陷分析 序号 成型缺陷 生产原因 解决措施 1 制 制品形状欠缺 塞或螺杆回退时间太早 薄、太长 提高料筒及喷嘴温度 提高模具温度 增加料量 提高注射压力 调节进料速度 增加锁模力 修改模具，增加排气孔 增加注射时间 清理喷嘴 正确设计浇注系统 2 制品滋边 2锁模力过小或单向受力 . 降低注射压力 调节锁模力 修理模具 35 擦净模具 降低料温 调整模具或磨平 3 熔合纹 明显 1. 料温过低 2. 模温低 3. 擦脱模剂过多 4. 注射压力底 5. 注射速度慢 6. 加料不足 7. 模具排气不良 提高料温 提高模温 少擦 脱模剂 提高注射压力 加快注射速度 加足料 通模具排气气孔 4 黑点及 条纹 1. 料温高 ,并分解 2. 料筒或喷嘴结合不严 3. 模具排气不良 4. 染色不均匀 5. 物料中混有深色物 降低料温 修理接合处 ,出去死角 改变模具排气 重新染色 将物料中深色物取缔 5 银丝、斑纹 料分解物进入模腔 成型时气化 迅速降低料温 原料预热或干燥 原料进行预热干燥 6 制品变形 1. 冷却时间短 2. 顶出受力不均 3. 模温太高 4. 制品内应力太大 5. 通水不良 ,冷却不均 6. 制品薄厚不均 加长冷却时间 改变顶出位 置 降低模温 消除内应力 改变模具水路 正确设计制品和模具 7 制品脱皮、分层 1. 原料不纯 2. 同一塑料不同级别或不同牌号相混 3. 配入润滑剂过量 4. 塑化不均匀 5. 混入异物气疵严重 6. 进浇口太小 ,摩擦力大 7. 保压时间过短 净化处理原料 使用同级或同牌号料 减少润滑剂用量 增加塑化能力 消除异物 放大浇口 适当延长保压时
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