毕业设计（论文）-模型汽车上壳的注塑模具设计.doc

编号 毕业设计（论文）题 目:模型汽车上壳的注塑模具设计学生姓名:学 号:院（系）:中德工程学院专业班级:模具1411指导教师:职 称: 年 月中文题目：模型汽车上壳的注塑模具设计 毕业设计（论文）共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要本论文是将模型汽车上壳作为设计模型，并且将所学的模具制造与设计作为论文依据，阐述了整个模型汽车上壳的设计过程。首先，利用UG对模型汽车上壳进行三维建模，并进行了产品结构的分析。其次，在UG中设计出浇注系统，脱模系统以及冷却系统。然后，模型汽车上壳的设计需要计算出塑件的尺寸以及尺寸精度，之后进行注塑机的选用，确定好注塑机的型号（厚度，模具的安装尺寸，模具的开模行程以及注塑机锁模力）。最后，采用了滑块推出的设计保证了模具工作时需要的强度和成本的节约。关键词：塑料件；三维建模；滑块推出全套图纸加扣 3012250582目 录前 言11 工艺分析21.1 产品分析21.2 材料分析22 成型分析42.1 分型面的确定42.2 模腔数量42.3 塑件的质量和体积52.4 模架选用53 注塑机选用64 冷却系统74.1 水路设计原则74.2 前后模水路设计75 浇注系统105.1 热流道浇注系统设计思路105.2 主流道设计105.3 主流道衬套（定位环）设计116 抽芯机构设计126.1 滑块设计126.2 斜导柱设计127 顶出机构设计137.1 顶出机构概述137.3 顶出机构设计13总 结14致 谢15附 录16参考文献17苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言人人皆知，模具是工业之母，目前我们生活中的产品基本都是由模具生产的。产品如果想要达到量产，提高产品的生产效率，降低生产的成本就只能依靠模具来进行。在现代工业中是没有办法脱离模具来存在的。总而言之，模具就是现在工业中最为重要的基础，是一个永远不会落寞的产业。我国的塑料模具工业从刚开始起步到目前，已经经历了半个世纪的之久，有了长足的发展，模具的水平也有很大的提升。目前的工业水平既能够生产大型的模具，也能够生产一些小型的，尺寸精度较高的零件。而且这些零件的尺寸精度都能够达到国外一些同类型产品的水准要求。在我的这次设计中，首先，我先确定了所设计的模具类型为塑料模具，根据产量选择了一模一腔的设计方案，根据服务方向选择了ABS材料；然后，我绘制出了我所设计模具二维及三维图纸，确定了产品的分型面以及模具的选用；其次，在设计好基础模架后，我进行了注塑机的选用，根据书本知识以及老师的讲解确定好了注塑机的型号；再然，确定好了前后模冷却水路设计以及热流道浇注系统；最后，我设计出了侧孔以及倒扣，以使得产品能够在脱模过程中更好的脱模，利用滑块的设计，使得抽芯机构更加的简单方便，提高了产品的生产效率，以左右运动取代了传统的上下模上下运动抽芯。最后，这篇论文是在大专三年学习以及老师指导下完成的，由于自身对于模具行业认知不深且没有专业经验可能出现了很多的错误以及不足之处，请各位老师谅解。1 工艺分析1.1 产品分析模型汽车上壳是模型汽车的一个大型配件，并且模型汽车主要服务于很多小孩子，所以要保证模型汽车上壳零件的外观样式，设计时要把结构给定合理，抗压强度要大，才能够吸引更多的购买者。模型汽车上壳设计图如图1-1所示。图1-1 模型汽车上壳1.2 材料分析由于模型汽车是服务于很多小朋友，所以采用了ABS材料来进行制造生产。ABS材料无毒、无味、不透明，不会对小朋友造成危害。其次，ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生出的三元共聚物，具有良好的力学性能。成型参数见表1-1所示。表1-1 ABS成型参数密度1.01-1.05g/cm3收缩率0.005-0.008预热温度80摄氏度-90 摄氏度，预热时间2-3小时喷嘴温度180-190摄氏度模具温度50-70摄氏度注射压力60-100MPa注射时间注射时间3-5秒，保压时间10-30秒，冷却时间15-30秒成型周期40-70秒2 成型分析2.1 分型面的确定首先，分型面是指模具在开模之后模具取出产品的那个平面。在注塑模中，模具可以选用一个以及多个分型面来生产，但是，在我所设计的塑件中，我选择使用一个分型面，这也是注塑模里面很多人都会采用的结构形式。在我对于塑件选择分型面的时候遵从了以下几个要求：1）分型面应该选择在塑料件最大轮廓的尺寸处，以便于我们能更加容易的取出塑料件；2）为了方便我们设计推出机构，模具开模后塑料件应该留在动模上；3）分型面的制定应该要保证塑料件的尺寸精度以及表面质量；4）分型面的制定应该便于浇注系统和排溢系统的排布；5）分型面的制定应该将模具结构设计的更简单便捷些，便于加工。所以我的分型面制定见下图2-1所示。图2-1 分型面2.2 模腔数量由于模型汽车上壳尺寸较大，并且要求尺寸精度较高，生产批量也为中等批量，所以我采取了一模一腔的方式。2.3 塑件的质量和体积为了更进一步的选用注塑机要计算好塑件的质量和体积，根据查阅手册得知：ABS的密度为=1.05g/cm，成型收缩率为0.5%，成型稳定为180-280摄氏度。根据UG软件计算得知塑件体积为98 cm.计算塑件质量：98 cm1.05g/cm=102.9g.2.4 模架选用根据塑件的质量及体积，我选择了模架型号为龙记大水口，A板80mm，B板140mm，如图2-2所示。图2-2 龙记大水口3 注塑机选用通过三维软件建模设计分析计算得知：塑件的体积：V=98cm.塑件的质量：m=98 cm1.05g/cm=102.9g.公式中，塑件密度参考相关资料选取了1.05g/cm.在浇注系统中，凝料体积在设计前并不能够确定精准的数值，但是根据经验和查询手册可以的得知凝料体积可以按照塑件体积的0.2-1倍来进行计算。由于本次的分流道较为简单且不是很长，因此浇注系统的凝料体积按照塑件体积的0.2倍来进行估算，估算出在一次内注射进模具内的塑料总体积为V=2V塑（1+0.2）=2981.2=235.2cm.根据计算得知，在一次内注入模具型腔的塑料总质量V总=235.2cm，为了满足实际上注塑的需求，要和注塑机理论的注射量0.8倍左右相配。通过计算得，注塑机的理论注射量V注塑机=V总/0.8 cm=235.2/0.8 cm=294 cm。因此选定注射机理论注射容量为320cm，注射机型号为SZY-300，主要技术参数见表3-1所示。表3-1 注射机技术参数理论注射容量/cm320锁模力/KN1400螺杆直径/mm60开模行程/mm340注射压力/MPa77.5最大模具厚度/mm355注射方式螺杆式最小模具厚度/mm1304 冷却系统4.1 水路设计原则1）水路的布置要使模具的温度冷却迅速，平衡均匀，不能局部过冷或者过热，并且，水路的设计应该便于加工；2）冷却水道的孔壁设计距离产品应控制在15-25mm之间；3）冷却水道数量应该尽可能的多，水道直径为8-10mm两条平行水道中心线间距在35-50mm之间；4）冷却水道不能够与其他配件有干扰。4.2 前后模水路设计在为了使产品能够拥有较短的成型周期，并且弥补设计时一模一腔生产效率低的劣势，我采用了直径为8mm一字型的水道设计。这样，能够使模具能够更加快速的冷却，加工更加简单方便。具体水路设计如图4-1及图4-2所示。图4-1 前模冷却水道图4-2 后模冷却水道5 浇注系统5.1 热流道浇注系统设计思路1）热流道选择：确定好选用开放式还是针阀式热喷嘴；2）进料方式：确定好选用单点进料还是多点进料；3）选择热流道组件：单点进料确定热喷嘴，多点进料确定热喷嘴以及热流道板。5.2 主流道设计主流道指的是注射机的喷嘴和分流道入口之间的一段通道，是ABS塑料进入模具型腔刚开始要经过的地方，它的尺寸大小和ABS塑料流速和充模时间的长短有着密切的关系。如果主流道设计过大，会造成回收到的冷塑料过多，冷却的时间也会相应的进行增加，塑料件中包含着的空气也会有很多，会引起气泡产生过多导致成型比较困难；如果主流道设计过小，会加大塑料在注射中途热量的损失，降低了ABS塑料的流动性能，加大了注射的压力导致成型会变得困难。我所设计的主流道为圆锥状，锥度设置成2度，表面粗糙度设置为Ra0.4um。在主流道的末端用半径为1mm的圆角来进行过度。主流道的长度设置为73mm，材料采用T10A材质。具体流道如图5-1所示。图5-1 主流道5.3 主流道衬套（定位环）设计主流道衬套（定位环）是用于热流道系统中，保证注射机喷嘴位置与浇口套位置能够重合，具有耐高温的特点。在这套模具中我采用了直径为100mm的主流道衬套（定位环），具体如图5-2及5-3所示。 图5-2 定位环主视图图5-3 定位环俯视图6 抽芯机构设计6.1 滑块设计在这套模具的设计中，我设计出了侧孔以及倒扣，以使得产品能够在脱模过程中更好的脱模。利用滑块的设计，使得抽芯机构更加的简单方便，提高了产品的生产效率，以左右运动取代了传统的上下模上下运动抽芯。6.2 斜导柱设计在各类注塑模设计中，斜导柱设计要满足其强度大的要求，且角度取值范围在5-25度。我所设计的模具中，斜导柱的角度设置为12度，满足了此要求。如图6-1所示。图6-1 斜导柱7 顶出机构设计7.1 顶出机构概述在注塑模具中，为了让产品、流道以及废料能够从模具中顺利的脱离出来，并且保证好生产中的持续性能所设置出来的机构。7.3 顶出机构设计顶出机构通常采用了推杆，推板和推管等顶出机构，推杆和推板的应用占很大一部分。模型汽车上壳形状呈对称装且不是很复杂，故使用了顶针推出方式。顶针直径尺寸为8mm且顶针设置为对称形状，与塑件内表面接触，防止了因为推出时受力不均匀发生塑件变形的情况，并且保证了塑件外表面的质量。具体分布如图7-1所示。图7-1 顶针分布总 结在此次的毕业设计结束后，我的大专三年生涯也即将告别结束了，班级内的同学也面临着各奔东西去进行人生中第一次实习了。三年以来，得到了很多东西，也失去了很多东西，留下了很多遗憾。在学校学习的三年中，也是没有尽自己全部的力气去汲取知识，每次的任务都是以老师的最低要求来约束自己，没有很好的去锻炼到自己。在这次的毕业设计中，我用尽自己全力，努力将这份毕业设计做到自己所能做到的最好，也是对三年来的学习生活作出的最后一点补充。本次设计是对于模型汽车上壳的注塑模具设计，此零件尺寸并不是很难，设计过程中，我利用了UG软件来进行零件的绘制与模具整体的绘制，并将三维图纸转化为CAD二维图纸，在CAD软件中进行了修改，最后也利用了Moldflow对产品浇口、流道等进行了分析。在做毕业设计的期间，我真正的认识到自己真的是书到用时方恨少，对专业知识的认知不足，对书本知识的不熟练等等。在平时的上课过程中，老师谈及毕业设计，自己也认真想过怎样才能很好的设计出一套以及到底该做一套什么样的模具。现如今，当自己命题完自己的毕业设计后，自己也专心的把身心都放在了这套模具上。在面对这份毕业设计的时，遇到了很多的难题阻碍，但是这样也培养了我独立解决问题的能力，平时上课时候都是分组去完成老师所布置下来的任务，让自己的水平也得到了进一步的提高。在命题完毕业设计之后，一直从零件图的绘制、对材料的选用、对于分型面的选择确认、对于注塑机的分析选择以及冷却系统和浇注系统的设置以至整套模具的绘制完成，自己都尽心尽力去完成。过程中，零件尺寸的计算错误、分型面选择失误、冷却流道设置错误、浇口位置不完美带给了我很大的困扰。这些问题，我都是在书本以及网络上不断的寻求答案来完善，当然，和老师同学们的帮助也是脱不了干系。当我将三维图纸转换为二维图纸后，我也发现了很多在UG软件没有发现的问题（机构之间相互干预），使得模具不能运动。在CAD软件中发现问题后，让我能够及时的修改了三维图纸，减少了我图纸的错误性。在充分运用了UG、CAD以及Moldflow软件后，也是发现了这三个软件所具备的强大之处，也让自己的制图水准得到了进一步的提高，给自己即将面临的实习提供了更好一点的基础。这篇论文虽然我已经尽自己最大能力去写去完善，但是还是存在了很多我没有发现的错误和许多的不足之处，希望老师们能够谅解，并给我应有的批评指导，让我能够更好地补足自己的不足之处，让我能够学习到更多的东西。致 谢在做毕业设计的这段时间里面，感谢各位老师对我的悉心教导，感谢所有帮助过我的所有同学。缺少了你们巨大的帮助，我独自一人再怎样去努力也根本不可能完成这样一份毕业设计。最后再次感谢所有教授过我知识的老师们，在以后的生活中我也会不断去学习来完善自己，提高自己技能水平。感谢！附 录 1图1-1模型汽车上壳2表1-1ABS成型参数3图2-1分型面4图2-2龙记大水口5表3-1注射机技术参数6图4-1前模冷却水道7图4-2后模冷却水道8图5-1主流道9图5-2定位环10图6-1斜导柱11图7-1顶针分布参考文献1 李雪. 浅谈我国模具的发展及其重要性J. 科技视界, 2015.2 颜志伟. 塑料模具设计与机构设计. 北京：国防工业出版