修改后汽车左右弯管毕业设计.doc

. 修改后汽车左右弯管毕业设计目录摘要1前言11零件图纸 22塑件的工艺性分析32.1 塑料的分析32.2 塑件的分析33注塑机的选择43.1 塑件的体积、质量43.2 选择注塑机 43.3 注塑成形工艺参数44模具结构设计5 4.1分型面得选择54.2型腔布局 54.3模具总体结构类型64.4 成形零件的设计64.5选择标准模架84.6 浇注系统 104.7 侧抽芯机构 104.8 推出机构114.9 冷却系统114.10排气系统135注塑机的校核13毕业小结14答谢词 14参考文献14 汽车左/右弯管注塑模设计摘要 ：本课题通过对汽车左/右弯管进行的注塑模设计，利用UG软件对零件进行了模具设计，对零件结构进行了工艺分析。明确设计思路，确定了注塑成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用AutoCAD绘制了一套模具装配图和零件图。 关键词： 塑料模、工艺分析Abstract：This topic through the car left/right of injection mold design tube bending, using UG software for parts of the mould design, structure parts process analysis. Clear design ideas, the injection molding process and to each specific parts of detailed calculation and test. So the structure is designed to ensure reliable mould, working with other components. Finally using AutoCAD painted a set of mold assembly and detail drawings.Keywords：plastic mold、process analysis 前言许多现代工业的发展和科技水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。模具工业已成为国民经济的基础之一，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。在学习了有关塑料模具的内容以及一些2D,3D软件的使用之后，设计一个汽车左/右弯管的注塑模具。塑料制品生产中先进合理的成型工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的重要因素。塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。本次设计是针对以上形势所设计的一个利用UG、CAD完成的一个汽车左/右弯管的设计过程。在设计过程中，本人力求做到结构完整，内容实用、技术先进、使用可靠等。由于本人水平有限、加上时间仓促，若有疏漏之处，敬请批评指正！1、 零件图纸图1-1图1-2零件描述：汽车左/右弯管 二维图如图1-1所示，三维图如图1-2所示。1.1 塑件材料为ABS，收缩率为0.5%。1.2 大批量生产，塑件表面不得有飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。1.3 未注圆角为R21.4 表面粗糙度达到Ra1.61.5 未有尺寸按MT6级精度计算 2、.塑件的工艺性2.1塑料品种：ABS 颜色：白色基本特性：1、ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。 ABS树脂是目前产量最大、应用最广泛的聚合物，它将PS、SAN、BS的各种性能有机地统一起来，兼具韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。ABS工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。2、ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。 3、ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 4、ABS工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。成形特点：1、无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度、3小时。2、宜取高料温、高模温，但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件，模温宜取5060度，对高光泽、耐热塑件，模温宜6080度3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。2.2塑件1、尺寸精度：该塑件未标注公差尺寸, 故公差等级取MT6级精度计算.2、表面质量要求:该塑件为汽车座椅调节器支架,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。3、结构工艺性：此塑件为壁壳类零件，整体尺寸为135138，厚度基本均匀为5.07mm，最厚处为10.13mm，属于小型塑件。塑件一侧有两个较深的孔，无法直接脱模，必须加侧抽机构。塑件周边有较小的圆角，可以提高模具的强度，改善塑料的流动情况，便于塑件顺利脱模。4、通过以上分析，此塑件可以采用注塑成形生产，又因为需要模具正常生产，塑件产量要达到100万件，属于大批量生产，采用注塑成形具有较高的经济效益。3.注射机的选择3.1.计算塑件的体积、质量 经UG软件测得塑件的体积约为75.223，塑件密度为0.91g/cm3,则质量M=75.220.91=68.45g。3.2.选择注射机 根据公式Vmax(nVs+Vj)/k Vmax指注射机的最大注射量 n指型腔数量 Vs指塑件体积 Vj浇注系统凝料体积 K指注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8 已知n=2，Vs=75.223，Vj=103，则Vmax(275.22+10)/0.8=200.553 查表可选择的注射机型号为XS-ZY-500型卧式注射机,其有关参为:额定注射量 500cm3注射压力 145MPa锁模力 3500KN最大成形面积 1000 cm2模具厚度 300450mm最大开合模行程 500mm喷嘴圆弧半径 18mm喷嘴孔直径 6mm拉料间距 540mm440mm顶出形式 中心液压顶出，两侧顶杆机械顶出3.3.制定注射成形工艺参数 温度（）预热温度：8085 料筒温度：前段255265， 中段260280， 后段240250。 喷嘴温度：250260 模具温度：5080压力（MPa）注射压力：7090 保压压力：5070时间（S）成形时间：预热时间：23,注射时间：35,包压时间：1530,冷却时间：1530,成形周期：4070。4模具结构设计4.1.分型面的选择 分型面是模具动模和定模的结合处，分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成形的塑件为原则，首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在塑件的上接面处。分型面如图4-1所示图4-14.2.型腔布局 方案一：单型腔模具虽然可使模具结构简单，塑件的精度高，工艺参数易于控制，模具制造成本低、周期短；但塑件成形的生产效率低，塑件的成本高。适于塑件较大，精度要求较高或者小批量及试生产。方案二：多型腔模具虽然使模具结构复杂，塑件精度低，工艺参数难以控制，模具制造成本高、周期长；但塑料成形的生产效率高，塑件成本低。适于大批量生产或者长期生产的小型塑件。由于需要100万件的大批量生产，即便塑件精度要求较高，但是为提高效率，综合考虑采用一模两腔结构的型腔布局。型腔布局如图4-2所示图4-24.3.确定模具总体结构类型 方案一：普通两板模结构，两板模是注塑模中最简单的一种结构形式，这种模具只有一个分型面。方案二：三板模结构，三板模也是注塑模中较为常见的一种结构，但是比较繁琐。综上所述：塑件的形状较简单，且比较小，属于小型塑件，而且零件需要加侧抽芯。表面要求又高，所以综合考虑采用两板模模具。由于对塑件表面的要求较高，要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，所以使用侧浇口，可以缩短成型周期减少注塑时间和冷却时间，提高效率，还可以减少流道的能量损失，提高成型质量。4.4.成形零件设计1、结构设计方案一：如果采用组合式的型芯型腔，可以减少加工工艺，减少热处理，拼合处有间隙，利于排器，便于模具的维修，节省贵重的模具刚。方案二：如果采用整体式的型芯型腔，这种结构加工效率高，拆装方便，可以保证各个型腔型芯的形状尺寸一致。但是型腔加工困难，热处理不方便。综上所述：为便于拆装，型腔采用整体嵌入式的型芯型腔2、工作尺寸计算（未注公差按MT6计算）对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。查表可知ABS的平均收缩率Scp=0.5%型芯径向尺寸 400+0.46 245.6+0.54LM=(LSLSScp3/4)z =（400+4000.5%+0.463/4）-（0.46/4） = 402.345-0.115LM=(LSLSScp3/4)z =（245.6+245 .60.5%+0.543/4）-(0.54/4) = 247.233-0.135型芯高度尺寸 131+0.32 90+0.46HM =(HS+HSScp+2/3)z =（131+1310.5%+2/30.32）-（0.32/4） =132.021 -0.08 HM =(HS+HSScp+2/3)z =（90+900.5%+2/30.46）-（0.0.46/4） =90.816-0.115型腔径向尺寸 317-0.80 400-0.54 LM=(LSLSScp-3/4) +z =（317+3170.5%-3/40.80）+（0.80/4） = 317.985+0.2 LM=(LSLSScp-3/4) +z =（400+ 4000.5%-3/40.54）+（0.54/4） = 401.595+0.135 型腔深度尺寸 131-0.46 41-0.32 HM=(HS+HSScp2/3) +z =131+1310.5%-2/30.46) +（0.46/4） = 131.349+0.115 HM=(HS+HSScp2/3) +z =(41+410.5%-2/30.32) +（0.32/4） = 40.992+0.083、型腔侧壁和底板厚度计算此模具采用组合式矩形型腔，查表，已知圆形型腔内壁短边为28.83mm，则型腔壁厚S1=9，模套壁厚S2=22。已知t (ap/ )0.5 b ，则L/b=28.83/28.83=1.0 则a=0.3078 ，又已知p=40MPa =300Mpa带入公式t (ap/ )0.5 b =(0.307840/300)0.528.83=5.8型腔深度尺寸 10.13-0.46 5.07-0.32 HM=(HS+HSScp2/3) +z =(10.13+10.130.5%-2/30.46) +（0.46/4） =8.260.115 HM=(HS+HSScp2/3) +z =(5.07+5.070.5%-2/30.32) +（0.32/4） =3.18+0.08型芯圆角 R2 LM=(LSLSScp)z =(2+20.5%)-0.01=2.01-0.01型腔圆角 R2 LM=(LSLSScp)+z =（2+20.5%)+0.01=2.01+0.01 4.5.选择标准模架1、确定模架组合形式 采用推杆推出机构，定模和动模均由两块模板组成。2、斜导柱侧抽芯机构设计与计算抽芯距与抽芯力的计算：抽芯距 S=S1+(2-3)=（R2-r2）0.5+（2-3）=（292-162）0.5+2=26.19抽芯力的计算 F=chp(ucosa-sina)C侧抽芯成形部分的截面平均周长 m 侧抽芯成形部分高度 m 塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成形工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，=（0.81.2）107模外冷却的塑件，=（2.43.9）107 侧抽芯的脱模斜度或倾斜角 塑料在热状态时对刚的摩擦系数，一般取0.150.3 则F =chp(ucosa-sina) =9.168810-31.4610-10.8107（0.3cos13sin13） =1007.23 N 斜导柱的长度计算 L=s/sina=26.19/ sin13=119.053、计算型芯模板周界长度L=78.21+423.58+78.21= 580 宽度N=80.44+268.56+81.00=430型芯模板周界如图4-3所示图4-34、选取标准的型芯模板周界尺寸 首先确定模架宽度，N=430最接近于标准尺寸450，则选500L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L= 580的600。最终确定的模架规格为1400500。5、确定模板厚度 A板 定模板，本套模具没有定模板，型腔能直接充当定模板，则A板厚度等于型腔厚度，型腔厚度=40，选取标准中A板厚度HA=40mm。 B板 动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.51）型芯高度，则B板厚度HB在2652之间，标准化取HB=40mm。此设计中模架标准采用龙记（LKM）标准模架。标准模架如图4-4所示图4-46、检验模架与注射机的关系1、模具外形尺寸400400拉杆空间540mm440mm ，适合。2、最大模具厚度450 模具厚度400最小模具厚度300 ，合理。3、开模行程 最大开合模行程500，合理。4.6.浇注系统 浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。浇注系统的设计应根据模具的类型、型腔的数目及布置、塑件的原料及尺寸的确定。 浇口分为直浇口、点浇口、潜伏式浇口、侧浇口等等，但是侧浇口由于浇口截面小，减少了浇注系统的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。有助于提高模具表面质量。B=0.60.9/30=4.5T=（0.60.9）=1.5浇注系统如图4-5所示图4-54.7.侧抽芯机构 分析塑件汽车左/右弯管的外形特征得出，弯管的内部是空心的，这样单独只靠型芯和型腔不能直接加工生成塑件，必须从三个方向往内部加上侧抽，在塑件成型冷却后先向三个方向移开侧抽，之后再分模，这样就可以得到空心的汽车左/右弯管塑件了。侧抽芯如图4-6所示 图4-64.8.推出机构 常用推出机构有推杆、推板、推管等。推出机构设计的是否合理直接影响到塑件的质量和外观，因此推出机构应有足够的强度和刚度，推出动作应简单、灵活、可靠。 本套模具较为特殊，由于该塑件的外形特征因此选用了三个方向的滑块侧抽，虽然塑件成形冷却后收缩就连在型芯上，不过可以在滑块移开的时候滑块头连带着碰到塑件，加上塑件又是空心的圆管，因此塑件很容易受到自身重力落下，这样就不用去添加其他推出机构，也不需要推板、推杆固定板以及垫块等零件，大大提高了制造模具和生产的效率。4.9.冷却系统模具温度的调节既关系到塑件质量（塑件的尺寸精度、塑件的力学性能和塑件的表面质量），又关系到生产效率。采用冷却水效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法，所以根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现均一、高效的冷却水路。分析得出，本套模具在型芯和型腔中都加工出了冷却水路，这样冷却的效果更好。 冷却系统如图4-7所示型芯中冷却水路型腔中冷却水路图4-74.10.排气系统由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.020.03mm ，中间设排气槽。5.注射机的校核5.1.最大注射量 一般取K=0.8，已知n=1，Vs=36.17523，估计Vj=403，则Vmax(436.1752+40)/0.8= 184.70083 ，因为满足KVmaxVsVj，适合。5.2.注射压力已知P注= 80121 MPa，P公=145MPA，则P公P注，适合。5.3.锁模力锁模力是4500KN5.4.安装部分尺寸喷嘴孔直径7.5主流道小端直径8模具外形尺寸510450拉杆空间650mm550mm最大模具厚度510 模具厚度400最小模具厚度300 5.5.开模行程最大开模行程450则最大开模行程开模行程，适合。5.6.推出机构中心顶出，顶出距100 mm，两侧顶杆机械顶出 毕业设计小结这次的毕业设计，感受颇深，受益良多。半个多月的时间，自己一点点的忙碌和老师的悉心指导加上同学的无私帮助，终于顺利完成了本次的毕业设计。本次对汽车左/右弯管的注塑模设计很好的让我梳理了一遍自己所学的专业知识，其中不乏很多收获，有很多就是平时没注意或是学习得不好复习不到位的，通过这次算是更加了解和掌握了。这个论文的完成包括从开始利用UG软件设计出整套模具出来，好好分析模架、浇注、推出、冷却四大系统的结构设计，还包括其他许多零部件的设计分析；之后利用UG和CAD绘图软件完成三维与二维的转换导出各个零件图，并且完成好尺寸标注。这个过程中我很好的又熟练了UG与CAD绘图软件的使用。在这次完成毕业设计的过程中，遇到的问题其实是不少的，这让我认识到以前所学还是有不少缺陷的，不过通过自己的复习加深巩固和老师同学的悉心指导与帮助，我自己完成了这次汽车左/右弯管的注塑模设计论文。同时也很好的更透彻的掌握了自己所学的专业知识。汽车的发展如此