车门注塑模具设计[三维UG]【CAD图纸全套】

目 录 摘要： 介绍了新车门在日常生活中的应用，重点介绍了新车门的模具设计过程。 关键词： 模具设计；实用性；模具 1 引言 5 2 绪论 6 4 模具设计 10 1 塑件的分 析 10 件的分析 10 件所用材料 性能分析 11 2 拟定模具的结构形式 13 型面位置的确定 13 腔数量和排列方式的确定 13 腔数量的确定 13 腔排列形式的确 定 13 具结构形式的确定 14 射机型号的确定 14 选择注射机 15 射机的相关参数的校核 15 3 模具设计计算 17 注系统的设计 17 流道的设计 17 2 流道的设计 18 口的设计 18 料穴的设计 18 导柱的设计 19 定推出机构 20 却系统的设计 21 气系统的设计 22 型零件的结构设计及计算 22 型零件的结构设计 22 型零件钢材的选用 23 型零件工作尺寸的计算 23 4 模架的选定 26 凹模镶件侧壁厚度部分选定及计算 26 动模垫板厚度的计算 26 模架的确定 26 27 27 塑机注射量的校核 27 射压力和锁模力的校核 28 射机闭合高度和开模行程的校核 28 具在注射机上的安装尺寸校核 28 29 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 模镶件加工工艺过程卡 29 模型芯加工工艺过程卡 30 柱加工工艺卡 31 32 5 总 结 33 6 参考文献 34 4 引 言 模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器”，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本把模具誉为“进入富裕社会的原动力”。 模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械，电子，汽车，石油化工和建筑业等都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模 具，特别是汽车、电机、电器、家电和通信产品中 60%80%的零件都要依靠模具成形。我国石化工业一年生产 500 多吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖，墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具，生产塑料管件和塑料门窗，也需要大量的塑料模具成形。 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 6 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 绪 论 一 【 模具在加工工业中的地位 】 模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用 的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。 对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。 模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响 。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。 现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效 的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展 二 【 模具的发展趋势 】 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： （ 1） 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品 的产量和质量都得到很大的提高。 （ 2） 高效率、自动化 8 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 （ 3） 大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （ 4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加 工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 （ 5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 1 塑件的工艺分析 塑件（车门）分析 塑件图 （因使用需要对原式样有所改进） 塑件的视图如图 所示： 塑件图 （ 1）外形尺寸 该塑件壁厚约为 5件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注 射成型。 （ 2）精度等级 每个尺寸的公差不一样，就按实际公差进行计算。 （ 3）脱模斜度 选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为 1。 脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 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。 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。 一般性能 观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。对密度为 右，吸水率低。 其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。 氧指数为 18 20，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。 力学性能 优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用； 10 耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。 性比 ，但比 。 弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。 力学性能受温度的影响较大。 热学性能 热变形温度为 93118 ，制品经退火处理后还可提高 10 左右。 时仍能表现出一定的韧性，可在 00 的温度范围内使用。 电学性能 电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。 环境性能 受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。 耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。 料的加工性能 样是一种加工性能优良的热塑性塑料，可用通用的加工方法加工。 熔体流动性比 ，但比 ，与 流动特性属 非牛顿流体 ；其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。 热稳 定性好，不易出现降解现象。 吸水率较高，加工前应进行干燥处理。一般制品的干燥条件为温度 8085 ，时间 24h；对特殊要求的制品 (如电镀 )的干燥条件为温度 7080 ，时间 1818h。 品在加工中易产生内应力，内应力的大小可通过浸入冰乙酸中检验；如应力太 大和 制品对应力开裂绝对禁止，应进行退火处理，具体条件为放于 7080 的 热风循环干燥箱 内 24h，再冷却至室温即可。 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 2 拟定模具的结构形式 型面位置的确定 塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。根据本车门的具 体结构和和以上确定分型面的基本原则，本设计确定分型面的位置如图所示。 腔数量和排列方式的确定 腔数量的确定 本制品在注射成型时该塑件精度要求不高，生产批量适中，从模具加工成 本， 本品生产时的成本考虑，能够适应生产的需求，模具结构孔不复杂，容易保证塑件质量 ， 采用一模两腔的模具结构，根据制品的形状，尺寸特征，为了保证两型腔同时进料，考虑采用如图示的型腔排列方式： 腔排列形式的确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的部位 对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用如图所示排列方式。 12 具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称排列。根据塑件结构形状，设计此模具以开模动作。制品的取出，本设计中采用球型拉料杆将其拉出定模，再以顶杆推板等将其推出动模，浇口采用侧浇口，一般能带出制品，模具结构简单些，制品也无顶出痕。 射机型号的确定 1） 注射量的计算 1 塑件体积： 本设计中塑料制品的所示尺寸近似计算制品的体积 401 塑件质量： 401=中， 参考塑料模具设计师手册表 1 2） 浇注系统凝料体积的初步估算 一般情况下浇注系统的体积可根据主流道，分流道尺寸大小，布置情况估算这里浇注系统的体积为一模两腔，各分流道体积： V=2 4 R R 一般 3在此我们估算为 1 2/3 4=8/3=8/3 初选择注射机 根据计算的制品质量来确定注塑机的型号规格 ,为 保证注塑成型的正常进行，根据生产经验一次成型所需的塑料总量为最大注塑机注射量的80即： 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 80 162.3 g 其中 g 该制品注射系统总体积： 据以上的计算，初步选定公称注射量为 1000 ,注射机型号为 式注射机，其主要技术参数见表 2。 表 2 注射机主要技术参数 最大注射量 /1000 最大开模行程 /00 注射压力 /21 拉杆空间 /50 550 锁模力 /500 喷嘴球半径 /8 模具最大厚度 /00 喷嘴口孔径 /具最小厚度 /00 射机的相关参数的校核 1） 注射压力校核 查塑料模具设计师手册表 1和， 需注射压力为 60110里取 0注射机的公称注射压力 20射压力安全系数 里取 ： k1 80=104以，注射机注射压力合格。 2）锁模力校核 1）按公式 )( 1射机的额定锁模力，查相关资料得 注射机的为2540 大小一般是注射压力的 80% 的 注 射 压 力 为 121所以P=121 80% 14 2。 A=961/4=1A 2。 1A =（ 6 8/3） 4=64 2 所以 )( 16（ 4 4） =2540射机锁模力合格。 3）最大注射量的校核 ： 按公式 1进行校核。 因为 2 437+1000 00，其中000 3 校核合格。 4）型腔数量的确定与校核： 按公式 进行校核，式中 K=射机最大注射量的利用系数） M 注射机的额定塑化量（ g/h）查相关资料得 的额定塑化量为 510 g/h。 T 预塑时间（ S），查相关资料得 为 2S。 所以 1m =4 g=1103600 5）开模行程的校核： 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大的开模距离。 开模的行程可按下面公式进行校核： S 105(21 手册 为 7001H 模距离）此模具为 502H 模具约为 140所以 2001021 HH 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 3 模具设计计算 注系统的设计 所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传物质、传压和传热的功能，岁塑件质量影响很大。它分为普通流道浇注系统和热流道浇注系统。该模具采用普通流道浇注系统，包 括主流道、分流道、冷料穴、浇口。 流道的设计 1）为便于将凝料从主流道中拉出，主流道通常设计成锥形，其锥角 =2 6 。内壁表面粗糙度一般为 2）为防止主流道与喷嘴处溢料及便于将主流道凝料拉出，主流道与喷嘴应紧密对接，主流道进口处应制成球面凹坑，其球面半径为 R 2 =(1 2)入深度 3 5 3) 为了物料的流动阻力，主流道末端与分流道连接处呈圆角过渡，其圆角半径 r=1 3 4) 主流道长度 L 应尽量短，否则将增加主流道凝料，增大压力损失，一般主流道长 度由模具结构和模板厚度所确定，取 L=645) 因主流道与塑料熔体反复接触，进口处与喷嘴反复碰撞，因此用较好的钢材制造并进行热处理，一般选用 造，热处理硬度为 55。 （ 1）主流道尺寸 1）主流道小端直径 D =注射机喷嘴直径（ 1） =4（ 1），取 D = 2）主流道球面半径 射机喷嘴球头半径（ 1 2） =12（ 1 2）， 流道的设计 （ 1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少 在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 2）分流道截面形状 常用的分流道截面形状有圆形、梯形、 角形等， 便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用圆形截面 ,其加工较容易，且热量损失与压力损失均不大。分流道的截面形状 16 选用圆形，其尺寸比主流道的大端尺寸略小。由于制品的材料为 料，且流动性较号。所以分流道的直径根据经验直径取 4（ 3）分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低 ，一般 可，此处取 外，其脱模斜度一般在 510之间 这里取脱模斜度为 5。 口的设计 浇口又称进料口，是连接分流道和型腔的流道。由于制件的外表面质量要求不是较高，所以在外表面时可以允许有浇口痕迹的。综上分析该塑件采用侧浇口，设计成截面积为矩形。 侧浇口尺寸的确定： 利用侧浇口尺寸计算的经验公式：30 )21； （式中 A 为塑件的外侧表面积， h 为浇口处塑件的厚度。）由制品的尺寸得： A=所以 9 8(1221 而h =3所以 。所以综上所述，而侧浇口的厚度约为 料穴的设计 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。主流道末端的冷料穴除了上述作用外，还有便于在该处设置主流道拉料杆的功能。 导柱的设计 导向机构是保证塑料注射模具的动模与定模的正确定位和导向的重要零件。通常采用导柱导向，其主要零件有导柱和导套。 导向机构的设计原则如下： （ 1）导柱应对称分布在模具分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具强度和防止模板发生变形 （ 2）导柱的直径应根据模具尺寸来定，并应保证有足够的抗弯强度。在本设计设计的模具中选取了 20 的直导柱。 （ 3）导柱固定端的直径和导套的外径应尽量相等，有利于配合加工，并保证了同轴度的要求。 （ 4）导柱和导套应有足够的耐磨性，本设计中采用 无导套配合。 导柱尺寸及导柱在模板上的布置如图 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 根据制品结构特点，确定在制品的四个角上，布置四个圆推杆，本设计中所选推杆为课本中图 图，其布置和导柱布置类似。如图示： 由课本 得 : 18 s i nc o s t A 塑件包络型芯的面积 P 塑件对型芯单位面积上的包紧力，由于塑件莫内冷却， P= 7 22 23252231925 A ( 62取 ) 4s i 3 7 7= 1 2 9 0 =2510N 推杆选定为课本 8.3 一般推杆直径为 12推杆，推杆孔的双边间隙应该能保证不溢料又能排气，聚丙烯应不大于 推杆材料多为 45 钢， 本设计中推杆材料选用 杆头部淬火处理，硬度大于 250面粗糙度 以下选用 1.2 一般此类型号推杆台肩与其直径约差 4 6文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 由于制品的平均壁厚为 3品尺寸不大，对于 270200 ，模具温度 6020 ，式采用喷射式对型芯进行冷却，采用 16 个水嘴且每个型芯设计为一进一出式，水道设计为 8 12设计中设计为 8 由于 制品尺寸较小，本设计中利用分型面和推杆，推管等的配合面，配合间隙接触进行排气即可。 型零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 （ 1）凹模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。此模具采用一模两腔的结构形式，考虑加工难易程度和材料的价值利用等因素，凹模拟采用整体式凹模结构。 （ 2）凸模型心的结构设计 凸模是成型塑件内表面的成型零件。通常可以分为整体式和组合式两种类型。为了便于加工和热处理，其凸模的结构也采用 整体式结构。 料的 ,手册的附录表 B 中查得 料的分别为 20 s = 2m ax 00100 = 0 一般成型零件工作尺寸制造公差值取塑件公差值的 1/3 1/4 或取作为制造公差。查表 2差数值为 21 33表 2 5得 孔的 = 2= 2= 上下型芯的直径为 0 上下型腔为 ，考虑到塑料的热胀冷缩因此所以查材料 的计算收缩率为查模具的相关手册得 %到 3%，故取 收缩率为 2% 型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度及耐磨性，同时考虑它的机械加工性能，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用 45钢。对于成型塑件的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材 718H。 型零件工作尺寸的计算 成型零件结构尺寸及动模部分的计算： （ 1） 由凹模的径向制件成型部分的尺寸计算公式得： L m a x =1.5 = （由于 , 非常小可忽略不计） =件的平均径向尺寸 : s 00 52 1 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 所以 ( z0 =(1+s ) ( 1 0 1)型芯的径向尺寸制件成型部分的计算 ： a： 02 1+s ） ( 0z= = b : 02 1+s ） ( 0z= 2):型腔深度制件成型部分的计算 ： m 00 1 (X=( = 5 2 = 0 3):型芯在型腔内的长度计算： a :上型芯制件成型部分的尺寸计算 ： 根据式： 00 1 = 1 0 = 0 b:下型芯制件成型部分的尺寸计算： 22 00 1 = 1 0 5 7 = 1 0 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 4 模架的选定 凹模镶件侧壁厚度部分选定及计算： 根据以上分析及计 算过程我们初选 的标准模架，凹模侧壁是采用嵌件为紧促结构，这里的凹模嵌件单边厚度从相关手册表 选定为20于型腔采用直线对称结构布置，故型腔之间壁厚满足结构设计就可以了，型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算，平面尺寸选用 ，它较型腔布置尺寸的多，所以完全满足强度，刚度的要求。 动模垫板厚度的计算 ： 动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架在 范围内，垫块之间的跨度为 250 5050=150 = 模架的确定： 1 ）： A 板尺寸的确定： A 板是定模型腔板，因塑 件高度为 40模嵌件深度在 A 板中的尺寸 120 板尺寸的确定： 24 B 板是动模型腔板，故取 160 板（垫块）尺寸的确定 : =推出行程 + 推板厚度 +下型芯垫板厚度 =150以上的计算过程得： 我们可以确定我们所选的的模架，其型号 为 标准模 。 买文档就送全套 纸 交流资料 14951605 最新最全优秀毕业设计 含全套 纸和答辩论 文 模具平面尺寸的校核： 1模具平面尺