水箱盖注塑模具设计【全套含有CAD图纸三维建模】
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水箱
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购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘要本次课题的主要研究水箱盖注塑模具的设计，该塑件选用ABS为注塑的材料。该套模具的设计首先要明确设计的大纲与思路，要了解各种塑料的性能与应用领域，并能准确选取材料。本次课题主要从塑件的选材、成型、模具的结构设计、各个机构部分的尺寸设计、模具的尺寸计算、注塑机的选择等方面进行分析设计。根据本次课题设计一套加工水箱盖的模具，从而实现加工生产自动化提高生产力，大批量生产。关键词：水箱盖；ABS；尺寸计算；分析设计。 I目 录前言11.塑件分析21.1外形精度分析21.2精度等级分析22.塑件成型分析32.1成型工艺分析32.2选材32.3成型工艺参数选取33.模具成型与结构设计43.1型腔设计43.2分型面设计43.3浇注系统的设计53.3.1浇口的选取与确定53.3.2主流道、分流道设计53.4复位杆设计53.5推出机构设计63.6排气系统设计63.7运水系统设计74.模具尺寸设计与注塑机选取84.1模架的选取84.2抽芯、斜顶机构尺寸计算94.2.1抽芯机构尺寸计算94.2.2斜顶设计104.3型芯、型腔尺寸计算104.3.1型腔尺寸设计104.3.2型芯尺寸设计114.4注塑机的选取124.4.1注射量的确定124.4.2注塑机选择134.4.3锁模力校核134.4.4开模行程校核145.模具图绘制15结论16致谢17附录18参考文献19前言近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。中国作为一个发展中大国，处处离不开高效率的模具生产加工。而塑料产品更是与我们的生活息息相关，生活中的各种塑料产品都离不开注塑模的加工制造。塑料产品因为加工方便，成本低，应用广泛等特点逐渐被大众使用，同时也渐渐替代了一些成本高的金属产品。所以我国更应该加强塑料制造业的发展，努力实现科技创新，从而带动中国的经济发展，争取把中国打造成工业强国。1.塑件分析该塑件为水箱盖，作为水箱上表面的盖子使用，如图1-1所示。图 1-1塑件2D图1.1外形精度分析由塑件外形及功能可知该塑件表面质量要求不高，其内表面要求光洁无划痕、无气泡、无起皱，外表面粗糙度可取Ra6.3。侧孔与内凸表面光洁无毛刺。1.2精度等级分析该塑件要求大批量生产，且精度等级取MT7级，精度要求较低，因此取材料ABS，便于批量生产，注塑成型。2.塑件成型分析2.1成型工艺分析该塑件外形为矩形四边带圆角，上表面中间有通孔，侧边小圆孔，内边有凸台，尺寸要求较低，壁厚2mm，侧边小孔壁厚为1mm，适合注塑成型。2.2选材该塑件的材料选用ABS，其抗冲击性、耐热性、耐低温性能优良，另外还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽度好的特点，便于注塑成型。该产品为大批量生产，故成型方式可选用注塑成型。2.3成型工艺参数选取成型工艺参数可参照表2-1。表 2-1成型工艺参数表名称规格注塑机类型螺杆式转速30-60r/min喷嘴温度180-190料筒温度前料筒温度中料筒温度后200-210210-230180-200模具温度50-70注射机压力70-90MPA保压压力50-70MPA注射时间保压时间冷却时间3-5s15-30s15-30s总周期40-70s3.模具成型与结构设计3.1型腔设计从塑件外形可以看出塑件侧边有小孔，且精度较高，内边有凸台，所以采用侧抽芯、斜顶的方法注塑成型。塑件内表面精度要求较高，且内外表面均要求光洁无划痕、毛刺。综上所述可知该套模具应选择一模一穴，型腔布局如图3-2所示。图 3-1 型腔布局3D图3.2分型面设计根据产品图可分析出该塑件的分型面应选取在塑件最大截面处、便于模具的加工制造，故选取塑件产品的下表面，这样有助于产品的成型与取件，并且能够保证其表面质量，如下图3-2所示。图 3-2分型面3D图3.3浇注系统的设计3.3.1浇口的选取与确定该塑件是一模一穴且上表面有直径为18mm 的通孔，因此浇口位置应放在通孔的边缘，并选取矩形浇口，浇口尺寸为1.2mm1.2mm1mm。如图3-3所示。3.3.2主流道、分流道设计从塑件结构可得知，主流道应垂直于塑件上表面，并布置在模具的中心位置。分流道选用圆形道与塑件平行并垂直于主流道，圆形道直径为4mm，长度为14mm。如下图3-3、图3-4所示，摆放的位置如图3-5所示。图 3-3 浇注系统3D图 图 3-4 浇注系统2D图3.4复位杆设计由于考虑到模具开模后仍能回到原来位置，应在本套模具中增加复位机构。复位机构的零件包括复位杆与弹簧，并采用压肩式固定方式固定复位杆，四角对称布置，具体设计见下图3-5所示。图 3-5复位机构3D图3.5推出机构设计本塑件外形为矩形，为使塑件能均匀受力推出，故选取推件杆直径为6mm，长度为顶针板到塑件的高度为56mm。推件杆位置选择应在脱模阻力大的位置，便于塑件均匀受力推出，布置如下图3-6、图3-7所示。图 3-6推出机构3D图 图 3-7推出机构2D图3.6排气系统设计该塑件在成型过程中，要先排出型腔内原有空气与成型时塑件受热产生的气体，若不能及时排出，可能造成因填充不足导致表面有气泡产生、表面轮廓起皱等状况。 设计排气系统还是有必要的。由于该塑件形状较小且模具也较小，因此型腔的排气可以靠分型面与型芯的间隙来进行排气或者通过顶针与型芯的配合间隙排气。3.7运水系统设计ABS属于中等粘度材料，其成型温度与模具温度分别为200和50-80，所以模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却。型芯与型腔的内部略微复杂，故选用环绕式水路，如图3-8、图3-9所示，并在冷却水槽周围设计上密封圈，对水路的运行进行有效地密封。图 3-8水路3D图 图 3-9水路2D图4.模具尺寸设计与注塑机选取4.1模架的选取根据UG分析得出塑件最大投影面积S=3603mm。根据表4-1与图4-1可确定出模架的基本尺寸。表4-1 普通塑件模具模架与镶块大小表（经验数据表）图 4-1模架与镶块尺寸确定图由上表可得出：A=45 B=25 C=40 H=40 D=25 E=25结合表4.1-1与图4.1-1最终确定模架尺寸大小如下：上模座板 25020025A板 20020040B板 20020040C板 2007038下模座板 250200254.2抽芯、斜顶机构尺寸计算4.2.1抽芯机构尺寸计算从塑件外形可以看出该塑件侧边有小孔，这时需要给模具设计一个抽芯机构，便于塑件更好的成型。由于塑件侧孔尺寸较小，所以抽芯的镶块与滑块连在一起设计加工完成，具体设计尺寸图如图4-4所示。图 4-4滑块2D图4.2.2斜顶设计由于塑件的内表面有凸台，不方便一次注塑成型，所以还要再添加一个斜顶从而便于内凸的成型。根据斜顶的运动方向，可行空间确定斜度，斜顶角度一般不超过12，这里我取8。同时要注意斜顶的运动方向，避免挂斜顶。具体设计尺寸如图4-5所示。图 4-5斜顶2D图4.3型芯、型腔尺寸计算4.3.1型腔尺寸设计该套模具为中小型模具，在设计型腔尺寸时应使用中小型的模具型腔计算公式。型腔的内表面是与塑件外表面相贴合，所以尺寸标注时应采用正公差标注，计算设计尺寸可由以下公式得出。式中 Lm型腔基本尺寸 塑件平均尺寸 SCD 塑件平均收缩率 X 修正系数型腔的深度尺寸也可以经过公式算得式中 Hm型腔深度尺寸 SCD 塑件平均收缩率 SCD 塑件平均收缩率实际生产中，我们常按照塑件进行收缩缩放得到型面，型腔外形结构尺寸按照强度公式计算，这里我们取经验值，如图4-2所示。图 4-2型腔图4.3.2型芯尺寸设计型芯尺寸与型腔的设计大同小异，型芯的外表面与塑件内表面贴合，且精度要求较高，标注的公差尺寸采用负公差。由公式：可得出型芯的外形尺寸。再由公式：得出型芯的高度尺寸。实际生产中，我们常按照塑件进行收缩缩放得到型面，型腔外形结构尺寸按照强度公式计算，这里我们取经验值，如图4-3所示。图 4-3型芯图4.4注塑机的选取4.4.1注射量的确定该塑件是一模一穴，通过UG分析计算得出塑件单个体积V=10cm查阅相关资料得出ABS密度为=1.01g/cm，所以注射量m=V=10cm1.01g/cm=10.1g4.4.2注塑机选择经计算得出注射量为10.1g，所以从表4-2可选取XS-ZS-22型号注塑机。4-2国产注射机部分主要技术参数表型号XS-ZS-22XS-Z-30XS-Z-60XS-ZY-125G54-S-200/400SZY-300XS-ZY-500一次注射量/cm20，303060125200-400320500螺杆直径/mm20，25283842556065注射压力/Mpa75，11711912211910977.5104注射方式双柱塞柱塞式柱塞式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力 /KN25025050090025401400最大注射面积/cm90901303206451000最大开合模行程/mm160160180300260340500模具最大厚度/mm180180200300406355450模具最小厚度/mm6060702001651303004.4.3锁模力校核由于高压塑料溶体充满型腔时会产生一个沿注射机轴向的很大推力，这个力应小于注射机的公称锁模力，否则会产生溢料的现象。锁模力大小与投影面积、型腔内的压力有关。由公式F锁 PA分式中 F锁注射机公称锁模力 P 型腔压力 A分塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面积用UG分析得出A分=3603mm，查阅相关资料得ABS型腔压力P =60Mpa所以PA分=3603mm60Mpa=216KN由表4-2得锁模力F锁=250KN， 即F锁 PA分故锁模力符合要求。4.4.4开模行程校核开模行程S指模具开合过程中动模固定版的移动距离。注射机的开模行程是有限制的，制品从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则制品无法从模具中取出，因此要进行开模行程的校核。由公式 HC H1 + H2 则SHm + H1 + H2 +（5-10）mm式中 S注射机的最大开模行程 H1塑料脱模距离 H2包括流道凝料在内的塑件高度 HC抽芯距 Hm塑件的厚度代入上式得160mm100mm，故开模行程符合设计要求。 5.模具图绘制图5-1模具总装配图该模具采用大水口，无垫板，无推件板，型芯、型腔用螺钉锁紧，侧浇口，一模一件，推件杆推件，复位杆复位，拉料杆采用Z字形式。工作原理：合模时，在导柱13和导套12的导向作用下，注射机的合模系统带动动模部分向前移动，使模具闭合，并提供足够的锁模力锁紧模具。在注射液压缸的作用下，塑料溶体通过注射机喷嘴经过模具浇注系统进入型腔，待溶体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模；开模时，注射机合模系统带动动模向后移动，模具从动模和定模分型面分开，塑料包在凸模15上随动模一起后移，同时拉料杆17将浇注系统主流道主流道凝料从浇口套中拉出，开模行程结束，注射机液压顶杆推出底针板2，推出机构开始工作，推件杆16和拉料杆17分别将塑件及浇注系统凝料从凸模15和冷料穴推出，至此完成一次注射过程。合模时，复位杆使推出机构复位，模具准备下一次注射。结论作为一名即将毕业踏入社会工作的应届毕业生，通过这次毕业设计论文的编写与2D、3D图的绘制，让我对塑料模具的认识更加清晰明确，同时也能熟练的操作运用Caxa、AotoCAD、UG等绘图软件。本次设计对我来说也是一次突破性的历程，自己独立编写，独立完成要保证质量的同时也要保证查重率，相对于以往的随便设计增加了些许难度，当然这样也就更具有挑战性，才能让自己知道自己的水平在哪个高度，从而发现自己的不足，让自己有前行的动力。在这样反反复复的编写与修改下，自己也在不断的进步，虽说进步的空间比较小，但是也会感到开心，因为又学会并掌握了一项新技能。成长是一个不断学习，不断总结归纳，不断完善的过程，这样才能丰富、充实自己，才能更好地运用自己的知识与才能去做好每一件事，哪怕只是一件小事，都要认真对待。本次设计让我知道过程的重要性，不管结果如何，都要享受每次的过程，这样才能成长，同时这也将会给我踏上社会增加些许筹码。总的来说这次我学到了，充实了自己，而我也坚信学到的东西不属于自己，只有掌握并能运用这些学来的东西才是属于自己的最宝贵的财富！致谢在这匆忙的几周里完成了毕业前的最后一次大作业毕业设计，在这个过程中少不了同学与指导老师是帮助，在这里我向你们说一声你们辛苦了，谢谢你们的帮助！期间最要感谢的还是指导老师，在设计过程中遇到不懂的与不会的指导老师都会一遍一遍又一遍地给我讲解如何去分析与编写毕业设计，要思路清晰，才能明确方向。在套模板的时候指导老师非常细心地给我讲解字体、排版以及一些细节的注意事项，这让我很是感动。最后再次感谢同学与指导老师的帮助，你们辛苦了
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