【ZM046】空气动力小车底盘注塑模具设计【KT+FY+PROE+UG+PPT】[侧浇口]
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【ZM046】空气动力小车底盘注塑模具设计【KT+FY+PROE+UG+PPT】[侧浇口],zm046,气动力,小车,底盘,注塑,模具设计,kt,fy,proe,ug,ppt,浇口
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【 缩包内文件清单 课题： 赛车骨架设计 产品： 支撑骨架 材料： 收缩率： 模斜度： 1 产品外形尺寸： 33*64*125 数量： 一出二 模架： 大水口模架，工字板，两板模 模架型号： 腔 50*180*200 型芯 35*180*200 模架尺寸： 270*300*300 分模间隙： 1口料高度： 品顶出距离： 10下为计算数据， 3做为计算参考数据 产品重量： 产品重量： 注系统重量： 塑总质量为： 示的质量属性值 体积 = 面积 = 重量 = 回转半径 = 心 = 型的投影面積 = 模力：（ +600） 注系统：侧 浇 口进浇 成型系统：前后模仁成型 排气系统：分型面自然排气 冷却系统：前后模仁相同，环绕式冷却水路 顶出系统：顶针顶出 天注塑机技术参数 参数 单位 80 B 螺杆直径 4 理论注射容量 00 注射重量 PS g 165 注射压力 50 注射行程 20 螺杆转速 r/240 料筒加热功率 模力 00 拉杆内间距 (水平垂直 ) 65*365 允许最大模具厚度 60 允许最小模具厚度 50 移模行程 10 移模开距 (最大 ) 70 液压顶出行程 00 液压顶出力 3 液压顶出杆数量 油泵电动机功率 1 油箱容积 l 200 机器尺寸 (长宽高 ) m 机器重量 t 小模具尺寸 (长宽 ) 40*240 體積 =4 公釐 3 曲面面積 =4 公釐 2 密度 = 噸 / 公釐 3 質量 = 1 公噸 =據 標邊框確定重心 : X Y Z 1 1 0 公釐 相對於 標系統邊框之慣性。 (公噸 * 公釐 2) 慣性張量 : 4 4 3 4 4 2 3 2 4 重心的慣性 (相對 標系統邊框 ) (公噸 * 公釐 2) 慣性張量 : 4 3 3 3 4 2 3 2 4 主慣性力矩 (公噸 * 公釐 2) 4 4 4 從 向至主軸的旋轉矩陣 : 向至主軸的 ): 相對 x y z 的夾角 相對主軸的回旋半徑： 1 1 1 公釐 本科毕业设计 (论文 ) 开题报告 学 院： 所属教研室： 课 题 名 称 ： 空气动力小车底盘注塑模具设计 专业 (方向 )： 班 级： 学号： 学 生： 指 导 教 师 ： 职称： 开 题 日 期 ： 一、毕业设计（论文）选题的目的和意义 。 课题名称； 有关的研究方向的历史、现状和发展情况分析； 前人在本选题研究领域中的工作成果简述 1 本课题研究的目的及研究意义 通过对 小车底盘 注射模具 的研究可以 更加理解和掌握注射模 分型过程的原理，能够熟练应用模具设计工具对付任何形状 零件的塑件分模，有能力完成中等程度零件的模具设计，并能学会模架和标准件的调用等。 同时在整个设计过程中还能掌握并灵活运用二维 图技术来进行注射模具的设计，并获得计算机辅助绘图、资料和手册查阅、运用工程设计和科学理论研究的初步训练等方面的能力。 模具在国民经济中的重要地位是不言而喻的，其中注塑模具占有很大的比例，而注塑模具的设计在其生产过程中是至关重要的。模具的结构对加工、装配、工期、成本乃至注塑制品质量及生产效率等会产生极大的影响 。本 课题研究的最终意义是能掌握机械工艺设备的一般方法及基本工艺，加强机械零 件设计、机械制造工艺与装备、机械制图、模具设计和模具制造工艺等专业理论知识在实际生产中的应用， 发挥自己的才能，亲身投入到我国模具工业中去，为我国的模具工业贡献一份力量。 2 本课题国内外发展概况 国内塑料模具发展概况及趋势 整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量 不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势 。 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高， 术的应用面已大为扩展，高速加工及 T 等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高 。 1）在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，已有越来越多的用户将交货周期放在首位。要求模具公司尽快交货，这已成为一种趋势。企业千方百计提高自己的适应能力、提高技术水准、提高装备水平、提高管 理水平及提高效率等都是缩短模具生产周期的有效手段。 2）大力提高开发能力，将开发工作尽量往前推，直至介入到模具用户的产品开发中去，甚至在尚无明确用户对象之前进行开发，变被动为主动。 3）随着模具企业设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工的技艺转变为主要依靠技术。当然，目前及相当长一段时间内，技艺型人才仍十分重要，因为模具毕竟难以完全摆脱对技艺的依靠 。 国外塑料模具发展概况及趋势 20 世纪 70 年代完成了二维分析程序， 20 世纪 80 年代开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到 保压分子取向以及翘曲预测等领域，进入 20 世纪 90 年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟，将各独立模块有机地结合起来，考虑它们之间的相互影响，以提高模拟软件的分析精度和扩大适用范围。这些卓有成效的研究成果，为开发使用型的注塑模分析软件奠定了基础。 针对形状复杂、质量和精度要求较高的塑件，特别是新产品试制，对于一个具有丰富经验的工艺和模具设计人员来讲，也很难保证第一次设计出来的模具就能生产出合格的产品甚至还需要在总结试验数据的基础上重新进行模具设计。由上可以看出，将 用于注塑过 程分析具有积极的意义。 二、设计或研究主要内容和重点，预期达到的目标及拟解决的主要问题和技术关键，有何创新之处。 （此部分为重点阐述内容） 本课题主要研究内容 4 本课题预期研究成果 毕业设计是大学生对自己在大学所学知识的一个审核，也是对知识的一个总结。而且在设计过程中 可以学到更多书本上学不到的知识 。同时在设计中可以培养自己独立创作能力， 积累丰富的经验， 为 将来工作 做铺垫。 通过 小车底盘 注射模具设计，可以了解有关模具设计、制造等方面的知识，了解注射模具设计的方法及工艺流程，了解模具行业国内外发展的情况及发 展方向，使得所掌握的知识能够得到很好的应用。通过本次毕业设计，将完成开题报告和英文翻译，模具设计的装配图和零件图。在论文撰写过程中，还学会了应用 维软件和 ， 应用于 整个设计过程，并且采用 件来进行文字的处理，最后完成 1 万 字以上的设计说明书。 三、研究方案： 技术方案（有关方法、技术路线、技术措施）； 实施方案所需的条件（技术条件、试验条件等） 首先在本课题研究中先 查阅与课题相关的中外文资料，进行调研，熟悉课题，撰写开题报告和翻译英文文献一份。 其次熟悉 小车 底盘 的图样和技术条件， 然后对其 进行工艺分析， 确定模具型腔的数目、选择分型面、确定型腔的布置方案、确定浇注系统、确定脱模方式、确定调温系统结构、确定凹模和型芯的固定方式、决定注塑模的主要尺寸、并 进行设计计算、选择合理的塑压设备，确定成型机的技术参数。 选用标准模架， 然后确定模具结构，并完成 小车底盘 注射模具设计。 最后绘制 小车底盘 注射模的装配图及主要零件图，零件图标注尺寸、公差及技术条件，并对主要零件进行强度校核。根据课题研究过程，撰写毕业设计说明书，要求 1 万字以上。 在整套模具设计中的主要技术要求是： 1）结构合理 2）良好的加工工艺性 3）模具标准化。 四、主要参考文献目录 1王鹏驹主编塑料模具设计手册北京：机械工业出版社， 1997 2于华主编 京：机械工业出版社， 1998 3陈锡栋，周小玉主编 京：机械工业出版社， 2001 4党根茂，骆志斌，李集仁模具设计与制造西安：西安电子大学出版社， 1995 5宋满仓 北京：机械工业出版社， 2003 6孙凤勤 主编 料设备 北京： 机械工业出版社 ， 2004 7塑料模设计手册编写组 北京：机械出版社， 2002 8ew 2004 9邹继强主编 北京：清华大学出版社， 2005 10屈华昌主编 塑料成型工艺与模具设计 北京：高等教育出版社， 2005 五、 毕业设计（论文）工作进度计划。 （必须包含一定工作量的计算机知识综合应用环节） 序号 设计（论文）各阶段名称 日 期 备注 1 收集相关背景资料，撰写开题报告 题阶段 2 查阅外文资料，完成英文翻译 步设计阶段 3 绘制模具装配图和零件图，撰写毕业设计说明书 细设计阶段 4 打印图纸和毕业设计说明书，刻录光盘 辩准备阶段 5 毕业答辩 辩 六、指导教师审核意见 指导教师签字： 年 月 日 七、开题答辩结论和审核意见 教研室主任签字： 年 月 日 空气动力小车底盘注塑模具设计 姓 名 : 专 业： 指导老师 : 目录 第一章 绪论 第二章 塑料材料分析 第三章 塑件的工艺分析 第四章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 第五章 注射模具结构设计 第六章 模具材料的选用 第一章 绪论 一、课题研究的目的及研究意义 通过对小车底盘注射模具的研究可以更加理解和掌握注射模分型过程的原理，能够熟练应用模具设计工具对付任何形状零件的塑件分模，有能力完成中等程度零件的模具设计，并能学会模架和标准件的调用等。同时在整个设计过程中还能掌握并灵活运用二维 获得计算机辅助绘图、资料和手册查阅、运用工程设计和科学理论研究的初步训练等方面的能力。 模具在国民经济中的重要地位是不言而喻的，其中注塑模具占有很大的比例，而注塑模具的设计在其生产过程中是至关重要的。模具的结构对加工、装配、工期、成本乃至注塑制品质量及生产效率等会产生极大的影响。本课题研究的最终意义是能掌握机械工艺设备的一般方法及基本工艺，加强机械零件设计、机械制造工艺与装备、机械制图、模具设计和模具制造工艺等专业理论知识在实际生产中的应用，发挥自己的才能，亲身投入到我国模具工业中去，为我国的模具工业贡献一份力量。 第一章 绪论 二、国外塑料模具发展概况及趋势 20世纪 70年代完成了二维分析程序， 20世纪 80年代开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域，进入 20世纪 90年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟，将各独立模块有机地结合起来，考虑它们之间的相互影响，以提高模拟软件的分析精度和扩大适用范围。这些卓有成效的研究成果，为开发使用型的注塑模分析软件奠定了基础。 针对形状复杂、质量和精度要求较高的塑件，特别是新产品试制，对于一个具有丰富经验的工艺和模具设计人员来讲，也很难保证第一次设计出来的模具就能生产出合格的产品甚至还需要在总结试验数据的基础上重新进行模具设计。由上可以看出，将 第二章 塑料材料分析 成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理；度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 6080。 化效率高，凝固也快，故成型周期短。 第二章 塑料材料分析 业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用 手、热空气调节导管等，还可用 织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。 第三章 塑件的工艺分析 赛车盖 3体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构中等复杂程度， 生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 塑件的质量和体积采用 3 用塑模部件验证功能，可以测得塑件的质量（ 即可以得出该塑件制品的体积为 量为 第四章注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 参数 单位 80 B 螺杆直径 4 理论注射容量 00 注射重量 PS g 165 注射压力 50 注射行程 20 螺杆转速 r/240 料筒加热功率 模力 00 拉杆内间距 (水平 垂直 ) 65*365 允许最大模具厚度 60 允许最小模具厚度 50 移模行程 10 移模开距 (最大 ) 70 液压顶出行程 00 液压顶出力 3 液压顶出杆数量 油泵电动机功率 1 油箱容积 l 200 机器尺寸 (长 宽 高 ) m 器重量 t 小模具尺寸 (长 宽 ) 40*240 注射机的选择： 海天 五章注射模具结构设计 第五章注射模具结构设计 第五章 注射模具结构设计 芯结构设计 流道和浇口的设计 第五章 注射模具结构设计 第六章 模具材料的选用 热塑性注射模成型零件的毛坯，凹模和主型芯以板材和模具供应，本设计中，采用 718个不做钢材的分析与选择，只对 718 型芯和型腔由于采用了该预硬型塑料模具钢，且空调涡轮为廉价大量产品，表面有一定光洁度要求，所以模仁料无需淬火 ,需要长寿命，选择 718H，预硬型抛光塑料模具钢，预硬硬度达到 48 结 本次塑料模具设计，全面考虑了塑料成型性能，模具结构特点，注射工艺参数，塑件表面粗糙度以及制造精度等，在理论分析和数据计算生产操作上论证该设计是合理可行的。并且，通过这次设计，我了解了注射模设计概况，熟悉了注射设备，基本掌握了注射成型的一般原理。 在设计和三维建模过程中也遇到了一些问题，通过对问题的探索与分析，最后得到圆满解决，更另深刻的知道了模具设计各个阶段的重要性和严谨性，达到了毕业设计的目的。 伴随经济建设，特别是汽车、机械、电子、日用制造等行业的飞速发展，对模具设计与制造的人才的需求与日俱增，模具设计制造，特别是注射模具的设计与制造将更为受到重视，并将会广泛应用到各个领域中，飞速发展。 相信这次设计中获得的经验及处理问题的能力将会对今后的学习和工作有所启示和帮助。 谢 谢 各 位 老 师 ! 校 校 毕业 设计说明书 课题名称 ： 学生姓名 学 号 所在学院 专 业 班 级 指导教师 起讫时间： 年 月 日 年 月 日 院毕业设计说明书 I 摘 要 根据塑料制品的要求 ，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，选择塑件制件尺寸。本模具采用 一模 两 件 ， 侧 浇口进料，注射机采用 海天 160置冷却系统， 择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。 关键词： 机械设计； 模具设计 ； 注射机 的选择院毕业设计说明书 I 知是否需要，暂时没有翻译 英文院毕业设计说明书 i 目 录 摘 要 . I 第 1 章 绪论 . 3 料简介 . 3 塑成型及注塑模 . 3 第 2 章 塑料材料分析 . 5 2 1 塑料材料的基本特性 . 5 2 2 塑件材料成型性能 . 5 2 3 塑件材料主要用途 . 5 第 3 章 塑件的工艺分析 . 7 3 1 塑件的结构设计 . 7 3 2 塑件尺寸及精度 . 8 3 3 塑件表面粗糙度 . 9 3 4 塑件的体积和质量 . 9 第 4 章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 . 10 4 1、注射成型工艺过程分析 5 . 10 4 2 浇口种类的确定 . 11 4 3 型腔数目的确定 . 11 4 4 注射机的选择和校核 . 12 注射量的校核 . 12 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 . 13 4 4 3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 . 13 第 5 章 注射模具结构设计 . 14 5 1 分型面的设计 . 14 5 2 型腔的布局 . 14 5 3 浇注系统的设计 . 15 5 3 1 浇注系统组成 . 15 5 3 2 确定浇注系统的原则 . 15 5 3 3 主流道的设计 . 16 5 3 4 分流道的设计 . 3 5 浇口的设计 . 17 5 3 6 冷料穴的设计 . 18 5 4 注射模成型零部件的设计 7 . 18 5 4 1 成型零部件结构设计 . 18 5 4 2 成型零部件工作尺寸的计算 . 20 5 5 排气结构设计 . 20 5 6 脱模机构的设计 . 21 5 6 1 脱模机构的选用原则 . 21 5 6 2 脱模机构类型的选择 . 21 院毕业设计说明书 6 3 推杆机构具体设计 . 21 5 7 注射模温度调节系统 . 22 5 7 1 温度调节对塑件质量的影响 . 22 5 8 2 冷却系统之设计规则 . 23 5 9 模架及标准件的选用 . 23 5 9 1 模架的选用 . 23 第 6 章 模具材料的选用 . 255 6 1 成型零件材料选用 . 2 注射模用钢种 . 25 总结 . 26 致谢 . 27 参考文献 . 28 院毕业设计说明书 3 第 1 章 绪论 模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具工业是制造业 中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。 塑料简介 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能 1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革 及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。 注塑成型及注塑模 将塑料成型为制品的生产方法很多，最常用的有注射，挤出，压缩，压注，压延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，几乎的有的热塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精度较高、易于实现全自动化生产等一系列优点。因此广泛用于塑料制件的生产中，其产口占目前塑料制件生产的 30%左右。但注射成型的设备价格及模具制造费用较高，不 适合单件及批量较小的塑料件的生产。 要了解注射成型和注射模，首先得了解注射机的一些基本知识，注射机是注射成型的主要设备，依靠该设备将粒状塑料通过高压加热等工序进行注射。 注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。 院毕业设计说明书 4 注射成型是根据金属压铸成型原理发展而来的，其基本原理是利用塑料的可挤压性和可模塑性。首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过料筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段保压冷却定型时间后，开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。 注射成型生产中使用的模具叫注射模，它是实现注射成型生产的工艺装备。 注射模的种类很多，其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由 成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成 2 。 注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体，并把它注射到型腔中去，在控制条件下冷却定型，使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后，注射成型工艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。 注射成型有三大工艺条件，即：温度、压力、时间。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响 成型条件的因素太多，有制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。 塑料模具的设计不但要采用 术，而且还要采用计算机辅助工程（ 术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发 /设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。 传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题后，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。 目前国 际市场上主要流行的，运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚的 国的 中科技大学的 中 产品优化顾问，简称 注射成型模拟分析，简称 注射成型过程控制专家，简称 采用 术，可以完全代替试模， 术提供了从制品设计到生产的完整解决方案 ，在模具制造加工之前，在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义 3。 院毕业设计说明书 5 第 2 章 塑料材料分析 2 1 塑料材料的基本特性 二烯、苯乙烯三种单体共聚而成的。这三种组分的各自特性，使 烯腈使 热性及表面硬度，丁二烯使 乙烯使 良好的加工性和染色性能。 目前产量最大、应用范围最广的工程塑料之一。是一种良好的热塑性塑料。 气味，呈微黄色，成型的塑料有较好的光泽，、不透明，密度为 既有较好的抗冲击强度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱 、酸类对 与烃长期接触会软化溶胀，在酮，醛，酯，氯代烃中会溶解或形成乳浊液。 物油等化学药品的侵蚀时会引起应力开裂， 的热变形温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸稳定性较好，易于成型加工，经过调色配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 70C 左右，热变形温度约为 93C 耐气候性差，在紫外线作用下 变硬发脆。 密度 3，收缩率 %熔点 C160130 ，弯曲强度 80伸强度 35 49伸弹性模量 缩强度 18 39口冲击强度 11 20 2硬度 62 86积电阻系数 310 ，收缩率 0000 范围内。 热变形温度为93 118，制品经退火处理后还可提高 10左右。 仍能表现出一定的韧性，可在 100的温度范围内使用。 2 2 塑件材料成型性能 吸水，使成型塑件表面出现斑痕、云纹等缺陷。因此，成型加工前应进行干燥处理； 升温时黏度增高，黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大都采用点浇口形式，成型压力较高，塑件上的脱模斜度宜稍大；易产生熔接痕，模具设计时应该注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响及小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 50 60要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 60 80 热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。 2 3 塑件材料主要用途 机械工业上用来制造 空调涡轮 、泵业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等，汽车工业上用 造汽车挡泥院毕业设计说明书 6 板、扶手、热空气调节导管等，还可用 层板制小轿车车身。 可用来制造水表壳，纺织器材，电器零件、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器，农药喷雾器及家具等。 院毕业设计说明书 7 第 3 章 塑件的工艺分析 在模具设计之前需要对塑 件 的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。 赛车盖 3体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构 中等复杂程度 ，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高 。 图（ 1） 3D 视图 3 1 塑件的结 构设计 （ 1）、脱模斜度 由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。通常塑件的脱模斜度约取 ，根据文献 1，塑件材料 1 30/ ，型芯脱模斜度为 30/ 1 院毕业设计说明书 8 （ 2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。一般在满足使用要求的前提下 ，塑件的壁厚应尽量小。因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。塑件壁厚一般在 1 4最常用的数值为 2 3该 赛车盖 壁厚均匀，周边和底部壁厚均为 2右。（ 3）、塑件的圆角为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于 1圆角。一般外圆弧半径大于壁厚的 圆角半径应是壁厚的 。 该 塑料 件表面圆角半径和内部转弯处圆角为 （ 4）、孔 塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔， 原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。 3 2 塑件尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。从节约 材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。该塑件的材料为 动性较好，适用于不同尺寸的制品。 塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公关等级确定精度等级。根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照文献 2院毕业设计说明书 9 表 3塑料制件公差数 值标准来确定。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用 未注采用 精度 。 3 3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 m 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2，即 m 。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。 该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为 m ，内部为0.4 m 。 3 4 塑件的体积和质量 本次设计中，塑件的质量和体积采用 3D 测量 ， 在 用 塑模部件验证功能，可以测得塑件的质量 （ ），即可 以得出该塑件制品的体积为 质量 为 。 院毕业设计说明书 10 第 4 章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 4 1、注射成型工艺过程分析 5 根据塑件的结构、材料及质量，确定其成型工艺过程为： 第一步：为使注射过程顺利和保证产品质量，应对所用的设备和塑料作好以下准备工作。 （ 1）、成型前对原材料的预处理 根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥， ，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在 70 80 下干燥 2 4 h。 （ 2）、料筒的清洗 在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。 柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 （ 3）、脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面 上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对 选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。 第二步 : 注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。 第三步：制件的后处理 注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的 后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为 采用退火处理 1 3 小时。 4 2 浇口种类的确定 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。 院毕业设计说明书 11 由于本设计中 空调涡轮塑件 外表面质量要求较高，所以选用 侧 浇口。 侧 浇口直接在 中间 的 圆 端面处进， 空调涡轮 组装后，浇口被遮挡起来。 侧 浇口主流道需要设置钩针，分流道与产品相连，顶出产品包含流道连接在一起 。 4 3 型腔数目的确定 因为本设计中采用 侧 浇口，且塑件的尺寸 不 大 ， 为 提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模 二 腔，进行加工生产。 4 4 注射机的选择和校核 由于采用 一模二腔 ，需要至少注射量 为 流道水口废料 注塑量达到 再根据工艺参数（主要是注射压力），综合考虑各种因素，选定注射机为 海天 80射方式为螺杆式，其有关性能参数为： 海天 天注塑机技术参数 参数 单位 80 B 螺杆直径 4 理论注射容量 00 注射重量 PS g 165 注射压力 50 注射行程 20 螺杆转速 r/240 料筒加热功率 模力 00 拉杆内间距 (水平垂直 ) 65*365 允许最大模具厚度 60 允许最小模具厚度 50 移模行程 10 移模开距 (最大 ) 70 液压顶出行程 00 液压顶出力 3 液压顶出杆数量 油泵电动机功率 1 油箱容积 l 200 机器尺寸 (长宽高 ) m 机器重量 t 小模具尺寸 (长宽 ) 40*240 院毕业设计说明书 12 注射量的校核 模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为： 8021 式中 n 1m 量 （ 3 2m 量 （ 3 本设 计中： n=2 1m 2m = M= :塑机额定注塑量为 165g 注射量符合要求 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 注射成型时塑件的模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。如果这一数值超过了注射机所允许的最大成型面积，则成型过程中会出现涨模溢料现象，必须满足以下关系。 21 式中 n 1A 2A n=2 1A = 2A = 779 2 21 =50=注射成型时为了可靠的锁模，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力。即： （ 21 ） P F 式中： P 塑料熔体对型腔的成型压力（ F 注射机额定锁模力（ N） 其它意义同上 根据 教科书表 5型腔内通常为 20般制品为 24密制品为 39 21 ） P=（ +600） 800模力符合要求 4 4 3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 （ 1）、模具厚度（闭合高度） 模具闭合高度必须满足以下公式 m a xm 式中 大模厚 本设计中 模具厚度为 300 150H360， 符合要求 院毕业设计说明书 13 （ 2）、开模行程（ S）的校核 模具开模后为了便于取出制件，要求有足够的开模距离，所谓开模行程是指模具开合过程中动模固定板的移动距离。 注塑机的开模行程是有限的，设计模具必须校核所选注射机的开模行程，以便与模具的开模距离相适应。对于 卧式 注射机，其开模行程与模具厚度 有 关，对于 多 分型面注射模应有： 0521m a x 式中 1H 2H 2H =（水口料的长度 +2030） 本设计中 10 1H = 95.5 2H =0=125.5 的开模距离需要 H=221经计算，符合要要求。 （ 3）、顶出装置的校核 在设计模具推出机构时，需校核注射机顶出的顶出形式，要注意在两侧顶出时模具推板的面积应能覆盖注射机的双顶杆，注射机的最大顶出距离要保证能将塑件从模具中脱出。 海天 80注射机为两侧推出机构。经检查能满足将模具脱出的要求。 院毕业设计说明书 14 第 5 章 注射模具结构设计 5 1 分型面的设计 将模具适 当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。 选择分型面时，应从以下几个方面考虑： 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 2）使塑件在开模后留在动模上； 3）分型面的痕迹不影响塑件的外观； 4）浇注系统，特别是浇口能合理的安排； 5）使推杆痕迹不露在塑件外观表面上； 6）使塑件易于脱模。 综 合考虑各种因素，并根据本模具制件的外观特点，受用平面分型面，并选择在塑件的最大平面处，开模后塑件留在动模一侧， 分型面的选择 5 2 型腔的布局 型腔的布局与浇注系统的布置密切相关 ,型腔的排布应使每个型腔都通过浇注系统从总压力中均等的分得所需的压力 ,以保证塑料熔体均匀地充满每个型腔 ,使各型腔的塑件内在质量均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。型腔布局由图所示。由于本设计中塑件是上下两部分配合装配使用，需要相同的注射工艺参数，以达到高的成功率，模具采用侧 浇口，并采用对称式布 局，以求达到良好的浇注质量。 院毕业设计说明书 15 图（ 4）型腔布局方式 5 3 浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统可分 为普通流道浇注系统和无流道凝料浇注系统两类，本设计中采用普通 点浇口 浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。 5 3 1 浇注系统组成 普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分 。 1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴 5 3 2 确定浇注系统的原则 在设计浇注系统时应考虑下列有关因素： a)、塑料成型特性：设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求，以保证塑件质量。 b)、模具成型塑件的型腔数：设置浇注系统还应考虑到模具是 一模二腔 或一模多腔，浇注系统需按型腔布局设计。 c)、塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题，从而采取相应的措施或留有修整的余地。 院毕业设计说明书 16 d)、塑件外观：设置 浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的外表美观。 e)、冷料：在注射间隔时间，喷嘴端部的冷料必须去除，防止注入型腔影响塑件质量，故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施 6。 5 3 3 主流道的设计 流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部分开始，到分流道为止的塑料熔体的流动通道。 （ 1）、主流道的尺寸 设计中选用的注射机为 海天 80喷嘴直径为 3喷嘴球面半径为11根据图（ 6） ，主流道各具体尺寸如下： 3 8216 L 2浇注系统与定位环、浇口套 （ 2）、主流道衬套的形式 选用如图所示类型的衬套，这种类型可防止衬套在塑料熔体反作用下退出定模。将主流道衬套和定位球设计成两个零件，然后配合固定在模板上，衬套与定模板的配合采用67 / 院毕业设计说明书 17 图（ 7）主流道衬套及其固定形式 （ 3）、主流道衬套的固定 主流道衬套的固定，采用 2个 5 3 4 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。本设计中由于塑件排布比较紧凑 ,且采用 侧 浇口 。如 图 所示。 主流道和 侧 浇口的位置 5 3 5 浇口的设计 浇口又 叫进料口，是连接分流道与型腔的通道。它有两个功能：一是对塑料熔体流入型腔起着控制作用；另一个是当注射压力撤销后封锁型腔，使型腔中尚未固化的塑料不会倒流。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。 浇口的位置选择原则： 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 院毕业设计说明书 18 1)流程 (包括分支流程 )为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。 2. 有效地排出型腔内的气体。 根据浇口选用原则和为保证塑件表面质量及美观效果，采用 侧 浇口。 浇口一般尺寸如 据此图结合实际选用适当值。 5 3 6 冷料穴的设计 主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置 冷料穴以便将这部分冷料存留起来。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为 最终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的z 形式有多种，这里采用倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如上图（ 8）所示。 5 4 注射模成型零部件的设计 7 模具闭合时用来填充塑料成型制品的空间称为型腔。构成模具 型腔的零部件称成型零部件。一般包括凹模、凸模、型环和镶块等。成型零部件直接与塑料接触，成型塑件的某些部分，承受着塑料熔体压力，决定着塑件形状与精度，因此成型零部件的设计是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型过程中需要经常承受温度压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用，长期工作后晚发生磨损、变形和破裂，因此必须合理设计其结构形式，准确计算其尺寸和公
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