汽车左右弯管注塑模设计毕业论文.doc

汽车左右弯管注塑模设计毕业论文目录摘要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 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。汽车的发展如此之迅速，本次通过对汽车左/右弯管注塑模的设计，不仅仅是更加巩固了所学的专业知识，也是面向现在良好发展趋势的一次很好的认识。我相信这次的毕业设计让我学到了很多很多，以后在工作中一定能够有很大帮助，使