Word版可编辑-左固定板注塑模具设计精心整理.doc

目 录绪论第一章 原始资料的分析1.1 塑件的工艺性分析1.2 塑件的原材料分析1.3 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析1.4计算塑件的体积和重量1.5明确塑件生产批量第二章 型腔和型芯的工作尺寸2.1 型腔工作尺寸计算2.1.1型腔的径向尺寸计算公式如下2.1.2 型腔壁厚尺寸计算2.2 型芯工作尺寸计算2.2.1 型芯径向尺寸的计算2.2.2 型芯高度尺寸的计算2.2.3 型芯中心距尺寸的计算第三章 确定模具的结构方案3.1分型面选择3.2 初选注塑机型号和规格3.3确定型腔的数目3.4 确定型腔的排列方式3.5 浇注系统设计3.6 选择模架3.7成型零件结构设计3.8 结构零部件的设计3.9 合模导向机构3.10 推出机构设计3.11 排气系统设计3.12 模具加热和冷却系统的计算第四章 注塑机参数校核4.1 型腔数量的校核4.2 琐模力的校核4.3 注射压力的校核4.4 模具与注射机安装部分相关尺寸校核总 结参考文献联系QQ：598120552有全套资料，含CAD图纸绪 论固定板在生活中随处可见，许多领域各种技术都有应用，本课题研究的是普通汽车上左固定板注塑模具的设计研究。随着社会经济的发展，中小型家用汽车日益成为城乡居民远行的代步工具，为高效率生产高精度高质量的汽车零件左固定板，满足人们对物美价廉汽车的需求，是本课题研究方向。模具工业是现代制造业和先进制造技术的重要组成部分。模具生产的特点是高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且决定着企业产品质量、效益及新产品开发能力。模具作为一种运用先进开发技术和精密加工手段制造而成的工艺装备，被称为“工业之母”。作为一种高附加值的技术密集型产品，模具的技术水平应经直接成为衡量一个国家制造业水平高低的重要指标，模具在很大程度上决定着产品的质量。模具结构设计合理，操作方便，寿命长，所生产的塑料件能达到使用要求。本次设计内容为左固定板注塑模具设计。目的是用注塑生产工艺取代金属加工，实现曲型支架板快速成型。将CAD几何作图法和Pro/Engineer软件分析法相结合，运用Pro/Engineer软件建立了塑件实体模型，计算出塑件体积、质量和在分型面的投影面积；利用几何作图法初步确定浇口数目及位置。根据塑件生产要求及结构工艺性分析，采用一模四腔对称等距布局，浇口类型侧浇口。塑件呈直板式，采用两板式注塑模，一次分型结构。塑件上两端有较大的受力平面，每个塑件拟用两根推杆推出。对模具总体结构、浇注系统、推出机构、冷却系统进行了合理的设计，并对注塑机进行校核，形成了一套完整的模具设计方案。1.国内研究现状及发展趋势：我国在注塑模CAD技术开发研究与应用方面起步较晚。从20世纪80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作，我国注塑模CAD/CAE/CAM研究始于07年代末，发展较为迅速多年来,我国对注塑模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间,由北京航空航天大学、华中理工大学、四川联合大学等单位联合进行了国家重点科技攻关课题“注塑模CAD/CAE/CAM集成系统”，并于1996年通过鉴定，部分成果己投入实际应用，使我国的注塑模CAD/CAE/CAM研究和应用水平有了较大提高.目前拥有自主版权的软件有，华中理工大学开发的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系统HscZ0，郑州工业大学研制的2一MOLD分析软件等.这些软件正在一些模具企业中推广和使用，有待在试用中逐步完善。这些项目的成果对促进我国注塑模CAD技术的迅速发展起了重要作用，使我国注塑模CAD技术及应用水平很快提高。目前，我国经济仍处于高速发展阶段。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。2.国外研究现状及发展趋势：近二十多年间，国外注塑模CAD/CAE技术发展相当迅速。70年代许多研究者对一维流动进行了大量研究，由最初的CAD技术和CAM技术以图纸为媒介传递信息向CAD/CAM一体化方向发展。80年代初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。80年代中期注塑模CAD/CAE进入实用阶段，出现了许多商品化注塑模CAD/CAE软件，比较著名的有:1.澳大利亚MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系统；2.美国PTC公司的Pro/Engineer 软件；3.美国UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系统等等.这些先进软件的熟练掌握极大地促进了国外模具行业的发展。因此，未来的一段时间内，他们将朝着大型、精密、复杂与长寿命模具的方向发展。联系QQ：598120552有全套资料，含CAD图纸第一章 原始资料的分析1.1 塑件的工艺性分析塑料制件主要根据使用要求进行设计。要想获得合格的塑料制件，除考虑充分发挥所用塑料的性能特点外，还应考虑塑料的结构工艺性，在满足使用要求的前提下，塑料的结构、形状应尽可能做到简化模具结构，且符合成型工艺特点，从而降低成本，提高生产效率。在塑件结构工艺性设计时，应考虑一下几方面的因素：（1）塑料的各项性能特点，如物理机械性能（如力学性能、电性能、耐化学腐蚀和耐热性能等）、成型工艺性能（流动性和收缩率等）等。（2）在保证各项使用性能的前提下、塑件的结构形状力求简单且有利于充摸流动、排气、补缩和高效冷却硬化（热塑性塑料制件）或快速受热固化（热固性塑料制件）。（3）模具的总体结构应使模具零件易于制造，特别是抽芯和脱模机构。合理的塑件结构工艺性是保证塑件符合使用要求和满足成型条件的一个关键问题。塑料制件结构工艺性设计的主要内容包括塑件的尺寸和精度、表面粗糙度、形状、壁厚、脱模亵渎、加强肋、支撑面、圆角、孔、螺纹、齿轮、铰链、标记、符号及文字等。塑件的内外表面形状应尽可能保证有利于成型。由于侧抽芯或瓣合凹模或凸模不但使模具结构复杂，制造成本高，而且还会在分型面上留下飞边，增加塑件的修整量。因此，塑件设计时应尽可能避免侧向凹凸，如果有侧向凹凸，模具设计时应在保证塑件使用要求的前提下，适当改变塑件的结构，以简化模具结构。塑件内侧凹较浅并允许带有圆角时，则可以用整体凸模采取强制脱模的方法使塑件从凸模上脱下，但此时塑件在脱模温度下应具有足够的弹性，以使塑件在强制脱模时不会变形。塑件外侧凹凸也可以强制脱模，但是多数情况下塑件的侧向凹凸不可能强制脱模，此时应采用侧向分型抽芯机构的模具。塑件的壁厚对塑件质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型复杂塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能经受推出机构的推出力而不变形；能承受装配时的紧固力。塑件最小壁厚值随塑料品种和塑件大小不同而异。壁厚过大，不但造成原料的浪费，而且对热固性塑料成型来说增加了模压成型时间，并且造成固化不完全；对热塑性塑料则增加了冷却时间，降低了生产率。另外也影响产品质量，如产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。所以，塑件的壁厚有一个合理的范围。本课题塑件为一左固定板，零件平面图如图所示。塑件材料为ABS，生产类型为大批量生产。技术要求：1. 材料为ABS。2. 塑件颜色为黑色。塑件的三维图如下图所示：（a）（b）1.2 塑件的原材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯3种单体合成。每种单体都具有不同的性能；丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性，苯乙烯具有易加工、高光洁度、高强度的特性。从形态上看，ABS是非结晶型材料。联系QQ：598120552有全套资料，含CAD图纸三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的组成比率以及两相中的分子结构，这在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上具有不同品质ABS材料。不同品质的材料提供了不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温热曲性能等。ABS材料具有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的冲击强度。干燥处理：ABS材料具有吸湿性，在注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件：8090下最少干燥2小时，且材料温度波动应保证小于 0.1。熔化温度：210280；建议：245模具温度：2570注射压力：50100MPa注射速度：中高速度1.3 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析（1）结构分析 该零件一端为带有倒角圆通孔的细小薄板，另一端为凸起倒角圆通孔薄板，两端由平直薄条块连接。通孔最小直径为2.6mm，条块宽为2mm、厚1.6mm。整个塑件凹凸有致，非常规则，无需侧向分型抽，也不用嵌件，可从凹凸模直接推出。（2）尺寸精度分析 该零件尺寸为未注公差，按MT5计算该零件重要尺寸有2.6，4.5，9.10.1，30.05，70.1，1.60.05,2.70.1,40.1可知零件尺寸精度一般，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。塑件壁厚1.6，由于塑件结构简单，相关零件尺寸可以保证，有利于成型。（3）表面质量分析 该零件的表面除要求没有缺陷毛刺外，gate痕迹突出量在0.5以下，突出栓的空槽在0.2以下。此外，没有特别的表面质量要求，故比较容易实现。综合以上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.4计算塑件的体积和重量由proe零件图的模型质量分析以及查手册得塑件材料ABS的密度 = 1.04g/cm3 可直接得到单个塑件体积、质量和曲面面积为体积 = 0.50427445cm3质量 = 0.52444542g曲面面积 = 934.13238 mm21.5 明确塑件生产批量联系QQ：598120552有全套资料，含CAD图纸大批量生产。要求在三个月内完成50000件。第二章 型腔和型芯的工作尺寸型腔和型芯尺寸计算应注意的事项如下：a.型腔和型芯径向尺寸的计算公式中考虑了塑件的收缩率、成型零件的磨损和模具成型零件的制造误差的影响，而型腔深度和高度尺寸的计算中只考虑收缩率和成型零件制造误差的影响，由于磨损对其影响甚小，故不考虑。但在压缩模塑中，如果采用溢式和半溢式模具成型时，不可忽视飞边厚度波动对塑件高度的影响，故在必要时，型腔深度的计算需考虑飞边厚度对塑件高度所造成的误差。一般取0.10.2，以纤维为填料的塑料取0.20.4。b.对于成型收缩率很小的塑料，在注射成型薄壁塑件时，可以不考虑收缩率对模具成型零件尺寸的影响。c.设计计算成型零件工作尺寸时，必须深入了解塑件的要求，对于配合尺寸应认真设计计算，对不重要的尺寸，可以简化计算，甚至可用塑件的基本尺寸作为模具成型零件的相应尺寸。对于精度要求高的塑件尺寸，成型零件相应尺寸取小数点后的第二位，第三位四舍五入，精度要求低的塑件尺寸，成型零件相应尺寸取小数点后第一位，第二位四舍五入。由于在一般情况下，模具制造误差、模具成型零件的磨损、和塑件收缩率波动是影响塑件尺寸的主要因素，因而，计算成型零件时应主要考虑以上三项因素的影响。成型零件工作尺寸的计算方法有两种：有种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率，极限制造公差和极限磨损量进行计算。前一种计算方法简便，但可能有误差，在精密塑件的模具设计中受到一定限制；后一种计算方法能保证所成型的塑件在规定的公差范围内，但计算比较复杂。以下计算按平均值的计算方法。在计算成型零件和型芯的尺寸时，塑件和成型零件尺寸均按单向极限制，如果塑件上的公差是双向分布的，则应按这个要求加以换算。而孔中心距尺寸则按公差带对称分布的原则进行计算。联系QQ：598120552有全套资料，含CAD图纸2.1 型腔工作尺寸计算该成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造误差和平均磨损量来进行计算。2.1.1型腔的径向尺寸计算公式如下 式中，Lm模具型腔径向基本尺寸； Ls塑件外表面的径向基本尺寸； 塑料的平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差；z模具制造公差。该塑件材料为ABS，收缩率为0.3%0.8%，其平均收缩率为0.55%。由于模具成型零件的制造精度直接影响塑件尺寸精度，一般成型零件工作尺寸的制造公差根据塑件公差而定。由表2.1，塑件基本尺寸范围为060mm，模具制造公差z为塑件公差的1/31/4，取1/3。模具成型零件的表面粗糙度取Ra=0.80.2um。表2.1 模具制造公差与塑件尺寸公差的比例关系1塑件基本尺寸L/mm/塑件基本尺寸L/mm/0601/31/42503501/61/7601501/41/53505001/71/81502501/51/6500以上1/91/101.模具设计与制造（表9-2）田光辉，林红旗主编，北京大学出版社，2009.9例如塑件尺寸R4：型腔工作尺寸=4（1+0.55%）3/40.18=3.887(mm)。所以，的型腔工作尺寸为。型腔径向尺寸如表2.2表2.2 型腔径向尺寸塑件基本尺寸L(mm)塑件公差 (mm)公式型腔工作尺寸(mm)公差zLm (mm)13.70.1613.660.053610.3761.0580.123330.2832.970.0934.50.124.1330.047.50.147.4360.04713.50.1613.4540.0533.50.123.4290.04500.3250.0350.107塑件基本尺寸Ls (mm)塑件公差 (mm)型腔工作尺寸(mm)公差zLm (mm)9.00.18.9750.0333.00.052.9790.01770.16.9640.0333.50.123.4290.043.60.123.5300.0460.125.9430.042.1.2 型腔壁厚尺寸计算计算型腔深度和型芯高度尺寸时，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不考虑磨损量，由此推导出型腔深度公式为式中，Hm模具型腔深度基本尺寸； Hs塑件突起部分高度基本尺寸； 塑料的平均收缩率； 塑件外表面径向基本尺寸的公差；z模具制造公差。型腔壁厚尺寸如表2.3表2.3 型腔壁厚尺寸塑件基本尺寸Hs (mm)塑件公差 (mm)公式型腔壁厚尺寸(mm)公差zHm (mm)1.60.051.5750.01740.13.9550.0332.70.12.6480.0332.2 型芯工作尺寸计算2.2.1 型芯径向尺寸的计算由公式式中，lm