说明书-汽车空调拔叉注射模拟及其模具设计

毕业设计说明书汽车空调拔叉注射模拟及其模具设计院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程摘要塑料在工业生产及人们日常生活中的应用越来越普遍。其中，塑件在汽车制造中也有广泛的应用，因此，研究注射模具对塑料产品的生产过程和提高产品质量均有重要意义。本文介绍了注射成型的基本原理，以汽车空调拔叉塑件为对象研究了单分型面注射模具的结构与工作原理，对塑件的结构工艺性进行了分析，设计了模具及模具工作零件，重点介绍了冷流道注射模具浇注系统、冷却系统和顶出系统，以汽车空调拔叉塑件的成型工艺对模具推出机构、抽芯机构等进行了设计。选择了注塑机和塑件的尺寸公差、精度，对模具及模具工作零件进行了校核。校验合格后，可进行塑件加工工艺规程的编制，以充分保证塑件的质量。经试模后，该塑件便可投入生产，具有良好的经济性。关键词空调拔叉，注射模,分型面,浇注系统，抽芯机构AUTOMOTIVEAIRCONDITIONINGPULLFORKINJECTIONSIMULATIONOFMOLDDESIGNABSTRACTTHEINCREASINGAPPLICATIONOFPLASTICSININDUSTRIALPRODUCTIONANDDAILYLIFEAMONGTHEM,THEPLASTICPARTSINTHEAUTOMOBILEMANUFACTURINGAWIDERANGEOFAPPLICATIONS，THEREFORE,INJECTIONMOLDSFORPLASTICPRODUCTS,PRODUCTIONPROCESSESANDIMPROVEPRODUCTQUALITYAREIMPORTANTTHISARTICLEDESCRIBESTHEBASICPRINCIPLESOFINJECTIONMOLDINGFORKPLASTICPARTSTOAUTOMOTIVEAIRCONDITIONINGFORTHEOBJECTTOSTUDYTHESTRUCTUREANDWORKINGPRINCIPLEOFASINGLEINJECTIONMOLDPARTINGSURFACE,THEPLASTICPARTSOFTHESTRUCTUREANDTECHNOLOGYANALYSIS,DESIGNOFTHEMOLDANDMOLDPARTS,FOCUSESONACOLDRUNNERINJECTIONMOLDGATINGSYSTEM,COOLINGSYSTEM,EJECTIONSYSTEM,AUTOMOTIVEAIRCONDITIONINGPULLTHEFORKPLASTICMOLDINGPROCESSTOMOLDLAUNCHOFTHEAGENCY,THEPULLINGMECHANISMDESIGNSELECTEDINJECTIONMOLDINGMACHINEANDPLASTICPARTSOFTHEDIMENSIONALTOLERANCES,PRECISION,CHECKMOLDANDMOLDPARTSCHECKSUMQUALIFIEDFORTHEPREPARATIONOFTHEPLASTICPARTSPROCESSPLANNING,INORDERTOFULLYGUARANTEETHEQUALITYOFTHEPLASTICPARTSAFTERTHETESTMODE,THEPLASTICPARTSCANBEPUTINTOPRODUCTION,HASAGOODECONOMYKEYWORDSAIRCONDITIONINGFORK,INJECTIONMOLD,PARTINGSURFACES,GATINGSYSTEM,PULLINGMECHANISM目录1绪论111课题的背景及目的112国内外发展状况22塑件的结构工艺分析321塑件的材料选择及分析322估算塑件的体积和质量323分析塑件的成型工艺参数43确定模具结构方案531脱模原理532确定型腔数量及布局形式533选择分型面634确定浇注系统与排气系统6341浇注系统形成6342主流道的设计6343分流道的设计6344浇口的设计7345排气系统的设计735选择推出方式736模具加热与冷却方式74模具设计的有关计算841型芯和型腔工作尺寸的计算8411型腔径向尺寸计算8412型芯径向尺寸计算842侧壁厚度与底板厚度的计算8421侧壁厚度8422推板厚度843斜导柱等侧抽芯有关计算8431斜导柱的设计9432斜导柱的计算9433斜滑块的设计10434锲滑块的设计11435导滑条的设计1144冷却与加热系统125注射机及模架的选择1351初选注射机13511浇注系统的设计13512注射压力1452选用标准模架156校核注射机1661注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核1662开模行程的校核1663模具在注射机上的安装167推出机构的设计1771推件力的计算1772推杆的设计17721推杆的强度计算17722推杆的压力校核1873推板强度计算188连接件的选用1981销钉的选用1982螺钉的选择199模具的装配2091定模的装配2092动模的装配2093模具装配图的绘制20结论22致谢23参考文献241绪论11课题的背景及目的模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他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。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。现代工业的飞速发展为素有“工业之母”美誉的模具工业带来前所未有的发展机遇，而模具材料的应用在模具制造中起举足轻重的作用。塑料，作为重要的模具材料之一，随着家电、汽车、电子、电器、通讯产品的迅猛发展而得到更为广泛的应用。塑料模具，成为时下模具品种之“关键词”。近年来,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量己超过3000万台。家电行业近期家电业所需模具量年增长率为10。一台电冰箱约需模具350副，价值约400万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具140副，价值约700万元。则仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。塑料具有可塑性强，密度小，比强度高，化学稳定性高，外观多样的特点，因而受到越来越多的厂家及人民的喜爱，塑料制品几乎已经进入一切工业部门及人民日常生活的各个领域。汽车空调机骨架是日常生活中十分常见和常用的制品，选择空调机骨架是因为它的结构包含了常见塑料模具的各个部分，能达到综合训练自己设计水平的目的，能充分做到理论结合现实生活的实际情况，我们能做到同时站在生产方和使用者的角度来考虑产品的设计，可以结合自己对产品使用性能的一些需求来改进产品的设计方案，使产品模具设计更具实际意义。12国内外发展状况随着汽车工业的迅猛发展和人民生活水平的日益提高，汽车开始走进千家万户。人们在一贯追求汽车安全性、可靠性的同时，如今也更加注重对舒适性的要求。因而，空调系统作为现代轿车基本配备，也就成了必然。目前，汽车空调已经广泛应用在现代汽车上。它不仅可以改善驾驶员的工作条件，提高其工作效率和驾驶安全性，同时还可以提高汽车等级，改善汽车的乘坐舒适性。汽车空调不再是一种奢侈品，而是汽车现代化的重要标志之一。目前发达国家乘用车空调安装率已达90以上，而且大多数采用自动控制。我国虽然起步较晚，但近年来发展也很快。近年来环保和能源问题成为世界关注的焦点，也成为影响汽车工业发展的关键因素。各种替代能源动力车的出现为汽车空调业提出了新的课题与挑战。随着我国国民经济水平的日益提高及汽车工业的飞速发展，汽车正逐步进入家庭，在近几年汽车保有量急剧增加的同时，人们对汽车舒适性的要求也越来越高了。汽车空调装置作为汽车舒适性的一个重要方面，在汽车上已经相当普及1。我国汽车空调的安装随着汽车工业的发展已达到100的普及型，空调已成为现代汽车的一项基本配备，给汽车空调的使用与维修带来了新的挑战。论文最后以汽车空调的故障检修的方法，对汽车空调系统的在深入探究，已达到对汽车空调系统的了解，并运用在实际工作中。在此背景下，如何更深入地认识塑料模具的发展状况并把握其市场走向，成为重要课题。而站在塑料制件模具的设计生产去探求此课题的实质与内涵，成为最佳视角。2塑件的结构工艺分析汽车空调上的塑件种类很多。图21所示为汽车空调拔叉类塑件，该塑件是汽车空调内外循环系统中的一个重要零件，其结构较为复杂。设计要求大批量生产。图21汽车空调拔叉塑件零件图21塑件的材料选择及分析塑件材料选用丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（ABS塑料），是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。从使用性能上看，该塑料具有极好的抗冲击强度，有良好的机械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。从成型性能上看，该塑料在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少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极小。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。22估算塑件的体积和质量按照图22可对塑件按图示尺寸近似计算V总314192171927018MM3V13149526170031MM3V2314192112645216MM3V33141929528680125MM3V43148211221056MM3所以塑件的体积为V192701817003145216680125221056403646MM3404CM3塑件质量为GSV10640442824G式中为塑料密度ABS的密度104107G/CM3图22汽车空调拔叉塑件体积计算分割图23分析塑件的成型工艺参数干燥处理ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于01。熔化温度210280C；建议温度245C。模具温度2570C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力5001000KN。注射速度中高速度。3确定模具结构方案31脱模原理该模具采用斜导柱抽心机构来实现垂直分型动作。锁紧锲与定模板做成整体，确保凹模滑块4的定位锁紧。定模板和滑块上都开设了冷却水道，模具冷却比较均匀，缩短了生产周期。图31抽芯机构结构图图32模具分型面模具分流道与侧浇口开设在垂直分型面IIII上，并由凸翼腔底进料。开模时，II分型面分型，斜导柱5带动凹模滑块4做IIII垂直分型面分型。最后，由推板10推出塑件制品。32确定型腔数目及布局形式该塑件在注射时采用一模二件，即模具需要二个型腔。综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素拟采取图图33所示的型腔排列方式。33选择分型面确定分型面位置如图33图33分型面位置34确定浇注系统与排气系统341浇注系统形式采用普通浇注系统，由于二型腔模，必须设置分流道，用潜伏式浇口形式从零件内部进料，利用分型面间隙排气。342主流道设计根据塑料模具设计手册初步得XSZ60型注射机喷嘴的有关尺寸喷嘴前端孔径D04MM；喷嘴前端球面半径R012MM；根据模具主流道与喷嘴的关系RR012MM；DD0051MM；取主流道球面半径R13MM；取主流道的小端直径D5MM。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为26，取4，经换算得主流道大端直径为D8MM。343分流道设计1、分流道的形状和尺寸分流道的形状和尺寸应根据塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速度、分流道的长度等因数来确定。本塑件的形状不复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道的形状长度较短，为了便于加工起见，选用截面形状为半圆形分流道，查表540塑料模具设计手册得R25MM2、分流道的表面粗糙度由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般RA取16M左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。344浇口的设计根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用潜伏式浇口较为理想。设计时在模具结构上采取瓣合式型腔，潜伏式浇口的锥角取1020。查塑料模具设计手册选尺寸为直径1MM,试模时修正。345排气系统的设计该模具为小型模具，可利用分型面间隙排气，该分型面位于熔体流动的末端。35选择推出方式选择推出机构该塑件为簿壁塑件，综合各个因素，选定为推板推出机构。为了防止推板刮伤凸模，推板内孔应比凸模成型部分大020MM025MM，外，将凸模和推板的配合做成锥面，以防止因推板偏心而出现飞边，其单边斜度10左右为易。36模具加热与冷却方式该模具采用电热丝加热，用水冷。4模具设计的有关计算41型芯和型腔工作尺寸的计算查塑料模设计手册可得ABS塑料的收缩率0308；平均收缩率S（0308）/2055。411型腔径向尺寸的计算38（LM）0Z（100055）380263/40026/338010008722（LM）0Z（100055）220223/40022/321960007319（LM）0Z（100055）190223/40022/318940007315（LM）0Z（100055）150123/40012/31420004型腔深度的计算（HM）0Z（100055）80162/30016/379400053（HM）0Z（100055）60142/30014/359400047（HM）0Z（100055）150122/30012/31430004412型芯径向尺寸的计算16（LM）0Z（100055）160203/40020/316240006719（LM）0Z（100055）190223/40022/319270007315（LM）0Z（100055）150123/40012/3160004型芯高度的计算（HM）0Z（100055）60142/30014/361300047（HM）0Z（100055）110182/30018/31118000642侧壁厚度与底板厚度的计算421侧壁厚度该型腔为整体式。因此，型腔的强度和刚度按整体式进行计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可以参考经验推荐数据。查塑料成型工艺与模具设计型腔侧壁厚取20MM。422推板厚度H074PR4/E1/3由E21105MPA，可取制品轴向尺寸公差的1/10，取003MM，P取30MPA。H07430084/211050000031/3113CM16MM。43斜导柱等侧抽芯有关计算431斜导柱的设计斜导柱的倾斜角取225；FT2RESLF/1MK1F；FT脱模力（推出力）（N）；E塑料弹性模量（N/CM2，ABS塑料为1829105N/CM2之间，取20105N/CM2）；S塑料的平均成型收缩率（MM/MM）；L包容凸模的长度（CM）；F塑料与刚的摩擦系数（ABS塑料取02）；M塑料的帕松比（取03）；K2R2/T22TR（T为塑料平均壁厚）；T塑料平均壁厚CM；R圆柱半径CM；2FT2219200000000551703/（103587）（102）139397（N）。查塑料成型工艺与模具设计，取FW10KN得D16MM432斜导柱的计算在斜导柱的设计中斜导柱采用了理论上最佳的斜角225，直径取16MM。先计算抽心距S抽R2R21/223MM其中R塑件的大圆盘半径R塑件的最小的腰部外圆半径S抽1929521/22316452319MM然后在CAD里根据抽心距算出其长度，如图41所示图41斜导柱其强度校核F弯F抽/COS其中F弯斜导柱所受的弯曲力（N），F抽抽拔力（N），斜导柱的斜角F弯F抽/COS139397/COS22515088N，F弯圆柱销系列82螺钉的选择1定模紧固螺铨的选用定模底板的厚度和定模板的总长为60MM；所以选用的螺铨型号为GB/T5782M20X40。2动模紧固螺铨的选用动模底板,垫块,动模支撑板和动模板的总长度为185MM；所以选用螺铨的型号为GB/T5782MX140。3连接滑块螺钉的选用根据所有连接的定位块和倒滑槽的长度这里选用GB/T5782M12X60。9模具的装配91定模的装配将定模板平放在平台上，先将型腔放进去，再把四根斜倒柱，四个锲紧块和八个型腔拼块敲入指定的位置，把上模板放上去，对准好倒套孔和浇口套孔，把倒套和浇口套敲进去，订上销钉，最后将浇口套螺钉，定模螺钉旋上紧固，完成装配。92动模的装配把动模板倒放在平台上，先将四个侧滑块放进倒滑槽，把定位块拧好，装上弹簧螺钉将滑块固定好，在型芯放进去，再放入型芯拼块和四个倒柱。放上动模板，对准好各种孔位后放上推杆定位板后把拉料杆，推件杆放到其位置，再将垫块对准各种孔位放上去，再将下模板放上把螺钉旋上即可，然后把动模翻过来，把定模倒套对准倒柱放进去。整套模具装配完成。最后检验，试模。93模具装配图绘制模具结构总装图主视图如图91所示图91模具总装图主视图模具结构总装图俯视图如图92所示1定模顶板2定模板3斜导柱4推板5动模板6动模底板7推杆8垫块9内六角螺钉10支撑板11推杆支撑杆12推杆固定杆13型芯14斜滑块15内六角螺钉图92模具总装图俯视图结论塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一，对于我国而言，它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具毕业设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些关于塑料模具设计的步骤和方法，对塑料模有了一个更高的认识。这对我们在今后的生产实践工作中无疑是个很好的帮助，也间接性地为今后的工作经验有了一定的积累。塑料制品成型及模具的设计还是个专业性、实践性很强的技术，而它的主要内容都是在今后的生产实践中逐步积累和丰富起来的。因此，我们要学好这项技术光靠书本上的点点知识还是不够的，我们更多的还应该将理论与实际结合起来，这还需要我们到工厂里去实践。我相信在未来的我一定能走到最前头。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。致谢在这几个月的毕