汽車連接套注塑模具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】

汽車連接套注塑模具設(shè)計【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,汽車,連接,注塑,模具設(shè)計,cad,圖紙,說明書,仿單 （論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目：汽車連接套塑料注射成型模具設(shè)計 一、設(shè)計（論文）原始依據(jù)（資料） 1、設(shè)計題目： 汽車連接套 注射成型模具設(shè)計。 2、塑料制品的性能要求： （1）制品的外表面要光潔平整，無飛邊毛刺及明顯的熔接痕和其它斑痕； （2）制品的強度和剛度要滿足其使用要求； （3）制品的的尺寸精度要滿足其圖紙或裝配及其他方面的使用要求； （4）裝飾類的塑料制品的外觀要盡量美觀。 3、塑料制品材料： POM 。 4、塑料制品的收縮性：收縮率為： 1.8 % ~ 2.0 %。 5、生產(chǎn)批量：3萬件。 6、塑料制品3D圖如下： 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容和要求：（說明書、專題、繪圖、實驗結(jié)果等） 1、 設(shè)計的內(nèi)容： （1）塑料制品的工藝分析； （2）分型面的選擇和成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計； （3）型腔數(shù)目的確定和澆注系統(tǒng)的設(shè)計；； （4）注射機的選擇； （5）導(dǎo)向與定位機構(gòu)及脫模機構(gòu)的設(shè)計； （6）選擇標(biāo)準(zhǔn)模架或自行設(shè)計模板的結(jié)構(gòu)和尺寸； （7）冷卻水道的設(shè)計； （8）成型零件的工作尺寸計算； （9）繪制注射模具的裝配圖、成型零件圖和其它標(biāo)準(zhǔn)件需要補充加工的零件圖； （10）編寫設(shè)計說明書一份。 2、設(shè)計的要求： （1）裝配圖的要求： 模具的裝配圖應(yīng)表明模具的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、組成模具的全部零件及其相互間的位置和裝配關(guān)系。 一般情況下，模具的裝配圖用主視圖和俯視圖來表示，若表達不清楚時，再增加其他視圖。裝配圖盡量按1：1的比例繪制。 裝配圖上要標(biāo)明必要的尺寸和技術(shù)要求；還要有標(biāo)題欄和明細表。 1）主視圖 主視圖按模具正對著操作者方向繪制，并按模具的閉合狀態(tài)，采用剖視畫法，在動模和定模之間要有一個完整的塑件，塑件及流道畫網(wǎng)格剖面線或涂紅色。 主視圖是模具裝配圖的主體部分，應(yīng)盡量在主視圖上將結(jié)構(gòu)表達清楚，力求將成型零件的形狀表達完整。 2）俯視圖 俯視圖的位置應(yīng)與主視圖的投影位置相對應(yīng)。俯視圖主要反映模具的平面布置情況，如型腔的數(shù)目和澆注系統(tǒng)的布置、導(dǎo)柱和螺釘?shù)牟贾谩⒁约澳＞叩妮喞螤畹?。?xí)慣上畫俯視圖時將上?；蚨２糠帜萌?，只畫模具的下模俯視可見部分。 3）標(biāo)題欄和明細表 標(biāo)題欄和明細表布置在圖樣的右下角，按照機械制圖國家標(biāo)準(zhǔn)填寫。模具圖中的所有零件均應(yīng)詳細寫在明細表中。 4）尺寸標(biāo)注 圖上應(yīng)標(biāo)注必要的尺寸，如模具的閉合尺寸、模架的外形尺寸、與注射機配合的定位圈尺寸及其他重要的尺寸。 （2）模具零件圖的要求 原則上要求繪制出標(biāo)準(zhǔn)模架和緊固標(biāo)準(zhǔn)件以外的所有零件的模具零件圖，對某些因模具的特殊結(jié)構(gòu)要求而需要再加工的標(biāo)準(zhǔn)件也需繪制零件圖。 零件圖上要注明全部形狀尺寸及相應(yīng)的公差、表面粗糙度、材料、熱處理要求及其他技術(shù)要求。模具零件在圖樣上的位置應(yīng)盡量按該零件在裝配圖中的方位畫出。 （3）設(shè)計說明書的要求 設(shè)計說明書用以闡明自己的設(shè)計觀點、方案的推敲、設(shè)計的依據(jù)和過程及必要的計算等。設(shè)計說明書的主要內(nèi)容有： 1）塑料制品圖； 2）塑件的工藝分析； 3）模具結(jié)構(gòu)形式的論證及確定； 4）注射機的注射量、注射壓力、鎖模力的計算及注射機的選擇和校核； 5）模架和模具零件的選用、設(shè)計和必要的計算； 6）模具成型零件的尺寸和公差值的計算； 7）其他需要說明的問題； 8）主要參考文獻目錄。 開題報告 課題名稱 汽車連接套塑料模具設(shè)計 材料只有通過成型才能成為具有使用價值的各種產(chǎn)品，75%以上的金屬制品，95%以上的塑料制品是通過模具來成型的。在生產(chǎn)汽車時，各種功能性零部件都要靠模具成型。 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，中國塑料模具市場發(fā)展?jié)摿薮?，目前已漸入佳境。由于塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料在各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，加快了塑料模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。 近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，從模具設(shè)計和制造兩方面來看， 模具發(fā)展趨勢歸納為以下幾點： 1. 塑料模的高效率自動化。 2. 大型塑料模具。 3. 高精度塑料模具。 4. 模具計算機輔助設(shè)計（CAD）輔助工程（CAE）。 5. 模具制造新工藝的進展。 6. 簡易制模工藝的研究。 7. 模具標(biāo)準(zhǔn)化。 8. 特種塑料成型模具的研制。 在設(shè)計中，所學(xué)的知識可以充分應(yīng)用，這樣就可以將理論與實踐相結(jié)合，可更好的掌握所學(xué)的知識。 模具作為現(xiàn)代工業(yè)基礎(chǔ)之一，發(fā)展日新月異。由于塑料色彩鮮艷又有許多獨特的實用性能，例如質(zhì)輕、耐腐蝕、絕緣、和良好的多種防護特性等，因而被廣泛的應(yīng)用于機械、化工、建筑等國民經(jīng)濟、國防和科研的各個領(lǐng)域。 隨著塑料產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，塑料作為一種工業(yè)材料，其不斷被開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展，極大的促進了塑料成型方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā)與制造。 注射模的基本組成： （1）定模機構(gòu) 定模機構(gòu)是安裝在注射機的固定模板上的部分型腔。由定位 環(huán)，主流道體，定模底板，定模板，凹模等組成一體，在注射機上固定不動。 （2）動模機構(gòu) 動模機構(gòu)是安裝在注射機動模板上的部分型腔。由凸模，動模板，導(dǎo)柱等組成一體，在注射機的鎖模裝置的驅(qū)動下往復(fù)運動。 （3）澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。通常由主流道，冷料穴，分流道和澆口等組成。 （4）導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置是用以保證動模和定模閉和時位置準(zhǔn)確。它由導(dǎo)柱，導(dǎo)套組成。 （5）頂出機構(gòu) 頂出機構(gòu)是實現(xiàn)制品脫模的裝置。常見有頂桿式，頂管式，推板式等。 （6）冷卻和加熱裝置 加熱是為了滿足注射成型工藝對模具溫度的要求，冷卻為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型。 （7）排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)是為了把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過程中分解的氣體排出，而在模具分型面處開設(shè)的排氣槽。 在對塑件進行了綜合分析以后，試設(shè)計幾套模具結(jié)構(gòu)，并進行比較從中選擇比較合適的設(shè)計方案。 （1）收集、分析相關(guān)模具設(shè)計的相關(guān)資料。 （2）繪制塑件零件圖。 （3）確定注塑機。 （4）進行模具的具體設(shè)計。 （5）繪制模具裝配圖和零件圖。 （6）檢驗結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確性與實施性。 （7）撰寫說明書。 （8）完成設(shè)計論文。 選題是否合適：是□ 否□ 課題能否實現(xiàn)：能□ 不能□ 指導(dǎo)老師（簽字 ） 年 月 日 選題是否合適：是□ 否□ 課題能否實現(xiàn)：能□ 不能□ 審題小組組長（簽字） 年 月 日 摘 要 塑料工業(yè)是發(fā)展歷史短但發(fā)展速度驚人的新興工業(yè)之一，如今我國的塑料工業(yè)已具備了一定的規(guī)模，但一切好的產(chǎn)品都需要一套好的模具，所以要求設(shè)計者在設(shè)計時考慮要全面經(jīng)驗要豐富這樣將會既快又準(zhǔn)確的完成。 由于現(xiàn)在塑料產(chǎn)品越來越多，各個行業(yè)對塑料的需求也急劇加大，塑料市場的競爭也非常大，所以能越快越好的搶占市場是最有勢力和價值的，然而做模具的好與快是其最好的工作方案。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，具有生產(chǎn)精度高、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)周期短等特點。為了適應(yīng)用戶對模具制造的精度高、短交貨期、低成本的要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)來加速技術(shù)的進步。為了縮短模具制造周期，降低模具成本，必須采用CAD/CAM、Pro/ENGINEER、UG 技術(shù)進行注射模具的設(shè)計。 對于我個人設(shè)計的這個制品是采用了大量生產(chǎn)的計劃方案，是一套塑料成型模具。在設(shè)計模具的過程中需要考慮制品的成型特點、加工方案、注意事項、工藝要求等一些特點。還進行了制品分析，原材料的選擇，設(shè)計尺寸的計算，注射機工藝參數(shù)校核，模具澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計等一系列模具設(shè)計的過程。 關(guān)鍵詞： 注射模 CAD/CAM 型芯 冷卻系統(tǒng) 澆注系統(tǒng) ABSTRACT . The plastics industry is one of the infant industry that the developing history is short but development speed is surprising , the plastics industry of our country has already possessed certain scale nowadays, but all good products all need a set of good moulds , so require the designer to consider wanting overall experience to enrich the completion that so will be fast and accurate in the design. There are more and more plastic products because of now, each trade strengthens the plastic demand sharply too, competition on it is plastic for market too the getting heavier very,so can the sooner the better seize market getting more potent most and the value one, but the one that make the mould is good and its best working schemes fast. Mold industry is an important national economic development of various sectors of basic industries, with production of high precision, high efficiency, short production cycle and so on. In order to meet users with high precision mold manufacturing, short delivery time, low-cost requirements, mold industry is widely used in digital manufacturing technology to speed up technological progress. In order to reduce mold manufacturing cycle, lower tooling cost, must be used CAD / CAM, Pro / ENGINEER, UG technology for plastic mold design. Have adopted plan schemes produced to this products that I designed in a large amount, it is a set of plastic shaping moulds . Need some characteristics of considering the shaping characteristic of the products , processing the scheme , precautions , technological requirement etc. during the process of designing the mould . 目 錄 第一章 緒論............................................................................................................1 1.1塑料模具簡介.........................................................................................................1 1.2 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展方向....................................................................................1 1.2.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀....................................................................1 1.2.2我國塑料模具工業(yè)技術(shù)今后的主要發(fā)展展望.............................................2 1.3 注塑模具簡介........................................................................................................3 1.3.1何謂注塑成型.................................................................................................4 1.3.2注射成型模具結(jié)構(gòu).........................................................................................4 1.4 本課題的研究對象................................................................................................5 第二章 汽車的工藝分析........................................................................... 6 2.1 設(shè)計原始資料........................................................................................................6 2.1.1 汽車的零件圖........................................................................................ 6 2.1.2汽車的3D文件....................................................................................... 7 2.2汽車的材料..................................................................................................... 7 2.2.1 POM塑料概述.................................................................................................7 2.2.2 POM性能分析..................................................................................................8 2.2.3 塑料注射成型工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析....................................................9 2.3汽車注射成型可行性分析............................................................................ 9 2.3.1汽車的工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析........................................................ 9 2.3.2汽車尺寸精度分析.............................................................................. 10 2.3.3汽車的表面質(zhì)量分析........................................................................... 10 2.3.4 POM塑料的成型條件 ..............................................................................10 第三章 分型面的設(shè)計與型腔布局............................................................... 13 3.1 分型面的設(shè)計......................................................................................................13 3.1.1 分型面選擇的決定因素..............................................................................13 3.1.2 分型面的設(shè)計原則......................................................................................13 3.1.3 汽車分型面的位置.............................................................................. 14 3.2 型腔數(shù)目及布局..................................................................................................14 3.2.1型腔數(shù)目對塑料制件的影響.......................................................................14 3.2.2 型腔數(shù)目的確定..........................................................................................14 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計與定位圈的選擇.......................................................15 4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計...................................................................................................15 4.1.1 澆注系統(tǒng)的基本組成..................................................................................15 4.1.2 澆注系統(tǒng)對塑料制品的影響以及設(shè)計原則..............................................15 4.2 主流道設(shè)計及澆口套的選擇..............................................................................16 4.2.1 主流道形式..................................................................................................16 4.2.2 主流道尺寸計算..........................................................................................16 4.2.3 澆口套的選擇..............................................................................................16 4.2.4 定位環(huán)的選擇..............................................................................................17 4.2.5 澆口套與定位圈的固定形式......................................................................17 4.3 分流道的設(shè)計......................................................................................................17 4.3.1 設(shè)計要點......................................................................................................18 4.3.2 分流道的截面形狀及尺寸..........................................................................18 4.3.3 分流道的長度..............................................................................................19 4.3.4 分流道的表面粗糙度..................................................................................19 4.4 澆口的設(shè)計.......................................................................................................... 19 4.4.1 澆口形式選擇..............................................................................................19 4.4.2 澆口位置的確定..........................................................................................21 4.4.3 澆口尺寸......................................................................................................21 4.5 冷料井的設(shè)計......................................................................................................21 第五章 注射機的選擇.......................................................................................22 5.1注射量的確定.......................................................................................................23 5.2注射壓力的確定...................................................................................................23 5.3鎖模力的確定.......................................................................................................23 5.4注塑機兩模板間的最大開距計算.......................................................................24 5.5注塑機拉桿內(nèi)間距的確定...................................................................................24 5.6選擇注塑機...........................................................................................................24 第六章 成型零件的設(shè)計...................................................................................25 6.1 成型零件的簡介..................................................................................................25 6.2 上模鑲件（型腔）的設(shè)計......................................................................................25 6.2.1 上模鑲件的壁厚計算..................................................................................25 6.2.2 上模鑲件的強度或剛度校核......................................................................25 6.3 下模鑲件（型芯）的設(shè)計..................................................................................26 6.3.1 下模鑲件的壁厚計算..................................................................................26 6.4 脫模和復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計....................................................................................26 第七章 冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計...........................................................28 7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計......................................................................................................28 7.1.1 模溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響..........................................................28 7.1.2 冷卻系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計..................................................................................28 7.1.3冷卻系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件...........................................................................................29 7.2 排氣系統(tǒng) ..........................................................................................................29 7.2.1排氣不良的危害...........................................................................................30 7.2.2排氣槽的排氣方法.......................................................................................30 7.2.3排氣槽位置...................................................................................................30 第八章 脫模機構(gòu)設(shè)計.......................................................................................31 8.1 脫模力的計算 ...................................................................................................31 8.2 脫模機構(gòu)動作原理 ............................................................................................31 8.3 脫模機構(gòu)尺寸計算及其配合公差......................................................................31 8.4 模具的結(jié)構(gòu)特點..................................................................................................31 第九章 總結(jié) ...................................................................................................33 參考文獻...................................................................................................................34 致謝.............................................................................................................................35 第一章 緒論 1.1塑料模具簡介 塑料模具是大批生產(chǎn)塑料制品的現(xiàn)代化專用成型工藝裝備的總稱。塑料模具包括:注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、真空成型模、壓縮空氣成型模、旋轉(zhuǎn)成型模、發(fā)泡成型模和空氣輔助成型模和水輔助成型模等多種塑料成型模具。 在上述各種塑料模具中，由于注射模具有高效、精密、可成型各種復(fù)雜制品，工藝先進等諸多其它成型模具所不及的特點而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導(dǎo)作用的模塑成型工藝裝備。 1.2 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.2.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 塑料模具成型工藝及塑料模技術(shù)的發(fā)展與整個塑料工業(yè)的發(fā)展是分不開的。 塑料工業(yè)是新興的產(chǎn)業(yè)之一。自1909年實現(xiàn)與純粹的化學(xué)合成方法生產(chǎn)酚醛塑料算起，世界塑料工業(yè)的崛起僅僅有90余年的歷史。塑料工藝發(fā)展史雖然很短，但發(fā)展速度相當(dāng)驚人。據(jù)統(tǒng)計，1935年全世界塑料產(chǎn)量只有20萬噸，1950年為150萬噸，1960年達677萬噸，1970年達3000萬噸，1981年達6000萬噸，1990年猛增至9896.4萬噸，1998年達到14000萬噸。預(yù)計今后將以每8年翻一番的增長速度持續(xù)高速發(fā)展。 目前，以合成的上千種高分子材料中具有工業(yè)價值的僅百余種。已工業(yè)化的合成樹脂有50種左右，如把改性塑料都計算在內(nèi)有400多種塑料，如按不同型號、牌號統(tǒng)計則有幾千種之多。從塑料品種的發(fā)展情況來看，熱塑性塑料發(fā)展最迅速，最初以熱固性塑料為主，而現(xiàn)在卻以熱塑性塑料為主。由于工程塑料綜合性能優(yōu)異，在解決科學(xué)技術(shù)中的問題等方面起著不可缺少的重要作用，因此，工程塑料的發(fā)展速度超過了通用塑料。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、氨基塑料、酚醛塑料等通用塑料，其產(chǎn)量將會持續(xù)上升；聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酯等工程塑料，正向擴大生產(chǎn)，降低成本，改進性能，擴大用途的方向發(fā)展。 隨著塑料產(chǎn)量的提高和品種的增多以及應(yīng)用范圍的擴大，促進了塑料成型工藝、塑料成型設(shè)備和塑料模具的不斷發(fā)展。 我國的杜料工業(yè)發(fā)展也很迅速，特別是近20年來，產(chǎn)量和品種都大大增加，許多新穎的工程塑料也已投入批量生產(chǎn)。我國樹脂產(chǎn)量1985年已達到123.2萬噸，1990年達226.8萬噸，1998年達694.3萬噸，居世界第六位。至今，我國塑料工業(yè)已經(jīng)成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，它包括塑料的生產(chǎn)，成型的加工，塑料機械設(shè)備，模具工業(yè)以及科研、人才培養(yǎng)等。塑料工業(yè)在國名經(jīng)濟的各個部門發(fā)揮了愈來愈大的作用。但就其總體水平來說，與世界的差距是明顯的，尤其是工程塑料。主要表現(xiàn)在生產(chǎn)規(guī)模小，工藝落后，品種少，物耗高。 1.2.2我國塑料模具工業(yè)技術(shù)今后的主要發(fā)展展望 （1）加深理論研究 加深塑料成型理論基礎(chǔ)和工藝原理的研究，借以改進成型工藝方法、成型模具及成型設(shè)備。 （2）高效率、自動化 簡化塑料制品成型工藝過程，縮短生產(chǎn)周期是提高率的有效方法。如排氣式注塑機排氣式擠出機的出現(xiàn)，為吸水性強的塑料加工省去了原料的預(yù)干燥工序，縮短了生產(chǎn)周期，提高了效率。 （3）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （4）在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù),近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件.利用 CAE 技術(shù)可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析也將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （5）高壽命和建議經(jīng)濟模具 為適應(yīng)大批量生產(chǎn)，正在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具材料及熱處理、模具表面強化、模具制造方面提高模具壽命。 （6）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn),積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 （7）模具的標(biāo)準(zhǔn)化與裝業(yè)化生產(chǎn) 這是提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期的根本性措施，也是塑料模發(fā)展的方向，已引起國內(nèi)、外極大重視。近年來，我國在這方面已取得可喜的進展，已經(jīng)制定了塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)。 1.3 注塑模具簡介 塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣泛的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。 設(shè)計塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的PVC （聚氯乙烯）化學(xué)和物理特性 剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連接成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工是收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮范圍較廣，在實際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)急確定注射時溫度壓力的大小和取向性。一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有寫特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度銑割割成。部分模具必須靜模脫模時，還要加上靜模脫模機構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪?、脫模機構(gòu)以及模腳和裝機固定板。脫模機構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計模具時，首先要設(shè)定墨菊的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料。來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。 現(xiàn)在的模具基本上要進行熱處理，提高模具的硬度，也提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔（動模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等?，F(xiàn)在普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼，CR12等硬度不能太高，在HRC60度時經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為Cr2W8v，制造后在氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下和容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。 1.3.1何謂注塑成型 注塑成型的英文全稱是Injection Molding，它是指，將已加熱融化的塑料材料通過注射機噴射注入到模具型腔內(nèi)，經(jīng)由保壓冷卻與固化後，得到與模具型腔表面形狀一致的成形品的方法。適用于大產(chǎn)量與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。 注射成形的工藝過程由六大順序執(zhí)行： 合模－射出－保壓－冷卻－開模－取出產(chǎn)品。 1.3.2注射成型模具結(jié)構(gòu) 注塑模具分為動模和定模兩大部分，定模部分安裝在注塑機的固定座板上，動模部分安裝在注塑機的移動座板上，注塑時，動、定模兩大部分閉合，塑料經(jīng)噴嘴進入模具型腔。開模時，動、定模兩大部分分離，然后頂出機構(gòu)動作，從而推出塑件。 根據(jù)模具上各個部件所起的作用，注塑模具可分為以下幾個部分。 (1) 澆注系統(tǒng) 熔融塑料從注塑機噴嘴進入模具型腔所流經(jīng)的模具內(nèi)通道稱為澆注系統(tǒng)。它通常由注流道、澆口及冷料井等組成。 (2) 成型部分 成型部分是由構(gòu)成塑件形狀的模具型腔組成的，它由模具的動、定模有關(guān)部分組成，通常是由凸模(成型塑件內(nèi)部形狀)、凹模(成型塑件外部形狀)、型芯、嵌件和鑲塊等組成。 (3) 導(dǎo)向機構(gòu) 為了確保動、定模之間的正確導(dǎo)向與定位，通常在動、定模部分采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套或在動、定模部分設(shè)桿互相吻合的內(nèi)外錐面導(dǎo)向。 (4) 側(cè)向抽芯機構(gòu) 塑件上的側(cè)向如有凹、凸形狀的孔或凸臺，這就需要有側(cè)向的凹、凸模或型芯來成型。在塑件被推出之前，必須先拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)向型芯，然后方能順利脫出。使側(cè)向凸模或側(cè)向型芯移動的機構(gòu)就稱為側(cè)向抽芯機構(gòu)。 (5) 頂出機構(gòu) 頂出機構(gòu)是指模具分型以后將塑件頂出的裝置(又稱脫模機構(gòu))。通常頂出機構(gòu)由頂桿、復(fù)位桿、頂桿固定板、頂板、主流道拉料桿等組成。 (6) 冷卻和加熱系統(tǒng) 為了使熔融塑料在模具型腔內(nèi)盡快固化成型，提高生產(chǎn)效率，一些塑料成型時必須對模具進行冷卻，通常是在模具上開設(shè)冷卻水道，當(dāng)塑料充滿型腔并經(jīng)一定的保壓時間后，水道通以循環(huán)冷水對模具進行冷卻。 另外，一些塑料成型時對模具有一定的溫度要求，要求對模具加熱。加熱系統(tǒng)則是在模具內(nèi)部或四周安裝加熱組件。 大部分的熱塑塑性塑料成型時需對模具進行冷卻。 1.4 本課題的研究對象 本課題研究的內(nèi)容是汽車上的零部件—。 第二章 汽車的工藝分析 2.1 設(shè)計原始資料 模具設(shè)計原始資料對模具設(shè)計有著至關(guān)重要的作用。通過原始資料可以得到模具設(shè)計的必備信息，如：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品材料以及產(chǎn)品的性能要求等。這些數(shù)據(jù)都是模具設(shè)計之前必須掌握的。 模具是一種技術(shù)含量高的工業(yè)設(shè)備，在設(shè)計模具之前必須完全了解它的成型對象，認真分析消化設(shè)計原始資料，以更好的滿足客戶的要求。 設(shè)計原始資料也叫設(shè)計任務(wù)書，它通常由客戶提供給模具制造商。在學(xué)校完成論文設(shè)計的原始資料由設(shè)計指導(dǎo)教師提供。 設(shè)計原始資料不僅包含了產(chǎn)品零件圖、產(chǎn)品3D文檔和產(chǎn)品樣品這三種之中的一種或幾種都有（一般都需要有產(chǎn)品零件圖）。還包含有其他如注射機、生產(chǎn)綱領(lǐng)等信息。 由于這次畢業(yè)論文設(shè)計中是自己選擇題目，所以本次設(shè)計的原始資料包括了塑料制品的零件圖和自己造好的3D電子文檔。產(chǎn)品的技術(shù)要求以及其后處理都可以從零件圖中獲得，而注塑機可以綜合考慮模具最優(yōu)設(shè)計條件自己選擇。 2.1.1 汽車的零件圖 圖2-1-1 零件圖是從事工業(yè)制造行業(yè)人員之間溝通的重要語言，有著不可取代的重大作用。它決定了工業(yè)制造的所有過程，不管是后續(xù)的加工還是最后成品的檢驗、驗收以及某環(huán)節(jié)出錯后責(zé)任的承擔(dān)都是以設(shè)計零件圖作為基準(zhǔn)的。圖2-1-1是本次模具設(shè)計的塑料產(chǎn)品零件圖。 通過零件圖可以得到如下信息： （1） 產(chǎn)品的材料為POM塑料。 （2） 產(chǎn)品的重量，通過軟件分析3維產(chǎn)品模型，可得到重量。 （3） 產(chǎn)品的收縮率在1.8%~2.0% （4） 產(chǎn)品的尺寸精度，必須認真分析計算，以確定注射成型能否達到此精度要求。POM的一般精度等級為MT3，未注公差等級為MT5。 （5） 產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求外表面光澤且無相拼痕。 （6） 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及壁厚為3mm；以便于注射工藝分析。 以上信息都是模具設(shè)計必須重點掌握的。如果零件圖上沒有直接說明的，也查閱各種資料加以分析，也可以通過各種軟件來輔助分析。 2.1.2 汽車零件的3D文件 產(chǎn)品3D文件不僅僅是比零件圖更形象的參考圖，而且是采用軟件進行分模、進行模流分析以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對成型工藝的適應(yīng)性分析不可缺少的文件。圖2-1-2是通過零件圖進行3D造型得到3D圖。 圖 2-1-2 2.2汽車的材料 材料的性能直接影響產(chǎn)品的性能。各種各樣的產(chǎn)品都具有一定的使用性能，而且應(yīng)該具有一定的壽命，所以還必須滿足各種力學(xué)性能的要求。在現(xiàn)實社會環(huán)境的要求也決定了材料的選擇。所以各種產(chǎn)品的選料除了具有一定使用要求和力學(xué)性能的同時還應(yīng)該安全、環(huán)保和經(jīng)濟。 2.2.1 POM塑料概述 聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛（簡稱POM）又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等為原料聚合所得，POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程塑料。具有良好的物理、機械和化學(xué)性能，尤其是有優(yōu)異的耐摩擦性能。 聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。 聚甲醛是一種表面光滑，有光澤的硬而致密的材料，淡黃或白色，可在-40 --100℃溫度范圍內(nèi)長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油，耐過氧化物性能。很不耐酸，不耐強堿和不耐紫外線的輻射。 2.2.2 POM性能分析 1、物理性能： 聚甲醛的拉伸強度達70Mpa，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，有光澤，這些性能都比尼龍好，聚甲醛為高度結(jié)晶的樹脂，在熱塑性樹脂中是最堅韌的。具抗熱強度、彎曲強度、耐疲勞性強度均高，耐磨性和電性能優(yōu)良。 聚甲醛的性能數(shù)值： 比重 1.43 熔點 175℃ 伸強度 （屈服） 70Mpa 伸長率 （屈服） 15% （斷裂）15% 沖擊強度（無缺口）108KJ/㎡ （帶缺口）7.6KJ/㎡ 2、化學(xué)性能： 按分子結(jié)構(gòu)不同，聚甲醛可分為均聚甲醛和共聚甲醛，前者密度、結(jié)晶度、熔點都高，但是熱穩(wěn)定性差，加工溫度窄（10度），對酸堿的穩(wěn)定性略低，后者密度、結(jié)晶度、熔點較低，但熱穩(wěn)定性好，不易分解，加工溫度寬（50度）。 不足之處在于，由受強酸腐蝕，耐候差，粘合性差，熱分解與軟化溫度接近，限氧指數(shù)小。 POM物性表 密度 g/cm3 1.39 吸水率 ％ 0.2 連續(xù)使用溫度 ℃ -50—-110 屈服抗拉強度 MPa 63 屈服拉應(yīng)變 ％ 10 極限抗拉強度 MPa 極限拉應(yīng)變 ％ 31 抗沖擊韌度 Kj/㎡ 缺口沖擊韌度 Kj/㎡ 6 洛氏硬度 MPa 135 邵氏硬度 MPa 85 抗彎強度 MPa 彈性模量 MPa 2600 軟化溫度 ℃ 150 熱變形溫度HDT ℃ 155 熱線膨脹系數(shù) 1.1 熱導(dǎo)率 W（m*K） 031 摩擦系數(shù) 0.35 POM具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，以及耐高溫特性。 3、工藝條件： 干燥處理：如果材料儲存在干燥環(huán)境中，通常不需要干燥處理。 熔化溫度：均聚物材料為190--230℃；共聚物材料為190--210℃。 模具溫度：80-105℃。為了減小成型后收縮率可選用高一些的模具溫度。 注射壓力：700-1200bar 注射速度：中等或偏高的注射速度。 流道和澆口：可以使用任何類型的澆口。如果使用隧道形澆口，則最好使用較短的類型。對于均聚物材料建議使用熱注嘴流道。對于共聚物材料既可使用內(nèi)部的熱流道也可使用外部熱流道。 2.2.3 塑料注射成型工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析 塑料注射產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)良直接影響到產(chǎn)品的使用性能和力學(xué)性能以及注射工藝性。合理的結(jié)構(gòu)可以提高產(chǎn)品的強度和沖擊韌度而且可以減少熔融塑料的填充阻力以減少成型周期降低成本。特別是塑料收縮率難以控制導(dǎo)致翹曲、局部凹陷、拱印以及尺寸精度難以控制等缺陷。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)還直接影響到模具的設(shè)計和加工的難易程度。所以無論是從產(chǎn)品的機械性能還是從產(chǎn)品注射能力來說，我們都得設(shè)計出更好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以滿足其性能的需求。 2.3汽車注射成型可行性分析 2.3.1汽車的工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析 （1）壁厚的分析 塑料制品的壁厚對制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動阻力大。在此主要是分析壁厚對成型的影響，所以只驗證產(chǎn)品在脫模頂出時保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚3mm，在此材料的推薦壁厚1.8~3.3mm的范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 （2）圓角的分析 塑料制品的轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡量用圓弧過度。采用圓弧過度可以避免應(yīng)力集中，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，也可以提高模具的壽命；可以減少熔融塑料填充時的流動阻力，提高流動性，利于成型，縮短成型周期；利于產(chǎn)品出模。該產(chǎn)品的所有面的連接處都有至少R0.3的倒角，內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處都有R1~R1.5的倒角。所以本產(chǎn)品的設(shè)計滿足此項要求。 （3）拔模斜度的分析 該產(chǎn)品自身具有較大的斜度，所以在此就不再詳細分析拔模角度。 2.3.2汽車尺寸精度分析 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動。另外，成型后的時效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對尺寸精度也有一定的影響。因此，對塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級。 該產(chǎn)品零件圖所有尺寸為未注公差尺寸，根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14486-93）規(guī)定的MT5級精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級。已注尺寸公差等級也在ABS/PC的一般精度等級MT3范圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達到此精度要求。表2-3-2是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 表2-3-2 2.3.3汽車的表面質(zhì)量分析 塑料制品的表面粗糙度主要取決于成型模具表面的粗糙度。另外，塑料品種，成型工藝以及成型模具型腔表面的磨損和腐蝕對塑料產(chǎn)品表面粗糙度也有一定的影響。一般情況模具型腔表面的粗糙度要比所成型的塑料制品的表面粗糙度低1~2個等級。 2.3.4 POM塑料的成型條件 通過以上幾節(jié)的敘述可得出聚甲醛的注射成形條件如下： （1）料筒溫度?????喂料區(qū)????????50～70℃（70℃） ?????????????區(qū)1????????230～250℃（250℃） ?????????????區(qū)2????????250～260℃（260℃） ?????????????區(qū)3????????250～270℃（265℃） ?????????????區(qū)4????????250～270℃（265℃） ?????????????區(qū)5????????250～270℃（265℃） ?????????????噴嘴??????? 250～270℃（270℃） 括號內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為35％和65％，模件流長與壁厚比為50~100：1。 （1）熔料溫度?????260～270℃ （2）料筒恒溫?????200℃ （3）模具溫度?????70～90℃ （4）注射壓力?????80～150MPa（800～1500bar） （5）保壓壓力???? 注射壓力的40％～50％以避免制品發(fā)生縮壁；為了使制品的內(nèi)應(yīng)力最小化，保壓壓力應(yīng)該盡可能設(shè)置低 （6）背壓??????? ?只要5～10MPa（50～100bar），避免產(chǎn)生摩擦熱 （7）注射速度???? 中等注射速度，將摩擦熱降至最??；多級注射；對有些制品建議采用從慢到快 （8）螺桿轉(zhuǎn)速??? ?最大螺桿轉(zhuǎn)速折合線速度為4.0m/s （9）計量行程????（1.0～3.0）D，因為熔料對過熱和在料筒內(nèi)殘留時間過長很敏感；殘留時間不應(yīng)超過6min，在熱流道中的滯留時間也應(yīng)盡可能小 （10）殘料量???? ?2～5mm，取決于計量行程和螺桿直徑 （11）預(yù)烘干???? ?在80℃溫度下烘干4h （12）回收率????? 可加入20％的回料，只要料沒有發(fā)生熱降解并進行過適當(dāng)?shù)念A(yù)烘干；如為強度要求不高的制品則更好 （13）收縮率???? ?幾乎各向同性，0.5％～0.7％；對玻璃纖維增強型，0.2％～0.4％ （14）澆口系統(tǒng)??? 任何一種普通形澆口都可使用；澆口處有熱流道，溫度必須閉環(huán)控制 機器停工時段??關(guān)閉加熱，像操作擠出機一樣操作機器清洗料筒 （15）料筒設(shè)備???? 標(biāo)準(zhǔn)螺桿直徑為50mm；對大直徑螺桿，采用低壓縮和短計量段幾何尺寸；止逆環(huán)，直通噴嘴 第三章 分型面的設(shè)計與型腔布局 3.1 分型面的設(shè)計 打開模具取出膠件或澆注系統(tǒng)的面，稱之為分模面。 3.1.1 分型面選擇的決定因素 打開模具取出膠件或澆注系統(tǒng)的面，稱之為分模面。分模面除受排位的影響外，還受塑件的形狀、外觀、精度、澆口位置、行位、頂出、加工等多種因素影響。合理的分模面是塑件能否完好成型的先決條件。 3.1.2 分型面的設(shè)計原則 分型面的選取一般應(yīng)從以下幾個方面綜合考慮： (1)符合膠件脫模的基本要求，保證能使膠件從模具內(nèi)取出，分模面位置必須設(shè)在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。 (2)確保膠件留在后模一側(cè)，并利于