汽車雨刮器的模具設(shè)計[三維UG]【畢業(yè)論文答辯資料】

需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 汽車雨刮器的模具設(shè)計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923067 學(xué)生姓名： 陳紅明 指導(dǎo)教師： 林承德 （ 職稱： 教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人 鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 汽車雨刮器的模具設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 92 學(xué) 號： 0923067 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 、 題目 汽車雨刮器的模具設(shè)計 、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 目前，汽車工業(yè)有很大的發(fā)展，對于零部件的要求也越來越高，塑料的無骨雨刮器是一種新型雨刮器，更美觀和實用。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： （ 1）一模十六腔 （ 2）模具頂出產(chǎn)品是要能自動把產(chǎn)品和料頭分開 2. 設(shè)計工作量要求：至少完成 紙 3 張和一份 30 頁以上的畢 業(yè)論文。 3. 查閱相關(guān)外文資料并完成不少于 8000 字符的外文資料翻譯。 I 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 92 班 姓名 陳紅明 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 雨刷是最早發(fā)明于 1910 年 900 年就有正規(guī)生產(chǎn)汽車在道路上，這意味著汽車沒有雨刷在道路上遭受各種天氣行駛至少 10 年！雨刷的構(gòu)想產(chǎn)生于美國特瑞科公司的董事長在下雨天駕車，由于天氣模糊，無法看清 道路，導(dǎo)致撞倒了一個騎自行車的男孩。雖然男孩沒有受很大的傷，但是駕駛者被他的經(jīng)歷所震驚。為他所震驚的是駕駛的危險是在沒有完全看清道路的情況下發(fā)生的，這引起了雨刷的產(chǎn)生。在我們熟悉的電動雨刷系統(tǒng)出現(xiàn)以前一系列不同的方法都嘗試過。最早的雨刷設(shè)計是一個塑料刀片在擋風(fēng)玻璃上手動旋轉(zhuǎn)。雖然這使擋風(fēng)玻璃變干凈，前方的視野變清晰，但操作者的手很快就累了，于是這種設(shè)計被放棄了。另一個的設(shè)計是由一個真空驅(qū)動泵所引發(fā)的。不幸的是這種設(shè)計被操作速度隨車速改變的事實所困擾。這次失敗最終導(dǎo)致連接一個電機到雨刮臂，這種本質(zhì)一直沿用到今 天，到如今的批量生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞 ： 雨刷；發(fā)明；模具；批量 V he 910. on 900, on in of at he of in on a to of he a on a by It at of of a of we in a on to be by a by of of to of a to is in 目 錄 摘 要 . . 錄 .未定義書簽。 1 緒論 . 1 2 塑料制品分析 . 2 確制品設(shè)計要求 . 2 確制品批量 . 2 料選擇及性能 . 2 型設(shè)備 . 3 模斜度 . 3 算制品的體積和質(zhì)量 . 3 面質(zhì)量的分析 . 3 件的體積重量 . 3 3 注射機及成型方案的確定 . 4 射機的確定 . 4 型方案的確定 . 4 型設(shè)備的選擇 . 4 型的特點 . 4 型的原理 . 4 型過程 . 4 4 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇 . 6 腔數(shù)的確定 . 6 型面的選擇 . 6 型面的主要選擇原則 . 6 定型腔的排列方式 . 7 準(zhǔn)模架的選用 . 7 5 成型零部件的設(shè)計與計算 . 8 模設(shè)計 . 8 模的設(shè)計 . 8 型零件工作尺寸的計算 . 9 腔工作尺寸的計算 . 9 芯工作尺寸的計算 . 9 腔側(cè)壁厚度和型腔底壁厚度的計算 . 9 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 . 10 流道設(shè)計 . 10 I 口的設(shè)計 . 10 衡進料 . 11 料井設(shè)計 . 11 模具澆注系統(tǒng)的選擇 . 12 7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 . 15 卻系統(tǒng)設(shè)計的原則 . 15 卻水路的計算 . 15 氣系統(tǒng)的設(shè)計 . 17 8 頂出與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 . 18 頂機構(gòu) . 18 桿復(fù)位裝置 . 18 芯機構(gòu)的選擇 . 19 頂抽芯機構(gòu)的設(shè)計 . 19 時頂出機構(gòu)的設(shè)計 . 22 9 導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 . 24 向、定位機構(gòu)的主要功能 . 24 向機構(gòu)的設(shè)計 . 24 柱的設(shè)計 . 24 套的設(shè)計 . 24 10 注射機與模具各參數(shù)的校核 . 25 藝參數(shù)的校核 . 25 具安裝尺寸的校核 . 25 嘴的校核 . 25 位圈尺寸的校核 . 25 具外形尺寸的校核 . 25 具厚度的校核 . 26 裝參數(shù)的校核 . 26 模行程的校核 . 26 11 結(jié)論與展望 . 27 致謝 . 28 參考文獻 . 29 買文檔送全套圖紙 14951605 II X 1 1 緒論 塑料塑件在人們的日常生活中及現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的生產(chǎn)效率。因此，在機電、儀表、化工、汽車和航天航空等領(lǐng)域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。 在工業(yè)發(fā)達 國家，據(jù)最近數(shù)據(jù)統(tǒng)計，日本生產(chǎn)塑料模和生產(chǎn)沖壓模的企業(yè)各占 40%；韓國模具專業(yè)廠中，生產(chǎn)塑料模的 ，生產(chǎn)沖壓模的占 新加坡全國有 460 家模具企業(yè)， 60%生產(chǎn)塑料模， 35%生產(chǎn)沖模和夾具。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時成本低廉、易于實現(xiàn)自動化或自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具。 目前，塑料塑件在國民經(jīng)濟和日常生活中的應(yīng)用日趨廣泛，發(fā)揮著舉足輕重的作用，塑料塑件的加工基 本上是通過模具一次成型的。在眾多的成型方法中，注射成型占主導(dǎo)地位，塑料塑件的質(zhì)量、生產(chǎn)的效率和成本和模具的結(jié)構(gòu)、使用性能密切相關(guān)，因此，設(shè)計制造出結(jié)構(gòu)合理，使用性能優(yōu)良的注射成型模具已成為塑料生產(chǎn)廠家關(guān)注的焦點。 本次畢業(yè)設(shè)計題目是 “汽車雨刮器零件的設(shè)計 ”，設(shè)計中重點注意一模多腔件的進料平衡 。 2 2 塑料制品分析 確制品設(shè)計要求 圖 塑料制品的三維立體圖。該產(chǎn)品精度及表面粗糙度要求很高，在垂直于開模方向上喲兩處突起，阻礙成型后塑料制品從模具中脫出，因此須設(shè) 置斜頂結(jié)構(gòu)。 圖 料制品的三維立體圖 確制品批量 該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，故設(shè)計的模具要求有較高的注塑效率，模具采用一模十六腔結(jié)構(gòu)，澆口形式采用側(cè)澆口。 料選擇及性能 料選擇 由于該塑料制品形狀復(fù)雜，但需要有較好的力學(xué)性能故選用 料。 料品種 聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體 較高溫度也能保持較強的強度和剛度。 成型后仍然具有吸 濕性，其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環(huán)境條件。在產(chǎn)品設(shè)計時，一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。 此流動性很好（但不如 這個性質(zhì)可以用來加工很薄的元件。 它的粘度對溫度變化很敏感。 收縮率在 1%2%之間，加入玻璃纖維添加劑可以將收縮率降低到 1% 收縮率在流程方向和與流程方向相垂直方向上的相異是較大的。 對酸和其它一些氯化劑的抵抗力較弱。 3 型設(shè)備 經(jīng)比較 ,成型設(shè)備采用臥式注射機較好 ,其優(yōu)點是機體較低 ,容易操作和加料 ,塑件脫模后可以自動落下可實現(xiàn)自動化操作 ,注塑機的重心較低安裝穩(wěn)定 ,適合大中型注射機的設(shè)計制造。 模斜度 由于材料是 制品較小 ，故拔模斜度取 2。 算制品的體積和質(zhì)量 面質(zhì)量的分析 該零件的 表面質(zhì)量要求很高，而且產(chǎn)品多空間曲線，故各個成型面都得進行拋光處理，斜頂?shù)?配合度要求很高。 件的體積重量 計算塑件的重量是為了選用注射機及確定模具型腔數(shù)。 計算得塑件的體積： V 算塑件的質(zhì)量：公式 為 W 據(jù)設(shè)計手冊查得 密度為 g/塑件的重量為： W 4 3 注射機及成型方案的確定 射機的確定 根據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及其它情況，可初步選用的注射機為： 注塑成型機，該注塑機的各參數(shù)如下表 3示： 表 3-1 注塑成型機的各參數(shù) 理論注射量 /00 移模行程 /40 螺桿直徑 /0 最大模具厚度 /35 注射壓力 /25 最小模具厚度 /30 鎖模力 /000 噴嘴球半徑 /8 拉桿內(nèi)間距 /421857 噴嘴口孔徑 /5 型方案的確定 型設(shè)備的選擇 塑料的種類較多 ,成型方法也多 ,有注射成型 ,壓注成型 ,壓縮成型 ,擠出成型 ,氣動與液壓成型 ,泡沫塑料的成型等。 該雨刮器選用螺桿式注塑機，型號為 型的特點 注射成型又稱注射模塑 ,成型周期短 ,能 一次成型外形復(fù)雜 ,尺寸精密 ,帶有嵌件的塑料制件。制品無需修整或僅需少量修正 ,可得到較窄的公差 ,廢料損耗最小 ,且生產(chǎn)效率高 ,易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) ,適于多件批量較大的塑件生產(chǎn)等優(yōu)點。但是 ,產(chǎn)品質(zhì)量有時難短期穩(wěn)定 ,模具的結(jié)構(gòu)有時不宜高效成型等缺點。 型的原理 在成型時 ,塑料要經(jīng)過三個階段的轉(zhuǎn)換 :一是塑料未進入料筒的顆粒狀態(tài)；二是塑料在料筒中的塑化流動而到熔融狀態(tài)；三是塑料通過模具澆注系統(tǒng)的充模流動及冷卻定型。其成型原理是將顆粒狀態(tài)或粉狀塑料從注射機的料斗送進加熱的料筒中間 ,經(jīng)過加熱熔融塑化 稱粘流態(tài)熔體 ,在注塑機的螺桿的高壓推動下 ,以很大的流速通過噴嘴注入模具型腔 ,經(jīng)一定時間的保壓冷卻定型后可保持模具型腔所賦予的形狀 ,然后開模分型獲得成型塑件。這樣完成一次注射工作循環(huán)。 型過程 其包括成型前的準(zhǔn)備，注射成型過程及塑件后處理。 1)、成型前的準(zhǔn)備 A、原料外觀的檢測合工藝性能的測定 包括對色澤、粒度、均勻、流動性、熱穩(wěn)定性及收縮率的檢測。 5 B、物料的預(yù)熱和干燥 防止塑料表面出現(xiàn)斑紋和氣泡，甚至發(fā)生降解等。大批量生產(chǎn)宜采用沸騰干燥或真空干燥。 C、嵌件的預(yù)熱 以減少物料和嵌件的溫度差，降低嵌件周圍塑料的收縮應(yīng)力，保證塑件的質(zhì)量。 D、料筒的清洗 當(dāng)改變產(chǎn)品，更換原料及顏色時均需清洗料筒。螺桿式料筒可采用對空注射法清洗 。 E、脫模劑的選用 為順利脫模，通常使用脫模劑。該成型模具可以采用硬脂酸鋅。 2)、注射成型過程 包括加料、加壓、注射、保壓、冷卻、定型、脫模等工序。 3)、塑料的后處理 A、退火 將塑件在定溫的液體介質(zhì)（如熱水、若熱的礦物油、甘油、乙二醇和液體石蠟等）或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時間，然后慢 慢冷卻到室溫。從而消除內(nèi)應(yīng)力，提高塑件的性能。退火溫度應(yīng)控制在塑件使用溫度 10 20 以上，或塑件的熱變形溫度以下 10 20 。退火處理時間決定與塑料的品種、加熱介質(zhì)的溫度、塑料形狀和成型條件，速度不能過快，以免產(chǎn)生新的應(yīng)力。 B、調(diào)濕處理 將脫模的塑件放入熱水中，以隔絕空氣，防止對塑件的氧化，加快吸濕平衡速度的一種后處理的方法。 6 4 型腔數(shù)的確定及分型面的選擇 腔數(shù)的確定 型腔數(shù)的確定有多種方法，本題采用注射機的注射量來確定它的數(shù)目。其公式如下： V 式中： G注射機的公稱注射量 /單個制品的體積 /澆道和澆口的總體積 /產(chǎn)中每次實際注射量應(yīng)為公稱注射量 G 的（ ，現(xiàn)取 行計算。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（ 1）倍，現(xiàn)取 C 行計算。 =(00)/ 以上的計算可知，可采用一模十六件的模具結(jié)構(gòu)。 型面的 選擇 型面的主要選擇原則 （ 1）分型面的位置設(shè)在塑料橫截面尺寸最大的部位，以便脫模和加工型腔。 （ 2）有孔的同軸度要求、臺階間尺寸精度的要求，應(yīng)使塑件相關(guān)的部分全部在動模部分成型，以保證塑件尺寸精度。 （ 3）在光滑憑證表面或圓弧曲面上盡量避免選擇分型面，防止在分型面產(chǎn)生，以保證塑件的外觀質(zhì)量。 （ 4）考慮保證塑件的使用要求，避免由脫模斜度、推桿及澆口痕跡等缺陷影響塑件的功能。 （ 5）考慮鎖模力，盡量減小塑件在分型面的投影面積。 （ 6）盡可能將塑件留在動模的一邊，易于 設(shè)置和制造簡便易行的脫模機構(gòu)。 （ 7）便于澆注系統(tǒng)的布置，利于排氣，模具零件易于加工等等。 在確定型心分模之前，應(yīng)該考慮好該型心放在模板上空間方位，要有利與冷卻水道的設(shè)計以及盡可能地減少不必要的材料。本設(shè)計分型面選擇如實例圖 型面選擇實例圖 7 定型腔的排列方式 本塑件在注射時采用一模十六件，即模具需要公母模仁各四塊。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素采用如下 圖 型腔排 列方式。 具型腔排列方式 準(zhǔn)模架的選用 模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強度的前提下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。模架尺寸參照裝配圖 8 5 成型零部件的設(shè)計與計算 模設(shè)計 凸模用于成型塑料的內(nèi)表面，又稱型芯、陽模或成型桿。結(jié)構(gòu)分整體式和組合式兩種。為了便于加工和有利于排氣，運用組合式的型芯結(jié)構(gòu)，與整體式型芯相比，組合式型芯使加工和熱處理工藝大為簡化。該設(shè)計中采用組合式凸模，其中公模仁的結(jié)構(gòu)如下 圖 模仁 的結(jié)構(gòu) 模的設(shè)計 凹模用于成型塑件的外表面，又稱陰模、型腔。按照結(jié)構(gòu)的不同可以分為整體式、整體嵌入式、局部鑲嵌式、大面積鑲嵌式和四壁鑲嵌式五種。該設(shè)計采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，由整塊金屬材料直接加工成母模仁，其結(jié)構(gòu)如下 圖 成母模仁 9 型零件工作尺寸的計算 本設(shè)計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算，已給出這 成型收縮率為 具的制造公差取 z=/3。 腔工作尺寸的計算 型腔的內(nèi)徑尺寸的 計算 ( 。型腔的深度尺寸的計算 （ 型芯工作尺寸的計算 型芯高度的尺寸計算 （ ( 型腔側(cè)壁厚度和型腔底壁厚度的計算 1）型腔底壁 度的經(jīng)驗數(shù)據(jù)見表 4料成型工藝與模具設(shè)計 )查得 b 2）型腔側(cè)壁厚度 經(jīng)驗計算公式為： 7 10 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 澆注系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)注意與注射機的注射口相符合，主流道、澆口套、定位圈等的各項參數(shù)與注射機的規(guī)格密切相關(guān)，由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸，所以模具的主流道部分通常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套，即澆口套。 對澆注系統(tǒng)進行總體設(shè)計時，一般應(yīng)遵循如下原則： A、了解塑料的成型性能 B、盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕 C、有利于型腔中 氣體的排出 D、防止型心的變形和嵌件的位移 E、盡量采用較短的流程充滿型腔 流道設(shè)計 設(shè)計手根據(jù)冊查得 注射機噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前端孔徑： 5嘴前端球面半徑： 18了使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑 D 應(yīng)稍大于注射 噴嘴直徑 d。 D d+(1)5+流道的半錐角 通常為 1 2過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會使充模時熔體的流動阻力 過大，此處的錐角選用 1。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D 使熔料順利進入分流道，可在主流道出料端設(shè)計半徑1圓弧過渡。主流道的長度 L 取 128 口的設(shè)計 根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。 側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從制品的邊緣進料，故也稱之為邊緣澆口。側(cè)澆口的截面形狀為矩形，其優(yōu)點是截面形狀簡單，易于加工，便于試模后修正。缺點是在制品的外表面留有澆口痕跡，因為該制件無表面質(zhì)量的特殊要求，又是中小型制品的一模兩腔結(jié)構(gòu)，所以可以采用側(cè)澆口。 在側(cè)澆口的三 個尺寸中，以澆口的深度 h 最為重要。它控制著澆口內(nèi)熔體的凝固時間和型腔內(nèi)熔體的補縮程度。澆口寬度 W 的大小對熔體的體積流量的直接的影響，澆口長度L 在結(jié)構(gòu)強度允許的條件下以短為好，一般選 L 11 衡進料 作為一模十六腔的多腔模具，其澆注系統(tǒng)的平衡進料很重要，一模多腔澆注系統(tǒng)的平衡 。 圖 衡式澆注系統(tǒng) 圖 平衡式澆注系統(tǒng) 料井設(shè)計 冷料井位于主流道正對面的動模上，或處于分流道末端。其作用是搜集料流前鋒的 “冷料 ”防止進入型腔而影響 塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 本設(shè)計采用帶 Z 型拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模是即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推出板上，在推出塑件時，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時向拉料鉤的側(cè)向稍微許動，即可脫鉤將塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。 12 模具澆注系統(tǒng)的選擇 對于本模具粗選下列澆注系統(tǒng) 1)方案一 圖 模澆道 圖 模澆道 13 2）方案二 圖 模澆道 圖 模澆道 14 實驗表明，在每個進料口處，物料會分成兩部分，根據(jù)流體力學(xué)可以自動，由于拐角的影響，靠內(nèi)側(cè)的進口會分得的進料多一些，所以不能實現(xiàn)平衡進料，故方案一不可取。 對于方案二，在相應(yīng)的位置上，物料是向上運動的，抵消了拐角的力，故能較好的平衡進料 15 7 排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模具型腔的溫度高低及均勻性對成型效率和制品的質(zhì)量影響很大，一般注入模具的塑料熔體的溫度為 200 ），而塑件固化后從模具中取出的溫度為 60 ）以下，視塑料品種不同有很大的差異。為了調(diào)節(jié)型腔的溫度，需在模具內(nèi)開設(shè)冷卻水通道，通過模溫調(diào)節(jié)冷卻介質(zhì)的溫度。 卻系統(tǒng)設(shè)計的原則 1、冷卻水孔數(shù)量盡可能多，尺寸盡可能的大。 2、冷卻水孔與型腔表面各處最好有相同間距