外罩零件注塑模具設計

1、外罩零件注塑模具設計緒論一.本課題與相關領域的國內(nèi)現(xiàn)狀改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速開展，市場對模具的需求量不斷增長。 近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速開展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制 成分也發(fā)生了巨大的變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也 得到了快速的開展。某某某某和黃巖地區(qū)的模具之鄉(xiāng)；某某一些大集團公司和迅 速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心； 中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)開展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普與了二維 CAD并陸續(xù)開始使用UG Pro/E

2、、 l-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORMDptris和MAGMASO等TCAE軟件，并且成功應用于沖壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已經(jīng)取得很大進步，東 風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)局部轎車覆蓋件模具。此 外，許多研究機構 和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在 模具CAD/CAE/CAMfe術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計周 期等方面作出了貢獻。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的開展，但許多方面與工 業(yè)興旺國家相比還有較大

3、的差距。例如，精細加工設備在模具加工設備中的比重 比擬低；CAD/CAE/CA技術的普與率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等， 致使相當一局部大型，精細、復雜和長壽命的模具依賴進口。模具行業(yè)在今后的開展中，首先要更加關注其產(chǎn)品結構的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結 構復雜、精細度高的高檔模具得到更快的開展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市 場的需求開展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術進步， 也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件，都要依賴模具成型，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40%左右 而模具技術水平的上下，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質量、效

4、益和新產(chǎn)品的開發(fā) 能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平上下的重要標志。其次，要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的開展，努力縮小興旺地區(qū)和不興旺 地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的開展對制造業(yè)的重要作用。 如某某、某某、某某等模具生產(chǎn)有了很大的開展，某某興林車身制造集團某某作 為某某泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓；某某某某普什模具某某 憑借強有力的資金投入，將在未來寫下新的篇章。塑料的用途已廣為人知，塑料在工業(yè)中的應用已經(jīng)非常廣泛，其開展趨 勢主要表現(xiàn)在以下幾點：1、在塑料模具設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAIE術。CAD/CAMfe術已開展成為一項比擬成熟的共性技術

5、，近年來模具CAD/CAI技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以承受的程度， 為其進一步普與創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的CAD/CAM/CA一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型 CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求 的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件與模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作 用。2、推廣應用熱流道技術、氣輔助注射成型技術和高壓注射成型技術。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省 塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。 制訂熱流道元器件的國家

6、標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是開展熱流道模 具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低本錢。目 前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工 藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設 計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。 另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開展高壓注射成型工藝與模具以與注射 壓縮成型工藝與模具也非常重要。3、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應多品種、少批量的生產(chǎn)方式。4、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。我國模具標準件水平和模具標準化程 度仍較低，與

7、國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的開展，為提高 模具質量和降低模具制造本錢，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制 訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化 程度、提高標準件質量、降低本錢；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品 種。5、應用優(yōu)質模具材料和先進的外表處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。6、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程 是塑料模CAD/CAM勺關鍵技術之一。研究和應用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。001第一章任務書來源與設計目的意義1.1設計任務設計題目：外罩

8、材料：尼龍1010生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)技術要求：未注圓角 R1-R2尺寸公差按 GB/T14486-1993的6級精度002圖1-1產(chǎn)品零件圖1.2設計目的與意義本設計題目為普通零件外罩 注塑模具設計，該課題的主要設計意義在于掌握 注塑模設計的大體思路，懂得如何著手分析和考慮問題，能自己獨立的設計出一 套完整的模具體，且能將它應用于實際生產(chǎn)。本設計對做畢業(yè)設計的畢業(yè)生有一定的設計意義，它概括了外罩塑料零件的 設計要求、內(nèi)容與方向。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者注塑模 設計的根底，為設計更復雜的注塑模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。第二章零件的工藝性分析2.1塑料的材料分析材料是尼

9、龍1010，它是一種熱塑性塑料，其主要特點是：有優(yōu)異的機械性能， 特別是彈性模量高，回彈性很好，沖擊強度十分突出。其耐磨性和自潤滑性能優(yōu) 異，PA1010收縮率為°.°10 °.°2°最大吸水率約1 2 ，它外表的硬度大，具有 高度的延展性沖擊時不斷裂而呈彎曲狀PA1°1°拉伸強度5° 6°Mpa彎曲強度78 82Mpa制品在沸水蒸煮或在油中處理1 2h可提高尺寸穩(wěn)定性。其屈服強度62MPa拉伸強度54MPa斷裂伸長率168%4伸彈性模量1.8GPa,彎曲強度131.0 MPa彎曲彈性模量1.3 GPa，

10、簡支梁沖擊強度不斷，布氏硬度 107HBS洛氏硬度 55.8Mpa,密度1.05g/cm3，熔點204度，線膨脹系數(shù)10，比熱容1050J/KG K1導熱率0.125W/MK,分解溫度328。2.1.1 工藝參數(shù)尼龍1010的成型工藝參數(shù)可作如下選擇:注塑溫度：料桶溫度:包括料桶溫度和噴嘴溫度260 280 度；噴嘴溫度:選用200 210度；注塑壓力：選用 40 110 MPa；注塑時間：30秒；保壓時間：選用10秒;冷卻時間：選用20秒。0032.2.1 結構分析從零件圖上來看，該塑件底盤直徑為 60mm底盤高度是2mm均布六個 的 小孔；總體高度為40mm側孔高20mm寬10mm孔距為5

11、0mm直壁寬20mm距 中心18mm塑件壁厚為2mm因此，模具設計時必須有側向分型抽心機構，該零 件屬于中等復雜程度。尺寸精度分析尺寸精度分析。該零件重要尺寸 20± 0.76mm 10± 0.58mm 50± 0.1mm等的 尺寸精度為皿丁6級GB/T14486-1993。由以上分析可見，該零件的尺寸精度中等， 對應的模具相關尺寸加工可以保證。從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為2mm壁厚差很小，且為圓角過渡，有利于零件的成型。外表質量分析該零件除了外表要求沒有缺陷、毛刺外，沒有其他特別的外表質量要求，故 容易實現(xiàn)。綜上分析可知，注塑時在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，

12、零件的成型要求可 以得到保證。計算塑件的質量是為了選用注塑機與確定模具的型腔數(shù)。由于塑件形狀比擬復雜，故粗略計算計算塑件的體積：V=26129mm3 cm3故塑件的質量為：w=v=26129XX2.4根據(jù)塑件質量和體積初選注塑機采用一模兩件的模具結構，考慮其外形尺寸，由制件質量和估算的澆注系 統(tǒng)的質量與注塑時所需壓力，初步選用LY80-B立式注塑機金屬與塑料成型機械 翟德梅主編 某某機電高等專科學校。其理論注塑量為150g,螺桿直徑為40mm注射壓力為176MPa鎖模力800KN拉桿間距350mnX 350mm開模行程280mm最大 模具厚度350mm最小模具厚度167mm第三章工藝方案確實定

13、3.1 分型面的選擇在設計中，分型面的選擇很關鍵，它決定了模具的結構，應根據(jù)分型面原如 此和素件的成型要求來選擇分型面。該制件為外罩，外表質量無特殊要求，此外，該制件高40mn選擇零件底面作為分型面，模具的結構較為簡單，可以減低模具的復雜程度，降低模具加工難度又便于成型后出件。側孔采用側抽芯機構。如下列圖：圖3-1 分型面3.2確定型腔的排列方式確定型腔的排列方式。本塑件采用一模兩樣，既模具需要兩個型腔。綜合考 慮澆注系統(tǒng)，下面的排列方式分流道較長，但塑料流經(jīng)整個塑件型腔行程較短， 有利于塑件的成型模具結構的復雜程度等因素采取如如下圖的型腔排列方式：圖3-2型腔排列方式3.3模架的選取本模具的

14、結構形式采用派生型的 P1型模架，派生型的模架去掉了定模板上 的固定螺釘，增加了一個分型面，用于點澆口場合。導套和導柱的安裝形式采用 反裝式。中小型模架系列依模板的寬和長BX L劃分。本模架的尺寸組合為；寬B=100mm L=160mm導柱直徑25mm墊塊高度 C=40mmP1-100160-16-F1即為派生型P1型，模板BX L為100X 160,規(guī)格編號為16,即模板A為40mm 導柱為反裝F1。1主流道設計。根據(jù)設計手冊查得 LY80-B型注塑機噴嘴的有關尺寸:噴嘴前端孔徑：d0=4mm噴嘴前端球面半徑：R0=13mm ;根據(jù)模具主流道與噴嘴的關系：R= R0+ 1 2mm1mm取主流

15、道球面半徑 R=14mm;取主流道的小端直徑d=© 4.5mm為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為13度，經(jīng)換算得主流道大端直徑 D曲8.5mm為了使熔料順利進入分流道，可在 主流道出料端設計半徑r=5mm的圓弧過渡。2分流道設計，分流道的形狀與尺寸，應根據(jù)塑件的體積，壁厚，形 狀的復雜程度，注塑速率，分流道的長度等因素來確定。本塑件的形狀不算太復 雜，熔料填充型腔比擬容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的長度較短，為了2便于加工起見，選用截面形狀為矩形的分流道，查表62得分流道的斷面尺寸為高5.5mm 寬為8mm3澆口設計。根據(jù)塑件的成型要求與型腔的排列方式，

16、選用側澆口 較為理想。設計時考慮選擇從底盤處進料，無損塑件的外觀。選用截面為矩形的側 澆口，查表4 33初步選定尺寸為(b x I x h)1mmKX 0.6mm,試模時修正。3.4抽芯機構的設計塑件的側壁有一個垂直于脫模方向的長方形凹孔，阻礙成型后的塑件從模 具脫出。因此凹孔必須做成活動的型心，即需側抽芯機構。本模具采用斜導柱抽 芯機構。確定抽芯距。抽芯距應大于凹模型腔的厚度：H=2mm另加35mm的抽芯安全系數(shù)，可取抽芯距：S 抽=6 mm確定斜導柱傾角。斜導柱的傾斜角a是斜抽心機構的主要技術數(shù)據(jù)之一，它 與抽拔距與抽芯距有直接關系。一般取a =15 25度，在這里取20度。確定斜導柱的尺

17、寸。斜導柱的直徑取決于抽拔力與其傾斜角度，可按設計資2料的有關公式進展計算。本模具經(jīng)驗估值，取斜導柱的直徑 d=© 15mm斜導柱的長度根據(jù)抽芯距，固定端模板的厚度，斜導柱直徑與斜角大小確定，2其計算如下所示根據(jù)公式：L=L1+L2+L4+L5+ L3由于上模座和上凸模固定板尚不確定，故暫選擇h=30mm如果設計中h有變化，如此就修正L的長度，取 D=20mm取L=169mm4滑快和導滑槽設計1滑塊與側型芯的連接方式設計。側向抽芯主要是用于成型零件的側向孔， 由于側向孔的尺寸較小，考慮到型芯強度和裝配問題，采用組合式結構。型芯和2 滑塊采用鑲嵌方式，其結構如裝配圖所示。2滑塊的導滑方

18、式。為使模具結構緊湊，降低模具裝配復雜程度，擬采2 用整體滑塊和整體式導向槽的形式，其結構如圖裝配圖所示。3滑塊的導滑長度和定位裝置的設計。由于側抽芯距較短，故導滑長度 只要符合滑塊在開模時的定位要求即可?；瑝K的定位裝置采用彈簧與臺階的組合 形式，如下列圖。3.51、凹模結構設計模具采用一模兩腔的形式，型腔采用整體式，結構如零件圖圖所示3.52、凸模結構設計凸模主要是與凹模結合構成模具型腔，該模具采用組合式型芯，具體結 構見裝備圖和零件圖。第四章工藝計算查表得PA1010的收縮率 S=1%r2% 所以平均收縮 Scp=(2+1)%/2=1.5%,取模具制造公差S Z=A /34.1型腔和型芯工

19、作尺寸計算004型腔、型芯工作尺寸計算見表1-1表1-1型腔、型芯工作尺寸計算序號零件名稱塑件尺寸計算公式型腔型心工作尺寸1側型芯20 ±03Lm Ls LsScp % Z21.44 00.043210±1 1.0200.033型芯36 ±384 -0.05318±19.38 -0.04320 ±21.44 -0.04338 ±Hm (Hs HsScp% 1 )0Z 39.31 00.053R18°0.103L r Lrs L s Scp % 4R18.35 -0.033Z3小型芯4 ±0n/ 3Lm Ls LsS

20、cp % 4Z4.62 -0.0274型腔R4000.13Lr Lrs LrsScp % 4 0:R40.43 +0.0275型腔60 ±H M(H S HsScp%2)0z 58.78 +0.063R2O00.103Lr LRs Ls Scp % 40.030Z1凹模型腔側壁厚度計算凹模為整體式圓形型腔，鑲入模具凹模型腔板中的結構形式，根據(jù)整體圓形 凹模型腔側壁厚計算公式h 3上32EA經(jīng)計算得t為8.3mm,為方便設計，設計時取12mm.(2)底板厚度計算該模具的凹模板的底部局部為一整塊模板，其強度足以承受注射時的壓力。 但為了設計時整體結構的協(xié)調(diào)，取該塊模板厚度為15mm4.2

21、模具加熱與冷卻系統(tǒng)的計算塑料注射模具冷卻系統(tǒng)的設計，不僅影響成型塑件的質量，還影響生產(chǎn)效 率。設定模具的平均溫度為 40度，用20度的常溫水作為模具的冷卻介質，其出 口溫度為30度，產(chǎn)量為(每2分鐘一套)求塑件在硬化時每小時釋放的熱量，尼龍1010的單位流量為600000J/KGx 600000=990000J/kg冷卻水的體積流量VWQ1一 m3/minPcl(t1-t2)由體積流量查表可知所需的冷卻水管直徑非常小。由上述計算可知道，因為模具每分鐘所需的冷卻水體積流量很小，故可不 設冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式冷卻模具就好。第五章相關模具參數(shù)5.1模具閉合高度確實定在支承和固定零件的設計中根據(jù)經(jīng)

22、驗確定： 定模座板Hr=25mm凹模型腔板 H2=20mm滑塊H3=50mm型芯固定板H4=20mm,墊板H5=20mm支承塊H6=50mm 動模座板H7=25mm因而模具的閉合高度為：H= H1 + H2 + H3 + H4+H5 + H6 + H7 =25+20+50+20+20+50+25=210mm模具的外形尺寸為250mrtK 315mM 210mm選用LY80-B立式注塑機的拉桿間 距350mm< 350mm最大模具厚度為350mm即該副模具滿足安裝條件。經(jīng)查LY80-B 型注塑機的最大開模行程 S=280mm滿足頂出塑件時的頂出要求 S> H1 + H2+ :5 10

23、mm=40+20+10=70n經(jīng)驗證。LY80-B型注塑機型注塑機能滿足使用要求，故可 采用。005第六章編寫主要工作零件加工工藝規(guī)程6.1型芯的加工工藝型芯的加工工藝過程見表6-1006設計總結產(chǎn)品名稱外罩 塑料 模具零（部）件名稱型心共（1 ）頁第（1 ）頁車間工序號工序名稱材料牌號數(shù)控加工車間8車銃T10A毛坯種類毛坯外形尺寸每個毛坯可制件數(shù)每臺件數(shù)鍛造80 X 70X7011設備名稱設備型號設備編號同時加工件數(shù)車銃加工中心51夫具編號夾具名稱切削液6三抓卡盤機械油工位器具編號工位器具名稱工序工時準終單件7071h1h工步號工步內(nèi)容工藝裝備主軸轉速r min 1切削速度m- min 1進給量mm- r 1切削深度mm進給次數(shù)工步工時機動輔助01銃端面車銃加工中心1000513310分2002銃外外表車銃加工中心100061765503鉆孔車銃加工中心1000313031515設計（日期）審