玩具汽车外壳注塑模具设计毕业论文
目 录
绪 论 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1
第一章 玩具汽车的造型确定及分析 ---------------------------------------------------------------------------------- 5
1.1 玩具汽车造型的确定 ------------------------------------------------------------------------------------------- 5
1.2 塑件成型工艺性能分析及材料的选择 --------------------------------------------------------------------- 6
1.2.1 塑件工艺性能分析 ------------------------------------------------------------------------------------- 6
1.2.2 ABS 的成形性能 -------------------------------------------------------------------------------------- 6
1.2.3 ABS 的主要技术指标 -------------------------------------------------------------------------------- 7
1.2.4 ABS 的注射工艺参数 -------------------------------------------------------------------------------- 8
第二章 模架及成型设备的选择 ---------------------------------------------------------------------------------------- 9
2.1 模架的选择 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 9
2.2 注射机的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 10
2.2.1 由公称注射量选定注射机 --------------------------------------------------------------------------- 10
2.2.2 由锁模力选定注射机 --------------------------------------------------------------------------------- 10
2.3 注射机参数 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 11
第三章 分型面的选择 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
3.1 分型面的选择原则 --------------------------------------------------------------------------------------------- 12
3.2 分型面的选择 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 12
第四章 浇注系统的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 14
4.1 主流道设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 14
4.2 分流道设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 15
4.3 浇口的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 16
4.4 冷料穴和拉料杆的设计 --------------------------------------------------------------------------------------- 17
第五章 成型零部件的设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 18
5.1 型腔数目的确定 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 18
5.2 凹模的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 19
5.3 凸模的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 20
5.4 成型零件的工作尺寸计算 ------------------------------------------------------------------------------------ 20
5.5 计算过程 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- 21
5.5.1 型腔径向尺寸 ------------------------------------------------------------------------------------------- 21
5.5.2 型芯径向尺寸 ------------------------------------------------------------------------------------------- 22
5.5.3 型腔深度 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
5.5.4 型芯高度 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 23
5.5.5 型芯固定孔之间的中心距 --------------------------------------------------------------------------- 24
5.6 排气结构设计 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
第六章 合模与导向机构的设计 --------------------------------------------------------------------------------------- 26
6.1 导柱与导套的设计要点 --------------------------------------------------------------------------------------- 26
6.2 导柱的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 26
6.2.1 导柱的结构 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 26
6.2.2 导柱参数和技术要求 --------------------------------------------------------------------------------- 27
6.3 导套的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 28
第七章 脱模机构设计 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 29
7.1 脱模机构的设计原则 ------------------------------------------------------------------------------------------ 29
7.2 脱模力的计算 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 29
7.3 简单推出机构的设计 ------------------------------------------------------------------------------------------ 30
7.4 推出机构的导向与复位 --------------------------------------------------------------------------------------- 31
第八章 侧向分型及抽芯机构设计 ------------------------------------------------------------------------------------ 32
8.1 斜导柱侧向分型与抽芯机构 -------------------------------------------------------------------------------- 32
8.2 抽芯距的确定与抽芯力计算 -------------------------------------------------------------------------------- 33
8.3 斜导柱的设计 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 33
8.3.1 斜导柱的结构 ------------------------------------------------------------------------------------------- 33
8.3.2 斜导柱倾斜角的确定 --------------------------------------------------------------------------------- 34
8.3.3 斜导柱的直径计算 ------------------------------------------------------------------------------------ 35
8.3.4 斜导柱的长度计算 ------------------------------------------------------------------------------------ 36
8.4 斜滑块的设计 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 36
8.5 导滑槽的设计 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 37
8.6 压紧块设计 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 38
8.7 滑块定位装置设计 --------------------------------------------------------------------------------------------- 38
第九章 温度调节系统 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 39
9.1 冷却系统的设计原则 ------------------------------------------------------------------------------------------ 39
9.2 冷却水道的分布 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 39
第十章 模具装配图及其开模图示 ------------------------------------------------------------------------------------ 41
10.1 模具总装配图 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 41
10.2 模具开模示意图 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 41
总 结 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 42
参 考 文 献 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 44
致 谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 45
绪 论
模具行业国内外的发展状况
在讨论注塑模设计之前,先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发
展方向有一个较清晰的了解,这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有
一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之
一。作为工业基础,模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,
在国际上被称为“工业之母”,对国民经济发展起着不容质疑的作用。
模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新
技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”;美
国工业界公认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工
业”;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”,同时也是“整个工业发
展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远
远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的
电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具
约占6%,其它各类模具约占11%[1]。
塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问
世后的几十年以来,由于其原料丰富、制作方便和成本低廉,塑料工业发展很快,它在
某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等,
成为各个工业部门不可缺少的材料[2]。
目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公
设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品
以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件,都已经
向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高,因而
各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大,预计今后随着微型电子计算机的普及和汽
车的微型化,塑料制件的使用范围将会越来越大,塑料工业的生产量也将迅速增长,塑
料的应用将覆盖国民经济所有部门,尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要
的地位。目前,世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和[3]。
塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装
备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格
一致,特别是对大批量生产的机电产品,更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现
代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展,塑料
模具工业也随之迅速发展。
在我国,随着国民经济的高速发展,模具工业的发展也十分迅速。1999年中国大陆
制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元,今后几年仍将以每年10%以上的速度增
长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、
摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年,国内汽车年产量为183
万辆,保有量为1500万辆,预计到2005年汽车年产量将达600万辆。仅汽车行业就将
需要各种塑料件36万吨,而目前的生产能力仅为20多万吨,因此发展空间十分广阔。
家用电器,如彩电、冰箱、洗衣机、空调等,在国内的市场很大。目前,我国的彩电的
年产量己超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。家用电
器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到2010年,在建筑与建材行业方面,塑
料门窗的普及率为30%,塑料管的普及率将达到50%,这些都会大大增加对模具的需求
量。其它发展较快的行业,如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求,都将对中国
模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用[1]。
我国塑料模具工业和技术现状及地区分布
在中国,人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位,认识到模具技术水
平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产
品质量、效益和新产品的开发能力。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,
有了很大发展,模具水平有了较大提高。
我国模具工业起步晚,底子薄,与工业发达国家相比有很大的差距,但在国家产业
政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速。据统
计,我国现有模具生产厂近2万家,从业人员约50万人,“九五”期间的年增长率为13%.
2000年总产值为270亿元,占世界总量的5%。但从总体上看,自产自用占主导地位,
商品化模具仅为1/3左右,国内模具生产仍供不应求,特别是精密、大型、复杂、长寿
命模具,仍主要依赖进口。目前,就整个模具市场来看,进口模具约占市场总量的20%
左右,其中,中高档模具进口比例达40%以上。因此,近年来我国模具发展的重点放在
精密、大型、复杂、长寿命模具上,并取得了可喜的成绩,模具进口逐渐下降,模具技
术和水平也有长足的进步。近年来,模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现
为:大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;
塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量增加较快,其能力提高显著;“三资”及私
营企业发展迅速,尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军;股份制改造步伐加快,
等等。从地区分布来说,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中
西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙
江,这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前
发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三,但设计制造水平在总体上
要比工业发达国家落后许多,其差距主要表现在下列六方面:
1) 国内自配率不足80%,中低档模具供过于求,中高档模具自配率不足60%。
2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。
3) 模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多,而模具生产周期
却要比国际先进水平长许多。
4) 开发能力弱,经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低,水平也较低,
不重视产品开发,在市场中常处于被动地位。
5) 模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。
6) 与国际先进水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后[1]。
纵观发达国家对模具工业的认识与重视,我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工
业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低,决定着产品的质量、效益和新产品开发
能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此,模具是国家重点鼓励
与支持发展的技术和产品,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分,是国
民经济的装备产业,其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件
的使用率。模具标准件是模具基础,其大量应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著
提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。
在科技发展中,人是第一因素,因此我们要特别注重对知识的更新与学习,实现产、
学、研相结合,培养更多的模具人才,搞好技术创新,提高模具设计制造水平。在制造
中积极采用多媒体与虚拟现实技术,逐步走向网络化、智能化环境,实现模具企业的敏
捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而
又实实在在的新时代即将到来。
我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向
在信息社会和经济全球化不断发展的进程中,模具行业发展趋势主要是模具产品向
着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展,技术含量不断提高,模具生产向着
信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具企业向着技术集成化、设备
精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
模具技术的发展趋势主要是:
① CAD 、CAM 、CAE 的广泛应用及其软件的不断先进和CAD /CAM /CAE 技术
的进一步集成化、一体化、智能化;
② PDM(产品数据管理) 、CAPP(计算机辅助工艺设计管理) 、KBE(基于知识工程) 、
ERP(企业资源管理) 、MIS(模具制造管理信息系统) 及Internet 平台等信息网络技术的不
断发展和应用;
③ 高速、高精加工技术的发展与应用;
④ 超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用;
⑤ 快速成型与快速制模(RP/RT) 技术的发展与应用;
⑥ 热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用;
⑦ 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用;
⑧ 优质模具材料的研制及正确选用;
⑨ 模具自动加工系统的研制与应用;
⑩ 虚拟技术和纳米技术等的逐步应用[1]。
第一章 玩具汽车的造型确定及分析
1.1 玩具汽车造型的确定
本论文利用UGNX8.5软件对玩具汽车上壳进行实体建模,UG 的图形设计是基于三维的,它与传统的二维绘图有着本质的区别。生成的模型直观,立体感强,可以在任何角度进行观察。另外系统还能计算出实体的表面积、体积、重量、惯性距、重心等。使设计者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立体图生成三视图,大大提高工作的效率和准确性。玩具汽车外壳的三维造型,如图1.1所示。
图1.1 玩具汽车三维造型图
造型零件有外壳、底板、轴和轮子,其主要的零件是外壳,如图1.2所示。
图1.2 玩具汽车外壳造型
1.2 塑件成型工艺性能分析及材料的选择
1.2.1 塑件工艺性能分析
该塑件为玩具汽车外壳,它要与另外部件匹配使用。要把外壳用螺钉固定到另外底板上,配合轴和轮子才能完成一个整体。由于是玩具,设计要符合小孩子的实际考虑,所以塑件的外观必须光滑美观,从塑件的使用性能上分析,必须具备有一定的综合机械性能,包括良好的机械强度,一定的弹性和耐油性,耐水性,耐磨性,化学稳定性和电绝缘性能。
同时,玩具汽车外壳为外观件,要求零件表面平整光滑,无翘曲、皱折、裂纹等缺陷,周口部高度差不可过大,以保证与下盖的严密配合。由于塑件保持外型的需要,导致曲面较为复杂,尺寸精度很高,由于零件为薄壁制件,外形很不规则,这些就造成了成形时容易受到各种因素影响引起制品翘曲变形的问题。同时零件在内表面有几个螺钉孔形分布,这些孔形有较高的尺寸和位置精度,并关系到上下盖的配合问题,保证零件表面孔形的成形要求也是需要重点考虑的问题。
从以上性能的有多种塑料材料,从材料的来源以及材料的成本和调配颜色来看,选择ABS 比较合适。ABS 是目前世界上应用最广泛的材料,它来源广,成本底,符合该塑件成型的特性。
1.2.2 ABS 的成形性能
ABS 无毒,无味,呈微黄色。成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.02-1.05g/cm3。ABS 有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电绝缘性能。ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性,易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高,连续工作温度为70度左右,热变形温度约为90度左右。耐气候差,在紫外线作用下易变硬发脆。其成型特点:ABS 在升温时黏度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度稍大,ABS 易吸水,成型前加工要进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力;在正常的成型条件下,壁厚、溶料温度及收缩率影响极小。
1.2.3 ABS 的主要技术指标
ABS 的主要技术指标包括:热物理性能(如表1.1所示)、力学性能(如表1.2所示)和电气性能(如表1.3所示)
表1.1 热物理性能
表1.2 力学性能
表1.3 电气性能
1.2.4 ABS 的注射工艺参数(如表1.4所示)
表1.4 ABS工艺参数表
第二章 模架及成型设备的选择
2.1 模架的选择
根据塑件的外型尺寸120mm ³60mm ³40mm ,初确定采用“一模两腔”的布局,考虑到有侧向外抽芯机构,和冷却水道的布置,故初选标准模架为龙记(LKM )大水口DI 型3045规格的模架,其主要尺寸为350mmX450mmX345mm ,模型如图2.1所示:
图2.1 选用的标准模架结构图
2.2 注射机的选择
2.2.1 由公称注射量选定注射机
由注射量选定注射机. 由UG 建模分析得单个塑件的容量为17.8 cm3,则 总体积V=35.6cm3;总质量M=37.38g; 流道凝料V 流=0.5V
(流道凝料的体积(质量) 是个未知数, 根据手册取0.5V(0.5M)
来估算, 塑件越大则比例可以取的越小) ;
实际注射量为:V实=35.6³1.5=53.4 cm3; 实际注射质量为M 实=1.5M=37.38³1.5=56.07g; 根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即:
0.8V 公≧ V实
则 V 公= V实/0.8 =53.4/0.8=66.75 cm; 2.2.2 由锁模力选定注射机
F 锁 F 胀=A分²P 型 =2³120³60²P 型=2³120³60³30³106=432 (KN )
式中 F 锁————注射机的锁模力(N );
3
A 分————塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和;
P 型——型腔压力,取P 型=30MPa ;
结合上面两项的计算,初步确定选用卧式XS-ZY-125型号的国产注射机。
2.3 注射机参数
其主要技术参数如表2.1所示。
表2.1 XS-ZY-250型注射机技术参数
第三章 分型面的选择
3.1 分型面的选择原则
分型面是决定模具结构形式的重要应素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切的关系,并且直接影响到塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注塑模具设计中的一个关键选择分型面应遵循以下几项基本原则:
1) 分型面应选在塑件外形最大轮廓处。 2) 确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模; 3) 保证塑件的精度要求; 4) 满足塑件外观质量的要求; 5) 便于模具的加工与制造; 6) 对成型面积的影响; 7) 排气的效果的考虑; 8) 对侧向抽芯的影响。
3.2 分型面的选择
注射模一般的有一个分型面,有的有两个分型面。分型面的形状分为:平直分型面,倾斜分型面,阶梯分型面,曲面分型面,复合分型面。在这里考虑到塑件分型面选在塑件外形最大轮廓处,要保证有利的留模和成型,要便于塑件顺利脱模,保证塑件的精度要求,便于模具加工,采用单个平直和曲面复合分型面,如图3.1所示。
图3.1 分型面的选择
第四章 浇注系统的设计
4.1 主流道设计
主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道,通常和注塑机的喷嘴在同一轴线上,断面为圆形,有一定的锥度,目的是便于冷料的脱模,同时也改善料流的速度,因为要和注塑机相配,所以其尺寸与注塑机有关,同时为了减少材料的浪费,缩短主流道的长度,采用加深型的浇口套,其结构图如图4.1所示:
图4.1 加深型浇口套结构图
主要参数: 锥角α=3°; 内表面粗糙度Ra=0.63μm ; 小端直径D=d+(0.5~1)mm; 半径R 2=R1+(1~2)mm ;
材料为T8A ;
由于主流道要与高温的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞,所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道浇口套,以便选用优质的钢材单独加工和热处理。
4.2 分流道设计
分流道是主流道与浇口之间的通道,一般开设在分型面上,起分流和转向作用,分流道的长度取决于模具型腔的总体布置和浇口位置,分流道的设计应尽可能短,以减少压力损失,热量损失和流道凝料。常用分流道断面尺寸推荐,如表4.1所示。
表4.1 流道断面尺寸推荐值
分流道的断面形状有圆形,矩形,梯形,U 形和六角形。要减少流道内的压力损失,希望流道的截面积大,表面积小,以减小传热损失,因此,可以用流道的截面积与周长的比值来表示流道的效率,其中圆形和正方形的效率最高,但正方形的流道凝料脱模困难,所以一般是制成U 形流道。在该模具上取圆形断面形状,直径为6mm 。大体结构如图4.2所示:
图4.2 分流道的结构图
4.3 浇口的设计
浇口的形式很多,但无论采取什么形式的浇口,其开设的位置对塑件的成型性能及成型质量影响都很大。在模具设计时,浇口位置及尺寸要求比较严格,它一般根据下述几项原则来参考:
1. 尽量缩短流动距离
2. 浇口应开设在塑件壁最厚处 3. 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷 4. 考虑分子定向的影响
5. 减少或避免熔接痕提高熔接强度 6. 应有利于型腔中气体的排除
7. 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口 8. 浇口位置的选择应注意塑件外观质量
同时,由于ABS 在熔融时显现比较明显的非牛顿性,其熔体表面粘度随剪切速率的升高而降低。如采用尺寸较大的浇口,能够降低流动阻力,促使流动速率升高,但熔体通过扁平式浇口时比小浇口剪切速率低,导致熔体表观粘度升高,从而使流动速率降低,因此不能通过增大浇口尺寸来提高非牛顿熔体流动速率。另外,注塑机注射时有一定的注射速率,浇口尺寸过大,浇口前后方的压力降△P 减小,会导致得不到理想的充模速率。玩具汽车外壳制品壁厚较小流程相对过长不利于熔体充满整个型腔,对成型不利。剪切速率是影响ABS 熔体粘度的最主要因素,而粘度又直接影响熔体在模腔内的流动速率。因此采用小浇口不但会大大提高熔体通过浇口时的剪切速率,而且产生的摩擦热也会降低熔体粘度,以达到顺利充模的目的。
综合以上分析和考虑到制品和实际模具形状,浇口采用边缘浇口,位置在制件尾端内缘处,选在该位置不但模具简单,而且去除浇口的后加工操作也非常简单,提高了工作效率,也便于模具的机械加工,易保证浇口加工精度,试模时浇口尺寸易于修整。
4.4 冷料穴和拉料杆的设计
冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料,以免这些冷料注入行腔。为了使料流的流动性更好,在模具内温度更均匀,故在主流道的动模板上开设冷料穴,其直径与主流道大端直径相同,通常选用Z 字形拉料杆,它开模后通常用手工取出冷料。
第五章 成型零部件的设计
第五章 成型零部件的设计
5.1 型腔数目的确定
经分析 ,该零件成型时为了保持玩具汽车外壳曲面形状和较高的精度,必须采用单分型面注射模,同时要采用侧向外抽芯,但模具型腔数目及排列方式却可为塑件的成型提供了两个方案。
方案一 采用“一模一腔”的设计,形腔在定模上,主流道在定模上,取消分流道的设计,主流道直接通过浇口注塑成工件,浇口设计在玩具车外壳的顶端。开模后塑件连同流道内的凝料一起留在动模一侧;动模上设有顶出机构,用以顶出塑件和流道内的凝料。
方案二 采用“一模两腔”或“一模多腔”,本次设计采用“一模两腔”,如图5.1所示。形腔也是在定模上,主流道在定模上,而分流道设在动模型芯,两边对称分布,浇注口在车身侧边中心。顶出机构和方案一一样。
图5.1 型腔分布
比较以上两个方案,方案一的结构简单,由于浇注口设在车外壳的顶端,成型工
件后会影响塑件曲面的外观和光洁光洁度;同时在分子取向对塑件性能的影响,从而使塑件产生变形甚至开裂等问题。方案二的一模两腔不但符合生产批量的需要,而且把浇注口设在侧边,既保证了塑件曲面光洁度和精度要求,也避免了方案一中所出现的缺陷。
综上所述,该零件成型是采用单分型面带有侧向外抽芯的机构,模具的形腔布局则采用“一模两腔”,侧向浇注成型的模具结构。
5.2 凹模的设计
凹模也可以称为型腔、凹模型腔,用以形成塑件的外形轮廓,按结构形式可以的不同可以分为整体式、整体嵌入式、镶拼组合式和瓣合式四种类型。
由于采用“一模两腔”的设计,为了节省贵重模具材料和便于热处理,故采用整体嵌入式凹模,将整体式凹模采用H7/m6配合嵌入到凹模型腔固定板内,凹模具体见零件图。其结构如图5.2所示。
图5.2 凹模型腔的结构
5.3 凸模的设计
凸模和型芯都是用来成型塑件内表面的零部件,两者没有严格的区别。与凹模相似,凸模和型芯的结构形式可分为整体式、整体嵌入式、镶拼组合式及活动式等不同类型。本设计的凸模结构和凹模一样是采用整体嵌入式,采用H7/m6的配合嵌入凸模固定板,凸模具体见零件图。其组合结构如图5.3所示:
图5.3 凸模型芯的结构
5.4 成型零件的工作尺寸计算
成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种:一种是平均值法,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、极限制造公差和磨损量进行计算;前一种方法简便,但不适合精密塑件的模具设
计,后一种复杂,但能较好的保证尺寸精度。常用型腔成型尺寸的计算方法主要有两种:平均收缩率法和公差带法,两种计算方法的区别在于平均收缩率法计算公式是建立在塑件的成型收缩率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨损量分别等于它们各自平均值基础上,当塑件的尺寸精度要求较高或塑件尺寸比较大时,这种误差有可能会显著增加,这时一些模具设计单位就采用公差带法来进行尺寸计算,平均收缩率法计算简单无需验算而公差带法计算复杂需要经过多次初算验算,且考虑因素较多[9]。考虑到玩具汽车外壳模具较简单制造成本低,设计时间短故按平均收缩率法计算成型尺寸比较简单易行。
采用δZ ,δC 取固定值的平均收缩率法:
A +δZ 、H +δZ 、B -δZ 、h -δZ 、C--------型腔的径向、型腔深度、型芯径向、型芯高度、中心距的工作尺寸
As 、Hs 、Bs 、hs 、Cs--------塑件的外径向、外高度、内径向、内高度、中心距图样尺寸
S cp --------收缩率的平均值,查表得ABS 收缩率范围是0.03~0.08
△---------塑件尺寸公差。查《塑料成型工艺与模具设计》中77页表3-14。 δδ
Z --------型腔制造公差
C --------型腔最大许用磨损量,δC
取为塑件尺寸公差△的三分之一,查手册得
ABS 塑料收缩率波动为0.3~0.8%[11]。
5.5 计算过程 5.5.1 型腔径向尺寸
如图5.4所示,以最大径向尺寸计算,测量得塑件外长度A s 长=150mm, 宽度A s 宽=60mm ,塑件精度精度为IT8,以该精度尺寸公差表,查表得塑件公差△长=2.4 mm, △宽=1.4mm ,则δ
z 长=△长/3=0.8mm,δz 宽=△宽/3=0.47mm ,根据以下公式:
Am=[As+ As³Scp-(3/4)△]+δΖ 得 0
Am 长=[150+150³(0.003+0.008)/2-(3/4)³0.8]=150.23+0. 8
Am 宽=[60+60³(0.003+0.008)/2-(3/4)³0.47]=59.98+
00. 47
图5.4 型腔径向尺寸示意图
5.5.2 型芯径向尺寸
如图5.5所示,以型芯最大径向尺寸计算,测量得塑件内长度Ls 为146 mm, 宽度Ls 宽=56mm 塑件精度为IT8,以该精度查型腔的尺寸公差表,查表得塑件公差△长=2.4 mm, △宽=1.4mm ,则δ
z 长=△长/3=0.80mm,δ
z 宽=△宽/3=0.47mm ,根据以下公式:
0Bm=[Bs+ Bs³Scp +(3/4)△]-δ 得 Z
Bm 长=[146+146³(0.003+0.008)/2+(3/4) ³0.80]=147.14-00. 80 Bm 宽=[56+56³(0.003+0.008)/2+(3/4) ³0.47]=55.96-00. 47
图5.5 型芯径向尺寸示意图
5.5.3 型腔深度
图5.6所示,测量得塑件外层高度为40mm ,查表得△=1.2mm,δC =0.4mm,由公式
Z
Hm=[Hs+ Hs³Scp-(2/3)△]+δ 计算得 0
. 4+0. 4Hm=[40+40³(0.003+0.008)/2-(2/3)³0.4]+0=39.95 00
5.5.4 型芯高度
如图5.6所示,测得塑件内高度尺寸为36mm ,查表得塑件公差△=1.0, 则δZ =0.33mm,由以下公式
0hm=[hs+ hs³Scp +(2/3)△]-δ 计算得 Z
hm=[36+36³(0.003+0.008)/2+(2/3)³0.20]-00. 33=36.33-00. 33
图5.6 型腔深度和型芯高度尺寸示意图
5.5.5 型芯固定孔之间的中心距
如图5.7所示,测量得为塑件固定孔中心距离Cs 长=115mm, Cs宽=30mm ,查表得塑件公差△长=2.0mm,△宽=0.96mm ,则δ
Cm=(Cs+Cs³Scp) ±
Z 长=0.67mm,δZ 宽=0.32mm ,由以下公式
z
计算得 2
Cm 长=[115+115³(0.003+0.008)/2]±0.055=115.6325±0.0055mm Cm 宽=[30+30³(0.003+0.008)/2]±0.0055=30.1650±0.0055mm
图5.7 型芯固定中心距离示意图
5.6 排气结构设计
由于此制件属中小型,且注射速度中等,可以利用分型面和成型杆的间隙排气,不开设专门排气槽[11]。如果试模中认为必须开设,可在分型面上开设排气槽。
第六章 合模与导向机构的设计
导向机构的保证动摸或上下模合模时正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。在这里我采用导柱导向的形式。
6.1 导柱与导套的设计要点
1. 合理布置导柱的位置,导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度;导
柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置,或不等直径对称布置。 2. 导柱工作部分长度应比型芯端面高出6~8 mm,以确保其导向与引导作用。 3. 导柱工作部分的配合精度采用H7/m7,低精度时可采取更低的配合要求;导柱
固定部分配合精度采用H7/m6;导套外径的配合精度采取H7/m6。配合长度通常取配合直径的1.5~2倍,其余部分可以扩孔,以减小摩擦,降低加工难度。 4. 导柱可以设置在动模或定模,设在动模一边可以保护型芯不受损坏,设在定模
一边有利于塑件脱模。
6.2 导柱的设计
6.2.1 导柱的结构
采用如图6.1所示结构。
图6.1 导柱的结构
6.2.2 导柱参数和技术要求
1. 长度 导柱导向部分长度=56+35+35+35~50=166mm.
2. 直径 由于模架350³450型。选用比较大,参考塑料注射模中小型模架标准的
尺寸组合。选用:导柱D35³166³50。参考《实用注塑模设计手册》。 3. 形状 导柱前端做倒角R1。
4. 材料 导柱应具有硬而耐磨的表面,坚韧而不易折断的内心,因此采用T10A
钢经淬火热处理,硬度应达到50~55HRC。导柱固定部分表面粗糙度为Ra0.8。导向部分为Ra0.4。
5. 数量布置 导柱均匀分布在模具四周,采用等直径的不对称分布,如图6.2所示。 6. 配合精度 导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过度配合;导柱的导向部分 7. 采用H7/f7的间隙配合。
图6.2 导柱的分布
6.3 导套的设计
导套结构和技术要求:
1 形状 为使导柱顺利进入导套,在导套的前端倒圆角。导柱孔最好做成通孔,以利于排出孔内空气及残渣废料。导套的结构如图6.3所示。若模板较厚,导柱孔必须作成盲孔时,可在盲孔的侧面做成一个小孔排气。
图6.3 导套的结构
2 材料 导套用与导柱相同的材料或铜合金等耐磨材料制造,其硬度一搬应低与导柱硬度,以减轻磨损,防止导柱和导套拉毛。导套固定部分和导滑部分的表面粗糙度一般为 Ra0.8。因此选用:导套d=40³ 40的导套。GB 4619.3-84,材料 T8A 。固定形式和配合精度 采用H7/r6配合镶入模板。参考《实用注塑模设计手册》[8]。
第七章 脱模机构设计
7.1 脱模机构的设计原则
塑件在从模具上取下以前, 还有一个从模具的成型零件上脱出的过程, 使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分,脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时,应遵守以下几个原则:
1. 推出机构应尽量设置在动模一侧,
2. 保证塑件不因推出而变形损坏,
3. 机构简单动作可靠,
4. 良好的塑件外观,
5. 合模时的正确复位 .
7.2 脱模力的计算
注射成型后,塑件在模具内冷却定型,由于体积的收宿,对型心产生包紧力,塑件要从模腔中脱出,就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件,脱模时还要克服大气压力。一般而论,塑料制件刚开始脱模时,所需克服的阻力最大,即所需的脱模力最大,根据力平衡原理,列出平衡方程式:
F=Ap(µcosa-sina)
式中:µ--塑料对钢的摩檫系数,约为 0.1-0.3
A-塑件包容型芯的面积,
P-塑件对型芯的单位面积上的包紧力,这里取P=3³107Mpa
7.3 简单推出机构的设计
推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等。
考虑到本塑件的结构形状,而推管推出机构通常使用于有孔的圆形套类塑件,推件板推出机构易使塑件产生变形且易产生毛刺, 因此确定用推杆推出机构。
推杆推出机构是最常见,而且也是应用最为广泛的。推杆的截面形状根据塑件的推出形式而定,可设计成圆形或矩形等等。但在此考虑到塑件形状的影响我们选择圆形。
由于本塑件的脱模力相对来说较小,故在塑件的内表面均匀布置六顶杆,两侧各三根。如图7.1分布:
图7.1 推杆的分布
其中,推杆的直径为Φ4,尾部采用台肩的形式,台肩的直径D 与推杆的直径约差4~6mm 的简单结构。采用GB1298-86。参考《实用注射塑设计手册》。推杆的材料采用T8A 碳素钢,热处理要求HRC ≥50, 工作端配合部分表面粗糙度Ra ≤0.8。
7.4 推出机构的导向与复位
为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳,每次合模后,推出机构应能回到原来的位置,所以需要设计推出机构的导向与复位装置。推出机构包括导向零件和复位零件。导向零件由推板导柱与推板导套所组成,本次设计采取推杆导柱与推杆导套相配合的形式,因这样推杆导柱除了起到向作用外,还能支承着动模支承板,提高了支承板的刚性。
复位零件一般有复位杆复位和弹簧复位两种形式,本次设计采用复位杆复位形式,圆形截面,设置四根。位置设在推杆固定板的四周,这样可使推出机构合模时复位平稳,复位杆端面与所在动模分型面上平齐。推出机构推出后,复位杆高出分型面(其高度即为推出距离的大小)。合模时,复位杆先于动模分型面与定模分型面接触,在动模向定模逐渐合拢的过程中,推出机构变被复位杆顶住,从而与动模产生相对移动,直至分型面合拢时,推出机构变回到原来的位置。
第八章 侧向分型及抽芯机构设计
由于玩具汽车车尾凹槽,所以安装侧向分型机构,侧向分型与抽芯一般可为机动、液压或气动以及手动形。这里采用机动侧向分型机构。
8.1 斜导柱侧向分型与抽芯机构
斜导柱侧向分型与抽芯机构是利用斜导柱等零件把开模力传递给侧型芯或侧型芯块,使之产生侧向运动完成抽芯与分型动作。斜导柱侧向分型与抽芯机构主要有与开模方向成一定角度的斜导柱、侧型腔或型芯滑块、导滑槽、压紧块和侧型腔或型芯滑块定距限位装置组成。如图8.1所示
图8.1侧向分型与抽芯机构的结构
8.2 抽芯距的确定与抽芯力计算
侧向型芯或侧向成型模腔从成型位置到不妨碍塑件的脱模推出位置所移动的距离称为抽芯距. 用s 表示, 为了安全起见, 侧向抽芯距离通常比塑件上的侧孔、侧凹的深度或侧向凸台的高度大2~3mm ,此塑件的侧凹深度尾4mm ,为了便于塑件脱模,所以选取s =8mm ,抽芯力的计算同脱模力计算相同,一般用如下公式估算:
F c =c h (p μc o αs -s i n α)
式中 F c ——抽芯力(N )
c ——侧型芯成型部分的截面平均周长(m )
h ——侧型芯成型部分的高度(m )
p ——塑件对侧型芯的收缩应力(包紧力),其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成型工艺有关,一般情况下模内冷却的塑件,p=(0.8~1.2)³107Pa ,模外冷却的塑件,p=(2.4~3.9)³107Pa
μ——塑件在热状态时对钢的摩擦系数,一般μ=0.10~0.20
α——侧型芯的脱模斜度或倾斜角(o )。
已知 c=25³9=225mm h=21mm; p=1³107Pa; μ=0.18; α=1o
所以: Fc=25³9³21.0³1.0³107 (0.15³cos1o-sin1o )=1.67³104 N
8.3 斜导柱的设计
8.3.1 斜导柱的结构
斜导柱的形状如图8.2所示, 其工作端的端部可以设计成锥台形或半球形。由于半球形车制时比较困难,所以我们设计成锥台形。为了避免端部锥台也参与侧抽芯,导致滑块停留位置不符合原设计计算要求。所以斜角θ大于斜导柱倾斜角α,我们取θ=α+2. 5︒。斜导柱的材料选用T10碳素钢,热处理硬度HRC=60,表面粗糙度
R a =0. 8μm 。斜导柱与其固定的模板之间采用过渡配合H 7/m 6。
由于斜导柱在工作过程中主要用来驱动侧滑块作往复运动,侧滑块运动的平稳性右导滑槽与滑块之间的配合精度保证。而合模是的最终准确位置由楔紧块决定。因此,为了保证运动的灵活性,滑块上斜导孔与斜导柱之间可以采用较松的间隙配合H 11/b 11。
图8.2 斜导柱的形状
8.3.2 斜导柱倾斜角的确定
斜导柱轴向与开模方向之间的夹角称为斜导柱的倾斜角α,它是决定斜导柱抽芯机构工作效果的重要参数。α的大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距和受力状况等起着决定性的影响。
由公式: L =s /s i n α H =s c t αg
式中 L ——斜导柱的工作长度;
s ——抽芯距;
α——斜导柱的倾斜角;
H ——与抽芯距是对应的开模距。
由以上公式可算得α=15o 。斜导柱工作长度与抽芯距关系及受力见上图8.3。
图8.3 斜导柱的受力图
从图中可知:
F w F t
c o s a
式中 Fw ——侧抽芯时斜导柱所受的弯曲力;
Ft ——侧抽芯时的脱模力,其大小等于抽芯力F t ;
Fk ——侧抽芯时所需的开模力。
由以上公式可知,a 增大,L 和H 减少,有利于减小模具尺寸,但Fw 和Fk 增大,影响斜导柱和模具的强度和刚度;反之,a 减小,斜导柱和模具受力减小,但要在获得相同抽芯距的情况下,斜导柱的长度要增大,开模距要变大,因此模具尺寸会增大。综合两方面考虑,在经过以上的计算推导,a 取15o 比较理想。
8.3.3 斜导柱的直径计算
斜导柱的直径主要受弯曲立的影响,由于其计算比较复杂, 所以采用查表的方法来确定斜导柱的直径, 由上面的计算知道,Fc=15.8KN,a=15o,所以根据《塑料成型工艺与模具设计》表5-20查得Fw 和Hw 以及a 在表5-21中查得斜导柱的直径d=16mm。
8.3.4 斜导柱的长度计算
由《塑料成型工艺与模具设计》书中公式5-65得,斜导柱的总长为: L z =L 1+L 2+L 3+L 4+L 5=d 2h d s tg α++tg α++5~10mm 2cos α2sin α
式中 L z ——斜导柱总长度;
d 2——斜导柱固定部分大端直径;
h ——斜导柱固定板厚度‘
d ——斜导柱工作部分直径;
s ——抽芯距。
斜导柱安装固定部分的长度为:
L a =L 2-l =d h -1tg ε cos α2
式中 L a ——斜导柱安装固定部分的长度;
d1——斜导柱固定部分的直径。
由以上公式可得Lx=109.53mm在此取斜导柱的长度为110mm 。
8.4 斜滑块的设计
斜滑块是斜导柱侧面分型抽芯机构中的一个重要零件部件,它上面安装有侧向型芯或侧向成型块,注射成型时塑件尺寸的准确性和移动的可靠性都需要它的运动精度保证。
滑块的结构可分整体式和组合式。在滑块上直径制出侧向型腔的结构称整体式,分开加工称组合式。
在本次设计中采用整体式结构。一般情况下,成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程
中,要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动,这一过程是在导滑槽内完成的。根据型芯大小、形状和要求不同,有的采取T 形槽或燕尾槽,但本设计侧抽芯的滑块和小型芯设计在镶在型腔上的方块型芯中滑动,上下不能移动,只有前后滑动,因此无需要另加工槽,不过滑块与型芯槽配合要求较高,为防止配合部分漏料,适当提高精度,采用H7/f7,其它部分采用H8/f8间隙配合,配合 表面粗糙度Ra ≤0.8μm 滑块材料采用T10A ,HRC54~58。
斜滑块的高度不能大于滑块的滑动部分长度,根据型芯板的厚度,这里侧滑块的高度取51mm 。所以滑块的滑动L 要大于51mm ,取L=75mm,其宽度要大于型腔的宽度56,这里去S=72mm,所以侧滑块的外型尺寸为75x56x51mm. 。采用45号钢加工。导滑槽采用的是T 形的形式其配合用H8/f8的间隙配合。其零件图见图纸零件图。
8.5 导滑槽的设计
成型滑块在侧向分型抽芯和复位过程中,要求其必须沿一定的方向平稳地往复移动,这一过程是在导滑槽中完成的。根据模具上侧型芯的大小、形状和要求的不同,以及各工厂的具体使用情况,滑块与导滑槽的配合形式也不一样,一般采用T 形槽或燕尾槽导滑。组成导滑槽的零件对硬度和耐磨性有一定的要求,一般情况下,整体式导滑槽常在动模板或定模板上直接加工出来,常用的材料为45钢。结构看下图8.4所示。
图8.4 斜滑块与导滑槽的结构
根据本塑件的特征,采用T 形槽导滑的形式,采取在定模板上直接加工出,选用材料为45钢,为了便于加工和防止热处理变形,所以调质至30HRC 后在铣削成形。盖板材料用T10纲,硬度要求HRC>=50.导滑槽与滑块部分采用H8/f8间隙配合。配合部分的表面要求比较高,表面粗糙度应Ra
导滑槽与滑块还要保持一定的配合长度,因为滑块完成抽拨动作后,其滑动部分仍应全部或有部分的长度留在导滑槽内,滑块的滑动配合长度要大于滑块宽度的1.5倍,而保留在导滑槽内的 长度不应小于导滑配合长度的2/3。否则,滑块开始复位时容易偏斜,甚至损坏模具。
8.6 压紧块设计
在注射成型过程中,侧向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用,这个力通过滑块传给斜导柱,而一般的斜导柱为一细长杆件,受力后容易变形,导致滑块后移,因此本设计中须设置楔紧块,以便在合模后锁住滑块,承受熔融塑料给予侧向成型零件的推力。为了保证斜面在合模时压紧滑块,而在开模时又能迅速脱离滑块,以避免压紧块影响斜导柱对滑块的驱动,因此常取楔紧角α′=α+2º~3º 取α′=18º。具体见零件图。
8.7 滑块定位装置设计
滑块定位装置在开模过程中用来保证滑块停留在刚脱离斜导柱的位置,不再发生任何移动,以避免合模时斜导柱不能准确地插进滑块的斜导孔内,造成模具损坏。在此我采用了外螺钉固定弹簧定位。因为这样更利以维修。另外要安装限位块,给斜滑块限位。
第九章 温度调节系统
无论什么塑料进行注射成型,均有一个比较适宜的模具温度范围,在此模具温度范围内,塑料熔体的流动性好,容易充满型腔,塑件脱模后收缩和翘曲变形小,形状与尺寸稳定,力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内,现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料ABS 黏度和流动性一般,模温为50~80℃,故无须设计加热系统,只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却,本设计采用水冷却,经济实惠。
9.1 冷却系统的设计原则
冷却系统的设计原则有以下几点:
1. 尽量保证塑件收缩均匀,维持模具的热平衡;
2. 冷却水孔的数量越多,孔径越大,则对塑件的冷却效果越好;
3. 尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等,与制件的壁厚距离相
等,经验表明,冷却水管中心距B 大约为2.5~3.5D,冷却水管壁距
模具边界和制件壁的距离为0.8~1.5B。最小不要小于10。
4. 浇口处加强冷却,冷却水从浇口处进入最佳;
5. 应降低进水和出水的温差,进出水温差一般不超过5℃
6. 冷却水的开设方向以不影响操作为好,对于矩形模具,通常沿宽度
方向开设水孔。
7. 合理确定冷却水道的形式,确定冷却水管接头位置,避免与模具的
其他机构发生干涉。
9.2 冷却水道的分布
塑件的形状是变化万千的,因此对于不同的塑件,冷却水道的位置形状也不一样。本塑件不是深型腔塑件,可在凹模和凸模都设置冷却,其冷却水道的布图设计如图9.1所示。
图9.1 冷却水道的分布图
第十章 模具装配图及其开模图示
第十章 模具装配图及其开模图示
10.1 模具总装配图
具体装配图见图纸QCMJ-00,图10.1为装配简图。
图10.1 模具的装配简图
10.2 模具开模示意图
模具开模示意图见图10.2。
图10.2 开模状态示意图
总 结
本次毕业设计的课题是玩具汽车外壳注射模具的设计, 是在修完大学所有课程之后进行的一次综合性设计, 是对以前所学知识的一次全面性检查。
在这次毕业设计的过程中,充分利用了所学知识,查阅了大量的参考书目,尽量将自己所学的知识与设计有机的结合起来,学会了用著名的3D 软件UGNX8.5来对玩具汽车外壳曲面建模,这是本设计的难点之一。并懂得了如何来设计塑件的注射模具的一般流程,即注射成型制品的分析、标准模架的选用、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,主要包括制品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。
本设计选用了ABS 作为塑件的材料,能够满足玩具汽车的使用性能及注射模具的成型特点。本设计采用了四导柱与两斜导柱以及两弹簧侧抽芯的模具结构,在注射成型冷却后,动模部分随着注射机的运动向后移动,动模板与定模板间分型,同时由于斜导住的作用使侧滑块也一起与塑件分离,而在拉料杆的作用之下把浇注系统的凝料随之拉出来一起与动模移动;当型芯与型腔完全分离后,塑料制件留在型芯上。这时推出机构开始动作,通过推杆把制件顶出模外;最后在合模时,在弹簧与复位杆的作用下使模具闭合,完成了一次成型。本模具采用了整体嵌入式型芯的形式,加工方便节省材料,但是侧向抽芯部分的滑块参与成型,这样使模具型腔和型芯的加工带来不便之处,并可能使塑件出现熔接痕,这增加了成型的难度;由于推杆的顶出面是曲面,为了要保证塑件的外形,还要防止推杆旋转,从而增加固定推杆的机构。
经过两个多月的时间,毕业设计终于可算是划上了一个句号。本次设计是一个全面性的设计,是对大学课程的一个总结一次回顾。本次毕业设计翻阅了大量的参考书,巩固了以往所学的机械制图、公差与配合、制造工艺等相关知识,对许多课程和知识起到了穿针引线的作用,使我们对大学所学的全部知识进行一次从新的整理、理论联系实际,
为我们即将踏入社会做了一个很好的准备。
在设计过程中我始终结合计算机进行设计,从零件的三维造型、模具的分模到、二维工程图的转化都使用UG 、AutoCAD 软件。提高了我们对UG 、AutoCAD 等软件的应用能力。通过了本次设计我们已初步了解了工程技术人员的设计思想,掌握了模具设计的相关知识,为以后能独立完成一套模具设计与制造打下基础。
参 考 文 献
[1] 中国模具工业协会. 模具行业“十一五”规划[J] .模具工业.2005,7
[2] 张正修. 模具产业的现状及发展对策[J].五金科技.2005,8
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[7] 申开智. 塑料成型模具[M].中国轻工业出版社.2005,7:34 0
[8] 屈华昌主编 《塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社 1996
[9] 李云程主编 《模具制造工艺学》 机械工业出版社 2001
[10] 周开勤主编 《机械零件手册》 高等教育出版社 2001
致 谢
致 谢
经过三个月的毕业设计忙碌之后,设计最终完成,心理有一种说不出的轻松!设计过程中遇到许多的问题,在众多师友的帮助下予以解决。
首先要感谢周铭杰老师对我的指导和督促,给我指出了正确的设计方向,使我加深了对知识的理解, 同时也避免了在设计过程中少走弯路,保证了毕业设计按质按量的完成;同时要感谢宿舍同学,是大家营造了良好的学习环境,在做设计的过程中互帮互助,使我的CAD 和UG 操作水平比以前有了很大提高,同时较全面的掌握了Word 的编辑功能;还要感谢那些把借阅证让我借书的同学,使得我查阅资料非常方便。还要感谢在设计中所有曾经给我提供过帮助的同学,感谢他们伴我走过了这一段忙碌而辛苦的时光。
在此,还要衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授!