畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車后視鏡罩的注塑模設(shè)計(jì).docx

分類號(hào) TH162 學(xué)校代碼 11080 密 級(jí) 學(xué) 號(hào) 0802140101 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目汽車后視鏡罩的注塑模設(shè)計(jì)作 者院 (系)機(jī)械與材料工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)2014級(jí)機(jī)械1班學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師答辯日期 全套圖紙加扣3012250582汽車后視鏡罩的注塑模設(shè)計(jì)摘要：模具工業(yè)是當(dāng)今世界上發(fā)展最快的工業(yè)類別之一，注塑模具更是其中的佼佼者。因此，研究注塑模具，了解塑料制品的生產(chǎn)工藝，提高塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，具有重要的意義。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題汽車后視鏡罩的注塑模設(shè)計(jì)，主要介紹了注塑成型的基本工藝，并提出了注塑成型產(chǎn)品的基本設(shè)計(jì)原則，注塑件的成型工藝設(shè)計(jì)、注塑機(jī)的選型、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。脫模頂出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程。并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模板的選擇作了相應(yīng)的介紹。通過這個(gè)設(shè)計(jì)，掌握了注塑模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程，也提高了使用CAD/CAM繪制復(fù)雜裝配圖和三維軟件使用的能力。關(guān)鍵詞：汽車后視鏡罩；注塑模；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；PROE； Injection mold design of rear view mirror coverAbstract: The mold industry is one of the fastest growing industrial categories in the world today. Injection molds are the best. Therefore, it is of great significance to study injection molds, understand the production process of plastic products, and improve the quality of plastic products. The subject of the design is the injection molding of the rearview mirror cover. The project focuses on the basic process of injection molding, and puts forward the basic design principles of injection molding products, the molding process design of injection molding parts, the selection of injection molding machines, and the pouring system,the design of the structural injection molded parts, stripping ejection mechanism design, cooling system design process. It also made corresponding introduction to the selection of the standard template. Through this design, the entire process of injection mold design has been mastered, and the ability to use CAD to draw complex assembly drawings and 3D software use also improved also has been improved.Keywords：Car rear-view mirror cover，injection mold，structural design，PROE目 錄摘要IABSTRACTII1 緒論11.1 課題研究的目的和意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.3 我國模具的總體發(fā)展趨勢22 塑件結(jié)構(gòu)工藝性及材料選定32.1 塑件的幾何形狀分析32.2 塑件材料的選擇32.2.1 ABS材料特性如下32.2.2 ABS材料的主要技術(shù)指標(biāo)42.2.3 ABS材料的成型特點(diǎn)42.3零件的體積估算及注塑機(jī)型號(hào)的選擇42.3.1注塑機(jī)特點(diǎn)42.3.2 注射量的計(jì)算42.3.3 注塑機(jī)參數(shù)選定52.3.4 鎖模力計(jì)算62.4注塑機(jī)校核62.4.1注塑機(jī)壓力校核62.4.2鎖模力校核62.4.3成型腔數(shù)的確定63注塑模具主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)93.1型腔布置及分型面的選擇93.1.1型腔數(shù)量及排列方式93.1.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定93.2 澆注系統(tǒng)103.2.1 主流道設(shè)計(jì)103.2.2 分流道的設(shè)計(jì)113.3.3澆口的設(shè)計(jì)123.3.4冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)123.3成型零件的設(shè)計(jì)133.3.1 分型面的選擇133.3.2 排氣槽的設(shè)計(jì)143.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)143.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)143.4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.4.3 成型零件的尺寸計(jì)算154注塑模具其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)194.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)194.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則194.1.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇194.1.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的排布方式194.2 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)204.2.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)204.2.2 復(fù)位的設(shè)計(jì)214.2.3 脫模過程214.2.4模架的設(shè)計(jì)214.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)224.3.1冷卻道開設(shè)原則224.3.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)225模具的裝配235.1模具總裝配235.2 型腔、型芯與模板的裝配235.3 推桿的裝配235.4模具的總裝配工藝246 總結(jié)25參考文獻(xiàn)27致 謝29附錄A 英文文獻(xiàn)翻譯31III全套圖紙加扣30122505821 緒論制造業(yè)的發(fā)展程度是作為當(dāng)今世界各國工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，模具工業(yè)在制造業(yè)中是尤為重要的組成部分，在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展歷史長河中，絕大多數(shù)產(chǎn)品都或多或少要進(jìn)行模具加工這一過程，所以模具加工行業(yè)越來越成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可缺少的一部分；塑料模具還因其不變形、光澤度高、無應(yīng)力集中、無裂紋等特點(diǎn)，繼而成為模具行業(yè)的天之驕子。1.1 課題研究的目的和意義本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是為了提高我的設(shè)計(jì)能力，為在本科的知識(shí)提供一個(gè)實(shí)踐的培訓(xùn)機(jī)會(huì)。在本設(shè)計(jì)中，提升了查閱各種工程手冊(cè)，機(jī)械和相關(guān)的仿真軟件有更好的運(yùn)用能力，并且也鍛煉了自己獨(dú)立解決問題的能力。 由于我國在建國初期，各方面發(fā)展不成熟，缺少相關(guān)技術(shù)和技術(shù)人才，導(dǎo)致模具行業(yè)發(fā)展滯后，目前與發(fā)達(dá)國家還有一定的距離，通過汽車后視鏡蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，我能夠在模具的研究和設(shè)計(jì)中學(xué)習(xí)各種知識(shí)，也能夠在互聯(lián)網(wǎng)上學(xué)習(xí)到現(xiàn)在模具行業(yè)整體發(fā)展的一個(gè)水平，我認(rèn)為前景仍然是開闊的，只要我們能夠抓住機(jī)遇，不斷創(chuàng)新，就一定能趕超發(fā)達(dá)國家。綜上所訴，該課題具有很強(qiáng)的研究意義。1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀新中國成立初期，由于我國基礎(chǔ)工業(yè)薄弱，所以當(dāng)時(shí)的模具大多結(jié)構(gòu)簡單，精度低，制造方法特別落后，缺乏先進(jìn)加工技術(shù)和工藝文件；在中國改革開放以后，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，外國先進(jìn)技術(shù)和人才涌入中國，給中國模具工業(yè)注入了新鮮血液，模具行業(yè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇，但也遇到了十足的挑戰(zhàn)，如自主創(chuàng)新能力較差，制造工藝落后。近些年來，我國十三五計(jì)劃，推行工業(yè)制造2025，在國家大力支持和鼓勵(lì)下，我國民族制造業(yè)迎來空前的發(fā)展機(jī)遇，制造業(yè)已經(jīng)形成一片欣欣向榮的景象。模具行業(yè)更是得到了空前的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，我國老一輩工程師們不負(fù)眾望，借鑒外國的優(yōu)勢，大膽創(chuàng)新，使得模具行業(yè)發(fā)展迅速。 由于國外有工業(yè)革命奠定的基礎(chǔ)，所以總體比較發(fā)達(dá)，呈高集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)。國外的發(fā)達(dá)國家模具發(fā)展更是向著標(biāo)準(zhǔn)化，部分資源共享化方向靠攏，使得模具設(shè)計(jì)周期大大縮短、最大降低成本的同時(shí)最大限度的提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，能夠滿足客戶的各類需求；國外的注塑成型技術(shù)也在向著多工位，高效率，智能化，低成本的方向發(fā)展。總體而言，國外發(fā)達(dá)國家模具行業(yè)有著先進(jìn)的管理系統(tǒng)，工藝先進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高。1.3 我國模具的總體發(fā)展趨勢(1) 新材料：新型模具材料和用于形成新材料的新模具；(2) 新技術(shù)：先進(jìn)的模具成型工藝和模具加工生產(chǎn)工藝；(3) 信息化：充分發(fā)揮熱門的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來進(jìn)行數(shù)字化生產(chǎn)及其信息化管理；(4) 網(wǎng)絡(luò)化：充分整合和利用全球網(wǎng)絡(luò)資源，倡導(dǎo)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色制造理念。2 塑件結(jié)構(gòu)工藝性及材料選定2.1 塑件的幾何形狀分析后視鏡是汽車最重要的外觀組件，整體要求流線美觀，是駕駛員在駕駛時(shí)的第二個(gè)眼睛；本次設(shè)計(jì)的后視鏡罩的形狀非常規(guī)則，并且尺寸精度要求不是很高。因此，經(jīng)過仔細(xì)考慮，本次設(shè)計(jì)選型的精度等級(jí)為13級(jí)。汽車后視鏡罩塑件的三維形狀如圖2.1所示。 圖2.1 后視鏡罩塑件圖2.2 塑件材料的選擇本設(shè)計(jì)塑件材料選用ABS樹脂材料。ABS，英文全稱為：acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer；中文全稱為：丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物；ABS是在聚苯乙烯樹脂基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工程材料1。 2.2.1 ABS材料特性如下ABS樹脂其抗沖擊、耐熱、耐磨、耐低溫、耐腐蝕性能優(yōu)良，還具備易加工，不易變形，光澤度高，易涂色和二次加工等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛用于汽車，儀表，電子，建筑等各行各業(yè)。是使用最廣泛的非通用塑料原料之一。2.2.2 ABS材料的主要技術(shù)指標(biāo)后視鏡罩塑件所用ABS材料性能參數(shù)如表2.1所示表2.1 ABS材料性能參數(shù)表性能指標(biāo)超高沖擊型高強(qiáng)度沖擊型低沖擊型耐熱型密度（g/cm3）1.051.071.021.061.08吸水率（%）0.30.30.20.2燃燒性（12.7/s）-0.550.55拉伸強(qiáng)度（MPa）356321285356彎曲強(qiáng)度（MPa）6297254684彎曲彈性模量（GPa）1.83.01.22.02.52.6壓縮強(qiáng)度（MPa）-183970硬度（洛氏R）1001216286108116介電強(qiáng)度（KV/）-15.115.714.215.7體積電阻率（m）1014101410111011介電常數(shù)（60Hz）2.45.02.45.03.72.73.5耐電弧性（S）50855085708070802.2.3 ABS材料的成型特點(diǎn)隨著溫度的升高，塑性材料的粘度也增加，容易產(chǎn)生焊接痕跡，因此設(shè)計(jì)應(yīng)盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)材料流動(dòng)的影響;在正常的成型條件下，壁厚、熔體溫度和塑料零件的收縮量特別小;如果要求塑料零件的精度,模具溫度應(yīng)該控制在5060,如果需要光澤和耐熱的塑料部件,應(yīng)控制在60802。2.3零件的體積估算及注塑機(jī)型號(hào)的選擇2.3.1注塑機(jī)特點(diǎn)注塑機(jī)按注塑方式和鎖模裝置分為立式、臥式和直角式三種。注塑機(jī)的加工成型過程是一個(gè)循環(huán)過程，他的工作原理與打針推藥過程相似，借助備用塑注射螺桿將熔體推入一個(gè)封閉的空腔中，經(jīng)過固化過程，生產(chǎn)出所用零件的工藝過程。 經(jīng)過仔細(xì)推理論證，決定本課題設(shè)計(jì)采用螺桿式注塑機(jī)（XS-ZY-150）。2.3.2 注射量的計(jì)算 通過軟件PROE建模分析計(jì)算，（如圖2.2所示），得：塑件的體積：V塑= V=1.8134583e+04mm3 公式（2.1）單面的投影面積：A=1.9606367e+04mm3 由于本模具采用的是側(cè)澆口，澆注系統(tǒng)的體積為0.63cm3且采用的是一模兩腔，故：V總=2x V塑 +V澆 2=2 x1.81+0.63+0.63 =4.88 cm3 公式（2.2) 又因?yàn)锳BS的平均密度為p=1.09g/cm，故： M=PV=4.88x1.09=5.312g 公式（2.3）圖2.2 零件體積分析2.3.3 注塑機(jī)參數(shù)選定考慮到塑件需要大批量生產(chǎn)及從各個(gè)方面綜合考慮：本設(shè)計(jì)選擇注塑機(jī)型號(hào)為：XS-ZY-150注塑機(jī)參數(shù)如表2.2所示;表2.2 XS-ZY-150注塑機(jī)參數(shù)表項(xiàng)目數(shù)值項(xiàng)目數(shù)值理論注射容量/cm3150柱桿空間/mm260290螺桿直徑/mm42最大模具厚度/mm300注射壓力/MPa120最小模具厚度/mm200射速率/gs-10.8cm頂出行程/mm100鎖模力/KN1200頂出力/KN35模板尺寸/mm428450最大油泵壓力/MPa172.3.4 鎖模力計(jì)算計(jì)算其所需鎖模力為F鎖 =AP型=18.9845Mp=854.1KN 公式(2.4)2.4注塑機(jī)校核2.4.1注塑機(jī)壓力校核ABS的注射壓力為40-120MPa，本設(shè)計(jì)所取注塑機(jī)壓力符合該范圍.2.4.2鎖模力校核型腔壓力Pc可按下式粗略計(jì)算： 公式（2.5） 式中： Pc為型腔壓力，MPa； P為注射壓力，MPa； K為壓力損耗系數(shù)，通常在0.250.5范圍內(nèi)選取。所以， Pc=KP=0.37120=45MPa，型腔壓力決定后，可按下式校核注塑機(jī)的額定鎖模力： TKPcA 公式（2.6） 式中： T為注塑機(jī)的額定鎖模力，KN； A為塑件和流道系統(tǒng)在分形面上的投影面積，mm2； K為安全系數(shù)，通常取1.11.2； KpcA=1.14518.98=1024.2KN 公式（2.7） 所以，該注塑機(jī)的鎖模力符合要求。2.4.3成型腔數(shù)的確定以機(jī)床的注射能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的80%計(jì)算： =2.08 公式（2.8） 式中： N-型腔數(shù) S-注射機(jī)的注射量（g） W澆-澆注系統(tǒng)的重量（g） W件-塑件重量（g） 因?yàn)?，N=2.082所以，此模具型腔為一模兩腔結(jié)構(gòu)合理。綜上所述，本次設(shè)計(jì)選擇XS-ZY-150注塑機(jī)完全滿足設(shè)計(jì)需求。3注塑模具主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1型腔布置及分型面的選擇3.1.1型腔數(shù)量及排列方式模具的型腔能夠分成單型腔和多型腔3：確定型腔數(shù)目的要點(diǎn)：（1）塑料制品的批量、交貨周期和成本。如果短時(shí)間注射成型大量的塑料零件，應(yīng)使用多型腔能提高生產(chǎn)效率。（2）質(zhì)量控制的要求。本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)精度為MT5，質(zhì)量要求較高，再綜合考慮之下，我選用1模2腔，以來保證和滿足質(zhì)量要求。型腔的排列如圖3.1所示：圖3.1 型腔排列方式示意圖3.1.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定澆注系統(tǒng)的布置是多腔模具設(shè)計(jì)中最重要的問題。通常有兩種類型：平衡式和非平衡式。平衡式的特點(diǎn)是將導(dǎo)流通道的長度、形狀一一對(duì)應(yīng)，從而起到平衡腔體的進(jìn)料和同時(shí)均勻填充的目的。非平衡型特征是主流道長度與每個(gè)腔通道的分流通道長度不相等,但流道的總長度可以縮短4。 通過PROE的成型分析，得到塑件的體積的質(zhì)量，又因?yàn)榇四＞吆笠曠R罩屬于儀表外殼，精度高，從單一的加工生產(chǎn)效率和成本因素和注塑機(jī)的選型來考慮，本次設(shè)計(jì)決定采用一模兩腔布置。模具的結(jié)構(gòu)圖如圖3.2所示：圖3.2 模具結(jié)構(gòu)三維圖3.2 澆注系統(tǒng)3.2.1 主流道設(shè)計(jì)主通道是從注射模制噴嘴到模具觸點(diǎn)流過的第一通道，流到流動(dòng)路徑的該段。其功能是將塑料溶液輸送到分流器。主通道設(shè)計(jì)成圓錐形。 主流道一般由閘門設(shè)置本設(shè)計(jì)主流道一般設(shè)計(jì)袋凸平臺(tái)一端的圓盤組成，本設(shè)計(jì)為主道設(shè)計(jì)的圓盤，由高度為5 - 10 mm，用注塑機(jī)和固定模板定位5。閘門套筒的孔深一般為3 5 mm。（1）根據(jù)所選用的注塑機(jī)，則主流道小端尺寸: d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.51）=3+0.5=3.5mm 公式（3.1）主流道球面半徑：SR=噴嘴尺寸半徑+（12）=12+1=13mm 公式（3.2）（2）主流道襯套（圖3.3）雖然本設(shè)計(jì)是一個(gè)小模具，但主要通道長度襯套和定位環(huán)，主通道長度45mm左右，約等于模板厚度，材料采用T10制造熱處理強(qiáng)度52 56 HRC。1)主要通道錐角的36,ra = 0.63 um的內(nèi)壁粗糙度;2)主通道大端圓，半徑r = 1 3 mm。在材料流動(dòng)過程中減少阻力;3)主通道應(yīng)盡可能短，一般小于60 mm，當(dāng)模具結(jié)構(gòu)允許時(shí)。過長會(huì)影響 熔體的平滑填充;4)H7 / m6用于主流道襯套和固定模座板，H9 / F9間隙配合用于定位環(huán)。圖3.3 定位圈和襯套的工程圖3.2.2 分流道的設(shè)計(jì)導(dǎo)流通道為過渡通道，是主通道與門之間的通道，在分型面打開。其效果是將塑料分配的主流轉(zhuǎn)移到每個(gè)澆口。 分流道是多腔模具很重要的組成部分。典型截面有半圓形、圓形、矩形、梯形、u形和六邊形等6。分流道設(shè)計(jì)要點(diǎn): ( 1 )為使填料暢通的條件下盡量減小流阻，分流道的橫截面面和長度應(yīng)取最 小值; ( 2 )表面粗糙度按需求應(yīng)設(shè)為Ra0.8； ( 3 )分流通道較長，導(dǎo)流通道的端部沿材料流動(dòng)方向延伸，用作導(dǎo)流槽的冷卻孔，用于儲(chǔ)冷材料，導(dǎo)流槽的直徑為導(dǎo)流槽的1.52倍。本設(shè)計(jì)采用圓形分流道，如圖3.4所示模具分流道圖3.4 模具分流道3.3.3澆口的設(shè)計(jì)澆口是分流道和型腔之間的短通道。它的作用是加速溶質(zhì)，封閉空腔，便于塑料件的分離。在本設(shè)計(jì)中，澆口的位置和尺寸要求非常嚴(yán)格，因?yàn)闈部趯?duì)成型性能和成型質(zhì)量有很大的影響7。在選擇閘門位置時(shí)，應(yīng)遵循以下原則:(1)應(yīng)選擇澆口的大小和位置，避免材料注射和蠕動(dòng);(2)塑性加工應(yīng)最短，材料流量最??；(3)有利于空腔內(nèi)氣體的排出；否則，會(huì)在大門處造成短射、燒焦或高壓；(4)減少或避免塑料件的焊接痕跡，提高焊接牢度，如不可避免，不應(yīng)在 功能區(qū)、載荷區(qū)和外觀區(qū)；(5)防止料流擠壓芯或預(yù)埋件；(6)考慮聚合物取向?qū)λ芗挠绊?，盡量減少聚合物沿流動(dòng)方向的取向；經(jīng)詳細(xì)論證分析，本次設(shè)計(jì)的塑料件采用側(cè)澆口，既能保證塑件的快速成型，又能保證塑件的成型，除去氣體。3.3.4冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì)冷料穴是指儲(chǔ)存冷物料，避免堵塞通道。通常設(shè)置在主通道末端以固定冷卻頭的裝置。冷卻孔直徑應(yīng)略大于主通道主端直徑，模具為10毫米。深度約為主流道直徑的3 / 4，約6mm，如圖3.5所示。針對(duì)推板的生產(chǎn)，推出推桿接頭，并采用Z形桿。 圖3.5 冷料穴3.3成型零件的設(shè)計(jì)3.3.1 分型面的選擇分型面是指開模后取出塑件的那個(gè)平面，在注塑模中可采用一個(gè)或多個(gè)分型面， 將模具分成兩個(gè)或多個(gè)可分離的部分。成形時(shí)，接觸面必須封閉，使接觸面成為分型面。本塑件制造工藝簡單，故采用一個(gè)分型面即可。分型面的設(shè)計(jì)原則；(1)要符合制件脫模的基本要求，即可以讓制件從模具內(nèi)取出，分型面位置應(yīng)設(shè)在制件脫模方向最大的投影邊緣部位；(2)滿足動(dòng)模分離后，制件盡可能的留在動(dòng)模內(nèi)；(3)分模線不能影響制件的外形，保證分型面不破壞制件的外表面光滑度；(4)確保制件的質(zhì)量。（例：盡可能將有同軸度要求的部分設(shè)立在同一模板內(nèi)；(5)能夠合理的安排澆口位置，設(shè)計(jì)出合理的澆注系統(tǒng)；(6)滿足模具的鎖緊要求，將制件應(yīng)放在投影面積最大的部位；(7)便于設(shè)計(jì)出良好的排氣、冷卻系統(tǒng)；(8)有利于模具的加工。簡而言之，分型面應(yīng)盡可能簡單，以便可以制造和模制模具。綜上考慮以上的設(shè)計(jì)原則，本設(shè)計(jì)的分型面選擇如圖3.6所示：圖3.6 分型面的選擇3.3.2 排氣槽的設(shè)計(jì)注塑模具的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮排氣問題，當(dāng)塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)，如果原始?xì)馇粌?nèi)的氣體不能成功排出腔外，則可能會(huì)產(chǎn)生氣孔或其它缺陷的不良產(chǎn)品，本次設(shè)計(jì)的模具是利用分型面和鑲嵌件之間的間隙進(jìn)行排氣的，所以不設(shè)排氣槽8。3.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成形零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括型腔、型芯和各種環(huán)的設(shè)計(jì)。3.4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)型腔，又稱凹模，是在外表面形成塑料制品的主要部分，根據(jù)其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體和組合模兩種?？偟膩碚f，整體式的類型是強(qiáng)度，剛度是好，但不適合復(fù)雜的腔；組合模具結(jié)構(gòu)，使得加工復(fù)雜的模具型腔簡單化，并且也可以避免使用相同的材料9。本設(shè)計(jì)采用拼接的間隙進(jìn)行排氣步驟，但由于剛度較差，所以容易在塑料零件表面留下痕跡，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了便于處理，模具結(jié)構(gòu)采用組合型式。如圖3.7所示。圖3.7 型腔圖3.4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凸模和核心部件在塑料零件的內(nèi)表面，凸模具一般是指較大的成型零件，主要的內(nèi)部零件，也稱為主芯;核心一般是指在較小的孔槽部位上的成型零件，由于模具結(jié)構(gòu)一般，內(nèi)部表面要求較高，內(nèi)凸截錐淺，便于加工，所以采用積分的凸模板。如圖3.8所示： 圖3.8 型芯圖3.4.3 成型零件的尺寸計(jì)算型腔直徑按平均收縮率計(jì)算（單位：mm）取ABS的收縮率為0.50%。然后根據(jù)以上的平均收縮率計(jì)算出以下成型零件的尺寸。型腔直徑平均收縮計(jì)算(單位= mm)平均收縮率為：凹模的內(nèi)形尺寸： L凹=L1+k-3/40+ 公式(3.1)式中： L凹 為內(nèi)形尺寸(mm)； L塑 為外徑基本尺寸(mm)； K 為平均收縮率(%)； s 為公差，查表知ABS塑件精度等級(jí)取MT5；所以型腔尺寸如下： L1=160(1+0.005)-(3/4)1.4401.44=159.72 公式（3.2） L2=8(1+0.005)-(3/4)0.2800.28=7.81 公式（3.3） L3=38(1+0.005)-(3/4)0.560+0.56=37.77 公式（3.4）型腔深度的尺寸計(jì)算： H凹=H1+k-2/30+ 公式（3.5）式中： H凹 為高度尺寸(mm)； H塑 為內(nèi)形深度基本尺寸(mm)； s 、K 含義和1式相同； H1=4(1+0.005)-(3/4)0.240+0.24=3.84 公式（3.6）凸模的外形尺寸計(jì)算： L凹=L1+k-3/4-0 公式（3.7） 式中：L凸 為外形尺寸(mm)； L塑 為內(nèi)形基本尺寸(mm)； s 、k含義和1式相同。所以型芯的尺寸如下：L1=19（1+0.005）+（3/4）0.44-0.440=19.425 公式（3.8）L2=2（1+0.005）+（3/4）0.20-0.20=2.16 公式（3.9）型芯的深度尺寸計(jì)算： H凸=H 塑1+k+2/3-0 公式（3.10） 式中： H凸 為高度尺寸(mm)； H 塑 為內(nèi)形深度基本尺寸(mm)； s 、k含義和1式相同。型芯的高度為： H凸 =3.4（1+0.005）+（2/3）0.24-0.240=3.577 公式（3.11）4注塑模具其他結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是定位、導(dǎo)向和承受一定的側(cè)向壓力。導(dǎo)向件設(shè)計(jì)原則:(1)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)類型的選擇:模型定向一般采用島導(dǎo)向;(2)導(dǎo)柱的數(shù)量、尺寸和布置:導(dǎo)柱應(yīng)圍繞模具分型面分布;(3)導(dǎo)向件的設(shè)置必須注意模具的強(qiáng)度;(4)導(dǎo)向件必須考慮工藝過程;(5)導(dǎo)柱要能順利進(jìn)入導(dǎo)套；導(dǎo)向段長度應(yīng)比芯高812 mm;(6)導(dǎo)向件應(yīng)具有較強(qiáng)的耐磨性:導(dǎo)柱導(dǎo)套采用20鋼，硬度50 55 HRC。 (7)導(dǎo)柱導(dǎo)套固定件表面粗糙度Ra = 0.8 m，導(dǎo)向件表面粗糙度Ra = 0.8 0.4 m;(8)協(xié)調(diào)精度: H7 / m6過渡采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套、模板固定部分。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的滑動(dòng)部分應(yīng)采用H7 / f7的間隙結(jié)合。4.1.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套的選擇導(dǎo)柱導(dǎo)套具體尺寸如圖4.1所示。圖4.1 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)形式4.1.3 導(dǎo)柱導(dǎo)套的排布方式為了使導(dǎo)柱進(jìn)入導(dǎo)套是光滑的、圓角的，在導(dǎo)套的前面倒一個(gè)圓角，并且導(dǎo)柱孔到孔，設(shè)計(jì)成這樣是因?yàn)槿菀着艢?，材料采用T8A，使其硬度低于導(dǎo)針硬度，這樣就可以減少摩擦，以防止導(dǎo)針或?qū)п樚妆幻?。?dǎo)套的精度和協(xié)調(diào)性是兩級(jí)精密過渡和壓制的模板。本設(shè)計(jì)具體導(dǎo)柱布置如圖4.2所示：圖4.2 導(dǎo)柱布置圖4.2 塑件脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑成型的每一個(gè)周期中，塑料部件必須與模具的腔體或芯部分開，并將塑料部件分離的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)10。推出機(jī)構(gòu)由推出部件(推桿、拉桿、復(fù)位桿、推桿固定板、推桿墊板、限位釘)、推出導(dǎo)件(推桿導(dǎo)柱、推桿導(dǎo)套)、復(fù)位件(復(fù)位桿)組成。間距釘:形成間隙，以去除廢物和雜物。本設(shè)計(jì)采用頂針中心彈射。圓柱形頂桿是最常見的頂桿之一，圓柱形頂桿具有易加工、易匹配精度、易互換性、易更換、小滑動(dòng)阻力、不易夾緊等優(yōu)點(diǎn)，因此可以將圓柱形頂桿用于彈射。推出機(jī)構(gòu)如圖4.3所示：圖4.3 推桿三維圖4.2.2 復(fù)位的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)完成后，必須回到初始位置，以實(shí)現(xiàn)下一個(gè)循環(huán)。模具的設(shè)計(jì)由復(fù)位桿復(fù)位。4.2.3 脫模過程通過彈簧和推板將模具取出，然后通過推板將模具推出，從而使塑料部件與模具分離。4.2.4模架的設(shè)計(jì)模具基礎(chǔ)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是模具設(shè)計(jì)和制造過程中遵循的技術(shù)規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和指導(dǎo)原則。選擇模具框架各個(gè)尺寸如下： 模具寬度B1 = 300mm，模具長度L = 350 mm;模板a = 80 mm，材質(zhì)45鋼;模板b = 90 mm，材質(zhì)45鋼;墊塊c = 9mm，材質(zhì)45鋼;頂板厚度為20mm，核心固定板厚度為25 mm，使用45鋼;移動(dòng)模塊的高度 25毫米，模具底板的高度為25毫米，材料都為45鋼。 模架的總高度為: H = 300毫米； 模具強(qiáng)度和剛度足夠，模架尺寸適中，選用合理模架整體裝配圖如圖4.4所示。圖4.4 模架整體裝配圖4.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.3.1冷卻道開設(shè)原則溫控系統(tǒng)及循環(huán)回路的設(shè)計(jì)原則:(1)冷卻通道盡可能多，截面尺寸應(yīng)盡可能大;(2)冷卻通道應(yīng)盡可能靠近腔壁；(3)冷卻通道的入口應(yīng)靠近閘門；(4)通道的入口和出口溫度應(yīng)盡可能小。4.3.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)由于本設(shè)計(jì)塑件體積較大，所以水道采用直水道直徑為8mm,在滑塊上開設(shè)4條冷卻水道其分布圖如圖4.5所示；圖4.5 冷卻水道分布圖5模具的裝配將設(shè)計(jì)好的模具以相鄰側(cè)邊為模板組裝基準(zhǔn)，將相鄰側(cè)邊打磨成90，然后以側(cè)邊為基準(zhǔn)，分別將裝置固定在模型和動(dòng)態(tài)模型的其他部件上。5.1模具總裝配模具整體裝配要求:(1)模具平面平行度偏差不大于0.03 mm，分型面接近;(2)頂桿必須保持同步，上下模芯必須保持緊密接觸。模具總裝配順序：1)確定裝配基準(zhǔn)；2)裝配前，應(yīng)對(duì)零件進(jìn)行測量。合格的零件必須拆除并清洗；3)調(diào)整零件組合后的累積尺寸誤差，如待校準(zhǔn)模板的平行度，確保模板裝配 緊密;4)在裝配時(shí)盡量保留原加工尺寸的基準(zhǔn)，以便在最終調(diào)整時(shí)檢查；5)裝配導(dǎo)向系統(tǒng)，保證開模靈活，無松動(dòng)、卡緊現(xiàn)象；6)組裝頂出系統(tǒng)，將復(fù)位調(diào)整到頂出位置；7)組裝其余鐵芯，確保間隙符合要求；8)裝配冷卻或加熱系數(shù)，保證管道暢通、不漏水，方法靈活；9)擰緊所有螺釘；10)模具合格后，對(duì)模具進(jìn)行標(biāo)記，最后檢查附件和附件，確保模具裝配完整。5.2 型腔、型芯與模板的裝配根據(jù)本模具所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，型芯采用壓入式裝配。型腔采用鑲嵌式裝配，裝配時(shí)選擇合適的裝配基準(zhǔn)和裝配工藝，保證裝配質(zhì)量的過程控制，從而保證成品的質(zhì)量與精度。裝配注意事項(xiàng):(1)腔、芯、模板固定孔為H6 / M6。如果尺寸過大，應(yīng)在裝配前進(jìn)行處理；(2)裝配前仔細(xì)檢查零件質(zhì)量；(3)為了便于腔和芯的組裝，壓力入口應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角；5.3 推桿的裝配推桿的裝配要求：(1)推桿導(dǎo)向段與型腔推桿孔的配合方式為H8/f8；(2)推桿裝配后頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)運(yùn)動(dòng)靈活，無卡紙現(xiàn)象；(3)頂桿在頂桿固定板孔內(nèi)每邊都有0.5mm左右的間隙；(4)頂桿工作面應(yīng)高出型面0.050.10mm；(5)完成頂出制品后，頂桿應(yīng)能在合模后自動(dòng)退回到原始位置。5.4模具的總裝配工藝(1)圖紙要求檢查各零件尺寸；(2)修磨分型面的密合度；(3)固定方式和移動(dòng)模板與夾板，鉆孔導(dǎo)柱，導(dǎo)套孔組合在一起， 孔后壓入加工定位銷，加工側(cè)垂直基準(zhǔn)面;(4)以定模的側(cè)面基準(zhǔn)作為加工的基準(zhǔn)，模具的型腔分開處理;(5)利用定模型腔的實(shí)際中心，加工型心固定型孔的切割穿線孔，并進(jìn)行線切割型孔；(6)在定模和動(dòng)模上分別壓入導(dǎo)柱導(dǎo)套，并保持導(dǎo)向可靠、靈活；(7)過型芯引鉆、鉸動(dòng)模板上的頂桿孔；(8)過動(dòng)模引鉆頂桿固定板上的頂桿孔；(9)加工復(fù)位桿孔，并組裝頂桿固定板；(10)組裝模底板和動(dòng)模板；(11)在定模板上加工導(dǎo)柱孔，并將澆口套壓入定模板上；(12)裝配定模部分；(13)裝配動(dòng)模部分并修正頂桿和復(fù)位桿長度；(14)裝配完畢后進(jìn)行試模，試模合格后打上標(biāo)記并交驗(yàn)入庫。6 總結(jié)通過本次畢業(yè)課題設(shè)計(jì)，對(duì)模具設(shè)計(jì)工作有了更深入