玩具汽车后视镜模具的设计论文32471.doc

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1、毕业设计说明书 题 目 玩具汽车后视镜模具的设计 专 业 模具设计与制造 玩具汽车后视镜模具的设计目录摘要4前言4绪论41. 塑件的工艺分析41.1塑件的成型工艺性分析41.1.1 塑件材料ABS的使用性能51.1.2 塑件材料ABS的加工特性51.2 塑件的成型工艺参数确定62 模具的基本结构及模架选择62.1型芯型腔尺寸的计算132.1.1型腔径向尺寸132.1.2 型腔深度尺寸132.1.3 型芯径向尺寸142.1.4 型芯高度尺寸142.1.5 型腔结构122.1.6 型芯结构122.1.7 确定成型方法62.1.8型腔布置721.9确定分型面72.2 选择模架72.2.1 模架的结构

2、72.2.2 模架安装尺寸校核72.3模具的基本结构62.3.1浇注系统82.3.2顶杆82.3.3抽芯机构9 2.3.4弹簧2.3.5模具加热152.3.6模具冷却153模具主要零件图及加工工艺规程16 4.1 模具定模板零件图及加工工艺规程16 4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程17 4.3 模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程184模具总装图及模具的装配、试模19 5.1 模具的安装试模.195.2. 试模前的准备195.3模具的安装及调试205.4 试模215.5检验215 排气系统的设计.226 参考文献.摘 要：模具，简而言之，是用来成型物品的工具。这种工具有各种零件构

3、成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。本论文主要内容为玩具车后视镜注塑模具设计。首先通过UG获得产品部件的外型实体模型，经过大量的计算完成塑件的工艺分析，确定，分型线，分型面，应用MoldWizard进行分模和模架的加载，通过查阅资料完成浇口、流道、顶针、弹簧、滑块和侧抽心、侧抽心定位系统、水道的设计。还对模具的排气系统进行了设计。在总结模具主要零件图及加工工艺规程，最后通过试模看是否有没考虑的地方，经过多次的试模修模试模修模最终得出最好的设计方案。关键词：UG； MoldWizard；模具设计 前言： 随着社会的发展，人们对生活产品的要求也越

4、来越广。其中包括种类丰富的塑料产品，例如：一些电器材料、厨房用具、生活用品。不但种类多而且小形状多样。注塑模具设计可以根据人们的具体要求进行产品的尺寸设计，最大程度的满足了用户的需求。因此注塑模具设计成了当今社会发展必不可缺少的行业。目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢铁，成为当前人类使用的第一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门，塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要组成部分，是塑料工业中不可缺少的环节。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。从2011年我国模具进口的海关统计资料可知,塑料模具占据了模具进口总量的57%,而注塑成型模具在整个塑料模具

5、中占有很大的比例.注塑成型模具设计的好坏,决定着注塑成型制件的质量优劣及成品率高低,也就是说,是否能加工出优质价廉的塑料制件,在很大程度上要靠注塑成型模具设计的合理性和先进性来保证.现代塑料制件生产中,合理的注塑成型工艺,先进的注塑成型模具及高精度,高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素,缺一将一事无成.本文以玩具车后视镜盖为例，介绍了注塑模具设计流程，该流程包括工艺分析，选择注塑机，确定成型方案，最后对该注塑机进行必要的工艺参数校核。下面就对该实例进行详细论述。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要研究所开发的UG系统、华中理工大学开发的注塑模

6、HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。普及和提高CADCAECAM技术的应用，是模具设计制造走向现代化的必由之路。这里我应用了UG6.0来完成了玩具车后视镜模具CAD和模具CAE。1 塑件的工艺分析1.1 塑件的成型工艺性分析塑件图产品材料：ABS塑件尺寸：如图所示塑件要求：1.件壁厚均匀，不允许有裂纹和变形缺陷。 2.脱模斜度15度 3.未注圆角R2R51.1.1 塑件材料ABS的使用性能综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性、电气性能良好；易于成形和机械加工，与有

7、机玻璃的熔接性良好，可作双色成形塑件，且表面可镀铬。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。1.1.2 塑件材料ABS的加工特性l 无定型塑料，其品种很多，各品种的机电性能及成形特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成形条件。l 吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。l 流动性中等，溢边料0.04 mm左右（流动性比聚苯乙烯，AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。l 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为250左右，比聚苯乙烯易分解）

8、，对要求精度较高塑件，模温宜取5060，要求光泽及耐热型料宜取6080。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为180230，注射压力为100140 MPa，螺杆式注塑机则取160220，70100 MPa为宜。l 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。脱模斜度宜取2以上。1.2 塑件的成型工艺参数确定查手册得到ABS塑料的成型工艺参数：适用注射机类型 螺杆式密度 1.02 1.16g/cm3；收缩率 0.3 0.8 % ；预热温度 80C 85C，预热时间 2 3 h ；料筒温度 后段150C

9、170C，中段165C180C，前段180C200C；喷嘴温度 170C 180C；模具温度 50C 80C； 注射压力 60 100 MPa ；成型时间 注射时间20 90s ，保压时间0 5s ，冷却时间20 120s 。2 模具的基本结构及模架选择2.1.型芯型腔尺寸的计算取ABS的平均成型收缩率为0.6 %，塑件未注公差按照SJ1372中5级精度公差值选取。2.1.1型腔径向尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.6。1） 75.6-0.52 1=0.52mm Scp=（0.003+0.008）/2=0.0055 =（1+0.0055）75.6

10、0.60.52+0.17mm =75.70+0.17mm2）25.94-0.46 =（1+0.0055）640.60.46+0.15mm =64.08+0.15mm2.1.2 型腔深度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.63。5.2+0.445.64-0.44mm =（1+0.0055）5.640.630.44+0.14mm =5.95+0.14mm2.1.3 型芯径向尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.7。1）52-0.4651.54+0.46mm =（1+0.0055）51.540.70.46-0.

11、15mm =52.15-0.15mm2）6.5+0.48 =（1+0.0055）6.50.70.48-0.16mm =6.87-0.16mm2.1.4型芯高度尺寸 模具最大磨损量取塑件公差的1 / 6；模具的制造公差z = /3；取x=0.5。1）16.6+0.58 =（1+0.0055）16.60.630.58-0.19mm =17.06-0.19mm2）26.36+0.8 =（1+0.0055）26.360.630.80-0.26mm =27.01-0.26mm2.1.5 型腔结构型腔由定模板、中间板、动模板和滑块共四部分组成。定模板、中间板和滑块构成塑件的侧壁，点浇口开定模上，这样使加工

12、方便，有利于型腔的抛光。定模板中心开有冷却水孔，用来强制冷却工件和型芯。2.1.6 型芯结构型芯由动模板上的孔固定。型芯与动模板配合，增加模具寿命。另外，这种配合可以减少动模板在运动时与型芯之间的磨损。2.1.7 确定成型方法塑件采用注射成型法生产。使用点浇口成型。2.1.8型腔布置塑件形状较简单，重量较轻，生产批量较大。所以应使用多型腔注射模具。考虑到塑件的侧面有4 mm的圆孔，需侧向抽芯，所以模具采用一模四腔、平衡布置。这样模具尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。其布置如图所示。2.1.9 确定分型面塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求，因此分型面选择两个分型面，这样的选择使

13、塑件便于取出，塑件大部分外表面光滑，同时侧向抽芯容易，而且塑件脱模方便。因此塑件选择如图所示。 分型面选择2.2 选择模架2.2.1 模架的结构 2.2.2 模架的结构 LKM-PP细水口系统 模具外型尺寸为，长600mm、宽400mm、高410mm，小于注射机拉杆间距和最大模具厚度，可以方便地安装在注射机上。2.3模具的基本结构2.3.1浇注系统 塑件采用点浇口成型，其浇注系统如图所示。点浇口直径为3.6mm，侧浇口长度为8mm，头部球R1.52 mm。分流道设计：采用半圆截面流道，其半径R为3 3.5mm。长度为20mm主流道设计：为了使原料到达各产品的时间一致，主流道设计成两个90度的圆

14、弧与之相连，如图。 2.3.2推出方式选择推杆推出机构完成塑件的推出。如图：HEAD-TYPE选择5号，便于模具顶针的准确拆装.2.3.3抽芯机构塑件的侧面有4mm的圆孔，因此模具应有侧向抽芯机构，由于抽出距离较短，抽出力较小，所以采用斜导柱、滑块抽芯机构。斜导柱装在定模板上，滑块装在动模板上。滑块的定位机构：使再次合模斜导柱和导套准确的定位。2.3.4弹簧为了使产品自动定出，设计了弹簧，参数如图。2.3.5 模具加热 一般生产ABS材料塑件的注射模具不需要外加热。2.3.6 模具冷却模具的冷却分为两部分，一部分是型腔的冷却，另一部分是型芯的冷却。型腔的冷却是由在定模板上的8mm的冷却水道完成

15、，如图2.2.7选择成型设备注射机型号的确定：（1） 注射量计算 =1.021.16g/cm3 V塑=52442.29mm3=52.44cm3 M塑=V塑=52.44 1.02g=53.49g（2） 系统凝料体积的初步估算 V总=V塑（1+0.2） 2=52.44 1.2 2cm3 =125.86cm3 （3） 选择注塑机 由V总=125.9cm3 再由式V公=V总/0.8 查询塑料成型工艺与模具设计初选公称注射量为250cm3 注射机型号为XS-ZY-250 其有关参数为：理论注射量 ：250 cm3 ； 注射压力 ： 130MPa ；注射速率： 110/g.s-1锁模形式 ：增压式锁模力

16、：1800kN ；模具厚度： 200 350mm ；最大开合模行程 ： 500mm ；喷嘴圆弧半径 ：12 mm ；待添加的隐藏文字内容3喷嘴孔直径： 23mm ；拉杆间距：448 370mm 。（4） 注塑机相关参数的校核 1.注射压力的校核 ABS的注射压力为80110MPa 取P=100MPa 该注射机的公称注射压力P公=130MPa，注射压力安全系k=1.251.4取k=1.25则 Kp=1.25100=125130MPa=P公所以注射剂注射压力合格 2.锁模力校核 a .塑件在分型面上的投影面积A塑则 A塑= R2 2=3.14（75.6/2）2=4487mm2 b.浇注系统在分型面

17、上投影A浇 由A浇=0.20.5A塑，取A浇=0.2 A塑 c . A总=（A浇+A塑）n（腔数）=21.24487mm2=10768.8mm2 d.模具型腔内的胀形力 P模=P注射（0.20.4）=2652MPa，取40N F胀=A总P模=10768.8 40N=430.75kN 由于F锁=1800N，k=1.11.2，取k=1.2 则kF胀=1.2430.75kN=516.9kNFs锁 所以注射剂锁模力合格3. 模具主要零件图及加工工艺规程3.1 模具定模板零件图及加工工艺规程 定模板的加工工艺：（1）以基准角定位，加工75.6+0.17mm的型腔孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。（2）

18、以基准角定位，加工宽32mm、长40mm、深25mm及宽10mm、深20.66-0.23mm的装配侧滑块孔，可以采用铣床或加工中心完成。（3）以基准角定位，加工宽32mm、长20mm、深40mm的斜楔装配孔及其上的M10螺钉沉孔，可以采用铣床和钻床完成。（4）钳工研配侧滑块和斜楔。（5）将侧滑块装入定模板侧滑块孔内锁紧固定，共同加工15mm的斜导柱孔，可以采用铣床或钻床完成。（6）以基准角定位，加工4-16mm孔，可以采用钻床或铣床完成。（7）加工2-10mm冷却水孔，由钻床或深孔钻床完成。3.2模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程动模板（型芯固定板）零件图如图所示。动模板（型芯固定板

19、）零件图动模板（型芯固定板）加工工艺如下：（1）以基准角定位，加工52+0.02mm的型芯固定孔，可以采用坐标镗床或加工中心完成。（2）以基准角定位，加工4-16mm孔，可采用镗床或钻床完成。（3）钳工装配型芯。4模具总装图及模具的装配、试模4.1模具的安装试模试模是模具制造中的一个重要环节，试模中的修改、补充和调整是对于模具设计的补充。4.2试模前的准备试模前要对模具及试模用的设备进行检验。模具的闭合高度，安装与、于注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等要符合所选设备的技术条件。检查模具各滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要正确。各镶嵌件

20、、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。4.3模具的安装及调试 模具的安装是指将模具从制造地点运至注射机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装在注射机上要注意以下方面：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动结构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机

21、上的固定多采用螺钉、压板的形式，如图所示。一般采用4- 8块压板，对称布置。1压板 2螺钉 3模具 4注射机模板模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活，定位装置是否能够有效作用，要注意以下方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。4.4试模模具安装调整后即可以进行试模。1）加入原料 原料的品种、规格、牌号应符合产品图样中的要求，成型性能应符合有关标准的规定。原料一般

22、要预先进行干燥。2）调整设备 按照工艺条件要求调整注射压力、注射速度、注射量、成型时间、成型温度等工艺参数。3）试模 采用手动操作，试模注射出样件。4.5验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产出的样件满足客户的要求，即可交付生产使用。5排气系统的设计由于制品尺寸较小，在实际生产过程中，考虑到经济效益，采用模具分型面间的空隙或者利用模具零件间的配合间隙进行自然的排气。6 参考文献1 唐立山，模具CAD/CAM 中国海洋大学 2010 2 陆劲昆，初利宝.UGNX6.0注塑模具设计.北京：大学出版社，2010