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1、HFJ6371型车侧围装饰板卡扣的注射模设计摘 要当今，随着世界经济的迅猛发展与人民的生活水平的普遍提高，汽车也越来越多的进入了普通家庭，因此带动了汽车工业的发展。而汽车业要实现高效率生产，模具是一个重要环节。用注塑模具来生产汽车饰品，不仅外表美观，而且经济实用，成本低。因此,注塑模设计的优劣与整个汽车工业的发展有着密切的联系。而CAD软件在模具设计中对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的干涉与缺陷等问题。本设计中，论述了HFJ6371型车侧围装饰板卡扣的注射模设计过程，同时也论述了应用CAD软件进行二维实体建模，并对其进行可行性分析和工艺性分析，然后利用软件设计出浇注
2、系统和各种成型零件，最后根据成型特点和生产要求生成标准模架的整个过程。在设计中，由于零件结构尺寸较小，要保证零件质量，需采用一模多（八）腔结构。且应用点浇口结构，以便有利于成型。关键词：塑料注塑模；装饰板卡扣；CAD；点浇口AbstractToday, with the rapid development of world economy and generally improve the living standards of people, cars are more and more into the average family, so bring the automobile ind
3、ustry. The automotive industry to achieve high efficiency, mold is an important part. Injection mold used to produce automobile accessories, not only looks beautiful, but also economical and practical, low cost. Therefore, the merits of injection mold design and development of the auto industry clos
4、ely. And CAD software design of the mold in the mold design analysis and simulation to replace actual tryout, forecasting the potential to interfere with the design flaws and other issues.This design, the Model Side discussed HFJ6371 board deduction of injection mold decoration design process, but a
5、lso discusses the application of CAD-D solid modeling software, and its feasibility analysis and process analysis, and then use software design the gating system and a variety of molded parts, and finally forming characteristics and production requirements under the standard mold of the entire build
6、 process. In the design, structure size as small parts, to ensure part quality, requires the use of a multi-cavity mold. And the application point of the gate structure, in order to facilitate molding.Keywords：Plastic injection mold；Decorative board buckle; CAD; point gate目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1
7、汽车行业的模具发展概况11.2 模具行业在国内外的研究现状21.3 CAD软件在模具行业的应用21.4 选题的依据和意义31.5 设计的难点4第2章 塑件分析与注射机的选用52.1 塑件分析52.1.1 塑件外形分析52.1.2 确定塑件的批量52.1.3 塑件的尺寸、表面粗糙度62.1.4 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数62.2 设备的选择72.2.1 注塑机选择的依据7第3章 模具总体结构设计103.1 拟定模具结构方案103.2 浇注系统103.2.1 浇注系统的总体构成103.2.2 主流道设计113.2.3 分流道设计133.2.4 浇口设计143.2.5 冷料穴设计153.3 成
8、型部分及零部件163.3.1 分型面的设计163.3.2 一般凹凸模结构设计173.3.3 成型零件的工作尺寸计算173.3.4 型腔壁厚计算193.4 脱模机构223.4.1 脱模机构的构成与功能223.4.2 取出机构的设计223.4.3 脱出机构设计原则223.4.4 塑件的脱出机构设计243.4.5 温度调节系统设计28第4章 模架设计294.1 模架概述294.2 模架结构设计294.2.1 定模板304.2.2 动模板304.2.3 定模座板314.2.4 动模座板324.2.5 动模垫板324.2.6 垫块334.2.7 推板与顶杆固定板344.3 导向零件344.3.1 导向结
9、构的总体设计344.4 模具的运动过程36结论38参考文献39致谢4041第1章 绪 论1.1 汽车行业的模具发展概况模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，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。模具的应用范围：机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门，航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具。汽车车身模具，特别是大中型覆盖件模具，是车身制造技术的重要组成部分，也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。汽车业要实现个性化生产，模具是个重要环节。汽车产品
10、在创新过程中，能不能实现个性化，能不能实现低成本生产，都与模具的国产化有关。 近年来，韩国、日本、意大利等几家汽车模具设计公司已经在中国进行市场开拓。从产业政策讲，设计公司进入中国市场没有任何政策上的障碍，并且有可能在高新技术开发区得到非常优惠的政策，国内汽车模具厂面临严峻挑战。可喜的是，最近几年我国汽车行业的迅猛发展，模具的需求猛增，模具企业为汽车模具服务的数量急剧增多。但汽车行业的汽车模具企业，技术力量、设备配制和生产能力均是以汽车车身件的大型模具配备为主，利用自身的优势能力，集中精力以解决车身结构件等大型覆盖件的模具为主，对一些中小型零件的模具已没有较多投入能力，只能转向社会，使许多模具
11、企业为其配套制作中小型汽车模具。汽车的生产制作工艺已有较大的发展，对冲压工序通过造型，CAE有限元分析，模具冲压过程，缩短了模具的制造、试模周期，降低了成本。在制造过程中，大部分采用大型加工中心等关键设备，基本上与国外先进加工工艺接轨，几个较大的汽车模具企业，原则上均能制作汽车模具的整套工装，如一汽模具近期投入技改后加工中心已多达36台，北京比亚迪模具公司也有25台以上，东风汽车模具、天汽模具、成飞模具等均有一定的加工实力。“中国汽车市场的巨大潜力，为汽车模具的发展带来了更加广阔的发展空间。” 中国模具工业协会副理事长、东风汽车模具有限公司总经理李建华在分析中国汽车模具市场时曾说。中国模协经营
12、管理委员会在模具行业推广应用信息化管理技术方面要加大宣传力度，进行市场调研摸底，目前部分已实施，部分可能准备采用，还有部分未考虑或正在计划之中。在这一基础上，按企业分类，按专业化生产，按模具产品分类等，从各渠道加强信息化管理的宣传，提高认识，强化信息化管理的重要性，通过信息化管理应用逐步提升企业的管理水平与企业形象。1.2 模具行业在国内外的研究现状1、塑料模国内的发展状况目前随着我国汽车、电子、通讯、家电等行业的发展，对塑料模具的需求越来越大，对产品质量要求越来越高。随着中国汽车工业的发展，以塑料替代木材和金属，会使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量增加，尤其是新材料及新成型技术的出现，使
13、得塑料制品在汽车工业中的消费量日益增加。从而导致了我国塑料模的发展极其迅速。在一定意义上说，汽车塑料制品的用量能反映一个国家汽车工业的发展水平。而国内的塑料模具的发展用30年已走出国外90年的历程，现已具相当的规模。但与国外也有着不小的差距。在国内,就大型模具来说,在硬件和加工设备上与国外的差别并不大，但是在原材料和高精密制品方面存在很大的差距。一些寿命高的和高精度的模具，原材料还是需要进口，拿制作模具的原材料来说，国内的材料很难达到大型、精密模具所需要的性能要求，所以国内对高性能原材料的需求量是很大的。 2、 国外的发展状况 注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑
14、模CAD技术发展相当迅速。70年代已开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功采用有限元法分析二维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑模CAD技术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进、提高和改善。1.3 CAD软件在模具行业的应用在模具行业，二维实体设计，是目前制造企业最流行的设计手段，通过二维实体设计提高企业的设计水平，已经为大多数企业认可，但如何将二维实体技术应用于
15、加工制造，更加明显的体现出二维实体技术的经济效益，是目前所有企业面临的问题。就现在的技术水平来讲，在应用PDM系统的基础上，应用二维实体设计技术，结合二维实型数控加工技术，实现无图纸加工，是提高企业的制造水平和经济效益的最佳方式。 二维实体设计作为一种先进的设计技术，已经在众多的机械制造企业取得了重大的成功，特别是通过二维的动态仿真技术，提前杜绝了多数的设计问题，企业能够取得明显的经济效益。近年来随着国外先进二维设计软件在模具行业的不断应用，众多模具企业纷纷采用二维实体设计手段，模具的设计水平得到了较大的提高。近年来，随着二维CAD技术的飞速发展，使其在机械工程领域的应用越发广泛，尤其在模具设
16、计制造方面，二维CAD软件更是设计人员的得力助手，有效地提高了工作效率，减轻了劳动强度。在众多二维CAD软件中，CAD以其强大的功能长期占据业界的主导地位。CAD是个基于特征的，全参数化的辅助设计软件，它能实现CAD,CAE,CAM等各种功能，涵盖机械设计各个领域。它有许多特点非常适用于模具的设计及改造：比如直接建模能够在已有特征上快速建模，有利于模具的结构改动；参数化设计能快速改动设计尺寸，可避免繁琐的尺寸计算；几何关系联接能快速建立装配零件间的对应关系，使一些零件随关键零件的改动而改动，实现“牵一发，而动全身”的效果；精确的干涉检查，尺寸测量能让设计人员第一时间知道零件间的装配关系，了解设
17、计的效果，避免实际装配中的干涉；简便的二维二维转换及出图功能能够快速完成零件图的绘制，减少重复劳动，缩小设计周期；利用CAD进行改造设计可以直观地显示各种结构，了解结构的合理性。它的几何关系连接器功能可以在已经设计好的零件基础上，建立新零件，不必先考虑尺寸，把精力集中于结构，而尺寸由已有零件特征参数来定。用表达式建立装配关系，利用参数化快速改变尺寸。除了这些功能，CAD还有很多其它功能，有待进一步的实践学习。改造模具时，尽量将变动集中到关键零件，尽量保持原有功能与结构，以节约成本，提高效率。有了CAD的帮助，技术人员可以把更多的精力投入到设计本身，而不是计算、制图等繁琐的工作中。它给技术人员带
18、来了全新的设计理念，是模具设计的得力工具。1.4 选题的依据和意义当今，随着世界经济的迅猛发展与人民的生活水平的普遍提高，汽车也越来越多的进入了普通家庭，因此带动了汽车工业的发展。我的毕业设计所涉及的课题为生产汽车饰品的注塑模设计。经过在哈尔滨齐塑汽车装饰有限公司的毕业实习经历，我决定了做HFJ6371型车侧围装饰板卡扣注塑模设计的想法。用注塑模具来生产汽车饰品，不仅外表美观，而且经济实用，成本低。因此,注塑模设计的优劣与整个汽车工业的发展有着密切的联系。近年来，模具行业迅猛发展，其地域分布特色也日渐成形。在我国，从地区分布来看，以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。塑料模技术包括设计技术、材
19、料选择、加工技术、管理与维修技术等多种领域，属于系统工程技术。随着塑料模具应用领域的不断扩大，地位的不断提高，国家已非常重视并制定出明确的奋斗目标。伴随着21世纪高新技术发展的巨大推动作用，塑料模将面向注塑模CAD实用化、塑料模专用钢材系列化、塑料模CAD/CAE/CAM集成化、塑料模标准化等多个方面发展。1.5 设计的难点本设计主要有两个难点，因为我设计的是车侧围装饰板卡扣，属于用量大而体积小的零件，所以第一个难点就是要求此零件的生产率高；其二，因为零件的结构尺寸较小，所以其质量较难保证。第2章 塑件分析与注射机的选用2.1 塑件分析2.1.1 塑件外形分析塑件的几何形状应尽可能保证有利于成
20、型的原则，即在开模取出塑件时，尽可能不采用复杂的瓣合分型与侧抽芯。为此，塑件的内外表面形状要尽量避免旁侧凹陷部分，否则，不但使模具结构复杂，制造周期延长，成本提高，模具生产率降低，而且还会在分型面上留下毛边，增加塑件的修整工作量。因此，在模具设计时要深入了解塑件的使用要求，慎重修改不利于成型的结构，达到简化模具结构，缩短制造周期，提高塑件质量的目的。该塑件用于汽车侧围，起连接和固定作用。塑件结构简单，精度及表面粗糙度要求不高，有一定的配合要求。适于大批量生产，能节约原材料。塑件的二维实体结构如图2-1所示图2-1 塑件的二维实体结构2.1.2 确定塑件的批量该塑件用于汽车侧围装饰板，属于大批量
21、生产。故设计的模具要有较高的注塑效率，塑件及浇注系统要能整体的自动脱模；又由于零件结构尺寸较小，质量较难保证，可采用一模八腔结构；并采用点浇口有利于成型。2.1.3 塑件的尺寸、表面粗糙度塑件尺寸见图2-2所示。按照实际尺寸测量精度等级为IT7级，制品的可视表面粗糙度为Ra6.3图2-2 塑件的尺寸2.1.4 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。对于常温工作状态下的结构件来说，要考虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力、弹性模量、弯曲强度、表面硬度等。该塑件对材料的要求首先必须是硬度高，抗冲击能力强，耐热
22、性好，其次是成型难易和经济性等的问题。本设计中塑件选用材料为改性PP（门板浅灰料），颜色一般为灰色、白色、米黄色。改性PP是通过添加某种物质改变PP（聚丙烯）本来的性质。例如加入EVA可以改变其染色性和柔软性。PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高于0以上时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗
23、划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。具体参数如下：收缩率（%）： 12.5 （取2%）烘料温度（C）：80 C烘料时间（h）：2h料筒加热温度（C）：（NH）；（H1）280290；（H2）240250；（H3）230240；（H4）190200。（注射+保压）时间：610（s）冷却时间：815（s）压力：保压：PH3：；PH2：2030；PH1：2030 （kg/cm2）速度：VH：010；VH3：010；VH2：010；VH1：0102.2 设备的选择2.2.1 注塑机选择的依据最大注塑量：通过CAD软件实体建模后，可
24、进行体积、面积的测量，得出 侧围卡扣体积 V卡扣 1150.9 (mm3) 卡扣在分型面上投影面积A卡扣x=155.2mm2 塑件材料的相对密度是（g/cm3）：1.301.40 (取1.35) 得出卡扣质量5 M卡扣 V卡扣 （2-1）1.3510-3 g/mm31150.9mm31.55g 由于本设计是采用一模八腔，所以塑件总体积 V塑件= 8 V卡扣 = 81150.9 =9207.2mm3 浇注系统总体积V浇注系统= V主流道+ V分流道 =3367.3 mm3总体积 V=V 塑件+ V浇注系统 =9207.2mm3+3367.3 mm3 =12.6 cm3塑件总质量 M塑件= 8M卡
25、扣 =81.55g 12.4 g浇注系统总质量 M浇注系统=V浇注系统 =1.3510-3 g/mm33367.3mm3 =4.55g总注射量 M=M塑件+ M浇注系统 =12.4g+4.55g 16.95 g它是成型所需塑件的熔料体积,且它一般是注射机公称注射量Q公的808，则 cm3 （2-2）注塑压力：因为塑件形状简单，熔体流动性好、壁薄、尺寸小，所以据经验注塑压力选100140Mpa即可。（取120 Mpa）合模力： Ax=8A卡扣x =8155.2 =1241.6mm2A左分流道=A右分流道=310.8 mm2 A主流道=38.47mm2Ay= A左分流道+A右分流道+A主流道=31
26、0.82+38.47=660.07 mm2F合=P腔A （2-3）=P腔（Ax+Ay） 301061241.6660.07）10-6/100057KN)403550（2）内模镶件高度尺寸的确定 内模镶件包括凸模和凹模，厚度与制品的高度及制品在分型面上的投影面积有关，一般制品可参考以下经验数值选定。凹模厚度A一般在型腔深度基础上加Wa=1520mm，故取A=5+20=25mm。凸模厚度B此凸模与凹模相似，属于部分凸起式完整凸模，其型腔深度也为5mm，现还需保证凸模具有足够的强度和刚度，此内模镶件的长宽为100100，根据表3-2，再根据凹模厚度A的计算方法，最后选取凸模厚度B=25mm，凸模结构如图38所示图3-8 凸模结构表3-2 无型腔凸模厚度经验确定法9 mm内模镶件的长宽凸模厚度5050152050501001002025100100150150253015015020020030402002004050（3）内模镶件型芯、型腔尺寸的计算内模镶件的是由塑料制品的零件图增加收缩值，脱模斜度，并做镜像处理而得。塑料的成型收缩受多方面的影
