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目 錄
摘要：介紹了新車門在日常生活中的應用，重點介紹了新車門的模具設計過程。
關鍵詞：模具設計；實用性；模具cad。
1 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
4 模具設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1 塑件的分析 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.1塑件的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2 塑件所用材料ABS的性能分析．．．．．．．．．．．．．11
2 擬定模具的結構形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.1 分型面位置的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定．．．．．．．．．．．．．． 13
2.2.1 型腔數(shù)量的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2.2 型腔排列形式的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2.3 模具結構形式的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.2.4 注射機型號的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.2.5 初選擇注射機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.2.6 注射機的相關參數(shù)的校核．．．．．．．．．．．．．．．15
3 模具設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1 澆注系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.1 主流道的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.2 分流道的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.3 澆口的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.4 冷料穴的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.5 導柱的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.16確定推出機構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
3.17冷卻系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
3.18排氣系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2 成型零件的結構設計及計算．．．．．．．．．．．．．．22
3.2.1 成型零件的結構設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2.2 成型零件鋼材的選用．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23
3.2.3 成型零件工作尺寸的計算．．．．．．．．．．．．．． 23
4 模架的選定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
4.1 凹模鑲件側壁厚度部分選定及計算．．．．．．． 26
4.2 動模墊板厚度的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
4.3 模架的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
5.根據(jù)所選注塑機來校核模具設計尺寸．．．．．．．．． 27
6.注塑機與模具相關參數(shù)及尺寸的校核．．．．．．．．． 27
6.1注塑機注射量的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27
6.2注射壓力和鎖模力的校核．．．．．．．．．．．．．．．．． 28
6.3注射機閉合高度和開模行程的校核．．．．．．．．．． 28
6.4 模具在注射機上的安裝尺寸校核．．．．．．．．．．． 28
7.加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29
7.1凹模鑲件加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．．．29
7.2凸模型芯加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．． 30
7.3導柱加工工藝卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31
8.總裝配圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
5 總 結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
6 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34
引 言
模具技術已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具技術能促進工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價值往往是模具價值的幾十倍、上百倍。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本把模具譽為“進入富裕社會的原動力”。
模具工業(yè)在我國已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎工業(yè)之一。國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)如機械，電子，汽車，石油化工和建筑業(yè)等都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應，都需要大量模具，特別是汽車、電機、電器、家電和通信產(chǎn)品中60%~80%的零件都要依靠模具成形。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生產(chǎn)和生活的消費。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚，墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具，生產(chǎn)塑料管件和塑料門窗，也需要大量的塑料模具成形。
緒 論
{一} 【模具在加工工業(yè)中的地位】
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、
5
目 錄
摘要：介紹了新車門在日常生活中的應用，重點介紹了新車門的模具設計過程。
關鍵詞：模具設計；實用性；模具cad。
1 引言．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5
2 緒論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
4 模具設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1 塑件的分析 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.1塑件的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1.2 塑件所用材料ABS的性能分析．．．．．．．．．．．．．11
2 擬定模具的結構形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.1 分型面位置的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定．．．．．．．．．．．．．． 13
2.2.1 型腔數(shù)量的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2.2 型腔排列形式的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
2.2.3 模具結構形式的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.2.4 注射機型號的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2.2.5 初選擇注射機．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15
2.2.6 注射機的相關參數(shù)的校核．．．．．．．．．．．．．．．15
3 模具設計計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1 澆注系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.1 主流道的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
3.1.2 分流道的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.3 澆口的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.4 冷料穴的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
3.1.5 導柱的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
3.16確定推出機構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 20
3.17冷卻系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21
3.18排氣系統(tǒng)的設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2 成型零件的結構設計及計算．．．．．．．．．．．．．．22
3.2.1 成型零件的結構設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
3.2.2 成型零件鋼材的選用．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23
3.2.3 成型零件工作尺寸的計算．．．．．．．．．．．．．． 23
4 模架的選定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
4.1 凹模鑲件側壁厚度部分選定及計算．．．．．．． 26
4.2 動模墊板厚度的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
4.3 模架的確定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26
5.根據(jù)所選注塑機來校核模具設計尺寸．．．．．．．．． 27
6.注塑機與模具相關參數(shù)及尺寸的校核．．．．．．．．． 27
6.1注塑機注射量的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27
6.2注射壓力和鎖模力的校核．．．．．．．．．．．．．．．．． 28
6.3注射機閉合高度和開模行程的校核．．．．．．．．．． 28
6.4 模具在注射機上的安裝尺寸校核．．．．．．．．．．． 28
7.加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29
7.1凹模鑲件加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．．．29
7.2凸模型芯加工工藝過程卡．．．．．．．．．．．．．．．． 30
7.3導柱加工工藝卡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31
8.總裝配圖．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32
5 總 結．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
6 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34
引 言
模具技術已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具技術能促進工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟效益，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價值往往是模具價值的幾十倍、上百倍。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本把模具譽為“進入富裕社會的原動力”。
模具工業(yè)在我國已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎工業(yè)之一。國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)如機械，電子，汽車，石油化工和建筑業(yè)等都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應，都需要大量模具，特別是汽車、電機、電器、家電和通信產(chǎn)品中60%~80%的零件都要依靠模具成形。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生產(chǎn)和生活的消費。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚，墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具，生產(chǎn)塑料管件和塑料門窗，也需要大量的塑料模具成形。
緒 論
{一} 【模具在加工工業(yè)中的地位】
模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。
對模具的全面要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。
模具影響著制品的質(zhì)量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內(nèi)應力大小、各向同性性、外觀質(zhì)量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產(chǎn)塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產(chǎn)時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。
現(xiàn)代生產(chǎn)中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現(xiàn)材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產(chǎn)的模具才有可能發(fā)揮其作用，產(chǎn)品的生產(chǎn)和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產(chǎn)量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展
[二] 【模具的發(fā)展趨勢】
近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：
（1） 加深理論研究
在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經(jīng)有經(jīng)驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高。
（2） 高效率、自動化
大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本起了很大的作用。
（3） 大型、超小型及高精度
由于產(chǎn)品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。
（4） 革新模具制造工藝
在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。
（5） 標準化
開展標準化工作，不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率，而且改善了質(zhì)量，降低了成本。
1塑件的工藝分析
1.1塑件的分析
塑件（車門）分析
塑件圖（因使用需要對原式樣有所改進）
塑件的視圖如圖 所示：
塑件圖
（1）外形尺寸 該塑件壁厚約為5mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長，適合于注射成型。
（2）精度等級 每個尺寸的公差不一樣，就按實際公差進行計算。
（3）脫模斜度 選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1°。
1.2塑件所用材料ABS的性能分析
ABS樹脂是目前產(chǎn)量最大，應用最廣泛的聚合物，它將PS，SAN，BS的各種性能有機地統(tǒng)一起來，兼具韌，硬，剛相均衡的優(yōu)良力學性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。
一般性能
ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18～20，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的臭味。
力學性能
ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。
熱學性能
ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。
電學性能
ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。
環(huán)境性能
ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。
ABS塑料的加工性能
ABS同PS一樣是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。
ABS的熔體流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似；ABS的流動特性屬非牛頓流體；其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。
ABS的熱穩(wěn)定性好，不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。ABS的吸水率較高，加工前應進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度80~85℃，時間2~4h；對特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度70~80℃，時間18~18h。ABS制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應力，內(nèi)應力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗；如應力太大和制品對應力開裂絕對禁止，應進行退火處理，具體條件為放于70~80℃的熱風循環(huán)干燥箱內(nèi)2~4h，再冷卻至室溫即可。
2 擬定模具的結構形式
2.1 分型面位置的確定
塑件設計階段，就應考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。分型面設計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵因素。根據(jù)本車門的具體結構和和以上確定分型面的基本原則，本設計確定分型面的位置如圖所示。
2.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定
2.2.1 型腔數(shù)量的確定
本制品在注射成型時該塑件精度要求不高，生產(chǎn)批量適中，從模具加工成本，本品生產(chǎn)時的成本考慮，能夠適應生產(chǎn)的需求，模具結構孔不復雜，容易保證塑件質(zhì)量，采用一模兩腔的模具結構，根據(jù)制品的形狀，尺寸特征，為了保證兩型腔同時進料，考慮采用如圖示的型腔排列方式：
2.2.2 型腔排列形式的確定
多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與澆口開設的部位對稱。由于該設計選擇的是一模兩腔，故采用如圖所示排列方式。
2.2.3 模具結構形式的確定
從上面的分析可知，本模具設計為一模兩腔，對稱排列。根據(jù)塑件結構形狀，設計此模具以開模動作。制品的取出，本設計中采用球型拉料桿將其拉出定模，再以頂桿推板等將其推出動模，澆口采用側澆口，一般能帶出制品，模具結構簡單些，制品也無頂出痕。
2.2.4 注射機型號的確定
1） 注射量的計算
1塑件體積：
本設計中塑料制品的所示尺寸近似計算制品的體積V=401cm
2塑件質(zhì)量：
m=V=1.09401=437.09g
式中，參考《塑料模具設計師手冊》表1-4可取平均1.09g∕cm。
2） 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
一般情況下澆注系統(tǒng)的體積可根據(jù)主流道，分流道尺寸大小，布置情況估算這里澆注系統(tǒng)的體積為一模兩腔，各分流道體積：
V=3.14∕2 4RR
一般R取1～3在此我們估算為1cm ，h估算為：2/34=8/3cm
V=8/33.14 cm=8.37
2.2.5 初選擇注射機
根據(jù)計算的制品質(zhì)量來確定注塑機的型號規(guī)格,為保證注塑成型的正常進行，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗一次成型所需的塑料總量為最大注塑機注射量的80﹪即：
W≤80﹪W
W≥W/0.8≥162.3 cm/g
其中W-注射機最大注射量cm/g
W-制品成型時所需的塑料總量
該制品注射系統(tǒng)總體積：
W= W + W=2437.09+9.12=883.3g
根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為1000cm,注射機型號為 XS-ZY-1000臥式注射機，其主要技術參數(shù)見表2。
表2 注射機主要技術參數(shù)
最大注射量/cm
1000
最大開模行程/mm
700
注射壓力/MPa
121
拉桿空間/mm
650550
鎖模力/kN
4500
噴嘴球半徑/mm
18
模具最大厚度/mm
700
噴嘴口孔徑/mm
7.5
模具最小厚度/mm
300
2.2.6 注射機的相關參數(shù)的校核
1） 注射壓力校核 查《塑料模具設計師手冊》表1-7可和，ABS所需注射壓力為60~110MPa，這里取p=80MPa，該注射機的公稱注射壓力p=120MPa，注射壓力安全系數(shù)k=1.25~1.4,這里取k=1.3，則：
kp=1.380=104
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