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江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 綜合畢業(yè)實(shí)踐說明書 論文 標(biāo)題 汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 號(hào) 0810403223 姓 名 孫 曉 亮 指導(dǎo)教師 陳 青 云 2011 年 5 月 15 日 1 摘 要 本課題主要是針對(duì)汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì) 通過對(duì)插件進(jìn)行工藝的分析 和比較 最終設(shè)計(jì)出一副注塑模具 此課題從汽車插件的工藝性 具體模具出發(fā)對(duì)汽 車車燈開關(guān)插件的注塑模具結(jié)構(gòu)出發(fā) 對(duì)模具的澆注系統(tǒng) 產(chǎn)品的在模具行腔里的成 形結(jié)構(gòu) 頂針面板的頂出系統(tǒng) 模具動(dòng)定模的水路冷卻系統(tǒng) 注塑機(jī)型號(hào)的選擇都有 詳細(xì)的設(shè)計(jì) 與此同時(shí) 本課題還編出了產(chǎn)品簡(jiǎn)單的加工工藝流程 整個(gè)汽車車燈開 關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì)過程表明該模具能達(dá)到產(chǎn)品所要求的加工工藝 即設(shè)計(jì)一副注塑 模具來生產(chǎn)汽車車燈開關(guān)插件的產(chǎn)品 以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化來提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量 針對(duì)汽車車燈插件的注塑模設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu) 該模具結(jié)構(gòu)是一模兩腔的注射模具 通 過汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì)表明該模具能夠達(dá)到車燈開關(guān)插件產(chǎn)品質(zhì)量和加工 工藝的要求 關(guān)鍵詞 插件 工藝 注塑 模具 2 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 引 言 4 1 塑件的成型工藝性分析 5 1 1 塑件幾何形狀分析 5 1 2 塑件成型特點(diǎn)分析 5 1 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 6 1 3 2 塑件的表面質(zhì)量分析 6 1 3 3 塑件的生產(chǎn)批量 6 1 3 4 初選注射機(jī) 7 1 3 5 機(jī)械加工法 8 2 分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 2 1 分型面的選擇 8 2 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9 2 2 1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 10 2 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 14 2 2 4 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì) 15 3 模具設(shè)計(jì)方案的論證 15 3 1 型腔的布局 15 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 16 3 2 1 凹模 型腔 的設(shè)計(jì) 16 3 2 2 凸模 型芯 的設(shè)計(jì) 16 3 3 推出機(jī)構(gòu)的確定 16 3 4 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16 3 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17 3 6 排氣系統(tǒng) 17 3 7 脫模斜度 17 3 3 8 圓角 17 3 9 表面粗糙度 17 4 主要零部件的設(shè)計(jì)于制造 18 4 1 成型零件的尺寸計(jì)算 18 4 2 1 組合式型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 18 4 2 2 組合式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 19 5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 6 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 20 7 成型設(shè)備的校核計(jì)算 21 7 1 模具閉合高度的確定 21 7 2 模具閉合高度的校核 22 7 3 模具開模行程的校核 22 7 4 注射量的校核 22 7 5 鎖模力的校核 22 7 6 注射壓力的校核 23 7 7 推出機(jī)構(gòu)的校核 23 8 繪制模具裝配圖 23 9 繪制零件圖 23 10 試模及修模 23 11 整理資料進(jìn)行歸檔 24 結(jié)束語 24 致 謝 25 參考文獻(xiàn) 25 4 汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì) 引 言 現(xiàn)代 隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 市場(chǎng)對(duì)模具的需求量也不斷的增長(zhǎng) 近年來 模具工業(yè)一直以 15 左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨 大變化 除了國(guó)有專業(yè)模具廠外 集體 合資 獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展 浙江 寧波和黃巖 廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè) 科龍 美的 康佳等集團(tuán) 紛紛建立了自己的模具制造中心 中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已逐漸占領(lǐng)中國(guó) 模具市場(chǎng) 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇 人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到 產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要 素之一 我國(guó)塑料制品量大 面廣 塑料制品本身有許多諸如質(zhì)量輕 絕緣 耐腐蝕等優(yōu) 點(diǎn) 塑料有多種成型方法 可以用注射 擠出 熱成型和壓延等方法高效地生產(chǎn)各種制品 所以在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè) 大量的使用塑料制品 中國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在 已有 50 多年的歷史 模具水平有很大的提高 由于做模具的企業(yè)越來越多競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈 模具工人的工資也在逐年的降低 現(xiàn)在 模具工業(yè)正廣泛整合到了工業(yè)鏈當(dāng)中 模具產(chǎn)業(yè)在工業(yè)發(fā)展和人民生活中起著日益重 要的作用 塑料成型工藝及模具技術(shù)的發(fā)展 塑料模塑成型技術(shù)正向高精度 高效率 自動(dòng) 化 大型 微型 精密 高壽命的方向發(fā)展 具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 塑料成型理 論研究的進(jìn)展 新的成型方法不斷涌現(xiàn) 塑件更趨向精密化 微型化及超大型化 開發(fā)出新型模具材料 模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)發(fā)展 迅速 模具大量采用標(biāo)準(zhǔn)化 本設(shè)計(jì)是汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì) 利用 CAD CAM UG 設(shè)計(jì)汽車車燈開關(guān)插 件的注塑模 并繪制車插件的注塑模模腔 模芯零件圖及裝備圖 5 1 塑件的成型工藝性分析 1 1 塑件幾何形狀分析 R3 O5 圖 1 1 塑件幾何形狀分析 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是一個(gè)汽車車燈注塑模設(shè)計(jì) 其塑件幾何形狀分析可見圖 1 1 此工件看起來是一個(gè)很不起眼的開關(guān)注塑模 但是每個(gè)事物都有它存在的理由 塑 件為車燈開關(guān)插件注塑模設(shè)計(jì)應(yīng)有一定的強(qiáng)度 因?yàn)榇怂芗c后蓋連接的塑料連接 倒扣 所以要保證它有一定的裝配精度 由于該塑件為車燈開關(guān)插件 因此對(duì)粗糙度 要求不高 這個(gè)汽車車燈開關(guān)插件作用很大 開關(guān)的作用可以從它的名字看出來 開 關(guān) 自然就是起連接電源和汽車車燈的作用 所以汽車車燈開關(guān)在汽車這整個(gè)奔跑過 程中起著相當(dāng)重要的作用 但是 如果汽車車燈開關(guān)沒有做好 也就是造成汽車車燈 不能正常照汽車前方的路 后果就是汽車無法在夜間安全駕使機(jī) 汽車作為一種人們 社會(huì)生活中的交通工具不能安全駕駛后果是很難想像的 1 2 塑件成型特點(diǎn)分析 ABS 是聚苯乙烯的改性產(chǎn)品 是目前產(chǎn)量最大 應(yīng)用最廣的工程塑料 ABS 是不透 明非結(jié)晶型聚合物 無毒 無味 密度為 1 02 1 05g cm ABS 具有突出的力學(xué)性能 堅(jiān)固 堅(jiān)韌 堅(jiān)硬 具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性和良好的節(jié)電性能 具有較好的尺寸穩(wěn)定 性 易于成型和機(jī)械加工 成型塑件表面有較好光澤 經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色 表 6 面可鍍鉻 其缺點(diǎn)是耐熱性差 連續(xù)工作溫度為 70 左右 熱變形溫度為 93 左右 但熱變形溫度比聚苯乙烯 聚氯乙烯 尼龍等都高 耐候性差 在紫外線作用下易變 硬發(fā)脆 ABS 可采用注射 擠壓出 壓延 吹塑 這空成型 電鍍 焊接及表面涂飾等 多種成型加工方法 ABS 成型性能如下 1 易吸水 成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理 表面光澤要求高的塑件應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥 2 流動(dòng)性中等 溢邊值為 0 04mm 左右 3 壁厚和熔料溫度對(duì)收縮率影響極小 塑件尺寸精度高 4 比熱容低 塑化效率高 凝固也快 故成型周期短 5 表現(xiàn)黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng) 因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式 6 頂出力過大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面會(huì)留下白色痕跡 脫模斜度宜取 2 以上 7 易產(chǎn)生熔接痕 模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力 8 宜采用高料溫 高模溫 高注射壓力成型 在要求塑件精度高時(shí) 模具溫度可控 制在 50 60 而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí) 模具溫度應(yīng)控制在 60 80 部 位 尺 寸 尺 寸 公 差 41 61 41 61064 38 60 38 60 5 0 3 77 3 77 24 R1 53 1 530 外 形 尺 寸 R3 05 3 05 24 0 4 98 4 98 2 03 2 03 20 16 26 16 26 38 0 8 97 8 97 2 內(nèi) 形 尺 寸 13 72 13 72 3 0 表 1 1 塑件上主要尺寸的公差要求 按 M5 級(jí)精度查表 7 1 3 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 1 3 1 塑件的尺寸精度分析 該塑件的尺寸精度無特殊要求 所以尺寸均為自由尺寸 可按 M5 級(jí)精度查取公差 其主要尺寸的公差要求見表 1 1 1 3 2 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件要求外觀美觀 曲線美較好 沒有熔接痕 對(duì)產(chǎn)品平衡度要求較高 1 3 3 塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類型是中小型批量生產(chǎn) 塑件的尺寸不大 模具制造費(fèi)適中 綜合 考 慮應(yīng)采用一模雙腔 高壽命的模具 以便能降低生產(chǎn)成本 1 3 4 初選注射機(jī) 1 計(jì)算塑件的質(zhì)量 通過直接測(cè)量得知插件塑件的質(zhì)量為 26g 2 根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目 由于該塑件尺寸較小 數(shù)量是小批量生產(chǎn) 采用多型腔生產(chǎn) 考慮采用一模雙腔 以便降低模具成本 3 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 ABS 的成型性能 查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型 工藝參數(shù) 見表 1 2 4 確定模具溫度及冷表 1 2 塑件的注射成型工藝參數(shù) 卻方式 時(shí)間 2h 保壓時(shí)間 2min 180 200 70s 210 230 冷卻時(shí)間 總時(shí)間 200s 后段 中段 前段 200 210 螺桿轉(zhuǎn)速 r min 30 60 噴嘴溫度 后處理 方法 70 紅外線燈烘箱 模具溫度 8 溫度 注射壓力 49 時(shí)間 h 2 4 續(xù)表 1 2 ABS 為非晶型塑料 流動(dòng)性中等 壁厚一般 因此在保證順利脫模的前提下應(yīng)盡可 能降低模溫 以縮短冷卻時(shí)間 從而提高生產(chǎn)率 所以模具應(yīng)考慮采用適當(dāng)?shù)难h(huán)水 冷卻 成型模具溫度控制在 60 80 5 確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工 使用一模雙腔 由此可計(jì)算出一次注射成型過程中 所用塑料量為 W 52 20 64g 1 3 5 機(jī)械加工法 對(duì)于這個(gè)車燈注塑模 加工的方法有很多 我們首先來嘗試一下用銑床加工 這 個(gè)方法肯定是可以的 銑床絕對(duì)是可以加工出來這個(gè)簡(jiǎn)單的工件的 可是要加工這個(gè) 簡(jiǎn)單的零件如果使用銑床的話 那就需要一個(gè)熟練的操作工人用一段時(shí)間來加工 這 個(gè)時(shí)間由工人的操作技能水平的高低決定 這樣也決定了成本的高低 還有就是效率 的問題 工人水平的高低和效率是成正比的 但是和成本的高低卻是成反比的 那我 們就舍棄水平高工資也高的工人 換加工中心吧 加工中心的效率眾所周知 但它的 價(jià)格也是出了名的高的 還有一個(gè)不能忽視的問題 那就是刀具的磨損問題 無論是 銑床或者是加工中心 刀具是必不可少的 而刀具的價(jià)格也是一筆不小的數(shù)目 所以 機(jī)械加工法有待商議 2 分型面的選擇以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 1 分型面的選擇 無論塑件的結(jié)構(gòu)如何以及采用何種設(shè)計(jì)方法 都必須首先確定分型面 因?yàn)槟＞?結(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇 為保證塑件能順利分型 主分型面應(yīng)首先考慮 選擇在塑件外形的最大輪廓出 避免產(chǎn)品倒勾干涉 再根據(jù)設(shè)計(jì)積累的經(jīng)驗(yàn) 利用 UG 對(duì)其斜率分析確定分型面 分型設(shè)計(jì)如圖 2 1 所示 9 圖 2 1 分析設(shè)計(jì)圖 2 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 組成 由主流道 分流道 內(nèi)澆口 冷料穴等結(jié)構(gòu)組成 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 考慮塑料的流動(dòng)性 保征流體流動(dòng)順利 快 不紊亂 1 避免熔體正面沖出小直徑型芯或脆弱的金屬鑲件 2 一模多腔時(shí) 防止大小相差懸殊的制件放一模內(nèi) 3 進(jìn)料口的位置和形狀要結(jié)合塑件的形狀和技術(shù)要求確定 4 流道的進(jìn)程要短 以減少成型周期及減少?gòu)U料 主流道設(shè)計(jì) 指噴嘴口起折分流道入口處止的一段 與噴嘴在一軸線上 料流方向不改變 1 便于流道凝料從主流道襯套中拔出 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 7 15 錐角 2 4 粗糙度 Ra 0 63 與噴嘴對(duì)接處設(shè)計(jì)成半球形凹坑 球半徑 略大于噴嘴頭半經(jīng) 2 主流道要求耐高溫和摩擦 要求設(shè)計(jì)成可拆卸的襯套 以便選 用優(yōu)質(zhì)材料 單獨(dú)加工和熱處理 3 襯套大端高出定模端面 5 10mm 并與注射機(jī)定模板的定位孔成間隙配合 起定位隙作用 4 主流道襯套與塑料接觸面較大時(shí) 由于腔體內(nèi)反壓力的作用使襯套易從模 具中退出 可設(shè)計(jì)定住 5 直角式注射機(jī)中 主流道設(shè)計(jì)在分型面上 不需沿軸線上拔出凝料可設(shè)計(jì) 成粗的圓柱形 10 分流道設(shè)計(jì) 指塑料熔體從主流道進(jìn)入多腔模各個(gè)型腔的通道 對(duì)熔體流動(dòng)起分流轉(zhuǎn)向作用 要求熔體壓力和熱量在分流道中損失小 分流道的截面形式 圖形斷面 比表面積小 流道表面積與其體積之比 熱損失小 但加工制造難 直徑 5 10mm 澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 澆口 冷料穴四個(gè)部分組成 考慮到塑 件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用要求 對(duì)塑件的平衡度要求較高 要有足夠的強(qiáng)度 注射要充分 以及一模一腔的布置 ABS 對(duì)剪切速率較為敏感等因素 澆口采用方便加工修整 凝料 去除容易的輪輻澆口 模具采用單分型面結(jié)構(gòu)的兩板模 澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 2 2 圖 2 2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2 2 1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞 故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套 采 用優(yōu)質(zhì)鋼材制作并經(jīng)熱處理提高硬度 定位圈與澆口套分開設(shè)計(jì) 如圖 2 3 2 4 所示 定 位 圈件 圖 2 3 定位圈的設(shè)計(jì) 11 澆口的常見形式 1 針點(diǎn)式澆口 1 結(jié)構(gòu)形式 2 圓弧尺的作用 增大澆口入料口處截面積 截小熔體的冷卻速度 有利于補(bǔ)料 3 多腔模中用 C 形式的針點(diǎn)式澆口 4 當(dāng)塑件較大時(shí) 用多點(diǎn)進(jìn)料 5 當(dāng)熔體流徑澆口時(shí) 受剪切速率的影響 造成分子的高度定向 增加局部應(yīng) 力 開裂 可將澆口對(duì)面壁厚增加并呈圓弧過渡 6 模具采用三板式 雙分模面 圖 2 4 澆口套的設(shè)計(jì) 2 潛伏式澆口 又名隧道式澆口 進(jìn)料部位選在制品較隱蔽的地方 以免影響制品的外觀 頂出時(shí) 流道與塑件自 動(dòng)分開 故需大的頂出力 以對(duì)于過分強(qiáng)韌的塑料 不適合于潛伏式澆口 3 側(cè)澆口 又稱邊像澆口 一般開于分型面上 從塑料邊像進(jìn)料 形狀長(zhǎng)短形或接近短形 12 4 直接式澆口 又稱中心澆口或稱主流道型澆口 特點(diǎn) 1 尺寸較大 冷凝時(shí)間較長(zhǎng) 2 壓力直接作用于制件上 易產(chǎn)生殘余應(yīng)力 3 澆口凝料的除去較困難 4 流動(dòng)的阻力小 進(jìn)料的速度快 用于大型長(zhǎng)流程式的單腔制品 可以較好地補(bǔ) 縮 5 圓隙形澆口 用于圓向形或中間帶有孔的塑件 6 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì) 1 帶 Z 型頭拉料桿的冷料穴 2 帶球形頭拉料桿的冷料穴 3 無拉料桿的冷料穴 注射成型模具零部件的設(shè)計(jì) 一 一 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 型腔結(jié)構(gòu)形式 a 整體式結(jié)構(gòu) 適用于形狀簡(jiǎn)單加工容易的型腔 b 整體嵌入式 可節(jié)約模具材料 降低成本 c 局部苒鑲式 用于局部加工較難時(shí)的情況 d 四壁合拼式 用于尺寸較大 易熱處理變形的模具 2 型芯的結(jié)構(gòu)形式 a 整體式 形狀簡(jiǎn)單時(shí) 型芯與模板做成一體 b 組合式 從節(jié)約材料出發(fā) 即利用軸盾和底板連接 c 小型芯單獨(dú)性加工后再嵌入模板中 d 非圓形小型芯 把安裝部分做成圓形 易于加工 而成形部分做成異形 用軸 盾連接 e 復(fù)雜型芯的組合方式 查資料得到 XS ZY 125 型注射機(jī)與噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端球面半徑 Ro 12 13 噴嘴孔直徑 do 7 5 定位圈直徑為 100 為保證模具主流道與噴嘴的緊密接觸 避免溢料 主流道與噴嘴的關(guān)系為 SR Ro 1 2 d do 0 5 因此取 主流道球面半 徑 SR 12 主流道的小端直徑 d 8 為了便于將凝料從主流道中撥出 應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其斜度為 2 4 計(jì)算其大端直徑約為 12 為避免模內(nèi)的高壓塑料產(chǎn)生過大的反壓力 配合段直徑 D 不宜過大 取 D 25 同時(shí)為了使熔料順利進(jìn)入分流道 在主流道出料端設(shè)計(jì) R2 的圓 弧過渡 2 2 2 分流道的設(shè)計(jì) 該塑件的體積不大 形狀比較復(fù)雜 壁厚較均勻 塑料流動(dòng)性中等 所以采 用圓形斷面分流道 加工容易實(shí)現(xiàn) 且比表面積不大 熱量損失與壓力損失不大 圓 形截面分流道的寬度 b 在 5 10 內(nèi)選取 半徑 R 0 5b 故綜合考慮設(shè)計(jì)為如圖 2 5 所 示 圖 2 5 分流道的設(shè)計(jì) 2 2 3 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)塑件的外觀要求 結(jié)構(gòu)以及型腔的分布情況 選用如圖 2 6 所示的側(cè)邊澆口 從塑件一邊的中心部位進(jìn)料 且去除澆口凝料容易 用剪刀減去即可 14 圖 2 6 澆口的設(shè)計(jì) 2 2 4 冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì) 冷料穴是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料 以免這些冷料注入型腔 既影響 熔體充填的速度 又影響成型塑件的質(zhì)量 采用帶 Z 形頭拉料桿的冷料穴 如圖 2 7 所示 將其設(shè)置在主流道的末端 既起到冷料穴的作用 又兼有開模分型時(shí)將凝料從 主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè) 稍作側(cè)向移動(dòng)凝料便可取出的作用 1 主流道 2 冷料穴 3 拉料桿 15 圖 2 7 冷料穴與拉桿的設(shè)計(jì) 3 模具設(shè)計(jì)方案的論證 3 1 型腔的布局 對(duì)于塑件外形是較復(fù)雜 尺寸較小 且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 根據(jù)生產(chǎn)需求 所以采用一 模雙腔 布置在模板的中心位置 如圖 3 1 所示 圖 3 1 型腔的布置 3 2 成型零件的結(jié)構(gòu)確定 成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸 它的質(zhì)量直接影響了制件的質(zhì)量 該塑件 的材料為 ABS 塑料 對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高 因此要求成型零件有足夠的強(qiáng) 度 剛度 硬度和耐磨性 應(yīng)選優(yōu)質(zhì)的模具鋼制作 還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備 50 55HRC 的硬度 3 2 1 凹模 型腔 的設(shè)計(jì) 考慮塑件的結(jié)構(gòu) 使用要求及成型特點(diǎn) 采用組合式凹模 鑲件固定在定模板上 3 2 2 凸模 型芯 的設(shè)計(jì) 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用組合式 可節(jié)省材料 減少加工工作量 這樣方便型芯的制作 安裝 降低加工成本 3 3 推出機(jī)構(gòu)的確定 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn) 塑件成型開模后塑件留在型腔動(dòng)模一側(cè) 其推出機(jī)構(gòu)可采 用推桿推出機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔上留下 16 定出痕跡 但不影響塑件外觀 所以采用推桿推出機(jī)構(gòu) 及壽命 3 4 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 由于塑件是對(duì)稱圖形且無單向側(cè)壓力 采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可滿足合模導(dǎo)向以及閉 模后的定位 在定模板與動(dòng)模板間使用四對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行導(dǎo)向 導(dǎo)柱的長(zhǎng)度要確保推桿推 出塑件后不脫落 3 5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 采用冷卻水冷卻 上下模仁均采用循環(huán)式環(huán)繞型冷卻水道 冷卻水道冷卻效果好 冷卻水道如圖 3 2 所示 圖 3 2 冷卻水道 3 6 排氣系統(tǒng) 由于此模具屬于中小型模具 且模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單 可利用模具分型面和模具零 件間的配合間隙自然地排氣 間隙通常為 0 02 0 03mm 不必設(shè)排氣槽 3 7 脫模斜度 由于塑件在模腔內(nèi)產(chǎn)生冷卻收縮現(xiàn)象 使塑件緊抱模腔中的型芯和型腔中的凸出 部分 使塑件取出困難 強(qiáng)行取出會(huì)導(dǎo)至塑件表面擦分 拉毛 為了方便脫模 塑件 設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮與脫模 及軸芯 方向平行的內(nèi) 外表面 設(shè)計(jì)足夠的脫模斜度 一 般 1 1 30 我選取 1 一般型芯斜度要比型腔大 型芯長(zhǎng)度及型腔深度越大 則斜度不減小 3 8 圓角 要求塑件防有轉(zhuǎn)角處都要以圓角 圓弧 過渡 因尖角容易應(yīng)力集中 塑件有圓 角 有利于塑料的流動(dòng)充模及塑件的頂出 塑件的外觀好 有利于模具的強(qiáng)度及壽命 17 3 9 表面粗糙度 由模具表面的粗糙度決定 故一般模具表面粗糙比制品要低一級(jí) 模具表面要進(jìn) 引研磨拋光 透過制品要求模具型腔與型芯的表面光潔度要一致 Ra 0 2 um 支承面 塑件一般不以整個(gè)平面作為支承面 而取而代之以邊框 底腳作支承面 塑件圈上無公差要求的仍由尺寸 一般采用標(biāo)準(zhǔn)中的 8 級(jí) 對(duì)孔類尺寸可以標(biāo)正 公差 而軸類各件尺寸可以標(biāo)負(fù)出差 中心距尺寸可以棕正負(fù)公差 配合部分尺寸要 高于非配合部分尺寸 4 主要零部件的設(shè)計(jì)于制造 4 1 成型零件的尺寸計(jì)算 該塑件的成型零件尺寸均按平均值法計(jì)算 查有關(guān)資料知 ABS 的收縮率為 0 3 0 8 故平均收縮率 根據(jù)塑件尺寸公差要求 模 05 28 03 cpS 具制造公差取 成型零件尺寸計(jì)算見表 4 1 3 z 表 4 1 成型零件尺寸計(jì)算 尺寸類 型 塑件 尺寸 計(jì)算公式 型腔或型 芯工作尺寸 41 61 zz xLSLsm 0 0164 091 型腔的 徑向尺 寸 38 60 zz s 0 0 5 023 13 72 zz xlSlsm 0 01032 91 徑 向 尺 寸 型芯的 徑向尺 寸 3 77 zzlls 0 0 024 6 4 2 模具型腔壁厚的確定 4 2 1 組合式型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 組合式圓形型腔側(cè)壁可視為兩端開口 僅受均勻內(nèi)壓力的厚壁圓筒 當(dāng)型腔 18 受到熔體的高壓作用時(shí) 其內(nèi)半徑增大 在側(cè)壁與底板之間產(chǎn)生縱向間隙 間隙過大 則會(huì)導(dǎo)致溢料 a 按剛度條件計(jì)算 側(cè)壁和型腔底配合處間隙值為 4 1 2rREp 式中 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力 MPa 型腔材料泊桑比 碳鋼取 0 25 型腔材料拉伸彈性模量 鋼彈性模量取 MPa E 5106 2 型腔外壁半徑 R 型腔內(nèi)壁半徑 r 應(yīng)使 則 max 4 2 11 rpERs 式中 型腔外壁半徑 型腔內(nèi)壁半徑 r 型腔材料泊桑比 碳鋼取 0 25 型腔材料拉伸彈性模量 鋼彈性模量取 MPa E 5106 2 側(cè)壁和型腔底配合處間隙值 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力 MPa p b 按強(qiáng)度條件計(jì)算 4 3 12 prRs 式中 型腔外壁半徑 型腔內(nèi)壁半徑 r 側(cè)壁和型腔底配合處間隙值 19 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力 MPa p 4 2 2 組合式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 組合式圓形型腔底板固定在圓環(huán)形的模腳上 并假定模腳的內(nèi)半徑等于型腔 內(nèi)半徑 這樣底板可視為周邊簡(jiǎn)支的圓板 最大變形發(fā)生在板的中心 a 型腔底板厚度的計(jì)算 4 4 347 0 Eprh 式中 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力 MPa 型腔內(nèi)壁半徑 r 型腔材料拉伸彈性模量 鋼彈性模量取 MPa E 5106 2 b 按強(qiáng)度條件計(jì)算 4 5 2 1prh 式中 型腔內(nèi)單位面積熔體壓力 MPa 型腔內(nèi)壁半徑 r 側(cè)壁和型腔底配合處間隙值 5 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 既要根據(jù)塑件的尺寸 考慮塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的脫模力不是太大 但要考慮到推出 力度的均勻性 防止受力不均導(dǎo)致產(chǎn)品頂壞頂白 所以綜合考慮采用圓頂桿與扁頂桿 結(jié)合的推桿推出機(jī)構(gòu) 又要根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn) 確定模具型腔在動(dòng)模部分 模具型芯在定模部分 塑 件成型開模后塑件留在型腔動(dòng)模一側(cè) 其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單 推出平穩(wěn)可靠 雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔上留下定出痕跡 但不影響塑件外觀 所以采用推桿推出機(jī)構(gòu) 還要考慮塑件尺寸比較大 要利用模具生產(chǎn)制品零件 其模具質(zhì)量的好壞 壽命 的長(zhǎng)短 直接關(guān)系到產(chǎn)品制造精度 性能和成本 是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 降低消耗 創(chuàng) 造效益 盡快使產(chǎn)品占領(lǐng)市場(chǎng)的重要性條件 而模具的質(zhì)量 使用壽命 制造精度及 合格率很大程度上取決于設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)模具材料的選用 熱處理工藝要求 模具零件配合 精度及公差等級(jí)的選擇和表面質(zhì)量要求 考慮塑件的結(jié)構(gòu) 塑件的脫模力很大 所以綜 20 合考慮采用 16 根 16 推桿推出機(jī)構(gòu) 6 標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 模架是注射模的骨架和基體 通過它將模具的各個(gè)部分有機(jī)地聯(lián)系成為一個(gè)整體 綜合考慮塑件采用一模雙腔平衡布置 側(cè)澆口單分型面 型腔的壁厚要求 塑件的尺 寸大小 冷卻水道的布置 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 等多項(xiàng)因素 估算型腔模板的概略尺寸 查有關(guān)資料選取標(biāo)準(zhǔn)模架的尺寸為 230 270 選用 A2 型標(biāo)準(zhǔn)模架 標(biāo)記為 A2 230270 32 Z1 GB T 12556 1 1990 如圖 6 1 所示 圖 6 1 標(biāo)準(zhǔn)模架的選用 7 成型設(shè)備的校核計(jì)算 7 1 模具閉合高度的確定 組成模具閉合高度的模板及其他零件的尺寸有 定模座板為 H1 25 21 定模板為 H2 80 動(dòng)模板為 H3 80 墊塊為 H4 80 動(dòng)模座板為 H5 25 則該模具閉合高度為 H H1 H2 H3 H4 H5 25 80 80 80 25 290 7 2 模具閉合高度的校核 由于 XS ZY 125 型注射機(jī)所允許的模具最小厚度 200 模具最大厚度為minH 300 而計(jì)算的模具閉合高度 H 290 所以模具閉合高度滿足 H maxH minH 的安裝條件 7 3 模具開模行程的校核 開模行程也叫做合模行程 指模具開合過程中動(dòng)模座板的移動(dòng)距離 用符號(hào) S 表 示 XS ZY 125 型注射機(jī)的最大開模行程 300 為了使塑件成型后能夠順利脫maxS 模 并結(jié)合該模具的分型面特點(diǎn) 確定模具的開模行程 S 應(yīng)滿足 H1 H2 a 5 10 40 23 90 10 163 maxS 式中 H1 塑件所用的脫模距離 H2 塑件高度 a 取出澆注系統(tǒng)凝料所必需的長(zhǎng)度 因 700 163 故該注射機(jī)的開模行程滿足要求 xS 7 4 注射量的校核 在一個(gè)注射成型周期內(nèi) 注射模具內(nèi)所需要的塑料熔體總量 m i 與模具澆注系 統(tǒng)的容積和型腔容積有關(guān) 其值用下式計(jì)算 5 1 jsmN 1 式中 型腔的數(shù)量 單個(gè)制品的質(zhì)量或體積 g 會(huì) s 3cm 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料質(zhì)量或體積 g 會(huì) j 3c 已知 2 3 5 經(jīng)估算 3 則 10 Nsm3cj3c1 22 XS ZY 60 型注射機(jī)的額定注射量為 m 60 為使注射成型過程穩(wěn)定可靠 應(yīng)有 3cm 0 1 0 8 m 6 48 5 2 1m3c 因此 該注射機(jī)的注射量滿足模具要求 7 5 鎖模力的校核 注射時(shí)塑件熔體進(jìn)入型腔內(nèi)仍然存在較大的壓力 它會(huì)使模具從分型面漲開 為 了平衡塑料熔體的壓力 鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量 注射機(jī)必需提供足夠的鎖模力 鎖模力是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力 注射機(jī)鎖模力的校核關(guān) 系式為 5 3 kpAF 式中 注射機(jī)鎖模力 查有關(guān)資料知 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)的鎖模力為 120KN 壓力損耗系數(shù) 一般取 1 1 1 2 型腔內(nèi)熔體的壓力 本塑件 p 30MPa p 塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和 本模具A2104 m 計(jì)算得 kNkpA4 86104 03 326 故注射機(jī)的鎖模力足夠 滿足鎖模要求 7 6 注射壓力的校核 塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種 注射機(jī)類型 噴嘴形式 塑件形狀以 及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的 XS ZY 125 型注射機(jī)的壓力為 120MPa 查資料 知 ABS 注射成型時(shí)所需的型腔壓力為 49MPa 所以注射機(jī)額定注射壓力滿足 ABS 注射成 型時(shí)所需要的壓力 7 7 推出機(jī)構(gòu)的校核 不同型號(hào)注射機(jī)的推出裝置和最大推出距離都是不同的 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使模具的推出 機(jī)構(gòu)與注射機(jī)相適應(yīng) 通常是根據(jù)開合模系統(tǒng)推出裝置的推出形式 注射機(jī)的頂桿直 徑 頂桿間距和定出距離等校核模具推出機(jī)構(gòu)是否合理 推桿推出距離能否達(dá)到使塑 件順利脫模的目的 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)的推出形式為中心液壓頂出 兩側(cè)頂桿 23 機(jī)械頂出 由于該模具推力不算太大 在 XS ZY 125 型螺桿式注射機(jī)上采用中心 40 頂桿推出 在動(dòng)模座板預(yù)留與之匹配的 35 頂出孔 塑件實(shí)際推出距離為 35 25 3 滿足推出距離要求 8 繪制模具裝配圖 詳細(xì)見 2D 圖紙 9 繪制零件圖 詳細(xì)見 2D 圖紙 10 試模及修模 雖然是在選定成型材料 成型設(shè)備時(shí) 在預(yù)想的工藝條件下進(jìn)行模具設(shè)計(jì) 但是 人們的認(rèn)識(shí)往往是不完善的 因此必須在模具加工完成以后 進(jìn)行試模試驗(yàn) 看成型 的制件質(zhì)量如何 發(fā)現(xiàn)總是以后 進(jìn)行排除錯(cuò)誤性的修模 塑件出現(xiàn)不良現(xiàn)象的種類居多 原因也很復(fù)雜 有模具方面的原因 也有工藝條 件方面的原因 二者往往交只在一起 在修模前 應(yīng)當(dāng)根據(jù)塑件出現(xiàn)的不良現(xiàn)象的實(shí) 際情況 進(jìn)行細(xì)致地分析研究 找出造成塑件缺陷的原因后提出補(bǔ)救方法 因?yàn)槌尚?條件容易改變 所以一般的做法是先變更成型條件 當(dāng)變更成型條件不能解決問題時(shí) 才考慮修理模具 修理模具更應(yīng)慎重 沒有十分把握不可輕舉妄動(dòng) 其原因是一旦變更了模具條件 就不能再作大的改造和恢復(fù)原狀 11 整理資料進(jìn)行歸檔 模具經(jīng)試驗(yàn)后 若暫不使用 則應(yīng)該完全擦除脫模渣滓 灰塵 油污等 涂上黃 油或其他防銹油或防銹劑 關(guān)到保管場(chǎng)所保管 把設(shè)計(jì)模具開始到模具加工成功 檢驗(yàn)合格為止 在此期間所產(chǎn)生的技術(shù)資料 例如任務(wù)書 制件圖 技術(shù)說明書 模具總裝圖 模具零件圖 底圖 模具設(shè)計(jì)說明 書 檢驗(yàn)記錄表 試模修模記錄等 按規(guī)定加以系統(tǒng)整理 裝訂 編號(hào)進(jìn)行歸檔 這 樣做似乎很麻煩 但是對(duì)以后修理模具 設(shè)計(jì)新的模具都是很有用處的 結(jié)束語 經(jīng)過了一個(gè)多月的設(shè)計(jì) 在老師的指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下 我終于圓滿完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任 務(wù) 在剛剛接到畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí) 我感覺無從下手 這時(shí)指導(dǎo)老師及時(shí)的把設(shè)計(jì)任務(wù)書發(fā)給了我 按照任務(wù)書的需要 我借了一些相關(guān)圖書 開始進(jìn)行設(shè)計(jì) 由于我設(shè)計(jì)的是汽車車燈開關(guān)插件的注 24 塑模設(shè)計(jì) 所以一些相關(guān)測(cè)量計(jì)算 都得自己做 在設(shè)計(jì)中很好的利用了我們所學(xué)過的 CAD 這 次設(shè)計(jì)對(duì)于我來說是很難得的 我也沒有浪費(fèi)這次好機(jī)會(huì) 從中學(xué)到了好多 也鞏固了以前學(xué)習(xí)過 的知識(shí) 知道了自己的許多不足和缺點(diǎn) 此次注塑模課程設(shè)計(jì) 是理論聯(lián)系實(shí)踐的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 不但鞏固了前面所學(xué)的 基礎(chǔ)理論知識(shí) 更重要的是把各學(xué)科知識(shí)聯(lián)系起來 以達(dá)到融會(huì)貫通 增強(qiáng)自己解決 問題 分析問題的能力 經(jīng)過這次考驗(yàn) 我深刻的認(rèn)識(shí)到自己的各方面的不足 同時(shí) 也不斷的去反思與學(xué)習(xí) 我會(huì)超越自我 努力學(xué)好專業(yè)知識(shí) 不辜負(fù)老師和家長(zhǎng)的殷 切期望 在這次設(shè)計(jì)中我們的輔導(dǎo)老師給我們提供了信息和資料 同時(shí)也給我們一些建議 與幫助 如果沒有陳青云老師的幫助與支持 我們的設(shè)計(jì)不會(huì)做的這么完善 這讓我 了解了陳青云老師的辛苦 感謝陳青云老師們?cè)谶@三年里對(duì)我的諄諄教導(dǎo) 讓我充實(shí) 的度過了這三年的大學(xué)生活 你的教誨將是我最寶貴的財(cái)富 本課題主要是針對(duì)汽車 車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì) 通過對(duì)插件進(jìn)行工藝的分析和比較 最終設(shè)計(jì)出一副注 塑模具 此課題從汽車插件的工藝性 具體模具出發(fā)對(duì)汽車車燈開關(guān)插件的注塑模具 結(jié)構(gòu)出發(fā) 對(duì)模具的澆注系統(tǒng) 產(chǎn)品的在模具行腔里的成形結(jié)構(gòu) 頂針面板的頂出系 統(tǒng) 模具動(dòng)定模的水路冷卻系統(tǒng) 注塑機(jī)型號(hào)的選擇都有詳細(xì)的設(shè)計(jì) 與此同時(shí) 本 課題還編出了產(chǎn)品簡(jiǎn)單的加工工藝流程 整個(gè)汽車車燈開關(guān)插件的注塑模設(shè)計(jì)過程表 明該模具能達(dá)到產(chǎn)品所要求的加工工藝 即設(shè)計(jì)一副注塑模具來生產(chǎn)汽車車燈開關(guān)插 件的產(chǎn)品 以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化來提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量 針對(duì)汽車車燈插件的注塑模 設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu) 該模具結(jié)構(gòu)是一模兩腔的注射模具 通過汽車車燈開關(guān)插件的注塑 模設(shè)計(jì)表明該模具能夠達(dá)到車燈開關(guān)插件產(chǎn)品質(zhì)量和加工工藝的要求 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束之際 首先 我要感謝陳青云老師對(duì)我的悉心指導(dǎo) 她的學(xué) 識(shí) 嚴(yán)肅的治學(xué)態(tài)度 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神 靈活的思維方式以及耐心細(xì)致的言傳身教 相信此次畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)我大學(xué)三年學(xué)習(xí)生活的總結(jié) 也是我對(duì)未來工作的展望 通過此次設(shè)計(jì) 我復(fù)習(xí)了相關(guān)課程 查閱了有關(guān)資料 拓展了知識(shí)面 同時(shí)我也認(rèn)識(shí) 到自己的不足 特別是在高等數(shù)學(xué)等方面 吾生也有涯 而知也無涯 在今后的日子 里我將不斷的進(jìn)取 由于時(shí)間倉(cāng)促 水平有限 本設(shè)計(jì)難免存在疏漏之處 望廣大領(lǐng)導(dǎo) 老師予以批 25 評(píng)指正 最后再次向支持我和關(guān)心我 不斷給我信心 支持我上進(jìn) 使我順利完成大學(xué)學(xué) 業(yè)的家人 同學(xué) 老師表示衷心的感謝 參考文獻(xiàn) 1 廖冬初 劉群 張杰等 泵站電機(jī)雙饋調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) J 湖北工學(xué)院學(xué) 報(bào) 2000 9 2 黃云清 公差配合與測(cè)量技術(shù) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 9 3 廖月 塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 7 4 孫玲主編 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) M 北京 清華大學(xué)出版社 2008 5 錢進(jìn) 模具制造手冊(cè)編寫組主編 模具制造手冊(cè) M 第二版 北京 機(jī)械工 業(yè)出版社 2002 6 陸寧 實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì) M 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1997 5 26