汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩注塑模具設(shè)計-抽芯塑料注射模三板模含NX三維及10張CAD圖.zip
汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩注塑模具設(shè)計-抽芯塑料注射模三板模含NX三維及10張CAD圖.zip,汽車空調(diào),風(fēng)口,注塑,模具設(shè)計,塑料,注射,三板,NX,三維,10,CAD
摘要
20世紀(jì)塑料材料的制品如雨后春筍一樣涌現(xiàn)，當(dāng)然這樣的興起是因為它本身的特點，包括有價格低廉、易塑型、強度大等等。就現(xiàn)在來說，塑料制品已經(jīng)在很多的方面得到了應(yīng)用，諸如日常的生活、醫(yī)療所使用的設(shè)備、電子電器制品方面、汽車內(nèi)部設(shè)備等。
塑料制品有很多種成型的方法，本設(shè)計使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，根據(jù)汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求，選擇塑件制件尺寸。本模具采用一模一腔，點澆口進(jìn)料，注射機采用海天HTF300XB型號，設(shè)置冷卻系統(tǒng)。前期對于設(shè)計對象進(jìn)行了相關(guān)的測量，數(shù)據(jù)的記錄等；中期主要是使用UG三維設(shè)計軟件根據(jù)前期測量的數(shù)據(jù)建立立體模型，并在塑件模型的基礎(chǔ)上利用UG制造內(nèi)的模具型腔模塊對汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩作出相應(yīng)的注塑模具設(shè)計，包括有塑件元件、斜頂分型面、主分型面、澆口等，并且加入相應(yīng)的模架、澆口、流道等；后期則是以之前作出的成果為基礎(chǔ)使用CAD軟件繪制出相應(yīng)的二維圖，更加清晰的顯示出塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的機構(gòu)。
關(guān)鍵詞：汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩；一模一腔；注射機；海天HTF300XB，冷卻系統(tǒng)；注塑模具
Abstract
In twentieth Century, plastic materials sprang up like mushrooms, of course, because of its own characteristics, including low price, easy molding, high strength and so on. Now, plastic products have been applied in many aspects, such as daily life, equipment used in medical care, electronic and electrical products, and automobile internal equipment.
There are many kinds of molding methods in plastic products. This design uses the most commonly used injection molding method - injection molding. According to the requirements of plastic products on the top top of the washing machine, we know the use of plastic parts, analyze the technological requirements of the plastic parts, size precision and so on, and choose the size of the parts of the plastic parts. This mold adopts the first mock exam two chamber, a bottom gate feeding, injection machine adopts the Haitian HTF300XB model, is provided with a cooling system. In the early stage, the related measurement and data recording were carried out for the design object. In the middle period, the three-dimensional model was established by using UG 3D design software according to the data measured earlier, and the mold cavity module in the UG manufacturing was used to make the corresponding injection mold design on the top cover of the washing machine right cylinder, including the design of the injection mold. There are plastic parts, slide block surface, main parting surface, gate and so on, and join the corresponding mold, gate, runner, and so on. Later, the corresponding two-dimensional map is drawn using CAD software on the basis of the previous results, and the structure of the plastic parts and the mechanism of the mold are clearly displayed.
Key words: washing machine right cylinder cover; the first mock exam two cavity; injection machine; the HTF300XB injection mold cooling system;
目錄
摘要 I
Abstract II
第一章 緒 論 1
第二章 注塑工藝分析及成型方法 2
2.1汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩塑件分析 2
2.1.1塑件材料的選擇 3
2.1.2 所選材料主要特性 4
2.1.3 技術(shù)指標(biāo) 4
2.1.4 精度選擇 5
2.1.5汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩的工藝參數(shù) 5
第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
3.1擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 6
3.1.1分型面位置的確定 6
3.1.2 確定型腔數(shù)量及排列方式 7
3.1.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 8
3.1.4 注射機型號的確定 8
3.1.5 注塑機的參數(shù)較核 10
3.2 澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計 12
3.2.1澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計 12
3.2.2成型零件設(shè)計 15
3.2.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計 17
3.2.4冷卻調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 17
3.2.5脫模機構(gòu)的設(shè)計 20
3.3模架的確定 22
3.4 斜推桿的設(shè)計 24
3.4.1 斜推桿種類 24
3.4.2 斜推桿的設(shè)計要點 24
3.4.3斜推桿傾斜角的確定 25
第四章 總結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
致謝 31
IV
第一章 緒 論
作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
在第十一五規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，國民經(jīng)濟的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適應(yīng)。 模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用，與其他加工制造業(yè)所無法比擬的。從工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)看，模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫(yī)療器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。據(jù)資料統(tǒng)計，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機、汽車、摩托車、拖拉機、電機、電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占80%以上；在電腦、電視機、攝像機、照相機、錄像機、傳真機、電話及手機等電子產(chǎn)品中占85%以上；在電冰箱、洗衣機、空調(diào)、微波爐、吸塵器、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占90%以上；在了彈、槍支等兵器產(chǎn)品中占95%以上。
我國模具工業(yè)在政府十分重視及關(guān)懷下，并提出相應(yīng)的優(yōu)惠政策進(jìn)行模具技術(shù)開發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，努力提高模具設(shè)計和制造水平，取得顯著的經(jīng)濟效益。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值都已超過機床總產(chǎn)值。模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)最終產(chǎn)品的價值將超過自身價格的幾十倍乃至百倍及上千倍。
據(jù)各國報導(dǎo)，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱之“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”，如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實現(xiàn)了模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國模具權(quán)威經(jīng)理稱為“模具是印鈔機”?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟發(fā)展中具有重要的顯著地位。模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
第二章 注塑工藝分析及成型方法
2.1汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩塑件分析
在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。
該塑件結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高，分別在不同的型腔內(nèi)成型，故在模具設(shè)計和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉(zhuǎn)動的順暢和零件的使用壽命。本設(shè)計課題-汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩如下圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，
圖2-1 汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩上蓋三維圖
圖2-2 注塑二維
2.1.1塑件材料的選擇
通過汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩塑件使用環(huán)境與用量的考量，最終決定使用ABS塑料作為汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩的材料。
ABS是沒有毒的、沒有任何味道，表面呈現(xiàn)略黃色，形成的塑料制件具有很強的強度，它的密度是1.02到1.05g/cm3，它的收縮率為0.3到0.8%之間。ABS它吸水的能力很厲害。它的流動性不是很強。
對于ABS來說一般的打擊不會使它變形的，并且，它的溫度很緩慢變化的有良好的保溫性和耐低溫性。它而且有優(yōu)秀的機械強度。和物理性能例如，一些酸，溫度高低對它幾乎沒有影響，它的化學(xué)性能也非常優(yōu)秀。
ABS的硬度也非常好，和一般的材料比它在硬度方面有著良好的優(yōu)越性。材料的吸水性很低。這個它的缺點也是顯而易見的它不抗熱，不適合連續(xù)工作，因為它連續(xù)工作溫度為70℃上下當(dāng)它的溫度超過93℃時它的形狀就會發(fā)生變化。它在夏天因為紫外線很高特別輕易變的表面干硬從而使它干裂脆化。
2.1.2 所選材料主要特性
當(dāng)ABS的溫度升高時它的粘度也隨著升高，故而成型時它的壓力也很高。它的塑料上的坡度應(yīng)該要大一點，非常容易出現(xiàn)熔接痕的情況，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如側(cè)邊面厚度，和它的表面變化對于零件來說沒有什么大的影響。在需求塑料制件要有很高的精度時，模具的溫度要把握好大概50℃到60℃之間就好了。
2.1.3 技術(shù)指標(biāo)
表2-1 ABS=技術(shù)的指標(biāo)見下[2]
密度
1.02～1.16
比體積
0.86～0.98
吸水率
0.2～0.4
收縮率s
0.4～0.7
熔點
130～160
硬度HB
9.7
R121
拉強度
60
拉伸彈性模量
體積電阻率
彎曲強度
80
熱變形溫度
t/c
0.46MP
90～108
沖擊韌度
無缺口
261
0.185MP
83～103
缺口
11
2.1.4 精度選擇
汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩精度不是固定不變的，它會受到各個其他方面的引導(dǎo)而變得和以前相比有很大的不同。注塑的環(huán)境溫度等外部原因。和模具的結(jié)構(gòu)也都會影響精密塑膠零件生產(chǎn)。精密塑膠汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩的精度水平(sj1372 - 1978),使用ABS - 5級的精度水平。
2.1.5汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩的工藝參數(shù)
表2-2 ABS注射的工藝參數(shù)
第三章 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1.1分型面位置的確定
在塑件設(shè)計階段，就應(yīng)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(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面的設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。
1.分型面的選擇原則
（1）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量；
（2）分型面應(yīng)選擇在塑件的最大截面處；
（3）盡可能使塑件留在動模一側(cè)；
（4）有利于保證塑件的尺寸精度；
（5）盡可能滿足塑件的使用要求；
（6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；
（7）長型芯應(yīng)置于開模方向；
（8）有利于排氣；
（9）有利于簡化模具結(jié)構(gòu)。
該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計時已充分考慮了上述原則，同時從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件需要側(cè)向抽芯分型（如圖3-1所示）。
圖3-1 斜頂結(jié)構(gòu)圖
2.分型面的選擇
基于以上因素的考慮，分型面選擇如圖3-2所示。
圖3-2分型面
3.1.2 確定型腔數(shù)量及排列方式
當(dāng)分型面確定之后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。
一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。故由此初步擬定采用一模一腔，如圖4-4所示。
3.1.3 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
該模具外觀質(zhì)量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是矩形。初步擬定采用一模一腔單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式，如圖3-3所示。
圖3-3型腔分布示意圖
3.1.4 注射機型號的確定
注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。
注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)該對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計算。根據(jù)這些參數(shù)，選擇一臺和模具匹配的注射機，倘若用戶已經(jīng)提供了注射機的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對其進(jìn)行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或于用戶取得商量調(diào)整。
1.所需注射量的計算
（1）塑件質(zhì)量、體積計算:
對于該設(shè)計，建立塑件模型,并用UG對此模型分析得：
塑料制件體積V1＝125.196，查參考文獻(xiàn)得ABS的密度為1.05g/cm3
塑料制件質(zhì)量M1＝131.5g。
實測塑件體積
（2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
可使用軟件測量塑件體積，由于該模具采用一模一腔，所以，澆注系統(tǒng)凝料體積為
V3=13.4cm3
（3） 該模具一次注射所需要的ABS
體積 V0=V1X1+ V3 =125.169x1+13.4=138.569cm3；
質(zhì)量 M0=ρ·V0=145.5g。
2.注射機型號的選定
近年來我國引進(jìn)的注射機型號很多，國內(nèi)注射機生產(chǎn)廠的新機型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注射模設(shè)計和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。
根據(jù)以上的計算，初步選定型號為HTF300XB，該注塑機參數(shù)如表3-1所示。
表3-1注塑機的參數(shù)
型號
單位
300×A
300×B
300×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
60
65
70
理論注射容量
cm3
727
853
989
注射重量PS
g
662
776
900
注射壓力
Mpa
213
182
157
注射行程
mm
257
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~160
料筒加熱功率
KW
17.25
鎖模力
KN
3000
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
660×660
允許最大模具厚度
mm
660
允許最小模具厚度
mm
250
移模行程
mm
660
移模開距(最大)
mm
1260
液壓頂出行程
mm
160
液壓頂出力
KN
62
液壓頂出桿數(shù)量
PC
13
油泵電動機功率
KW
30
油箱容積
l
580
機器尺寸(長×寬×高)
m
6.9×2.0×2.4
機器重量
t
11.5
最小模具尺寸(長×寬)
mm
460×460
3.1.5 注塑機的參數(shù)較核
（1）注射容量和質(zhì)量校核
由于以容量計算時
V總≤0.8 V注 (4-1)
式中V注—注射機最大注射容量 cm3；
V總—成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3；
0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。
∴V注≥V總/0.8=138.569/0.8=173.21125cm3
所以注塑機符合注射容量和質(zhì)量要求。
（2）合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核
合模力的大小必須滿足下式：
Fs≥Fz=P（nAx +Aj）= PA (4-2)
式中A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和
Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積
Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積
Fz—脹模力
Fs—合模力
P—模腔壓力 取30MPa
通過使用UG軟件計算面功能自動得出A=30042.9mm2
由于 Fs=3000KN ≥30×30042.9x1.1x0.001 =991.4157KN
所以注塑機符合合模力及注塑面積和型腔數(shù)的要求。
（3）模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核
1）模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適
模具的長×寬為500×500mm〈注塑機拉桿的間距660×660mm）
故滿足要求。
2）模具閉合高度校核
模具實際高度 H模=456mm ；
注塑機最小閉合厚度 H為250～660mm
故滿足要求。
3) 開模行程校核
模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。
注塑機的開模行程是有限的，設(shè)計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對于單分型面注射模應(yīng)有：
Smax＞S= H1 + H2 + H3 + C
式中 H1--模具厚度
H2--頂出行程
H3 --包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度
C - 安全距離
本設(shè)計中=2500 = 456 mm =70mm H3 =150mm C取30mm
總的開模距離需要S=701mm以上. 經(jīng)計算，符合要求。
3.2 澆注系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件設(shè)計
3.2.1澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量影響很大。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。
1.主流道的設(shè)計
主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模是主流道凝料的順利拔出
（1）主流道尺寸
主流道小端直徑 D=注射機噴嘴直徑+（0.5～1） (4-4)
=3+（0.5～1），取D=3.6
主流道球面半徑SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2） (4-5)
=10+(1～2)，取SR0=11
球面配合高度h=3～5mm，取h=3mm
主流道長度L=90mm
主流道大端直徑D′=3.6+2Ltanα=3.1+2×130×tan1°=8.21，取D′=8mm (4-6)
澆口套總長LO=L+h=95mm (4-7)
（2）主流道襯套的形式
主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復(fù)接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴(yán)格，因而模具主流道部分設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進(jìn)行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。
由于該模具流道較長，定位圈和襯套設(shè)計成分體式較合適。
（3）主流道襯套的固定
主流道襯套采用2個螺釘均布固定。
2.冷料穴的設(shè)計
（1）主流道冷料穴的設(shè)計
開模時應(yīng)將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應(yīng)稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對稱，所以冷料穴可設(shè)在中心位置。
冷料穴直徑=8 mm = D′ (4-8)
冷料穴深度=3/4 D′=6 mm (4-9)
（2）分流道冷料穴的設(shè)計圖
3.分流道設(shè)計
（1）分流到布置形式
分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關(guān)，有多種不同的布置形式，應(yīng)該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。改模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖3-4所示。
圖3-4流道分布示意圖
（2）分流道的長度
長度應(yīng)盡量短，減少彎折。該模具的分流道長度在設(shè)計過程中由繪圖的出，L=20 mm。
（3）分流道的形狀及尺寸
為了便于加工及凝料脫模，分流道設(shè)置在分型面上，采用圓形截面，PP經(jīng)驗值d=（4.8～9.5）mm，由d（1.1～1.2）=d上級，所以得出d=5.8，取為6 mm。
（4）分流道表面粗糙度
由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較理想，因此分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8。
4.澆口的設(shè)計
澆口是連接流道于型腔之間的一段細(xì)短通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。
澆口截面積通常為分流道的0.07～0.09倍，澆口截面積取為矩形。
（1）澆口類型及位置的確定
該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時，對外觀要求較高，所以從搭底澆口和牛角式澆口中進(jìn)行選擇。其中，搭底澆口模具結(jié)構(gòu)簡單，只需兩板模即可，比較有優(yōu)勢。
綜合以上，采用搭底澆口最合適，而且相應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)也比較簡單，所以選用搭底澆口。
（2）澆口尺寸設(shè)計
由經(jīng)驗公式，澆口的深度d=0.206=1.207； (4-10)
3.2.2成型零件設(shè)計
直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件成為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件成為凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度，如果型腔側(cè)壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產(chǎn)生變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產(chǎn)生翹曲變形，導(dǎo)致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響脫模。
分型成功后凹模如圖3-5所示，凸模如圖3-6所示。
圖3-5凹模
圖3-6凸模
模具成型零件尺寸計算
成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。
在模具設(shè)計時要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級確定成型零部件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。
由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因為模具制造公差和模具成型零部件在使用中的最大磨損量大多憑經(jīng)驗決定），這里就只考慮塑料的收縮率計算模具盛開零部件的工作尺寸。
塑件經(jīng)成型后所獲得的制品從熱模具中取出后，因冷卻及其它原因會引起尺寸減小或體積縮小，收縮性是每種塑料都具有的固有特性之一，選定ABS材料收縮率為0.3%～0.8％，平均收縮率為0.55%，剛計算模具成型零部件工作尺寸的公式為：
式中 A — 模具成型零部件在常溫下的尺寸
B — 塑件在常溫下實際尺寸
成型零部件工作尺寸的公差值可取塑件公差的1/3～1/4，或取IT7～8級作為模具制造公差。在此取IT8級，型芯工作尺寸公差取IT7級。模具型腔的小尺寸為基本尺寸，偏差為正值；模具型芯的最大尺寸為基本尺寸，偏差為負(fù)值，中心距偏差為雙向?qū)ΨQ分布。各成型零部件工作尺寸的具體數(shù)值見圖紙。
本設(shè)計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計算，已給出這ABS的成型收縮率為0.5%，模具的制造公差取δz =Δ/3。因本設(shè)計塑件的尺寸精度為MT3，即 =0.6 mm。
型腔型芯工作尺寸的計算
類別
塑件基本尺寸
計算公式
模具尺寸
型腔尺寸計算
Hm
Hs =36
Hm=(Hs+Hs. -2/3Δ)0+δz
Lm
Ls =81
Lm=(Ls+Ls. -3/4Δ)0+δz
型芯尺寸
Lm
Ls =38
Lm=(Ls+Ls. +3/4Δ)0-δz
3.2.3排氣系統(tǒng)的設(shè)計
該套模具是屬于小型模具，排氣量很小，可利用分型面、斜頂和頂桿等間隙進(jìn)行排氣，不需要單獨開設(shè)排氣槽。
3.2.4冷卻調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計
一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200℃左右，當(dāng)ABS的溫度升高時它的粘度也隨著升高，故而成型時它的壓力也很高。它的塑料上的坡度應(yīng)該要大一點，非常容易出現(xiàn)熔接痕的情況，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如側(cè)邊面厚度，和它的表面變化對于零件來說沒有什么大的影響。而塑件固化后從模具性強中取出時其溫度在60℃以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進(jìn)行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡量快的傳給模具，一是塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。
(1)設(shè)計原則：
冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可能大；
冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等；
澆口處要加強冷卻；
冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；
冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處；
進(jìn)出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面。
（2）設(shè)計過程：
已知：材料ABS，塑件厚度3mm，ABS單位熱流量系數(shù)Q1=350kg/kg,
解：冷卻時間 (4-11)
s
根據(jù)ABS性能，取=10s
注射時間=2s，保壓2s
注射周期為t=10+2+2+（5～8）=20s (4-12)
每小時注射次數(shù)N=3600/20=180
∴總熱量 Q=W=NG (4-13)
=80×0.0215×350
=1354.5kJ/h
模具四側(cè)面積 (4-14)
分型面面積
開模率 (4-15)
∴散熱表面積=0.04m2 (4-16)
模溫70℃，室溫20℃
∴對流所散發(fā)的熱量：
(4-17)
輻射所散發(fā)的熱量：
(4-18)
=0.86
注塑機所散發(fā)的熱量：
(4-19)
∴應(yīng)由冷卻系統(tǒng)從模具中帶走的熱量為
為負(fù) (4-20)
所以模具靠自身可以散熱。但為更加安全和提高效率，仍添加冷卻系統(tǒng)。
（3）冷卻系統(tǒng)的布置
該塑件分型面為大致為階梯形，把模仁分為上下兩部分，上部分由分流道，應(yīng)重點加強冷卻，因此布置在偏上位置。
由上面計算可知，該模具塑料釋放的總熱量不大，旨在模具型腔周圍開始冷卻水管即可，凹模水管直徑為12mm，凸模水管直徑為12mm。
水管具體分布線如圖3-7所示。
3-7水路示意圖
3.2.5脫模機構(gòu)的設(shè)計
注射成型的每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機構(gòu)，也稱為推出機構(gòu)。
1.脫模推出機構(gòu)的設(shè)計原則
塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定塑件的質(zhì)量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設(shè)計推出脫模機構(gòu)時，應(yīng)遵循下列原則。
（1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)；
（2）保證塑件不因推出而變形損壞；
（3）機構(gòu)簡單、動作可；
（4）良好的塑件外觀；
（5）合模時的準(zhǔn)確復(fù)位。
2.塑件推出的基本方式選擇
零件脫模無特殊要求，采用最常見的推桿推出即能滿足脫模要求。推桿形式選擇圓形推桿。
3.頂桿布局
頂桿布局如圖3-8所示
圖3-8頂桿布局示意圖
4.頂桿尺寸計算
（1）脫模力 (4-21)
(4-22)
(4-23)
(4-24)
取1°，查參考文獻(xiàn)【1】中表8-2得=3.556
由ABS特性和模具材料得f=0.21
取1°，查參考文獻(xiàn)【1】中表8-3得=1.0152
=1.75mm，E=1800Mpa，S=0.5%，=0，L=14cm
∴=625N
（2）推板厚度 (4-25)
=300mm，E=210000Mpa，B=150mm, =1/5*0.28mm
∴
（3）推桿直徑 (4-26)
K=1.5，L=140，n=7，E=2100000
∴，取d=8mm
3.3模架的確定
選用標(biāo)準(zhǔn)模架，可以大大縮短模具的制造周期，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為FCI，如圖3-9所示。
圖3-9標(biāo)準(zhǔn)模架
各模板尺寸的確定：
1.A板尺寸
A板是定模腔板，塑件高度17.5m，在模板上還要開設(shè)冷卻水道，冷卻水道離型腔應(yīng)由一定的距離，因此A板厚度取90mm。
2.B板尺寸
B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為23.5，同樣要有冷卻水道的位置，所以B板厚度取120mm。
3.C墊塊尺寸
墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5～10）=110mm，取墊塊厚度為110mm。
上述尺寸確定之后，就可以確定標(biāo)準(zhǔn)模架，利用 UG添加標(biāo)準(zhǔn)零件和之前設(shè)計好的結(jié)構(gòu)，逐步完成設(shè)計。
模具整體效果如圖3-10所示。
圖3-10模具整體效果
3.4 斜推桿的設(shè)計
3.4.1 斜推桿種類
斜推桿是常見的側(cè)向抽芯機構(gòu)之一，它常用于制品內(nèi)側(cè)面存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu)，強行推出會損壞制品的場合。它是將側(cè)向凹凸部位的成型鑲件固定在推桿板上，在推出的過程中，此鑲件作斜向運動，斜向運動分解成一個垂直運動和一個側(cè)向運動，其中的側(cè)向運動即實現(xiàn)側(cè)向抽芯。
斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長而細(xì)的斜推桿，此時采用整體圓柱銷式的斜推桿
圖3-11 斜推桿抽芯機構(gòu)[1]
3.4.2 斜推桿的設(shè)計要點
（1） 要保證復(fù)位可靠。
（2）在斜推桿近型腔一端，須做6~10mm的直身位，并做一2~3mm的掛臺起定位作用，以避免注塑時斜推桿受壓而移動。設(shè)計掛臺亦方便加工、裝配及保證內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的精度。
（3）斜推桿上端面應(yīng)比動模鑲件底0.05～0.1mm，以保證推出時不損壞制品。
（4）斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿訒r，不能與制品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)（入圓柱、加強筋或型芯等）發(fā)生干涉；
（5）沿抽芯方向制品內(nèi)表面有下降弧度時，斜推桿側(cè)移時會損壞制品。解決方案有：a.制品減料做平，但須征得客戶同意；b.斜推桿底部導(dǎo)軌做斜度α，使斜推桿延遲推出。
（6）當(dāng)斜推桿上端面和鑲件接觸時，推出時不應(yīng)碰到另一側(cè)制品。
（7）斜推桿在推桿固定板上的固定方式見上圖3.9.
（8）當(dāng)斜推桿較長或較細(xì)時，在動模板上加導(dǎo)向塊，幫助頂出及回位時的穩(wěn)定性。加裝導(dǎo)向塊時其動模必須和內(nèi)模鑲件組合一起切割。
（9）斜推桿與內(nèi)模的配合公差取H7/f6，斜推桿與模架接觸處避空。
3.4.3斜推桿傾斜角的確定
斜推桿的傾斜角度取決于側(cè)向抽芯距離和推桿板推出的距離H。它們的關(guān)系見圖，計算公式如下：
tanα=S/H
其中：S=側(cè)向凹凸深度S1+(1.5～3)mm 圖3.10 幾何關(guān)系
斜推桿的傾斜角度不能太大，否則，在推出過程中斜推桿會受到很大的扭矩的作用，從而導(dǎo)致斜推桿磨損，甚至卡死或斷裂。
斜推桿的斜角一般為3°～15°,常用5°～10°。在設(shè)計過程中，這一角度能小不大。
在此處設(shè)計中向凹凸深度為1.5+1.5mm，選擇的斜推桿角度為4°，經(jīng)過計算斜推桿推出距離為35mm就可以完成脫模
本設(shè)計的斜推桿如圖
斜推桿
第四章 總結(jié)
在對汽車空調(diào)出風(fēng)口蓋罩的設(shè)計過程中，本人查閱了很多資料，學(xué)習(xí)了之前未曾了解的一些知識，開闊了視野，對模具行業(yè)也有了新的認(rèn)識。在技能方面，通過對此塑件模具的設(shè)計，本人更加熟練了對UG和AutoCAD的運用，同時，學(xué)習(xí)了新的軟件，如CAD和UG插件。期間，我遇到了不少困難，如由于對軟件不熟悉，設(shè)計初期沒有設(shè)置繪圖尺寸，直到導(dǎo)入模架才發(fā)現(xiàn)問題；設(shè)計初期經(jīng)驗不足，考慮不全面，沒有對工作資料進(jìn)行備份，由于失誤丟失前期工作，只能重做等等。這些困難有專業(yè)性的也有非專業(yè)性的，解決專業(yè)性難題，讓本人更加深刻的掌握了模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，而解決那些非專業(yè)性的難題，讓本人學(xué)會了做事縝密，鍛煉了自己的耐心和毅力。
在設(shè)計過程中，本人運用了大量的計算機輔助設(shè)計，大大地提高了效率，本人深深感受到CAD/CAE技術(shù)的優(yōu)越性和科學(xué)性。
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致謝
對老師的感謝還在這設(shè)計中間的悉心教導(dǎo)，不管是生活上的，還是學(xué)業(yè)上的，老師都能為我們著想，身為大四的學(xué)生畢業(yè)設(shè)計是一個主要內(nèi)容，但是就業(yè)的壓力也時刻壓在我們的身上，我們周轉(zhuǎn)于就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計之間，老師總能給我們最好的安排，讓我們不至于亂了陣腳。不僅僅在生活上也能給予我們最大的支持和幫助，在畢業(yè)設(shè)計上也是不遺余力，總能想辦法解決我們存在的問題，有時候我們有自己的想法時，也能從我們的角度看問題，在我看來更多的時候我們是平等的，是在互相學(xué)習(xí)的，這一點我是敬佩的。
為期三個月的畢業(yè)設(shè)計就這樣結(jié)束了，也意味著大學(xué)也將在此畫上了一個大大的句號，對于這期間指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及給予的幫助，同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了他們的支持和鼓勵。本次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。
總之，感謝每一位關(guān)心過我，愛護(hù)過我的人。滴水之恩，當(dāng)涌泉相報。最后，再次感謝我的導(dǎo)師.
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