汽車連接套注塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、說明書】,含CAD圖紙、說明書,汽車,連接,注塑,模具設(shè)計(jì),cad,圖紙,說明書,仿單 摘 要 塑料工業(yè)是發(fā)展歷史短但發(fā)展速度驚人的新興工業(yè)之一，如今我國的塑料工業(yè)已具備了一定的規(guī)模，但一切好的產(chǎn)品都需要一套好的模具，所以要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)考慮要全面經(jīng)驗(yàn)要豐富這樣將會(huì)既快又準(zhǔn)確的完成。 由于現(xiàn)在塑料產(chǎn)品越來越多，各個(gè)行業(yè)對(duì)塑料的需求也急劇加大，塑料市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也非常大，所以能越快越好的搶占市場(chǎng)是最有勢(shì)力和價(jià)值的，然而做模具的好與快是其最好的工作方案。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，具有生產(chǎn)精度高、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)周期短等特點(diǎn)。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的精度高、短交貨期、低成本的要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用數(shù)字化制造技術(shù)來加速技術(shù)的進(jìn)步。為了縮短模具制造周期，降低模具成本，必須采用CAD/CAM、Pro/ENGINEER、UG 技術(shù)進(jìn)行注射模具的設(shè)計(jì)。 對(duì)于我個(gè)人設(shè)計(jì)的這個(gè)制品是采用了大量生產(chǎn)的計(jì)劃方案，是一套塑料成型模具。在設(shè)計(jì)模具的過程中需要考慮制品的成型特點(diǎn)、加工方案、注意事項(xiàng)、工藝要求等一些特點(diǎn)。還進(jìn)行了制品分析，原材料的選擇，設(shè)計(jì)尺寸的計(jì)算，注射機(jī)工藝參數(shù)校核，模具澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等一系列模具設(shè)計(jì)的過程。 關(guān)鍵詞： 注射模 CAD/CAM 型芯 冷卻系統(tǒng) 澆注系統(tǒng) ABSTRACT . The plastics industry is one of the infant industry that the developing history is short but development speed is surprising , the plastics industry of our country has already possessed certain scale nowadays, but all good products all need a set of good moulds , so require the designer to consider wanting overall experience to enrich the completion that so will be fast and accurate in the design. There are more and more plastic products because of now, each trade strengthens the plastic demand sharply too, competition on it is plastic for market too the getting heavier very,so can the sooner the better seize market getting more potent most and the value one, but the one that make the mould is good and its best working schemes fast. Mold industry is an important national economic development of various sectors of basic industries, with production of high precision, high efficiency, short production cycle and so on. In order to meet users with high precision mold manufacturing, short delivery time, low-cost requirements, mold industry is widely used in digital manufacturing technology to speed up technological progress. In order to reduce mold manufacturing cycle, lower tooling cost, must be used CAD / CAM, Pro / ENGINEER, UG technology for plastic mold design. Have adopted plan schemes produced to this products that I designed in a large amount, it is a set of plastic shaping moulds . Need some characteristics of considering the shaping characteristic of the products , processing the scheme , precautions , technological requirement etc. during the process of designing the mould . 目 錄 第一章 緒論............................................................................................................1 1.1塑料模具簡(jiǎn)介.........................................................................................................1 1.2 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展方向....................................................................................1 1.2.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀....................................................................1 1.2.2我國塑料模具工業(yè)技術(shù)今后的主要發(fā)展展望.............................................2 1.3 注塑模具簡(jiǎn)介........................................................................................................3 1.3.1何謂注塑成型.................................................................................................4 1.3.2注射成型模具結(jié)構(gòu).........................................................................................4 1.4 本課題的研究對(duì)象................................................................................................5 第二章 汽車的工藝分析........................................................................... 6 2.1 設(shè)計(jì)原始資料........................................................................................................6 2.1.1 汽車的零件圖........................................................................................ 6 2.1.2汽車的3D文件....................................................................................... 7 2.2汽車的材料..................................................................................................... 7 2.2.1 POM塑料概述.................................................................................................7 2.2.2 POM性能分析..................................................................................................8 2.2.3 塑料注射成型工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析....................................................9 2.3汽車注射成型可行性分析............................................................................ 9 2.3.1汽車的工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析........................................................ 9 2.3.2汽車尺寸精度分析.............................................................................. 10 2.3.3汽車的表面質(zhì)量分析........................................................................... 10 2.3.4 POM塑料的成型條件 ..............................................................................10 第三章 分型面的設(shè)計(jì)與型腔布局............................................................... 13 3.1 分型面的設(shè)計(jì)......................................................................................................13 3.1.1 分型面選擇的決定因素..............................................................................13 3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)原則......................................................................................13 3.1.3 汽車分型面的位置.............................................................................. 14 3.2 型腔數(shù)目及布局..................................................................................................14 3.2.1型腔數(shù)目對(duì)塑料制件的影響.......................................................................14 3.2.2 型腔數(shù)目的確定..........................................................................................14 第四章 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與定位圈的選擇.......................................................15 4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...................................................................................................15 4.1.1 澆注系統(tǒng)的基本組成..................................................................................15 4.1.2 澆注系統(tǒng)對(duì)塑料制品的影響以及設(shè)計(jì)原則..............................................15 4.2 主流道設(shè)計(jì)及澆口套的選擇..............................................................................16 4.2.1 主流道形式..................................................................................................16 4.2.2 主流道尺寸計(jì)算..........................................................................................16 4.2.3 澆口套的選擇..............................................................................................16 4.2.4 定位環(huán)的選擇..............................................................................................17 4.2.5 澆口套與定位圈的固定形式......................................................................17 4.3 分流道的設(shè)計(jì)......................................................................................................17 4.3.1 設(shè)計(jì)要點(diǎn)......................................................................................................18 4.3.2 分流道的截面形狀及尺寸..........................................................................18 4.3.3 分流道的長度..............................................................................................19 4.3.4 分流道的表面粗糙度..................................................................................19 4.4 澆口的設(shè)計(jì).......................................................................................................... 19 4.4.1 澆口形式選擇..............................................................................................19 4.4.2 澆口位置的確定..........................................................................................21 4.4.3 澆口尺寸......................................................................................................21 4.5 冷料井的設(shè)計(jì)......................................................................................................21 第五章 注射機(jī)的選擇.......................................................................................22 5.1注射量的確定.......................................................................................................23 5.2注射壓力的確定...................................................................................................23 5.3鎖模力的確定.......................................................................................................23 5.4注塑機(jī)兩模板間的最大開距計(jì)算.......................................................................24 5.5注塑機(jī)拉桿內(nèi)間距的確定...................................................................................24 5.6選擇注塑機(jī)...........................................................................................................24 第六章 成型零件的設(shè)計(jì)...................................................................................25 6.1 成型零件的簡(jiǎn)介..................................................................................................25 6.2 上模鑲件（型腔）的設(shè)計(jì)......................................................................................25 6.2.1 上模鑲件的壁厚計(jì)算..................................................................................25 6.2.2 上模鑲件的強(qiáng)度或剛度校核......................................................................25 6.3 下模鑲件（型芯）的設(shè)計(jì)..................................................................................26 6.3.1 下模鑲件的壁厚計(jì)算..................................................................................26 6.4 脫模和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)....................................................................................26 第七章 冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)...........................................................28 7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)......................................................................................................28 7.1.1 模溫對(duì)制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響..........................................................28 7.1.2 冷卻系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)..................................................................................28 7.1.3冷卻系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)件...........................................................................................29 7.2 排氣系統(tǒng) ..........................................................................................................29 7.2.1排氣不良的危害...........................................................................................30 7.2.2排氣槽的排氣方法.......................................................................................30 7.2.3排氣槽位置...................................................................................................30 第八章 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).......................................................................................31 8.1 脫模力的計(jì)算 ...................................................................................................31 8.2 脫模機(jī)構(gòu)動(dòng)作原理 ............................................................................................31 8.3 脫模機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算及其配合公差......................................................................31 8.4 模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)..................................................................................................31 第九章 總結(jié) ...................................................................................................33 參考文獻(xiàn)...................................................................................................................34 致謝.............................................................................................................................35 第一章 緒論 1.1塑料模具簡(jiǎn)介 塑料模具是大批生產(chǎn)塑料制品的現(xiàn)代化專用成型工藝裝備的總稱。塑料模具包括:注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、真空成型模、壓縮空氣成型模、旋轉(zhuǎn)成型模、發(fā)泡成型模和空氣輔助成型模和水輔助成型模等多種塑料成型模具。 在上述各種塑料模具中，由于注射模具有高效、精密、可成型各種復(fù)雜制品，工藝先進(jìn)等諸多其它成型模具所不及的特點(diǎn)而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導(dǎo)作用的模塑成型工藝裝備。 1.2 塑料模具現(xiàn)狀及發(fā)展方向 1.2.1 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 塑料模具成型工藝及塑料模技術(shù)的發(fā)展與整個(gè)塑料工業(yè)的發(fā)展是分不開的。 塑料工業(yè)是新興的產(chǎn)業(yè)之一。自1909年實(shí)現(xiàn)與純粹的化學(xué)合成方法生產(chǎn)酚醛塑料算起，世界塑料工業(yè)的崛起僅僅有90余年的歷史。塑料工藝發(fā)展史雖然很短，但發(fā)展速度相當(dāng)驚人。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1935年全世界塑料產(chǎn)量只有20萬噸，1950年為150萬噸，1960年達(dá)677萬噸，1970年達(dá)3000萬噸，1981年達(dá)6000萬噸，1990年猛增至9896.4萬噸，1998年達(dá)到14000萬噸。預(yù)計(jì)今后將以每8年翻一番的增長速度持續(xù)高速發(fā)展。 目前，以合成的上千種高分子材料中具有工業(yè)價(jià)值的僅百余種。已工業(yè)化的合成樹脂有50種左右，如把改性塑料都計(jì)算在內(nèi)有400多種塑料，如按不同型號(hào)、牌號(hào)統(tǒng)計(jì)則有幾千種之多。從塑料品種的發(fā)展情況來看，熱塑性塑料發(fā)展最迅速，最初以熱固性塑料為主，而現(xiàn)在卻以熱塑性塑料為主。由于工程塑料綜合性能優(yōu)異，在解決科學(xué)技術(shù)中的問題等方面起著不可缺少的重要作用，因此，工程塑料的發(fā)展速度超過了通用塑料。聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、氨基塑料、酚醛塑料等通用塑料，其產(chǎn)量將會(huì)持續(xù)上升；聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚酯等工程塑料，正向擴(kuò)大生產(chǎn)，降低成本，改進(jìn)性能，擴(kuò)大用途的方向發(fā)展。 隨著塑料產(chǎn)量的提高和品種的增多以及應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，促進(jìn)了塑料成型工藝、塑料成型設(shè)備和塑料模具的不斷發(fā)展。 我國的杜料工業(yè)發(fā)展也很迅速，特別是近20年來，產(chǎn)量和品種都大大增加，許多新穎的工程塑料也已投入批量生產(chǎn)。我國樹脂產(chǎn)量1985年已達(dá)到123.2萬噸，1990年達(dá)226.8萬噸，1998年達(dá)694.3萬噸，居世界第六位。至今，我國塑料工業(yè)已經(jīng)成了相當(dāng)規(guī)模的完整體系，它包括塑料的生產(chǎn)，成型的加工，塑料機(jī)械設(shè)備，模具工業(yè)以及科研、人才培養(yǎng)等。塑料工業(yè)在國名經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門發(fā)揮了愈來愈大的作用。但就其總體水平來說，與世界的差距是明顯的，尤其是工程塑料。主要表現(xiàn)在生產(chǎn)規(guī)模小，工藝落后，品種少，物耗高。 1.2.2我國塑料模具工業(yè)技術(shù)今后的主要發(fā)展展望 （1）加深理論研究 加深塑料成型理論基礎(chǔ)和工藝原理的研究，借以改進(jìn)成型工藝方法、成型模具及成型設(shè)備。 （2）高效率、自動(dòng)化 簡(jiǎn)化塑料制品成型工藝過程，縮短生產(chǎn)周期是提高率的有效方法。如排氣式注塑機(jī)排氣式擠出機(jī)的出現(xiàn)，為吸水性強(qiáng)的塑料加工省去了原料的預(yù)干燥工序，縮短了生產(chǎn)周期，提高了效率。 （3）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 （4）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù),近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件.利用 CAE 技術(shù)可以在模具加工前，在電腦上對(duì)整個(gè)注塑成型過程進(jìn)行類比分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析也將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。 （5）高壽命和建議經(jīng)濟(jì)模具 為適應(yīng)大批量生產(chǎn)，正在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具材料及熱處理、模具表面強(qiáng)化、模具制造方面提高模具壽命。 （6）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn),積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 （7）模具的標(biāo)準(zhǔn)化與裝業(yè)化生產(chǎn) 這是提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期的根本性措施，也是塑料模發(fā)展的方向，已引起國內(nèi)、外極大重視。近年來，我國在這方面已取得可喜的進(jìn)展，已經(jīng)制定了塑料模國家標(biāo)準(zhǔn)。 1.3 注塑模具簡(jiǎn)介 塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣泛的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。 設(shè)計(jì)塑料注射模具首先要對(duì)塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的PVC （聚氯乙烯）化學(xué)和物理特性 剛性PVC是使用最廣泛的塑料材料之一。PVC材料是一種非結(jié)晶性材料。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個(gè)分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連接成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工是收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動(dòng)方向的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時(shí)間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮范圍較廣，在實(shí)際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)急確定注射時(shí)溫度壓力的大小和取向性。一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。塑料注塑模具基本分為靜模和動(dòng)模。在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡(jiǎn)單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點(diǎn)的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有寫特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度銑割割成。部分模具必須靜模脫模時(shí)，還要加上靜模脫模機(jī)構(gòu)。動(dòng)模的結(jié)構(gòu)一般為動(dòng)模板、動(dòng)?？堪?、脫模機(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實(shí)現(xiàn)例如自動(dòng)脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)定墨菊的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料。來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。 現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，提高模具的硬度，也提高模具使用壽命。在熱處理前，先對(duì)模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔（動(dòng)模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動(dòng)模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等?，F(xiàn)在普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼，CR12等硬度不能太高，在HRC60度時(shí)經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為Cr2W8v，制造后在氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計(jì)不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下和容易產(chǎn)生蛇型流。對(duì)于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計(jì)溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。 1.3.1何謂注塑成型 注塑成型的英文全稱是Injection Molding，它是指，將已加熱融化的塑料材料通過注射機(jī)噴射注入到模具型腔內(nèi)，經(jīng)由保壓冷卻與固化後，得到與模具型腔表面形狀一致的成形品的方法。適用于大產(chǎn)量與形狀復(fù)雜產(chǎn)品等成形加工領(lǐng)域。 注射成形的工藝過程由六大順序執(zhí)行： 合模－射出－保壓－冷卻－開模－取出產(chǎn)品。 1.3.2注射成型模具結(jié)構(gòu) 注塑模具分為動(dòng)模和定模兩大部分，定模部分安裝在注塑機(jī)的固定座板上，動(dòng)模部分安裝在注塑機(jī)的移動(dòng)座板上，注塑時(shí)，動(dòng)、定模兩大部分閉合，塑料經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具型腔。開模時(shí)，動(dòng)、定模兩大部分分離，然后頂出機(jī)構(gòu)動(dòng)作，從而推出塑件。 根據(jù)模具上各個(gè)部件所起的作用，注塑模具可分為以下幾個(gè)部分。 (1) 澆注系統(tǒng) 熔融塑料從注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入模具型腔所流經(jīng)的模具內(nèi)通道稱為澆注系統(tǒng)。它通常由注流道、澆口及冷料井等組成。 (2) 成型部分 成型部分是由構(gòu)成塑件形狀的模具型腔組成的，它由模具的動(dòng)、定模有關(guān)部分組成，通常是由凸模(成型塑件內(nèi)部形狀)、凹模(成型塑件外部形狀)、型芯、嵌件和鑲塊等組成。 (3) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 為了確保動(dòng)、定模之間的正確導(dǎo)向與定位，通常在動(dòng)、定模部分采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套或在動(dòng)、定模部分設(shè)桿互相吻合的內(nèi)外錐面導(dǎo)向。 (4) 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 塑件上的側(cè)向如有凹、凸形狀的孔或凸臺(tái)，這就需要有側(cè)向的凹、凸模或型芯來成型。在塑件被推出之前，必須先拔出側(cè)向凸?；虺槌鰝?cè)向型芯，然后方能順利脫出。使側(cè)向凸?；騻?cè)向型芯移動(dòng)的機(jī)構(gòu)就稱為側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。 (5) 頂出機(jī)構(gòu) 頂出機(jī)構(gòu)是指模具分型以后將塑件頂出的裝置(又稱脫模機(jī)構(gòu))。通常頂出機(jī)構(gòu)由頂桿、復(fù)位桿、頂桿固定板、頂板、主流道拉料桿等組成。 (6) 冷卻和加熱系統(tǒng) 為了使熔融塑料在模具型腔內(nèi)盡快固化成型，提高生產(chǎn)效率，一些塑料成型時(shí)必須對(duì)模具進(jìn)行冷卻，通常是在模具上開設(shè)冷卻水道，當(dāng)塑料充滿型腔并經(jīng)一定的保壓時(shí)間后，水道通以循環(huán)冷水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 另外，一些塑料成型時(shí)對(duì)模具有一定的溫度要求，要求對(duì)模具加熱。加熱系統(tǒng)則是在模具內(nèi)部或四周安裝加熱組件。 大部分的熱塑塑性塑料成型時(shí)需對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 1.4 本課題的研究對(duì)象 本課題研究的內(nèi)容是汽車上的零部件—。 第二章 汽車的工藝分析 2.1 設(shè)計(jì)原始資料 模具設(shè)計(jì)原始資料對(duì)模具設(shè)計(jì)有著至關(guān)重要的作用。通過原始資料可以得到模具設(shè)計(jì)的必備信息，如：產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品材料以及產(chǎn)品的性能要求等。這些數(shù)據(jù)都是模具設(shè)計(jì)之前必須掌握的。 模具是一種技術(shù)含量高的工業(yè)設(shè)備，在設(shè)計(jì)模具之前必須完全了解它的成型對(duì)象，認(rèn)真分析消化設(shè)計(jì)原始資料，以更好的滿足客戶的要求。 設(shè)計(jì)原始資料也叫設(shè)計(jì)任務(wù)書，它通常由客戶提供給模具制造商。在學(xué)校完成論文設(shè)計(jì)的原始資料由設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師提供。 設(shè)計(jì)原始資料不僅包含了產(chǎn)品零件圖、產(chǎn)品3D文檔和產(chǎn)品樣品這三種之中的一種或幾種都有（一般都需要有產(chǎn)品零件圖）。還包含有其他如注射機(jī)、生產(chǎn)綱領(lǐng)等信息。 由于這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中是自己選擇題目，所以本次設(shè)計(jì)的原始資料包括了塑料制品的零件圖和自己造好的3D電子文檔。產(chǎn)品的技術(shù)要求以及其后處理都可以從零件圖中獲得，而注塑機(jī)可以綜合考慮模具最優(yōu)設(shè)計(jì)條件自己選擇。 2.1.1 汽車的零件圖 圖2-1-1 零件圖是從事工業(yè)制造行業(yè)人員之間溝通的重要語言，有著不可取代的重大作用。它決定了工業(yè)制造的所有過程，不管是后續(xù)的加工還是最后成品的檢驗(yàn)、驗(yàn)收以及某環(huán)節(jié)出錯(cuò)后責(zé)任的承擔(dān)都是以設(shè)計(jì)零件圖作為基準(zhǔn)的。圖2-1-1是本次模具設(shè)計(jì)的塑料產(chǎn)品零件圖。 通過零件圖可以得到如下信息： （1） 產(chǎn)品的材料為POM塑料。 （2） 產(chǎn)品的重量，通過軟件分析3維產(chǎn)品模型，可得到重量。 （3） 產(chǎn)品的收縮率在1.8%~2.0% （4） 產(chǎn)品的尺寸精度，必須認(rèn)真分析計(jì)算，以確定注射成型能否達(dá)到此精度要求。POM的一般精度等級(jí)為MT3，未注公差等級(jí)為MT5。 （5） 產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求外表面光澤且無相拼痕。 （6） 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及壁厚為3mm；以便于注射工藝分析。 以上信息都是模具設(shè)計(jì)必須重點(diǎn)掌握的。如果零件圖上沒有直接說明的，也查閱各種資料加以分析，也可以通過各種軟件來輔助分析。 2.1.2 汽車零件的3D文件 產(chǎn)品3D文件不僅僅是比零件圖更形象的參考圖，而且是采用軟件進(jìn)行分模、進(jìn)行模流分析以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)對(duì)成型工藝的適應(yīng)性分析不可缺少的文件。圖2-1-2是通過零件圖進(jìn)行3D造型得到3D圖。 圖 2-1-2 2.2汽車的材料 材料的性能直接影響產(chǎn)品的性能。各種各樣的產(chǎn)品都具有一定的使用性能，而且應(yīng)該具有一定的壽命，所以還必須滿足各種力學(xué)性能的要求。在現(xiàn)實(shí)社會(huì)環(huán)境的要求也決定了材料的選擇。所以各種產(chǎn)品的選料除了具有一定使用要求和力學(xué)性能的同時(shí)還應(yīng)該安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)。 2.2.1 POM塑料概述 聚甲醛學(xué)名聚氧化聚甲醛（簡(jiǎn)稱POM）又稱賽鋼、特鋼。它是以甲醛等為原料聚合所得，POM-H（聚甲醛均聚物），POM-K（聚甲醛共聚物）是高密度、高結(jié)晶度的熱塑性工程塑料。具有良好的物理、機(jī)械和化學(xué)性能，尤其是有優(yōu)異的耐摩擦性能。 聚甲醛是一種沒有側(cè)鏈，高密度，高結(jié)晶性的線性聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。 聚甲醛是一種表面光滑，有光澤的硬而致密的材料，淡黃或白色，可在-40 --100℃溫度范圍內(nèi)長期使用。它的耐磨性和自潤滑性也比絕大多數(shù)工程塑料優(yōu)越，又有良好的耐油，耐過氧化物性能。很不耐酸，不耐強(qiáng)堿和不耐紫外線的輻射。 2.2.2 POM性能分析 1、物理性能： 聚甲醛的拉伸強(qiáng)度達(dá)70Mpa，吸水性小，尺寸穩(wěn)定，有光澤，這些性能都比尼龍好，聚甲醛為高度結(jié)晶的樹脂，在熱塑性樹脂中是最堅(jiān)韌的。具抗熱強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、耐疲勞性強(qiáng)度均高，耐磨性和電性能優(yōu)良。 聚甲醛的性能數(shù)值： 比重 1.43 熔點(diǎn) 175℃ 伸強(qiáng)度 （屈服） 70Mpa 伸長率 （屈服） 15% （斷裂）15% 沖擊強(qiáng)度（無缺口）108KJ/㎡ （帶缺口）7.6KJ/㎡ 2、化學(xué)性能： 按分子結(jié)構(gòu)不同，聚甲醛可分為均聚甲醛和共聚甲醛，前者密度、結(jié)晶度、熔點(diǎn)都高，但是熱穩(wěn)定性差，加工溫度窄（10度），對(duì)酸堿的穩(wěn)定性略低，后者密度、結(jié)晶度、熔點(diǎn)較低，但熱穩(wěn)定性好，不易分解，加工溫度寬（50度）。 不足之處在于，由受強(qiáng)酸腐蝕，耐候差，粘合性差，熱分解與軟化溫度接近，限氧指數(shù)小。 POM物性表 密度 g/cm3 1.39 吸水率 ％ 0.2 連續(xù)使用溫度 ℃ -50—-110 屈服抗拉強(qiáng)度 MPa 63 屈服拉應(yīng)變 ％ 10 極限抗拉強(qiáng)度 MPa 極限拉應(yīng)變 ％ 31 抗沖擊韌度 Kj/㎡ 缺口沖擊韌度 Kj/㎡ 6 洛氏硬度 MPa 135 邵氏硬度 MPa 85 抗彎強(qiáng)度 MPa 彈性模量 MPa 2600 軟化溫度 ℃ 150 熱變形溫度HDT ℃ 155 熱線膨脹系數(shù) 1.1 熱導(dǎo)率 W（m*K） 031 摩擦系數(shù) 0.35 POM具有很低的摩擦系數(shù)和很好的幾何穩(wěn)定性，以及耐高溫特性。 3、工藝條件： 干燥處理：如果材料儲(chǔ)存在干燥環(huán)境中，通常不需要干燥處理。 熔化溫度：均聚物材料為190--230℃；共聚物材料為190--210℃。 模具溫度：80-105℃。為了減小成型后收縮率可選用高一些的模具溫度。 注射壓力：700-1200bar 注射速度：中等或偏高的注射速度。 流道和澆口：可以使用任何類型的澆口。如果使用隧道形澆口，則最好使用較短的類型。對(duì)于均聚物材料建議使用熱注嘴流道。對(duì)于共聚物材料既可使用內(nèi)部的熱流道也可使用外部熱流道。 2.2.3 塑料注射成型工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析 塑料注射產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)良直接影響到產(chǎn)品的使用性能和力學(xué)性能以及注射工藝性。合理的結(jié)構(gòu)可以提高產(chǎn)品的強(qiáng)度和沖擊韌度而且可以減少熔融塑料的填充阻力以減少成型周期降低成本。特別是塑料收縮率難以控制導(dǎo)致翹曲、局部凹陷、拱印以及尺寸精度難以控制等缺陷。產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)還直接影響到模具的設(shè)計(jì)和加工的難易程度。所以無論是從產(chǎn)品的機(jī)械性能還是從產(chǎn)品注射能力來說，我們都得設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以滿足其性能的需求。 2.3汽車注射成型可行性分析 2.3.1汽車的工藝結(jié)構(gòu)與尺寸精度分析 （1）壁厚的分析 塑料制品的壁厚對(duì)制品的質(zhì)量有至關(guān)重要的影響。壁厚過厚，不但用料多，容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷，而且冷卻時(shí)間長生產(chǎn)效率低；壁厚過薄，成型困難，流動(dòng)阻力大。在此主要是分析壁厚對(duì)成型的影響，所以只驗(yàn)證產(chǎn)品在脫模頂出時(shí)保證不變形。該產(chǎn)品的壁厚3mm，在此材料的推薦壁厚1.8~3.3mm的范圍內(nèi)。所以本次產(chǎn)品的壁厚值能滿足工藝要求。 （2）圓角的分析 塑料制品的轉(zhuǎn)角處應(yīng)盡量用圓弧過度。采用圓弧過度可以避免應(yīng)力集中，提高產(chǎn)品的力學(xué)性能，也可以提高模具的壽命；可以減少熔融塑料填充時(shí)的流動(dòng)阻力，提高流動(dòng)性，利于成型，縮短成型周期；利于產(chǎn)品出模。該產(chǎn)品的所有面的連接處都有至少R0.3的倒角，內(nèi)外表面的轉(zhuǎn)折處都有R1~R1.5的倒角。所以本產(chǎn)品的設(shè)計(jì)滿足此項(xiàng)要求。 （3）拔模斜度的分析 該產(chǎn)品自身具有較大的斜度，所以在此就不再詳細(xì)分析拔模角度。 2.3.2汽車尺寸精度分析 影響制品精度的因素較多。首先是模具的制造精度和模具的磨損量，其次是成型工藝條件的變化所引起的塑料收縮率的波動(dòng)。另外，成型后的時(shí)效率變化和模具結(jié)構(gòu)形狀對(duì)尺寸精度也有一定的影響。因此，對(duì)塑料制品的精度要求不能太高，應(yīng)在保證使用功能的條件下，盡可能選擇低精度等級(jí)。 該產(chǎn)品零件圖所有尺寸為未注公差尺寸，根據(jù)國家推薦標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14486-93）規(guī)定的MT5級(jí)精度選取作為塑料制品的尺寸公差等級(jí)。已注尺寸公差等級(jí)也在ABS/PC的一般精度等級(jí)MT3范圍內(nèi)。所以該產(chǎn)品注射成型能夠達(dá)到此精度要求。表2-3-2是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)的工程塑料模塑塑件尺寸公差，該表只取了在產(chǎn)品尺寸范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)。 表2-3-2 2.3.3汽車的表面質(zhì)量分析 塑料制品的表面粗糙度主要取決于成型模具表面的粗糙度。另外，塑料品種，成型工藝以及成型模具型腔表面的磨損和腐蝕對(duì)塑料產(chǎn)品表面粗糙度也有一定的影響。一般情況模具型腔表面的粗糙度要比所成型的塑料制品的表面粗糙度低1~2個(gè)等級(jí)。 2.3.4 POM塑料的成型條件 通過以上幾節(jié)的敘述可得出聚甲醛的注射成形條件如下： （1）料筒溫度?????喂料區(qū)????????50～70℃（70℃） ?????????????區(qū)1????????230～250℃（250℃） ?????????????區(qū)2????????250～260℃（260℃） ?????????????區(qū)3????????250～270℃（265℃） ?????????????區(qū)4????????250～270℃（265℃） ?????????????區(qū)5????????250～270℃（265℃） ?????????????噴嘴??????? 250～270℃（270℃） 括號(hào)內(nèi)的溫度建議作為基本設(shè)定值，行程利用率為35％和65％，模件流長與壁厚比為50~100：1。 （1）熔料溫度?????260～270℃ （2）料筒恒溫?????200℃ （3）模具溫度?????70～90℃ （4）注射壓力?????80～150MPa（800～1500bar） （5）保壓壓力???? 注射壓力的40％～50％以避免制品發(fā)生縮壁；為了使制品的內(nèi)應(yīng)力最小化，保壓壓力應(yīng)該盡可能設(shè)置低 （6）背壓??????? ?只要5～10MPa（50～100bar），避免產(chǎn)生摩擦熱 （7）注射速度???? 中等注射速度，將摩擦熱降至最??；多級(jí)注射；對(duì)有些制品建議采用從慢到快 （8）螺桿轉(zhuǎn)速??? ?最大螺桿轉(zhuǎn)速折合線速度為4.0m/s （9）計(jì)量行程????（1.0～3.0）D，因?yàn)槿哿蠈?duì)過熱和在料筒內(nèi)殘留時(shí)間過長很敏感；殘留時(shí)間不應(yīng)超過6min，在熱流道中的滯留時(shí)間也應(yīng)盡可能小 （10）殘料量???? ?2～5mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑 （11）預(yù)烘干???? ?在80℃溫度下烘干4h （12）回收率????? 可加入20％的回料，只要料沒有發(fā)生熱降解并進(jìn)行過適當(dāng)?shù)念A(yù)烘干；如為強(qiáng)度要求不高的制品則更好 （13）收縮率???? ?幾乎各向同性，0.5％～0.7％；對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)型，0.2％～0.4％ （14）澆口系統(tǒng)??? 任何一種普通形澆口都可使用；澆口處有熱流道，溫度必須閉環(huán)控制 機(jī)器停工時(shí)段??關(guān)閉加熱，像操作擠出機(jī)一樣操作機(jī)器清洗料筒 （15）料筒設(shè)備???? 標(biāo)準(zhǔn)螺桿直徑為50mm；對(duì)大直徑螺桿，采用低壓縮和短計(jì)量段幾何尺寸；止逆環(huán)，直通噴嘴 第三章 分型面的設(shè)計(jì)與型腔布局 3.1 分型面的設(shè)計(jì) 打開模具取出膠件或澆注系統(tǒng)的面，稱之為分模面。 3.1.1 分型面選擇的決定因素 打開模具取出膠件或澆注系統(tǒng)的面，稱之為分模面。分模面除受排位的影響外，還受塑件的形狀、外觀、精度、澆口位置、行位、頂出、加工等多種因素影響。合理的分模面是塑件能否完好成型的先決條件。 3.1.2 分型面的設(shè)計(jì)原則 分型面的選取一般應(yīng)從以下幾個(gè)方面綜合考慮： (1)符合膠件脫模的基本要求，保證能使膠件從模具內(nèi)取出，分模面位置必須設(shè)在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。 (2)確保膠件留在后模一側(cè)，并利于