模型汽車上殼的注塑模具設計（全套含CAD圖紙）,模型,汽車,注塑,模具設計,全套,cad,圖紙 包含有CAD圖紙和說明書,咨詢Q 197216396 摘 要 本論文是將模型汽車上殼作為設計模型，并且將所學的模具制造與設計作為論文依據，闡述了整個模型汽車上殼的設計過程。首先，利用UG對模型汽車上殼進行三維建模，并進行了產品結構的分析。其次，在UG中設計出澆注系統(tǒng)，脫模系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)。然后，模型汽車上殼的設計需要計算出塑件的尺寸以及尺寸精度，之后進行注塑機的選用，確定好注塑機的型號（厚度，模具的安裝尺寸，模具的開模行程以及注塑機鎖模力）。最后，采用了滑塊推出的設計保證了模具工作時需要的強度和成本的節(jié)約。 關鍵詞：塑料件；三維建模；滑塊推出 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 工藝分析 2 1.1 產品分析 2 1.2 材料分析 2 2 成型分析 4 2.1 分型面的確定 4 2.2 模腔數(shù)量 4 2.3 塑件的質量和體積 5 2.4 模架選用 5 3 注塑機選用 6 4 冷卻系統(tǒng) 7 4.1 水路設計原則 7 4.2 前后模水路設計 7 5 澆注系統(tǒng) 10 5.1 熱流道澆注系統(tǒng)設計思路 10 5.2 主流道設計 10 5.3 主流道襯套（定位環(huán)）設計 11 6 抽芯機構設計 12 6.1 滑塊設計 12 6.2 斜導柱設計 12 7 頂出機構設計 13 7.1 頂出機構概述 13 7.3 頂出機構設計 13 總 結 14 致 謝 15 附 錄 16 參考文獻 17 前 言 人人皆知，模具是工業(yè)之母，目前我們生活中的產品基本都是由模具生產的。產品如果想要達到量產，提高產品的生產效率，降低生產的成本就只能依靠模具來進行。在現(xiàn)代工業(yè)中是沒有辦法脫離模具來存在的。總而言之，模具就是現(xiàn)在工業(yè)中最為重要的基礎，是一個永遠不會落寞的產業(yè)。 我國的塑料模具工業(yè)從剛開始起步到目前，已經經歷了半個世紀的之久，有了長足的發(fā)展，模具的水平也有很大的提升。目前的工業(yè)水平既能夠生產大型的模具，也能夠生產一些小型的，尺寸精度較高的零件。而且這些零件的尺寸精度都能夠達到國外一些同類型產品的水準要求。 在我的這次設計中，首先，我先確定了所設計的模具類型為塑料模具，根據產量選擇了一模一腔的設計方案，根據服務方向選擇了ABS材料；然后，我繪制出了我所設計模具二維及三維圖紙，確定了產品的分型面以及模具的選用；其次，在設計好基礎模架后，我進行了注塑機的選用，根據書本知識以及老師的講解確定好了注塑機的型號；再然，確定好了前后模冷卻水路設計以及熱流道澆注系統(tǒng)；最后，我設計出了側孔以及倒扣，以使得產品能夠在脫模過程中更好的脫模，利用滑塊的設計，使得抽芯機構更加的簡單方便，提高了產品的生產效率，以左右運動取代了傳統(tǒng)的上下模上下運動抽芯。 最后，這篇論文是在大專三年學習以及老師指導下完成的，由于自身對于模具行業(yè)認知不深且沒有專業(yè)經驗可能出現(xiàn)了很多的錯誤以及不足之處，請各位老師諒解。 1 工藝分析 1.1 產品分析 模型汽車上殼是模型汽車的一個大型配件，并且模型汽車主要服務于很多小孩子，所以要保證模型汽車上殼零件的外觀樣式，設計時要把結構給定合理，抗壓強度要大，才能夠吸引更多的購買者。模型汽車上殼設計圖如圖1-1所示。 圖1-1 模型汽車上殼 1.2 材料分析 由于模型汽車是服務于很多小朋友，所以采用了ABS材料來進行制造生產。ABS材料無毒、無味、不透明，不會對小朋友造成危害。其次，ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生出的三元共聚物，具有良好的力學性能。成型參數(shù)見表1-1所示。 表1-1 ABS成型參數(shù) 密度 1.01-1.05g/cm3 收縮率 0.005-0.008 預熱溫度 80攝氏度-90 攝氏度，預熱時間2-3小時 噴嘴溫度 180-190攝氏度 模具溫度 50-70攝氏度 注射壓力 60-100MPa 注射時間 注射時間3-5秒，保壓時間10-30秒，冷卻時間15-30秒 成型周期 40-70秒 2 成型分析 2.1 分型面的確定 首先，分型面是指模具在開模之后模具取出產品的那個平面。在注塑模中，模具可以選用一個以及多個分型面來生產，但是，在我所設計的塑件中，我選擇使用一個分型面，這也是注塑模里面很多人都會采用的結構形式。 在我對于塑件選擇分型面的時候遵從了以下幾個要求： 1）分型面應該選擇在塑料件最大輪廓的尺寸處，以便于我們能更加容易的取出塑料件； 2）為了方便我們設計推出機構，模具開模后塑料件應該留在動模上； 3）分型面的制定應該要保證塑料件的尺寸精度以及表面質量； 4）分型面的制定應該便于澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的排布； 5）分型面的制定應該將模具結構設計的更簡單便捷些，便于加工。 所以我的分型面制定見下圖2-1所示。 圖2-1 分型面 2.2 模腔數(shù)量 由于模型汽車上殼尺寸較大，并且要求尺寸精度較高，生產批量也為中等批量，所以我采取了一模一腔的方式。 2.3 塑件的質量和體積 為了更進一步的選用注塑機要計算好塑件的質量和體積， 根據查閱手冊得知：ABS的密度為ρ=1.05g/cm3，成型收縮率為0.5%，成型穩(wěn)定為180-280攝氏度。 根據UG軟件計算得知塑件體積為98 cm3. 計算塑件質量：98 cm3×1.05g/cm3=102.9g. 2.4 模架選用 根據塑件的質量及體積，我選擇了模架型號為龍記大水口，A板80mm，B板140mm，如圖2-2所示。 圖2-2 龍記大水口 3 注塑機選用 通過三維軟件建模設計分析計算得知： 塑件的體積：V=98cm3. 塑件的質量：m=98 cm3×1.05g/cm3=102.9g. 公式中，塑件密度參考相關資料選取了1.05g/cm3. 在澆注系統(tǒng)中，凝料體積在設計前并不能夠確定精準的數(shù)值，但是根據經驗和查詢手冊可以的得知凝料體積可以按照塑件體積的0.2-1倍來進行計算。 由于本次的分流道較為簡單且不是很長，因此澆注系統(tǒng)的凝料體積按照塑件體積的0.2倍來進行估算，估算出在一次內注射進模具內的塑料總體積為V=2×V塑（1+0.2）=2×98×1.2=235.2cm3. 根據計算得知，在一次內注入模具型腔的塑料總質量V總=235.2cm3，為了滿足實際上注塑的需求，要和注塑機理論的注射量0.8倍左右相配。通過計算得，注塑機的理論注射量V注塑機=V總/0.8 cm3=235.2/0.8 cm3=294 cm3。因此選定注射機理論注射容量為320cm3，注射機型號為SZY-300，主要技術參數(shù)見表3-1所示。 表3-1 注射機技術參數(shù) 理論注射容量/cm3 320 鎖模力/KN 1400 螺桿直徑/mm 60 開模行程/mm 340 注射壓力/MPa 77.5 最大模具厚度/mm 355 注射方式 螺桿式 最小模具厚度/mm 130 4 冷卻系統(tǒng) 4.1 水路設計原則 1）水路的布置要使模具的溫度冷卻迅速，平衡均勻，不能局部過冷或者過熱，并且，水路的設計應該便于加工； 2）冷卻水道的孔壁設計距離產品應控制在15-25mm之間； 3）冷卻水道數(shù)量應該盡可能的多，水道直徑為8-10mm兩條平行水道中心線間距在35-50mm之間； 4）冷卻水道不能夠與其他配件有干擾。 4.2 前后模水路設計 在為了使產品能夠擁有較短的成型周期，并且彌補設計時一模一腔生產效率低的劣勢，我采用了直徑為8mm一字型的水道設計。這樣，能夠使模具能夠更加快速的冷卻，加工更加簡單方便。具體水路設計如圖4-1及圖4-2所示。 圖4-1 前模冷卻水道 圖4-2 后模冷卻水道 5 澆注系統(tǒng) 5.1 熱流道澆注系統(tǒng)設計思路 1）熱流道選擇：確定好選用開放式還是針閥式熱噴嘴； 2）進料方式：確定好選用單點進料還是多點進料； 3）選擇熱流道組件：單點進料確定熱噴嘴，多點進料確定熱噴嘴以及熱流道板。 5.2 主流道設計 主流道指的是注射機的噴嘴和分流道入口之間的一段通道，是ABS塑料進入模具型腔剛開始要經過的地方，它的尺寸大小和ABS塑料流速和充模時間的長短有著密切的關系。如果主流道設計過大，會造成回收到的冷塑料過多，冷卻的時間也會相應的進行增加，塑料件中包含著的空氣也會有很多，會引起氣泡產生過多導致成型比較困難；如果主流道設計過小，會加大塑料在注射中途熱量的損失，降低了ABS塑料的流動性能，加大了注射的壓力導致成型會變得困難。 我所設計的主流道為圓錐狀，錐度設置成2度，表面粗糙度設置為Ra0.4um。在主流道的末端用半徑為1mm的圓角來進行過度。主流道的長度設置為73mm，材料采用T10A材質。具體流道如圖5-1所示。 圖5-1 主流道 5.3 主流道襯套（定位環(huán)）設計 主流道襯套（定位環(huán)）是用于熱流道系統(tǒng)中，保證注射機噴嘴位置與澆口套位置能夠重合，具有耐高溫的特點。 在這套模具中我采用了直徑為100mm的主流道襯套（定位環(huán)），具體如圖5-2及5-3所示。 圖5-2 定位環(huán)主視圖 圖5-3 定位環(huán)俯視圖 6 抽芯機構設計 6.1 滑塊設計 在這套模具的設計中，我設計出了側孔以及倒扣，以使得產品能夠在脫模過程中更好的脫模。利用滑塊的設計，使得抽芯機構更加的簡單方便，提高了產品的生產效率，以左右運動取代了傳統(tǒng)的上下模上下運動抽芯。 6.2 斜導柱設計 在各類注塑模設計中，斜導柱設計要滿足其強度大的要求，且角度取值范圍在5-25度。我所設計的模具中，斜導柱的角度設置為12度，滿足了此要求。如圖6-1所示。 圖6-1 斜導柱 7 頂出機構設計 7.1 頂出機構概述 在注塑模具中，為了讓產品、流道以及廢料能夠從模具中順利的脫離出來，并且保證好生產中的持續(xù)性能所設置出來的機構。 7.3 頂出機構設計 頂出機構通常采用了推桿，推板和推管等頂出機構，推桿和推板的應用占很大一部分。模型汽車上殼形狀呈對稱裝且不是很復雜，故使用了頂針推出方式。頂針直徑尺寸為8mm且頂針設置為對稱形狀，與塑件內表面接觸，防止了因為推出時受力不均勻發(fā)生塑件變形的情況，并且保證了塑件外表面的質量。具體分布如圖7-1所示。 圖7-1 頂針分布 總 結 在此次的畢業(yè)設計結束后，我的大專三年生涯也即將告別結束了，班級內的同學也面臨著各奔東西去進行人生中第一次實習了。三年以來，得到了很多東西，也失去了很多東西，留下了很多遺憾。在學校學習的三年中，也是沒有盡自己全部的力氣去汲取知識，每次的任務都是以老師的最低要求來約束自己，沒有很好的去鍛煉到自己。在這次的畢業(yè)設計中，我用盡自己全力，努力將這份畢業(yè)設計做到自己所能做到的最好，也是對三年來的學習生活作出的最后一點補充。 本次設計是對于模型汽車上殼的注塑模具設計，此零件尺寸并不是很難，設計過程中，我利用了UG軟件來進行零件的繪制與模具整體的繪制，并將三維圖紙轉化為CAD二維圖紙，在CAD軟件中進行了修改，最后也利用了Moldflow對產品澆口、流道等進行了分析。 在做畢業(yè)設計的期間，我真正的認識到自己真的是書到用時方恨少，對專業(yè)知識的認知不足，對書本知識的不熟練等等。在平時的上課過程中，老師談及畢業(yè)設計，自己也認真想過怎樣才能很好的設計出一套以及到底該做一套什么樣的模具。現(xiàn)如今，當自己命題完自己的畢業(yè)設計后，自己也專心的把身心都放在了這套模具上。在面對這份畢業(yè)設計的時，遇到了很多的難題阻礙，但是這樣也培養(yǎng)了我獨立解決問題的能力，平時上課時候都是分組去完成老師所布置下來的任務，讓自己的水平也得到了進一步的提高。 在命題完畢業(yè)設計之后，一直從零件圖的繪制、對材料的選用、對于分型面的選擇確認、對于注塑機的分析選擇以及冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)的設置以至整套模具的繪制完成，自己都盡心盡力去完成。過程中，零件尺寸的計算錯誤、分型面選擇失誤、冷卻流道設置錯誤、澆口位置不完美帶給了我很大的困擾。這些問題，我都是在書本以及網絡上不斷的尋求答案來完善，當然，和老師同學們的幫助也是脫不了干系。當我將三維圖紙轉換為二維圖紙后，我也發(fā)現(xiàn)了很多在UG軟件沒有發(fā)現(xiàn)的問題（機構之間相互干預），使得模具不能運動。在CAD軟件中發(fā)現(xiàn)問題后，讓我能夠及時的修改了三維圖紙，減少了我圖紙的錯誤性。 在充分運用了UG、CAD以及Moldflow軟件后，也是發(fā)現(xiàn)了這三個軟件所具備的強大之處，也讓自己的制圖水準得到了進一步的提高，給自己即將面臨的實習提供了更好一點的基礎。這篇論文雖然我已經盡自己最大能力去寫去完善，但是還是存在了很多我沒有發(fā)現(xiàn)的錯誤和許多的不足之處，希望老師們能夠諒解，并給我應有的批評指導，讓我能夠更好地補足自己的不足之處，讓我能夠學習到更多的東西。 致 謝 在做畢業(yè)設計的這段時間里面，感謝各位老師對我的悉心教導，感謝所有幫助過我的所有同學。缺少了你們巨大的幫助，我獨自一人再怎樣去努力也根本不可能完成這樣一份畢業(yè)設計。最后再次感謝所有教授過我知識的老師們，在以后的生活中我也會不斷去學習來完善自己，提高自己技能水平。感謝！ 附 錄 1 圖1-1 模型汽車上殼 2 表1-1 ABS成型參數(shù) 3 圖2-1 分型面 4 圖2-2 龍記大水口 5 表3-1 注射機技術參數(shù) 6 圖4-1 前模冷卻水道 7 圖4-2 后模冷卻水道 8 圖5-1 主流道 9 圖5-2 定位環(huán) 10 圖6-1 斜導柱 11 圖7-1 頂針分布 參考文獻 [1] 李雪. 淺談我國模具的發(fā)展及其重要性[J]. 科技視界, 2015. 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