汽车后视镜注塑模具设计毕业论文目录摘要........................................... 错误!未定义书签。
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第1章绪论 (1)1.1 目的 (1)1.1.1 产品设计和重建模型 (1)1.1.2 模具设计 (1)1.1.3 模具制造 (1)1.1.4 试具修模 (1)1.1.5 制品分析的设计要求 (2)1.1.6 计算制品的体积和质量 (2)1.1.7明确塑料的特性 (2)1.2 要求 (3)1.3 设计思想和方法概述 (3)1.4 设计软件选用 (4)第2章型腔总体布置与分型面的选择 (5)2.1 型腔总体布置 (5)2.2分型面的选择 (5)第3章注塑机的选用 (6)3.1 浇注系统设计 (6)3.2 浇口的设计 (7)3.2.1 浇口位置的确定 (7)3.2.2 浇口形式和数量的确定 (7)3.2.3 浇口尺寸的确定 (7)3.2.4 浇口零件 (8)第4章成型零部件的设计 (9)4.1 成型零部件的结构设计 (9)4.1.1 凹模(型腔板) (9)4.1.2 凸模(型芯板) (9)4.2 成型零部件的工作尺寸计算 (10)4.2.1 制品尺寸精度的影响因素 (10)4.2.2成型零部件的尺寸计算 (10)4.3 成型零件材料的选用及热处理方法 (13)第5章侧向分型与抽芯机构设计 (14)5.1 运动分析 (14)5.2 抽芯机构主要参数的确定 (15)第6章成型型腔壁厚和底板厚度的计算 (18)6.1成型型腔壁厚的计算 (18)6.2 型腔底板厚度计算 (19)6.3 导向机构设计 (19)6.4 导柱 (19)6.5 导向孔 (19)6.6 导柱的数量和布置 (20)第7章脱模机构设计 (21)7.1 脱模机构的设计原则 (21)7.2 脱模力的计算 (21)7.3 推出零件尺寸的确定 (22)7.3.1 推杆直径的确定 (22)7.3.2 推板厚度的计算 (23)第8章模流分析 (24)8.1 冷却系统的设计原则 (24)8.2 模具温度对制品质量和生产效率的影响 (24)8.3 冷却系统的分析计算 (25)8.3.1 产量计算 (25)8.3.2 冷却管道直径和管道空数 (25)8.3.3 实际冷却系统布置 (27)8.3.4 冷却管道接头设计 (27)8.4 排气结构的设计 (28)8.4.1 注塑机与注塑模具的关系 (28)8.4.2 注射量的校核 (29)8.4.3 注射压力的校核 (29)8.5 锁模力的校核 (29)8.6 模具安装部分的尺寸的校核 (30)8.7 注塑工艺控制 (31)8.7.1 填充控制 (31)8.7.2 保压过程控制 (32)8.7.3 保压切换控制 (33)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)附录1 中文译文 (37)附录2 英文原文 (42)第1章绪论1.1 目的通过本次毕业设计掌握塑料、塑料制品、塑料成型工艺和塑料成型模具的基础知识、基础理论和基本的设计方法;能够使用CAD技术正确设计中等复杂程度的塑料模具;能够使用CAE技术对塑料成型过程中出现的常见缺陷进行正确的分析判断并能解决之,从而使最终的设计符合实际生产的相关技术要求。
为将来的进一步发展和创业打下较为牢固的基础。
1.1.1 产品设计和重建模型模具设计人员根据用户提供的资料(一般包括3种类型的资料。
第一种是产品样件、第二种是图纸、第三种既有样品又有图纸,但需要修改样件模型),重新构筑新产品模型,设计详细的产品图纸,计算加工材料的收缩率,为模具设计做准备。
1.1.2 模具设计根据上面做好的产品设计准备来确定注塑机型号,型腔数量和型腔排列、分型面、抽芯机构等,同时需要设计浇注系统、冷却系统、顶出系统、排气系统等。
最终还要确定模架等标准件,选用模具材料,绘制模具装配图和主要零部件图纸。
1.1.3 模具制造在模具装配图及零部件图纸设计完成之后,经过一系列加工、制造和装配过程,完成模具的制造。
1.1.4 试具修模在模具制造装配完成之后,就要在事先选定的注塑机上进行试模,如果试模顺利,就对产品尺寸形状进行效验,检查其与设计意图的匹配程度。
如果在试模中发现,模具本身存在问题,那么模具就要送回模具车间进行修模处理,直到试模成功,打出合格的产品。
因此,修模、试模是一个十分繁琐、复杂的过程。
在许多情况下,还要涉及到设计方案的修改,从而对模具进行较大程度的改变,造成反复的修模、试模。
我们应该注意到,反复的修模、试模会造成模具部品质的变化(如出现应力)导致整副模具的性能降低,从而最终的注塑品质不能达标,这时就存在着模具全部报废的可能。
为了避免出现上述的弊端,在设计过程中采用了以下的设计流程,如图1-1所示。
即在模具的整个设计制造生命周期(包含了从产品设计到模具设计制造整个过程)使用统一的三维实体模型和知识数据库系统。
可以用以下的的图表加以表达这一思想,如图1-2所示。
图1-1 传统的设计方法[2]图1-2 模具设计网络图[2]1.1.5 制品分析的设计要求本制品为某品牌汽车上的后视镜,选用的塑料为ABS ,整个制品的壁厚较厚,最厚处达到了6mm ,图纸要求零件必须光滑、平整,不得有缩孔、酥松等缺陷,不得有翘曲及变形。
1.1.6 计算制品的体积和质量本制品的材料为ABS 。
三维造型如图1-3所示:图1-3 制品模型经设计软件提供的测量数据可以得:制品体积为3234.227cm V =,ABS 材料密度为31.07g/cm ρ=,故其质量为234.227 1.070.251Kg m =⨯=。
1.1.7明确塑料的特性1)基本特性查文献[4]P273表2-28可知ABS塑料呈浅象牙色,树脂外形为粒状或珠状,是一种具有良好综合性能的工程塑料,它具有聚苯乙烯(PS)的良好成型工艺、聚丁二烯的韧度、聚丙烯腈的化学稳定性和硬度,其抗拉强度可达35~50Mpa,而且耐磨性很好,摩擦系数很低,但没有自润滑作用。
ABS的耐热、耐低温性能是它的另一优点。
一般ABS的使用温度为-40ºC~100ºC。
在-40ºC下仍表现较好的韧性。
ABS的分子结构和微观结构复杂,使它不易结晶而呈无定形状,因而具有低的熔体黏度、低的收缩率和良好的成型性。
ABS的一些参数如下:密度ρ=1.05g/cm3,熔化温度210ºC,分解温度250ºC以上,弹性模量E=1.4×103Mpa,成型收缩率ε=0.5-0.8%,泊松比μ=0.35。
2)成型特性[5]不同品级的原料塑化温度略有差异,机筒温度可控制在160~220ºC围,喷嘴温度在170~180ºC。
注塑压力在60~120Mpa,壁厚、浇口截面较大时,注塑压力可略低一些;而壁薄、流道较长时,注塑压力可提高至130~150Mpa。
注塑熔体流速以缓慢一些为好,这对保证制品表观质量,改善制品强度有利。
模具温度在60~70ºC。
较高的冷却温度,制品外表光泽,应力小,但收缩率较大。
由于流道截面较大,制品固化时间有些延长,为了缩短成型周期,一般制品的模具温度应低一些。
制品的收缩率不大,但应力较高。
必要时应进行热处里,在70ºC左右的热风循环中处理2~3h,缓慢冷却至室温,以消除制品的应力。
1.2 要求本次毕业设计中要理论联系实际。
在学习好相关的基础理论知识和基本设计方法的同时,还必须具备实际动手的能力即上机操作,要求熟练使用CATIA和Moldflow等软件。
1.3 设计思想和方法概述摘自文献[1]现代的注塑模设计制造主要依靠CAD/CAM系统,CAD/CAM系统已经成为了一个有机整体。
整套系统与企业的人才、技术相结合,最终将决定企业的生产效率和产品的质量,其中的技术因素主要是企业在模具方面多年的积累的知识、经验和技巧,传统的的模具设计与制造大致分为以下几个步骤如图1-4所示:图1-4 传统的设计方法[1]1.4 设计软件选用为了达到上述的设计思想,就需要一种设计软件将产品用户、产品设计者、模具设计者、模具工程分析者、模架和标准件提供商等联系起来。
大家在统一的软件平台上完成CAD/CAE/CAM。
选用一种合适的设计软件成为了革新旧的设计流程,采用新的设计方法的关键。
在本次设计中采用了CATIA(法国Dassault宇航公司开发)。
相比其他软件,具有以下优点[3]:强大的曲线、曲面功能,能够满足现在极为苛刻的产品曲面造型。
并行工程设计环境。
CATIA提供了多模型连接的工作环境和混合建模方式,真正实现了并行工程设计。
由于各模型之间的尺寸相互连接性,使得上游的设计结果可作为下游设计的参考,同时上游对设计的修改能直接对下游进行刷新,从而大大缩短了设计周期。
其数据格式已成为了机械设计领域的事实标准,被大多数的设计软件所承认兼容,从而避免了格式转换所带来的一系列问题。
第2章型腔总体布置与分型面的选择2.1 型腔总体布置(1)型腔数目的确定由于制品体积较大,壁厚较厚,所以使用一模一腔的结构。
(2)分型面的设计分型面:模具上用于取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。
一副模具可以有一个或一个以上的分型面,常见单分型面模具只有一个与开模运动方向垂直的分型面。
由于本模具采用针点浇口,所以还需增设一个取出浇注系统凝料的辅助分型面。
2.2分型面的选择分型面选择是否合理对于塑件质量,模具制造与使用性能均有很大影响,它决定了模具的结构形式,是模具设计工作中的重要环节。
模具设计时应根据制品的结构形状,尺寸精度,浇注系统形式,推出形式,排气方式及制造工艺等各种因素,全面考虑,合理选择。
一般应考虑以下几个原则:1)分型面选择应便于塑件脱模和简化模具结构,尽可能使塑件开模时留在动模。
2)分型面尽可能选择在不影响外观的部位,并使其产生的溢料边易于消除或修整。
3)分型面的选择应保证塑件尺寸精度。
4)分型面选择应有利于排气。
5)分型面选择应便于模具零件的加工。
6)分型面选择应考虑注塑机的技术规格。
参照以上原则,并考虑到分型面应安排在制品最大截面处,所以分型面的选择示意如图2-1所示:图2-1 分型面示意图第3章注塑机的选用注塑机的选用要根据制品的材料,制品和浇注系统的总质量以及模具大致结构来选择合适的注塑机。
制品材料为ABS,宜用螺杆式注塑机。
其主要结构[6]如图3-1所示:图3-1 螺杆式注塑机结构示意图主要包括了射出系统(injection system)、模具系统(mold system)、油压系统(hydraulic system)、控制系统(control system)和锁模系统(clamping system)等五个单元。