玩具汽車外殼注塑模具設計-畢業(yè)論文

1、目 錄目 錄緒 論1第一章 玩具汽車的造型確定及分析6 1.1 玩具汽車造型的確定6 1.2 塑件成型工藝性能分析及材料的選擇7 1.2.1 塑件工藝性能分析7 1.2.2 abs的成形性能7 1.2.3 abs的主要技術指標8 1.2.4 abs的注射工藝參數(shù)9第二章 模架及成型設備的選擇10 2.1 模架的選擇10 2.2 注射機的選擇11 2.2.1 由公稱注射量選定注射機11 2.2.2 由鎖模力選定注射機11 2.3 注射機參數(shù)12第三章 分型面的選擇13 3.1 分型面的選擇原則13 3.2 分型面的選擇13第四章 澆注系統(tǒng)的設計15 4.1 主流道設計15 4.2 分流道設計16

2、 4.3 澆口的設計17 4.4 冷料穴和拉料桿的設計18第五章 成型零部件的設計19 5.1 型腔數(shù)目的確定19 5.2 凹模的設計20 5.3 凸模的設計21 5.4 成型零件的工作尺寸計算21 5.5 計算過程22 5.5.1 型腔徑向尺寸22 5.5.2 型芯徑向尺寸23 5.5.3 型腔深度24 5.5.4 型芯高度24 5.5.5 型芯固定孔之間的中心距25 5.6 排氣結構設計25第六章 合模與導向機構的設計26 6.1 導柱與導套的設計要點26 6.2 導柱的設計26 6.2.1 導柱的結構26 6.2.2 導柱參數(shù)和技術要求27 6.3 導套的設計28第七章 脫模機構設計29

3、 7.1 脫模機構的設計原則29 7.2 脫模力的計算29 7.3 簡單推出機構的設計30 7.4 推出機構的導向與復位31第八章 側向分型及抽芯機構設計32 8.1 斜導柱側向分型與抽芯機構32 8.2 抽芯距的確定與抽芯力計算33 8.3 斜導柱的設計33 8.3.1 斜導柱的結構33 8.3.2 斜導柱傾斜角的確定34 8.3.3 斜導柱的直徑計算35 8.3.4 斜導柱的長度計算36 8.4 斜滑塊的設計36 8.5 導滑槽的設計37 8.6 壓緊塊設計38 8.7 滑塊定位裝置設計38第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)39 9.1 冷卻系統(tǒng)的設計原則39 9.2 冷卻水道的分布39第十章 模具裝配

4、圖及其開模圖示41 10.1 模具總裝配圖41 10.2 模具開模示意圖41總 結42參 考 文 獻44致 謝45ii緒 論緒 論模具行業(yè)國內(nèi)外的發(fā)展狀況在討論注塑模設計之前，先要對國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個較清晰的了解，這也就使我們對本課題的意義有所了解。首先要對模具有一個整體的認識。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產(chǎn)業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重

5、要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”；美國工業(yè)界公認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力”，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到13000億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%1。塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、

6、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料2。目前在國民經(jīng)濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴大，預計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增

7、長，塑料的應用將覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在國防和尖端科學技術領域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和3。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。塑料模具的現(xiàn)代設計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。在我國，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年1

8、0%以上的速度增長。對于大型、精密、復雜、長壽命模具需求的增長將遠超過每年10%的增幅。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。1999年，國內(nèi)汽車年產(chǎn)量為183萬輛，保有量為1500萬輛，預計到2005年汽車年產(chǎn)量將達600萬輛。僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料件36萬噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機、空調(diào)等，在國內(nèi)的市場很大。目前，我國的彩電的年產(chǎn)量己超過3200萬臺，電冰箱、洗衣機和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了100萬臺。家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對模具的需求量極大。到2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料

9、管的普及率將達到50%，這些都會大大增加對模具的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用1。我國塑料模具工業(yè)和技術現(xiàn)狀及地區(qū)分布在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎地位，認識到模具技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。 我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達國家相比有很大的差距，但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工

10、業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬家，從業(yè)人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導地位，商品化模具僅為1/3左右，國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應求，特別是精密、大型、復雜、長壽命模具，仍主要依賴進口。目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進口比例達40%以上。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點放在精密、大型、復雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進口逐漸下降，模具技術和水平也有長足的進步。近年來，模具行業(yè)結構調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復雜、長壽命等中

11、高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個省的模具產(chǎn)值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢也很好。我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達國家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：1) 國內(nèi)自配率不足80，中低檔模具供過于

12、求，中高檔模具自配率不足60。2) 企業(yè)組織結構、產(chǎn)品結構、技術結構和進出口結構都不夠合理。3) 模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多。4) 開發(fā)能力弱，經(jīng)濟效益欠佳。我國模具企業(yè)技術人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動地位。5) 模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低。6) 與國際先進水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后1?？v觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高

13、低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術、資金與勞動相對密集。提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學習，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化的

14、、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。我國塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向在信息社會和經(jīng)濟全球化不斷發(fā)展的進程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟快速方面發(fā)展，技術含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術集成化、設備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。模具技術的發(fā)展趨勢主要是：1 cad、cam、cae的廣泛應用及其軟件的不斷先進和cadcamcae技術的進一步集成化、一體化、智能化；2 pdm(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)、capp(計算機輔助工藝設計管理)、kbe(基于知識工程)、erp(企業(yè)

15、資源管理)、mis(模具制造管理信息系統(tǒng))及internet平臺等信息網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和應用；3 高速、高精加工技術的發(fā)展與應用；4 超精加工、復合加工、先進表面加工和處理技術的發(fā)展與應用；5 快速成型與快速制模(rprt)技術的發(fā)展與應用；6 熱流道技術、精密測量及高速掃描技術、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應用；7 模具標準化及模具標準件的發(fā)展及進一步推廣應用；8 優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；9 模具自動加工系統(tǒng)的研制與應用；10 虛擬技術和納米技術等的逐步應用1。 5第一章 玩具汽車的造型確定及分析第一章 玩具汽車的造型確定及分析1.1 玩具汽車造型的確定本論文利用ugnx8.5軟件對玩

16、具汽車上殼進行實體建模，ug的圖形設計是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立體感強，可以在任何角度進行觀察。另外系統(tǒng)還能計算出實體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。使設計者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準確性。玩具汽車外殼的三維造型，如圖1.1所示。圖1.1 玩具汽車三維造型圖 造型零件有外殼、底板、軸和輪子，其主要的零件是外殼，如圖1.2所示。圖1.2 玩具汽車外殼造型1.2 塑件成型工藝性能分析及材料的選擇1.2.1 塑件工藝性能分析該塑件為玩具汽車外殼，它要與另外部件匹配使用。要把外殼用螺釘固定到另外底板上，

17、配合軸和輪子才能完成一個整體。由于是玩具，設計要符合小孩子的實際考慮，所以塑件的外觀必須光滑美觀，從塑件的使用性能上分析，必須具備有一定的綜合機械性能，包括良好的機械強度，一定的彈性和耐油性，耐水性，耐磨性，化學穩(wěn)定性和電絕緣性能。同時，玩具汽車外殼為外觀件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，周口部高度差不可過大，以保證與下蓋的嚴密配合。由于塑件保持外型的需要，導致曲面較為復雜，尺寸精度很高，由于零件為薄壁制件，外形很不規(guī)則，這些就造成了成形時容易受到各種因素影響引起制品翹曲變形的問題。同時零件在內(nèi)表面有幾個螺釘孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，并關系到上下蓋的配合問題，

18、保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點考慮的問題。從以上性能的有多種塑料材料，從材料的來源以及材料的成本和調(diào)配顏色來看，選擇abs比較合適。abs是目前世界上應用最廣泛的材料，它來源廣，成本底，符合該塑件成型的特性。1.2.2 abs的成形性能abs無毒，無味，呈微黃色。成型的塑料件有較好的光澤。密度為1.02-1.05g/cm3。abs有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機械強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電絕緣性能。abs有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為90度

19、左右。耐氣候差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。其成型特點：abs在升溫時黏度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度稍大，abs易吸水，成型前加工要進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、溶料溫度及收縮率影響極小。1.2.3 abs的主要技術指標abs的主要技術指標包括：熱物理性能（如表1.1所示）、力學性能（如表1.2所示）和電氣性能（如表1.3所示）表1.1 熱物理性能密度(g/ cm)1.02105比熱容(jkg-1k-1)12551674導熱系數(shù)(wm-1k-110-2)13.831.2線膨脹系數(shù)(10-5k-1)5.88.6滯流

20、溫度(c)130表1.2 力學性能屈服強度（mpa）50抗拉強度(mpa)38斷裂伸長率()35拉伸彈性模量(gpa)1.8抗彎強度(mpa)80彎曲彈性模量(gpa)1.4抗壓強度(mpa)53抗剪強度(mpa)24沖擊韌度(簡支梁式)無缺口261布氏硬度9.7r121缺 口11表1.3 電氣性能表面電阻率（）1.21013體積電阻率（m）6.91014擊穿電壓（kv/mm）介電常數(shù)（106hz）3.04介電損耗角正切（106hz）0.007耐電弧性(s)50851.2.4 abs的注射工藝參數(shù)(如表1.4所示)表1.4 abs工藝參數(shù)表工藝參數(shù)通用型abs料桶后部溫度180200料桶中部溫

21、度210230料桶前部溫度200210噴嘴溫度/180190模具溫度/507046第二章 模架及成型設備的選擇第二章 模架及成型設備的選擇2.1 模架的選擇根據(jù)塑件的外型尺寸120mm60mm40mm，初確定采用“一模兩腔”的布局，考慮到有側向外抽芯機構，和冷卻水道的布置，故初選標準模架為龍記（lkm）大水口di型3045規(guī)格的模架，其主要尺寸為350mmx450mmx345mm，模型如圖2.1所示：圖2.1 選用的標準模架結構圖2.2 注射機的選擇 2.2.1 由公稱注射量選定注射機由注射量選定注射機.由ug建模分析得單個塑件的容量為17.8 cm3，則總體積v=35.6cm3；總質(zhì)量m=3

22、7.38g；流道凝料v流=0.5v(流道凝料的體積(質(zhì)量)是個未知數(shù),根據(jù)手冊取0.5v(0.5m)來估算,塑件越大則比例可以取的越小)；實際注射量為:v實=35.61.5=53.4 cm3；實際注射質(zhì)量為m實=1.5m=37.381.5=56.07g；根據(jù)實際注射量應小于0.8倍公稱注射量原則, 即： 0.8v公 v實 則 v公= v實/0.8 =53.4/0.8=66.75 cm；2.2.2 由鎖模力選定注射機f鎖f脹=a分p型 212060p21206030106=432 （kn） 式中 f鎖注射機的鎖模力（n）； a分塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； p型型腔壓力，取p型=30

23、mpa ； 結合上面兩項的計算，初步確定選用臥式xs-zy-125型號的國產(chǎn)注射機。2.3 注射機參數(shù)其主要技術參數(shù)如表2.1所示。表2.1 xs-zy-250型注射機技術參數(shù)特性內(nèi)容特性內(nèi)容結構類型臥式拉桿內(nèi)間距(mm)360260理論注射容積（cm）250移模行程(mm)350螺桿(柱塞)直徑(mm)50最大模具厚度(mm)350注射壓(mp)130最小模具厚度(mm)250注射速率(g/s)110鎖模形式(mm)液壓塑化能力(g/s)10.5模具定位孔直徑(mm)150螺桿轉速(r/min)10150噴嘴球半徑(mm)18鎖模力(kn)1800噴嘴口直徑4第三章 分型面的選擇第三章 分型

24、面的選擇3.1 分型面的選擇原則分型面是決定模具結構形式的重要應素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切的關系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設計中的一個關鍵選擇分型面應遵循以下幾項基本原則： 1) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。2) 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；3) 保證塑件的精度要求；4) 滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；5) 便于模具的加工與制造；6) 對成型面積的影響；7) 排氣的效果的考慮；8) 對側向抽芯的影響。3.2 分型面的選擇注射模一般的有一個分型面，有的有兩個分型面。分型面的形狀分為：平直分型面，傾斜分型面，階梯分型面

25、，曲面分型面，復合分型面。在這里考慮到塑件分型面選在塑件外形最大輪廓處，要保證有利的留模和成型，要便于塑件順利脫模，保證塑件的精度要求，便于模具加工，采用單個平直和曲面復合分型面，如圖3.1所示。 圖3.1 分型面的選擇第四章 澆注系統(tǒng)的設計第四章 澆注系統(tǒng)的設計4.1 主流道設計主流道是連接注塑機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注塑機的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，有一定的錐度，目的是便于冷料的脫模，同時也改善料流的速度，因為要和注塑機相配，所以其尺寸與注塑機有關，同時為了減少材料的浪費，縮短主流道的長度，采用加深型的澆口套，其結構圖如圖4.1所示： 圖4.1 加深型澆口套結構圖 主要參數(shù)：

26、 錐角=3；內(nèi)表面粗糙度ra=0.63； 小端直徑d=d+(0.51)mm； 半徑r=r+(12)mm；材料為t8a；由于主流道要與高溫的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道澆口套，以便選用優(yōu)質(zhì)的鋼材單獨加工和熱處理。4.2 分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設在分型面上，起分流和轉向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設計應盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流道凝料。常用分流道斷面尺寸推薦，如表4.1所示。表4.1 流道斷面尺寸推薦值塑料名稱分流道斷面直徑（mm）塑料名稱分流道斷面直徑（mm）abs，as 聚乙烯尼龍類聚

27、甲醛丙烯酸抗沖擊丙烯酸醋酸纖維素聚丙烯異質(zhì)同晶體4.89.51.69.51.69.53.510810812.5510510810聚苯乙烯軟聚氯乙烯硬聚氯乙烯聚氨酯熱塑性聚酯聚苯醚聚砜離子聚合物聚苯硫醚3.5103.5106.5166.58.03.58.06.5106.5102.4106.513分流道的斷面形狀有圓形，矩形，梯形，u形和六角形。要減少流道內(nèi)的壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，因此，可以用流道的截面積與周長的比值來表示流道的效率，其中圓形和正方形的效率最高，但正方形的流道凝料脫模困難，所以一般是制成u形流道。在該模具上取圓形斷面形狀，直徑為6mm。大體結構如圖

28、.2所示： 圖4.2 分流道的結構圖4.3 澆口的設計澆口的形式很多，但無論采取什么形式的澆口，其開設的位置對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響都很大。在模具設計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，它一般根據(jù)下述幾項原則來參考：1. 盡量縮短流動距離2. 澆口應開設在塑件壁最厚處3. 避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷4. 考慮分子定向的影響5. 減少或避免熔接痕提高熔接強度6. 應有利于型腔中氣體的排除7. 不在承受彎曲或沖擊載荷的部位設置澆口8. 澆口位置的選擇應注意塑件外觀質(zhì)量同時，由于abs在熔融時顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面粘度隨剪切速率的升高而降低。如采用尺寸較大的澆口，能夠降低流動阻力，

29、促使流動速率升高，但熔體通過扁平式澆口時比小澆口剪切速率低，導致熔體表觀粘度升高，從而使流動速率降低，因此不能通過增大澆口尺寸來提高非牛頓熔體流動速率。另外，注塑機注射時有一定的注射速率，澆口尺寸過大，澆口前后方的壓力降p減小，會導致得不到理想的充模速率。玩具汽車外殼制品壁厚較小流程相對過長不利于熔體充滿整個型腔，對成型不利。剪切速率是影響abs熔體粘度的最主要因素，而粘度又直接影響熔體在模腔內(nèi)的流動速率。因此采用小澆口不但會大大提高熔體通過澆口時的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會降低熔體粘度，以達到順利充模的目的。綜合以上分析和考慮到制品和實際模具形狀，澆口采用邊緣澆口，位置在制件尾端內(nèi)緣處，

30、選在該位置不但模具簡單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡單，提高了工作效率，也便于模具的機械加工，易保證澆口加工精度，試模時澆口尺寸易于修整。4.4 冷料穴和拉料桿的設計冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入行腔。為了使料流的流動性更好，在模具內(nèi)溫度更均勻，故在主流道的動模板上開設冷料穴，其直徑與主流道大端直徑相同，通常選用z字形拉料桿，它開模后通常用手工取出冷料。第五章 成型零部件的設計第五章 成型零部件的設計5.1 型腔數(shù)目的確定經(jīng)分析 ，該零件成型時為了保持玩具汽車外殼曲面形狀和較高的精度，必須采用單分型面注射模，同時要采用側向外抽芯，但模具型腔數(shù)目及排列方式卻

31、可為塑件的成型提供了兩個方案。方案一 采用“一模一腔”的設計，形腔在定模上，主流道在定模上，取消分流道的設計，主流道直接通過澆口注塑成工件，澆口設計在玩具車外殼的頂端。開模后塑件連同流道內(nèi)的凝料一起留在動模一側；動模上設有頂出機構，用以頂出塑件和流道內(nèi)的凝料。方案二 采用“一模兩腔”或“一模多腔”，本次設計采用“一模兩腔”，如圖5.1所示。形腔也是在定模上，主流道在定模上，而分流道設在動模型芯，兩邊對稱分布，澆注口在車身側邊中心。頂出機構和方案一一樣。圖5.1 型腔分布比較以上兩個方案，方案一的結構簡單，由于澆注口設在車外殼的頂端，成型工件后會影響塑件曲面的外觀和光潔光潔度；同時在分子取向?qū)λ?/p>

32、件性能的影響，從而使塑件產(chǎn)生變形甚至開裂等問題。方案二的一模兩腔不但符合生產(chǎn)批量的需要，而且把澆注口設在側邊，既保證了塑件曲面光潔度和精度要求，也避免了方案一中所出現(xiàn)的缺陷。 綜上所述，該零件成型是采用單分型面帶有側向外抽芯的機構，模具的形腔布局則采用“一模兩腔”，側向澆注成型的模具結構。5.2 凹模的設計凹模也可以稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓，按結構形式可以的不同可以分為整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式和瓣合式四種類型。由于采用“一模兩腔”的設計，為了節(jié)省貴重模具材料和便于熱處理，故采用整體嵌入式凹模，將整體式凹模采用h7/m6配合嵌入到凹模型腔固定板內(nèi)，凹模具體見零件圖。其結構

33、如圖5.2所示。 圖5.2 凹模型腔的結構5.3 凸模的設計凸模和型芯都是用來成型塑件內(nèi)表面的零部件，兩者沒有嚴格的區(qū)別。與凹模相似，凸模和型芯的結構形式可分為整體式、整體嵌入式、鑲拼組合式及活動式等不同類型。本設計的凸模結構和凹模一樣是采用整體嵌入式，采用h7/m6的配合嵌入凸模固定板，凸模具體見零件圖。其組合結構如圖5.3所示： 圖5.3 凸模型芯的結構5.4 成型零件的工作尺寸計算成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度。成型零件工作尺寸計算方法一般有兩種：一種是平均值法，即按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量進行計算；另一種是按極限

34、收縮率、極限制造公差和磨損量進行計算；前一種方法簡便，但不適合精密塑件的模具設計，后一種復雜，但能較好的保證尺寸精度。常用型腔成型尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎上，當塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多9?？紤]到玩具汽車外殼模具較簡單制造成本低，設計時間短故按平均收縮率法計算成型尺寸比

35、較簡單易行。采用z ,c取固定值的平均收縮率法：a+z、h+z、b-z、h-z、c-型腔的徑向、型腔深度、型芯徑向、型芯高度、中心距的工作尺寸as、hs、bs、hs、cs-塑件的外徑向、外高度、內(nèi)徑向、內(nèi)高度、中心距圖樣尺寸scp-收縮率的平均值，查表得abs收縮率范圍是0.030.08-塑件尺寸公差。查塑料成型工藝與模具設計中77頁表3-14。z -型腔制造公差c -型腔最大許用磨損量，c 取為塑件尺寸公差的三分之一，查手冊得 abs塑料收縮率波動為0.30.8%11。5.5 計算過程5.5.1 型腔徑向尺寸如圖5.4所示，以最大徑向尺寸計算，測量得塑件外長度as長150mm,寬度as寬60

36、mm，塑件精度精度為it8，以該精度尺寸公差表，查表得塑件公差長=2.4 mm, 寬1.4mm，則z長長/3=0.8mm，z寬寬/30.47mm，根據(jù)以下公式：am=as+ asscp-（3/4） 得am長150+150（0.003+0.008）/2-（3/4）0.8=150.23am寬60+60（0.003+0.008）/2（3/4）0.47=59.98圖5.4 型腔徑向尺寸示意圖5.5.2 型芯徑向尺寸如圖5.5所示，以型芯最大徑向尺寸計算，測量得塑件內(nèi)長度ls為146 mm, 寬度ls寬56mm塑件精度為it8，以該精度查型腔的尺寸公差表，查表得塑件公差長=2.4 mm, 寬1.4mm，

37、則z長長/3=0.80mm，z寬寬/30.47mm，根據(jù)以下公式：bm=bs+ bsscp（3/4） 得bm長=146+146（0.003+0.008）/2+(3/4) 0.80=147.14bm寬=56+56（0.003+0.008）/2+(3/4) 0.47=55.96 圖5.5 型芯徑向尺寸示意圖5.5.3 型腔深度圖5.6所示，測量得塑件外層高度為40mm，查表得=1.2mm，c =0.4mm，由公式 hm=hs+ hsscp-（2/3） 計算得hm=40+40（0.003+0.008）/2-（2/3）0.4=39.95 5.5.4 型芯高度如圖5.6所示，測得塑件內(nèi)高度尺寸為36mm

38、，查表得塑件公差=1.0，則z=0.33mm，由以下公式 hm=hs+ hsscp（2/3） 計算得hm=36+36(0.003+0.008)/2+(2/3)0.20=36.33 圖5.6 型腔深度和型芯高度尺寸示意圖 5.5.5 型芯固定孔之間的中心距如圖5.7所示，測量得為塑件固定孔中心距離cs長=115mm, cs寬30mm，查表得塑件公差長=2.0mm，寬0.96mm，則z長=0.67mm，z寬0.32mm，由以下公式 cm=(cs+csscp) 計算得cm長115+115(0.003+0.008)/20.055=115.63250.0055mmcm寬30+30(0.003+0.008

39、)/20.0055=30.16500.0055mm圖5.7 型芯固定中心距離示意圖5.6 排氣結構設計由于此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和成型桿的間隙排氣，不開設專門排氣槽11。如果試模中認為必須開設，可在分型面上開設排氣槽。第六章 合模與導向機構的設計第六章 合模與導向機構的設計導向機構的保證動摸或上下模合模時正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。在這里我采用導柱導向的形式。6.1 導柱與導套的設計要點1. 合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應有一個導柱直徑的厚度；導柱不應設在矩形模具四角的危險斷面上。通常設在長邊離中心線的1/3處最為安

40、全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。2. 導柱工作部分長度應比型芯端面高出68 mm，以確保其導向與引導作用。3. 導柱工作部分的配合精度采用h7/m7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用h7/m6；導套外徑的配合精度采取h7/m6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。4. 導柱可以設置在動?；蚨＃O在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設在定模一邊有利于塑件脫模。6.2 導柱的設計6.2.1 導柱的結構采用如圖6.1所示結構。圖6.1 導柱的結構6.2.2 導柱參數(shù)和技術要求1. 長度 導柱導向部分長度=56+

41、35+35+3550=166mm. 2. 直徑 由于模架350450型。選用比較大，參考塑料注射模中小型模架標準的尺寸組合。選用：導柱3516650。參考實用注塑模設計手冊。3. 形狀 導柱前端做倒角r1。4. 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)心，因此采用t10a鋼經(jīng)淬火熱處理，硬度應達到5055hrc。導柱固定部分表面粗糙度為ra0.8。導向部分為ra0.4。5. 數(shù)量布置 導柱均勻分布在模具四周，采用等直徑的不對稱分布，如圖6.2所示。6. 配合精度 導柱固定端與模板之間采用h7/m6的過度配合；導柱的導向部分7. 采用h7/f7的間隙配合。 圖6.2 導柱的分布6.3

42、導套的設計導套結構和技術要求：1 形狀 為使導柱順利進入導套，在導套的前端倒圓角。導柱孔最好做成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。導套的結構如圖6.3所示。若模板較厚，導柱孔必須作成盲孔時，可在盲孔的側面做成一個小孔排氣。圖6.3 導套的結構 2 材料 導套用與導柱相同的材料或銅合金等耐磨材料制造，其硬度一搬應低與導柱硬度，以減輕磨損，防止導柱和導套拉毛。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為 ra0.8。因此選用：導套d=40 40的導套。gb 4619.3-84，材料 t8a。固定形式和配合精度 采用h7/r6配合鑲入模板。參考實用注塑模設計手冊8。第七章 脫模機構的設計第七章 脫模機

43、構設計7.1 脫模機構的設計原則塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零件上脫出的機構稱為推出機構。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機構、復位機構等的機構形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機構所需的強度、剛度或穩(wěn)性校核。在設計此機構時，應遵守以下幾個原則：1. 推出機構應盡量設置在動模一側,2. 保證塑件不因推出而變形損壞,3. 機構簡單動作可靠,4. 良好的塑件外觀,5. 合模時的正確復位 .7.2 脫模力的計算注射成型后，塑件在模具內(nèi)冷卻定型，由于體積的收宿，對型心產(chǎn)生包緊力，塑件要從模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產(chǎn)生的摩擦阻力。對于不帶通孔的殼體

44、類塑件，脫模時還要克服大氣壓力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，即所需的脫模力最大，根據(jù)力平衡原理，列出平衡方程式：f=ap(cosa-sina)式中：-塑料對鋼的摩檫系數(shù)，約為 0.1-0.3a-塑件包容型芯的面積，p-塑件對型芯的單位面積上的包緊力，這里取p=3107mpa7.3 簡單推出機構的設計推出機構一般包括推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、活動鑲塊及凹模推出機構、多元綜合推出機構等?？紤]到本塑件的結構形狀，而推管推出機構通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機構易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺,因此確定用推桿推出機構。推桿推出機構是最常見，而且也是應用最

45、為廣泛的。推桿的截面形狀根據(jù)塑件的推出形式而定，可設計成圓形或矩形等等。但在此考慮到塑件形狀的影響我們選擇圓形。由于本塑件的脫模力相對來說較小，故在塑件的內(nèi)表面均勻布置六頂桿，兩側各三根。如圖7.1分布： 圖7.1 推桿的分布其中，推桿的直徑為4，尾部采用臺肩的形式，臺肩的直徑d與推桿的直徑約差46mm的簡單結構。采用gb1298-86。參考實用注射塑設計手冊。推桿的材料采用t8a碳素鋼，熱處理要求hrc50,工作端配合部分表面粗糙度ra0.8。7.4 推出機構的導向與復位為了保證推出機構在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機構應能回到原來的位置，所以需要設計推出機構的導向與復位裝置。推出

46、機構包括導向零件和復位零件。導向零件由推板導柱與推板導套所組成，本次設計采取推桿導柱與推桿導套相配合的形式，因這樣推桿導柱除了起到向作用外，還能支承著動模支承板，提高了支承板的剛性。復位零件一般有復位桿復位和彈簧復位兩種形式，本次設計采用復位桿復位形式，圓形截面，設置四根。位置設在推桿固定板的四周，這樣可使推出機構合模時復位平穩(wěn)，復位桿端面與所在動模分型面上平齊。推出機構推出后，復位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時，復位桿先于動模分型面與定模分型面接觸，在動模向定模逐漸合攏的過程中，推出機構變被復位桿頂住，從而與動模產(chǎn)生相對移動，直至分型面合攏時，推出機構變回到原來的位置。第八

47、章 側向分型及抽芯機構的設計第八章 側向分型及抽芯機構設計由于玩具汽車車尾凹槽，所以安裝側向分型機構，側向分型與抽芯一般可為機動、液壓或氣動以及手動形。這里采用機動側向分型機構。8.1 斜導柱側向分型與抽芯機構斜導柱側向分型與抽芯機構是利用斜導柱等零件把開模力傳遞給側型芯或側型芯塊，使之產(chǎn)生側向運動完成抽芯與分型動作。斜導柱側向分型與抽芯機構主要有與開模方向成一定角度的斜導柱、側型腔或型芯滑塊、導滑槽、壓緊塊和側型腔或型芯滑塊定距限位裝置組成。如圖8.1所示圖8.1側向分型與抽芯機構的結構8.2 抽芯距的確定與抽芯力計算側向型芯或側向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為

48、抽芯距.用s表示,為了安全起見,側向抽芯距離通常比塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度大23mm，此塑件的側凹深度尾4mm，為了便于塑件脫模，所以選取s8mm，抽芯力的計算同脫模力計算相同，一般用如下公式估算： 式中 抽芯力（n） c側型芯成型部分的截面平均周長（m） h側型芯成型部分的高度（m） p塑件對側型芯的收縮應力（包緊力），其值與塑件的幾何形狀及塑料的品種、成型工藝有關，一般情況下模內(nèi)冷卻的塑件，p=（0.81.2）107pa，模外冷卻的塑件，p=（2.43.9）107pa 塑件在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般=0.100.20 側型芯的脫模斜度或傾斜角（o）。已知 c=25922

49、5mm h=21mm; p=1107pa; =0.18; =1o所以： fc=25921.01.0107 (0.15cos1o-sin1o )=1.67104 n8.3 斜導柱的設計 8.3.1 斜導柱的結構斜導柱的形狀如圖8.2所示,其工作端的端部可以設計成錐臺形或半球形。由于半球形車制時比較困難，所以我們設計成錐臺形。為了避免端部錐臺也參與側抽芯，導致滑塊停留位置不符合原設計計算要求。所以斜角大于斜導柱傾斜角，我們?nèi)?。斜導柱的材料選用t10碳素鋼，熱處理硬度hrc=60，表面粗糙度。斜導柱與其固定的模板之間采用過渡配合。由于斜導柱在工作過程中主要用來驅(qū)動側滑塊作往復運動，側滑塊運動的平穩(wěn)性

50、右導滑槽與滑塊之間的配合精度保證。而合模是的最終準確位置由楔緊塊決定。因此，為了保證運動的靈活性，滑塊上斜導孔與斜導柱之間可以采用較松的間隙配合。 圖8.2 斜導柱的形狀8.3.2 斜導柱傾斜角的確定斜導柱軸向與開模方向之間的夾角稱為斜導柱的傾斜角，它是決定斜導柱抽芯機構工作效果的重要參數(shù)。的大小對斜導柱的有效工作長度、抽芯距和受力狀況等起著決定性的影響。由公式： 式中 斜導柱的工作長度； s抽芯距； 斜導柱的傾斜角； h與抽芯距是對應的開模距。 由以上公式可算得=15o。斜導柱工作長度與抽芯距關系及受力見上圖8.3。圖8.3 斜導柱的受力圖從圖中可知： 式中 fw側抽芯時斜導柱所受的彎曲力；

51、 ft側抽芯時的脫模力，其大小等于抽芯力ft； fk側抽芯時所需的開模力。由以上公式可知，a增大，l和h減少，有利于減小模具尺寸，但fw和fk增大，影響斜導柱和模具的強度和剛度；反之，a減小，斜導柱和模具受力減小，但要在獲得相同抽芯距的情況下，斜導柱的長度要增大，開模距要變大，因此模具尺寸會增大。綜合兩方面考慮，在經(jīng)過以上的計算推導，a取15o比較理想。8.3.3 斜導柱的直徑計算斜導柱的直徑主要受彎曲立的影響，由于其計算比較復雜,所以采用查表的方法來確定斜導柱的直徑,由上面的計算知道，fc=15.8kn,a=15o,所以根據(jù)塑料成型工藝與模具設計表5-20查得fw和hw以及a在表5-21中查得斜導柱的直徑d=16mm。8.3.4 斜導柱的長度計算由塑料成型工藝與模具設計書中公式5-65得，斜導柱的總長為: 式中 斜導柱總長度； 斜導柱固定部分大端直徑； h斜導柱固定板厚度 d斜導柱工作部分直徑； s抽芯距。斜導柱安裝固定部分的長度為： 式中 斜導柱安裝固定部分的長度； d1斜導柱固定部分的直徑。由以上公式可得lx=109.53mm在此取斜導柱的長度為110mm。8.4 斜滑塊的設計斜滑塊是斜導柱側面分型抽芯機構