水箱蓋注塑模具設(shè)計(jì)【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

水箱蓋注塑模具設(shè)計(jì)【全套含有CAD圖紙三維建?！?全套含有CAD圖紙三維建模,水箱,注塑,模具設(shè)計(jì),全套,含有,cad,圖紙,三維,建模 摘要 本次課題的主要研究水箱蓋注塑模具的設(shè)計(jì)，該塑件選用ABS為注塑的材料。該套模具的設(shè)計(jì)首先要明確設(shè)計(jì)的大綱與思路，要了解各種塑料的性能與應(yīng)用領(lǐng)域，并能準(zhǔn)確選取材料。本次課題主要從塑件的選材、成型、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、各個(gè)機(jī)構(gòu)部分的尺寸設(shè)計(jì)、模具的尺寸計(jì)算、注塑機(jī)的選擇等方面進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。根據(jù)本次課題設(shè)計(jì)一套加工水箱蓋的模具，從而實(shí)現(xiàn)加工生產(chǎn)自動化提高生產(chǎn)力，大批量生產(chǎn)。 關(guān)鍵詞：水箱蓋；ABS；尺寸計(jì)算；分析設(shè)計(jì)。 I 目 錄 前言 1 1.塑件分析 2 1.1外形精度分析 2 1.2精度等級分析 2 2.塑件成型分析 3 2.1成型工藝分析 3 2.2選材 3 2.3成型工藝參數(shù)選取 3 3.模具成型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 3.1型腔設(shè)計(jì) 4 3.2分型面設(shè)計(jì) 4 3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 3.3.1澆口的選取與確定 5 3.3.2主流道、分流道設(shè)計(jì) 5 3.4復(fù)位桿設(shè)計(jì) 5 3.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 3.7運(yùn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 4.模具尺寸設(shè)計(jì)與注塑機(jī)選取 8 4.1模架的選取 8 4.2抽芯、斜頂機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 9 4.2.1抽芯機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 9 4.2.2斜頂設(shè)計(jì) 10 4.3型芯、型腔尺寸計(jì)算 10 4.3.1型腔尺寸設(shè)計(jì) 10 4.3.2型芯尺寸設(shè)計(jì) 11 4.4注塑機(jī)的選取 12 4.4.1注射量的確定 12 4.4.2注塑機(jī)選擇 13 4.4.3鎖模力校核 13 4.4.4開模行程校核 14 5.模具圖繪制 15 結(jié)論 16 致謝 17 附錄 18 參考文獻(xiàn) 19 前言 近年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的范圍也在不斷擴(kuò)大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。中國作為一個(gè)發(fā)展中大國，處處離不開高效率的模具生產(chǎn)加工。而塑料產(chǎn)品更是與我們的生活息息相關(guān)，生活中的各種塑料產(chǎn)品都離不開注塑模的加工制造。塑料產(chǎn)品因?yàn)榧庸し奖悖杀镜?，?yīng)用廣泛等特點(diǎn)逐漸被大眾使用，同時(shí)也漸漸替代了一些成本高的金屬產(chǎn)品。所以我國更應(yīng)該加強(qiáng)塑料制造業(yè)的發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新，從而帶動中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，爭取把中國打造成工業(yè)強(qiáng)國。 1.塑件分析 該塑件為水箱蓋，作為水箱上表面的蓋子使用，如圖1-1所示。 圖 1-1塑件2D圖 1.1外形精度分析 由塑件外形及功能可知該塑件表面質(zhì)量要求不高，其內(nèi)表面要求光潔無劃痕、無氣泡、無起皺，外表面粗糙度可取Ra6.3。側(cè)孔與內(nèi)凸表面光潔無毛刺。 1.2精度等級分析 該塑件要求大批量生產(chǎn)，且精度等級取MT7 級，精度要求較低，因此取材料ABS，便于批量生產(chǎn)，注塑成型。 2.塑件成型分析 2.1成型工藝分析 該塑件外形為矩形四邊帶圓角，上表面中間有通孔，側(cè)邊小圓孔，內(nèi)邊有凸臺，尺寸要求較低，壁厚2mm，側(cè)邊小孔壁厚為1mm，適合注塑成型。 2.2選材 該塑件的材料選用ABS，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性能優(yōu)良，另外還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤度好的特點(diǎn)，便于注塑成型。該產(chǎn)品為大批量生產(chǎn)，故成型方式可選用注塑成型。 2.3成型工藝參數(shù)選取 成型工藝參數(shù)可參照表2-1。 表 2-1成型工藝參數(shù)表 名稱 規(guī)格 注塑機(jī)類型 螺桿式 轉(zhuǎn)速 30-60r/min 噴嘴溫度 180-190℃ 料筒溫度前 料筒溫度中 料筒溫度后 200-210℃ 210-230℃ 180-200℃ 模具溫度 50-70℃ 注射機(jī)壓力 70-90MPA 保壓壓力 50-70MPA 注射時(shí)間 保壓時(shí)間 冷卻時(shí)間 3-5s 15-30s 15-30s 總周期 40-70s 3.模具成型與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1型腔設(shè)計(jì) 從塑件外形可以看出塑件側(cè)邊有小孔，且精度較高，內(nèi)邊有凸臺，所以采用側(cè)抽芯、斜頂?shù)姆椒ㄗ⑺艹尚汀Ｋ芗?nèi)表面精度要求較高，且內(nèi)外表面均要求光潔無劃痕、毛刺。 綜上所述可知該套模具應(yīng)選擇一模一穴，型腔布局如圖3-2所示。 圖 3-1 型腔布局3D圖 3.2分型面設(shè)計(jì) 根據(jù)產(chǎn)品圖可分析出該塑件的分型面應(yīng)選取在塑件最大截面處、便于模具的加工制造，故選取塑件產(chǎn)品的下表面，這樣有助于產(chǎn)品的成型與取件，并且能夠保證其表面質(zhì)量，如下圖3-2所示。 圖 3-2分型面3D圖 3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.3.1澆口的選取與確定 該塑件是一模一穴且上表面有直徑為18mm 的通孔，因此澆口位置應(yīng)放在通孔的邊緣，并選取矩形澆口，澆口尺寸為1.2mm×1.2mm×1mm。如圖3-3所示。 3.3.2主流道、分流道設(shè)計(jì) 從塑件結(jié)構(gòu)可得知，主流道應(yīng)垂直于塑件上表面，并布置在模具的中心位置。分流道選用圓形道與塑件平行并垂直于主流道，圓形道直徑為4mm，長度為14mm。 如下圖3-3、圖3-4所示，擺放的位置如圖3-5所示。 圖 3-3 澆注系統(tǒng)3D圖 圖 3-4 澆注系統(tǒng)2D圖 3.4復(fù)位桿設(shè)計(jì) 由于考慮到模具開模后仍能回到原來位置，應(yīng)在本套模具中增加復(fù)位機(jī)構(gòu)。復(fù)位機(jī)構(gòu)的零件包括復(fù)位桿與彈簧，并采用壓肩式固定方式固定復(fù)位桿，四角對稱布置，具體設(shè)計(jì)見下圖3-5所示。 圖 3-5復(fù)位機(jī)構(gòu)3D圖 3.5推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 本塑件外形為矩形，為使塑件能均勻受力推出，故選取推件桿直徑為6mm，長度為頂針板到塑件的高度為56mm。推件桿位置選擇應(yīng)在脫模阻力大的位置，便于塑件均勻受力推出，布置如下圖3-6、圖3-7所示。 圖 3-6推出機(jī)構(gòu)3D圖 圖 3-7推出機(jī)構(gòu)2D圖 3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該塑件在成型過程中，要先排出型腔內(nèi)原有空氣與成型時(shí)塑件受熱產(chǎn)生的氣體，若不能及時(shí)排出，可能造成因填充不足導(dǎo)致表面有氣泡產(chǎn)生、表面輪廓起皺等狀況。 設(shè)計(jì)排氣系統(tǒng)還是有必要的。 由于該塑件形狀較小且模具也較小，因此型腔的排氣可以靠分型面與型芯的間隙來進(jìn)行排氣或者通過頂針與型芯的配合間隙排氣。 3.7運(yùn)水系統(tǒng)設(shè)計(jì) ABS屬于中等粘度材料，其成型溫度與模具溫度分別為200℃和50-80℃，所以模具溫度初步選定為50℃，用常溫水對模具進(jìn)行冷卻。 型芯與型腔的內(nèi)部略微復(fù)雜，故選用環(huán)繞式水路，如圖3-8、圖3-9所示，并在冷卻水槽周圍設(shè)計(jì)上密封圈，對水路的運(yùn)行進(jìn)行有效地密封。 圖 3-8水路3D圖 圖 3-9水路2D圖 4.模具尺寸設(shè)計(jì)與注塑機(jī)選取 4.1模架的選取 根據(jù)UG分析得出塑件最大投影面積S=3603mm2。根據(jù)表4-1與圖4-1可確定出模架的基本尺寸。 表4-1 普通塑件模具模架與鑲塊大小表（經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)表） 圖 4-1模架與鑲塊尺寸確定圖 由上表可得出： A=45 B=25 C=40 H=40 D=25 E=25 結(jié)合表4.1-1與圖4.1-1最終確定模架尺寸大小如下： 上模座板 250×200×25 A板 200×200×40 B板 200×200×40 C板 200×70×38 下模座板 250×200×25 4.2抽芯、斜頂機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 4.2.1抽芯機(jī)構(gòu)尺寸計(jì)算 從塑件外形可以看出該塑件側(cè)邊有小孔，這時(shí)需要給模具設(shè)計(jì)一個(gè)抽芯機(jī)構(gòu)，便于塑件更好的成型。由于塑件側(cè)孔尺寸較小，所以抽芯的鑲塊與滑塊連在一起設(shè)計(jì)加工完成，具體設(shè)計(jì)尺寸圖如圖4-4所示。 圖 4-4滑塊2D圖 4.2.2斜頂設(shè)計(jì) 由于塑件的內(nèi)表面有凸臺，不方便一次注塑成型，所以還要再添加一個(gè)斜頂從而便于內(nèi)凸的成型。根據(jù)斜頂?shù)倪\(yùn)動方向，可行空間確定斜度，斜頂角度一般不超過12°，這里我取8°。同時(shí)要注意斜頂?shù)倪\(yùn)動方向，避免掛斜頂。具體設(shè)計(jì)尺寸如圖4-5所示。 圖 4-5斜頂2D圖 4.3型芯、型腔尺寸計(jì)算 4.3.1型腔尺寸設(shè)計(jì) 該套模具為中小型模具，在設(shè)計(jì)型腔尺寸時(shí)應(yīng)使用中小型的模具型腔計(jì)算公式。型腔的內(nèi)表面是與塑件外表面相貼合，所以尺寸標(biāo)注時(shí)應(yīng)采用正公差標(biāo)注，計(jì)算設(shè)計(jì)尺寸可由以下公式得出。 式中 Lm——型腔基本尺寸 △——塑件平均尺寸 SCD ——塑件平均收縮率 X ——修正系數(shù) 型腔的深度尺寸也可以經(jīng)過公式算得 式中 Hm——型腔深度尺寸 SCD ——塑件平均收縮率 SCD ——塑件平均收縮率 實(shí)際生產(chǎn)中，我們常按照塑件進(jìn)行收縮縮放得到型面，型腔外形結(jié)構(gòu)尺寸按照強(qiáng)度公式計(jì)算，這里我們?nèi)〗?jīng)驗(yàn)值，如圖4-2所示。 圖 4-2型腔圖 4.3.2型芯尺寸設(shè)計(jì) 型芯尺寸與型腔的設(shè)計(jì)大同小異，型芯的外表面與塑件內(nèi)表面貼合，且精度要求較高，標(biāo)注的公差尺寸采用負(fù)公差。 由公式： 可得出型芯的外形尺寸。 再由公式： 得出型芯的高度尺寸。 實(shí)際生產(chǎn)中，我們常按照塑件進(jìn)行收縮縮放得到型面，型腔外形結(jié)構(gòu)尺寸按照強(qiáng)度公式計(jì)算，這里我們?nèi)〗?jīng)驗(yàn)值，如圖4-3所示。 圖 4-3型芯圖 4.4注塑機(jī)的選取 4.4.1注射量的確定 該塑件是一模一穴，通過UG分析計(jì)算得出塑件單個(gè)體積V=10cm3 查閱相關(guān)資料得出ABS密度為ρ=1.01g/cm3，所以注射量 m=ρV=10cm3×1.01g/cm3=10.1g 4.4.2注塑機(jī)選擇 經(jīng)計(jì)算得出注射量為10.1g，所以從表4-2可選取XS-ZS-22型號注塑機(jī)。 4-2國產(chǎn)注射機(jī)部分主要技術(shù)參數(shù)表 型號 XS-ZS-22 XS-Z-30 XS-Z-60 XS-ZY-125 G54-S-200/400 SZY-300 XS-ZY-500 一次注射量/cm3 20，30 30 60 125 200-400 320 500 螺桿直徑/mm 20，25 28 38 42 55 60 65 注射壓力/Mpa 75，117 119 122 119 109 77.5 104 注射方式 雙柱塞 柱塞式 柱塞式 螺桿式 螺桿式 螺桿式 螺桿式 鎖模力 /KN 250 250 500 900 2540 1400 最大注射面積/cm3 90 90 130 320 645 —— 1000 最大開合模行程/mm 160 160 180 300 260 340 500 模具最大厚度/mm 180 180 200 300 406 355 450 模具最小厚度/mm 60 60 70 200 165 130 300 4.4.3鎖模力校核 由于高壓塑料溶體充滿型腔時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大推力，這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則會產(chǎn)生溢料的現(xiàn)象。鎖模力大小與投影面積、型腔內(nèi)的壓力有關(guān)。 由公式 F鎖 ≥ PA分 式中 F鎖——注射機(jī)公稱鎖模力 P ——型腔壓力 A分——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積 用UG分析得出A分=3603mm2，查閱相關(guān)資料得ABS型腔壓力P =60Mpa 所以PA分=3603mm2×60Mpa=216KN 由表4-2得鎖模力F鎖=250KN， 即F鎖 ≥ PA分 故鎖模力符合要求。 4.4.4開模行程校核 開模行程S指模具開合過程中動模固定版的移動距離。注射機(jī)的開模行程是有限制的，制品從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模距離，否則制品無法從模具中取出，因此要進(jìn)行開模行程的校核。 由公式 HC ＜H1 + H2 則S≥Hm + H1 + H2 +（5-10）mm 式中 S——注射機(jī)的最大開模行程 H1——塑料脫模距離 H2——包括流道凝料在內(nèi)的塑件高度 HC——抽芯距 Hm——塑件的厚度 代入上式得160mm≥100mm， 故開模行程符合設(shè)計(jì)要求。 5.模具圖繪制 圖5-1模具總裝配圖 該模具采用大水口，無墊板，無推件板，型芯、型腔用螺釘鎖緊，側(cè)澆口，一模一件，推件桿推件，復(fù)位桿復(fù)位，拉料桿采用Z字形式。 工作原理：合模時(shí)，在導(dǎo)柱13和導(dǎo)套12的導(dǎo)向作用下，注射機(jī)的合模系統(tǒng)帶動動模部分向前移動，使模具閉合，并提供足夠的鎖模力鎖緊模具。在注射液壓缸的作用下，塑料溶體通過注射機(jī)噴嘴經(jīng)過模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，待溶體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補(bǔ)縮和冷卻定型后開模；開模時(shí)，注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動動模向后移動，模具從動模和定模分型面分開，塑料包在凸模15上隨動模一起后移，同時(shí)拉料桿17將澆注系統(tǒng)主流道主流道凝料從澆口套中拉出，開模行程結(jié)束，注射機(jī)液壓頂桿推出底針板2，推出機(jī)構(gòu)開始工作，推件桿16和拉料桿17分別將塑件及澆注系統(tǒng)凝料從凸模15和冷料穴推出，至此完成一次注射過程。合模時(shí)，復(fù)位桿使推出機(jī)構(gòu)復(fù)位，模具準(zhǔn)備下一次注射。 結(jié)論 作為一名即將畢業(yè)踏入社會工作的應(yīng)屆畢業(yè)生，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的編寫與2D、3D圖的繪制，讓我對塑料模具的認(rèn)識更加清晰明確，同時(shí)也能熟練的操作運(yùn)用Caxa、AotoCAD、UG等繪圖軟件。本次設(shè)計(jì)對我來說也是一次突破性的歷程，自己獨(dú)立編寫，獨(dú)立完成要保證質(zhì)量的同時(shí)也要保證查重率，相對于以往的隨便設(shè)計(jì)增加了些許難度，當(dāng)然這樣也就更具有挑戰(zhàn)性，才能讓自己知道自己的水平在哪個(gè)高度，從而發(fā)現(xiàn)自己的不足，讓自己有前行的動力。在這樣反反復(fù)復(fù)的編寫與修改下，自己也在不斷的進(jìn)步，雖說進(jìn)步的空間比較小，但是也會感到開心，因?yàn)橛謱W(xué)會并掌握了一項(xiàng)新技能。成長是一個(gè)不斷學(xué)習(xí)，不斷總結(jié)歸納，不斷完善的過程，這樣才能豐富、充實(shí)自己，才能更好地運(yùn)用自己的知識與才能去做好每一件事，哪怕只是一件小事，都要認(rèn)真對待。本次設(shè)計(jì)讓我知道過程的重要性，不管結(jié)果如何，都要享受每次的過程，這樣才能成長，同時(shí)這也將會給我踏上社會增加些許籌碼?？偟膩碚f這次我學(xué)到了，充實(shí)了自己，而我也堅(jiān)信學(xué)到的東西不屬于自己，只有掌握并能運(yùn)用這些學(xué)來的東西才是屬于自己的最寶貴的財(cái)富！ 致謝 在這匆忙的幾周里完成了畢業(yè)前的最后一次大作業(yè)——畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這個(gè)過程中少不了同學(xué)與指導(dǎo)老師是幫助，在這里我向你們說一聲你們辛苦了，謝謝你們的幫助！期間最要感謝的還是指導(dǎo)老師，在設(shè)計(jì)過程中遇到不懂的與不會的指導(dǎo)老師都會一遍一遍又一遍地給我講解如何去分析與編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)，要思路清晰，才能明確方向。在套模板的時(shí)候指導(dǎo)老師非常細(xì)心地給我講解字體、排版以及一些細(xì)節(jié)的注意事項(xiàng)，這讓我很是感動。最后再次感謝同學(xué)與指導(dǎo)老師的幫助，你們辛苦了！ 　附錄 參考文獻(xiàn) ［1］齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.1 ［2］蘇偉.姜慶華.模具概論. 北京：人民郵電出版社，2012.4 ［3］朱俊杰.模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化及CAE應(yīng)用. 成都：西安交通大學(xué)出版社2014.6 ［4］褚建忠.塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2015.1 ［5］王靜.注塑模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 北京：電子工業(yè)出版社，2013.1 ［6］張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊. 北京：工業(yè)出版社，2011.8 ［7］張維合.塑料模具工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.1 ［8］劉朝福.注塑成型實(shí)用手冊. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.6 17

收藏