车仪表盘模具设计【含CAD图纸、文档说明书】
毕 业 设 计(论 文)任 务 书设计(论文)题目: 汽车仪表盘模具设计 学生姓名:专业:所在学院:指导教师:职称:发任务书任务书填写要求1毕业设计(论文)任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写,经学生所在专业的负责人审查、系(院)领导签字后生效。此任务书应在毕业设计(论文)开始前一周内填好并发给学生。2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写,不得涂改或潦草书写;或者按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,要求正文小4号宋体,1.5倍行距,禁止打印在其它纸上剪贴。3任务书内填写的内容,必须和学生毕业设计(论文)完成的情况相一致,若有变更,应当经过所在专业及系(院)主管领导审批后方可重新填写。4任务书内有关“学院”、“专业”等名称的填写,应写中文全称,不能写数字代码。学生的“学号”要写全号,不能只写最后2位或1位数字。5任务书内“主要参考文献”的填写,应按照金陵科技学院本科毕业设计(论文)撰写规范的要求书写。6有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。毕 业 设 计(论 文)任 务 书1本毕业设计(论文)课题应达到的目的:本毕业设计课题的主要目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和专业基本技能分析和解决实际问题,训练初步工程设计的能力。根据机械设计制造及其自动化专业的特点,着重培养以下几方面能力:1调查研究、中外文献检索、阅读与翻译的能力;2综合运用基础理论、专业理论和知识分析解决实际问题的能力;3查阅和使用专业设计手册的能力;4设计、计算与绘图的能力,包括使用计算机进行绘图的能力; 5撰写设计说明书(论文)的能力。2本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):(1) 通过调查分类汽车的价格、质量和后期维护,并了解装饰材料的力学性能、可塑性、成形稳定性、可二次加工性、环保性等性能;(2) 对汽车仪表盘模具进行设计;(3) 应用CAITA和ANSYS软件进行汽车仪表盘模具的建模和分析;(4)基于上述分析,对汽车仪表盘进行结构优化,以成本最少或重量最轻为优化目标。毕 业 设 计(论 文)任 务 书3对本毕业设计(论文)课题成果的要求包括图表、实物等硬件要求: 1.外文参考资料及译文(附原文); 2.毕业设计开题报告一份; 3.编写设计说明书一份; 4.完整的设计图纸一套。4主要参考文献:1伍先明王群庞佑霞等塑料模具设计指导(第一版)M国防工业出版社,2006.2王旭塑料模结构图册M机械工业出版社,1999.3王文广田宝山田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例M北京:化学化工出版社,2004.4屈华昌塑料成型工艺与模具设计M机械工业出版社,2004.5蒋继宏王效岳注塑模具典型结构100例M中国轻工业出版社,2002.6张晓黎李海梅塑料加工和模具专业英语(第一版)M化学工业出版社,2005.7许鹤峰陈言秋注塑模具设计要点与图例M化学化工出版社,1999.8朱光力万金保等塑料模具设计M清华大学出版社,2003.9高锦张塑性成形工艺与模具设计M机械工业出版社,200.10夏江梅.塑料成型模具与设备.机械工业出版社,2005.11Wang Xiaopei. Plastic molding process and mold concise manual. Machinery industry press, 2000.12张孝民.塑料模具技术.机械工业出版社,2003.13Que huachang. Plastic molding process and mold design. Higher education press, 2001.14叶久新王群.塑料成型工艺及模具设计.机械工业出版社,2008.15中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典.江西科学技术出版社,2003.毕 业 设 计(论 文)任 务 书5本毕业设计(论文)课题工作进度计划:起 讫 日 期工 作 内 容 2015.12.152015.12.16-2016.1.102016.2.25-2016.3. 92016.3.19-2016.4.252016.4.26-2016.5.62016.5.6-2016.5.132016.5.14-2016.5.26选题审题截止完成任务书、开题毕业实习调研,完成开题报告、英文翻译、论文大纲提交论文草稿,4月中旬中期检查提交论文定稿准备答辩答辩,成绩评定,修改完成最终稿所在专业审查意见:负责人: 年 月 日压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目 录 摘要IAbstractII1 绪论11.1 研究背景11.2 汽车模具的潜力21.3 本文内容32 材料与注射机的选取52.1 ABS的性能52.2 ABS的环保性和经济性62.3 型腔数目的确定62.4 型腔数目的校核72.5 型号的选取72.6 注射机有关参数的校核103 模具设计123.1 分型面位置的选择和确定113.2 浇注系统的设计11 3.2.1主流道的设计11 3.2.2分流道的设计13 3.2.3浇口的设计13 3.2.4浇注系统各截面流过熔体的体积计算14 3.2.5冷料穴与拉料杆的设计153.3 型腔和型芯的设计和计算15 3.3.1 型腔的设计15 3.3.2 型芯的设计173.4导向机构与脱模推出机构的设计18 3.4.1 导向机构的设计18 3.4.2 脱模推出机构的设计203.5模架的确定23 3.5.1 模架的选取23 3.5.2模架有关参数的校核233.6温度调节与冷却系统的设计23 3.6.1 加热系统23 3.6.2 冷却系统和冷却介质24 3.6.3冷却系统的计算243.7装配与调试26 3.7.1模具安装26 3.7.2试模26总结27致谢28参考文献29压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985汽车仪表盘模具设计摘 要本次毕业设计的课题是汽车仪表盘的注塑模具设计,设计中主要运用到的软件有三维软件UG和二维软件AutoCAD。设计过程中主要包括了零件内部形状的特点研究、产品材料的选取、浇注系统的设计、冷却系统的设计及模架的选取。这是一个将传统的模具设计制造形式和计算机三维绘图软件UG结合在一起,最后再通过AutoCAD画出本次设计模具的总体装配图和其中要紧部分的零件图的过程。塑料产品和塑料模具工业在现今国民经济中扮演这重要的角色,在生产中塑料制品高质量的模具设计、模具制造设备的更新、加工工艺更加合理化、高品质的模具材料和先进的成型设备等都是成形高品质塑件的重要条件。本次产品的设计关键思量产品特征、生产廉价和产品及各部分设计的质量。所设计的模具结构相对比较简单,机构的运作可靠较好,所模具图纸的绘制对实际生产具有很大意义。关键词:注塑;UG;AutoCAD。I压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985Car dashboard mold designAbstractThe topic of this graduation design is car dashboard injection mold design, mainly applied to the design of the software with 3 d software UG and 2 d AutoCAD software. Design mainly includes the internal shape characteristics in the process of research, product material selection, the design of gating system, cooling system design and the selection of die set. This is a traditional form of mold design and manufacturing and computer 3 d drawing software UG together, and then by AutoCAD draw the general assembly drawing and the important part of the mould design of part drawing process. Plastic products and plastic mold industry in todays play the important role in the national economy, in the production of plastic products of high quality mold design, mold manufacturing equipment update, to streamline processing technology, high quality of mold material and advanced molding equipment is the important condition of forming high quality plastic parts. The design of this product key on product characteristics, production of cheap and the quality of the products and parts design. The design of die structure is relatively simple, the operation of institutions has good reliable, mold drawings by drawing on the practical production has great significance.Key word: injection ;UG; AutoCAD1绪论1.1研究背景对于仪表盘上的信息和数据可以让司机清楚地看到,从最初的汽车设计开始,仪表盘的位置设计在司机的眼睛前方。别小看仪表盘“个子”,但很多重要的数据与信息都包含在里面,小小的仪表盘包括了发动机转速表、速度表、里程表、水温表和油压表、电流表、燃料消耗表等等。相对于司机仪表盘是在车内看得最多的部位之一,所以随着需求量的增加和汽车工业的不断发展,厂家也在仪表盘的设计上也不断提高要求,让小小的仪表盘外观变得大方美丽,功能多样化,从实用开始走向时尚、容易吸引人们的眼球。现在我们看到的大部分仪表盘每个型号都有着自己独一无二的特点,经济车通常给人丰富多彩的视觉感受,而中级车型通常更运动而丰富,高级车则显得优雅和高贵。无论什么风格的汽车仪表盘都是现在科学和技术发展的成就,不是一夜之间可以有的,其发展的过程只是仪表盘的过去、现在和未来。过去:多功能仪表盘代表汽车-普桑第一代汽车的仪表盘,唯有简略的罗盘指针。甚至没有显示冷光灯,晚上看仪表盘不是很方便。刚开始的仪表盘只能提供简单的信息,如速度、燃油消耗、机械操作,如今这样的仪表盘基本上没有了。现在:智能化仪表盘代表汽车-大众速腾被称为结合式的汽车仪表盘,是现今汽车用的最多的形式,为了配合车子的风格和产品定位,生产厂家通常杂功能之外还考虑到更多美观漂亮的因素。此类仪表盘拥有罗盘和液晶显示两大区域,功能比较多,一眼就能看到,各种设计元素给汽车内部增添了一份美感。未来:数字化仪表盘代表汽车-荣威550荣威550数字仪表盘的被设计代表又达到了现在新的高度。荣威550数字化仪表盘的油表、水温表全部放弃了传统的指针,利用数字来表示,速度表也采用了全数字液晶屏,而在中间红色光圈的背景下转速表是先进数字化罗盘的使用,显示更加清晰,灵动感应的设计引领四周环绕的红光优雅的视35 第三章模具设计 觉冲击,充满美丽和时尚感,结合现代流行时尚与体育一体的数字仪表盘。根据当前汽车的销售额,汽车的销售额在2015年已已经达到2459.76万辆,同比增长4.68%。去年12月,汽车生产和销售额维持了步步上升的情况下,从10月后开始连续三个月环比和同比保持增长,制造和销售额双双超过260万辆,再创历史新高。现在人们对汽车的需求量越来越大,对于产品的提升也是现在需要解决的重大问题。1.2汽车模具的潜力模具三维设计的数字化模具技术的一个关键问题,是实现模具的设计,制造和检验的整合。国外一些措施,在模具三维设计,值得我们借鉴。模具除了良好的伸展集成制造3D设计,另一优点是方便,干扰试验和运动干预,用2天设计相比解决了一个棘手的问题。近日,数字模具技能的快速增长,正在处理大量汽车模具的发展面临一个有用的方法的问题。一般说,数字模具技术,即,在模具的设计和生产计算机技术,或者通过计算机辅助技术(CAX)的过程。通过使用计算机辅助技术在国内外,数字化汽车模具技术主要包括以下六个方面的汽车模具企业的经验:1)可制造性设计(DFM),即当设计思想和制造,以确保过程顺利。2)模具外形设计辅助技术,在头发表面智能化设计技术。3)注射成型的CAE辅助评估和仿真过程中,并有望应付可能的缺陷和形成的问题。4)使用,而不是传统的2D设计,三维模具设计。5)CAPP中,CAM的制造过程中使用的模具中,将CAT技术。6)在试验通过数字技术处理这些问题的过程。提高工作效率,保证产品质量的先进的加工技术和设备的重要依据。在先进装备的数控机床工作台双自动换刀装置(ATC),自动光电控制处理,生产线的工件测量系统的汽车模具企业已很少见到。数控加工与纯型面轮廓和综合处理的结构,从低速和高速加工,加工过程自动化技术已经非常迅速。影响模具的质量,使用寿命和成本的材料和性能的品质的主要成分。科学化,信息化管理是另一个第一的汽车模具技术的发展。科学的管理,使模具企业的生产时间得到准时,并在发展的方向精益生产(精益生产),经营企业更准确,大大提高了生产效率,无效的机制,简化。对于现代管理技术,许多先进的信息化管理手段,企业资源管理系统(ERP),客户关系管理(CRM),供应链管理(SCM),项目管理(PM)等的提高,广泛应用于模具企业。模具制造,发展过程中,生产细节,尤其是在冲压工艺的合理化的结果,模具结构设计,模具加工,精度高,模具产品和严格的技术管理,可靠性高。精细模具生产不是一个简单的技术,但在设计,加工和技术管理的整体性能。模具制造业详细的实施除了依靠技术,管理,确保严格保密。中国是一个发展中国家,发展生产,劳动力资源丰富,生产成本低,发展中国家如相同的特点,市场前景好的水平低,但中国的人均国内生产总值(GDP)已经超过2000年,同时还拥有强大的技术和产业基础,和一些特殊的特征,如改革开放的良好氛围,以上特点都非常适合模具行业的发展,可以可想而知,在不久的将来,中国将成为全球最大的制造中心,它给我国模具行业提供了前所未有的发展机遇。国内目前汽车模具市场,总的来说,他的潜力让业内人士看来还是很有前途的。因为国内每年汽车产量近650万辆,而一辆汽车大概会用到1500个模具,这对模具的生产来说是一个很庞大的数字,同时也是各大模具生产厂家们的动力。根据相关数据显示,生产一辆普通的车需求的大约1500个模具,当中冲压模超过一千和超过200的内饰件模具,目前国内汽车产量逐年增加,外商纷纷到中国来投资办厂,以满足国内需要和出口需要的同时,汽车模具的需求肯定会成为中国模具行业大幅增加的一个非常好的机会。事实上,中国的汽车模具产业发展与先进汽车制造国家仍有着非常大的差距。例如欧美等国,汽车模具在整个模具产业中有一般份额,而相比之下,国内只有约三分之一的汽车模具行业的制品,这一点很值得思考。汽车模具行业在中国还需要等待技术推广,然而这并不能成为转变全世界汽车业视中国为首选汽车生产基地的格局的理由。展览期间,伍德霍姆工具钢公司的国际客户部经理在演讲中提出,当下全球最受欢迎的汽车生产基地是中国和捷克,他本人对中国的市场前景十分的看好。相关机构估计,2018年,中国将变成世界上最大的模具生产基地之一。据中国模具网统计,近年来世界上58%的模具是德国和其他国家,中国和其他亚洲国家的只占有1%,但未来模具将有大量的东欧国家增加,而亚洲国家的生产比例将上升到22%。1.3本文内容1.3.1 型号根据调查在2015年中上汽的销量属于前列,销量第一,其中上海大众Polo1.6这款车深受广大女性的喜爱,因此我选定了这款车。1.3.2 原始参数根据图所知本次设计仪表盘参数。其外围尺寸为260mm150mm30mm。1.3.3 成型工艺分析1. 塑件的分析1) 外形尺寸。塑件的壁厚为5mm,塑件的形状并不是特别大,塑料熔体流动不长,塑件的材料是热塑性塑料,具有流动性好,适用于注射成型。2) 精度等级。塑件每个尺寸的公差都不一样,大部分已定尺寸公差为MT3,未注公差的尺寸取MT5。3) 脱模斜度。ABS具有良好的成型性能,较小的成型收缩率,根据表2-1014选择型芯和凹模的统一脱模斜度为10。2材料与注射机的选取树脂是塑料的主要成分,加入一定数量和类型的添加剂,在加工过程中能够达到流动的成形材料。塑料的成型可以制成指定形状和具有一定使用价值的塑料制品。塑料制品工业的发展历史虽然比较短,但是发展速度让人很惊讶,在1990年全世界的塑料产量已达到1亿吨。现在塑料已经变为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业原料16。有各种各样的塑料,塑料分别有不同的特点,主要在以下几方面:1) 质轻 大多数塑料很轻,泡沫的密度大部分在0.010.05之间,常见的塑料密度在0.92.3之间。2) 隔热性好 塑料有非常小的导热率,与金属相比小之百倍乃至千倍,是热的不良导体或绝缘体,所以被常当做绝热保温材料使用。3) 耐化学腐蚀性好 相对于金属和木料来说塑料的耐化学腐蚀性比较优秀,具有较好的化学稳定性,对酸、碱、蒸汽、盐溶液、水、有机溶解剂等相对具有不同的稳定性。4) 较好的吸震、消音效果 很多塑料比较柔软而且粘弹性较好,当其受到外来的机械冲击震动或很多的机振、声振等机械波时,塑料将引起粘弹消耗,将机械能转化为热能散发出去。5) 力学强度范围宽 塑料机械强度是很宽广的,从光滑坚韧乃至到刚和脆都有。与木材相比,塑料产品的刚度与其也比较接近。6) 好的耐磨性 大多半塑料的摩擦系数很小,一些塑料的还有良好的减摩、耐磨和自润滑性。7) 良好的透光和防护性 许多塑料产品可以做成透明或者半透明材料。8) 电绝缘性能非常好 在电性能方面,塑料的指标规模很大。大都塑料电绝缘性良好,一些塑料在高频、高压前提下也可以当做电气绝缘材料和电容器介质材料。本次设计选取的材料是丙烯腈-丁二烯-笨乙烯树脂ABS。ABS树脂呈微黄色,其外观是粉末状或不透明粒状热塑性树脂,没有气味、没有毒害,其产品可以做成五颜六色,并且具有60%的高光泽度。相对平均密度为1.05,吸水率较低。ABS与其他材料的结合性也比较好,表层印刷、图层和镀层处理也比较方便。2.1 ABS的性能1. ABS的力学性能ABS具有良好的机械性能,具有良好的冲击强度,可以在低温下使用,甚至损坏产品而不是破坏拉伸损伤的影响。温度冲击强度的ABS减少随之下降缓慢,即使在-40的温度,冲击强度可以保持超过三分之一的原始值。ABS具有良好的耐磨性、尺寸稳定性好,还具有耐油性,所以它的良好的整体性能,被广泛用作工程材料。2.ABS的热性能ABS不是特别耐热性好,热变形温度1.86 mpa的压力下约85,其产品在退火过程可以增加10;大多数的ABS在-40时一定程度的冲击强度,韧性,因此可以用在-40 85的温度范围内。3. ABS的化学性质ABS比较水,碱金属盐和酸和弱酸,但不耐氧化酸,如浓硫酸、浓硝酸;ABS与大多数醇、植物油、矿物油、化学介质的时间会导致长期接触应力开裂,无压力,因此没有影响产品;ABS和酮、醛、酯、或联系溶解产生乳液。因为有两面性质,结构有一个相对贫穷的耐气候性,紫外线光和热的作用下氧气容易氧化降解。经常补充与炭黑、抗氧化剂和酚类来增强其耐久性。4.ABS的电学性能ABS有很好的电学性能,可以当做电绝缘材料用在条件不高的场合。ABS的电学性能不会因为温度、湿度和频率的变化而改变。2.2ABS的环保性和经济性跟着我国经济的连续快速增长,在未来几年中国ABS工程塑料市场需求量会非常巨大,特别是在电子通信、汽车、建筑业的快速增长,将带动我国ABS工程塑料行业快速增长。随着塑料的需求量越来越多,废弃塑料也越来越多,现在我国对于废弃塑料的处理方法中回收利用率占5%。ABS塑料无毒、无味,如以汽车报废可将其仪表盘去下进行回炉溶解再次进行浇注。这也节省了材料在保护环境中扮演了重要的角色。2.3型腔数目的确定此仪表盘属于中大型塑件,形状较为简单但不规则,部分精度要求较高。本次初步使用一模一腔,简化了模具结构,提高塑件的精度。2.4型腔数目的校核n=3.11,故型腔数校核合格。式中:K-注射机最大注射量利用系数,无定形塑料正常选0.8; M-注射机的额定塑化量(g/h或cm3/h),为77000g/h; t-成型周期,取50s(查表13-217); m1-塑件的质量(g),m1=233.74g; m2-浇注系统所需的塑料质量(g),取0.2nm1。 2.5型号的选取 1.塑件的计算1) 用UG三维软件进行实体建模,通过软件分析图得到塑件体积:图 V塑=221.5cm3 根据塑料的收缩率为0.5%V件=(1+0.5%)V塑=1.005*221.5=222.61cm3 2) 塑件的质量塑件采用的是ABS工程塑料,其密度是1.0g/cm3 到1.1g/cm3则m塑=V=1.05*222.61=233.74g因考虑浇注系统的投影,浇注系统的体积V浇=V件(1620%)V浇=222.61*0.2=44.52cm3则V=V件+V浇=44.52+222.61=267.13cm3选择一模一腔 n=1V总=1*267.13=267.13cm3需要注射机的额定注射量V额267.13/0.8=334cm33) 注射机的型号由上述计算结果选取注射机型号为XS-ZY-500其有关参数为:最大注射量:500cm3 最小模厚:300mm最大模厚:450mm 锁模力:3500KN注射压力:104MPa 模板行程:500mm定位孔直径:150mm 喷嘴球面半径:18mm注射机拉杆空间:500440 喷嘴口直径:7.5mm螺杆直径:55mm 注射速率:145g/s 塑化能力:77kg/h 顶出力:30kN2.6注射机有关参数的校核1. 注射量的校核最大注射量容积为:Vmax=V=0.80350=280cm3式中:Vmax-模具型腔和流道在注射压力下所能注入的最大容积(cm3); V-指定规格型号的注射机注射量容积(cm3),此注射机为350cm3; -注射系数,为0.750.85,无定型塑料可选择0.85,结晶型塑料可选择 0.75,本次选择0.80。假如实际注射量太小,塑化能力得不到发挥,料筒中塑料保留时间就会太长。所以最小注射量容积Vmin=0.25V=0.25350=87.5cm3。故每次注射的实际注射容积V应达到VminV87.5cm3,符合要求。2. 锁模力校核n=1.251,故选择的注射机符合设计要求。式中:F-注射机的额定锁模力(N),该注射机为2.5106N; A1-塑件在模具分型面上的投影面积(mm2),A1=39000mm2; A2-模具分型面上浇注系统的投影面积(mm2),A2=0.35A1=13650mm23. 最大注射压力校核注射机的额定注射压力就是注射机的最大注射压力pmax=107MPa,应大于注射成型时所需要用到的注射压力p0,PmaxK/p0=1.25(6080)=75100MPa故符合设计要求。式中:K/-安全系数,常取K/=1.251.4,该出取1.25; p0-实际生产中,该塑件成型时所需的注射压力60MPa80MPa(表13-217)。3模具设计3.1分型面位置的选择和确定在塑件设计的过程中,就要想到塑件成型时分型面的形状和位置,否则不能适用模具成型。第一就要确定分型面的位置和浇口的形式,然后模具的结构才能确定。分型面的确定是否符合常理,对塑件的品质、工艺操作难易水平和模具设计制造都有很大的影响。此次分型面的选择原则参考2.1.2节17。其位置如图所示黄色线处为分型面:3.2浇注系统的设计3.2.1主流道的设计主流道的位置一般位于模具中塑料熔体中心的入口处,它是将注射机注射出的熔体传送至分流道或型腔中。其外观为圆锥形,以促进熔体的流动和模具浇口平稳。主流道的大小是影响熔体的流动速率和充模时间的重要因素。由于主流道和塑料熔体及注射机喷嘴长期接触,是以计划中将其设计成可卸换的浇口套。1.主流道的尺寸1) 主流道的长度。根按照标准模架及塑件结构确定,长度L应尽可能小于60mm,本次设计中初取35mm。2) 主流道小端直径。d=d0+(0.51)=7.5+(0.51)=8mm3) 主流道大端直径。D=d+Ltan=8+35tan=10mm,式中304) 主流道球面半径。SR=SR0+(12)=18+2=20mm5) 球面配合高度。h=35,取h=5。注:d0-注射机喷嘴尺寸(mm); L-主流道长度(mm); SR0-注射机喷球头半径(mm)。2. 主流道的凝料体积V主=L(R2+r2+Rr)/3=35(42+32+43)3.14/3=1355.4mm3=1.4cm33.主流道当量半径Rn=3.5mm4. 主流道浇口套的选择因为主流道小端口处长时间与注射机喷嘴接触易损坏,所以对材料的要求比较严格。本次设计浇口套材料是45钢,球面硬度38HRC45HRC,采用局部热处理。如图所示:3.2.2分流道的设计分流道是浇口与主流道之间的通道,起到转向和分流的功用,模具型腔的整体布置和浇口位置决定了分流道的长度,分流道的设计应尽可能短一些,以降低压力亏损,热量的流失和流道凝料。按照模具的布局本次设计没有分流道。3.2.3浇口的设计浇口是将流道和型腔连在一起的一段短细通道。浇口的位置、外形、尺寸是影响制品质量的重要因素。本次设计选用的是直接浇口。如图所示:1. 直浇口尺寸的确定由表2-617得d=nk=0.70.326=3.21mm式中:d-点浇口直径(mm); n-系数,根据塑料种类而定,此处取0.7; k-根据塑件壁厚而异的系数,由表2-617K=0.206=0.325; A-型腔表面积。3.2.4浇注系统中每一个截面流过熔体的体积计算1.流过浇口的体积VG=V塑=221.5cm33.流过主流道的体积VS=VG+V主=221.5+1.4=222.9cm33.2.5冷料穴与拉料杆的设计冷料穴在与主流道相对的定模板上,或者分流道的末尾。其目的是集取熔体前面的冷料,防止进入型腔对塑件的质量产生影响。冷料穴分2种:一种是专门收集冷料的;一种是冷料的储存并有拉料的效果。根据模具的结构本次设计没有拉料杆。3.3型腔和型芯的设计和计算3.3.1型腔的设计凹模是塑件外层成型的一个部分。凹模的基本形式可分为整体式、整体嵌入式、和组合式。本次设计按照塑件的结构分析选用的是整体式,如图所示:型腔尺寸的计算此仪表盘的精度要求不是太高,对塑件只有外形和不规则槽的尺寸要求,要考虑到模具的磨损和制造公差等。塑件精度等级按GB/T14486-1993,ABS一般取MT3级,计算式按照相应的公差来取。1. 型腔长度的计算Lm1=mm式中:Scp-塑件收缩率; Ls1-塑件最大长度尺寸(为260mm); C-修正系数(取0.58),查表2-10; dz-制造公差值,查表2-11取0.100; D-塑件公差值(查表2-4取0.64)17。2. 型腔宽度的计算Lm2=mm式中:Ls2-塑件最大宽度尺寸(为150mm); D-塑件公差值(查表2-4取0.52)17; dz-制造公差值,查表2-11取0.087。其余同上。3. 型腔深度尺寸Hm=mm式中:H-塑件开口到分型面最大尺寸(为30); D-塑件公差值(查表2-4取0.38)17; dz-制造公差值,查表2-11取0.062。 4. 型腔壁厚的计算(按刚度计算):S=21mm(查表4-19)17dp=25i2=250.918mm=22.95mm=0.023mm(查表4-20)17式中:i2=0.45+0.00130=0.918mm; p-模腔压力(MPa); E-材料的弹性模量(MPa)(中碳钢取2.1105); dp-成型零部件的许用变形量(mm); h-塑件高度(mm)。3.3.2型芯的设计凸模是成型塑件内轮廓的成型零件,主要分为两类:整体式和组合式。本次设计对于塑件结构采取的是整体式型芯,如图所示:3.4导向机构与脱模推出机构的设计3.4.1导向机构的设计导柱对合导向在注塑模中是采取至多的,主要有导柱和导套两部分组成,分别装在动、定模的两半部分。导柱的设计导柱既可以安装在动模一边,也可以安装在定模的一边,但较多的装在动模一边。本次设计装在定模一边,与型芯安装在同一边,在合模时以做到保护作用。1. 导柱结构导柱的基本形式有如下两类,一类是去掉安装部分的凸肩外,其它地方直径不异,称为直导柱。另一类是去掉安装部分的凸肩外,使配合的地方直径比伸在外面的工作部分直径大,称为阶梯形导柱。本次设计选择的是第一种直导柱,材料为T8A钢热处理5055HRC,标记为32100mm40mm-T8A钢(GB/T 1298-1986),其尺寸与标准根据表5-122如图所示:模板上孔与导柱相配合的公差按H7确定。2. 导套的设计导向孔可以有导套,也能够没有导套,有导套的导向孔用在出产大批量或高精度的模具。不管有导套或无导套,导向孔都不能设计成盲孔,盲孔在模具闭合时会扩大其阻力,使模具不能紧密闭合。导套常用的形式有两种,一种是没有安装凸肩,另一种是有安装凸肩,也叫做直导套和带肩导套。本次设计选用的是带肩导套,材料为T8A钢热处理5055HRC,标记为导套32mm50mm()-T8A钢(GB/T 1298-1986),其尺寸与标准根据表5-522如图所示: 模板上孔与导套相配合的公差按H7确定。3.4.2脱模推出机构的设计注射成型在每一次循环中,浇注系统凝料和塑件必须保证没有错误地从模具的流道和凹模中或者型芯上推出,完成脱出凝料和塑件的装置叫做脱模机构,也叫做推出机构。本次设计按照塑件的结构和模具设计,推出结构形式较为简单。塑件采用推杆推出。塑件的推出机构1) 该模具采用的是直推杆,根据型芯的规格、可选择推杆的空间和推杆布置原则,初步设置有6mm直径规格的推杆,共有4根。2) 推杆与模板上的推杆孔采用H7/f8间隙配合。3) 凡是推杆装入模具中,推杆端面与型芯上表面平齐,或者比型芯上表面高出0.05mm0.10mm。本次设计中端面选择比型芯上表面高出0.10mm。4) 推杆与推杆固定板,大多是采用单边径向0.5mm的间隙。推杆的材料通常采用45钢、T8A或T10A,头部要淬火,本次设计选取的是T8A,其热处理要求硬度40HRC以上,工作配合部分的表面粗糙度为Ra0.8mm。脱模力的计算脱模力是脱模塑件在动模一侧的主型芯上必要给予的外力,其包含塑件对型芯包紧力、真空吸力、粘附力和脱模机构自己活动的阻力。脱模力是注射模脱模机构设计的重要依据,涉及塑料类型、塑件包容在型芯上的面积以及塑件的热收缩值。F80小型芯脱模力。因=810,所以此处视为薄壁圆筒塑件,由式4-26塑料成型工艺及模具设计脱模力为F1=2=14595.8N由于dk=43,而dk/t=43/5=8.620,故视为厚壁矩形塑件,由式2-4017脱模力为Fc= =663.6N相对于不通孔的壳形塑件脱模时,还要除去大气压力形成的阻力Fb,故脱模力为:F2= Fc+0.1Ab=663.6+0.13650=843.6N由于dk=78,而dk/t=78/5=15.620,故视为厚壁矩形塑件,由式2-4017脱模力为Fc=719.4N相对于不通孔的壳形塑件脱模时,还要除去大气压力形成的阻力Fb,故脱模力为:F3= Fc+0.1Ab=719.4+0.111442=1198.2N式中:E-塑料的拉伸弹性变量(MPa),材料ABS取2.2103MPa; S-塑料的成型平均收缩率(%),材料ABS为0.30.6; t-塑件的厚度(mm); L-被包型芯长度(mm); m-塑料的泊松比(表2-12)17; f-脱模斜度(0); f-塑料与钢材之间的摩擦系数; r-型芯的平均半径(mm); K1-由和f决定的无因次数,K1=; K2-由和f决定的无因次数,K2=1+fsinfcosf; 对于矩形类塑件:dk= ,Ac=2(l+b)h; Ab-型芯端面面积(mm2)。故总模力为F=F1+F2+F3=14595.8+843.6+1198.2=16637.6N 3.5模架的确定3.5.1模架的选取注射模模架按照其应用形式可分为直浇口和点浇口两种形式,本次选用的是直浇口B 型模架。选取模架的标准根据GB/T12555-2006塑料注射模模架。一般塑件模具的模架与镶件大小的选择,根据图7-817与表7-517可得。由表7-5可知,该产品的最大尺寸投影面积A=260150=39000mm2;选择C型结构,查表7-5得:A=65,D=36;模具宽度W=(65+36)2+150=352;模具长度L=(65+36)2+260=462;查表3-219初选标准模架为355500。3.5.2模架有关参数的校核根据注射机来校核模具设计的尺寸1.模具平面尺寸450mm400mm500mm440mm,符合。2.模具高度尺寸300mm305mm450mm,符合。3.6温度调节与冷却系统的设计注射模设计温度控制系统的目的是为了控制模具温度,从而使注塑成形具有更好的产品质量和较高的生产效率。 3.6.1加热系统由于该套模具的模温要求在80以下,所以不需要设置加热装置。3.6.2冷却系统和冷却介质 大部分模具内塑料注射时温度约200,而冷却后的塑件从模具型腔中拿出的时候它的温度在60以下。注射成型后的热塑性塑料,必须进行可靠的模具冷却,使熔融塑料的热量以最快的方式的传递到模具,以便于塑料冷却定型并且快速脱模。对于较低粘度、流动性好的塑料,因成形工艺要求的模具温度不高,所以用常温水对模具进行冷却。由于ABS的流动性还可以,且水的热容量大,成本低,传热系数大,故本次设计亦选用常温水进行冷却。3.6.3冷却系统的计算1.塑件在固化时每分钟开释的热量:Q=WQ1=0.3338350=116.83kJ/min式中:W-单位时间(每分钟)内注入模具中的塑料质量(kg/min),生产周期按每分钟注射1.2次计算,W=1.2VS=1.2264.91.050.3338kg/min; Q1-ABS单位质量放出的热量,查表3-1921,为326.76kJ/kg396.48kJ/kg。2. 冷却水的体积流量:qv=5.610-3m3/min式中:-冷却水的密度,为1103kg/m3; c-冷却水的比热容,为4.187kJ/(kg); 1-冷却水出口温度,取25; 2-冷却水入口温度,取20。3. 冷却水管道直径d,差表3-2021,为使冷却水处于湍流状态,取d=8mm。4.冷却水在管道内的流速:v=1.8m/s因高于流速1.66m/s,达到湍流状态,所以管道直径为8mm,满足要求。5. 冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数:h=3.6f=3.66.65=32874kJ/(m2h)式中:f查表4-3122,取f=6.65(平均水温为23.5)。6. 冷却管道总传热面积:A=3.4110-3mm2式中:-冷却水温度与模具温度之间的均匀温差(),模具温度取65。7.模具上应设计的冷却管道的孔数:n=0.491(孔)式中:B-模仁长度,为500mm,由于冷却水管达不到500mm,实际只有277mm。经过上述理论计算,需要冷却水管1条,但在实际生产应用中,这是不够的。3.7装配与调试塑料模具的调试主要包括模具的试模和安装两个进程。3.7.1模具安装1. 预检模具在模具安排之前,根据图纸对模具作全方位的检查,以便于即使发现问题进行修补。当模具定模板和动模板分开查验时,要注意其方向标记,以避免装配时出错;当模具装配在一起检查是,要注意有没有可能合不了模或者分型面不重合等问题存在,对于模具运动部分,必须严格查看是否干净或有没有异物在里面,以免损伤了模具。2. 闭模松紧度的调节闭模的松紧度既要防止塑件的溢边,还要能确保型腔恰当的排气。对于一般的锁模机构,闭模松紧度大部分还是靠目测和经验来确定。3. 顶出距离和顶出次数的调节模具紧固后,启模是缓慢的,将推杆的位置移动到模具上的顶出板与动模底板之间间隙还有不小于50mm的距离,既能做到顶出塑件,又能防止模具的损坏。顶出次数可以是一次顶出,也可以是屡次顶出。根据设计的需要。3.7.2试模1试模前准备工作在试模前,必须对设备的水路、电路进行检查,做好准备。2确定工艺参数。3检查材料是否合格,对于比较潮湿的材料要进行干燥处理。4根据推荐的工艺参数加热料筒和喷嘴,如果模具要加热,则需要通电加热。5判别料筒和喷嘴温度是不是合适。 总结 总结通过两个多月的忙碌,毕业设计也快结束了。打开装配图,仿真模拟也基本达到想象的效果。但由于能力和时间的关系,总是觉得有许多让人不满意的地方,如结构细节、画图技巧等等。但是,我又会不自觉地安慰自己:做一件事,不需要太在意最终的结果,宝贵的是过程中的收获。以此来抚慰我尚没平复的心情。毕业设计,也许是我在大学时代交上的最后一次作业了。我的毕设辅导老师,尽管我们是因为毕设才认识,但她却能不厌其烦的给我指导。在此,特向她道声谢谢。 致谢 致谢我不会忘记这难忘的几个月,这其中有我难忘的回忆。我在书的海洋里找到信息的日子里,面对无数书本上市,最难忘的是每次激动和兴奋地找到信息,记得最快乐的心情当每一步实现小想法;赶论文我甚至写到深夜,但每一个字的敲打,没有疲劳,我的心充满了欢乐。从我收集的信息,掌握了许多专业上的知识,也发现了自己仍有很多不足之处,所以我已经学会知识巩固和改善。在整个过程中,我学到了新知识,增长知识。在接下来的日子里,我仍然要继续充实自己,不断地努力。脚踏实地、认真、严谨、现实的学习态度,不怕困难、坚韧不拔、勤奋的精神是我在这个设计中最大的收获。我认为这是一个锻炼自己的机会,能够让自己看到不足,让自己能力真正的提升,而且在我未来的学习和工作有很大的帮助。在这里也要感谢我的导师和专业老师的指导和照顾,所以我能够成功地完成毕设和论文。在我的毕设期间,导师们有也付出了很多汗水以及辛勤工作。严格的审核我每一阶段的任务。充满责任感的老师,让我我不仅学会了一个可靠的,广泛的专业知识,还学会了生活中的真理。在这里我想向我的导师献上我最真诚的感谢和深深的敬意。 参考文献 1伍先明王群庞佑霞等塑料模具设计指导(第一版)M国防工业出版社,2006.2王旭塑料模结构图册M机械工业出版社,1999.3王文广田宝山田雁晨塑料注射模具设计技巧与实例M北京:化学化工出版社,2004.4 屈华昌塑料成型工艺与模具设计M机械工业出版社,2004.5蒋继宏王效岳注塑模具典型结构100例M中国轻工业出版社,2002.6张晓黎李海梅塑料加工和模具专业英语(第一版)M化学工业出版社,2005.7许鹤峰陈言秋注塑模具设计要点与图例M化学化工出版社,1999.8朱光力万金保等塑料模具设计M清华大学出版社,2003.9高锦张塑性成形工艺与模具设计M机械工业出版社,2000.10 夏江梅.塑料成型模具与设备M.机械工业出版社,2005.11 Wang Xiaopei. 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