水箱蓋注塑模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建?！?/h1>

水箱蓋注塑模具設(shè)計【全套含有CAD圖紙三維建模】,全套含有CAD圖紙三維建模,水箱,注塑,模具設(shè)計,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，該塑件選用ABS為注塑的材料。該套模具的設(shè)計首先要明確設(shè)計的大綱與思路，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、各個機構(gòu)部分的尺寸設(shè)計、模具的尺寸計算、注塑機的選擇等方面進行分析設(shè)計。根據(jù)本次課題設(shè)計一套加工水箱蓋的模具，從而實現(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；尺寸計算；分析設(shè)計。 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 4 3.1型腔設(shè)計 4 3.2分型面設(shè)計 4 3.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計 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 5 3.4復位桿設(shè)計 5 3.5推出機構(gòu)設(shè)計 6 3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計 6 3.7運水系統(tǒng)設(shè)計 7 4.模具尺寸設(shè)計與注塑機選取 8 4.1模架的選取 8 4.2抽芯、斜頂機構(gòu)尺寸計算 9 4.2.1抽芯機構(gòu)尺寸計算 9 4.2.2斜頂設(shè)計 10 4.3型芯、型腔尺寸計算 10 4.3.1型腔尺寸設(shè)計 10 4.3.2型芯尺寸設(shè)計 11 4.4注塑機的選取 12 4.4.1注射量的確定 12 4.4.2注塑機選擇 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 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度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的范圍也在不斷擴大，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)品因為加工方便，成本低，應(yīng)用廣泛等特點逐漸被大眾使用，同時也漸漸替代了一些成本高的金屬產(chǎn)品。所以我國更應(yīng)該加強塑料制造業(yè)的發(fā)展，努力實現(xiàn)科技創(chuàng)新，從而帶動中國的經(jīng)濟發(fā)展，爭取把中國打造成工業(yè)強國。 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，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℃ 注射機壓力 70-90MPA 保壓壓力 50-70MPA 注射時間 保壓時間 冷卻時間 3-5s 15-30s 15-30s 總周期 40-70s 3.模具成型與結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1型腔設(shè)計 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?。塑件?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 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 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 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復位桿設(shè)計 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位機構(gòu)。復位機構(gòu)的零件包括復位桿與彈簧，并采用壓肩式固定方式固定復位桿，四角對稱布置，具體設(shè)計見下圖3-5所示。 圖 3-5復位機構(gòu)3D圖 3.5推出機構(gòu)設(shè)計 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推出機構(gòu)3D圖 圖 3-7推出機構(gòu)2D圖 3.6排氣系統(tǒng)設(shè)計 該塑件在成型過程中，要先排出型腔內(nèi)原有空氣與成型時塑件受熱產(chǎn)生的氣體，若不能及時排出，可能造成因填充不足導致表面有氣泡產(chǎn)生、表面輪廓起皺等狀況。 設(shè)計排氣系統(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行排氣或者通過頂針與型芯的配合間隙排氣。 3.7運水系統(tǒng)設(shè)計 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℃，用常溫水對模具進行冷卻。 型芯與型腔的內(nèi)部略微復雜，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)計上密封圈，對水路的運行進行有效地密封。 圖 3-8水路3D圖 圖 3-9水路2D圖 4.模具尺寸設(shè)計與注塑機選取 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、斜頂機構(gòu)尺寸計算 4.2.1抽芯機構(gòu)尺寸計算 從塑件外形可以看出該塑件側(cè)邊有小孔，這時需要給模具設(shè)計一個抽芯機構(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)計加工完成，具體設(shè)計尺寸圖如圖4-4所示。 圖 4-4滑塊2D圖 4.2.2斜頂設(shè)計 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斜頂從而便于內(nèi)凸的成型。根據(jù)斜頂?shù)倪\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°。同時要注意斜頂?shù)倪\動方向，避免掛斜頂。具體設(shè)計尺寸如圖4-5所示。 圖 4-5斜頂2D圖 4.3型芯、型腔尺寸計算 4.3.1型腔尺寸設(shè)計 該套模具為中小型模具，在設(shè)計型腔尺寸時應(yīng)使用中小型的模具型腔計算公式。型腔的內(nèi)表面是與塑件外表面相貼合，所以尺寸標注時應(yīng)采用正公差標注，計算設(shè)計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 實際生產(chǎn)中，我們常按照塑件進行收縮縮放得到型面，型腔外形結(jié)構(gòu)尺寸按照強度公式計算，這里我們?nèi)〗?jīng)驗值，如圖4-2所示。 圖 4-2型腔圖 4.3.2型芯尺寸設(shè)計 型芯尺寸與型腔的設(shè)計大同小異，型芯的外表面與塑件內(nèi)表面貼合，且精度要求較高，標注的公差尺寸采用負公差。 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。 實際生產(chǎn)中，我們常按照塑件進行收縮縮放得到型面，型腔外形結(jié)構(gòu)尺寸按照強度公式計算，這里我們?nèi)〗?jīng)驗值，如圖4-3所示。 圖 4-3型芯圖 4.4注塑機的選取 4.4.1注射量的確定 該塑件是一模一穴，通過UG分析計算得出塑件單個體積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注塑機選擇 經(jīng)計算得出注射量為10.1g，所以從表4-2可選取XS-ZS-22型號注塑機。 4-2國產(chǎn)注射機部分主要技術(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會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大推力，這個力應(yīng)小于注射機的公稱鎖模力，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。注射機的開模行程是有限制的，制品從模具中取出時所需的開模距離必須小于注射機的最大開模距離，否則制品無法從模具中取出，因此要進行開模行程的校核。 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，復位桿復位，拉料桿采用Z字形式。 工作原理：合模時，在導柱13和導套12的導向作用下，注射機的合模系統(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噴嘴經(jīng)過模具澆注系統(tǒng)進入型腔，待溶體充滿型腔并經(jīng)過保壓、補縮和冷卻定型后開模；開模時，注射機合模系統(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，注射機液壓頂桿推出底針板2，推出機構(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，復位桿使推出機構(gòu)復位，模具準備下一次注射。 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)計論文的編寫與2D、3D圖的繪制，讓我對塑料模具的認識更加清晰明確，同時也能熟練的操作運用Caxa、AotoCAD、UG等繪圖軟件。本次設(shè)計對我來說也是一次突破性的歷程，自己獨立編寫，獨立完成要保證質(zhì)量的同時也要保證查重率，相對于以往的隨便設(shè)計增加了些許難度，當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。在這樣反反復復的編寫與修改下，自己也在不斷的進步，雖說進步的空間比較小，但是也會感到開心，因為又學會并掌握了一項新技能。成長是一個不斷學習，不斷總結(jié)歸納，不斷完善的過程，這樣才能豐富、充實自己，才能更好地運用自己的知識與才能去做好每一件事，哪怕只是一件小事，都要認真對待。本次設(shè)計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，同時這也將會給我踏上社會增加些許籌碼?？偟膩碚f這次我學到了，充實了自己，而我也堅信學到的東西不屬于自己，只有掌握并能運用這些學來的東西才是屬于自己的最寶貴的財富！ 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，在這個過程中少不了同學與指導老師是幫助，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老師，在設(shè)計過程中遇到不懂的與不會的指導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，要思路清晰，才能明確方向。在套模板的時候指導老師非常細心地給我講解字體、排版以及一些細節(jié)的注意事項，這讓我很是感動。最后再次感謝同學與指導老師的幫助，你們辛苦了！ 　附錄 參考文獻 ［1］齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計. 北京：機械工業(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：西安交通大學出版社2014.6 ［4］褚建忠.塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐. 杭州：浙江大學出版社，2015.1 ［5］王靜.注塑模具設(shè)計基礎(chǔ). 北京：電子工業(yè)出版社，2013.1 ［6］張維合.注塑模具設(shè)計實用手冊. 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. 北京：化學工業(yè)出版社，2014.1 ［8］劉朝福.注塑成型實用手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2013.6 17

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