汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩的注塑模具設(shè)計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖
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摘 要
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和社會的日益進步，我國的模具行業(yè)正在發(fā)生翻天覆地的革命性變化，注塑成型技術(shù)是生成模具的一種重要方法，它可以一次成型形狀復(fù)雜的精密塑件，生產(chǎn)速度快、效率高，操作可實現(xiàn)自動化。近幾年來，無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品迅速發(fā)展并走向成熟，在國內(nèi)許多行業(yè)中得到了應(yīng)用，而對于當下的產(chǎn)品的市場競爭，如果產(chǎn)品樣式新穎并且能夠滿足大眾化的使用要求，無疑會大大增強該產(chǎn)品的市場競爭力。
本論文以汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩的注塑模為設(shè)計對象，按照該塑件的特點和要求對產(chǎn)品進行三維造型，根據(jù)塑件的特性選定適合的材料，進行工藝分析，選定標準模架，選擇最優(yōu)分型面，設(shè)計各大系統(tǒng)。通過三維軟件導(dǎo)出二維總裝草圖，最后在二維軟件中進行修該二維總裝圖。
關(guān)鍵詞：注塑模具；汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩；設(shè)計與制造
Abstract
With the rapid development of science and technology and the increasing progress of society, China's mold industry is undergoing tremendous revolutionary changes. Injection molding technology is an important method to generate molds. It can shape complex precision plastic parts at one time, with fast production speed, high efficiency and automatic operation. In recent years, wireless network products have developed rapidly and become mature, and have been applied in many industries in China. For the market competition of current products, if the product style is novel and can meet the requirements of popular use, it will undoubtedly greatly enhance the market competitiveness of the product.
In this paper, the injection mold of the automobile steering lamp lampshade is taken as the design object. According to the characteristics and requirements of the plastic part, three-dimensional modeling is carried out for the product. According to the characteristics of the plastic part, suitable materials are selected, process analysis is carried out, standard mold base is selected, optimal parting surface is selected, and major systems are designed. The two-dimensional General Assembly sketch is derived from the three-dimensional software, and then the two-dimensional General Assembly sketch is modified in the two-dimensional software.
Key words: injection mold; automobile steering lamp shade; design and manufacture.
目錄
摘 要 I
Abstract II
第1章 引言 1
1.1注塑模具的概述 1
1.2我國注塑模具存在的問題 2
1.3本次設(shè)計中的問題研究 3
第2章 塑件工藝分析 4
2.1 汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩的成型工藝分析 4
2.1.1 汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩工藝分析 4
2.1.2 塑件材料分析與介紹 4
2.2 計算塑件的體積及質(zhì)量 5
2.3 初選注塑機 5
第3章 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 7
3.1 分型的選擇 7
3.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式 7
3.2.1 型腔布局排列方式 7
3.2.2型腔出模數(shù)量的校核 8
3.2.3成型零件的計算 8
3.3 型腔零件的強度剛度校核 11
3.4 成型零件鋼材的選用 11
3.5 抽芯機構(gòu)設(shè)計 11
3.5.1斜頂抽芯機構(gòu)的計算 12
3.6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 14
3.6.1主流道的設(shè)計 14
3.6.2分流道的設(shè)計 14
3.6.3澆口的設(shè)計 15
3.7合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu) 16
3.8 冷卻系統(tǒng) 18
3.8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 18
3.8.2 冷卻系統(tǒng)的計算 18
3.9 脫模機構(gòu) 19
3.9.1脫模機構(gòu)的設(shè)計 19
3.9.2 脫模力的計算 20
3.9.3推桿強度的校核 21
3.10 排氣系統(tǒng)的設(shè)計 21
3.11標注模架的選擇 21
第4章 模具裝配 23
4.1注塑模具裝配的要求 23
4.2模具三維二維總裝圖 23
第5章 安裝尺寸注塑機的校核 25
5.1 注塑機最大注射量 25
5.2 校核壓力 25
5.3 校核模具安裝尺寸 25
5.4 校核移模行程 25
5.5 校核注塑機鎖模力 26
總 結(jié) 27
參考文獻 28
致 謝 29
IV
第1章 引言
1.1注塑模具的概述
注塑模具是多個領(lǐng)域的結(jié)合，它涉及到機械制造高分子材料等領(lǐng)域，同時也包含了制造工藝學，所以注塑模具的設(shè)計和制造是需要多方位思考的，要對各個涉及到的領(lǐng)域具有很深入的了解。
高分子材料通過注射機加熱融化然后注射到注塑模具中，在模具中成型冷卻后得到需要的塑料產(chǎn)品。注塑模具在現(xiàn)代工業(yè)中有著極其重要的作用，機械生產(chǎn)制造離不開注塑模具，同樣的注塑模具也許要依賴機械制造，他們是密切相關(guān)的，機械制造水平是影響注塑模具發(fā)展的絕對因素，注塑模具可說是現(xiàn)代工業(yè)的代表，沒有這一行業(yè)的出現(xiàn)人類的發(fā)展也許會晚上幾十年的時間，它的出現(xiàn)不僅帶動了整個制造業(yè)的發(fā)展更為高科技領(lǐng)域的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，同時也為我們的生活帶來了許許多多的便利。
注塑模具是根據(jù)所需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的，每一套模具只能針對特定的產(chǎn)品進行生產(chǎn)，產(chǎn)品的尺寸結(jié)構(gòu)等都不能有任何的變化，具有很強的專一性所以在一套模具的制造前都會經(jīng)過精密的計算和校核，因為一旦在一些關(guān)鍵部分出設(shè)計偏差可能會影響到整套模具的使用，甚至是讓模具報廢，而注塑模具的制造成本相當?shù)母?，從幾萬到幾十萬的都有出現(xiàn)設(shè)計的失誤將會給企業(yè)帶來巨大的損失。針對這些情況國外專門開發(fā)了專用于設(shè)計和模擬的軟件，通過軟件在電腦上可以精確的將模具的整體結(jié)構(gòu)展示出來，并且可以方便隨意的進行修改，相比傳統(tǒng)落后的手工繪圖，更加的節(jié)省時間，方便直觀，出錯率更小，更重要的是通過模流軟件還可以精準的模擬出整套模具在充填冷卻的整個過程，并且可以選擇材料直射壓力等參數(shù)進行模具計算，最后得出精確及數(shù)據(jù)，能夠最接近實際生產(chǎn)的反應(yīng)出模具設(shè)計上存在的問題。
注塑模具在經(jīng)過幾十年的漫長發(fā)展至今，已經(jīng)整合形成了了一套專業(yè)的標準體系，不論是標準件還是標準模架，都已經(jīng)相當?shù)某墒觳⑶业玫搅藦V泛的應(yīng)用。模具的標準化也是順應(yīng)時代和行業(yè)發(fā)展的潮流，這樣不僅僅能夠極大的縮短模具生產(chǎn)制造的時間，能夠更好的方便模具后期的維護保養(yǎng)，還能提高模具本身的質(zhì)量和可靠性。標準模架的種類很多，能夠滿足各種各樣的生產(chǎn)需要，適應(yīng)不同的生產(chǎn)環(huán)境和條件，每一套標準模具都是通過整個行業(yè)從發(fā)展至今的經(jīng)驗逐漸累積并且優(yōu)化過后得到的，基本上能夠滿足所有的塑件的生產(chǎn)需要。每一種型號的注塑模具都有一定的差別，工作的方式和適用的加工范圍也不一定樣，但是他們的原理卻是相通的，注塑模具的構(gòu)成主要有七大機構(gòu)，這幾個機構(gòu)是組成一套注塑模具的關(guān)鍵，是注塑模具上面不可缺少的組成部分，每一個機構(gòu)都有獨立的作用將他們?nèi)诤显谝黄鹁湍軌驅(qū)崿F(xiàn)一套模具的正常工作。通常在生產(chǎn)一套注塑模具時最先做的就是對產(chǎn)品進行全方面的分析，無論是產(chǎn)品的形狀，尺寸，原材料的選擇都是進行模具設(shè)計前必須要了解清楚的。然后再根據(jù)分析好的數(shù)據(jù)結(jié)合實際生產(chǎn)加工條件選擇型腔的數(shù)量和布局方式，這個不僅是從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進行考慮還要滿足經(jīng)濟性和實用性，接下來才能選擇適合的模架進行各個系統(tǒng)的設(shè)計。除了以上這些要考慮模具在加工過程當中存在的一些問題，因為加工的出來的質(zhì)量將會直接影響到整套模具的使用和模具的使用壽命，所以就要考慮到材料良好的加工性和在使用時的強度剛度需求，保證模具在使用過程中不會發(fā)生彎曲變形和出現(xiàn)精度誤差變大等情況。注塑模具鋼材的使用量很大，好的鋼材的價格都很貴，還要節(jié)省材料降低制造成本，通常會根據(jù)每個零件作用的不同選擇性能不同的材料，像成型零件之類的直接與塑件接觸的就需要使用剛度和抗變形能力較好的優(yōu)質(zhì)鋼而且還要便于加工，導(dǎo)柱導(dǎo)套這行起定位導(dǎo)向作用的零件需要保證模具在工作過程中位置的精度，而且容易磨損，在進行材料的選擇時首先考慮鋼材的強度剛度，其他的板子就可以使用一般的鋼材從而節(jié)省成本。
1.2我國注塑模具存在的問題
我國的工業(yè)起步較晚，但是發(fā)展迅速，過去的幾十年里國家一直在大力發(fā)展國家制造業(yè)，注塑模具在這段時間里也是得到了很大的提神，這些都是我國能夠用短短幾十年的時間發(fā)展成為世界制造大國的必然因素，但是我國目前的工業(yè)水平和發(fā)達國家相比依然有不小的差距，因為其他的國家只從進入國際社會發(fā)展黃金時代以來也在不停的研發(fā)壯大自己的制造業(yè)，而且在早期積累了許多的關(guān)鍵性技術(shù)在手里面，還有成熟的設(shè)備生產(chǎn)和管理體系，這些都是我們國家在短期內(nèi)無法達到的。目前我國注塑模具的生產(chǎn)主要呈區(qū)域化分布，有關(guān)的生產(chǎn)制造等一系列的行業(yè)都集中在珠三角和沿海等城市，其他的地方主要是以小型企業(yè)和小型加工廠的形式分布，技術(shù)相對于沿海地帶更加的落后，資金不足，生產(chǎn)制造水平低，模具質(zhì)量不能得到有效保證。
工業(yè)的發(fā)展不僅是需要經(jīng)濟的支撐，更需要專業(yè)性人才資源的培養(yǎng)和積累，我國缺少注塑模具行業(yè)的高級人才，現(xiàn)在的很多學校曾設(shè)了模具專業(yè)，但是學生只有理論性的知識并不了解實際生產(chǎn)，在學校不能結(jié)合實際進行學習，而且從學校出來過后從事相應(yīng)行業(yè)的人員也很稀少，這也是我國注塑模具行業(yè)發(fā)展過程當中存在的問題。
模具行業(yè)的發(fā)展是與制造業(yè)相關(guān)的，我國目前在高精密儀器制造設(shè)備上的研發(fā)進展緩慢，還不進行高精密、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的額加工，這也限制了我國注塑模具的反展。許多的精密模具我國主要還是依賴進口，每年在這一項上的投入就非常的巨大，在普通模具的生產(chǎn)上，發(fā)達國家的制造時間要比我們快上一半，他們自動化工業(yè)普及率很高，相對于國內(nèi)主要依靠人力更加的高效便捷。
1.3本次設(shè)計中的問題研究
接到設(shè)計任務(wù)后對設(shè)計的內(nèi)容進行研究分析，初步確定好塑件的布局方式和型腔數(shù)量，根據(jù)任務(wù)要求就行注塑模具整體的研究設(shè)計。
1.對產(chǎn)品的分型面進行確定。
2.選擇合適的澆注系統(tǒng)。
3.成型零件的設(shè)計與相關(guān)尺寸的計算。
4.分析產(chǎn)品布局后進行冷卻水道的布置。
5.選擇合適的推出方式.
6.選擇注射機并對完成后的模具進行校核。
第2章 塑件工藝分析
2.1 汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩的成型工藝分析
2.1.1 汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩工藝分析
本次所設(shè)計的產(chǎn)品為汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩，該塑件為日常生活中常見的汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩，該塑件結(jié)構(gòu)簡單，壁厚均勻，該塑件為熱塑性塑件，該塑件生產(chǎn)批量為中等批量，尺寸精度一般，表面無明顯缺陷。
圖2-1 塑件三維圖
2.1.2 塑件材料分析與介紹
ABS材料具有強度好，一定的韌性，注塑成型尺寸穩(wěn)定的特點，化學性能穩(wěn)定，價格便宜，在生活中應(yīng)用范圍廣泛，根據(jù)不同材料配比，會有不同的物理化學性能變化。
ABS的原材料一般呈現(xiàn)顆粒狀態(tài)，顏色為白色或者是象牙白顏色，光潔度較高，如果塑件需要呈現(xiàn)一定顏色的話，可以在原材料中加入對應(yīng)的塑料色母進行調(diào)色即可實現(xiàn)對應(yīng)的顏色，ABS材料的塑件在完成注塑后，還能夠?qū)λ芗谋砻孢M行二次處理，包括了電鍍，表面涂刷油漆，絲印或者移印文字，熱熔金屬五金配件等。故用汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩制作的塑件具有以下優(yōu)點：
1. 具有性能好、強度高，硬度好等優(yōu)勢；
2. 有高耐熱、柔韌性好等實用性能；
3. 專業(yè)汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩塑件成型特性是無定形料,流動性中等,具有吸濕力度大的優(yōu)點。具體介紹如表2-1所示。
塑料品種
結(jié)構(gòu)特點
使用溫度
化學穩(wěn)定性
性能特點
成型特點
ABS 熱塑性塑料
線性結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型
ABS 的熱變形溫度為70℃～98℃，最高連續(xù)使用溫度為60℃～80℃
較好
比較穩(wěn)定
ABS 具有良好的電性能，特別是高頻絕緣性能較好，耐電弧性好，加工時的熱穩(wěn)定性好
因吸水率低，在成型前一般不進行干燥
結(jié)論
該塑料有良好的工藝性能，適宜注射成型，成型前塑料可不進行干燥
表2-1 塑料件的原材料分析
2.2 計算塑件的體積及質(zhì)量
在本次設(shè)計中使用了三維軟件對塑件進行建模并用三維軟件對塑件進行體積的測量，測量塑件的體積可以計算出塑件的質(zhì)量，這一計算數(shù)據(jù)是用來選用注塑機的
經(jīng)三維軟件測量可以得到V塑=11.746cm。
圖2-2 塑件體積測量
經(jīng)查相關(guān)材料資料得ABS的密度為ρ=1.05g/mm。
根據(jù)計算質(zhì)量的公式可以得：
M=Vρ =11.746×1.05 =12.33g
2.3 初選注塑機
注塑機是注塑模具生產(chǎn)過程中不可或缺的一部分，在整個注塑生產(chǎn)的過程中注塑機擔任著重要的角色，注塑的優(yōu)劣會直接影響到塑件的質(zhì)量。注塑機是將顆粒狀的注塑原材料，經(jīng)過高溫將固體顆粒變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，經(jīng)過高壓注射進入模具腔體。目前國內(nèi)最大的注塑機最大廠家為海天注塑機。本次設(shè)計采用的是海天注塑機系列。
經(jīng)結(jié)合該塑件的外觀尺寸大小和該塑件的實際加工生產(chǎn)情況，制造成本等方面原因。初步選擇生產(chǎn)該塑件的注塑機型號為HTF110XB。具體參數(shù)如下表2-2：
型號
單位
110×1A
110×1B
110×1C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
131
147
181
注射重量PS
g
119
134
165
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
144
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~215
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
1100
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
400×400
允許最大模具厚度
mm
410
允許最小模具厚度
mm
160
移模行程
mm
340
移模開距(最大)
mm
750
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機功率
KW
13
油箱容積
l
210
機器尺寸(長×寬×高)
m
4.7×1.3×1.85
機器重量
t
3.4
最小模具尺寸(長×寬)
mm
280×280
表2-2 注塑機參數(shù)表
第3章 注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計
3.1 分型的選擇
在進行塑件分型面選擇時，分型面選擇的優(yōu)劣對模具的后續(xù)設(shè)計影響非常大，不同分型面的選擇，模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會有所不同，同時分型面的選擇影響塑件的質(zhì)量優(yōu)劣。選擇最合理的分型面可以降低實際加工中的成本，降低加工難度。
分型面的選擇必須遵循以下幾個原則：
1. 為滿足模具和鑄造系統(tǒng)的脫模以及鑲件的放置要求，必須讓模具保持在動模部分的模面上，按照這種造型來設(shè)計，既有利于實現(xiàn)設(shè)備有序脫模，同時降低了模具的制造難度；
2. 既有利于側(cè)向分型和抽芯，又有利于排氣；
3. 還應(yīng)保證塑件的質(zhì)量，將有同軸度要求的部分設(shè)在同一模板內(nèi)；
4. 選擇分型面時還應(yīng)盡量減少大小端尺寸差異，使成型零件便于加工。
確定出分型面，如圖3-1所示。
圖3-1 分型面的確定
3.2 確定型腔的數(shù)目及排列方式
型腔數(shù)據(jù)不能過多，過多的型腔數(shù)量，會增加流道廢料，增加模具尺寸，不利于最大化經(jīng)濟效益。型腔數(shù)量過小，會降低模具的生產(chǎn)效率，使得產(chǎn)能降低。對于模具型腔的布局和排列的方式，需要盡可能的保證對稱和工整，這樣才能方面加工和注塑工藝的調(diào)試。
3.2.1 型腔布局排列方式
在本次設(shè)計中經(jīng)結(jié)合塑件本身的特點，及實際生產(chǎn)需求，采用一模二腔的型腔布局形式，蓋布局形式的優(yōu)點在于廢料少，結(jié)構(gòu)緊湊，切滿足本次設(shè)計的要求。具體布局排列方式如下圖所示：
圖3-2 型腔布局和排列方式
3.2.2型腔出模數(shù)量的校核
查注塑機參數(shù)表，可以得知，該注塑機的額定注塑量為：147。根據(jù)以下公式進行校核型腔出模數(shù)量：
式中：
147
1.74
11.746
N=（0.8x147-1.74）/11.746=9.86個；
本次模具設(shè)計中，采用一模二腔的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過校核，滿足注塑機額定注塑量的要求。
3.2.3成型零件的計算
（1）型腔徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：
式中：
；
（0.005）；
；
；
；
型腔長度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x99.97-1/4x0.08]=100.49mm
型腔寬度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x33.98-1/4x0.08]=34.17mm
（2）型腔深度尺寸計算
型腔深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：
式中
；
；
其他符號意義同上。
=[(1+0.005)x14.7-1/3x0.08]=14.8mm
圖3-3 型腔結(jié)構(gòu)圖
（3）型芯徑向尺寸計算
型芯徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下：
；
；
其他符號意義同上。
型芯長度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x99.97+1/4x0.08]=100.45mm
型芯寬度尺寸計算為：
=[(1+0.005)x31.6+1/4x0.08]=31.74mm
（4）型芯深度尺寸計算
型芯深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：
；
其他符號意義同上。
=[(1+0.005)x30.49-1/3x0.08]=30.62mm
圖3-4 型芯結(jié)構(gòu)圖
3.3 型腔零件的強度剛度校核
根據(jù)模仁側(cè)壁剛度校核公式
式中：
；
P——平均型腔成型壓力，取值范圍查表取30Mpa
為14.7mm；
；
0.005；
經(jīng)過計算模仁側(cè)壁厚度得:
Sc=16.44mm，
在實際進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，還需要考慮螺絲、冷卻水道的位置和尺寸，一般取值需要偏大一些。
而本次設(shè)計中，模仁的側(cè)壁取值為30-40mm之間，滿足要求。
3.4 成型零件鋼材的選用
根據(jù)塑料材料和塑件的結(jié)構(gòu)特點等綜合分析考慮，可以采用718H牌號的模具鋼材，該鋼材也可以叫做3Cr2Mo，是一種預(yù)硬模具鋼材，出廠的硬度是HRC8-42度之間，廣泛的應(yīng)用在一般注塑模具中，能夠滿足中大批量高質(zhì)量生產(chǎn)的模具當中，718H鋼材的表面的拋光性能也非常好。718H鋼材進行氮化或者是加硬處理，還能夠把原來的50W次壽命提高，使得模具是壽命到達80W次以上。
718H鋼材還具備良好的機械切削加工性能，適用于電火花加工，線切割加工，表面曬紋等工藝處理。
3.5 抽芯機構(gòu)設(shè)計
當塑件的側(cè)壁有側(cè)孔、內(nèi)凹、凸臺、卡扣的時候，塑件無法在開模方向順利脫模的情況，就需要采用一定角度的脫模抽芯機構(gòu)，一般采用的抽芯機構(gòu)脫模方式有三種：
手工脫模抽芯機構(gòu)：采用人工在模具外面取出抽芯的鑲件，這種效率最低，非常原始不建議使用。
1.機械開模抽芯機構(gòu)：利用模具開模的時候，提供的開模動力實現(xiàn)模具內(nèi)的抽芯運動，運動關(guān)系滿足三角函數(shù)運動關(guān)系方式，這種方式會增加模具難度和制造成本，但是可以成型比較復(fù)雜的塑件結(jié)構(gòu)。
2.液壓或氣動脫模抽芯機構(gòu)：采用液壓油或者是氣動液壓油缸實現(xiàn)模具的單向往復(fù)抽芯運動，優(yōu)點是可以實現(xiàn)長行程的抽芯運動，缺點是需要注塑機有液壓油路或者氣路機構(gòu)和相關(guān)的伺服機構(gòu)，對應(yīng)的制造成本最高，而且模具外面有一組或多組油缸，增加的運輸難度和注塑機機臺尺寸。除非是長行程的抽芯，否則不建議采用該方式進行抽芯。
3.斜頂抽芯機構(gòu)：對于內(nèi)壁的側(cè)凹或者卡扣機構(gòu)，而且抽芯距離小的塑件結(jié)構(gòu)特征，可以采用更為簡單合理的斜頂抽芯機構(gòu)來實現(xiàn)。斜頂機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，利用脫模頂出的力來實現(xiàn)，而且模具制造成本低，工作可靠，而且維修方便。
分析塑件的三維模型可以得知，塑件上有需要抽芯的結(jié)構(gòu)特征，需要設(shè)計抽芯機構(gòu)才能夠順利脫模，斜頂抽芯機構(gòu)即可實現(xiàn)卡扣位置的成型。
3.5.1斜頂抽芯機構(gòu)的計算
（1）、計算抽芯距離
S=L+（3-5）MM
式中：
S——抽芯距離
L——塑件倒扣距離
本次設(shè)計中，抽芯距離S=3+（3-5）mm=8mm
（2）、抽芯力的計算
式中：
，N
43.6
本次設(shè)計中取傾斜角度為6度。
經(jīng)過計算得：6720N
（3）、斜頂厚度的計算
1.85mm
式中：
；
11mm；
經(jīng)過計算得：1.85mm
本次設(shè)計中，集合實際生產(chǎn)經(jīng)驗，斜頂厚度確定為6mm。斜頂?shù)膬A斜角度一般取值為5-15度，本次設(shè)計中，選用6度。完成后的斜頂抽芯機構(gòu)如下圖所示。
圖3-5 斜頂抽芯機構(gòu)
3.6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
3.6.1主流道的設(shè)計
澆注系統(tǒng)主流道的設(shè)計基本上遵循的原則是垂直于模具的分型面，為了更容易地將流道內(nèi)剩余的凝結(jié)水全部清理干凈，一般的方法是將主流道設(shè)計成錐型，其中主槽的長度由專業(yè)汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的定模厚度決定。由于主通道會與熱塑料和噴嘴長時間的碰撞，所以將這部分材料做得比定模具更好。由于熔體的溫度和壓力損失受溫度和模具時間的影響較大，因此必須盡量減小熔體的溫度和壓力損失。根據(jù)設(shè)計手冊，對HTF110XB注塑機噴嘴的相關(guān)尺寸進行校核，噴嘴前部分的孔徑為dl=4mm，噴嘴前端半徑SR1=12mm，根據(jù)模具主通道和噴嘴SR2=SR1+(1~2)mm及d2=d1+(0.5~1)mm，則SR2=13mm，d2=4.5mm。讓它更容易設(shè)置材料從主通道拉出，主通道設(shè)計為圓錐，錐角度為3°，其設(shè)計如圖2.8所示。
圖3-6 主流道
3.6.2分流道的設(shè)計
分流道是連接主流道和澆口之間的一段流道，分流道一般需要比主流道小一點，用來提高凝料注射時候的壓力，分流道在一模多腔的模具中必不可少，在分流的設(shè)計環(huán)節(jié)中，應(yīng)當盡可能少的減少溫度、壓力、射速的損耗。同時還需要考慮盡可能少的減少流道廢料的長度和直徑大小，這樣才能減少原材料的損耗。
分流道直徑可以根據(jù)如下面的公式進行計算和校核。
分流道的直徑可以采用如下經(jīng)驗公式進行計算。
式中：
12.33g；
13mm；
根據(jù)塑件的壁厚、材料的種類和型腔布局結(jié)構(gòu)形式，
經(jīng)過計算得分流道直徑:D=1.77mm
考慮時間機械加工切削工藝，取分流道尺寸如下。
根據(jù)刀具圓整為實際分流道直徑d=5mm；可以采用球形銑刀對分流道進行銑削加工，在加工完成后，需要對流道進行表面拋光，最好達到Ra0.8um的粗糙度，這樣可以保證凝料在流道的流動過程中的摩擦最小。
圖3-7 分流道
3.6.3澆口的設(shè)計
我們知道，分流道和型腔中間的連接通道叫做澆口，其實就是我們平常講的進料口。在澆注系統(tǒng)中，澆口就是澆口系統(tǒng)中最小的連接面，也是澆注系統(tǒng)的不可或缺的部分。澆口的設(shè)計對生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量和功能有著直接影響。
由于汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以最好選擇側(cè)澆口。側(cè)澆口注塑模具澆口與塑件比較容易實現(xiàn)分離，流動通道較短，模具加工維修相當方便。
本次設(shè)計中，取側(cè)澆口的澆注形式；寬度W=4mm，取側(cè)澆口深度H=1mm如圖3.7所示。
圖3-8 澆口的設(shè)計
3.7合模導(dǎo)向機構(gòu)和定位機構(gòu)
按照模架本身的裝置來實現(xiàn)導(dǎo)向功能，一般以模架相關(guān)規(guī)格數(shù)據(jù)要求為參考標準。
1.導(dǎo)向機構(gòu)的總體策劃設(shè)計
導(dǎo)向機構(gòu)承載的意義重大，因此導(dǎo)向的塑件應(yīng)該處理好其在模具邊緣的分布情況，保證它們距離適中，精度適宜；導(dǎo)套與導(dǎo)柱之間要處理好導(dǎo)柱孔口的倒角，保證它們分型面之間有良好的接觸；在進行合模處理時，應(yīng)該避免凸模先進入模腔，造成汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模具的損壞。
2.導(dǎo)柱策劃設(shè)計
汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模具設(shè)計一般考慮用帶頭導(dǎo)柱,并且要求增加油槽，其中導(dǎo)柱長度應(yīng)該比凸模的高度要高6mm~8mm，其目的是為了防止在導(dǎo)柱正常運行時凸模先進入凹模與它發(fā)生摩擦而損壞導(dǎo)柱。而保證導(dǎo)柱能正常進入導(dǎo)孔，一般是將導(dǎo)柱端編制成導(dǎo)錐的導(dǎo)葉部分，導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的尺寸來決定，應(yīng)確保它的彎曲強度要達標，表面要求光滑而且耐磨，芯部柔軟而堅韌，不易損壞；導(dǎo)柱與導(dǎo)套因經(jīng)常會相對性的滑動，一般按著H7/h6的標準過渡配合，導(dǎo)柱滑動部分按H7/m7過渡配合；導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為0.2um；導(dǎo)柱應(yīng)選擇外在非常堅硬耐磨、內(nèi)芯非常剛強硬核，如圖3-8所示。
圖3-9 導(dǎo)柱
3.導(dǎo)套策劃設(shè)計
本次注塑模具設(shè)計的導(dǎo)套規(guī)格要和導(dǎo)柱類別相合，設(shè)計時需要用來定位兩模的對應(yīng)方位，以保證數(shù)據(jù)精準；導(dǎo)套常用直導(dǎo)套結(jié)構(gòu)或者是帶頭導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)。帶頭導(dǎo)套，如圖3-9所示；導(dǎo)套是倒圓角，導(dǎo)柱孔設(shè)計成通孔狀，有利于將排空氣體。
圖3-10 導(dǎo)套
故在本次設(shè)計中該模具的合模導(dǎo)向機構(gòu)具體設(shè)計如下圖3-10所示。
圖3-11 合模導(dǎo)向機構(gòu)
3.8 冷卻系統(tǒng)
3.8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
冷卻設(shè)計，從另一個角度來講，其實就是水路設(shè)計。在汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模設(shè)計中，冷卻時間占整個過程的比重過半，冷卻回路設(shè)計合理，可以有效減少冷卻的時間，還可以防止汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的變形，從而保證精準度和穩(wěn)定性，進而改進產(chǎn)品質(zhì)量。簡而言之,注塑機冷卻效果實現(xiàn)對汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模設(shè)計的目的有著關(guān)鍵性的影響，不容忽視。
冷卻通道結(jié)構(gòu)的設(shè)計對技術(shù)人員加工工藝手法有著嚴格的要求，為了易于加工制造，盡量采用鉆孔等簡單的加工方式藝。對于汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模設(shè)計的冷卻通道，要注意做到水路封鎖到位，切不可讓水倒流到型腔內(nèi)，造成機器損壞。
在本次汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的設(shè)計中，型腔與型芯都不宜加工冷卻水道，故只在定模和動?？拷颓坏奈恢脤ΨQ設(shè)置了φ8mm的冷卻直水道。如圖2.13所示。
圖3-12 冷卻水道的設(shè)計
3.8.2 冷卻系統(tǒng)的計算
在單位時間內(nèi)熔體凝固時放出等熱量等于冷卻水所帶走的熱量，故有
公式：?????
；
）；
；
；
；
；
；
1).求塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q
設(shè)注射時間為2s，冷卻時間為20s，保壓時間為15s，開模取件時間為3s.，得注射成型周期為40S。
設(shè)用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，一個小時成型次數(shù)n＝3600/40＝90
25.231.0590=2.384235
查注塑模具設(shè)計指導(dǎo)手冊得ABS單位重量放出的熱量
???
故：2.384235=977KJ
2).水的體積流量
?由公式
977/=0.05
式中：
3).求冷卻水道直徑d
根據(jù)水的體積流量查注塑模具設(shè)計指導(dǎo)手冊[1]得d=8mm；本次設(shè)計中的冷卻水道滿足要求。
3.9 脫模機構(gòu)
3.9.1脫模機構(gòu)的設(shè)計
脫模機構(gòu)的設(shè)計是為了減少脫模器與芯體之間的摩擦。在設(shè)計中，脫模與型芯之間留有單邊0.1mm的間隙，不僅可以有效的防止脫模的溢料，還可以避免摩擦。通常在一般模具中，脫模頂出機構(gòu)在動模部分，脫模頂出機構(gòu)包括推出機構(gòu)，面針板，底針板，復(fù)位桿、復(fù)位彈簧等。
在本次設(shè)計中結(jié)合塑件本身的特性，采用最常用的頂桿頂出方式，在進行頂桿的排列時要注意使塑件受力盡量平衡，靠近易粘模的地方放置頂桿。具體脫模機構(gòu)設(shè)計如下圖3-12所示。
圖3-13 脫模機構(gòu)
3.9.2 脫模力的計算
根據(jù)如下公式進行計算
3360；
經(jīng)過計算得到：F=6720N
3.9.3推桿強度的校核
故符合要求。
式中，
是推桿材料的許用應(yīng)力，為120Mpa；
是推桿所受的應(yīng)力；
F是脫模力，為6720N；
n是推桿數(shù)目，為8根；
d是推桿直徑，為4mm
97.52Mpa
所以滿足要求。
3.10 排氣系統(tǒng)的設(shè)計
在正常注塑模設(shè)計中，在汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩成型時氣體也能夠經(jīng)過模具內(nèi)在的構(gòu)造，自然排放氣體，而本次設(shè)計的汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模具選取的是側(cè)面澆口放料的方式。一般而言，配合過渡間隙就能夠順利排除氣體，從而不出現(xiàn)憋氣排不出的情況。故不用單獨設(shè)計排氣系統(tǒng)。
3.11標注模架的選擇
注塑模具應(yīng)當盡可能的去選擇標準模架，采用標準模架可以大大的降低制造生產(chǎn)成本，提高制造效率，縮短制造周期，標準模架分為三個大類，包括了大水口模架，簡化細水口模架，細水口模架系統(tǒng)。
需要結(jié)合型腔布局和排列結(jié)構(gòu)形式，盡可能的保證長寬尺寸為一個整數(shù)，這樣才能符合實際機械加工和原材料的購買要求，一般情況下，中小型模具可以根據(jù)塑件尺寸，保證型腔側(cè)壁厚度在30-50mm之間，大型模具保證50-80mm之間的型腔側(cè)壁厚度。
（1）、確定成型型腔零件長寬高尺寸如下
180x160x40mm
（2）、確定成型型芯零件長寬高尺寸如下
180x160x40mm
（3）、確定模架定模板長寬高尺寸如下
300x300x70mm
（4）、確定模架動模板長寬高尺寸如下
300x300x80mm
（5）、確定墊塊的高度
墊塊需要考慮實際頂出脫模的需求，本次設(shè)計中，采用墊塊高度為：80mm，即可滿足要求。
根據(jù)澆注澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，以及頂出脫模要求，選擇國標的標準模架，采用大水口模架系統(tǒng)。具體的模架型號為：CI3030-A70-B80-C90
模架基本結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：
圖3-14 模架類型
第4章 模具裝配
4.1注塑模具裝配的要求
唯物主義哲學認為，事物是不斷發(fā)展變化的，要求我們要具體情況具體分析，塑料模裝配要結(jié)合模具結(jié)構(gòu)的具體情況不同而隨之變化。但萬變不離其宗，主要的步驟一般來說都是一樣的，主要塑件安裝好以后，同時還要做好其他部件的合理裝配，最后務(wù)必要做到檢驗及模具試驗。
模具裝配的好壞，直接影響到注塑成品的性能和質(zhì)量，所以在裝配時按照技術(shù)要求進行合理操作。每個塑件的結(jié)構(gòu)不同模具的結(jié)構(gòu)形式相應(yīng)的也會不同，模具在裝配時的手法及裝配順序也會相應(yīng)的不盡相同，在裝配時盡可能的按照以下要求進行裝配：
1. 裝配時以分型面平整或不易修復(fù)的一面為基準，在塑件成型結(jié)束后，各分型面要嚴密的吻合；
2. 起升環(huán)或起升孔應(yīng)安裝在不干涉模具其他結(jié)構(gòu)及保證平衡的地方；
3. 模具的外形最大尺寸、閉合時的高度、開閉方式等方面要符合模具設(shè)計的要求；
4. 做好指導(dǎo)和定位工作，動模和定模需要做有序張合運動,保證定位精準，質(zhì)量可靠，并且兩者之間互不干擾，互不影響；
5. 塑件成型部分的外觀形狀、各個尺寸的精度及各重要部位的表面粗糙度應(yīng)符合塑件的最終成型要求。在成型部位表面不能有刮花、磨損、開裂、腐蝕凹坑或凸起等缺陷；
6. 可移動成型件或鑲件應(yīng)定位可靠，具有適當?shù)拈g隙，活動靈活，無溢流，組裝前必須對零件進行清洗，無毛刺、毛刺、氧化皮、鐵銹、切割、灰塵、油污和著色劑；
7. 裝配過程中不得磕碰、觸摸或刮傷零件；
8. 澆注系統(tǒng)表面光滑，尺寸及表面粗糙度滿足設(shè)計要求；
9. 操作時要仔細檢查滑塊鎖可靠固定，不能發(fā)生變形，模具加熱元件能夠達到設(shè)定的溫度值即可；
4.2模具三維二維總裝圖
通過以上設(shè)計，最后生成的汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的正面結(jié)構(gòu)總裝配圖如圖4-1所示。
圖4-1 三維總裝圖
由三維總裝圖導(dǎo)出二維總裝圖，并進行修改后，二維總裝圖如圖4-2所示。
圖4-2 二維總裝圖
第5章 安裝尺寸注塑機的校核
5.1 注塑機最大注射量
根據(jù)以下公式進行校核是否滿足要求
147x80%≥2x11.746+1.74=25.23
其中：
2個；
147；
1.74；
11.746
查注塑機參數(shù)表，注塑機的額定注塑量為147，所以滿足注塑量的要求。
5.2 校核壓力
查材料的成型工藝表，可以得知，ABS的成型注射壓力范圍取值為100-130Mpa，而本次選擇的注塑機的額定注塑壓力值為183Mpa，所以是滿足本次注射壓力的要求的。
5.3 校核模具安裝尺寸
本次設(shè)計中，選擇的國標模架的最大模具長寬的最大尺寸為350x300mm，而查詢本次選擇的注塑機的參數(shù)表中，注塑機拉桿內(nèi)間距的尺寸為400x400mm，所以本套注塑模具的長寬尺寸滿足安裝要求。
其次是校核安裝厚度的尺寸參數(shù)，本套模具的總高度值為290mm,而選擇的注塑機的最大容模厚度數(shù)據(jù)為160-410mm之間，所以滿足高度的安裝尺寸要求。
所以：本套注塑模具，長寬高尺寸均滿足注塑機的安裝尺寸要求。
5.4 校核移模行程
注塑模具在完成成型固化以后，模具需要打開一定距離，讓注塑機的頂棍頂向頂出機構(gòu)，實現(xiàn)塑件的最后一步脫模工序，查表注塑機總的開模行程為310mm；
式中 ，75.3mm；
，15mm；
310mm≥75.3+15mm+10mm=100.3
經(jīng)過計算，注塑機的移模行程滿足注塑模具的要求。
5.5 校核注塑機鎖模力
當高溫高壓下的融料進入模具型腔之后，會對模具產(chǎn)生張開力，使得模具會在壓力狀態(tài)下打開，所以需要讓注塑機把模具的前后模呈現(xiàn)鎖緊狀態(tài)。避免產(chǎn)生溢料、毛邊、披鋒等現(xiàn)象。投影面積可以直接在三維軟件中測量得到，校核公式如下；
1100≥（23254+156）30=199.92KN
式中：
P-平均型腔成型壓力，取值范圍查表取30Mpa
經(jīng)過計算，本次設(shè)計中的模具需要的鎖模力在注塑機額定鎖模力允許范圍內(nèi)，滿足要求。
總 結(jié)
通過對汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩的注塑模進行設(shè)計，將課本中的知識靈活的應(yīng)用，加深了對專業(yè)知識的理解，得到了以下的經(jīng)驗和教訓(xùn)。
本論文就汽車轉(zhuǎn)向燈燈罩注塑模的設(shè)計展開了研究，先提出了模具設(shè)計的主要任務(wù)和具體要求，明確目標之后對塑件的基本結(jié)構(gòu)進行具體分析，主要包括分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的設(shè)計，通過對定模尺寸和動模尺寸的設(shè)計計算，最后導(dǎo)出模具的總裝配圖和裝配二維圖，達到設(shè)計的基本要求，設(shè)計出滿足大眾使用要求的塑件制品，從而提高其經(jīng)濟性能。
這次設(shè)計不僅加深和鞏固了我的專業(yè)基礎(chǔ)和理論知識，還培養(yǎng)了我的實際動手操作能力，不僅讓我發(fā)現(xiàn)了自己知識儲備的不足，也提高了我分析問題、設(shè)計和決策問題的能力，更重要的是，它將為我在未來的工作學習環(huán)境中打下堅實的基礎(chǔ)。由于知識結(jié)構(gòu)體系不完善，缺乏實際生產(chǎn)工作經(jīng)驗以及必要的工藝實驗和現(xiàn)場調(diào)查，對于知識的整體把握和理解還不太熟練，希望能夠及時的查缺補漏，取長補短，做到真正的學以致用。
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致 謝
四年的大學生活隨著這篇論文的完成就要畫上一個完美的句號了，在這四年的求學生涯中，首先我要感謝每一位教導(dǎo)我的老師，正是因為老師的淳淳教誨，讓我掌握了更多的專業(yè)知識，他們那嚴謹細致、一絲不茍的工作作風一直激勵著我不斷地前進，讓我在今后的人生中獲益匪淺。其次，我要特別感謝我的論文指導(dǎo)老師，從論文剛開始的立題、明確設(shè)計任務(wù)到整個論文的完成，每一個過程都離不開老師的耐心指導(dǎo)，其間我也犯了很多的錯誤，但老師都能夠敦促我及時的改正，正是因為在老師的悉心指導(dǎo)下，這篇論文才得以順利的完成，在此對老師致以深深的謝意，老師您辛苦了。最后我要感謝我所有的同學們，在書寫論文的過程中，他們給了我很多寶貴的意見，讓我對這篇論文的設(shè)計有了更多新穎的想法。
天高任鳥飛，海闊憑魚躍，大學生涯的結(jié)束又意味著一段新征程的開始，希望在以后的工作中我們彼此都還能保持大學的那種拼搏努力的學習精神，盡力去做好人生的每一件事情，讓青春無悔。
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