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目 錄
摘要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 汽車模具的潛力 2
1.3 本文內(nèi)容 3
2 材料與注射機(jī)的選取 5
2.1 ABS的性能 5
2.2 ABS的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性 6
2.3 型腔數(shù)目的確定 6
2.4 型腔數(shù)目的校核 7
2.5 型號(hào)的選取 7
2.6 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 10
3 模具設(shè)計(jì) 12
3.1 分型面位置的選擇和確定 11
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11
3.2.1主流道的設(shè)計(jì) 11
3.2.2分流道的設(shè)計(jì) 13
3.2.3澆口的設(shè)計(jì) 13
3.2.4澆注系統(tǒng)各截面流過熔體的體積計(jì)算 14
3.2.5冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì) 15
3.3 型腔和型芯的設(shè)計(jì)和計(jì)算 15
3.3.1 型腔的設(shè)計(jì) 15
3.3.2 型芯的設(shè)計(jì) 17
3.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
3.4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18
3.4.2 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
3.5模架的確定 23
3.5.1 模架的選取 23
3.5.2模架有關(guān)參數(shù)的校核 23
3.6溫度調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 23
3.6.1 加熱系統(tǒng) 23
3.6.2 冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì) 24
3.6.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 24
3.7裝配與調(diào)試 26
3.7.1模具安裝 26
3.7.2試模 26
總結(jié) 27
致謝 28
參考文獻(xiàn) 29
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汽車儀表盤模具設(shè)計(jì)
摘 要
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是汽車儀表盤的注塑模具設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用到的軟件有三維軟件UG和二維軟件AutoCAD。設(shè)計(jì)過程中主要包括了零件內(nèi)部形狀的特點(diǎn)研究、產(chǎn)品材料的選取、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模架的選取。這是一個(gè)將傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造形式和計(jì)算機(jī)三維繪圖軟件UG結(jié)合在一起，最后再通過AutoCAD畫出本次設(shè)計(jì)模具的總體裝配圖和其中要緊部分的零件圖的過程。塑料產(chǎn)品和塑料模具工業(yè)在現(xiàn)今國民經(jīng)濟(jì)中扮演這重要的角色，在生產(chǎn)中塑料制品高質(zhì)量的模具設(shè)計(jì)、模具制造設(shè)備的更新、加工工藝更加合理化、高品質(zhì)的模具材料和先進(jìn)的成型設(shè)備等都是成形高品質(zhì)塑件的重要條件。本次產(chǎn)品的設(shè)計(jì)關(guān)鍵思量產(chǎn)品特征、生產(chǎn)廉價(jià)和產(chǎn)品及各部分設(shè)計(jì)的質(zhì)量。所設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，機(jī)構(gòu)的運(yùn)作可靠較好，所模具圖紙的繪制對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有很大意義。
關(guān)鍵詞：注塑；UG；AutoCAD。
I
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Car dashboard mold design
Abstract
The 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 today's 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； AutoCAD
1緒論
1.1研究背景
對(duì)于儀表盤上的信息和數(shù)據(jù)可以讓司機(jī)清楚地看到，從最初的汽車設(shè)計(jì)開始，儀表盤的位置設(shè)計(jì)在司機(jī)的眼睛前方。別小看儀表盤“個(gè)子”，但很多重要的數(shù)據(jù)與信息都包含在里面，小小的儀表盤包括了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表、速度表、里程表、水溫表和油壓表、電流表、燃料消耗表等等。相對(duì)于司機(jī)儀表盤是在車內(nèi)看得最多的部位之一，所以隨著需求量的增加和汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，廠家也在儀表盤的設(shè)計(jì)上也不斷提高要求，讓小小的儀表盤外觀變得大方美麗，功能多樣化，從實(shí)用開始走向時(shí)尚、容易吸引人們的眼球。
現(xiàn)在我們看到的大部分儀表盤每個(gè)型號(hào)都有著自己獨(dú)一無二的特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)車通常給人豐富多彩的視覺感受，而中級(jí)車型通常更運(yùn)動(dòng)而豐富，高級(jí)車則顯得優(yōu)雅和高貴。無論什么風(fēng)格的汽車儀表盤都是現(xiàn)在科學(xué)和技術(shù)發(fā)展的成就，不是一夜之間可以有的，其發(fā)展的過程只是儀表盤的過去、現(xiàn)在和未來。
過去：多功能儀表盤
代表汽車-普桑
第一代汽車的儀表盤，唯有簡(jiǎn)略的羅盤指針。甚至沒有顯示冷光燈，晚上看儀表盤不是很方便。剛開始的儀表盤只能提供簡(jiǎn)單的信息，如速度、燃油消耗、機(jī)械操作，如今這樣的儀表盤基本上沒有了。
現(xiàn)在：智能化儀表盤
代表汽車-大眾速騰
被稱為結(jié)合式的汽車儀表盤，是現(xiàn)今汽車用的最多的形式，為了配合車子的風(fēng)格和產(chǎn)品定位，生產(chǎn)廠家通常雜功能之外還考慮到更多美觀漂亮的因素。此類儀表盤擁有羅盤和液晶顯示兩大區(qū)域，功能比較多，一眼就能看到，各種設(shè)計(jì)元素給汽車內(nèi)部增添了一份美感。
未來：數(shù)字化儀表盤
代表汽車-榮威550
榮威550數(shù)字儀表盤的被設(shè)計(jì)代表又達(dá)到了現(xiàn)在新的高度。榮威550數(shù)字化儀表盤的油表、水溫表全部放棄了傳統(tǒng)的指針，利用數(shù)字來表示，速度表也采用了全數(shù)字液晶屏，而在中間紅色光圈的背景下轉(zhuǎn)速表是先進(jìn)數(shù)字化羅盤的使用，顯示更加清晰，靈動(dòng)感應(yīng)的設(shè)計(jì)引領(lǐng)四周環(huán)繞的紅光優(yōu)雅的視
35
第三章模具設(shè)計(jì)
覺沖擊，充滿美麗和時(shí)尚感，結(jié)合現(xiàn)代流行時(shí)尚與體育一體的數(shù)字儀表盤。
根據(jù)當(dāng)前汽車的銷售額，汽車的銷售額在2015年已已經(jīng)達(dá)到2459.76萬輛，同比增長4.68%。去年12月，汽車生產(chǎn)和銷售額維持了步步上升的情況下，從10月后開始連續(xù)三個(gè)月環(huán)比和同比保持增長，制造和銷售額雙雙超過260萬輛，再創(chuàng)歷史新高。
現(xiàn)在人們對(duì)汽車的需求量越來越大，對(duì)于產(chǎn)品的提升也是現(xiàn)在需要解決的重大問題。
1.2汽車模具的潛力
模具三維設(shè)計(jì)的數(shù)字化模具技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵問題，是實(shí)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)，制造和檢驗(yàn)的整合。國外一些措施，在模具三維設(shè)計(jì)，值得我們借鑒。模具除了良好的伸展集成制造3D設(shè)計(jì)，另一優(yōu)點(diǎn)是方便，干擾試驗(yàn)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)，用2天設(shè)計(jì)相比解決了一個(gè)棘手的問題。近日，數(shù)字模具技能的快速增長，正在處理大量汽車模具的發(fā)展面臨一個(gè)有用的方法的問題。一般說，數(shù)字模具技術(shù)，即，在模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)技術(shù)，或者通過計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)（CAX）的過程。
通過使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在國內(nèi)外，數(shù)字化汽車模具技術(shù)主要包括以下六個(gè)方面的汽車模具企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)：1）可制造性設(shè)計(jì)（DFM），即當(dāng)設(shè)計(jì)思想和制造，以確保過程順利。2）模具外形設(shè)計(jì)輔助技術(shù)，在頭發(fā)表面智能化設(shè)計(jì)技術(shù)。3）注射成型的CAE輔助評(píng)估和仿真過程中，并有望應(yīng)付可能的缺陷和形成的問題。4）使用，而不是傳統(tǒng)的2D設(shè)計(jì)，三維模具設(shè)計(jì)。5）CAPP中，CAM的制造過程中使用的模具中，將CAT技術(shù)。6）在試驗(yàn)通過數(shù)字技術(shù)處理這些問題的過程。提高工作效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量的先進(jìn)的加工技術(shù)和設(shè)備的重要依據(jù)。在先進(jìn)裝備的數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)雙自動(dòng)換刀裝置（ATC），自動(dòng)光電控制處理，生產(chǎn)線的工件測(cè)量系統(tǒng)的汽車模具企業(yè)已很少見到。數(shù)控加工與純型面輪廓和綜合處理的結(jié)構(gòu)，從低速和高速加工，加工過程自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)非常迅速。影響模具的質(zhì)量，使用壽命和成本的材料和性能的品質(zhì)的主要成分?？茖W(xué)化，信息化管理是另一個(gè)第一的汽車模具技術(shù)的發(fā)展。科學(xué)的管理，使模具企業(yè)的生產(chǎn)時(shí)間得到準(zhǔn)時(shí)，并在發(fā)展的方向精益生產(chǎn)（精益生產(chǎn)），經(jīng)營企業(yè)更準(zhǔn)確，大大提高了生產(chǎn)效率，無效的機(jī)制，簡(jiǎn)化。對(duì)于現(xiàn)代管理技術(shù)，許多先進(jìn)的信息化管理手段，企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP），客戶關(guān)系管理（CRM），供應(yīng)鏈管理（SCM），項(xiàng)目管理（PM）等的提高，廣泛應(yīng)用于模具企業(yè)。模具制造，發(fā)展過程中，生產(chǎn)細(xì)節(jié)，尤其是在沖壓工藝的合理化的結(jié)果，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具加工，精度高，模具產(chǎn)品和嚴(yán)格的技術(shù)管理，可靠性高。精細(xì)模具生產(chǎn)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)，但在設(shè)計(jì)，加工和技術(shù)管理的整體性能。模具制造業(yè)詳細(xì)的實(shí)施除了依靠技術(shù)，管理，確保嚴(yán)格保密。
中國是一個(gè)發(fā)展中國家，發(fā)展生產(chǎn)，勞動(dòng)力資源豐富，生產(chǎn)成本低，發(fā)展中國家如相同的特點(diǎn)，市場(chǎng)前景好的水平低，但中國的人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）已經(jīng)超過2000年，同時(shí)還擁有強(qiáng)大的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，和一些特殊的特征，如改革開放的良好氛圍，以上特點(diǎn)都非常適合模具行業(yè)的發(fā)展，可以可想而知，在不久的將來，中國將成為全球最大的制造中心，它給我國模具行業(yè)提供了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
國內(nèi)目前汽車模具市場(chǎng)，總的來說，他的潛力讓業(yè)內(nèi)人士看來還是很有前途的。因?yàn)閲鴥?nèi)每年汽車產(chǎn)量近650萬輛，而一輛汽車大概會(huì)用到1500個(gè)模具，這對(duì)模具的生產(chǎn)來說是一個(gè)很龐大的數(shù)字，同時(shí)也是各大模具生產(chǎn)廠家們的動(dòng)力。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，生產(chǎn)一輛普通的車需求的大約1500個(gè)模具，當(dāng)中沖壓模超過一千和超過200的內(nèi)飾件模具，目前國內(nèi)汽車產(chǎn)量逐年增加，外商紛紛到中國來投資辦廠，以滿足國內(nèi)需要和出口需要的同時(shí)，汽車模具的需求肯定會(huì)成為中國模具行業(yè)大幅增加的一個(gè)非常好的機(jī)會(huì)。
事實(shí)上，中國的汽車模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展與先進(jìn)汽車制造國家仍有著非常大的差距。例如歐美等國，汽車模具在整個(gè)模具產(chǎn)業(yè)中有一般份額，而相比之下，國內(nèi)只有約三分之一的汽車模具行業(yè)的制品，這一點(diǎn)很值得思考。汽車模具行業(yè)在中國還需要等待技術(shù)推廣，然而這并不能成為轉(zhuǎn)變?nèi)澜缙嚇I(yè)視中國為首選汽車生產(chǎn)基地的格局的理由。展覽期間，伍德霍姆工具鋼公司的國際客戶部經(jīng)理在演講中提出，當(dāng)下全球最受歡迎的汽車生產(chǎn)基地是中國和捷克，他本人對(duì)中國的市場(chǎng)前景十分的看好。
相關(guān)機(jī)構(gòu)估計(jì)，2018年，中國將變成世界上最大的模具生產(chǎn)基地之一。據(jù)中國模具網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，近年來世界上58%的模具是德國和其他國家，中國和其他亞洲國家的只占有1%，但未來模具將有大量的東歐國家增加，而亞洲國家的生產(chǎn)比例將上升到22%。
1.3本文內(nèi)容
1.3.1 型號(hào)
根據(jù)調(diào)查在2015年中上汽的銷量屬于前列，銷量第一，其中上海大眾Polo1.6這款車深受廣大女性的喜愛，因此我選定了這款車。
1.3.2 原始參數(shù)
根據(jù)圖所知本次設(shè)計(jì)儀表盤參數(shù)。其外圍尺寸為260mm×150mm×30mm。
1.3.3 成型工藝分析
1. 塑件的分析
1） 外形尺寸。塑件的壁厚為5mm，塑件的形狀并不是特別大，塑料熔體流動(dòng)不長，塑件的材料是熱塑性塑料，具有流動(dòng)性好，適用于注射成型。
2） 精度等級(jí)。塑件每個(gè)尺寸的公差都不一樣，大部分已定尺寸公差為MT3，未注公差的尺寸取MT5。
3） 脫模斜度。ABS具有良好的成型性能，較小的成型收縮率，根據(jù)表2-10[14]選擇型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為10。
2材料與注射機(jī)的選取
樹脂是塑料的主要成分，加入一定數(shù)量和類型的添加劑，在加工過程中能夠達(dá)到流動(dòng)的成形材料。塑料的成型可以制成指定形狀和具有一定使用價(jià)值的塑料制品。
塑料制品工業(yè)的發(fā)展歷史雖然比較短，但是發(fā)展速度讓人很驚訝，在1990年全世界的塑料產(chǎn)量已達(dá)到1億噸?，F(xiàn)在塑料已經(jīng)變?yōu)樵阡撹F、木材、水泥之后的第四大工業(yè)原料[16]。
有各種各樣的塑料，塑料分別有不同的特點(diǎn)，主要在以下幾方面：
1） 質(zhì)輕 大多數(shù)塑料很輕，泡沫的密度大部分在0.01~0.05之間，常見的塑料密度在0.9~2.3之間。
2） 隔熱性好 塑料有非常小的導(dǎo)熱率，與金屬相比小之百倍乃至千倍，是熱的不良導(dǎo)體或絕緣體，所以被常當(dāng)做絕熱保溫材料使用。
3） 耐化學(xué)腐蝕性好 相對(duì)于金屬和木料來說塑料的耐化學(xué)腐蝕性比較優(yōu)秀，具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)酸、堿、蒸汽、鹽溶液、水、有機(jī)溶解劑等相對(duì)具有不同的穩(wěn)定性。
4） 較好的吸震、消音效果 很多塑料比較柔軟而且粘彈性較好，當(dāng)其受到外來的機(jī)械沖擊震動(dòng)或很多的機(jī)振、聲振等機(jī)械波時(shí)，塑料將引起粘彈消耗，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能散發(fā)出去。
5） 力學(xué)強(qiáng)度范圍寬 塑料機(jī)械強(qiáng)度是很寬廣的，從光滑堅(jiān)韌乃至到剛和脆都有。與木材相比，塑料產(chǎn)品的剛度與其也比較接近。
6） 好的耐磨性 大多半塑料的摩擦系數(shù)很小，一些塑料的還有良好的減摩、耐磨和自潤滑性。
7） 良好的透光和防護(hù)性 許多塑料產(chǎn)品可以做成透明或者半透明材料。
8） 電絕緣性能非常好 在電性能方面，塑料的指標(biāo)規(guī)模很大。大都塑料電絕緣性良好，一些塑料在高頻、高壓前提下也可以當(dāng)做電氣絕緣材料和電容器介質(zhì)材料。
本次設(shè)計(jì)選取的材料是丙烯腈-丁二烯-笨乙烯樹脂ABS。ABS樹脂呈微黃色，其外觀是粉末狀或不透明粒狀熱塑性樹脂，沒有氣味、沒有毒害，其產(chǎn)品可以做成五顏六色，并且具有60%的高光澤度。相對(duì)平均密度為1.05，吸水率較低。ABS與其他材料的結(jié)合性也比較好，表層印刷、圖層和鍍層處理也比較方便。
2.1 ABS的性能
1. ABS的力學(xué)性能
ABS具有良好的機(jī)械性能,具有良好的沖擊強(qiáng)度,可以在低溫下使用,甚至損壞產(chǎn)品而不是破壞拉伸損傷的影響。溫度沖擊強(qiáng)度的ABS減少隨之下降緩慢,即使在-40℃的溫度,沖擊強(qiáng)度可以保持超過三分之一的原始值。
ABS具有良好的耐磨性、尺寸穩(wěn)定性好,還具有耐油性,所以它的良好的整體性能,被廣泛用作工程材料。
2.ABS的熱性能
ABS不是特別耐熱性好,熱變形溫度1.86 mpa的壓力下約85℃,其產(chǎn)品在退火過程可以增加10℃;大多數(shù)的ABS在-40℃時(shí)一定程度的沖擊強(qiáng)度,韌性,因此可以用在-40℃~ 85℃的溫度范圍內(nèi)。
3. ABS的化學(xué)性質(zhì)
ABS比較水,堿金屬鹽和酸和弱酸,但不耐氧化酸,如濃硫酸、濃硝酸;ABS與大多數(shù)醇、植物油、礦物油、化學(xué)介質(zhì)的時(shí)間會(huì)導(dǎo)致長期接觸應(yīng)力開裂,無壓力,因此沒有影響產(chǎn)品;ABS和酮、醛、酯、或聯(lián)系溶解產(chǎn)生乳液。
因?yàn)橛袃擅嫘再|(zhì),結(jié)構(gòu)有一個(gè)相對(duì)貧窮的耐氣候性,紫外線光和熱的作用下氧氣容易氧化降解。經(jīng)常補(bǔ)充與炭黑、抗氧化劑和酚類來增強(qiáng)其耐久性。
4.ABS的電學(xué)性能
ABS有很好的電學(xué)性能，可以當(dāng)做電絕緣材料用在條件不高的場(chǎng)合。ABS的電學(xué)性能不會(huì)因?yàn)闇囟取穸群皖l率的變化而改變。
2.2ABS的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性
跟著我國經(jīng)濟(jì)的連續(xù)快速增長，在未來幾年中國ABS工程塑料市場(chǎng)需求量會(huì)非常巨大，特別是在電子通信、汽車、建筑業(yè)的快速增長，將帶動(dòng)我國ABS工程塑料行業(yè)快速增長。隨著塑料的需求量越來越多，廢棄塑料也越來越多，現(xiàn)在我國對(duì)于廢棄塑料的處理方法中回收利用率占5%。ABS塑料無毒、無味，如以汽車報(bào)廢可將其儀表盤去下進(jìn)行回爐溶解再次進(jìn)行澆注。這也節(jié)省了材料在保護(hù)環(huán)境中扮演了重要的角色。
2.3型腔數(shù)目的確定
此儀表盤屬于中大型塑件，形狀較為簡(jiǎn)單但不規(guī)則，部分精度要求較高。本次初步使用一模一腔，簡(jiǎn)化了模具結(jié)構(gòu)，提高塑件的精度。
2.4型腔數(shù)目的校核
n≦==3.1>1，
故型腔數(shù)校核合格。
式中：K------注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，無定形塑料正常選0.8；
M------注射機(jī)的額定塑化量（g/h或cm3/h），為77000g/h；
t------成型周期，取50s（查表13-2[17]）；
m1------塑件的質(zhì)量（g），m1=233.74g；
m2------澆注系統(tǒng)所需的塑料質(zhì)量（g），取0.2nm1。
2.5型號(hào)的選取
1.塑件的計(jì)算
1） 用UG三維軟件進(jìn)行實(shí)體建模，通過軟件分析圖得到塑件體積：
圖
V塑=221.5cm3 根據(jù)塑料的收縮率為0.5%
V件=（1+0.5%）V塑=1.005*221.5=222.61cm3
2) 塑件的質(zhì)量
塑件采用的是ABS工程塑料，其密度ρ是1.0g/cm3 到1.1g/cm3
則m塑=ρ·V=1.05*222.61=233.74g
因考慮澆注系統(tǒng)的投影，澆注系統(tǒng)的體積V澆=V件（16~20%）
V澆=222.61*0.2=44.52cm3
則V=V件+V澆=44.52+222.61=267.13cm3
選擇一模一腔 n=1
V總=1*267.13=267.13cm3需要注射機(jī)的額定注射量V額>267.13/0.8=334cm3
3） 注射機(jī)的型號(hào)
由上述計(jì)算結(jié)果選取注射機(jī)型號(hào)為XS-ZY-500
其有關(guān)參數(shù)為：
最大注射量：500cm3 最小模厚：300mm
最大模厚：450mm 鎖模力：3500KN
注射壓力：104MPa 模板行程：500mm
定位孔直徑：150mm 噴嘴球面半徑：18mm
注射機(jī)拉桿空間：500×440 噴嘴口直徑：7.5mm
螺桿直徑：55mm 注射速率：145g/s
塑化能力：77kg/h 頂出力：30kN
2.6注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核
1. 注射量的校核
最大注射量容積為:
Vmax=αV=0.80×350=280cm3
式中：Vmax------模具型腔和流道在注射壓力下所能注入的最大容積（cm3）；
V------指定規(guī)格型號(hào)的注射機(jī)注射量容積（cm3），此注射機(jī)為350cm3；
α-------注射系數(shù)，為0.75~0.85，無定型塑料可選擇0.85，結(jié)晶型塑料可選擇 0.75，本次選擇0.80。
假如實(shí)際注射量太小，塑化能力得不到發(fā)揮，料筒中塑料保留時(shí)間就會(huì)太長。所以最小注射量容積Vmin=0.25V=0.25×350=87.5cm3。故每次注射的實(shí)際注射容積V應(yīng)達(dá)到Vmin
87.5cm3，符合要求。
2. 鎖模力校核
n≦==1.25>1，
故選擇的注射機(jī)符合設(shè)計(jì)要求。
式中：F------注射機(jī)的額定鎖模力（N）,該注射機(jī)為2.5×106N；
A1------塑件在模具分型面上的投影面積（mm2），A1=39000mm2；
A2------模具分型面上澆注系統(tǒng)的投影面積（mm2），A2=0.35A1=13650mm2
3. 最大注射壓力校核
注射機(jī)的額定注射壓力就是注射機(jī)的最大注射壓力pmax=107MPa，應(yīng)大于注射成型時(shí)所需要用到的注射壓力p0，
Pmax≧K/p0=1.25×（60~80）=75~100MPa
故符合設(shè)計(jì)要求。
式中：K/------安全系數(shù)，常取K/=1.25~1.4，該出取1.25；
p0------實(shí)際生產(chǎn)中，該塑件成型時(shí)所需的注射壓力60MPa~80MPa（表13-2[17]）。
3模具設(shè)計(jì)
3.1分型面位置的選擇和確定
在塑件設(shè)計(jì)的過程中，就要想到塑件成型時(shí)分型面的形狀和位置，否則不能適用模具成型。第一就要確定分型面的位置和澆口的形式，然后模具的結(jié)構(gòu)才能確定。分型面的確定是否符合常理，對(duì)塑件的品質(zhì)、工藝操作難易水平和模具設(shè)計(jì)制造都有很大的影響。此次分型面的選擇原則參考2.1.2節(jié)[17]。其位置如圖所示黃色線處為分型面：
3.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.2.1主流道的設(shè)計(jì)
主流道的位置一般位于模具中塑料熔體中心的入口處，它是將注射機(jī)注射出的熔體傳送至分流道或型腔中。其外觀為圓錐形，以促進(jìn)熔體的流動(dòng)和模具澆口平穩(wěn)。主流道的大小是影響熔體的流動(dòng)速率和充模時(shí)間的重要因素。由于主流道和塑料熔體及注射機(jī)噴嘴長期接觸，是以計(jì)劃中將其設(shè)計(jì)成可卸換的澆口套。
1.主流道的尺寸
1） 主流道的長度。根按照標(biāo)準(zhǔn)模架及塑件結(jié)構(gòu)確定，長度L應(yīng)盡可能小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取35mm。
2） 主流道小端直徑。d=d0+(0.5~1）=7.5+（0.5~1）=8mm
3） 主流道大端直徑。D=d+Ltanα=8+35×tanα=10mm，式中α≈30
4） 主流道球面半徑。SR=SR0+(1~2)=18+2=20mm
5） 球面配合高度。h=3~5，取h=5。
注：d0------注射機(jī)噴嘴尺寸（mm）；
L------主流道長度（mm）；
SR0------注射機(jī)噴球頭半徑（mm）。
2. 主流道的凝料體積
V主=L（R2+r2+Rr）π/3=35×（42+32+4×3）×3.14/3=1355.4mm3=1.4cm3
3.主流道當(dāng)量半徑
Rn==3.5mm
4. 主流道澆口套的選擇
因?yàn)橹髁鞯佬《丝谔庨L時(shí)間與注射機(jī)噴嘴接觸易損壞，所以對(duì)材料的要求比較嚴(yán)格。本次設(shè)計(jì)澆口套材料是45鋼，球面硬度38HRC~45HRC，采用局部熱處理。如圖所示：
3.2.2分流道的設(shè)計(jì)
分流道是澆口與主流道之間的通道，起到轉(zhuǎn)向和分流的功用，模具型腔的整體布置和澆口位置決定了分流道的長度，分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能短一些，以降低壓力虧損，熱量的流失和流道凝料。按照模具的布局本次設(shè)計(jì)沒有分流道。
3.2.3澆口的設(shè)計(jì)
澆口是將流道和型腔連在一起的一段短細(xì)通道。澆口的位置、外形、尺寸是影響制品質(zhì)量的重要因素。本次設(shè)計(jì)選用的是直接澆口。如圖所示：
1. 直澆口尺寸的確定
由表2-6[17]得d=nk=0.7×0.326×=3.21mm
式中：d------點(diǎn)澆口直徑（mm）；
n------系數(shù)，根據(jù)塑料種類而定，此處取0.7；
k------根據(jù)塑件壁厚而異的系數(shù)，由表2-6[17]K=0.206=0.325；
A------型腔表面積。
3.2.4澆注系統(tǒng)中每一個(gè)截面流過熔體的體積計(jì)算
1.流過澆口的體積
VG=V塑=221.5cm3
3.流過主流道的體積
VS=VG+V主=221.5+1.4=222.9cm3
3.2.5冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì)
冷料穴在與主流道相對(duì)的定模板上，或者分流道的末尾。其目的是集取熔體前面的冷料，防止進(jìn)入型腔對(duì)塑件的質(zhì)量產(chǎn)生影響。冷料穴分2種：一種是專門收集冷料的；一種是冷料的儲(chǔ)存并有拉料的效果。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)沒有拉料桿。
3.3型腔和型芯的設(shè)計(jì)和計(jì)算
3.3.1型腔的設(shè)計(jì)
凹模是塑件外層成型的一個(gè)部分。凹模的基本形式可分為整體式、整體嵌入式、和組合式。本次設(shè)計(jì)按照塑件的結(jié)構(gòu)分析選用的是整體式，如圖所示：
型腔尺寸的計(jì)算
此儀表盤的精度要求不是太高，對(duì)塑件只有外形和不規(guī)則槽的尺寸要求，要考慮到模具的磨損和制造公差等。塑件精度等級(jí)按GB/T14486-1993，ABS一般取MT3級(jí)，計(jì)算式按照相應(yīng)的公差來取。
1. 型腔長度的計(jì)算
Lm1===mm
式中：Scp------塑件收縮率；
Ls1------塑件最大長度尺寸（為260mm）；
C------修正系數(shù)（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. 型腔寬度的計(jì)算
Lm2===mm
式中：Ls2------塑件最大寬度尺寸（為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------塑件開口到分型面最大尺寸（為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. 型腔壁厚的計(jì)算(按剛度計(jì)算）：
S===21mm（查表4-19）[17]
dp=25i2=25×0.918mm=22.95mm=0.023mm（查表4-20）[17]
式中：i2=0.45×+0.001×30=0.918mm；
p------模腔壓力（MPa）；
E-------材料的彈性模量（MPa）（中碳鋼取2.1×105）；
dp------成型零部件的許用變形量（mm）；
h------塑件高度（mm）。
3.3.2型芯的設(shè)計(jì)
凸模是成型塑件內(nèi)輪廓的成型零件，主要分為兩類：整體式和組合式。本次設(shè)計(jì)對(duì)于塑件結(jié)構(gòu)采取的是整體式型芯，如圖所示：
3.4導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
3.4.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱對(duì)合導(dǎo)向在注塑模中是采取至多的，主要有導(dǎo)柱和導(dǎo)套兩部分組成，分別裝在動(dòng)、定模的兩半部分。
導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
導(dǎo)柱既可以安裝在動(dòng)模一邊，也可以安裝在定模的一邊，但較多的裝在動(dòng)模一邊。本次設(shè)計(jì)裝在定模一邊，與型芯安裝在同一邊，在合模時(shí)以做到保護(hù)作用。
1. 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)
導(dǎo)柱的基本形式有如下兩類，一類是去掉安裝部分的凸肩外，其它地方直徑不異，稱為直導(dǎo)柱。另一類是去掉安裝部分的凸肩外，使配合的地方直徑比伸在外面的工作部分直徑大，稱為階梯形導(dǎo)柱。本次設(shè)計(jì)選擇的是第一種直導(dǎo)柱，材料為T8A鋼熱處理50~55HRC，標(biāo)記為Ф32×100mm×40mm-T8A鋼（GB/T 1298-1986），其尺寸與標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)表5-1[22]如圖所示：
模板上孔與導(dǎo)柱相配合的公差按H7確定。
2. 導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
導(dǎo)向孔可以有導(dǎo)套，也能夠沒有導(dǎo)套，有導(dǎo)套的導(dǎo)向孔用在出產(chǎn)大批量或高精度的模具。不管有導(dǎo)套或無導(dǎo)套，導(dǎo)向孔都不能設(shè)計(jì)成盲孔，盲孔在模具閉合時(shí)會(huì)擴(kuò)大其阻力，使模具不能緊密閉合。
導(dǎo)套常用的形式有兩種，一種是沒有安裝凸肩，另一種是有安裝凸肩，也叫做直導(dǎo)套和帶肩導(dǎo)套。本次設(shè)計(jì)選用的是帶肩導(dǎo)套，材料為T8A鋼熱處理50~55HRC，標(biāo)記為導(dǎo)套Ф32mm×50mm（Ι）-T8A鋼（GB/T 1298-1986），其尺寸與標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)表5-5[22]如圖所示：
模板上孔與導(dǎo)套相配合的公差按H7確定。
3.4.2脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
注射成型在每一次循環(huán)中，澆注系統(tǒng)凝料和塑件必須保證沒有錯(cuò)誤地從模具的流道和凹模中或者型芯上推出，完成脫出凝料和塑件的裝置叫做脫模機(jī)構(gòu)，也叫做推出機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)按照塑件的結(jié)構(gòu)和模具設(shè)計(jì)，推出結(jié)構(gòu)形式較為簡(jiǎn)單。塑件采用推桿推出。
塑件的推出機(jī)構(gòu)
1） 該模具采用的是直推桿，根據(jù)型芯的規(guī)格、可選擇推桿的空間和推桿布置原則，初步設(shè)置有Ф6mm直徑規(guī)格的推桿，共有4根。
2） 推桿與模板上的推桿孔采用H7/f8間隙配合。
3） 凡是推桿裝入模具中，推桿端面與型芯上表面平齊，或者比型芯上表面高出0.05mm~0.10mm。本次設(shè)計(jì)中端面選擇比型芯上表面高出0.10mm。
4） 推桿與推桿固定板，大多是采用單邊徑向0.5mm的間隙。推桿的材料通常采用45鋼、T8A或T10A，頭部要淬火，本次設(shè)計(jì)選取的是T8A，其熱處理要求硬度40HRC以上，工作配合部分的表面粗糙度為Ra0.8mm。
脫模力的計(jì)算
脫模力是脫模塑件在動(dòng)模一側(cè)的主型芯上必要給予的外力，其包含塑件對(duì)型芯包緊力、真空吸力、粘附力和脫模機(jī)構(gòu)自己活動(dòng)的阻力。
脫模力是注射模脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，涉及塑料類型、塑件包容在型芯上的面積以及塑件的熱收縮值。
F80小型芯脫模力。因λ===8<10，所以此處視為薄壁圓筒塑件，由式4-26《塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)》脫模力為
F1=
=×2=14595.8N
由于dk===43，而dk/t=43/5=8.6<20，故視為厚壁矩形塑件，由式2-40[17]脫模力為
Fc=
= =663.6N
相對(duì)于不通孔的殼形塑件脫模時(shí)，還要除去大氣壓力形成的阻力Fb，故脫模力為：
F2= Fc+0.1Ab=663.6+0.1×36×50=843.6N
由于dk===78，而dk/t=78/5=15.6<20，故視為厚壁矩形塑件，由式2-40[17]脫模力為
Fc=
==719.4N
相對(duì)于不通孔的殼形塑件脫模時(shí)，還要除去大氣壓力形成的阻力Fb，故脫模力為：
F3= Fc+0.1Ab=719.4+0.1×114×42=1198.2N
式中：E------塑料的拉伸彈性變量（MPa），材料ABS取2.2×103MPa；
S------塑料的成型平均收縮率（%），材料ABS為0.3~0.6；
t------塑件的厚度（mm）；
L------被包型芯長度（mm）；
m------塑料的泊松比（表2-12）[17]；
f------脫模斜度（0）；
f------塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；
r------型芯的平均半徑（mm）；
K1------由λ和f決定的無因次數(shù)，K1=；
K2------由λ和f決定的無因次數(shù)，K2=1+fsinfcosf；
對(duì)于矩形類塑件：dk= ，Ac=2（l+b）h；
Ab------型芯端面面積（mm2）。
故總模力為F=F1+F2+F3=14595.8+843.6+1198.2=16637.6N
3.5模架的確定
3.5.1模架的選取
注射模模架按照其應(yīng)用形式可分為直澆口和點(diǎn)澆口兩種形式，本次選用的是直澆口B 型模架。選取模架的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)GB/T12555-2006《塑料注射模模架》。
一般塑件模具的模架與鑲件大小的選擇，根據(jù)圖7-8[17]與表7-5[17]可得。
由表7-5可知，該產(chǎn)品的最大尺寸投影面積A=260×150=39000mm2；
選擇C型結(jié)構(gòu)，查表7-5得：A=65，D=36；
模具寬度W=（65+36）×2+150=352；
模具長度L=（65+36）×2+260=462；
查表3-2[19]初選標(biāo)準(zhǔn)模架為355×500。
3.5.2模架有關(guān)參數(shù)的校核
根據(jù)注射機(jī)來校核模具設(shè)計(jì)的尺寸
1.模具平面尺寸450mm×400mm<500mm×440mm，符合。
2.模具高度尺寸300mm<305mm<450mm，符合。
3.6溫度調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注射模設(shè)計(jì)溫度控制系統(tǒng)的目的是為了控制模具溫度，從而使注塑成形具有更好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。
3.6.1加熱系統(tǒng)
由于該套模具的模溫要求在80℃以下，所以不需要設(shè)置加熱裝置。
3.6.2冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)
大部分模具內(nèi)塑料注射時(shí)溫度約200℃，而冷卻后的塑件從模具型腔中拿出的時(shí)候它的溫度在60℃以下。注射成型后的熱塑性塑料，必須進(jìn)行可靠的模具冷卻，使熔融塑料的熱量以最快的方式的傳遞到模具，以便于塑料冷卻定型并且快速脫模。
對(duì)于較低粘度、流動(dòng)性好的塑料，因成形工藝要求的模具溫度不高，所以用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。由于ABS的流動(dòng)性還可以，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故本次設(shè)計(jì)亦選用常溫水進(jìn)行冷卻。
3.6.3冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
1.塑件在固化時(shí)每分鐘開釋的熱量：
Q=WQ1=0.3338×350=116.83kJ/min
式中：W------單位時(shí)間（每分鐘）內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/min），生產(chǎn)周期按每分鐘注射1.2次計(jì)算，W=1.2VSρ=1.2×264.9×1.05≈0.3338kg/min；
Q1------ABS單位質(zhì)量放出的熱量，查表3-19[21]，為326.76kJ/kg~396.48kJ/kg。
2. 冷卻水的體積流量：
qv===5.6×10-3m3/min
式中：ρ------冷卻水的密度，為1×103kg/m3；
c------冷卻水的比熱容，為4.187kJ/（kg·℃）；
θ1------冷卻水出口溫度，取25℃；
θ2------冷卻水入口溫度，取20℃。
3. 冷卻水管道直徑d，差表3-20[21]，為使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取d=8mm。
4.冷卻水在管道內(nèi)的流速：
v===1.8m/s
因高于流速1.66m/s，達(dá)到湍流狀態(tài)，所以管道直徑為8mm，滿足要求。
5. 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)：
h=3.6f=3.6×6.65×=32874kJ/（m2·h·℃）
式中：f查表4-31[22]，取f=6.65（平均水溫為23.5℃）。
6. 冷卻管道總傳熱面積：
A===3.41×10-3mm2
式中：Δθ------冷卻水溫度與模具溫度之間的均勻溫差（℃），模具溫度取65℃。
7.模具上應(yīng)設(shè)計(jì)的冷卻管道的孔數(shù)：
n===0.49≈1（孔）
式中：B------模仁長度，為500mm，由于冷卻水管達(dá)不到500mm，實(shí)際只有277mm。
經(jīng)過上述理論計(jì)算，需要冷卻水管1條，但在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，這是不夠的。
3.7裝配與調(diào)試
塑料模具的調(diào)試主要包括模具的試模和安裝兩個(gè)進(jìn)程。
3.7.1模具安裝
1. 預(yù)檢模具
在模具安排之前，根據(jù)圖紙對(duì)模具作全方位的檢查，以便于即使發(fā)現(xiàn)問題進(jìn)行修補(bǔ)。當(dāng)模具定模板和動(dòng)模板分開查驗(yàn)時(shí)，要注意其方向標(biāo)記，以避免裝配時(shí)出錯(cuò)；當(dāng)模具裝配在一起檢查是，要注意有沒有可能合不了?；蛘叻中兔娌恢睾系葐栴}存在，對(duì)于模具運(yùn)動(dòng)部分，必須嚴(yán)格查看是否干凈或有沒有異物在里面，以免損傷了模具。
2. 閉模松緊度的調(diào)節(jié)
閉模的松緊度既要防止塑件的溢邊，還要能確保型腔恰當(dāng)?shù)呐艢?。?duì)于一般的鎖模機(jī)構(gòu)，閉模松緊度大部分還是靠目測(cè)和經(jīng)驗(yàn)來確定。
3. 頂出距離和頂出次數(shù)的調(diào)節(jié)
模具緊固后，啟模是緩慢的，將推桿的位置移動(dòng)到模具上的頂出板與動(dòng)模底板之間間隙還有不小于50mm的距離，既能做到頂出塑件，又能防止模具的損壞。頂出次數(shù)可以是一次頂出，也可以是屢次頂出。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要。
3.7.2試模
1試模前準(zhǔn)備工作
在試模前，必須對(duì)設(shè)備的水路、電路進(jìn)行檢查，做好準(zhǔn)備。
2確定工藝參數(shù)。
3檢查材料是否合格，對(duì)于比較潮濕的材料要進(jìn)行干燥處理。
4根據(jù)推薦的工藝參數(shù)加熱料筒和噴嘴，如果模具要加熱，則需要通電加熱。
5判別料筒和噴嘴溫度是不是合適。
總結(jié)
總結(jié)
通過兩個(gè)多月的忙碌，畢業(yè)設(shè)計(jì)也快結(jié)束了。打開裝配圖，仿真模擬也基本達(dá)到想象的效果。但由于能力和時(shí)間的關(guān)系，總是覺得有許多讓人不滿意的地方，如結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)、畫圖技巧等等。但是，我又會(huì)不自覺地安慰自己：做一件事，不需要太在意最終的結(jié)果，寶貴的是過程中的收獲。以此來撫慰我尚沒平復(fù)的心情。
畢業(yè)設(shè)計(jì)，也許是我在大學(xué)時(shí)代交上的最后一次作業(yè)了。我的畢設(shè)輔導(dǎo)老師，盡管我們是因?yàn)楫呍O(shè)才認(rèn)識(shí)，但她卻能不厭其煩的給我指導(dǎo)。在此，特向她道聲謝謝。
致謝
致謝
我不會(huì)忘記這難忘的幾個(gè)月，這其中有我難忘的回憶。我在書的海洋里找到信息的日子里，面對(duì)無數(shù)書本上市,最難忘的是每次激動(dòng)和興奮地找到信息，記得最快樂的心情當(dāng)每一步實(shí)現(xiàn)小想法；趕論文我甚至寫到深夜，但每一個(gè)字的敲打，沒有疲勞，我的心充滿了歡樂。從我收集的信息，掌握了許多專業(yè)上的知識(shí)，也發(fā)現(xiàn)了自己仍有很多不足之處，所以我已經(jīng)學(xué)會(huì)知識(shí)鞏固和改善。在整個(gè)過程中，我學(xué)到了新知識(shí)，增長知識(shí)。在接下來的日子里，我仍然要繼續(xù)充實(shí)自己，不斷地努力。
腳踏實(shí)地、認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)、現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度,不怕困難、堅(jiān)韌不拔、勤奮的精神是我在這個(gè)設(shè)計(jì)中最大的收獲。我認(rèn)為這是一個(gè)鍛煉自己的機(jī)會(huì),能夠讓自己看到不足，讓自己能力真正的提升,而且在我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。
在這里也要感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師的指導(dǎo)和照顧,所以我能夠成功地完成畢設(shè)和論文。在我的畢設(shè)期間，導(dǎo)師們有也付出了很多汗水以及辛勤工作。嚴(yán)格的審核我每一階段的任務(wù)。充滿責(zé)任感的老師,讓我我不僅學(xué)會(huì)了一個(gè)可靠的，廣泛的專業(yè)知識(shí),還學(xué)會(huì)了生活中的真理。在這里我想向我的導(dǎo)師獻(xiàn)上我最真誠的感謝和深深的敬意。
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