汽车尾门搭口注塑模设计 任务书+开题报告+论文.docx

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汽车尾门搭口注塑模设计任务书+开题报告+论文

专业模具设计与制造班级模具072姓名

一、课题名称：

汽车尾门搭扣设计

二、主要技术指标：

1、工件表面：

必须符合质量要求及CAD数据和2D图纸，表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。

2、工件尺寸：

工件尺寸符合CAD数据及装车质量要求。

3、产品必须和相关的匹配零件匹配合格。

4、模具正常生产寿命必须达到30万次。

5、注塑成型周期40秒。

6、模具为1x2（一模2腔）

7、模具所有零件拆装必须简单可靠。

8、塑件材料为ABS,收缩率为0.5%

三、工作内容和要求：

1、必须采用UG进行模具设计。

2、模架采用LKM（龙记）标准模架。

3、水路直径采用8MM。

4、设计2D总装图一份（必须包括材料清单），零件图一份。

5、设计模具铭牌一套（包括：

主铭牌、凹模水路铭牌、凸模水路铭牌、动作顺序铭牌）

6、3D要求必须在8月9号前完成，2D必须在8月15号前完成。

四、主要参考文献：

[1]齐卫东主编.塑料模具设计与制造[M].北京：

高等教育出版社.2004

[2]史新民主编.机械设计基础[M].南京：

东南大学出版社.2007

[3]陈剑鹤主编.塑料模具设计图册[M].北京：

清华大学出版社2008

学生（签名）年月日

指导教师（签名）年月日

教研室主任（签名）年月日

系主任（签名）年月日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文题目）

汽车尾门搭口注塑模具设计

一、选题的背景和意义：

随着现代工业发展的需要，注射成型和冲压成型在整个制造业的生产中占有十分重要的地位。

据估计，注射成型的制品约占所有模具塑料制品总产量的三分之一，注射模约占塑料成型模具数量的二分之一以上。

因此注模在模具工业中的重要性显而易见。

注塑模具是重要的工艺装备之一,它在工农业生产以及日常生活中得到了广泛的应用。

由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并可保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、以及许多家电产品的零部件很多都采用模具进行加工。

当前，中国汽车业发展非常迅速，汽车在中国也越来越普及，汽车零件能否大批量生产对汽车的普及有着极大的影响。

通过对汽车尾门搭口注塑模的设计，可以对注塑模有更深刻的理解而且可以熟练掌握相关软件。

二、课题研究的主要内容：

塑料模具在日常生活中应用广泛，通过做设计来提高自己的专业知识，能更加清楚模具设计的流程。

注塑模具的设计主要研究了二板模的设计加工制造方法。

其中对模具分型面的选择、浇注系统的设计、推出系统冷却系统等是都本模具的设计重点。

通过对模具的设计，绘制出模具装配图和零件图。

三、主要研究（设计）方法论述：

对塑料模具的设计一般从五个方面进行，即：

塑件的成型分析；注塑机的选择；模具的基本结构设计；注塑机的校核；绘制出装配图。

使用UG软件来设计出模具的三维造型。

四、设计（论文）进度安排：

时间

工作内容

8月1日

接受毕业设计任务书

8月2—3日

搜集相关资料，完成毕业设计开题报告

8月4—5日

构思总体技术方案，进行方案分析比较

8月6—8日

确定总体设计方案

8月9—13日

按毕业设计任务书要求进行设计的相关计算

8月14—18日

完成塑料模设计的相关图纸

8月19—22日

整理文字内容与图纸的排版

8月23—25日

初稿交给指导老师审查

8月26—29日

将正稿打印好，准备毕业答辩

8月30日

毕业答辩

五、指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

年月日

目录

摘要--------------------------------------------------------------------------------------6

前言--------------------------------------------------------------------------------------6

零件的描述---------------------------------------------------------------------------7

塑件的工艺性分析-----------------------------------------------------------------7

1.塑料的分析---------------------------------------------------------------------8

2.塑件的分析---------------------------------------------------------------------8

注塑机的选择------------------------------------------------------------------------9

1.塑件的体积、质量------------------------------------------------------------9

2.型腔数量------------------------------------------------------------------------9

3.注塑机相关参数---------------------------------------------------------------9

4.注塑成形工艺参数------------------------------------------------------------10

模具结构设计------------------------------------------------------------------------10

1.分型面得选择----------------------------------------------------------------10

2.型腔布局----------------------------------------------------------------------11

3．模具总体结构类型----------------------------------------------------------12

4.成形零件的设计--------------------------------------------------------------12

5.选择标准模架-----------------------------------------------------------------14

6.浇注系统-----------------------------------------------------------------------15

7.推出机构-----------------------------------------------------------------------16

8.冷却系统-----------------------------------------------------------------------17

9.排气系统-----------------------------------------------------------------------17

注塑机的校核------------------------------------------------------------------------17

结论--------------------------------------------------------------------------------------18

答谢词-----------------------------------------------------------------------------------19

参考文献-------------------------------------------------------------------------------19

摘要：

随着现代塑件制品的使用广泛且形状要求越来越精确，塑料模具的设计的要求也越来越高。

同时在塑料制品中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。

本文以汽车尾门搭口为研究对象对塑件的注塑成型过程进行分析，确定了分型面、模架、成型零件设计、最佳浇口位置、浇注系统形式、推出机构、冷却系统、排气系统以及成型工艺参数。

基于UG进行产品的三维分模，确定了型腔和型芯结构，并在此基础上进行了分析、设计、出图、总结。

关键词：

汽车尾门搭口、UG（CAD/CAM）。

英文翻译：

Withmodernplasticproductswerewidelyusedandincreasinglydemandingpreciseshape,plasticmolddesignrequirementsarealsogettinghigherandhigher.Atthesametimeintheplasticproducts,high-qualitydiedesign,advancedmoldmanufacturingequipmentandreasonableprocessing,high-qualitymaterialsandmodernmoldforminghigh-qualityequipmentareforminganimportantconditionforplasticparts.

前言

随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。

在塑料制品的生产中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。

为此，在学习了有关塑料模具，以及一些2D,3D软件设计了一个汽车尾门搭口。

模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”，现代模具行业是技术、资金密集型的行业。

作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。

如今，模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用；特别是在制造业中，它起着其他行业无可取代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着巨大的影响。

近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。

本次设计是针对以上形势所设计的一个利用UG、CAD完成的一个汽车尾门搭口塑料的设计过程。

在设计过程中，本人力求做到结构完整，内容实用、技术先进、使用可靠。

由于本人水平有限、时间仓促，难免有疏漏之处，敬请批评指正！

图1

零件描述：

汽车尾门搭口（三维UG图纸如图1所示）

1.塑件材料为ABS

2．大批量生产，表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。

3.未注圆角为R2

4.表面粗糙度达到Ra1.6

5．未有尺寸按MT6级精度计算

一.塑件的工艺性

1.塑料

品种：

ABS

颜色：

浅黄色

结构特性:

粒状或珠状不透明树脂

基本特性：

　ABS，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于加工成型。

缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。

由于ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成，所以ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。

这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的ABS材料。

这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到{TodayHot}高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。

成型特性：

1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.

2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解（分解温度为>270度）.对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.

3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

工艺性能:

ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理

2.塑件

a.尺寸精度：

该塑件未标注公差尺寸,故公差等级取MT6级精度计算.

b.表面质量要求:

该塑件为汽车尾门搭口,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。

c.结构工艺性：

此塑件为壁壳类零件，整体尺寸为34.46×

28.83，厚度基本均匀为5.07mm，最厚处为10.13mm，属于小型塑件。

塑件一侧有较深的凹槽，且外表面的表面质量要求很高，无法直接脱模，必须加侧抽机构。

d.通过以上分析，此塑件可以采用注塑成形生产，又因为模具寿命要求要达到30万次，塑件产量要达到120万件，属于大批量生产，采用注塑成形具有较高的经济效益。

二．.注射机的选择

1.计算塑件的体积、质量

经UG软件测得塑件的体积约为21.1㎝3，塑件密度为1.02-1.05g/cm3,则质量M=21.1×1.02=21.52g。

2.确定模具型腔数量

模具寿命要达到30万次，属于大批量生产，且塑件精度要求较高，为提高效率，采用一模两腔结构。

3.选择注射机

根据公式Vmax≥（nVs+Vj）/k

Vmax指注射机的最大注射量n指型腔数量

Vs指塑件体积Vj浇注系统凝料体积

K指注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8

已知n=4，Vs=21.1㎝3，估计Vj=10㎝3，则Vmax≥（2×21.1+10）/0.8=62.25㎝3

查表可选择的注射机型号为XS-ZY-500型卧式注射机,其有关参为:

额定注射量500cm3

注射压力145MPa

锁模力3500KN

最大成形面积1000cm2

模具厚度300～450mm

最大开合模行程500mm

喷嘴圆弧半径18mm

喷嘴孔直径6mm

拉料间距540mm×440mm

顶出形式中心液压顶出，两侧顶杆机械顶出

4.制定注射成形工艺参数

查表得ABS的注射成形工艺参数如：

a.温度（oC）

喷嘴温度 210～260℃（240℃）

料筒温度

喂料区  40～60℃（50℃）

区1    160～180℃（180℃）

区2    180～230℃（210℃）

区3    210～260℃（240℃）

区4    210～260℃（240℃）

区5    210～260℃（240℃）

模具温度 40～80℃

注射压力100～150Mpa

注射时间0～5冷却时间20～50

保压时间20～80成形周期50～110

三．模具结构设计

1.分型面的选择

分型面是模具动模和定模的结合处，分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成形的塑件为原则，首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在塑件的中间处。

此塑件分型面如图2所示。

2.型腔布局

单型腔模具虽然可使模具结构简单，但塑件成形的生产效率低，塑件的成本高，适于塑件较大的产品。

多型腔模具虽然使模具结构复杂，但塑料成形的生产效率高，塑件成本低，所以综合考虑还是采用一模两腔结构的型腔布局。

采用一模两腔的模具结构。

如图2所示：

3.确定模具总体结构类型

对塑件表面和外观的要求很高，要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，所以采用潜伏式浇口成形。

方案一：

普通两板模结构是注塑模中最简单的一种结构形式，这种模具只有一个分型面。

方案二：

三板模结构，三板模也是注塑模中较为常见的一种结构，但是比较繁琐。

塑件的形状虽然比较简单，但比较小，属于小型塑件，而且零件需要加侧抽芯。

表面要求又高，所以综合考虑采用两板模的热流道模具。

热流道系统有很多的优点，可以缩短成型周期减少注塑时间和冷却时间，提高效率，还可以减少流道的能量损失，提高成型质量。

4.成形零件设计

a.结构设计

型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。

考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

为便于装拆，型腔采用整体嵌入式。

b.工作尺寸计算（因为是未注公差按MT6计算）

对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。

查表可知ABS的平均收缩率Scp=1.15%

型芯径向尺寸13.78+0.4616.26+0.54

LM=（LS＋LSScp＋3Δ/4）－δz

=（13.78+13.78×1.15%+0.46×3/4）-（0.46/4）

=14.28-0.115

LM=（LS＋LSScp＋3Δ/4）－δz

=（16.26+16.26×1.15%+0.54×3/4）-（0.54/4）

=16.85-0.135

型芯高度尺寸5.07+0.3210.13+0.46

HM=（HS+HSScp+2Δ/3）－δz

=（5.07+5.07×1.15%+2/3×0.32）-（0.32/4）

=5.34-0.08

HM=（HS+HSScp+2Δ/3）－δz

=（10.13+10.13×1.15%+2/3×0.46）-（0.0.46/4）

=10.55-0.115

型腔径向尺寸34.46-0.8016.26-0.5428.83-0.70

LM=（LS＋LSScp-3Δ/4）+δz

=（34.46+34.46×1.15%-3/4×0.80）+（0.80/4）

=34.26+0.2

LM=（LS＋LSScp-3Δ/4）+δz

=（16.26+16.26×1.15%-3/4×0.54）+（0.54/4）

=16.04+0.135

LM=（LS＋LSScp-3Δ/4）+δz

=（28.83+23.83×1.15%-3/4×0.70）+（0.70/4）

=28.58+0.175

型腔深度尺寸10.13-0.465.07-0.32

HM=（HS+HSScp−2Δ/3）+δz

=（10.13+10.13×1.15%-2/3×0.46）+（0.46/4）

=9.88+0.115

HM=（HS+HSScp−2Δ/3）+δz

=（5.07+5.07×1.15%-2/3×0.32）+（0.32/4）

=4.92+0.08

型芯圆角R2

LM=（LS＋LSScp）－δz

=（2+2×2.25%）-0.01=2.045-0.01

型腔圆角R2

LM=（LS＋LSScp）+δz

=（2+2×2.25%）+0.01=2.045+0.01

c.型腔侧壁和底板厚度计算

此模具采用组合式矩形型腔，查表，已知圆形型腔内壁短边为28.83mm，则型腔壁厚S1=9㎜，模套壁厚S2=22㎜。

已知t≥（a`p/[σ]）0.5b，则L/b=28.83/28.83=1.0则a`=0.3078，又已知p=40MPa[σ]=300MPa

带入公式t≥（a`p/[σ]）0.5b

=（0.3078×40/300）0.5×28.83=5.8

5.选择标准模架

1）确定模架组合形式

采用推杆推出机构，定模和动模均由两块模板组成。

2）斜导柱侧抽芯机构设计与计算

抽芯距与抽芯力的计算：

抽芯距S=S1+（2-3）=（R2-r2）0.5+（2-3）=（292-162）0.5+2=26.19

抽芯力的计算F=chp（ucosa-sina）

C—侧抽芯成形部分的截面平均周长m

ｈ—侧抽芯成形部分高度m

ｐ—塑件对侧型芯的收缩应力（包紧力），其值与塑件的几何形状及塑料的品种、成形工艺有关，一般情况下模内冷却的塑件，ｐ=（0.8～1.2）×107

模外冷却的塑件，ｐ=（2.4～3.9）×107

ａ—侧抽芯的脱模斜度或倾斜角

ｕ—塑料在热状态时对刚的摩擦系数，一般取0.15～0.3

则F=chp（ucosa-sina）

=9.1688×10-3×1.46×10-1×0.8×107×（0.3cos13—sin13）

=1007.23N

斜导柱的长度计算L=s/sina=26.19/sin13=119.05

3）计算型腔模板周界

长度L=22+34.46+9+34.46+9+30+22+15.6+15.6=192.12

宽度N=22+28.83+9+28.83+9+30+22+15.6+15.6=180.86

4）选取标准的型腔模板周界尺寸

首先确定模架宽度，N=180.86最接近于标准尺寸315，则选400×L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=288的400。

最终确定的模架规格为400×400。

5）确定模板厚度

A板定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=40，选取标准中A板厚度HA=40mm。

B板动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.5～1）型芯高度，则B板厚度HB在26～52之间，标准化取HB=40mm。

C板垫板，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度＋推杆固定板厚度＋塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。

此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=25mm，塑件推出距离=型芯高度+（5～10），选推出机构移动空间要足够推出塑件，HC=120mm。

此设计中模架标准采用龙记（LKM）标准模架。

如图4所示。

6）检验模架与注射机的关系

a.模具外形尺寸400×400＜拉杆空间540mm×440mm，适合。

b.最大模具厚度450＞模具厚度400＞最小模具厚度300，合理。

c.开模行程＜最大开合模行程500，合理。

6.浇注系统

浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。

浇注系统的设计