学士学位论文空气压缩机壳体模具设计.docx

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学士学位论文空气压缩机壳体模具设计

摘要

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本设计介绍了空气压缩机壳体的注射成型的基本原理，特别是双分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；根据零件的结构特点和实际生产要求，设计了一个一模一腔的注射模模具。

在模具中采用了斜导柱侧向分型机构和抽芯机构，实现了自动化生产。

最后详细介绍了温度调节系统中的冷却系统的设计。

通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理。

关键词：

模具；注塑成型；空气压缩机壳体；侧向分型；抽芯；

ABSTRACT

Plasticindustryisoneofthefastestgrowingindustrialcategoriesintheworldtoday，Andinjectionmouldisoneoftherapiddevelopmentofspecies，therefore,thestudytounderstandplasticinjectionmoldproductionprocessandimproveproductqualityhasgreatsignificance.

Thedesignintroducedthebasicprincipleofinjectionmoldingoftheaircompressorshell，especiallythepartingsurfaceinjectionmouldforthestructureandtheworkingprinciple，forinjectionproductsputforwardthebasicdesignprinciples；Accordingtothestructuralcharacteristicsandactualpartsproductionrequirements，designainjectionmoldofamoldacavity.InthemoldusesObliqueguidecolumnsidepartinginstitutionsandcore-pullingmechanism，realizedtheAutomationproduction.Finallythedesignofthecoolingsystemofthetemperaturecontrolsystemareintroducedindetail.Throughthisdesign,Tohaveapreliminaryunderstandingofinjectionmolding,Notesomedetailsofdesign,understandthemouldstructureandworkprinciple.

KeyWord：

mold;Injectionmolding;Aircompressorshell;Sideparting;core-pulling

1.绪论

1.1模具在加工工业中的地位

模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。

在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。

例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。

对模具的全面要求是：

能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。

以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。

模具影响着制品的质量。

首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同向性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。

其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。

在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。

另外模具对制品的成本也有影响。

当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。

现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。

高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。

由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。

因此促进模具的不断向前发展

1.2模具的发展趋势

近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。

从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：

（1）加深理论研究

在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。

（2）高效率、自动化

大量采用各种高效率、自动化的模具结构。

高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。

（3）大型、超小型及高精度

由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。

（4）革新模具制造工艺

在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。

（5）标准化

开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。

1.3塑料模具产业在中国的现状

1.3.1中国塑料模具制造水平

大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。

1.3.2中国塑料模具行业和国外先进水平相比

（1）发展不平衡，产品总体水平较低。

虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。

包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。

（2）工艺装备落后，组织协调能力差。

虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。

更主要的是，企业组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。

（3）大多数企业开发能力弱，创新能力明显不足。

一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少；更重要的是观念落后，对创新和开发不够重视。

模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。

（4）供需矛盾短期难以缓解。

近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。

同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。

市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。

（5）体制和人才问题的解决尚需时日。

在社会主义市场经济中，竞争性行业，特别是像模具这样依赖于特殊用户、需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。

人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。

1.4设计在学习模具制造业中的作用

通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。

在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。

2.空气压缩机壳体设计及其成型工艺的分析

2.1塑件成型工艺性分析

图2-1空气压缩机壳体

2.1.1结构分析

2.1.1.1塑件

上图2-1所示是空气压缩机壳体参考零件

2.1.1.2塑料名称

ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）

2.1.1.3生产纲领

生产量为10万片属大批量。

2.1.1.4结构分析

（1）该塑件为汽车空气压缩机的壳体，顶部是高低起伏的两个平面，有五处通孔。

零件的角落上有圆管特征，圆管附着的特征面没有拔模角度。

零件的侧面还有一处侧耳特征，上面有两处通孔，零件的主体与底部平面相交的四周采用了加强筋进行加固。

产品的表面不允许有浇口痕迹和飞边

（2）壳体内侧结构较为简单，需注意圆管与主体结合在一起的通孔形状及侧面两处通孔于内部侧面的形状，壳体下端是配合面，所以在模具设计和制造必须具备一定的制造精度和加工工艺。

2.1.2成型工艺分析

成型工艺分析如下。

（1）精度等级。

采用一般精度5级。

（2）脱模斜度。

该塑件壁厚约为5mm，平均脱模斜度为10度。

所用塑料为ABS,流动性中等，且脱模斜度较大，成型工艺性很好，可以注射成型。

2.2空气压缩机壳体原料（ABS）的成型特性与工艺参数

2.2.1注射成型过程

（1）成型前准备。

为了保证注射成型的正常进行和保证塑件质量，在注射成型前应作一定的准备工作。

即对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。

由于ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以成型ABS时，应进行充分的干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。

ABS的干燥方法:

常压热风干燥80-85℃2-4小时；真空热风干燥80℃1-2小时。

（2）注射过程。

塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为加料、塑化、充模、保压、倒流、冷却和脱模等几个阶段。

（3）塑件的后处理。

处理的介质为空气和水，处理温度为

，处理时间为

。

常用的后处理方法有退火和调湿两种。

2.2.2ABS的注射工艺参数

（1）注射机：

螺杆式。

（2）预热和干燥：

温度（℃）80～85，时间（h）2～3

（3）螺杆转数（r/min）：

30。

（4）料筒温度（℃）:

后段150～170

中段200～210

前段180～190

（5）喷嘴温度（℃）：

180～190；喷嘴形式：

直通式。

（6）模具温度（℃）：

50～70。

（7）注射压力（MPa）:

70～90。

（8）注射速度、注射压力:

一般ABS制品采用高速及多级注射，但是对于阻燃品级，要慢速注射，可以避免注射料的分解，耐热ABS也要快速注射（可减少内部应力），注射压力在75MPa左右，保压时可低些。

（9）熔胶温度:

190℃。

（10）成型时间（

）:

注射时间:

20～90

保压时间:

0～5

冷却时间:

20～120

总周期: