模具毕业设计120玩具小车上盖注塑模设计说明书.docx

1、模具毕业设计120玩具小车上盖注塑模设计说明书编号： 毕业设计说明书题目：玩具小车上盖注塑模具设计与工艺分析学院：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名： 学号： 指导教师单位： 大学姓名： 职称：副教授题目类型： 理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发2014年5月26日摘要本文是针对玩具小车上盖的注塑模具设计与工艺分析。首先对玩具小车上盖进行三维设计，并且对其进行结构分析。然后根据玩具车上盖的结构分析其工艺特点，主要包括材料工艺特性、制件的工艺结构特点，然后根据工艺选择注射机，并对注射机的参数进行校核。接着进行注塑模工艺设计，主要包括分型面设计、型腔数量和布局设计、

2、浇注系统设计、模架选择、推出机构设计和冷却系统设计，其中分型面设计和浇注系统设计是重点设计内容，其设计结果需要进行模流分析验证。最后对所设计的零件进行装配并给出最终设计结果。本文设计过程中主要使用UG NX 8.5/ MOLDWIZARD经行设计，用到的设计内容包括三维造型、模具设计、分型面设计、浇注系统设计和冷却系统设计，最终结果由UG装配完成。关键字：注塑模具；UG AbstractThis article is the injection mold design and process analysis for the cover of toy car, first designs th

3、ree-dimensional toy car shell, and then analyzes its technological features which includes material properties, structural features of parts of the process and select the injection machine. Then article design injection molding process which includes sub-surface design, the number and layout of the

4、cavity designing, gating system design, mold selection, launches mechanism design and cooling system design, checking the process parameters of mold design.In this article, the design is mainly used UG NX 8.5 / MOLDWIZARD. The content of the design includes three-dimensional modeling, mold design, p

5、arting surface design, gating system design and cooling system design, the final result is done by UG assembly.Keywords:Injection mold; UG引言玩具车市场在通过多年的宣传和发展后，随着新技术的不断发展，新的产品不断出现，在男孩子们的众多玩具中，玩具车一直是所有类型玩具中最受欢迎的玩具之一，产生这种情况的原因有以下几点：首先，我国经过了改革开放后经济的飞跃发展，家庭轿车以经遍及全国各地，这使得汽车理念一直伴随着孩子们的成长并不断深入其脑海中，由此直接带动了玩具车

6、模型市场的发展。同时随着技术的不断更新，汽车模型结构越来越接近真实车辆，按比例生产的玩具车越来越受欢迎，其已成为车模发烧友的最爱。 其次汽车文化产品的发展也推动着玩具车市场的发展，无论是游戏、动画片还是电影，这要涉及到现代社会生活就绝对少不了汽车的身影。特别是汽车主题相关的电影或动画片热播，都会极大的影响玩具汽车市场，例如汽车题材动画片汽车总动员热播后，曾极大的推动玩具车和模型车的热售。最后，儿童玩具市场的需求一直是弹性的，这与其他玩具市场是不同的。儿童玩具更新很快，而且每个玩具的寿命都不长，每个孩子都不会仅仅只买一个玩具，而是看到新的都会想再买，因此其需求量是巨大的。由于许多玩具车的结构较复

7、杂，在制造工艺上，玩具车注塑模是注塑模具设计制造行业最复杂的模具之一，其需要用到各种尖端的制造技术。首先其外形质量要求非常高，这就使得模具制造的精度要求非常高，同时对加工工艺也提出高要求；最后玩具车的结构要尽量简单，结构简单可以简化加工工艺，降低成本。玩具小车上盖注射模具设计的包括塑件的三维建模、塑件的材料选择和工艺分析、型腔结构和布局设计、分型面设计、注射机选择与校核、浇注系统设计、模流分析、模架选择、推出机构设计、冷却系统设计以及其他零件设计，重难点主要在浇注系统设计，浇注系统的设计结果好坏不仅直接会影响到制件的性能、尺寸精度和表面质量，还会影响到原材料的利用率以及生产效率，是本次模具设计

8、的关键的设计。本次模具设计主要是基于UG注塑模向导的注塑模设计，设计过程包括模具结构所有的零件设计与装配，设计结果利用UG的moldex3d功能进行工艺分析，验证设计结果是否合理。 1 产品的工艺分析1.1 外型设计通过对当前市场上的一般的玩具车外形进行分析，大致了解当前市场上主要的玩具车类型，通过参考市场情况设计产品，以设计出更符合市场需求的产品。玩具车上盖材料主要有塑料和金属两种，金属上盖相对于塑料上盖强度更高，使用寿命也较长，但也因质量较大而加大了玩具车的电能消耗，而且成本也较高。而塑料上盖不仅质量轻、成型容易、原料便宜，而且强度也满足使用要求。综合以上考虑本次设计选择塑料作为玩具小车的

9、上盖材料。玩具小车上盖三维模型如图1.1所示：图1.1 玩具小车上盖三维模型1.2 产品材料的确定常用的注塑材料有ABS，PC ，AS，PS等，各种材料具有不同的特性，其中ABS的综合性能好，其不仅具有优良的抗冲击性和耐热性，还具有易加工、成品尺寸稳定、表面光泽性好等特性，并且有良好的耐寒性，在40低温时仍有一定的机械强度1，是一种多用于制作小玩具的材料，因此确定材料为：ABS。1.2.1 ABS常规性能无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.051.18g/cm3,收缩率为0.4%0.9%,弹性模量值为2Gpa,泊松比值为0.394，吸湿性2502。1.2.2 ABS的成

10、型工艺（1）ABS的流动性受到注射压力和注射温度的影响，其中注射压力影响更大些。（2）ABS在注塑成型之前需要进行干燥处理，不然制件表面可能将会出现气泡、银丝等产品缺陷。（3）ABS制品在加工过程中容易产生内应力，为防止因内应力过大而引起的质量问题需要进行退火处理2。（4）ABS的熔体流动长度与制件壁厚之比会因不同品级而不同，一般其值约为190:1，因此，ABS制件的壁厚不能太薄，如果需要作电镀处理，则壁厚要加厚些，这样可以增加镀层和制件表面的粘附力。一般制件的壁厚在1.54.5mm之间。（5）ABS注塑成型的保压压力有一定的要求，不宜使用过高压力，如果保压压力过高，制件的内应力会过大。（7）

11、在生产过程中，一般选择中、低速，如果因为结构原因或其他原因导致中、低速充模困难，则应相应提高注射速度2。（8）模具温度对ABS制件的表面质量如表面粗糙度有着重要影响，同时还影响制件的内应力。一般情况下，模具温度应控制在4050之间。1.3 产品的工艺分析1.3.1产品的尺寸和表面质量玩具小车上盖的总体尺寸为长、宽、高约200mm80mm60mm。四周无孔类结构，内部有安装螺钉的固定柱，整体结构较简单。根据设计的玩具小车上盖所选的材料ABS和一般玩具车的精度要求，确定玩具小车上盖塑件的精度等级为：IT5。为保证玩具小车上盖的美观，玩具小车上盖表面不得有任何缺陷，表面光泽度要好，根据一般玩具车的外

12、观要求，同时为保证玩具车上盖的可电镀性，确定玩具小车上盖的表面粗糙度为：Ra0.8。1.3.2壁厚塑件制品的壁厚是塑件注塑成型重要的结构要素。塑料成型时，由于存在收缩量，如果壁厚不均匀，塑件成型固化时会产生收缩不均现象，这可能会导致制品变形，甚至开裂，对制品的外观和力学性能都造成不利影响。而如果制品的壁厚过大，则不但用料过多，而且由于塑料熔体固化成型时会产生一定的收缩，如果收缩不均匀，就可能会产生缩孔、气泡、翘曲和凹痕等缺陷。当壁厚过小时，则会导致熔融塑料在模具型腔中的流动阻力较大，导致塑料制品充模速度过慢，可能会造成填充不满，最终制品强度不够，因此在设计塑料制品时，应注意设计适当的壁厚。常用

13、热塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推荐值如表1.1所示，根据玩具小车上盖的强度要求，最优化原理，确定玩具车上盖壁厚。表1.1常用热塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推荐值塑料名称最小壁厚/mm常用壁厚/mm小型制品中型制品大型制品尼龙0.450.761.502.43.2聚乙烯0.601.251.602.43.2聚苯乙烯0.751.251.602.43.2改性聚苯乙烯0.751.251.602.43.2有机玻璃0.801.502.202.43.2硬聚氯乙烯1.201.601.802.43.2聚丙烯0.851.451.752.43.2聚碳酸酯0.951.802.302.43.2醋酸纤维素0.701.25

14、1.902.43.2聚甲醛0.801.401.602.43.2通过UG分析玩具小车上盖的壁厚信息如下图图1.2 玩具小车上盖壁厚分析分析结果为：平均厚度=0.76，最大厚度=2.771.3.3脱模斜度设计在塑料制品的成型中，为了便于将塑料制品从模具内脱出，制品的内外壁应有足够的脱模斜度。脱模斜度设计需要考虑塑件的结构尺寸、塑料成型性能以及模具的结构，一般情况下302之间选取。一些常用塑料的脱模斜度经验数据参阅表1.2。表1.2 常用塑料的脱模斜度经验数据塑料名称或代号脱模斜度聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯301ABS、尼龙、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚40130硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有

15、机玻璃502热固性塑料201设计塑件的脱模斜度时，应遵循以下原则：(1)在保证产品使用性能的条件下应尽量选择较大的脱模斜度，使制品容易脱出。(2)如果塑件的收缩率较大，成型后塑件对型芯的包紧力也会较大，为使塑件顺利脱模，脱模斜度应设计大些。(3)如果制品的壁较厚，那么制件成型后的收缩量会比较大，此时，应设计较大的脱模斜度3。(4)高大的塑料制品，应尽量选用较小的脱模斜度。(5)如果要求塑料制品在脱模后留在型芯一侧时，则内表面的脱模斜度应比外表面的脱模斜度小3。(6)塑料制品高度和孔的深度较小时（内孔深10mm,外形高20mm），可以不设计脱模斜度。根据以上原则和成型材料ABS性能特性与玩具小车上盖的尺寸结构特点，确定塑件的脱模斜度为0.5。1.3.4加强筋设计为保证制品有足够的强度，在支撑结构的连接部位需要设计加强筋结构。玩具车上盖有四个用于安装自攻螺钉的支撑圆柱结构，在圆柱底部应设计加强筋