畢業(yè)論文--汽車內(nèi)飾件的注塑成型工藝分析與模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 ， mmh 41?下 ； p? ─一般 中碳鋼 p? 為 160 MPa； 12ll?? ； ? ─根據(jù) 1 ?lh ，查《中國模具設計大典》表 得： ?? ； S─矩形凹模厚度 mmS 902 320500 ???短， mmS 1152 480710 ???長； S? ─矩形凹模型腔側(cè) 壁厚度 ； 經(jīng)強度校核，所選用模板滿足要求。凹模結構采用整體嵌入式如圖 43 所示。 山東大學畢業(yè)論文（設計） 11 圖 43 嵌入式凹模 ② 整體式矩形凹模底板厚度 31314???????? ?????????? ?? pp E pbCbEpbCT ?? 式中， p ─ 模具型腔內(nèi)最大熔體壓力即型腔壓力， p 取 35MPa ； b ─矩形凹模型腔短邊長度（ mm），查圖 41 得： mmb 265? ； l ─矩形凹模型腔長邊長度（ mm），查圖 41 得： mml 427? ； E ─一般中碳鋼的彈性模量取 105MPa； p? ─許用變形量； ? ?? ?132 44 44 ??? bl blC 故 ? ?? ?132 4444??? bl blC ? ?? ?126542732 265427 4444?? ? 315 ?????? ?? ????T? 強度條件進行校驗 整體式矩形凹模底板厚度 4 成型零件設計 12 21212 2 ??????????????????pppbpbT?? 式中， p ─ 模具型腔內(nèi)最大熔體壓力即型腔壓力， p 取 35MPa ； b ─矩形凹模型腔短邊長度（ mm ），查圖 41 得： mmb 265? ； p? ─一般中碳鋼 p? 為 160MPa； 故 21 ?????????T ? 經(jīng)強度校核，整體式矩形凹模底板厚度最小為 mm88 。 通過以上計算， 查 《中國模具設計大典》表 ， 型腔凹模固定板選用：mmmmmm 125710500 ?? ；型芯凹模固定板選用： mmmmmm 160710500 ?? ； 模架總高度 mmH 5254016016012540 ?????? ，滿足注塑機要求（ 最大模具厚度mm1050 ，最小模具厚度 mm450 ）。 定位楔塊設計 （ 1） 型芯固定板上定位楔塊設計 長邊方向上定位楔塊，如圖 44 所示。 1 2 0252 7601 4 176。 圖 44 定位楔塊 短邊方向上定位楔塊，如圖 45 所示。 山東大學畢業(yè)論文（設計） 13 25609 0 2 71 4 176。 圖 45 定位楔塊 （ 2） 型腔固定板上定位楔塊設計 長邊方向上定位楔塊，如圖 46 所示。 15501 2 0 2 71 4 176。 圖 46 定位楔塊 短邊方向上定位楔塊，如圖 47 所示。 15509 0 2 71 4 176。 圖 47 定位楔塊 5 澆注系統(tǒng)設計 14 5 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)的組成及設計原則 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注塑機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對塑件質(zhì)量影響很大；澆注系統(tǒng)設計的正確與否，對注射成型過程和塑件質(zhì)量均有著直接影響，在澆注系統(tǒng)設計時應遵循如下原則： （ 1）在滿足 塑料成形和排氣良好的前提下，盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短充模時間； （ 2）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關鍵，應有利于熔體流動、避免產(chǎn)生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮； （ 3）設計澆注系統(tǒng)時，應考慮取出澆口方便，修正澆口時在塑料塑件上不留痕跡，以保證塑料塑件外觀。 流道及澆口設計 主流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注塑機噴嘴注射出的熔體導入分流道或是型腔中。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切聯(lián)系。若主流道太大，其主流 道塑料體積增大，回收的冷料多，冷卻時間增長；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，粘度增高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料成形困難。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。 （ 1）主流道設計原則 ① 澆口套的內(nèi)孔呈圓錐形，錐度為 2～ 6176。 ； ② 澆口套進口的直徑應比注塑機噴嘴孔直徑大 1～ 2mm； ③ 澆口套球面半徑一般要比注塑機噴嘴接觸處球面半徑大 ～ 1mm； ④ 澆口套（主流道長度）應盡量短，可以減小冷料回收量，減小熱量和壓力損失； ⑤ 澆口 套部位熱量集中，溫度很高，應考慮冷卻。 （ 2） 主流道設計 山東大學畢業(yè)論文（設計） 15 ① 計算體積流率 q scmVq / 31 ??? ? 式中， 1V ─ 塑件體積； ? ─ 注射時間，查《中國模具設計大典》表 ， ? 取 ； ② 確定恰當?shù)募羟兴俾?? 對于主流道，取 132 105~105 ???? s? ； 對于分流道，取 132 105~105 ???? s? ； 對于矩形類澆口，取 154 10~10 ?? s? ； ③ 求當量半徑 nR 根據(jù)剪切速率和體積流率，查《中國模具設計大典》圖 得： 主流道的當量半徑 mmRn ~? ； 分流道的當量半徑 mmRn ~? ； 澆口的當量半徑 mmRn ~? ； ④ 主流道尺寸 根據(jù)注塑機噴嘴口孔徑 mmd 7? ，為了使凝料順利拔出，主流道的小端直徑 1D 應稍大于注塑機噴嘴直徑 d ，通常取 mmdD 81711 ????? ； 主流道入口得凹坑球面半徑 2R 也應大于注塑機噴嘴球頭半徑 1R ，通常為： mmRR 21120202 ????? 主流道的半錐角 ??2? ， 主流道長度 mmL 35? ，則主流道大端直徑 2D 為： mmDD ??????????? 取 mmD 102 ? ，在當量半徑范圍內(nèi)，塑料塑件成型質(zhì)量好。 主流道如圖 51 所示。 5 澆注系統(tǒng)設計 16 φ 8φ 1 040L=35R21 圖 51 主流道 （ 3） 澆口套設計 根據(jù)《大型注塑模具設計技術原理與應用》圖 59 和表 514，選取基本尺寸 30 mm的 A 型澆口套尺寸，如圖 52 所示。 R 3φ30+0.0130.008R 212 04 0φ5000.1 圖 52 澆口套 冷料穴設計 冷料穴的長度通常為流道直徑的 ～ 2 倍，如圖 53 所示。 山東大學畢業(yè)論文（設計） 17 d1.5d2d 圖 53 冷料穴 分流道設計 （ 1）分流道設計原則 ① 在保證正常注射成型工藝條件下，分流道的截面面積應盡量小，長度應盡量短； ② 較長分流道末端應開設冷料穴，便于容納注射開始時產(chǎn)生的冷料，防止空氣進入型腔內(nèi)； （ 2）分流道設計 ① 水平分流道設計 考慮分流道的效率和加工的難易，采用梯形流道，如圖 54，其中，流道直 徑查 《中國模具設計大典》圖 ， mmD 8? ； R 25 176。85 圖 54 水平分流道 ② 豎直分流道設計 豎直分流道采用圓錐形，與水平分流道連接處直徑采用點澆口公式進行計算，如下： 4 1AnCd ? 4 ???? ? 5 澆注系統(tǒng)設計 18 式中， n — 塑料材料系數(shù)，查《中國模具設計大典》表 ， ?n ； C — 塑件壁厚的函數(shù)值，查《中國模具設計大典》表 ， ?C ； 1A — 型腔表面積； 取直徑 小d 為 ，后經(jīng) Moldflow 分析，小端直徑太小，體積剪切速率太大，容易導致塑料裂解，所以將 小d 設為 mm4 。 圓錐大端直徑，取 mm8 ，與水平分流道一樣，則豎直分流道示意圖如圖 55 所示。 φ 8Lφ 4 圖 55 豎直分流道 澆口設計 （ 1）澆口設計原則 ① 澆口應開設在塑料塑件斷面較厚的部位，能使熔融的塑料從塑料塑件厚斷面流向薄斷面，保證塑料充填完全； ② 澆口位置得選擇，應使塑料充填流程最短，減小壓力損失，有利于排除模具型腔中的氣體； ③ 澆口位置應盡量開設在不影響塑料塑件外觀 的部位，如開設在塑料塑件的邊緣和底部等。 山東大學畢業(yè)論文（設計） 19 （ 2）澆口設計 成形零件為大面積薄壁塑件，采用扇形澆口，首先，確定側(cè)澆口深度和寬度的經(jīng)驗公式如下： mmnth ???? mmAnW 1 ????? 其中， h — 側(cè)澆口深度（ mm）； t — 塑件壁厚 （ mm）； n — 塑料材料系數(shù)，查表 ， ?n ； W — 澆口寬度（ mm）； 1A — 型腔表面積； 扇形澆口的面積 mmhWS ???? 根據(jù)分流道直徑 mm8 和扇形最大寬度 mm20 ，求它們對應的深度，如下： mmdSh ??? mmWSh ??? 后經(jīng) Moldflow 分析得：澆 口尺寸太小，體積剪切速率太大，容易導致塑料裂解，所以，將澆口 1h 設為 ， 2h 設為 ； 側(cè)澆口的長度 mmL ~? ，而扇形澆口的長度比側(cè)澆口的長度長一些，常為mm2~ ，在設計中采用 。 拉料桿設計 （ 1）水平分流道拉 料桿設計 ① 確定拉料桿 3d 的尺寸 要想實現(xiàn)脫出凝料的作用，在凝料斷裂前，拉料桿不能斷裂，即 塑鋼 FF ? （ ?????????????? bb dd ????22322） 式中， 3d — 拉料桿頭部小端直徑（ mm）； 5 澆注系統(tǒng)設計 20 d — 豎直分流道小端直徑， mmd 4? ； b? — 拉 料桿所選鋼的抗拉強度， 拉料桿選用 45 鋼，查《機械設計實用手冊》表 得： 45 鋼的抗拉強度 MPab 700?? ； ?b? — ABS 的抗拉強度，查《中國模具設計大典》表 得： MPab 50??? ； 則 50247002223 ??????????????? ?? d mmd ? 查《 大型注塑模具設計技術原理與應用 》圖 513 及表 517 得：選用 C 型分流道拉料桿，相應參數(shù)如下： mmhmmdmmdmmHmmDmmd 4,6,13,8 320 ?????? ??? ② 強度校核 拉料桿將凝料從豎直分流道上拉斷，則必須保證凝料在拉料桿前端 2d 、 3d 的面積之差大于斷面面積，即保證： 22322222 ??????????????? ????????????? ddd ?? 式中， d — 豎直分流道小端直徑， mmd 4? ； 通過驗證得： 凝料在拉料桿前端 2d 、 3d 的面積之差小于斷面面積，為了保證順利拉出凝料，可將拉料桿的前端退入定模板 2mm，依靠拉料桿前端與定模板共同作用，實現(xiàn)順利脫料。 （ 2）豎直分流道拉料桿設計 參考《先進注塑模 330 例設計評注》圖 54，豎直分流道拉料桿采用鉤形拉料桿，選用 mmd 8? 的頂桿，并參考《中國模具設計大典》圖 ，在 UG 中作圖，將頂桿頂端做成鉤形拉料桿，其二維圖如圖 56 所示。 山東大學畢業(yè)論文（設計） 21 682 0 176。10 圖 56 拉料桿 型腔壓 力估算 澆注系統(tǒng)初步確定后，對于大型注射模具，必要時應對整個系統(tǒng)的壓力降進行估算，以預測澆注系統(tǒng)設計是否合理。此外，它還是對型腔壁厚、墊板等模具零件進行剛度和強度校核的理論依據(jù)。查《中國模具設計大典》表 ，型腔平均計算壓力為 35MPa。 6 分型面及排氣槽設計 22 6 分型面及排氣槽設計 分型面設計 分型面應選擇在塑件的最大截面處，否則，塑件無法脫模，所以，分型線和分型面設計僅有一種可能，只能把最大截面處作為分型面。 排氣槽設計 （ 1） 排氣槽設計方法 對于大型模具，可利用鑲件的縫隙排氣，也可利用推桿與孔的配合 間隙排氣，但可靠而有效的方法是在分型面上開設專用排氣槽，即在熔體最后充滿的部位開設。 （ 2） 排氣槽高度 排氣槽的截面尺寸，以有利于排氣而又不溢料為原則，查《中國模具設計大典》表 得： ABS 排氣槽高度 mmh ? ； 氣流方向的排氣槽長度 L，一般不超過 2mm，排氣槽后續(xù)的導氣溝應適當增大，以減小排氣阻力，其高度 mmh ~?? ，單個寬度 mmWW 5~??? ；排氣槽表面應沿氣流方向進行拋光。 （ 3）