玩具小车注塑模具设计

1本论文的目的、意义：1、玩具电车外壳工艺设计与分析2、玩具电车外壳注塑模具结构设计学生应完成的任务：1、分析可行性2、论述工艺合理性3、设计模具结构4、画出模具装配图或三维模型参考资料：[1]李德群.《塑料注射成型工艺及模具设计》（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2009.[2]陈剑鹤.《模具设计基础》（第2版）[M].北京：机械工业出版社，2009.[3]申树义、高济.《塑料模具设计》[M].北京:机械工业出版社，2007.[4]李德群.《现代塑料注射成型的原理、方法与应用》[M].上海：上海交通大学出版社，2005.玩具电车外壳注射模具设计文章论述了使用ABS塑料成型玩具电动车外壳所用的整套注塑模具的设计过程，包括塑件的成型工艺，分型面的选择论证，浇注系统的设计、脱模结构、推出机构以及冷却系统等的设计。详细探讨了实际设计制造的方法和关键点，以及实际生产中塑件可能出现缺陷的原因和解决方案。2关键词:玩具电动车ABS塑料浇注系统成型零部件注塑模具3目录第一部分选题背景………………………………………………………………1第二部分方案论证与设计论述…………………………………………………3第一章外型设计方案的选择……………………………………………………3第二章产品的工艺分析报告……………………………………………………4一、产品材料的确定………………………………………………………………4二、产品的工艺分析………………………………………………………………4第三章、注射模CAD过程…………………………………………………………6第四章、模具简介…………………………………………………………………7一、塑料模具结构形式的确定……………………………………………………7二、模具型腔数目的确定…………………………………………………………7三、模具型腔的排列方式…………………………………………………………7第五章、模具设计与参数计算……………………………………………………9一、塑件的分析……………………………………………………………………9二、注塑机的确定…………………………………………………………………9三、注塑机参数校核……………………………………………………………10第六章、浇注系统设计…………………………………………………………12一、主流道的设计………………………………………………………………12二、冷料穴的设计………………………………………………………………12三、分流道的设计………………………………………………………………12四、浇口的设计…………………………………………………………………13五、分型面的确定………………………………………………………………14第七章、推出机构和导向机构设计……………………………………………15一、标准模架的选择……………………………………………………………15二、合模导向机构的设计………………………………………………………15三、推出机构的设计……………………………………………………………16第八章、成型零部件设计………………………………………………………174一、成型零部件的选材…………………………………………………………17二、凹模结构的设计……………………………………………………………17三、凸模结构的设计……………………………………………………………17第九章、温度调节系统设计……………………………………………………18一、温度调节的必要性…………………………………………………………18二、冷却系统的设计原则………………………………………………………18第十章、排气系统设计…………………………………………………………19第三部分结果分析……………………………………………………………20第四部分总结…………………………………………………………………21一、塑件问题分析………………………………………………………………21二、问题解决设想………………………………………………………………21三、设计体会……………………………………………………………………22致谢……………………………………………………………………………23附录……………………………………………………………………………245第一部分选题背景中国的电动玩具车在经过多年的市场培育和宣传后，同时现在随着技术的不断的发展，新产品的不断出现，电动玩具车已成为男孩子们玩具中最主力的玩具。其中主要的原因如下：首先是家庭轿车的普及带动玩具模型车市场，现在我国轿车家庭普及率在城市只有10%左右。随着家庭轿车的普及，车的概念不断深入孩子们的脑海中，因此会带来比较大的需求，同时也是由于家庭轿车的普及，也将会带动相关玩具模型车市场的扩大，而现在按比例生产的电动玩具车已经成为车模发烧友的收藏。其次是文化创意将推动玩具车市场进一步扩大。玩具是形象创意重要的衍生品。由动画片带动相关的玩具的热销的仍然是屡试不爽的市场手段。在电动玩具车行业中动画片《汽车总动员》的播出，曾经极大地带动电动玩具车和模型车等相关玩具的销售。现在又有消息说，好莱坞2012年将推出《汽车总动员3》，根据之前的市场经验看，借助于电影的播出，玩具车的市场会有比较大的开拓。最后一个原因是儿童玩具市场需求是弹性的，儿童玩具商品有它的自己的特性，与其他的商品有着一定的区别，儿童玩具的市场需求是弹性的、同时又有着极大的拓展空间，并不是就像人们常说的市场蛋糕，一方吃多了另一方就减少。2009年，中华人民共和国迎来六十华诞。中国已从一个落后的农业国发展国家成为工业化中期国家，而中国的玩具行业也从传统老厂发展为世界玩具制造工厂，又从世界制造玩具工厂向创造工厂积极迈进。而玩具行业的不断转型也预示着中国模具行业的明天将更加灿烂辉煌。玩具电车注射模具已成为当今注射模制造行业最为复杂的模具之一，是玩具电车结构件制造的难点，引起了相关尖端工程技术人员的高度重视。保证整体外观的前提下，产品设计一定要充分考虑生产的加工工艺性。首先，厚度要保证均匀，外形要简洁，结构应简单，这样才有利于注射成型时熔体的流动和塑件的收缩。其次，6尽量不要设计孔一类的形状结构，不能避免此类结构时，孔一定要倒圆角。此外，表面的装饰设计要考虑注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的装饰来掩盖产品的一些制造缺陷。玩具电车外壳注射模具设计的关键点在于浇道、浇口的形式、位置选择，排气系统的设计、塑件的推出方式、模具的强度以及加工制造中的抛光工艺，浇注系统设计是否合理不仅关系到外壳的性能、结构、尺寸、外观等质量问题，还对塑件所用塑料的利用率、成型生产效率有直接影响，是其模具设计的重要环节。鉴于以上原因，我选择玩具电动汽车注塑模具设计作为毕业设计课题。7第二部分方案论证与设计论述第一章外型设计方案的选择一、下面介绍我们的设计理念：1、常见的设计方法（1）开拓创新设计法：不受任何观点束缚，大胆设想、自由发挥而创造出全新的产品。（2）产品开发设计法：采用新的技术和表现技法，创造出升级换代的新产品。（3）改进提高设计法：在原有产品的基础上经过改进，提高而区别于同类产品的新产品。2、我们的设计想法方案设计想法：通过分析目前市场上的玩具电车外形，了解玩具电车的市场需求，来提高改进，以更好的符合市场的需求。由于金属外壳虽然强度较好，但质量较重加大了玩具电车的功率，电能消耗增大，且造价较高。而塑料外壳质量轻、成型容易、原料便宜且强度可满足要求。故选择塑料外壳作为玩具电车的外壳。产品模型图详见附录图1。8第二章产品的工艺分析报告一、产品材料的确定由于ABS的综合性能好，如冲击强度高、尺寸稳定、易于成型、耐热、耐腐蚀等，并且有良好的耐寒性，在－40℃低温时仍有一定的机械强度。确定材料为：ABS。ABS的成型工艺：1）ABS在成型加工前，大都要作干燥处理：用烘箱以80～85℃烘2～4小时或用干燥料斗以80℃烘1～2小时。2）注射温度在160～220°C之间。3）对于薄壁、长流程、小浇口制品，注射压力可达130～150Mpa，而厚壁、大浇口制品只需70～100Mpa即可。4）为了获得内应力较小的制品，保压压力不宜过高，以60～70Mpa为宜。5）注射速度以中、低为宜。6）模具温度在60°C左右。二、产品的工艺分析（1）产品的尺寸和表面质量我们所设计的玩具电车外壳的尺寸较为合理（长、宽、高约118mm×50mm×40mm），然而玩具电车的外壳壁厚较薄，对于注塑可能会增加一些难度，但经过分析都能达到要求。尺寸精度：我们设计的玩具电车外壳所选塑件材料为ABS，参考《模具设计基础》P170塑件精度等级的选用表，选定塑件的等级为：IT5。塑件的表面质量是指塑件的表面缺陷、表面光泽性和表面粗糙度。其中决定塑件的表面粗糙度的主要因素是模具成型零件的表面粗糙度。这里将塑件的外表面粗糙度定为：Ra：0.8。（2）壁厚塑件制品的壁厚是重要的结构要素，热塑性塑料制品的壁厚一般在1mm～4mm，制品的最小壁厚与塑料材料的流动性有关。塑件的壁厚应根据塑件的使用要求来确定。市场上玩具电车外壳一般在1mm～2mm之间，在此选择壁厚为1.5mm。（3）脱模斜度根据所选材料ABS与玩具电车外壳的尺寸特点，选择的脱模斜度为1°。9（4）加强肋加强肋应设计的矮一些，多一些，深而狭窄的沟槽会给模具加工带来困难。高而厚会使加强肋所在处的壁厚不均，易形成缩孔和表面缺陷。（5）圆角制品的各连接处均应有半径不小于0.5～1mm的圆角。在不影响塑件使用的前提下应尽量取大些。一般外圆弧半径应是壁厚的1.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍，这里将外圆弧半径定为2.25mm，内圆角半径为0.75mm。（6）小结以上部分为我们所设计的玩具电车外壳的工艺分析，目的是为了使所设计的玩具电车外壳达到成型工艺的要求，使其所对应的模具结构简单合理。10第三章注射模CAD过程CAD代表计算机辅助设计。这个概念是从利用计算机来辅助设计人员完成一些复杂、繁琐、重复性的数值计算中产生的。随着计算机技术的发展特别是外围设备的发展，计算机辅助设计的范围逐步扩大，人机交互功能增强，极大的发挥了设计人员的创造力。它的特点就是在整个设计阶段，利用计算机来帮助设计人员迅速、准确、直观地进行产品的设计。11第四章模具简介一、塑料模具结构形式的确定塑料成型模具是保证塑件形状、尺寸、精度与表面质量的主要工具，是模塑工艺三大要素之一。按注射模总体结构特征可分为：（1）单分型面注射模由于只有一个分型面，故称为单分型面注射模，也叫两板式注射模。这是注射模中最简单且用的最多的一种结构形式。合模后，动、定模组合构成型腔，主流道在定模一侧，分流道及浇口在分型面上，动模上设有推出机构，用以推出塑件和浇注系统凝料。单分型面注射模结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口之外，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面以便从分型面脱模。（2）双分型面注射模它与单分型面注射模相比，增加了一个用于取浇注系统凝料的分型面。因此，称为双分型面注射模。双分型面注射模能在制品中心部位设置点浇口，但成本较高、结构复杂，需要较大的开模行程，故较少用于大型塑料制品的注射成型。经过分析，模具采用单分型面结构。因为玩具电车外壳表面要光滑美观，所以采用矩形侧浇口。二、模具型腔数目的确定确定模具型腔数目的常用方法有：（1）根据经济性确定型腔数目；（2）根据锁模力确定型腔数目；（3）根据制品精度确定型腔数目；（4）根据最大注射量确定型腔数目。为保证模具的紧凑性与经济性，确定模具型腔数目为2。三、模具型腔的排列方式（1）尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保制品质量的均一和稳定。（2）型腔布置和浇口开设部位应相对模具中心对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。12（3）尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。经过分析，型腔采用H型排列。13第五章模具设计与参数计算一、塑件的分析（1）产品要求：本产品设计使用的塑料材料为ABS，材料的收缩率为：0.003～0.008；经过比较我们选择了0.005。（参考《