汽车把手注塑成型模具设计

汽车把手注塑成型模具设计•材料：ABS•设计要求：塑件表面光滑，无裂痕。•批量：10万件设计过程•一：塑件成型工艺性分析•二：模具的结构形式•三：浇注系统的设计•四：成型零件的机构设计与计算•五：模架的确定•六：排气槽的设计•七：脱模推出机构的设计•八：冷却系统的设计•九：导向与定位机构的设计一：塑件成型工艺性分析•1.塑件分析•该塑料件壁厚3.32mm，塑件外形尺寸不大，塑料件熔体流程不算太长，适合与注射成型。•2.精度等级•该塑料件尺寸精度不高，基本为一般尺寸精度要求，均按实际公差MT5进行计算•3.脱模斜度•ABS属线形结构定型塑料，成型性能好，，该塑件本身由一系列的弧面构成，我们可利用其本身斜度脱模。参考表2-10选择该塑件型芯和凹模的统一脱模斜度为°4.ABS的性能分析5.ABS的注射成型过程及工艺参数2）料筒温度（℃）后段150~170中段165~180前段180~2003）喷嘴温度（℃）170~1804）模具温度（℃）50~805）注射压力（Mp）60~1006）成型时间（s）50~220（注射时间20~90s冷却时间20~120s辅助时间0~5s）二：模具的结构形式•1.分型面位置的确定•分型面应选在塑件外形最大轮廓处；•合理安排浇注系统，特别是浇口位置；•确保塑件留在动模一侧，利于推出且推杆痕迹不显露出外观面；•保证塑件的精度；•满足塑件的外观质量要求；•便于模具制造加工；•注意对在型面积的影响；•对排气效果。•1.1：型腔数量的确定•该塑件采用精度为5~7级，为一般精度等级，且为中等批量生产，可采用取一模二腔的结构形式•1.2：型腔排列形式的确定•多型腔模尽可能采用平衡式排列布置，且要求紧凑，并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模二腔，故采用H型对称排列2.1：模具结构形式的确定•从上面的分析可知，本模具设计为一模二腔型，采用对称型排列方式，为方便脱模，采用直线排列用顶针顶出，流道用平衡式，浇口可采用潜伏式浇口或侧浇口，分型面是在定模上的，动模部分则需要设计一块型芯固定板和支承板，这样可以初步确定模具结构是A型单分型面注塑模。2.4.3.注射机的型号的选择•1.注射量的计算•通过PRO/E建模分析，单个件质量为8.67g，体积为8.25，平均收缩率为0.05，流道凝料的质量未知，按塑件的质量的0.6倍来估算。•一模二腔的注塑量：•M=1.6×n×m1=1.6×2×8.67g=27.74g2.选择注塑机3.参数校核•1.注射压力校核•ABS所需要的注射压力位60~100MP,这里取=100MP,该注射机的公称注射压力为：P公=150MP，注射压力安全系数=1.25~1.4，这里取=1.3,则：1.3×100=130（2.5）•所以，注射机压力合格，可选择卧式螺杆式注射机，其型号为SZ-100/6302.锁模力校核•塑件在分型面的投影面积为其值为：•塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积•模具型腔内的胀型力•2(85.0699.52)39.7923579.92mmsuA22nn0.31.323579.92mm9307.792mmzongsujiaosusuAAAAA9307.7923532.6KNzhangzongmoFApNMP2K1.21.239.3KNzhangzhangsuoFFF所以注射机锁模力合格。2.5浇注系统的设计1.主流道的尺寸•1）主流道的长度：小型模具L主=应尽量小于60mm，但是由于模具较复杂，模具嵌件较厚本次设计中初取60mm进行设计，以免长度不够。•2）主流道小端直径：•d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=(3.5+0.5)mm=4mm。•3)主流道球面半径：•SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=(15+1)mm=16mm。•4)主流道大端直径：d’=d+2L主tanα≈10mm,式中α=3º。•5）球面配合高度：h=3mm。主流道村套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素仍采取分开设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材经行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8或T10A），热处理淬火表面硬度为50~55HRC。2.分流道的设计•由于采用Ｈ型故，且浇口形式为中心浇口。故采用二级流道设计，一级流道设计长度预取为62.5mm二级8mm如图。3.浇口的设计•浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。一般浇口的截面积为分流道截面积的3%-9%，截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为0.5-2mm,表面粗糙度Ra不低于0.4μm。该塑料件不允许有裂缝和变形缺陷，表面质量要求较高，同时采用一模二腔的布局方式注射，故采用潜伏式浇口，易于除去浇注系统的凝料不影响塑件的外观，在开模后可以人工将浇口剪断。•同时便于调整充模时的剪切速率和封闭时间。其截面为圆形，有较高的剪切速率和摩擦，产生热量提高熔体温度和降低熔体的粘度，有利于成型，且制品外观轮廓清晰。•校核主流道的剪切速率1）计算主流道的体积流量：2）计算主流道的剪切速率:经校核其仍处于最佳剪切速率之间主流道速率校验合格。3131VV+nVt1.561.5728.2215.051.3fenzhusuzhuqcmscms3314133.3q3.315.05104.68103.141.5zhuzhuzhuRss341510~510s4．冷料穴的设计与计算•本设计采用二级流道，故在主流道和分流道的末端均有冷料穴。主流道冷料穴为球头，分流道冷料穴仅是将二级分流道略微延长即可。1：成型零件的结构设计及计算•凹模结构的设计：凹模是成型制品的外表面的成型零件，按凹模结构的不同可将其分为整体式，整体镶拼式，组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，以及产品批量，本设计中采用整体式凹模•凸模的设计（型芯）：凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两类。通过对该塑件的分析，我们可知塑件内孔深度仅有8.7mm，且为简单弧面，又结合分型面的位置选择我们可以选择整体式凸模较好2.成型零件钢材的选用•该塑件的成型零件当具有足够的刚度，强度，耐磨性及良好的抗疲劳能力，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为中等批量生产，所以够成型腔的嵌入式凹模钢材选用Cr12MoV。对于成型塑件内表面的凸模，由于脱模时会与塑件产生较大的摩擦，故选用高合金钢Cr12MoV。3.成型零件的工作尺寸的计算•1平均尺寸法计算成型零件的尺寸•塑件尺寸公差可以依据GB/T14486-1993确定，该标准将塑件分成7个精度等级，MT1级精度较高，一般不采用。该标准只规定了公差值，基本尺寸的上，下偏差可根据塑件的配合性质来分配。本设计中2-4均按MT5级精度计算，注意尺寸的转换（必须采用单向极限偏差来计算）和尺寸类型的选择（是否受模具活动的影响）1：凹模径向尺寸的计算•—计算系数，其数值随着塑件精度和尺寸变化，一般在0.5-0.8之间变化。•—凹模径向尺寸（mm）•—塑件径向基本尺寸（mm）•—代表塑件的公差值（mm）。•—是凹模制造公差(mm)，对于中小型塑件.113601McpsLSlxxMLSlZx2.型芯径向尺寸的计算•X—计算系数，其数值随着塑件精度和尺寸变化，一般在0.5~0.8之间变化•—型芯径向尺寸（mm）•—塑件径向基本尺寸（mm）•—凹模深度制造公差（mm）一般为。•注意：所有公差均按MT5级精度计算，所有具体取值以计算过程为准。01McpslSlxMlslz3.型芯高度尺寸的计算：•X—计算系数，其数值随着塑件精度和尺寸变化，一般在0.5~0.7之间变化•—型芯高度尺寸（mm）•—塑件高度基本尺寸（mm）•—型芯高度制造公差（mm）一般为•注意：所有公差均按MT5级精度计算，所有具体取值以计算过程为准。01McpshSHxMhsHz1136z4.其它成型零件及模板的厚度•1凹模侧壁厚度的计算•凹模侧壁厚与型腔内压强及凹模的深度有关，根据型腔的布置，模架初选：其中预算的塑件尺寸为：L×B=90mm×100mm•由于参考A型模架故最终选定，对应于标准模架的长度为：L=300mm,故所选模架为4-38中型第二号标准模架。其规格为W×L=250mm×300mm的标准模架，凹模厚度根据表4-19中的刚度公式计算：902030tmmlmmmm1133510.67303540403.350.632.11012.09PCphSE•凹模是采用整体式，为结构紧凑，这里凹模尺寸为150mmX150mm.成型部分仅有90mmX100mm。由于型腔采用直线对称结构布置，故两个型腔之间壁厚满足结构设计就可以了，型腔与模具周边的距离有模板的外形尺寸来确定，我们可知它比型腔布置的尺寸大的多，所以完全满足强度和刚度的要求3.3侧抽芯机构的设计•1.抽芯距的的确定•其中k=2~3mm••可得1.18+2~3mm=2.18~4.18mm取4mm（3.29）•其中h—为侧孔的深度(mm)••K—安全值（mm）chouShkS抽S抽•2.斜导柱尺寸与滑块的设计•通过上述抽芯距的计算我们可以计算斜导柱的长度，由公式：•L—是斜导柱总长度（mm）•D—斜导柱固定部分大端直径（mm）•h—斜导柱固定板厚度（mm）•d—斜导柱直径（mm）•α—斜导柱倾角（°）•—斜导柱伸出长度（mm）•—斜导柱头部长度，常取8~15mm=99.9112345tantan(8~15)2cos2sin1771124tan15tan15cos20(8~15)2cos152sin152.2873.501.6114.528~15~106.91mmLLLLLLDhdS34LL5L•—斜导柱的有效长度（mm）;该模具的侧抽芯部分较特殊，其抽拔方向偏向动模角度β，•其斜导柱的有效长度为mm。由于上述计算太过复杂，实际计算中我们常用查表法得到所需结果。该设计中我们采用pro/e分模，相关参数直接从模具中读取。此处=25.81mm为所求。•有效抽芯距离为4sinSLa44coscos2014.52sinsin15SLa6.736.96cos15cos15shuichouSSmm•由于采用斜导柱侧抽芯机构且设计为一模两腔，故成型塑件部分采用Cr12MoV为材料，使用部分镶嵌式，滑块部分采用45号钢即可。同样我们需要在动模部分设计导滑槽其与滑块的配合采用H7/f74.1模架的确定•1模板尺寸的确定•根据模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以计算凹模嵌件所占的平面尺寸150mm×150mm又考虑凹模最小壁厚，导柱，导套，的布置（W×L=250mm×300mm）•1）A板尺寸厚度为80mm•2）B板厚度厚度取为80mm•3）C板（垫块）厚度垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚+(5~10)mm•按标准初选则为C为80mm。综上所述的计算，模架尺寸已经确定。故模架参数可以确定，板面为250mm×300mm模架结构形式为型的标准模架：其外形尺寸为：长×宽×高=300mm×250mm×280mm。•2模架各尺寸的校核•1）模具平面尺寸：250mm×315mm315mm×315mm（拉杆间距）•2）模具高度尺寸：280mm,有150mm280mm350mm（介于模具最大厚度和最小厚度之间），故校验合格。•3）模具的开模行程：•（4.1）•合格。4.2排气槽的设计•在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排除，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化而烧焦，或使塑件产