毕业论文--汽车内饰件的注塑成型工艺分析与模具设计

毕业论文--汽车内饰件的注塑成型工艺分析与模具设计内容摘要：

， mmh 41下 ； p ─一般 中碳钢 p 为 160 MPa； 12ll ；  ─根据 1 lh ，查《中国模具设计大典》表 得：  ； S─矩形凹模厚度 mmS 902 320500 短， mmS 1152 480710 长； S ─矩形凹模型腔侧 壁厚度 ； 经强度校核，所选用模板满足要求。 凹模结构采用整体嵌入式如图 43 所示。 山东大学毕业论文（设计） 11 图 43 嵌入式凹模 ② 整体式矩形凹模底板厚度 31314   pp E pbCbEpbCT  式中， p ─ 模具型腔内最大熔体压力即型腔压力， p 取 35MPa ； b ─矩形凹模型腔短边长度（ mm），查图 41 得： mmb 265 ； l ─矩形凹模型腔长边长度（ mm），查图 41 得： mml 427 ； E ─一般中碳钢的弹性模量取 105MPa； p ─许用变形量；   132 44 44  bl blC 故   132 4444 bl blC   126542732 265427 4444  315   T 强度条件进行校验 整体式矩形凹模底板厚度 4 成型零件设计 12 21212 2 pppbpbT 式中， p ─ 模具型腔内最大熔体压力即型腔压力， p 取 35MPa ； b ─矩形凹模型腔短边长度（ mm ），查图 41 得： mmb 265 ； p ─一般中碳钢 p 为 160MPa； 故 21 T  经强度校核，整体式矩形凹模底板厚度最小为 mm88。 通过以上计算， 查 《中国模具设计大典》表 ， 型腔凹模固定板选用：mmmmmm 125710500  ；型芯凹模固定板选用： mmmmmm 160710500  ； 模架总高度 mmH 5254016016012540  ，满足注塑机要求（ 最大模具厚度mm1050 ，最小模具厚度 mm450 ）。 定位楔块设计 （ 1） 型芯固定板上定位楔块设计 长边方向上定位楔块，如图 44 所示。 1 2 0252 7601 4 176。 图 44 定位楔块 短边方向上定位楔块，如图 45 所示。 山东大学毕业论文（设计） 13 25609 0 2 71 4 176。 图 45 定位楔块 （ 2） 型腔固定板上定位楔块设计 长边方向上定位楔块，如图 46 所示。 15501 2 0 2 71 4 176。 图 46 定位楔块 短边方向上定位楔块，如图 47 所示。 15509 0 2 71 4 176。 图 47 定位楔块 5 浇注系统设计 14 5 浇注系统设计 浇注系统的组成及设计原则 浇注系统是引导塑料熔体从注塑机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对塑件质量影响很大；浇注系统设计的正确与否，对注射成型过程和塑件质量均有着直接影响，在浇注系统设计时应遵循如下原则： （ 1）在满足 塑料成形和排气良好的前提下，尽量缩短熔体的流程，以便降低压力损失、缩短充模时间； （ 2）浇口尺寸、位置和数量的选择十分关键，应有利于熔体流动、避免产生湍流、涡流、喷射和蛇形流动，并有利于排气和补缩； （ 3）设计浇注系统时，应考虑取出浇口方便，修正浇口时在塑料塑件上不留痕迹，以保证塑料塑件外观。 流道及浇口设计 主流道设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注塑机喷嘴注射出的熔体导入分流道或是型腔中。 主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切联系。 若主流道太大，其主流 道塑料体积增大，回收的冷料多，冷却时间增长；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度增高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料成形困难。 主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。 （ 1）主流道设计原则 ① 浇口套的内孔呈圆锥形，锥度为 2～ 6176。 ； ② 浇口套进口的直径应比注塑机喷嘴孔直径大 1～ 2mm； ③ 浇口套球面半径一般要比注塑机喷嘴接触处球面半径大 ～ 1mm； ④ 浇口套（主流道长度）应尽量短，可以减小冷料回收量，减小热量和压力损失； ⑤ 浇口 套部位热量集中，温度很高，应考虑冷却。 （ 2） 主流道设计 山东大学毕业论文（设计） 15 ① 计算体积流率 q scmVq / 31   式中， 1V ─ 塑件体积；  ─ 注射时间，查《中国模具设计大典》表 ，  取 ； ② 确定恰当的剪切速率  对于主流道，取 132 105~105  s ； 对于分流道，取 132 105~105  s ； 对于矩形类浇口，取 154 10~10  s ； ③ 求当量半径 nR 根据剪切速率和体积流率，查《中国模具设计大典》图 得： 主流道的当量半径 mmRn ~ ； 分流道的当量半径 mmRn ~ ； 浇口的当量半径 mmRn ~ ； ④ 主流道尺寸 根据注塑机喷嘴口孔径 mmd 7 ，为了使凝料顺利拔出，主流道的小端直径 1D 应稍大于注塑机喷嘴直径 d ，通常取 mmdD 81711  ； 主流道入口得凹坑球面半径 2R 也应大于注塑机喷嘴球头半径 1R ，通常为： mmRR 21120202  主流道的半锥角 2 ， 主流道长度 mmL 35 ，则主流道大端直径 2D 为： mmDD  取 mmD 102  ，在当量半径范围内，塑料塑件成型质量好。 主流道如图 51 所示。 5 浇注系统设计 16 φ 8φ 1 040L=35R21 图 51 主流道 （ 3） 浇口套设计 根据《大型注塑模具设计技术原理与应用》图 59 和表 514，选取基本尺寸 30 mm的 A 型浇口套尺寸，如图 52 所示。 R 3φ30+0.0130.008R 212 04 0φ5000.1 图 52 浇口套 冷料穴设计 冷料穴的长度通常为流道直径的 ～ 2 倍，如图 53 所示。 山东大学毕业论文（设计） 17 d1.5d2d 图 53 冷料穴 分流道设计 （ 1）分流道设计原则 ① 在保证正常注射成型工艺条件下，分流道的截面面积应尽量小，长度应尽量短； ② 较长分流道末端应开设冷料穴，便于容纳注射开始时产生的冷料，防止空气进入型腔内； （ 2）分流道设计 ① 水平分流道设计 考虑分流道的效率和加工的难易，采用梯形流道，如图 54，其中，流道直 径查 《中国模具设计大典》图 ， mmD 8 ； R 25 176。 85 图 54 水平分流道 ② 竖直分流道设计 竖直分流道采用圆锥形，与水平分流道连接处直径采用点浇口公式进行计算，如下： 4 1AnCd  4   5 浇注系统设计 18 式中， n — 塑料材料系数，查《中国模具设计大典》表 ， n ； C — 塑件壁厚的函数值，查《中国模具设计大典》表 ， C ； 1A — 型腔表面积； 取直径 小d 为 ，后经 Moldflow 分析，小端直径太小，体积剪切速率太大，容易导致塑料裂解，所以将 小d 设为 mm4。 圆锥大端直径，取 mm8 ，与水平分流道一样，则竖直分流道示意图如图 55 所示。 φ 8Lφ 4 图 55 竖直分流道 浇口设计 （ 1）浇口设计原则 ① 浇口应开设在塑料塑件断面较厚的部位，能使熔融的塑料从塑料塑件厚断面流向薄断面，保证塑料充填完全； ② 浇口位置得选择，应使塑料充填流程最短，减小压力损失，有利于排除模具型腔中的气体； ③ 浇口位置应尽量开设在不影响塑料塑件外观 的部位，如开设在塑料塑件的边缘和底部等。 山东大学毕业论文（设计） 19 （ 2）浇口设计 成形零件为大面积薄壁塑件，采用扇形浇口，首先，确定侧浇口深度和宽度的经验公式如下： mmnth  mmAnW 1  其中， h — 侧浇口深度（ mm）； t — 塑件壁厚 （ mm）； n — 塑料材料系数，查表 ， n ； W — 浇口宽度（ mm）； 1A — 型腔表面积； 扇形浇口的面积 mmhWS  根据分流道直径 mm8 和扇形最大宽度 mm20 ，求它们对应的深度，如下： mmdSh  mmWSh  后经 Moldflow 分析得：浇 口尺寸太小，体积剪切速率太大，容易导致塑料裂解，所以，将浇口 1h 设为 ， 2h 设为 ； 侧浇口的长度 mmL ~ ，而扇形浇口的长度比侧浇口的长度长一些，常为mm2~ ，在设计中采用。 拉料杆设计 （ 1）水平分流道拉 料杆设计 ① 确定拉料杆 3d 的尺寸 要想实现脱出凝料的作用，在凝料断裂前，拉料杆不能断裂，即 塑钢 FF  （  bb dd 22322） 式中， 3d — 拉料杆头部小端直径（ mm）； 5 浇注系统设计 20 d — 竖直分流道小端直径， mmd 4 ； b — 拉 料杆所选钢的抗拉强度， 拉料杆选用 45 钢，查《机械设计实用手册》表 得： 45 钢的抗拉强度 MPab 700 ； b — ABS 的抗拉强度，查《中国模具设计大典》表 得： MPab 50 ； 则 50247002223   d mmd  查《 大型注塑模具设计技术原理与应用 》图 513 及表 517 得：选用 C 型分流道拉料杆，相应参数如下： mmhmmdmmdmmHmmDmmd 4,6,13,8 320   ② 强度校核 拉料杆将凝料从竖直分流道上拉断，则必须保证凝料在拉料杆前端 2d 、 3d 的面积之差大于断面面积，即保证： 22322222   ddd  式中， d — 竖直分流道小端直径， mmd 4 ； 通过验证得： 凝料在拉料杆前端 2d 、 3d 的面积之差小于断面面积，为了保证顺利拉出凝料，可将拉料杆的前端退入定模板 2mm，依靠拉料杆前端与定模板共同作用，实现顺利脱料。 （ 2）竖直分流道拉料杆设计 参考《先进注塑模 330 例设计评注》图 54，竖直分流道拉料杆采用钩形拉料杆，选用 mmd 8 的顶杆，并参考《中国模具设计大典》图 ，在 UG 中作图，将顶杆顶端做成钩形拉料杆，其二维图如图 56 所示。 山东大学毕业论文（设计） 21 682 0 176。 10 图 56 拉料杆 型腔压 力估算 浇注系统初步确定后，对于大型注射模具，必要时应对整个系统的压力降进行估算，以预测浇注系统设计是否合理。 此外，它还是对型腔壁厚、垫板等模具零件进行刚度和强度校核的理论依据。 查《中国模具设计大典》表 ，型腔平均计算压力为 35MPa。 6 分型面及排气槽设计 22 6 分型面及排气槽设计 分型面设计 分型面应选择在塑件的最大截面处，否则，塑件无法脱模，所以，分型线和分型面设计仅有一种可能，只能把最大截面处作为分型面。 排气槽设计 （ 1） 排气槽设计方法 对于大型模具，可利用镶件的缝隙排气，也可利用推杆与孔的配合 间隙排气，但可靠而有效的方法是在分型面上开设专用排气槽，即在熔体最后充满的部位开设。 （ 2） 排气槽高度 排气槽的截面尺寸，以有利于排气而又不溢料为原则，查《中国模具设计大典》表 得： ABS 排气槽高度 mmh  ； 气流方向的排气槽长度 L，一般不超过 2mm，排气槽后续的导气沟应适当增大，以减小排气阻力，其高度 mmh ~ ，单个宽度 mmWW 5~ ；排气槽表面应沿气流方向进行抛光。 （ 3）。