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1、摘要本文介绍了摩托车灯罩的模具设计过程。本设计对塑件在模具中的位置和分型面位置、选择浇注系统与排溢系统、成型零件的结构、合模导向机构、推出机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统的设计方案做了充分的论证,并优化选取最合理的设计方案。对于塑件的侧孔处理,采取了斜导柱侧抽芯脱模,带有脱模斜度的孔,则利用塑件的脱模斜度替代侧抽芯,简化了模具结构。通过对型芯支承板和型腔板的计算,保证了模具的优良使用性,优化了模具的结构设计,使得模具结构紧凑。关键词：注射模；凸模；型芯；斜导柱侧抽芯；目 录绪 论在未来的模具市场中,塑料模具发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑
2、料模具也提出了越来越高的要求,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点；高速公路的迅速发展,对汽车轮胎模具也提出了更高要求。我国塑料模具工业和今后的主要发展方向： 1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高
3、生产率要求而发展的一模多腔所致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造良好的条件； CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。气体辅助注射成型可
4、在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度,研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。6、应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具
5、寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或扫描仪实现逆向工程是塑料模具CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。摩托车是我国重要的机电出口产品之一,其全球化特征非常明显。来自国家海关的统计,20XX我国共出口摩托车整车302.5万辆,仅次于日本,位居世界第二,这说明我国摩托车工业正在融入全球经济大潮之中。目前我国摩托车行业是一个非常有前景的行业,我国摩托车市场还有很大的发展空间。市场前景虽广阔,但是得需要质量做前提,才能在未来的激烈竞争中获胜。现在,随着物价的上涨,摩托车配件的生产成本也提高了很多,而
6、且生产厂家也比以前多了许多,竞争剧烈。为了能够生存和发展,提高竞争能力,这就有必要降低配件的生产成本。降低配件的生产成本,除了在原料买进压底价格之外,还可以通过改进生产方式,这其中也包括技术改进。在这里我通过改进模具结构方式来进一步降低摩托车前灯罩的生产成本。第一章 塑件分析与模具材料和注射机的选取1.1 塑件结构和技术要求的分析1.1.1塑件结构分析由塑件零件图可见,在塑件的左右两边各有一个小孔,正前方有一个大孔,顶部亦有一通孔,而侧则有一个挂勾。在大孔的一面有一个脱模斜度,塑件的表面粗糙度要求比较低,而外表面则要求有比较高的光泽度,因此要对型腔表面进行抛光。1.1.2塑件零件图技术要求分析
7、由塑件零件图中的技术要求可见,此零件材料为聚丙烯,批量生产,塑件精度为5级,各配合尺寸精度要求一般,所以制造的模具精度取一般精度即可满足要求。因为塑件是批量生产,所以型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。1.2 塑料材料的成型特性与工艺参数由摩托车前灯罩零件图中的技术要求可知,塑件材料为聚丙烯,其特点如下：1.2.1基本特性聚丙烯无色、无味、无毒。外观似聚乙烯,但比聚乙烯更透明更轻。密度仅为0.900.91/cm3。它不吸水,光泽好,易着色。屈服强度、抗拉、抗压强度和硬度及弹性比聚乙烯好。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链,有特别高的抗弯曲疲劳强度。如用聚丙烯注射成型一体铰链,经过7107次开闭弯折
8、未产生损坏和断裂现象。聚丙烯熔点为164170,耐热性好,能在100以上的温度下进行消毒灭菌。其低温使用温度达-15,低于-35是时会脆裂。聚丙烯的高频绝缘性能好。因不吸水,绝缘性能不受湿度的影响。但在氧、热、光的作用下极易解聚、老化,所以必须加入防老化剂。1.2.2主要用途聚丙烯可用作各种机械零件如法兰、接头、汽车零件和自行车零件。作水、蒸汽、各种酸碱等的输送管道,化工容器和其它设备的衬里、表面涂层。1.2.3 成型特点成型收缩围大,易发生缩孔、凹痕、及变形；聚丙烯热容量大,注射成型模具必须设计能充分冷却的冷却回路；聚丙烯成型的适宜模温为80左右,不可低于50,否则会造成成型塑件表面光泽差或
9、产生熔接痕等缺陷。温度过高会产生翘曲现象。1.3 模具材料的选取及热处理由塑件技术要求分析可知,型腔板和型芯的硬度、耐磨性能要求比较高。所以在本设计中,型腔板和型芯的材料,本人选取40Cr,调质处理。模架各板的材料和热处理参照模具设计与制造简明手册中表2-177选取。则模具中各板的材料和热处理如表1.3.1所示：表1.3.1 模具材料明细零件名称材料牌号热处理方法硬度定模板45调质HB230270型腔板40Cr调质HRC5458型芯40Cr调质HRC5458型芯固定板45调质HB230270支承板45淬火HRC4348推板45淬火HRC4348推杆固定板45模脚451.4 注射机的选取塑件成形
10、所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积cm3表示时,塑件体积包括浇注系统应小于注射机的注射容量,其关系按模具设计与制造简明手册中式2-54校核：V件0.8V注式中 V件塑件与浇注系统的体积cm3；取V件=80cm3； V注注射机的注射容量cm3； 0.8最大注射容量利用系数。则有： 1.2580=100 cm3V注根据V注100cm3和模具设计与制造简明手册表2-40初步选取的注射机型号为XSZY500。其主要参数如下：螺杆直径mm：65；注射容量cm3：500；注射压力MPa：104；锁模力kN： 3500；最大注射面积cm2：1000；模具厚度mm：最大450,最小300
11、；模板行程mm：700；喷嘴：球半径mm：18；孔直径mm：7.5；定位孔直径mm：；顶出：中心孔径mm：150；两侧孔径：24.5；孔距：530。第 二 章 确定模具的结构方案2.1 确定塑件在模具中的位置和分型面位置2.1.1型腔数目的确定在设计实践中,型腔数目的确定,一般考虑的要点有：1、 料制件的批量和交货周期；2、 量控制要求；3、 成型的塑料品种与塑件的形状及尺寸；4、 塑料制件的成本；5、 所选用的注射机的技术规。根据上述要点所确定的型腔数目,既要保证最佳的生产经济性,技术上又要充分保证产品的质量,也就是应保证塑料制件最佳的技术经济性。因此根据本塑件的形状及尺寸,确定型腔的数目为
12、一模一腔。2.1.2 塑件在模具中的位置和分型面的方案确定将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料,当成型时又必须接触封闭,这样的接触表面称为模具的分型面。分型面是决定模具结构形式的重要因素,它与模具的整体结构和模具的制造工艺有密切关系,并且直接影响着塑料熔体的流动充填特性及塑件的脱模,因此,分型面的选择是注射模设计中的一个关键。如何确定分型面,需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响,因此在选择分型面
13、时应综合分析比较,从几种方案中优选出较为合理的方案。在选择分型面时一般应遵循以下几项原则：1、 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2、 确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模；3、 保证塑件的精度要求；4、 满足塑件的外观质量要求；5、 便于模具加工制造；6、 考虑对成型面积的影响；7、 要考虑排气效果；8、 考虑对侧向抽芯的影响。对于灯罩塑件,预定的几个分型面方案如下：方案一：其分型面的设计如图2.1.1所示,这种设计方式共有两个分型面,首先在A处分型面进行定距分型,然后在B处分型。首先在A处分型是因为考虑到塑件有两个10的小孔不能随型芯直接脱出,所以要对两个小孔设计侧向抽芯构。这种方案的优点如
14、下：1. 两个分型面分型不会在塑件表面产生飞边、痕迹。2. 模具便于制造；方案二：其分型面的设计如图2.1.2所示,这种设计方式共有三个分型 面；除了在A、B处有分型面外,它还利用了塑件的对称性,在中间多设了一个分型面。在A分型面分型的同时,中间的分型面亦进行分型,型腔板向左右两边移动,在移动了一段距离停止分型后B分型面才开始分型。这种方案的优点是：通过多设了中间这个分型面后,省去了对两小孔的侧向抽芯机构,但缺点是会在塑件的表面产生分型痕迹,影响塑件的外观质量。 图 2.1.1 分型面图2.1.2 分型面方案三：其分型面的设计如图2.1.3所示,这种设计方式和方案一一样,也是有两个分型面,只是塑件的安置方式不同,在方案三里的塑件将会留在定模,塑件顶出机构不好设计,不方便取出塑件,同时产生的凝料也比方案一方案二多,而且也要考虑对两小孔的侧抽芯问题。 图 2.1.3 分型面c根据分型面选取一般应遵循的原则和其它因素,比较了三个方案的优缺点后,在本设计里决定采用方案一的分型面方式。2.2 选择浇注系统与排溢系统的方式2.2.1 浇注系统的设计和浇口的选择浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、外在质
