油箱蓋的模具設計

1、畢業(yè)設計(論文)題 目： 油箱蓋的模具設計 姓 名： 周福全 指導教師： 鄭雪嬌 專 業(yè)： 模具設計與制造 層 次： 專 科 成績評定表 指導教師評語及評分論文評分指導教師簽名 年 月 日評審教師評語及評分評審評分組長簽名 年 月 日綜合評分成 績評定人簽名 年 月 日 題 目油箱蓋的模具設計學生姓名周福全專業(yè)模具設計與制造層次專科學號指導教師鄭雪嬌任務書下達時間概述：要求閱讀或檢索的參考資料及文獻包括指定給學生閱讀的外文資料： 畢業(yè)論文設計任務書 目錄前言.11 塑件分析. 31.1工藝參數.41.2塑件材料分析41.3塑件的成型特性與工藝參數51.4分析油箱蓋和材料的工藝性52 注塑設備的

2、選擇.62.1估算塑件體積.42.2選擇注射機42.3模架的選定53 分型面與澆注系統(tǒng)的設計 .16 3.1分型面的設計.16 3.2主流道的設計.173.3分流道的設計.193.4澆口的設計. 193.5.冷料穴的設計. 194 成型零件工作局部尺寸的計算214.1成型零件的設計.214.2成型零件的工作尺寸.274.2成型零部件的強度與剛度計算 275 推出機構的設計. 35.1推出機構的設計要求.45.2推出機構的組成45.3簡單推出機構55.4推出機構的導向和復位56 溫度調節(jié)系統(tǒng). 3致謝.1參考文獻2摘要前言本次的設計是大學生涯的最后一次綜合性的課程設計；是我們對大學四年所學專業(yè)理

3、論知識和技能的一次綜合性訓練。模具設計是一項很復雜的工作，它要求我們在掌握理論知識的根底上要有更好的實踐經歷。設計一副好的模具，其中牽涉到許多的內容工藝，一套模具有多種工藝方案，在進展的比擬中需要考慮的內容包括對塑件成型工藝的分析，如何確定分型面、型腔數目以及選擇注射機型號。確定模具的總體構造、型腔、型芯的構造，同時還考慮了模具制造工藝的可行性以及模具制造的經濟性；澆注系統(tǒng)的設計，確定澆口形式及位置大?。淮_定主流道，分流道和冷料穴的形式及尺寸；脫模機構的設計，脫模力的計算；模架確實定；側向分型及抽芯機構的設計，導向機構的設計，冷卻系統(tǒng)的設計。1 塑件分析 1.1工藝參數如果加工前材料是密封的，

4、那么就沒有必要枯燥。如果儲存容器被翻開，那么建議在85C的熱空氣中枯燥處理。如果濕度大于0.2%，還需要進展105C，12小時的真空枯燥。熔化溫：260290C。對玻璃添加劑的產品為275280C。熔化溫度應防止高于300C。模具溫度：建議80C。模具溫度將影響結晶度，而結晶度將影響產品的物理特性。對于薄壁塑件，如果使用低于40C的模具溫度，那么塑件的結晶度將隨著時間而變化，為了保持塑件的幾何穩(wěn)定性，需要進展退火處理。注射壓力：通常在7501250bar，取決于材料和產品設計。注射速度：高速對于增強型材料應稍低一些。流道和澆口：由于尼龍66的凝固時間很短，因此澆口的位置非常重要。澆口孔徑不要小

5、于0.5*t這里t為塑件厚度。如果使用熱流道，澆口尺寸應比使用常規(guī)流道小一些，因為熱流道能夠幫助阻止材料過早凝固。如果用潛入式澆口，澆口的最小直徑應當是0.75mm?；瘜W和物理特性尼龍66在聚酰胺材料中有較高的熔點。它是一種半晶體-晶體材料。尼龍66在較高溫度也能保持較強的強度和剛度。尼龍66在成型后仍然具有吸濕性，其程度主要取決于材料的組成、壁厚以及環(huán)境條件。在產品設計時，一定要考慮吸濕性對幾何穩(wěn)定性的影響。為了提高尼龍66的機械特性，經常參加各種各樣的改性劑。尼龍66的粘性較低，因此流動性很好。這個性質可以用來加工很薄的元件。它的粘度對溫度變化很敏感。尼龍66的收縮率在1%2%之間，參加玻

6、璃纖維添加劑可以將收縮率降低到 0.2%1% 。收縮率在流程方向和與流程相垂直方向上的相異是較大的。尼龍66對許多溶劑具有抗溶性。1.2塑件材料分析油箱蓋的常用材料為尼龍66，尼龍66具有良好的耐磨性、耐熱性、還大大降低了原料的吸水性和收縮率，具有優(yōu)良的尺寸穩(wěn)定性及優(yōu)異的機械強度。其特點為：具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學特性，吸濕性強,流動性中等,易取高溫料,料溫對流動性影響大。絕緣性良好，耐化學腐蝕性好，尺寸穩(wěn)定性強，外表光澤性好，易涂裝和著色，但耐熱性不太好，耐性較差。應用范圍廣泛。1.3塑件的成型特性與工藝參數導電尼龍升溫時粘度增高，所以成型，壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大，導電尼龍易

7、吸水，成型加工前應進展枯燥處理，易產生熔接痕，模具設計時應該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力。正常成型條件下，壁厚、融料溫度及收縮率影響吸收。模具溫度控制在6080,密度為1.02/cm3。2 注塑設備的選擇2.3模架的選定外型尺寸確實定是模具設計的主要任務之一，因制件屬于大批量生產，故模具架應選擇標準模架。根據以上分析選中小型模架。選用A3型模架其特點是定模采用兩塊模板，動模采用一塊模板，他們之間設置一塊推件板連接推出機構用以推出塑件,無支承板，適用于成形薄壁體塑件注射模。定模板厚度：A=32mm動模板厚度：B=32mm墊塊厚度：C=80mm模具厚度：H模=96+A+B+C=96+32+32

8、+80=240mm模具外形尺寸 400mm*450mm*240mm規(guī)格：400mm*450mm模板：寬400mm 長450mm 厚32 mm墊塊：寬63mm 長450mm 厚80mm座板：寬500mm 長450mm 厚32mm導柱：32mm導套：32mm此外有6個M12的螺釘；12個M16的螺釘。3 分型面與澆注系統(tǒng)的設計 3.1分型面的設計 模具型腔由兩局部組成或更多局部組成，這些可別離局部的接觸外表即為分型面。一套模具可能有一個或兩個以上的分型面，分型面可能垂直于合模方向，也可能平行于合模方向。 分型面的選擇應考慮到油箱蓋的形狀、尺寸和壁厚；材料的性能及填充條件；澆注系統(tǒng)的布局；制品的成形

9、效率及成形操作的便利；排氣、脫模及模具構造簡單、使用方便、制造容易等因素故該模具的分型面為插座正面。澆注系統(tǒng)的作用是使塑料熔體平穩(wěn)地流入并充滿型腔，使型腔內的氣體順利的排出，以獲得組織致密、外形清晰、尺寸穩(wěn)定的制品。澆注系統(tǒng)的設計正確與否是注射成形順利進展的關鍵。在設計澆注系統(tǒng)時，要注意使流溢和澆口適應塑料的工藝性。在保證制品質量的前提下流道要盡量短一些。澆口的設置要有利于模具中氣體的排出，還要盡量防止料流直接沖擊A型芯或嵌件。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積因盡量小，而且能夠與模具的軸線對稱。在確定澆口位置時，還應考慮到制品休整時的方便，確保外觀質量。澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口及冷料穴4

10、局部所組成。主流道是指以注射機噴嘴與模具接觸部位起到分流道為止的一段流道。分流道是主流道與型腔進料口之間的流道。澆口是料流進入型腔最窄的局部，也是澆口系統(tǒng)中最短的一段。冷料穴一般設置在主流道或分流道的末端，用以儲藏冷料，使熔體順利充滿型腔。3.2主流道的設計3.2.1主流道設計成圓錐形，其錐角為3。，流道壁外表粗糙度取Ra0.63um，加工時應沿流道拋光。3.2.2由注射機參數可知：注射機噴嘴孔直徑為4mm,噴嘴圓弧半徑為12mm所以主流道小端直徑為d=4+(0.51)=,主流道球面半徑為：SR=12+12=14mm3.2.3主流道末端圓角過渡，圓角半徑r=2mm3.2.4主流道長度L=54m

11、m3.2.5主流道開設在可拆卸的主流道襯套上，其材料常用T8A，熱處理淬火后硬度5357HRC。3.2.6主流道大端直徑D=d+2ltanx/2=4.6+2*50*0.026=主流道尺寸參數符號名稱尺寸/mmd主流道小端直徑SR主流道球面半徑14h球面配合高度4x主流道錐角3l主流道長度54r主流道末端圓角過渡2D主流道大端直徑3.3分流道的設計 采用多澆口進料的較大制品或多型腔模具需設置分流道。分流道的形狀和尺寸根據制品的體積、壁厚、形狀、構造及分流道的長度等因素來確定。常見分流道的橫截面形狀包括圓形、梯形、U型、半圓形和矩形等。型腔與分流道的排列有平衡式和非平衡式兩種。平衡式的主要特征是分

12、流道的長度、截面形狀和尺寸都一樣，各型腔內均衡進料；非平衡式的主要特征是分流道截面形狀和尺寸一樣，但長度不同。采用這種形式難以實現均衡進料，一般用于成形尺寸精度要求不同或構造不同的制品。3.3.1對于本模具來說,流道可選熱量損失較小，加工方便的梯形截面，梯形大端B=1.307*D=1.307*7=側面斜角取=63.3.2分流道的布置與長度分流道的布置形式有平衡式和非平衡式兩種類型。分流道的布置應力求長度最短，彎折少；另外，當流道長、需要采用多級分流道時，應在其拐角處適當設置冷料穴。該模具分流道的設計采用平衡式。3.3.3分流道的外表粗糙度及澆口連接 分流道的外表粗糙度一般取Ra0.81.6um

13、在分流道與澆口連接處應逐漸光滑過渡，其連接形式如下r=2mm r1=3.4澆口的設計 澆口的根本作用是使分流道流入的熔體產生加速，以快速充滿型腔。澆口尺寸一般比型腔局部小的多，在型腔充滿塑料后，澆口能夠迅速冷卻封閉，防止熔料倒流。 澆口可分限性澆口和非限制性澆口兩種。澆口的作用可概述為，非限制性澆口起著引料、進料的作用；限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產生加速度，提高剪切速度，使其成為理想的流動狀態(tài)，迅速而均衡的充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進入型腔的流動特性，調節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時充滿，可控制充滿時間、冷卻時間及塑件外表質量，同時還能起著封閉型腔防止

14、塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件別離的作用。澆口的構造形式很多,常見的有中心澆口、扇形澆口、點澆口、側澆口、直接澆口、潛伏式澆口等。應用最廣泛的澆口形狀為矩形和圓形，有時也采用三角形。澆口的截面積一般為分流道截面積的39，外表粗糙度不大于Ra0.4um。根據模具的特點，該模具為一模多腔，故應采用側澆口進料的方式。為了不影響制件的外觀，澆口的位置設置在制品帶有加強肋一側的根部。澆口的截面形狀為矩形。L=2mm h=2mm b=4mm r=3.5.冷料穴的設計 在完成一次循環(huán)的間隔，考察注射機噴嘴和主流道小端間的溫度狀況時，發(fā)現噴嘴端部的溫度低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機料筒以內

15、約1025mm的深度有個溫度逐漸升高的區(qū)域，這時才能到達正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域的塑料的流動性能及成形性能不佳，如果這里的溫度相對較低的冷料進入型腔，便會產生次品。為克制這一現象的影響，用一個井穴將主流道延長以承受冷料，防止冷料進入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產生冷料的井穴稱為冷料穴。 和一般臥式或立式注射機上使用的模具一樣，油箱蓋模具的冷料穴設置在主流道對面的動模板上，與主流道相連。在許多場合，當分流道較長時，可在料流放向的末端延長一小段作為冷料穴。為了使主流道凝料能夠順利脫出，冷料穴往往兼有開模時將主流道凝料拉至動模的作用。常見的冷料穴有Z字頭、球頭、錐形頭等。兩

16、孔插座模具采用最常用的Z字頭冷料穴。構造如圖:第七節(jié) 頂出方式和位置確實定 在注射成型的每一個循環(huán)中，都必須使制品從模具型腔和型芯上脫出，這中脫出制品的機構稱為頂出機構或脫模機構。 制品的頂出方式是由制品材料、形狀等因素決定的。在模具使用過程中，故障最多的部位就是頂出機構。在確定制品頂出方式時，既要保證制品的外觀質量，又要充分考慮頂出機構回程機構的靈活、可靠，還必須加工和維修的方便。 油箱蓋模具的流道凝料和制品采用圓形頂桿頂出，這是頂出機構中最為簡單、常用的形式。圓形頂桿制造簡單，更換方便、滑動阻力小，脫模效果好，有系列的標準件可以選用。 4.2成型零件的工作尺寸在成型零件上，直接用以成形的尺

17、寸稱為成形零件的工作尺寸。成形零件的工作尺寸主要分為型腔和型芯的徑向尺寸、型腔和型芯的深度尺寸及中心距等幾類。在模具設計時，必須根據制品的尺寸和公差確定成形零件的工作尺寸。一.影響制品尺寸公差的因素世太保成型零件的制造誤差在通常情況下，制品的公差以表示，成型零件的制造公差以Z表示。實際說明，成形零件的制造公差約占制品公差的1/3左右,因此,可取=/3。成形零件的磨損成形零件的最大磨損量以c表示。在成形過程中，型腔尺寸逐漸變大，型芯尺寸逐漸變小，中心距尺寸根本不變。對于中小型制品，最大磨損量可取制品公差的1/6，即c=/6；大型制品的磨損量一般在/6以下。所以該塑件c=/6。(3) 平均收縮率S

18、cp確實定：Scp=1/2(Smax+Smin)*100根據參考資料六可知：ABS塑料的收縮率為0.30.8。 故：Scp=1/2(0.3+0.8)=0.55二.成形零件工作尺寸計算1計算方法： 型腔的徑向尺寸計算Lm=(Ls+Ls*Scp-3/4)+ z0型芯的徑向尺寸計算Lm=(Ls+Ls*Scp+3/4) 0-z式中：Lm-模具型腔或型芯在室溫下的尺寸； Ls-制品在室溫下的尺寸； Scp-平均收縮率； -制品公差；-成形零件的制造公差；型腔深度尺寸的計算Hm=(Hs+Hs*Scp-3/4)+ z0型芯高度尺寸的計算Hm=(Hs+Hs*Scp+3/4) 0-式中：Hm-型腔深度或型芯高度

19、； Hs-制品在室溫下的尺寸； Scp-平均收縮率； -制品公差；-成形零件的制造公差；2成型零件尺寸具體計算：型腔長度類尺寸： 制品尺寸 860, =85.933+模具尺寸85.9+型腔深度類尺寸 =5.898+型芯長度類尺寸型芯高度類尺寸中心距類尺寸 =22.12 =16.09 =43.24 =62.34第四節(jié) 型腔側壁與底版厚度計算一.型腔側壁的計算可根據公式也可根據經歷得,一般型腔側壁厚度的取植都在型腔長度L或直徑D的0.20.5倍的范圍內。因型腔長度為88mm,故型腔側壁可取45mm 制品在分型面上的投影面積 S=88*88=2故底板厚度可取25mm。第五章 合模導向機構的設計第一節(jié)

20、 導柱的構造及尺寸導柱可分為帶頭導柱和有肩導柱.帶頭導柱加工構造簡單,加工方便,用于簡單模具.小批量生產一般不要用導套,而是導柱直接與模板中的導向孔配合.生產批量大時可在模板中設置導套。有肩導柱用于精度要求高、生產批量大的模具,導柱與導套配合,導套固定孔直徑相等,兩孔同時加工,確保同軸度要求。型有肩導柱不常用。故模具用帶頭導柱,并配有導套。其構造如下:由模架設計可知:導柱為32mm所以：d1(k6)=32+0.018+D0-0.2=40+0S0-0.1=8+0L0-1.5=9001長度 導柱導向局部長度應比凸模端面的高度高出68mm，以防止出現導柱未導正方向而型芯先進入型腔。2形狀 導柱前端應

21、做成臺形或半球形，以使導柱順利進入導向孔。3材料 導柱應具有硬而耐磨的外表，堅韌而不易折斷的內芯，因此采用20鋼經淬火處理，硬度為5055HRC。導柱局部的外表粗糙度Ra為0.8m,導向局部的外表粗糙值Ra為0.80.4m。4數量及布置 導柱應合理均布在模具分型面的四周，導柱中心至模具邊沿有足夠的距離，以保證模具強度導柱中心到模具邊沿的距離通常為導柱直徑的1-1.5倍。且固定在動模局部。該模具屬于中形模架，所以采用四個導柱，又因無配合方位要求，采用等徑不對稱的方法。5配合精度 導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合；導柱的導向局部通常采用H7/f7或H8/f7間隙配合。第二節(jié) 導套的構造及尺寸 導套有直導和帶頭導兩種。直導套用于簡單的模具或模板較薄的模具；型帶頭導套主要用于復雜模具或大、中型模具的動定模導向中；型導套主要用于推出機構的到向中。所以該模具應選型帶頭導套。其構造如下：d(H7)=32+d1(k6)=42+0.018+ d2(e7)=42+0.018+d3+0.2+0.1=32+0.2+D0-0.2=48+0S0-0.1=8+0R=1形狀 為使導柱順利進入導套，在導套的前端要倒圓角。導柱孔做成通孔，以便于排出孔內空氣及殘渣廢料。2材料 導套與