汽车保险杠拖钩盖板塑料模具设计 任务书+开题报告+论文.docx

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汽车保险杠拖钩盖板塑料模具设计任务书+开题报告+论文

毕业设计（论文）任务书

专业模具设计与制造班级模具072姓名

一、课题名称：

汽车保险杠拖钩盖板塑料模具设计

二、主要技术指标：

1）、件表面：

必须符合质量要求及CAD数据和2D图纸表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。

2）、寸符合CAD数据及装车质量要求。

3）、产品必须和相关的匹配零件匹配合格（例如：

后保险杠，前保险杠）

4）、模具正常生产寿命必需达到30万次。

5）、注射成型周期30秒。

6）、模具为1x2（一模2腔）。

7）、模具所有零件拆除必须简单可靠。

8）、模具材料为PP收缩率为1.15%

三、工作内容和要求：

设计内容：

1）、必须采用UG进行模具设计；

2）、模具采用LKM（龙记）标准模架；

3）、水路直径采用8MM；

4）、设计2D总装图一份（必须包括材料清单）零件图一份；5）、设计模具铭牌一套（包括:

凹模水路铭牌、凸模水路铭牌、动作顺序铭牌）；6）、3D必须在8月15号前完成，2D必须在8月22前完成；

设计要求：

1）、模具总装配图1张（1号或2号图纸）。

2）、模具典型零件工作图14－16张。

3）、设计计算说明书一份（8000～10000字）。

四、主要参考文献：

齐卫东主编.塑料模具设计与制造.高等教育出版社.2004

陈剑鹤、吴云飞、黄桂林主编.塑料模具设计图册.清华大学出版社.2008

史新民主编.机械设计基础.东南大学出版社.2007

学生（签名）年月日

指导教师（签名）年月日

教研室主任（签名）年月日

系主任（签名）年月日

毕业设计（论文）开题报告

设计（论文题目）

汽车保险杠拖钩盖板塑料模设计

一、选题的背景和意义：

模具被誉为「百业之首，工业之母」，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。

近年来，随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，中国模具制造业发展迅速。

据了解，制造一款普通轿车约需200多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具仅约50%能够满足。

而塑料建材大量替代传统材料也成为所趋，有关模具专家预计2010年全国塑料门窗和塑管普及率将达到30%～50%，塑料排水管市场占有率将超过50%，这些都会大大增加对模具的需求。

据有关专家分析预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的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。

二、课题研究的主要内容：

塑料模具在日常生活中应用广泛，通过做设计来提高自己的专业知识，了解模具设计的流程。

模具注射模具设计主要研究了三板模的设计加工制造方法。

其中对模具分型面的选择、注射系统的设计是本模具的设计重点。

通过对模具的设计，绘制出模具装配图和零件图。

三、主要研究（设计）方法论述：

对塑料模具的设计一般从五个方面进行，即：

塑件的成型分析；注塑机的选择；模具的基本结构设计；注塑机的校核；绘制出装配图。

使用UG软件来设计出模具的三维造型。

四、设计（论文）进度安排：

时间

工作内容

09年8月1—5日

毕业设计任务书、毕业设计开题报告

09年8月6—8日

查阅资料和文献、分析塑件的成形分析

09年8月9—12

注射机选择、模具类型及结构的确定

09年8月12—15

模具和成型机械关系的校核

09年8月16—18

AutoCAD绘制模具装配图、重要零部件零件图

09年8月19—22

编写设计说明书、完成初稿

09年8月23—26

整理、检查设计说明书

09年8月26—29

结束设计任务

09年8月30日

毕业设计答辩

五、指导教师意见：

　　　　　　　　　　　　指导教师签名：

年月日

六、系部意见：

　　　　　　　　　　　系主任签名：

年月日

目录

摘要--------------------------------------------------------------------------------------------5

前言--------------------------------------------------------------------------------------------6

1、零件的描述---------------------------------------------------------------------------7

2、塑件的工艺性分析-----------------------------------------------------------------7

2.1.塑料的分析------------------------------------------------------------------------8

2.2.塑件的分析------------------------------------------------------------------------8

3、注塑机的选择------------------------------------------------------------------------9

3.1.塑件的体积、质量----------------------------------------------------------------9

3.2.型腔数量-----------------------------------------------------------------------------9

3.3.注塑机相关参数-------------------------------------------------------------------9

3.4.注塑成形工艺参数----------------------------------------------------------------10

4、模具结构设计-----------------------------------------------------------------------10

4.1分型面得选择---------------------------------------------------------------------10

4.2型腔布局--------------------------------------------------------------------------11

4.3模具总体结构类型--------------------------------------------------------------12

4.4.成形零件的设计------------------------------------------------------------------12

4.5.选择标准模架---------------------------------------------------------------------14

4.6.浇注系统---------------------------------------------------------------------------15

4.7.推出机构---------------------------------------------------------------------------16

4.8.冷却系统---------------------------------------------------------------------------17

4.9.排气系统---------------------------------------------------------------------------17

5、注塑机的校核-----------------------------------------------------------------------17

结论-------------------------------------------------------------------------------------18

答谢词----------------------------------------------------------------------------------19

参考文献------------------------------------------------------------------------------19

摘要：

中国模具工业发展十分迅速。

在现代的模具生产中，国民经济的发展对模具提出了越来越高的要求。

在这样的发展形式下选择模具设计这样一个有意义的毕业设计是一次非常重要的锻炼机会。

在汽车保险杠拖钩盖板塑料模具设计中利用了UG（CAD/CAM）这个软件对塑件的成型全面分析、模具的基本结构设计的论述。

再结合现今模具生产厂家的具体经验进行结构设计，切实将设计做到能够应用在实际生产中，使模具更具有实用性。

关键词：

塑料模、UG（CAD/CAM）。

Summary：

Withmodernplasticproductswerewidelyusedandincreasinglydemandingpreciseshape,plasticmolddesignrequirementsarealsogettinghigherandhigher.Atthesametimeintheplasticproducts,high-qualitydiedesign,advancedmoldmanufacturingequipmentandreasonableprocessing,high-qualitymaterialsandmodernmoldforminghigh-qualityequipmentareforminganimportantconditionforplasticparts.bumperhookrear-endplatePlasticproductsintheuseofthemolddesignUG（CAD/CAM）softwarefortheplasticpartsformingacomprehensiveanalysisofthebasicstructureofmolddesignexposition.UG（CAD/CAM）softwareasagraphicssoftwareinthemoldofthedesignandanalysis,theNCdie,polishingandmatchingmodeandrapidprototypingmanufacturing,andotherareashavemoreapplications.PlasticproductsaboutcarinthemolddesignismoreofaUGsoftware,tooptimizethedesignofplasticparts.

前言

模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”，现代模具行业是技术、资金密集型的行业。

作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。

如今，模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用；特别是在制造业中，它起着其他行业无可取代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着巨大的影响。

近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。

本次毕业设计是在工厂设计人员和指导老师的指导下利用UG完成一个汽车保险杠拖钩盖板塑料模具设计过程，在设计过程中，本人坚持结构可靠，贴近实际生产。

做完了毕业设计，我知道了整个设计的过程也是要对注塑模的整体结构非常的了解才会完成设计，因为整个模架以及顶杆、复位杆还有其他的很多的零部件都是要一步一步设计出来的，在这次的毕业设计过程中。

我认为我又学会了很多东西，也更领悟了其中的一些奥妙。

让我对自己的专业以及工作都有所认识。

由于本人水平有限、时间仓促，难免有疏漏之处，敬请批评指正！

注塑零件图

图1

技术要求：

1材料：

PP

2产量：

30万件

3未注公差尺寸

4表面应光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷。

1.塑件的工艺性

（1）塑料

品种：

pp

颜色：

黑色

结构特性:

线性结构为结晶型

基本特性：

pp塑料在工业生产中广泛应用，　PP为结晶型高聚物，常用塑料中PP最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。

通用塑料中，PP的耐热性最好，其热变形温度为80-100℃，能在沸水中煮。

PP有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”。

PP的综合性能优于PE料。

PP产品质轻、韧性好、耐化学性好。

PP的缺点：

尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。

材料的成型性能分析：

1.结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解.

　　2.流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形.

　　3.冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形

　4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。

（2）塑件

表面质量要求:

a.该塑件未标注公差尺寸,故公差等级取MT5级.

b.该塑件为汽车座椅调节器支架,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，表面粗糙度可取Ra1.6。

2.注射机的选择

（1）计算塑件的体积、质量

经UG软件测得塑件的体积约为75.22㎝3，塑件密度为0.91cm3,则质量M=75.22×0.91=68.45g。

（2）确定模具型腔数量

模具寿命要达到30万次，属于大批量生产，且塑件精度要求较高，为提高效率，采用一模两腔结构。

（3）选择注射机

根据公式Vmax≥（nVs+Vj）/k

Vmax指注射机的最大注射量n指型腔数量

Vs指塑件体积Vj浇注系统凝料体积

K指注射机最大注射量利用系数，一般取K=0.8

已知n=2，Vs=3.37㎝3，估计Vj=10㎝3，则Vmax≥（2×75.22+10）/0.8=200.55㎝3

查表可选择的注射机型号为XS-ZY-500型卧式注射机,其有关参为:

额定注射量500cm3

注射压力145MPa

锁模力3500KN

最大成形面积1000cm2

模具厚度300～450mm

最大开合模行程500mm

喷嘴圆弧半径18mm

喷嘴孔直径6mm

拉料间距540mm×440mm

（4）制定注射成形工艺参数

查表得PP+T20的注射成形工艺参数如：

a.温度（oC）

喷嘴温度170～190

料筒温度前段180～200中断200～220后段160～170

模具温度40～80

b.压力（MPa）

注射压力70～120

c.时间（S）

注射时间0～5冷却时间15～50

保压时间20～60成形周期40～120

3.模具结构设计

（1）分型面的选择

首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在塑件的上接面处。

（2）型腔布局型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。

考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，由于塑件整体结构对称，虽然细微结构较多，但是都是相同的。

方案一整体式型腔是由整块金属加工而成的，其特点是牢固、不易变形、不会使塑件产生拼接线痕迹。

但是由于整体式型腔加工困难，热处理不方便，所以常用于形状简单的中、小型模具上。

方案二如果采用组合式的型芯型腔，可以减少加工工艺，减少热处理，拼合处

有间隙，利于排器，便于模具的维修，节省贵重的模具刚。

但是会有很大的安装难度，而且镶件的尺寸、形位公差极高。

综上所述，采用整体式的型芯型腔。

，

采用一模两腔的模具结构。

如图2所示：

（3）确定模具总体结构类型

因为对塑件表面的要求较高，所以采用点浇口成形。

此模具为热流道注射模。

塑件的形状虽然比较简单，但比较小，属于小型塑件，而且零件需要加侧抽芯。

（4）成形零件设计

a.结构设计

型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。

考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。

为便于装拆，型腔采用整体嵌入式。

b.工作尺寸计算（因为是未注公差按MT6计算）

对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。

查表可知PP的平均收缩率Scp=1.1%

型芯径向尺寸13.78+0.4616.26+0.54

LM=（LS＋LSScp＋3Δ/4）－δz

=（13.78+13.78×1.15%+0.46×3/4）-（0.46/4）

=14.28-0.115

LM=（LS＋LSScp＋3Δ/4）－δz

=（16.26+16.26×1.15%+0.54×3/4）-（0.54/4）

=16.85-0.135

型芯高度尺寸5.07+0.32

HM=（HS+HSScp+2Δ/3）－δz

=（5.07+5.07×1.15%+2/3×0.32）-（0.32/4）

=5.34-0.08

型腔径向尺寸34.46-0.8028.83-0.70

LM=（LS＋LSScp-3Δ/4）+δz

=（34.46+34.46×1.15%-3/4×0.80）+（0.80/4）

=34.26+0.2

LM=（LS＋LSScp-3Δ/4）+δz

=（28.83+23.83×1.15%-3/4×0.70）+（0.70/4）

=28.58+0.175

型腔深度尺寸10.13-0.46

HM=（HS+HSScp−2Δ/3）+δz

=（10.13+10.13×1.15%-2/3×0.46）+（0.46/4）

=9.88+0.115

型芯圆角R2

LM=（LS＋LSScp）－δz

=（2+2×2.25%）-0.01=2.045-0.01

型腔圆角R2

LM=（LS＋LSScp）+δz

=（2+2×2.25%）+0.01=2.045+0.01

c.型腔侧壁和底板厚度计算

此模具采用组合式矩形型腔，查表，已知圆形型腔内壁短边为28.83mm，则型腔壁厚S1=9㎜，模套壁厚S2=22㎜。

已知t≥（a`p/[σ]）0.5b，则L/b=28.83/28.83=1.0则a`=0.3078，又已知p=40MPa[σ]=300MPa

带入公式t≥（a`p/[σ]）0.5b

=（0.3078×40/300）0.5×28.83

=5.8

（5）选择标准模架

此设计中模架标准采用龙记（LKM）标准模架。

1）确定模架组合形式

采用推杆推出机构，定模和动模均由两块模板组成。

2）斜导柱侧抽芯机构设计与计算

抽芯距与抽芯力的计算

抽芯距S=S1+（2-3）=（R2-r2）0.5+（2-3）=（212-162）0.5+2=15.6

抽芯力的计算F=chp（ucosa-sina）

=3.14×9×40×0.8×104（0.15×cos20-sin20）

=633.024N

斜导柱倾斜角的确定L=s/sinaH=scotaa=20

侧抽芯时的脱模力，其大小等于抽芯力FCFC=633.024

斜导柱的长度计算L=s×cosb/sina

=24×cos30/sin20=41.586

斜导柱的总长Lz=L1+L2+L3+L4+L5

=d2tana/2+h/cosa+dtana/2+s/sina+（5-10）

=32tan20/2+10/cos20+26tan20/2+24/sin20+10

=131.19

斜导柱安装固定部分的长度

La=L2-l=h/cosa-d1tana/2

=10/cos20-26tan20/2

=24.248

3）计算型腔模板周界

长度L=22+34.46+9+34.46+9+30+22+15.6+15.6=192.12

宽度N=22+28.83+9+28.83+9+30+22+15.6+15.6=180.86

4）选取标准的型腔模板周界尺寸

首先确定模架宽度，N=180.86最接近于标准尺寸315，则选400×L；然后从L系列标准尺寸中选择接近于L=288的400。

最终确定的模架规格为400×400。

5）确定模板厚度

A板定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则A板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=40，选取标准中A板厚度HA=40mm。

B板动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，B板厚度=（0.5～1）型芯高度，则B板厚度HB在26～52之间，标准化取HB=40mm。

C板垫板，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度＋推杆固定板厚度＋塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。

此模架推杆垫板厚度=20mm，推杆固定板厚度=25mm，塑件推出距离=型芯高度+（5～10），选推出机构移动空间要足够推出塑件，HC=120mm。

6）检验模架与注射机的关系

a.模具外形尺寸400×400＜拉杆空间540mm×440mm，适合。

b.最大模具厚度450＞模具厚度400＞最小模具厚度300，合理。

c.开模行程=120＜最大开合模行

程382，合理。

（6）浇注系统

浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。

其作用是将塑料溶料充满型腔，且将注射压力传递到型腔的各个部位，以获得组织致密、外形清晰、表面光滑和尺寸精密。

型腔布局为一模两腔，侧浇口浇注系统，分两支流道既可，如图所示：

主流道

圆锥形，锥角a=8°，表面粗糙度Ra0.63um。

主流道进口端直径D1=4mm，长度L为1