汽车空调控制饰板双型腔注塑模设计
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密 惠 保
说明书46页21000余字，CAD图纸3张 [资料来源：www.THINK58.com]
模具是进行产品制造的一种全新工具，它有着简单、快捷的优点，特别是随着汽车工业的发展，模具业面临着一个全新的发展机遇。
本文主要介绍了当前国内外模具发展现状，空调饰板塑件成型工艺，以及模具零部件结构与功能系统设计。主要包括成型零部件的设计、浇注系统设计、排气系统设计、脱模机构设计、侧向机构设计、合模导向机构设计、冷却系统设计。
由于塑件特殊结构，为便于脱模，设计中采用拉钩式顺序机构和斜导柱机构，加大了模具结构复杂程度。塑件上部分孔的成型采用凸、凹模组合成型巧妙解决了侧问题。
本设计中，有详细的计算过程，丰富的插图，图文并茂，使读者更容易地明白设计的过程。 [来源：http://www.think58.com]
关键词:模； 点浇口； 滑块； 侧机构 [来源：http://www.think58.com]
Abstract
The mold is one kind of brand-new tool to manufacture the production，with the merits of simple and quick. Specially, with the development of automobile industry, the mold industry is facing a new development opportunity.
This paper mainly introduce the development of mould in our country and foreign countries, the forming technique of tool box injection mould, structure of parts of mould ,and design process of function system .Including process of air ejection system, ejection mould system, structure of slanting pillar ,assemble system ,cooling system.
Because of plastic product special figure, the mould use sub-type tamp-pillar pumping core institution ,which increases the complexity of the structure .The forming of the hole on beside parts use crippling mould and concave mould ,which cleverly solves the problem of side core pulling.
There are detailed computation process and rich illustrations in this paper ,which make the reader understand the design easily
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Keywords : Injection mould ； Pinpoint gate； Slide block； Side core pulling
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目 录
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摘要 I
Abstract II
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第1章 绪论 1
1.1 选题的依据和意义 1
1.2 本课题在国内外的研究现状 1
1.2.1 模发展概况 1
1.2.2 中国模具工业发展概况 2
1.2.3 存在问题和主要差距 3
1.2.4 本课题的发展展望 4
第2章 方案分析 5
2.1 设计任务 5
2.2 塑件分析 5
2.2.1. 塑件外形分析 5
2.2.2 塑件的尺寸、公差及设计基准 5
2.2.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数 5
2.2.4 塑件结构要素 6
2.3 设备的选择 6
2.3.1. 机选择的依据 6
2.4 模具结构方案的拟定 7
2.4.1 浇注系统 7
2.4.2 面的确定 7
2.4.3 型腔的布置 7
2.4.4 脱模机构 8
2.4.5 机构 8
2.4.6 拉料杆的结构方案选择 8
2.4.7 模具结构方案如下 8
第3章 模具总体结构设计 9
3.1 浇注系统 9
3.1.1 浇注系统的总体构成 9
3.1.2 主流道设计 9
3.1.3 分流道设计 10
3.1.4 浇口设计 11
3.1.5 冷料穴设计 12
3.1.6 面的设计 12
3.1.7 排溢、引气系统的设计 13
3.2 成型部分及零部件 13
3.2.1 型腔数的确定 13
3.2.2 一般凹凸模结构设计 14
3.2.3 成型零件工作尺寸 15
3.2.4 型腔壁厚计算 18
3.3 脱模机构 19
3.3.1 脱模机构的构成与功能 19
3.3.2 取出机构的方式 19
3.3.3 脱出机构设计原则 20
3.3.4 塑件的脱出机构设计 21
3.4 侧向机构设计 24
3.4.1 侧向机构设计 24
3.4.2 斜导柱机构零部件设计 25
3.5 冷却系统 28
3.5.1 冷却装置设计分析 29
3.5.2 冷却装置的理论计算 29
3.5.3 冷却回路的布置 31
第4章 模体与支承连接零件 33
4.1 模体结构设计 33
4.1.1 确定座板尺寸 33
4.1.2 确定模板尺寸 33
4.1.3 确定垫块尺寸 34 [资料来源：THINK58.com]
4.1.4 确定 34
4.2 支承与连接零件 35
4.2.1 支承件 ——支柱 35
4.2.2 连接零件 36
4.3 导向零件 36
4.4 其他零件——吊装设计 38
设计总结 39
参考文献 40
致谢 41 [资料来源：THINK58.com]
第1章 绪论 [版权所有：http://think58.com]
1.1 选题的依据和意义
近年来，中国的模具工业发展十分迅速，模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最有潜力的发展方向，而模又是塑料生产采用的最普遍的方法。世界塑料成型模具中，约60%为模。在国民经济中，模具工业已成为五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑的基础。随着社会的发展，它将发挥更加重要的作用。
我的毕业实习单位为齐齐哈尔齐塑公司，该公司主要生产与哈飞汽车配套的零部件。在毕业实习期间，通过观察、询问及老师的指导对模有了近一步的了解，认识到模具生产在现代社会发展中的重要作用，依据本次实习所见到的模具和在工厂所学到的知识，结合自己的实际水平和理论知识选择了此题目，其对于以后的学习、研究都有很大的帮助。它不仅使我们在模具方面有了更深的了解，并能使以后在模具设计方面起到很大的作用。也对以后的学习和工作奠定了坚实的基础。随着社会的发展，它将发挥更大的作用。
鉴于此，以哈飞路宝空调控制饰板为塑件，进行模设计。
1.2 本课题在国内外的研究现状 [资料来源：www.THINK58.com]
模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力，随着我国加入WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。
1.2.1 模发展概况
注射成型技术作为塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已经得到相当广泛的应用。据统计，制品约占整个塑料制品的20%-30%，而在工程塑料中有80%以上的制品是采用成型加工的。但随着塑料制品应用的日益广泛，不同的领域对塑料制品的开头精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求，因此在传统成型技术的基础上,又发展了许多特殊的新兴成型技术，如低压注射成型、熔芯射击成型、装配注射成型、磁场定向注射成型、单色多模注射成型、气体辅助注射成型、薄壳注射成型技术等。因些必须改变模具的设计和制造体系，才能够满足成型要求。
另外，随着微机电系统的产业生命线的进展，微细型模具设计与制造技术的研究近年来得到了人们的重视，随着MEMS产业化的进程，微成型技术有着巨大的潜力和发展空间。微型成型通常用于医疗、电信、计算机、电气等领域，医疗和电子器械越来越小型化，因此对人们希望制件可以做得越来越小。微型成型有许多优点，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究适合微型模具和微型机的成型理论和制造方法，寻找和研制适合微型塑料制件生产的塑料原料，以及开发相应的检测仪器设备，已经成为目前国内外的研究热点。
1.2.2 中国模具工业发展概况
中国虽然在很早以前就制造和使用模具，但一直未形成产业。1984年成立了这个模具工业协会，1987年模具首次被列入机电产品目录。随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具工业得到快速发展。在市场竞争中，企业的模具生产技术提高很快，规模不断发展，提高很快。
1988年至1992年，国家委托中国模协和机械院在全国范围内组织了上百个模具企业和有关科研单位、大专院校，共同对模具关键技术进行攻关，在模具的设计制造技术，料模具的设计制造技术，铸压模具的设计制造技术，铸造模具的设计制造技术，模具表面处理技术模具材料，模具加工关键设备，模具寿命研究等方面，取得了丰硕成果。
“七五“后期和”八五“期间，国家为模具工业加大了投入，分批分期改造了一批具有特色专长的专业模具厂和模具标准件厂，引进了一大批模具加工关键设备及精密塑料模、、精冲模等设计制造技术。同时，许多大专院校开始设计模具专业，由前联邦德国和日本援建及中国自己投资兴办的模具技术培训中心，也陆续建立模具技术发展及技术工人的培养开始步入轨道。
20世纪90年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。 1994年，国家在上海交通大学建立了模具CAD国家开发研究中心，在郑州工学院建立了橡塑模具国家工程研究中心，使中国模具CAD/CAE/CAM研究开发和应用工作得到了进一步发展，新的成果不断出现。 [来源：http://www.think58.com]
由于CAD/CAE/CAM的应用，特别是20世纪80年代开始中国许多模具制造厂从国外引进了许多软件，包括模、、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等相应软件，使中国模具设计制造水平有很大提高。
中国模具工业协会现在是亚洲协会联合会（FADMA）和国际模办（ISTA）成员单位。负责中国模具行业与国际同行的交流合作。近年来，中国模具工业协会基本上每年都组织国内主要模具生产企业的厂长（经理）、总工程师和技术人员参与国际模具经贸等技术交流，参加国外的国际模具展览会。这些国际交往都促进了中国模具技术水平的提高和模具工业的发展，收到了很好的效果。
在我国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 [资料来源：http://www.THINK58.com]
现在，中国已能生产精度达2μm的多工位，寿命可达2亿冲次以上。在大型方面，中国已能生产34英寸大屏幕彩电和65英寸背投影式电视的塑壳模具，10kg大容量洗衣机全套塑料件模具及汽车保险杠，整体仪表板等。在精密方面，中国已能生产照相机塑料件模具多行腔小模数齿轮模具及精度达5μm的2560腔塑封模具等。在大型精密复杂铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模和汽车后桥齿轮箱压铸模及汽车发动机壳体的铸造模具。在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中高档新型轿车的部分覆盖件模具。子午线轮胎活络模具，铝合金和塑料门窗异材挤出成型模，精铸或树脂快速成型拉延模等，也已达到相当高水平，可与进口模具媲美。
1.2.3 存在问题和主要差距
目前，我国模具总量虽然已经达到了相当的规模，模具水平也有了很大提高，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也要比加拿大、英国、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国家落后。存在的问题和差距主要表现为以下五方面：
(1) 总量供不应求，国内的模具自己率只有70%左右。其中，中低档模具供过于求。中高档模具自己率仅50%。
(2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构不合理。国内模具生产厂中自产自己率达60%，而国外70%以上为商品模具；属大型、精密、复杂、长寿模具的比例不足30%，而国外大50%以上。进出口之比2004年为3.7∶1，实进口达13.2亿美元，为净进口量最大的国家。
(3) 模具产品水平要比国际水平低很多，而许多模具的生产周期却比国际水平长。
(4) 开发能力较差，经济效益欠佳。国内，每个职工平均每年制造1万美元左右，而国外每个职工每创造15~20（甚至25~30）万美元。
1.2.4 本课题的发展展望
（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；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；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的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。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，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。
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（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。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。
（6）应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具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三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模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。
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第2章 方案分析
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2.1 设计任务
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设计题目：哈飞路宝车空调控制饰板双型腔模设计
2.2 塑件分析 [资料来源：THINK58.com]
2.2.1. 塑件外形分析
该塑件为空调控制饰板，外表为壳体，壁厚为2mm。具体示图见塑件图。
2.2.2 塑件的尺寸、公差及设计基准
(1) 塑件尺寸见塑件图。塑件要求为一般精度，4级，则按基本尺寸公差取1.0mm或0.5mm。
(2) 塑件设计以上侧端面为基准，进行设计。
2.2.3 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数
塑件选用材料为 ABS ，具体参数如下：
密度（g/cm3）：1.03~1.07 (取1.05)
收缩率（%）： 0.3~0.8 （取0.5%）
模具温度（ºC）：50~80 （取 60）
料筒温度（ºC）：150~200
喷嘴温度（ºC）：170~180
2.2.4 塑件结构要素
(1) 塑件脱模斜度：对ABS塑料而言，
型芯：35ˊ~1º （取45ˊ）
型腔：40ˊ~1º20ˊ（取1º）
(2) 圆角：为防止塑件转角处的应力集中，改善充模特性，转角处采用圆角过渡。 [来源：http://www.think58.com]
2.3 设备的选择
2.3.1. 机选择的依据
(1) 最大量：
由 V ＝ (2-1)
考虑到浇注系统及其它原因带来的损失，故
式中 m——塑件的质量（g）
——塑件的密度（ ）
(2)压力：查设计手册 可知ABS材料的注射压力为80~200MP，考虑到塑件的形状及材料的流动性，根据经验压力选150MP。
(3) 锁模力 ：
(2-2) [资料来源：http://think58.com]
式中 ——机的额定锁模力（N）
——注射压力到达型腔的压力损失系数，一般取0.34~0.67，根据经验取0.5
——塑件成型所需的实际注射压力（ ）
——塑件及浇注系统等在面上的投影面积（ ）
由 (2-2) 得 =1411.2KN
(4) 开模行程校核 ：
S＞L1＋L2＋δ (2-3)由 (2-3) 得 S＝210(mm)
式中 L1——凸模凸出部分高度(mm)
L2——取出塑件间隙(mm)
δ——顶杆顶出富裕量(5~10mm) (取10mm)
总上，选取SZ-500/2000卧式机，其主要参数为：
理论注射体积/cm3：525
螺杆直径/mm： 52
压力/ Mpa： 153
速率(g/s)： 200
锁模力/KN： 2000
最大模具厚度/mm：450
最小模具厚度/mm：280
喷嘴球半径/mm ： 15
喷嘴口孔径/mm： 4 [资料来源：http://THINK58.com]
2.4 模具结构方案的拟定 [来源：http://www.think58.com]
理想的模具结构应充分的发挥成型设备的厚力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺要求和生产经济要求。由于影响的因素很多，可以从以下几个方面着手：
2.4.1 浇注系统
包括主流道、分流道、冷料井、浇口的形状、大小和位置。主浇道的设计符合模具设计标准。
2.4.2 面的确定
考虑到面的的选取要利于拔模，排气及对其表面质量的影响选塑件的上端平面为面。
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