汽车用保险板连接件注塑工艺分析与模具毕业设计

随着计算机硬件和软件的快速发展，CAD已经在许多应用领域越来越成熟。在机床制造工业中CAD的应用已相当普及，成为国内外机床制造工业开发新产品、组织规模生产、加强市场竞争的重要手段。特别是在缩短产品开发周期，提高产品性能、质量、可靠性和降低成本等方面，起着重要的作用。

在快速的社会，汽车被广泛应用，但汽车事故发生比例越加上升，对于汽车本身保险需不断加强。由此，本次设计为汽车保险板连接件。

Proe软件的功能非常丰富，包括三维设计建模、三维曲面建模、模型的空间转换，显示控制和观察，零件装配及干涉检验、平面出图、渲染处理、资料验证、数据交换、文件管理及数据库等功能。Proe采取参数化特征建模技术，具有特征建模、模块化、集成化程度高及兼容性好等特点。

关键词：Proe;模具；保险板

摘要....................................................... I 1、绪论 (1)

1.1我国塑料模具工业的发展现状 (1)

1.2 国际塑料模具工业的发展现状 (1)

1.2.1网络的 CAD／CAE／CAM一体化系统结构初见端倪 (1)

1.3设计的目的 (2)

2、塑件成型工艺性分析 (2)

2.1塑件 (2)

2.1.1塑件的尺寸图 (2)

2.1.2塑件表面质量分析 (3)

2.2 ABS的注射成型过程及工艺参数 (3)

2.2.1注射成型过程 (3)

2.2.2 ABS的注射工艺参数 (3)

2.2.3塑件的原材料 (3)

2 .2.4 ABS塑料-性能 (4)

3、模具结构分析与设计 (4)

3.1 分型面的选择 (4)

3.2 型腔数目的确定及型腔的排列 (5)

3.3 浇注系统的设计 (5)

3.3.1主流道 (6)

3.3.2分流道 (6)

3.3.3浇口 (7)

3.3.4冷料穴 (8)

3.3.5侧浇口 (8)

3.3.6分流道的表面粗糙度 (9)

3.4侧抽芯机构的设计 (9)

3.4.1抽芯距与抽芯力的计算 (9)

3.4.2 斜导柱截面尺寸的确定 (10)

3.5 脱模机构的设计 (11)

3.5.1注射模的脱模机构 (11)

3.5.2脱模斜度 (11)

3.6推出机构的设计原则 (11)

3.7 标准模架的选择 (12)

3.8 冷却系统的设计 (12)

3.9 排气系统的设计 (13)

3.10导向机构的设计 (13)

4 、注射模设计的有关尺寸计算 (13)

4.1 成型零件尺寸计算 (13)

4.2主流道尺寸 (13)

5、零件的三维设计 (14)

5.1零件设计 (14)

5.1.1锲紧块 (14)

5.1.2镶件 (14)

5.2组装图设计 (14)

5.3爆炸图设计 (15)

6、注射机有关参数的校核 (16)

6.1 模具闭合高度的确定和校核 (16)

6.2 模具安装部分的尺寸校核 (16)

致谢 (18)

参考文献 (19)

结论 (20)

1、绪论

1.1我国塑料模具工业的发展现状

在引进的塑料模具中，以科技含量较高的模具居多，如高精度模具、大型模具。热流道模具、气辅及高压注射成型模具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提高了更高的要求，因而也推动了塑料模具的发展。以电视机塑料外壳模具为例。其精度已由以前的0.05~0.1mm提高到

0.005~0.01mm ,制造周期也由8个月缩短到了2个月,并且使用寿命也由过去可制10万~20万件制品延长到了可60万件制品。从电视机外壳塑料模具的发展可以看到，高精密、长寿命、短周期、低成本是模具的发展方向。目前我国使用覆盖率和使用量最大的模具标准件为冷冲模架、注塑模架和推杆管这三类产品。以注塑模架为例，目前全国总产值有20多亿元，按照需求，国内约需注塑模架30多亿元，而实际上国内市场并未达到这个规模，其中主要一个原因就是模具厂家观念旧，注塑模架自产配比例较高，外购很少。这样做厂家不仅重复制造本应标准化的购件，延长了模具生产周期，又不利于维修。很多相关的模具标准件并没有相关的国家标准，因此制定模具构件的标准规范工作也是当务之急。

1.2 国际塑料模具工业的发展现状

美国1991年发表的“国家关键技术报告”认为:材料领域的进展几乎可以显著改进国民经济所有部门的产品性能,提高它们的竞争能力;因此把材料列为六大关键技术的首位。这是由于先进材料与制造技术是未来国民经济与国防力量发展的基础,是各种高、新技术成果转化为实用产品与商品的关键。当前各种新材料市场规模超过1000亿美元,预计到2000年将达4 000亿美元。由新材料带动而产生的新产品新技术则是一个更大的市场。以上参展项目基本上代表了当前国际和国内的先进水平和发展趋势，具体表现在如下个方面。

1.2.1网络的 CAD／CAE／CAM一体化系统结构初见端倪

随着计算机硬件与软件的进步以及工业部门的实际需求，国外许多著名计算机软件开发商已能按实际生产过程中的功能要求划分产品系列，在网络系统下实现了CAD／CAM的一体化。解决了传统混合型CAD／CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题，以便更能符合实际应用的自然过程。例如英国达尔康公司在原有软件DUCT5的基础上，为适应最新软件发展及工业生产实际而在最近推出的CAD/CAM集成化系统Delcam's

Power Solution，该系统覆盖了几何建模、逆问工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等领域。

1.3设计的目的

此次毕业设计给了我亲自动手的机会，是大学三年学习的一个总结，中国的塑料模具制造工业的飞速发展是需要理论和实践相结合的，所以这次毕业设计的意义十分重大。目的是通过对该零件的注塑模工艺的设计，了解注塑模具的设计步骤，ABS等材料的各项性能指标，工艺方案的选择，和侧向抽芯技术的掌握。

2、塑件成型工艺性分析

2.1塑件（如图1）

本塑件为汽车上的保险板的连接件结构简单，壁厚均匀，精度要求一般，精度为材料是ABS 成型性能一般，其他并无特殊要求。

图1 保险板连接件

2.1.1 塑件的尺寸图

如下图2：

图2塑件尺寸图

2.1.2塑件表面质量分析

影响塑件精度的因素很多，塑料的收缩、注塑成型条件（时间、压力、温度）等，塑件形状、模具结构（浇口、分型面的选择），飞边、斜度、模具的磨损等都直接影响制品的精度。按SJ1372—1978标准，塑料件尺寸精度分为8级，本塑件所用材料为丙烯烃-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）,由此查塑料模具设计手册可知，本塑件宜选用一般精度5级。根据塑件要求，塑件没有较高的表面粗糙度要求，粗糙度可取0.4。由于此塑件是大批量生产,外形为不规则 ,选用型腔为二个，型腔设计多个使它的外形增大或结构复杂，成本高，根据本塑件的特征采用注射成型的生产效率高。

2.2 ABS的注射成型过程及工艺参数

2.2.1 注射成型过程

1）成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检验。

2）注射过程塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。

3）塑件的后处理采用调湿处理，红外线灯烘箱，热处理温度70℃，处理时间2h。

2.2.2 ABS的注射工艺参数

1）注射机：螺杆式

2）螺杆转速(r/min)：30

3）料筒温度(℃) ：150～170(后段)

160～180(中段)

180～190(前段)

4）喷嘴温度(℃)：16～180

5）模具温度(℃)：40～60

6）注射压力(MPa)：100～130

7）成型时间(s)：注射时间0～5;保压时间:20～50；冷却时间：20～50；成型总周期：50～100。

2.2.3塑件的原材料

1）ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽

性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

2）ABS塑料-概述

ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。

2 .2.4 ABS塑料-性能

1）一般性能

ABS外观为不透明呈象牙色粒料，其制品可着成五颜六色，并具有高光泽度。ABS相对密度为1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18～20，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，并发出特殊的臭味。

2）力学性能

ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用；ABS的耐磨性优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的耐蠕变性比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。

3）热学性能

ABS的热变形温度为93~118℃，制品经退火处理后还可提高10℃左右。ABS在-40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40~100℃的温度范围内使用。

3、模具结构分析与设计

3.1 分型面的选择

塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。

①选在塑件外形最大轮廓处

②有利于脱模

③有利于保证塑件尺寸精度和表面质量

④有利于模具成型零件的加工

⑤有利于锁模

⑥有利于排气

由以上六点选择分型面为A面：如图3。

图3 分型面

3.2 型腔数目的确定及型腔的排列

为了制模具与注塑机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目。型腔数目的确定一般可以根据经济性、注射机的额定锁模力、

注射机的最大注射量、制品的精

度等。一般来说，大中型塑件和

精度要求高的小型塑件优先采用

一模一腔的结构，但对于精度要

求不高的小型塑件（没有配合精

度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。该塑件精度要求不高，生产批量适中，选用型腔为二个，型腔布置：（如图4。）图4 型腔排布图

3.3 浇注系统的设计

浇注系统的设计（如图5所示）

图5 浇注系统

3.3.1主流道

指从注射机喷嘴与模具的接触部位起到分流道为止的一段流道。主流道与注射剂喷嘴在一条线上，是熔融塑料进入摸具时最先经过的通道。为保证主流道与注射机喷嘴紧密接触，防止漏料，一般主流道与喷嘴对接处做成球面凹坑，其半径R2=R1(1-2)mm,其小端直径d1=d2+(0.5-1)mm。凹坑深度取h=(3-5)mm.如图6所示：

图6主流道图7 分流道断面3.3.2分流道

指介于主流道和浇口之间的一段通道，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过渡通道，能使塑料的流向得到平稳的转换。如图7所示：

3.3.3浇口

又称进料口，它是分流道与型腔之间的狭窄部分，也是浇注系统中最短小的部分。这一狭窄短小的浇口能使分流道输送来的熔融塑料生产加速，形成理想的流动状态而充满型腔，同时还起着封闭型腔防止塑料倒流的作用，并在成型后便于使浇注系统凝料与塑件分离。如表1所示：

表1