毕业论文 客车空调内饰件的塑料模具设计

1、辽 东 学 院 本 科 毕 业 论 文（设 计）客车空调内饰件的塑料模具设计the mould design of bus and coach air-condition interiors 学 生 姓 名： 刘涛 学 院： 机电学院 专 业：机械设计制造及其自动化班 级： b0602 学 号： 0612060205 指 导 教 师： 韩贤国 审 阅 教 师： 完 成 日 期： 辽 东 学 院eastern liaoning university独创性说明作者郑重声明：本毕业论文（设计）是我个人在指导教师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业论文

2、（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得辽东学院或其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。作者签名：_ 日期：_ _ 摘 要客车内饰件模具设计与制造是解决制造客车内饰件的关键部分。缩短客车内饰件模具设计与制造周期对于提高汽车的开发和设计有着极为重要的现实意义。 本次设计对客车空调内饰件的注塑模具进行设计，首先，对该零件进行注塑工艺分析和有关工艺计算，确定合理的注塑工艺方案，设计注塑工序的模具，正确的选用标准模架，使用cad绘图软件绘制模具图，对注塑模具结构进行了工艺分析。在明确了设计思路之后，确定了注

3、塑成型工艺过程, 并对模具各个具体部分进行了详细的计算和校核。因此，设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其它部件的配合，最后，绘制出模具装配图和零件图。通过对客车空调内饰件的模具设计，巩固和深化了所学知识，加深了对模具行业的了解。关键词: 塑料注塑模具；客车空调内饰件；设计the mould design of bus and coach air-condition interiorsabstractthe mould design of bus and coach interiors and its manufacturing are the key parts in the bus

4、 and coach industry. therefore, shorten the cycle of bus and coach interiors mould design and its manufacturing for the development of automobiles and design have a very important and practical significance.the design of this paper introduces the designof injection molud of air-condition interiors.f

5、irstly, the interiors of the injection moulding process analysis and technical calculation are presented, the determination of reasonable injection mould plan is made, and t the mould is designed. the correct standard formwork of mould is chosed.with auto-cad, the picture of the mould for plastic st

6、ructure is drawnand manufacture process of the mould is analyszed . secondly,having clear design idea, the injection process is studied and many parts of the mould is carefully calculated and checked. design of the mould structure can make the mould good work and reliable , working with other compon

7、ents. finally， the mould assembly and its parts are drawn.based on the design of mould of air-condition interior of bus and coach, the knowledge of mould is consolidated ,deepen the understanding of mould industry is made.key words: plastic injection mould design；bus and coach air-condition interior

8、s；design目 录摘 要iabstractii一、绪论- 1 -（一）我国模具及cad/cam/cae应用现状- 1 -（二）现代模具行业对设计人员的基本要求- 3 -（三）塑料模具设计流程- 3 -1、塑料模具设计- 3 -2、试模分析产品缺陷的产生和解决方案- 3 -（四）客车内饰件模具设计思路- 4 -1、客车内饰件模具产品的形体结构设计- 4 -2、客车内饰件产品的模具结构设计分析- 4 -3、客车内饰件产品的模具结构设计- 4 -（五）论文的主要研究工作- 5 -1、客车内饰件模具结构分析:- 5 -2、完成客车内饰件模具注射模设计;- 5 -3、试模分析缺陷并解决。- 5 -二

9、 客车空调内饰件使用塑料要求、内饰件分析及注射机的选用- 7 -（一）内饰件常用材料- 7 -（二）内饰件产品图- 7 -（三）内饰件样品分析- 8 -1、样品壁厚检查(料厚均匀性分析)- 8 -2、脱模角检查(拔模角分析)- 9 -3、样品分型面的确定(分型面分析)- 9 -4、浇口进料形式确定(浇口分析)- 9 -（四）客车空调内饰件注射机的选择- 11 -1、选择注射机时应注意的问题- 11 -2、模具的具体情况- 11 -3、注射参数的确定- 12 -（五）本章小结- 12 -三 客车空调内饰件模具结构设计- 14 -（一）模具的开合模动作- 14 -（二）模仁设计- 14 -1、模仁

10、形状- 14 -2、模仁降面- 15 -3、模仁大小的确定- 15 -（三）设计成型零件的工作尺寸- 15 -（四）导向与定位机构- 15 -（五）顶出系统设计- 16 -（六）排气设计- 19 -（七）确定模板厚度- 20 -1、确定凸模板的厚度- 20 -2、确定凹模板的厚度- 20 -（八）确定模具冷却系统- 20 -1、凸模水路系统- 21 -2、凹模水路系统- 21 -（九）浇注系统设计- 21 -（十）模架- 22 -（十一）模具典型零件的选材- 22 -（十二）装配- 22 -（十三）试模- 23 -（十四）本章小结- 24 -四 客车空调内饰件产生缺陷原因及解决方案- 28 -

11、（一）龟裂- 28 -（二）填充不足- 28 -（三）溢边- 29 -（四）翘曲变形- 29 -（五）气泡- 29 -（六）其它缺陷- 30 -1、烧伤- 30 -2、银线- 30 -3、喷流纹- 30 -4、缩坑- 30 -5、白化- 30 -6、产品的粘膜- 30 -（七）本章小结- 31 -五、结论- 32 -参 考 文 献- 34 -致谢- 35 -一、绪论（一）我国模具及cad/cam/cae应用现状模具是制造业中用量最大、影响面广的工具产品，工业产品的零件粗加工的75%、精加工的50%及塑料零件的90%由模具来完成。随着钢铁时代向聚合物时代过渡，工业及生活中使用的工程塑料、橡胶己远

12、远超过钢铁，聚合物必须用模具成型，没有高水平的模具就没有高质量的产品:另一方面，随着产品更新换代速度加快，模具成为新产品开发的关键。1计算机辅助设计(cad)指工程技术人员在人和计算机组成的系统中以计算机为辅助工具，完成产品的设计、分析、绘图等工作，一般包括零件设计、装配设计、复杂曲面设计、图样绘制等。计算机辅助制造(cam)指nc程序编制、包括刀具路径规划、刀位文件生成、刀具轨迹仿真及nc代码的生成等。注射模计算机辅助工程(cae)技术是利用塑料加工流变学、传热学、数值计算方法和计算机图形学等理论，对注射模浇口及流道的配置和尺寸、冷却管道的尺寸、布置及联接方式、塑料熔体在模具中的流动、充填、

13、冷却情况等进行定量分析和模拟。cad, cam的概念是在50年代末60年代初，由美国麻省理工学院教授提出的。从60年代中期到70年代中期，针对某个领域的cad系统蓬勃发展。之后随着计算机的应用发展，深入到生产各领域。欧美许多模具生产企业较早地将cad/cam应用到生产实际中2。国外cae技术是1943年以后开始研发的，是cad/cam的进一步发展。将高新技术应用于模具的设计与制造，己成为快速制造模具的有力保证3。我国注射模成型工艺发展了近50年，但是由于塑料制品的多样性、复杂性和工程技术人员经验的局限性，长期以来，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和确定最优的工

14、艺方案。传统模具开发流程为概念设计一产品设计一模具设计一模具制造一设置工艺参数一试模一生产4。传统方法在开始大规模生产前由于仅凭经验设计模具，模具装配完毕后，通常需要儿次试模，发现问题后，不仅要工艺师重新设置工艺参数，甚至还要设计师调整塑料制品和模具设计方案，修改模具。重复各个步骤增加了生产成本，影响模具质量，同时延长了制品生产时间。我国的模具行业是应用cad/cam较早的一个领域，但就整个行业而言，至今具有较完备集成环境的企业较少。目前在该行业具有代表性的是在设计、制造及管理等部门部分或单独采用了cad, cam等技术。虽然这些技术在应用初期对提高产品设计水平、增加企业活力起到了积极的促进作

15、用，但随着产品更新换代速度不断加快、同行业竞争加剧及市场不断扩大，客户对产品质量、成本、制造周期要求不断提高，原来分散独立使用己不适应发展需要。我国是制造业大国，在新一轮国际产业结构变革中，我国正逐步成为全球制造业的重要基地之一。“以信息化带动工业化，发挥后发优势，推动社会生产力的跨越式发展”是国家的发展战略。应用高新技术，特别是信息技术改造传统产业、促进产业结构优化升级，将成为我国今后一段时间制造业发展的主题之一。我国cad/cae/cam等现代制造技术的研发与应用起步晚、基础差。80年代初，机械cae技术中的有限元法被成功地应用到注射成型分析过程中，逐步形成了注射模cae系统。注射模cae

16、技术是力学、流体、热学、高分子材料、注射成型工艺、注射模设计、有限元分析和计算机等多学科相交叉的新兴学科。国际市场上出现了一些商品化注射模cae软件，如美国ac tech-nology凸司的c-mold,澳大利亚mf凸司的mold flow等。近十来年cae技术也己走向成熟。国内是在“八五”期间才一开始注射模cae技术的研究、开发工作，近年来也陆续出现了有自主知识产权的注射模cae软件，如郑州工业大学国家橡塑模具工程研究中心开发的z-mold等5。“九五”期间科技部同国家经贸委等部门实施“cad应用工程”，现已成功地实现了“甩图板”，并在部分企业进行了cad等技术的应用试点与示范，现代技术的开

17、发和应用有了良好的起步和发展，“十五”期间国家将投入8亿元实施信息化工程。同时在cad/cae/cam等软件方面拥有了自主知识产权的软件，如北航海尔caxa系列软件、上海交大申模凸司的三维有限元分析系统、吉林余网格模具工程研究所研究的模具cad/cae/cam一体化等。虽然国外软件的应用在我国模具行业中仍占主要地位，但可预计国产的cad/cae/cam软件将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用6。随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞越发展己经成为推动世界经济增长的重要因素。市场经济的不断发展，促使模具业产品越来越多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展。为了保持和加

18、强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期，生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备一模具的要求越来越苛刻7。没有计算机辅助技术的支持，就不可能适应上述两方面的要求。本文的课题来源于企业生产实践，通过以客车空调内饰件为例研究cad/cae/cam在塑料制品及塑料注射模设计、模拟、集成设计的全过程的模式。以autocad、pro/e软件为主来设计客车空调内饰件，完成设计全过程及设计模式。通过本文客车空调内饰件模具设计，可以看到模具行业中对设计人员及现代设计方法的要求。（二）现代模具行业对设计人员的基本要求生产周期短，效率高，品质高，是现代模具的典范，发展的方向。高速，高效，准确地完成客户所

19、需要的模具，对模具设计人员的要求就更加严格。设计的不合理，生产出来的产品就不可能过关，这是很简单的道理。要做一个合格的设计员就要准确无误地分析产品原始档案，与客户之间沟通，即要尽量满足客户的需求，又要合理的简化模具结构，来降低模具的成本。对于设计人员来说，除了有强有力的理论基础，还必需具备软件应用能力，掌握与工作紧密相关的软件是每个设计人员必经之路。软件的运用是一种技能，熟练的软件应用能力，能给你的工作带来事半功倍的效果。除了要求生产设备自动化，智能化外，还要求设计人员要有良好的职业素质及工作能力，才能生产高精度的产品，在最短的时间内，生产出最让客户满意的产品。（三）塑料模具设计流程良好的设计

20、流程是设计出准确合理的好产品的基础，制订模具设计流程是使模具设计规范化、制程化的保证，是适应模具交货期短，缩短模具设计时间的必由之路。塑料注射模计算机辅助设计制造流程:塑件三维建模一模流分析一塑料产品装配一模具结构设计一生成模具工程图一模具关键零件数控加工一关键零件数控电加工一模具装配调式。1、塑料模具设计经过以上的产品图处理之后转入模具设计阶段，包括:(1)2d模具结构图绘制(autocad ):(2)3d模仁成型部分拆制(pro/e );(3)模具零件图的拆制:模具零件图也就是所说的模具加工图，是根据模具2d图和3d图拆制的模具零件图。包括模板图、滑块座图、斜撑销图、模仁图、滑块入子图、斜

21、销图、等，还有顶针备料明细表、五金零件备料明细表、出图明细表等。2、试模分析产品缺陷的产生和解决方案要预知将产生的缺陷，及补救方案，不能在产生缺陷后无法修改模具。客车空调内饰件属薄壳件，薄壳件加工成型的质量缺陷主要表现在塑件的翘曲变形、表面缩痕和流痕等问题上，对于这些问题，合理地设置工艺参数起着决定性的作用9。以翘曲变形为例进行分析:影响塑件变形的因素(工艺参数)主要有:模具温度、熔体温度、浇口尺寸、注射、速率、保压压力、保压时间，同时还要考虑模具温度和熔体温度的交叉因素、熔体温度和浇口尺寸的交叉因素对翘曲变形的影响8。（四）客车内饰件模具设计思路产品的机构设计是实现产品功能的关键，这不仅需要

22、与产品外观相协调，更要考虑后序的生产装配、模具设计制造等各方面。1、客车内饰件模具产品的形体结构设计牵扯知识范围十分广泛，主要有材料的选用、模具结构设计、表面处理、加工手段、包装装演几个方面，这此因素的运用直接影响着客车内饰件模具产品的生命和外观形象的变化。可以说设计者的水平高低决定了产品的生命力和产品档次高低，高档次产品不一定是高造价，运用低造价设计出高档次的产品是设计者水平高素质的体现。2、客车内饰件产品的模具结构设计分析(1)要审查造型设计是否合理可靠，包括制造方法、塑件的出模方向、出模斜度、抽芯、结构强度等是否合理;(2)根据造型要求确定制造工艺是否能实现，包括模具制造、产品装配、外观

23、的喷涂、丝印、材质选择、需采购的零件供应等;(3)确定产品功能是否能实现，用户使用是否最佳;(4)进行具体的机构设计，确定每个零件的制造工艺，要注意塑件的结构强度、安装定位、筋骨方式、产品变形、元器件的安装定位、安装要求、确定最佳装配路线;(5)结构设计要尽量考虑模具设计和制造的难度，提高注射生产的效率，最大限度地减低模具成本和生产成本;(6)确定整个产品的生产工艺，检测手段，保证产品的可靠性。3、客车内饰件产品的模具结构设计对以上所需要清楚的东西，做好工艺排序，然后进入模具结构的设计一装配图的设计。 (1)3d转2d的cad图;(2)成品的开模分析，确定凸、凹模分模面;(3)成品的结构分析，

24、确定机构，如有倒扣的，用斜销成型或侧滑块成型;(4)确定模具的结构(两板模、三板模、及冷热浇道):(5)成品的收缩率的确定(未加收缩的，给产品在3d图中放收缩):(6)确定成品的开模腔数(一模一腔，要注意注射模均衡);(7)确定成品的摆放位置(模腔的);(8)确定模仁的大小(由于客车空调内饰件模具结构复杂，模仁(模腔)需要单独加工);(9)画流道及浇口:(10确定模座大小，调用模座;(11)将模仁放入模座中的适当位置:(12)画定位圈及注射浇口套;(13)画顶出机构;(14)画冷却水路;(15)画模座其它周边的结构:(16)标注模座的尺寸。（五）论文的主要研究工作本文以客车内饰件模具为实例来分

25、析研究cad/cam技术在塑料模具中的系统应用，改变传统的设计方式，探索一条利用先进技术来优化设计塑料产品及塑料模具新的流程方式。主要具体完成内容:1、客车内饰件模具结构分析:2、完成客车内饰件模具注射模设计;3、试模分析缺陷并解决。 本文研究前期主要是设计方面工作，利用cad/cam中与注射模设计相关软件进行设计，中期时利用企业现有设备如注射机、进行试加工生产，后期分析产品缺陷并拟定解决方案。采用cad/cam技术来设计塑料产品及模具，可以优化产品设计与创新、提高产品设计质量、缩短产品开发周期、减少在试模阶段的缺陷、降低生产成本，提高竞争力，也是现代制造技术的发展趋势。本文研究关键在于如何将

26、专业知识、实践经验与cad /cam技术具体地、合理地结合到一起，优化出客车内饰件塑料产品和塑料注射模具。二 客车空调内饰件使用塑料要求、内饰件分析及注射机的选用（一）内饰件常用材料本制件选用热塑性材料abs。abs 是由三种不同材料组合成的一种聚合物，即丙烯腈，丁二烯和苯乙烯。每种成分都提供了不同的物理化学性质：丙烯腈提供材料以好的硬度、化学性质和抗热性；丁二烯提供了良好的成形性，表面光泽性和强度；苯乙烯则提供了材料的韧性和抗冲击性。就形态而言，abs 是一种无定形材料。由这三种材料聚合形成 abs 这种三元共聚体需要有两个过程：苯乙烯-丙烯碃合成过程和聚丁乙烯的分解过程。三种材料的聚合比例

27、以及两个过程的分子结构直接影响 abs 的性质。这就使生产设计有极大的灵活性，因此市场上有上百种类型的 abs 材料。商业上使用的 abs 材料提供不同的性质，如中等到高等的抗冲击性，从低质量到高质量的表面光泽性以及优良的热变形性。abs 可以提供较好的成形性，表面特性，具有较低的收缩率和极好的尺稳定性，并且有很高的冲击应力。abs 注塑成型的条件有：(1)干燥：abs 具有吸湿性，所以在使用之前需要干燥。通常要8090 (176195)温度下干燥至少两个小时。使用时材料所含水分量得超过 0.1%；(2)熔融温度：通常 abs 的熔融温度在 200280 (392536)；建议使用: 230

28、(446)；(3)模具温度：模具温度要在 2580 (77176)。模具温度影响件的表面光泽度，模温越低制件的表面光泽度越差；(4)材料注射压力：50100 mpa；(5)材料注射速度：中级高级。（二）内饰件产品图（1）由pro/e软件生成3d图，如图2.1是产品正面，图2.2是产品反面；（2）塑料材质：abs；（3）模具腔数 ：一模一腔 ； （4）模具形式：冷流道（两板）；图2.1 空调内饰件正面图2.2 空调内饰件背面（三）内饰件样品分析此分析主要是在pro/e中分析。pro/e:可进行产品设计、装配设计、模具设计、仿真等。本例对3d图进行分析看它是否易于成型，主要有壁厚、拔模角、结构等，

29、并大至分好分模面。1、样品壁厚检查(料厚均匀性分析) 空调内饰件的壁厚对部件的很多关键特性的影响至关重要，包括结构强度、外观、成型及成本。设计阶段优化的内饰件厚度可以降低后续可靠性测试的风险，修模的成本以及成型的困难。壁厚检查包括成品壁厚分布、平均壁厚检查、是否有过薄难以充填或过厚处。对于塑料件来说，壁厚不均会使其在注射成型时产生缩水现象。塑件的厚度不应过厚或过薄。壁厚要均匀，厚薄差别尽量控制在基本壁厚的25%以内，可以避免明显的翘曲、填充及外观缺陷等问题。2、脱模角检查(拔模角分析)要对所有平行于模具分开的方向的面进行拔模。拔模角检查包括确认是否有拔模、须拔模处、脱模度数，角度小是否会造成成

30、品刮伤或贴凹模等。样品的脱模角决定了成品在模具开模时能否顺利脱出，是否会产生粘模等现象。所以当拿到客户样品时，应对其进行脱模角检查。塑件在脱模方向的拔模角，视成型面深度而定，一般在0.52之间。对于模具上动模和定模之间的擦破位，拔模角应大于1.5为好，少数也可能小于1.5，但不能没有拔模角。3、样品分型面的确定(分型面分析)样品的分型面应有利于产品的成型和脱模，并且分型线不应该存在有尖角的地方，否则模仁(指成型部分，型腔、型芯单独做镶在模板里)无法加工，且产品也很难成型。模具分型线设计原则一般选在塑件的最大轮廓线上，因此采用切片法寻找最大轮廓线。其具体思想是根据分型方向形成一系列切面然后计算出

31、所有切面同塑件模型相交的闭合轮廓线，再提取每个轮廓线上的最左和最右点，连接这些点形成塑件轮廓的分型线9。这种方法适合带有自由曲面的塑件，如客车空调内饰件表面。4、浇口进料形式确定(浇口分析)浇口的类型很多，常见的有侧浇口、点浇口、潜伏式浇口、扇形浇口等多种，根据其特性来选择使用的不同场合。浇口一般都较细小，因此流动阻力很大，细微的变化都会对塑料熔体的充填产生很大的影响。浇口设计主要有浇口的数目、位置、形状和尺寸的设计。浇口的数目和位置主要影响充填模式，而浇口的形状和尺寸主要影响熔体流动性质。浇口的设计一方面应该保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，另一方面应该避免射流、滞流、凹

32、陷等现象10针对模拟分析存在的问题，可以借助于3d计算机造型系统修改制品设计，或修改模具设计12。可以提高塑料制品的质量，避免模具返工和修改设计，节省时间和金钱。塑料注射成型充填模拟软件都是采用基于中性层模型的有限元/有限差分方法。所谓中性层就是假想的位于模具型腔和型芯中间的层面，但在应用上有较大局限性，将被型腔表面模型取代13。了解所应用的塑料特性后，对初选浇口时有一定的作用。利用moldflow进行分析时软件将自动应用数据库中的塑料数据进行分析。其主要分析内容:初步设定浇口位置后，分析塑件的填充效果、是否有短射、流动温度差(浇口处与最终成型处温度差愈小愈好)等，播放小图标，可表现动画效果，

33、如塑料流动过程等。（1）充模时间：指浇注塑料从浇口到当前位置的注塑流动时间。它的主要用途为确定浇注路径的平衡性和用于理解熔接痕和气囊的形成。 另外，从填充时间的结果可以看出是否发生短射，可根据情况调整浇注系统设计和注射工艺参数来改善。从填充时间的动态图可以了解各个时刻塑料熔体在模具型腔内的流动状态。平衡的流动状态，每股料流将同时到达型腔未端;不平衡的流动状态，将会引起某些区域还未填满而另一区域已经产生过保压，使该区域的密度比其它区域大，质量大造成材料的浪费和机械性能的差异。 (2)压力下降:表示从浇注口到当一前位置的压力差值。从压力分布的结果可以了解型腔内压力的分布情况。在平衡流动状态下，压力

34、总是从浇口到型腔未端逐步降低。若压力在型腔与浇口间产生突变，也就是流动不平衡，将会使塑件内部产生内应力，造成产品顶出后变形或使用中发生应力破坏。可以通过调整浇口的位置、大小或浇口的数量来改变型腔内压力变化的分布情况。 (3)波前温度:表示注射过程中塑料温度的变化。塑料充模过程中温度的变化，温度由高变低，这是因为模具是冷的，所以温度由开始230进料到充满，降为50 。(4)气囊位置:气囊主要是由于不平衡的流动路径或滞流效应造成的。气囊盛要会造成短射、局部位置烧焦等，使零件的局部位置性能变差。与填充时间的叠加图可以了解模具型腔内困气位置，可通过在困气位置设置排气或镶件来改善困气。(5)熔接痕位置:

35、是指两股以上流动的熔融塑料前锋相接触时，由于料流前锋温度下降，接触表面不能很好地熔合。冷却凝固后产生熔接线，即图中的红线部位，其余是气泡。在注射成型加工中，熔接缝的产生主要是由于型腔的结构造成的，如多浇口、有型芯或有嵌件的塑件中，必然造成多股料流同时充模，然后汇聚相接而熔合在一起;另外，若塑件壁厚过厚或厚度不均、注射速率过高而形成喷射流及模具排气不良等，都会产生熔接缝。熔接痕形成的形态结构和机械性能都完全不同于其它部分的三维区域，使得熔接缝的力学性能大大低于塑件的其它部分，易产生应力集中，削弱了制品的机械性能20。所有塑料加工成型中，都可能产生熔接缝。熔接缝尽管难以避免，通过这一结果与填充时间

36、的叠加图，可以预见到熔接缝的位置和强度，再通过修改制品结构或模具设计，减轻熔接缝的不利影响，可以大大减轻熔接缝对制品强度的影响，来满足使用上的要求。在注射成型过程中，熔接痕和气泡的产生，一般而言难以避免，产生的原因是塑料流动不平衡造成的。流动不平衡与塑件壁厚和流经的路径情况有关。为减少熔接痕和气泡的产生，可以采用改变塑件壁厚的方法。熔接痕和气泡是否成为问题，要看具体情况。（四）客车空调内饰件注射机的选择模具与设备必须配套使用，多数都是根据成型设备种类进行模具设计.设计模具之前，首先要选好成型设备，了解其性能，如注射容量、锁模力、注射压力、模具安装尺寸、顶出方式和距离、喷嘴直径和喷嘴球面半径、定

37、位孔尺寸、模具最大最小厚度、模板行程、模具外形大小能否安装等。1、选择注射机时应注意的问题(1)注射机的拉杆内间距应大于模具的宽度，以便模具能顺利安装;(2)应该使模具厚度处于注射机的最小装模厚度和最大装模厚度之间;(3)注射机喷嘴的球面半径应小于模具浇口套的球面半径;(4)注射机应有足够的顶出行程14。总之，应根据模具的实际情沉来选择注射机，如图2.1所示。图2.1，卧式螺杆式注射机结构示意图1.机身2.电动机及液压泵3.注射液压缸4.齿轮箱 5.齿轮传动电动机6.料斗7.螺杆8.加热器9.料筒10.喷嘴11.定模固定板12.模具13.拉杆14.动模固定板15.合模机构16.合模液压缸17.

38、螺杆传动齿轮18.螺杆花键19.油箱2、模具的具体情况(1)最大外形尺寸为390mm248mm20mm;(2)产品成型约需380cm3的融熔塑料，其中成品需378cm3，浇注系统需2cm3。(3)顶出距离为40mm。根据以上分析，拟选用型号为600h-230 60 tons5.47 oz(40mm)注射机，该注射机具体参数如下表2.2所示:最大锁模力（t）543.28最大注射压力（mpa）144.45表2-2注射机类型机设备参数3、注射参数的确定经pro/e模流分析，得:(1)注射压力为100mpa;(2)锁模力为300kn;(3)开模行程为140mm;(4)顶出行程为40mm;(5)模具温度

39、为50。（五）本章小结本章分析了客车空调内饰件的常用塑料abs的性能，并选其作为内饰件的材料。另外，本章还提出了在成型过程中应注意收缩率大小的选取的问题，并提出了解决的技术问题，以便获得好的配合质量。pro/e可进行产品设计、装配设计、模具设计、nc加工、仿真等。本例对3d档进行分析看它是否易于成型，主要有壁厚、拔模角、结构等，并大至分好分模面。接下来就可进行模具设计了，在注塑成型模拟的帮助下设计型腔布置，便于优化流道设计，减少开发时间和成本。型腔和流道布置对所需的合模力有极大的影响。在某些情况下，通过注塑成型模拟，改进设计，可以把最初的合模力人大降低。这具有重大的成本意义。本章选择了具体型号

40、的注射机，注射机的选择是与模具设计同时进行的，不能模具设计完后选注射机。因为，模具上的很多结构尺寸因注射机尺寸而定，如模具的定位圈、浇口套、模座板、推出距离等尺寸皆与注射机尺寸有关。另外，本章也讲述了选用注射机应注意的问题，实际上是对注射机的校核及选用。在选择具体规格时，塑件所需量应位于最大注射量20%80%之内。三 客车空调内饰件模具结构设计模具结构设计包括分模线位置、滑块夹线、浇口型式及位置、顶出方式及位置、定位方式、冷却方式等。为了适应生产，常将模具做以下分解: (1)成型部分:包括模仁、滑块镶件、斜销等。 (2)模座:用机构件实现开合模动作，包括模板、模滑块座等。之后在pro/e中对产

41、品放缩水，再转到cad中画组立图，定浇道形式、模穴及排布形式。再定出模仁的厚度及模座的大小。调用标准模座图成型、冷却、浇道、顶出等部分的结构。最后标注。（一）模具的开合模动作由图3.1内饰件装配简图可知，该模具属于二板模。图3.1内饰件装配简图当注射成型亢毕后，注射机带动模具凸模部分运动。由于开闭器具有很人的撑紧力，凸模板与凹模板不会先打开，但卸料板与凹模板由于小拉杆上弹簧的弹力而首先分开，当小拉杆在凸毋模板内的行程完成后，凹凸模板和凹模仁内的浇道凝料在拉料销的作用下被拉出。随后，上固定板与卸料板开始分开，在此过程中拉料销与浇道凝料断开，浇道凝料自动落入注射机下的产品箱中。最后，凸凹模板刁被打

42、开，推出机构将塑件推出，机械手将塑件取下。至此，开模动作完成。模具的合模动作正好与开模动作相反。（二）模仁设计1、模仁形状模仁指模具镶块，型腔的绘制。由于成型零件的成型部分与塑件外表面一致，所以将塑件的三视图，经镜像处理(autocad)后，直接放在组立图中，画出成型模腔，分别是凹模和凸模。一般来说，凸模侧(指动模侧)虎口为凸形，且高于最高成型点，这是因为要防止在加工时或各工段转运过程中，模仁掉在地上而损伤成型面。凹模侧(指定模侧)为凹形。2、模仁降面模仁降面指型腔部分10mm以外的部分，降下0. 1 mm左右。这是因为内饰件对外观的要求高，不允许有毛边存在，为了提高模具的封胶能力，降面以减小

43、靠破面积，提高压强。动定模合模后仍有0. 05mm的间隙，就是这个道理。降面多降凹模表面以利于开排气槽。3、模仁大小的确定总的原则是在满足使用要求的前提下，尽量紧凑。这是要有塑件的成型空间外，还要有水路、螺栓等。最重要的是要为以后设计变更留下足够的空间，如水路的布置。除要考虑其冷却是否均匀外，还要尽量留够放入镶件的空间。模仁边长=样品边长+60mm，但模仁的边长一般取整数，并且必须是5或10的倍数。（三）设计成型零件的工作尺寸成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造

44、凸差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造凸差和磨损量进行计算； 图3-2 塑件基本尺寸一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。（四）导向与定位机构注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头

45、导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。 设计导柱和导套需要注意的事项有：1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的1/3处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出68 mm，以确保其导向与引导作用。3）导柱工作部分的配合精度采用h7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用h7/k6；导套外径的配合精度采取h7/k6。配合长度通常取配合直径的1.52倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。4

46、）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。（五）顶出系统设计 注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。脱模机构的设计一般遵循以下原则：1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大的部位。3）结构合理可靠，便于制造和维护。本设计使用简单的推杆和推管脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。在对脱模机构做

47、说明之前，需要对脱模力做个简单的计算。1、脱模力的计算首先需要对塑件进行理想模型建模，其中a段是塑件凹槽锁位的长度，长度为5mm，b段是圆弧形壳体的理想建模，长度为10mm塑件的两端斜率不一致，所以取平均值为脱模斜度。注：a段脱模斜度为0，所以a段f= f；b段脱模斜度为26，需要按前面的分析求解。因为制件对型芯的力总是阻碍脱模，所以，在( cossin)为负时我们取其绝对值。由于以上所计算得的只是一腔的脱模力，所以总的脱模力为： f=2 f=216662=33324（n）；2、推杆脱模机构推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开

48、模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。1）推杆尺寸计算：本设计采用的是推管和推杆推出，在求出脱模力的前提下可以对推杆或推管做出初步的直径预算并进行强度校核。本设计采用的是圆形推杆，圆形推杆的直径由欧拉凸式简化为： d=k() （3-3）=1.5() = 4.91 mm 式中d推杆直径； n推杆的数量，n取31（把推管当作推杆）l推杆长度（参考模架尺寸，估取l=150）； 材料的弹性模量，取e=2

49、.110mpk安全系数，取k=1.5； f总的脱模力，f=33324（n）；实际推杆尺寸直径为5 mm，推管直径为7 mm，可见是符合要求的。但为了安全起见，再对其进行强度校核，强度校核凸式为： d （3-4） 3mm 满足强度要求。 推杆材料的许用压应力, =150mpa。2）推杆的固定形式：推杆的固定形式有多种，但最常用的是推杆在固定板中的形式，此外还有螺钉紧固等形式。3）推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。 图3-4 推杆的安装图 4）推出机构的复位：脱

50、模机构完成塑件的顶出后，为进行下一个循环必须回复到初始位置，目前常用的复位形式主要有复位杆复位和弹簧复位。本设计采用弹簧复位，弹簧复位机构是一种最简单的复位方式。推出时弹簧被压缩而合模时弹簧的回力机构。5）推杆与模体的配合：推杆和模体的配合性质一般为h8/f7或h7/f7，配合间隙值以熔料不溢料为标准。配合长度一般为直径的1.52倍，至少大于15mm，推杆与推杆固定板的孔之间留有足够的间隙，推杆相对于固定板是浮动的。3、推管脱模机构推管又称空心推管。它特别适用于圆环形、圆筒形等中心带孔的塑件脱模。推管脱模推顶塑件平稳可靠；推管整个周边推顶塑件，使塑件受力均匀，无变形，无推出痕迹；主型芯和型腔可

51、同时设计在动模一侧，有利于提高塑件的同轴度等优点。1）推管的固定形式：主型芯固定于动模座板，如图所示：此种结构型芯较长，型芯可作为脱模机构运动的导向柱，运动平稳可靠，多用于推出距离不大的情况，推管内径与型芯配合，外径与模板配合，一般均采用间隙配合。小直径推管取h8/f8，大直径推管取h8/f7。推管与型芯配合长度为推出行程加35mm，故可将推管尾部内径扩大或将型芯尾部减小，以利于减小摩擦阻力。推管与模板的配合长度为推管外径的0.82倍。此外还有。主型芯固定于动模型芯固定板和推管开槽结构，限于篇幅，在此不做叙述。2）推管脱模机构设计要点：从推管的强度和加工角度考虑，推管壁厚应大于1.5mm，细小

52、的推管可以作成阶梯形，推管内径和外径在顶出时，不应与型芯或模体摩擦，为此推管内径应大于塑件内径，推管外径应小于塑件外径，如图所示：推管材料、热处理与表面粗糙度要求与推杆相同，多采用前段局部淬火，其长度大于配合长度和推出形程之和。 该设计本考虑了用推件板脱模机构，但是由于该塑件不是规则的圆柱体形，并且考虑到还有4个镶件，若采用推件板虽然能够让推出平稳，并且不留痕迹，能保证两个配合面的平整度，但是，这让模具的制造困难，镶件与型芯之间，型芯与推件板之间需要精加工才能保证配合精度，同时型芯的固定也会造成精度问题，而且推件板的定位精度只是由导柱来决定，但导柱的定位精度0.020.062mm之间，0.02

53、mm是abs料的排气槽深度，可见，这样的定位精度不是很高，当然使用推件板脱模也是可行的，只是要另外增设定位机构，如斜面精定位，加凸、凹模上加装精定位块等。（六）排气设计 在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，

54、利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。abs料推荐的排气槽深度为0.02mm。排气设计原则：通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕； 6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出

55、； 排气槽的开设位置尺寸：若制件具有高深的型腔，那么在脱模时需要对模具设置引气系统，那是因为制件表面与型心表面之间在脱模过程中形成真空，难于脱模，制件容易变形或损坏。热固性塑料制件在型腔内的收缩小，特别是不采用镶拼结构的深型腔，在开模时空气无法进入型腔与制件之间，使制件附粘在型腔的情况比热塑性制件更甚，因此，必须引入引气系统。（七）确定模板厚度 1、确定凸模板的厚度凸模板在实践中一般取模仁最底端向下30mm40mm,即可满足模具的使用要求。由于模板形状较为复杂，用现成的力学凸式套用误差较大，而一般实际生产中不会采用理论数值，实际数值往往都大于理论数值，在这里采用经验数值。由于本产品深度较大，产品精度较高，为了使模板变形最小，取模仁最底端向下40mm。模板边长=样品边长+(100160) mm，模板的边长一般取整数，并且必须是5或10的倍数。2、确定凹模板的厚度凹模板厚度在实践中一般取模仁最底端向上20mm30mm，即可满足模具的使用要求。如果结构不是很复杂，可以选择2omm。但是，考虑到水路压板的排步最后将凹模板底端尺寸加大到40mm。模板的边长一般取整数，并且必须是5或10的倍数。