1、 汽车坐垫卡扣 的注塑 模设计 【摘要】 近几年，中国塑料行业飞速发展， 塑料制品的数量与种类都越来越多，家庭生活中越来越多的人使用了塑料产品，这样一个循环，使得塑料行业发展的越来越好。 近几年，汽车行业也是发展迅速，伴随着中国很多城市的限牌政策，汽车的销量更是倍增， 汽车上面越来越多的配件也都是用塑料制成的了，因此本课题汽车坐垫套塑料卡扣也是其中之一。 本课题是一个关于 汽车配件 产品的 卡扣 制件的模具设计。 主要研究的是这个塑料产品 的模具设计，从实物产品的绘制，然后到模具的分型、型 腔确定、模架等 ， 这一系列的设计过程，都是需要借助很多的工具，例如： CAD、 UG 等。 本课题的复
2、习了大学学到的很多知识，例如：机械制图、塑料模具设计与工艺等等。 关键词： 汽车坐垫套卡扣、 UG 注塑模设计、 分型面 、 三维造型 目 录 引言 1 一、 汽车坐垫套 卡扣 零件 的 分析 2 二、 汽车坐垫套卡扣 在模具的位置 分析 4 （一） 型腔数目及排列方式 4 （二） 分型面的设计 4 三、 汽车坐垫套卡扣 的模具成型设计 5 四、 模架及注射机的选择 9 五、 浇注系统的设计 11 六 、 脱模推出机构的设计 13 七 、 冷却系统的设计 原则 15 八 、 模具图 15 总结 17 参考文献 18 谢辞 19 1 引言 模具是 在外力 作用 下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件
3、的工具。 近几年，中国塑料行业飞速发展，塑料制品的数量与种类都越来越 多，家庭生活中越来越多的人使用了塑料产品，这样一个循环，使得塑料行业发展的越来越好。 因为塑料行业的飞速发展， 是的塑料模具使用率越来越多 ， 塑料模具是制作塑料制品的主要工具，我国塑料模具也在改革开放后得到了飞速发展，现在已经达到了世界领先水平。 近几年，汽车行业也是发展迅速，伴随着中国很多城市的限牌政策，汽车的销量更是倍增，汽车上面越来越多的配件也都是用塑料制成的了，因此本课题汽车坐垫套塑料卡扣也是其中之一。 随着汽车行业的迅速发展，各种汽车用品也陆续进人们的生活中，当然这其中包括汽车坐垫，汽车坐垫安装在汽车 座椅中会采
4、用各种各样的连接方式，现在 很多汽车坐垫的后座上下垫采用卡扣进行连接，本课题介绍的这种汽车坐垫卡扣在生活中并不是很常见，就顺便给大家介绍介绍，当然本次最重要的是说明 汽车卡扣塑料件 的注塑模具设计。2 一、 汽车坐垫套卡扣 零件 的工艺分析 1、 汽车坐垫套卡扣 的材料选择 塑料可分为 塑料热塑性塑料和热固性塑料，考虑到塑料废旧的 汽车坐垫套卡扣 应该是可以回收利用的，所以选择热塑性塑料 ， 聚丙烯塑料经常被用作汽车零部件中，而且聚丙烯 是一种 无味、无色、无毒的塑料品种 ， 它不吸水、光泽好、易着色，熔点为 164 170 度， 所以本 次汽车坐垫套选择聚丙烯作为材料。 2、 汽车坐垫套卡扣
5、 的结构介绍 本次设计的 汽车坐垫套卡扣 是 圆 形 件，最外形 直径为 71mm， 第二层直径为 67mm,圆形腔的 尺寸为 11mm， 圆外壁的尺寸为 15.5mm,大椭圆 外 圈 大径为 31mm，小径为 17mm, 大椭圆内圈大径为 20mm，小径为 16mm, 小椭圆 外圈 大径为 24mm，小径为 20mm，小椭圆内圈大径为 20mm，小径为 16mm 中间缝隙间距为 2mm， 厚度 为 3mm。 汽车坐垫套卡扣 的产品如图 1-1 所示 ， 零件图 如图 1-2 所示。 图 1-1 汽车坐垫套卡扣 的产品图 3 图 1-2 汽车坐垫套卡扣 零件图 3、 模具 加工精度分析 根据
6、本课题的实际情况 ， 汽车坐垫套卡扣 的 材料为 聚丙烯 ， 且 汽车坐垫套卡扣 的精度要求 不高 ， 如表 1-1 所示 选用 塑料 精度等级， 因此 取公差等级为 MT3 级精度。 表 1-1 塑料 精度等级的选用 塑料品种 公差等级 标注公差 尺寸 未标注公差尺寸 高精度 一般精度 ABS 聚丙烯（ PP） 环氧树脂（ EP） 聚砜（ PSU） MT2 MT3 MT5 根据表 1-2， 塑件的公差数值表确定 汽车坐垫套卡扣 的尺寸精度 。 厚度为 3 0 -0.12，最外 层直径 为 710 -0.46 , 第二层直径为 67+0.460 ， 间隙尺寸 为 2+ 0.,20 0， 圆形腔
7、的尺寸为 11mm，圆外壁的尺寸为 15.50 -0.20mm,大椭圆外圈大径为 350 -0.32，小径为 210 -0.28, 大椭圆内圈大径为 31+ 0.,32 0，小径为 17+ 0.,20 0, 小椭圆外圈大径为 240 -0.24，小径为 200 -0.24，小椭圆内圈大径为 20+ 0.,24 0，小径为 16+ 0.,18 0 ,中间缝隙间距为 20 -0.12,凸出部分高度为 0.50 -0.12 ， 另外， 汽车坐垫卡扣 的技术 要求 为表面质量 要求为无 凹痕、起泡、飞边等缺陷。 表 1-2 塑件公差数值表 公差等级 基本尺寸 4 0-3 3-6 6-10 10-14
8、14-18 18-24 24-30 MT1 0.07 0.08 0.09 0.10 0.11 0.12 0.14 MT2 0.1 0.12 0.14 0 16 0.18 0.20 0.22 MT3 0.12 0.14 0.16 0.18 0.20 0.24 0.28 公差等级 30-40 40-50 50-65 65-80 MT1 0.16 0.18 0.20 0.23 MT2 0.24 0.26 0.30 0.34 MT3 0.32 0.36 0.40 0.46 二、 汽车坐垫套卡扣 在模具中的位置 分析 (一 )、 型腔数目及排列方式 本次 设计的 汽车坐垫套卡扣 是大批量生产的 ，因此
9、我 采用一模 六 腔的模具形式。如图 2-1所示 图 2-1 型腔排列方式 （二）、分型面的设计 根据分型面的选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。该 汽车坐垫套卡扣 的截面形状比较简单， 因此 选用如图 2-2 所示的分型方式 。 5 图 2-2 分型面 三 、 汽车坐垫套卡扣 的模具 成型零件设计 成型零件工作尺寸是指直接用来构成塑件型面的尺寸 。在本设计中成型零件就是成型外面的 型腔 ,成型内表面的型芯 。 圆形 型腔侧壁和底板厚度的计算 圆形 型腔 是指模具横截面呈 圆形 的结构，型腔结构可分为组合式和整体式两类 本课题中选择的是组合式 圆形 型腔 （ 1）组合式型腔侧壁和底板厚度的计
10、算 根据查书中表 6.9 矩形型腔壁厚尺寸的经验值可知 圆形型腔内壁直径 2r 整体式型腔壁厚 s=R-r 组合式型腔 型腔壁厚 s1=R-r 模套壁厚 S2 40 20 8 18 40 50 25 9 22 50 60 30 10 25 60 70 35 11 28 70 80 40 12 32 因为本塑料 卡扣 的 直径 都为 71mm，所以 圆 形型腔内壁 直径 2r 为 71mm，因此凹模壁厚S1 取 12mm， 模套 壁厚 S2 取 32mm， 这样凹模壁厚即为 95mm， 加上 凸 台长度，最后长度为 99mm，采用一模六腔， 间隔 600 排布，最大长度为 345mm,所以模架可
11、以采用 4040型模架。 （一）、计算模具成型零件最基本的公式为： Lm=Ls(1+S) 式中 Ls 塑件在常 温下的实际尺寸 Lm 模具成型零件在常温下的实际尺寸； S 塑料的计算收缩率 1、 型腔 型腔径向尺寸计算公式 因为本课题塑件尺寸较小，所以查书可知，当塑件制作尺寸较小，精度级别较高时，6 z= /3,此时， x=0.75。 S=(Smax-Smin)/2X100% 式中： Smax 塑料的最大收缩率 Smin 塑料的最小收缩率 S 塑料的平均收缩率 （ LM） + z0=（ 1+S） LS (0.5 0.75) )+ z0 型腔深度尺寸计算公式 （ HM） + z0=（ 1+S）
12、HS -(0.5 0.75) )+ z0 公 差 z 模具成型零件制造公差 LS 塑件的径向基本尺寸 HS 塑件的深度基本尺寸 查 手册 常用塑料的收缩率 可知 ， 聚丙烯 的收缩率为 1.0% 2.5% 所以 S=0.75% 厚度为 3 0 -0.12，最外层直径为 710 -0.46 , 第二层直径为 67+0.460 ，间隙尺寸为 2+ 0.,20 0，圆形腔的尺寸为 11mm，圆外壁的尺寸为 15.50 -0.20mm,大椭圆外圈大径为 350 -0.32，小径为 210 -0.28, 大椭圆内圈大径为 31+ 0.,32 0，小径为 17+ 0.,20 0, 小椭圆外圈大径为 240
13、 -0.24，小径为200 -0.24，小椭圆内圈大径为 20+ 0.,24 0，小径为 16+ 0.,18 0 ,中间缝隙间距为 20 -0.12,凸出部分高度为 0.50 -0.12 ， （ LM） 1 为最外圈 直径 即 71+0.460 mm ， （ LM） 2 为 第二层直径 即 69+0.460 mm， （ LM） 3 为 圆外壁的尺寸 即 15.50 -0.20mm， （ LM） 4 为 大椭圆外圈大径 即 350 -0.32mm， （ LM） 5 为 大椭圆外圈 小径 为 170 -0.24mm （ LM） 6 为 小椭圆外圈大径为 240 -0.24 mm （ LM） 7 为
14、 小椭圆外圈 小 径为 160 -0.24mm （ LM） 8 为 中间缝隙间距 即 20 -0.12 mm （ HM） 9 为塑料件厚度即 3 0 -0.12 mm ， （ HM） 10 为 外表凸出 深度 即 0.50 0.12 mm （ LM） 1+ z0= (1+0.0075)X71- 0.75X0.46 + 0.150 71+ 0.030 mm （ LM） 2+ z0= (1+0.0075)X69- 0.75X0.46 + 0.150 69+ 0.330 mm （ LM） 3+ z0= (1+0.0075)X15.5- 0.75X0.20 + 0.080 15.6+ 0.020 mm
15、 （ LM） 4+ z0= (1+0.0075)X35- 0.75X0.32 + 0.110 35+ 0.130 mm （ LM） 5+ z0= (1+0.0075)X17- 0.75X0.20 + 0.150 17 0.050 mm （ LM） 6+ z0= (1+0.0075)X24- 0.75X0.24 + 0.080 24+ 0.080 mm （ LM） 7+ z0= (1+0.0075)X16- 0.75X0.20 + 0.070 16+ 0.010 mm （ LM） 8+ z0= (1+0.0075)X2- 0.75X0.12 + 0.040 1.9+ 0.070 mm （ HM） 9+ z0=（ 1+0.0075） X3-0.75X0.12) + 0.040 2.9+ 0.080 mm （ HM） 10+ z0=（ 1+0.0075） X0.5-0.75X0.12) + 0.040 0.45+ 0.0380 mm 型腔的尺寸及其三维设计图如图 3-1所示， 7 图 3-1 型腔尺寸 及其三维设计图 定模板型腔零件图 如图 3-2所示 图 3-2 定模板型腔零件图 2、 型芯 如图 3-2 所示 型芯径向尺寸计算公式 （ lM） 0 z= （ 1+Scp） lS +0.75 ) 0 z
