1、 汽车脚踏板注塑模 设计 【 摘要 】 通过对汽车脚踏板的研究，使我对注塑模有了更深一步的认识，塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。塑料模具的加工制造方法有其独特的创造价值。塑料模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。 塑料模具的发展为节约能源，方便生产奠定了坚实的基础，为此关注 注塑模产品核心技术应用现状、技术研发、工艺设备配套、 高端技术应用等多方面的信息，对于企业了解各类注塑模产品生产技术及其发展状况十分有益。 【关键词】： 塑料模
2、具 、 轻量化 、 低消耗 目 录 引言 . 1 一、注塑模具的发展概况 . 2 二、塑件的分析 . 3 （一）塑件外形结构 . 3 （二）塑件材料分析 . 4 三、注塑机选择 . 4 四、模具结构的分析 . 5 （一）分型面的设计 . 5 （二）公母模的设计 . 6 （三）浇注系统的设计 . 8 （四）导向机构和定位机构的设计 . 9 （五）脱模机构的设计 . 10 （六）冷却系统的设计 . 11 总结 . 12 参考文献 . 13 致谢 . 14 附录：脚踏板零件 注塑工序卡 . 15 1 引言 塑料加工又称塑料成型加工。是将合成树脂或塑料转化为塑料制品的各种工艺的总称，是塑料工业中一个较
3、大的生产部门。塑料加工一般包括塑料的配料 ,成型，机械加工，接合，修饰和装配等。后四个工序是在塑料已成型为制品或半制品后进行的，又称为塑料二次加工。塑料加工的关键环节。将各种形态的塑料 (粉、粒料、溶液或分散体 )制 成所需形状的制品或坯件。成型的方法多达三十几种。它的选择主要决定于塑料的类型 (热塑性还是热固性 )、起始形态以及制品的外形和尺寸。加工热塑性塑料常用的方法有挤出、注射成型、压延、吹塑和热成型等，加工热固性塑料一般采用模压、传递模塑，也用注射成型。层压、模压和热成型是使塑料在平面上成型。上述塑料加工的方法，均可用于橡胶加工。此外，还有以液态单体或聚合物为原料的浇铸等。在这些方法中
4、，以挤出和注射成型用得最多，也是最基本的成型方法。 2 一、注塑模具的发展概况 注塑成型是现代塑料工业中一种重要的加工方法，塑料成型的关 键在于注塑模具设计制造和注塑成型工艺的制定。在信息化带动工业化发展的今天，我们既要看到成绩，又要重视落后，要抓住机遇，采取措施，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，尽快提高塑料模具的水平，融入到国际市场中去，以促进中国模具行业的快速发展，有两方面应予以重视： 一是政府相关政策对促进模具工业的发展起着非常重要的作用。从国际上看，各国模具工业在发展初期都得到了政府的大力扶持。就中国实际情况看，应降低国内不能生产的进口精密模具生产设备的关税、执行好国家对部分专业模具
5、厂的优惠政策等，通过政策引导作用可加快行业的发展 和进步。 二是随着市场的发展，塑料新材料及多样化成型方式今后必然会不断发展，因此对模具的要求也越来越高。为了满足市场需要，未来的塑料模具无论是品种、结构、性能还是加工都必将有较快发展，而且这种发展必须跟上时代步伐。展望未来，下列几方面发展趋势预计会在行业中得到较快应用和推广。 （ 1）超大型、超精密、长寿命、高效模具将得到发展。 （ 2）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。 （ 3）为各种快速经济模具，特别是与快速成型技术相结合的 RP/RT 技术将得到快速发展。 （ 4）模具设计 、加工及各种管理将向数字化、信息
6、化方向发展 CAD/CAE/CAM/CAPP及 PDM/PLM/ERP 等将向智慧化、集成化和网络化方向发展。 （ 5）更高速、更高精度、更加智慧化的各种模具加工设备将进一步得到发展和推广应用。 （ 6）更高性能及满足特殊用途的模具新材料将会不断发展，随之将产生一些特殊的和更为先进的加工方法。 （ 7）各种模具型腔表面处理技术，如涂覆、修补、研磨和抛光等新工艺也会不断得到发展。 （ 8）逆向工程、并行工程、复合加工乃至虚拟技术将进一步得到发展。 （ 9）热流道技术将会迅速发 展，气辅和其它注射成型工艺及模具也将会有所发展。 （ 10）模具标准化程度将不断提高。 （ 11）在可持续发展和绿色产品
7、被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。 “十一五”期间，在科学发展观指导下，国内模具企业将进一步深化改革，下功夫搞好科技进步与创新，坚持走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到3 质量和水平效益 型的轨道上来，模具工业必将得到又好又快的发展 。 二 、 塑件的分析 （一） 塑件外形结构 如图 2-1， 2-2， 2-3， 2-4 所示 为建模过程图 ， 图 2-5 所示 为脚踏板外形图， 汽车脚踏板是
8、一块扁且薄的板类零件，长约 245MM，宽约 84MM，最薄处肉厚 8.0MM，较厚处业不超过 10MM，正面分布了 8 个圆孔和波形纹理 。 图 2-1 草图 图 2-2 拉伸 图 2-3 建面 图 2-4 草图 图 2-3 建立草图平面 图 2-4 草图 4 图 2-5 外表面 （二）塑件材料分析 生产汽车脚踏板所用的塑料材料为 PP，全名聚丙烯，是一种热塑性聚合物（塑性：一种材料加热后可以熔化冷却后有可以硬化，并可以反复进行 ;聚合物：天然或合成化合物，分子是由一系列简单的单体小子重复连接起来的大分子），应用非常广泛， 甚至澳大利亚的钞票都是用 PP 制的。 PP 有异乎寻常的抗化学溶剂
9、，抗酸抗碱能力。其流动性较好，受温度影响较大，熔体粘度中等，冷却后还是一种高钢性材料，价格便宜，应用广泛，适合汽车脚踏板的大批量制作，如采用别的材料，如 ABS，是由丙烯碃，丁二烯，苯乙烯共聚而成，虽然韧性，硬度稍好，但其升温时粘度较高，所以成型压力较高，而且价格昂贵，采用的成本高，不宜采用。 PVC 耐温性差，在注射加温时如果分解成氯化氢，有毒就更不合适了。 PE， 不易押出，热膨胀系数高，不易贴合，耐温性差 。也不合适，所以加以比较，还是 PP 最合适。 三、 注塑机 选择 查塑料模具设计手册 P15，可知 PA6 的注射压力为 700 1200 公斤 /厘米 ，宜用螺杆式注射机，螺杆带止
10、回环，。初选 XS-ZY-125 型。 其 主要参数如 表 3-1 所示。 5 表 3-1 XS-ZY-125 注塑机的主要参数如下 螺杆直径 42 最大理论注射量 95g 注射压力 150MPa 最大注射面积 320 最大模具厚度 300 最小模具厚度 200 和模力 900000N 模板大小 160x250 四、模具结构的分析 （一）分型面的设计 分形面应当是分型面，分开模具能取 出塑件的面，称作分型面，其它的面称作分离面或称分模面。 分型面的方向尽量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。由于分型面受塑件在模具中成型位置，浇注系统设计，模具制造，推出方法等众多因素的影响，因此
11、分型面的选择应遵循以下几种原则： 1.分型面应选择在塑件外形最大轮廓处。 2.确定有利的脱模方式，便于塑件顺利脱模。 3.保证塑件的精度要求。 4.满足塑件的外观质量要求。 5.便于模具加工制造。 6.对成型面积的影响。 7.对排气效果的影响。 8.对侧向抽芯的影响。 汽车脚踏板的分型面选在如图 4-1 所示的周边面上 箭头所指 ，此处为最大轮廓处，有利于脱模，不影响塑件的外观质量，精度有保证，公母模 NC 加工方便。在分型面上，NC 加工时会在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽 1.56 mm 的排气槽，以供排气使用，由于槽的尺寸过小，所以在保证排气的同时 PP 料是不会溢
12、出的。 NC 加工小槽无需在加工图中表示。 6 图 4-1 分型面 （二）公母模的设计 母模用于成型塑件的的外表面，按其结构的不同可分为整体式，整体嵌入式，局部镶嵌式，大面积镶嵌式和四壁镶嵌式，总的来说整体式强度刚度好，但不适用于复杂的型腔，汽车脚踏板并不复杂，可用整体式，如下图 4-2 和图 4-3 所示 为母模建造过程 图 4-2 草图 图 4-3 草图 7 图 4-4 母模 公模用于成型塑件的内表面，公模按结构也分为整体式和组合式两类，由于公模加工相对容易，所 以大多数公模是整体式的，尤其是在小型模具中型芯模板常作为一体，同样，汽车脚踏板采用整体式如图 ,其具体大小同上确定 ,一要经济。如下图 4-5， 4-6，4-7， 4-8 所示 为公模建造过程，图 4-9 公模 图 4-5 草图 图 4-6 拉伸 图 4-7 面 加面 图 4-8 拉伸
