西南科技大学本科生毕业论文
1.5 研究目的及意义
汽车工业作为国民经济的支柱产业，对国民经济诸多部门起着促进和带动的作用。模具是汽车工业生产的基础工艺装备，模具工业的发展直接影响着汽车工业的发展。据介绍，卡车上零件的70％多，轿车上零件的80％多是模具成型制作的。因此，模具工业发展的快慢和技术水平的高低，直接影响着汽车工业的发展。
据统计，一辆客车或轿车上约有80%的零部件需要利用模具加工制造。一般汽车车身有数百个冲压件组成，冲压模高达1000套以上，模具的开发成本大约在2 亿美元左右。同时，在车型设计→模具设计与制造→模具调试→产品投产的整个周期中， 模具设计和制造约占2/3 的时间，成为制约新车型快速上市的关键因素。本田汽车公司由于模具开发时间滞后了3天而损失了800万美元，丰田公司滞后18 天损失高达5000万美元。由此可见模具快速高效开发的重要性。
目前，汽车使用塑料件已越来越广泛，因而每辆汽车的塑料件件数和总重量一直在不断增长，按2005年汽车产量为300万辆计算，当年共需各种配套塑料30万吨，而目前生产能力只有20万吨左右，加上配件所需，产需矛盾很大。另外，制造保险杠、仪表板、油箱、方向盘等的大中型塑料模，2005年只能满足规划需要量的50%左右。因此，我们以凯越轿车发动机系统塑料基座注塑模具设计为主题。
发动机基座是固定发动机的基座，是汽车制造中不可或缺的部分，发动机基座的好坏直接影响了发动机能否正常工作，也就直接影响了汽车的性能。因此，发动机基座模具的开发与设计是必须的。由于发动机在工作中会发热，会振动，因而对发动机基座有阻燃和优良韧性是必要的条件。凯越轿车发动机基座的注塑模具设计要综合考虑产品质量，性能等特性进行设计，是很有挑战性的一个设计课题。
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第二章 注塑模具的主要设计步骤
2.1 模具设计步骤
1、了解塑件用途、使用状况和工作要求，对塑件图上提出的塑件形状、尺寸精度等进行分析，既从成型工艺出发，对塑件的设计要求、模具结构合理性可行性等方面进行分析，对不够合理的地方进行修改。
2、根据塑件形状尺寸，估算塑件体积和质量
估算的主要目的是为选择设备提供依据，提高设备利用率和提高生产效率。 3、分析塑件图，确定成型方案
成型方案的确定主要包括选择成型位置，确定分型面、脱模形式、浇注系统形式、浇口位置及模具的加工方法等。
4、绘制总装图
初步绘制出模具总装图，并选择注塑机的性能（包括注塑量、注塑面积、模板间距等）。
5、计算
根据塑件尺寸精度要求，对成型零件的成型尺寸进行必要计算，对主要受力的零部件进行强度和刚度校核。必要时进行冷却面积计算，以便决定冷却形式和冷却水孔的直径与长度。
6、绘制模具零件图
零件图应包括必要尺寸、尺寸公差、光洁度、热处理条件等。 7、根据零件图进一步修改总装图。
2.2 塑件制品分析
塑件制品的分析包括以下内容：
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? 分析制品使用材料的成型工艺性（包括流动性、收缩性、熔化温度等）。 ? 分析制品的形状是否符合成型工艺和模具制造的要求。
? 要了解制品使用场合及功能，把握制品尺寸中的重点和关键及表观质量的要求。
本套模具的制品使用的材料是阻燃PA66-G15（蓝色）其性能见表2-1：
表 2-1 阻燃PA66-G15（蓝色）性能表
密度（g/cm2） 熔体指数（g/10min） 抗拉强度(/mpa) 断裂伸长率（%） 弯曲强度(/mpa) 冲击强度(kj/mm3) 热变形温度(℃) 熔化温度(℃) 成型收缩率（%） 1.24 15 110 4.5-6.5 168 32 >220 250-260 0.6-0.9
2.3 注塑机型号的确定
2.3.1 注塑机的分类及选择
按照注塑机外形特征可以分为以下几种：
（1）卧式注塑机：卧式注塑机是最常用的类型。其特点是注射装置的中心线与合模装置的中心线同心或一致，并平行于安装地面。它的优点是重心低，工作平稳，模具安装、操作及维修均较方便，模具开档大，占用空间高度小；但占地面积大，嵌件安装不当容易倾斜脱落。
（2）立式注塑机：其特点是合模装置与注射装置的轴线呈一线排列而且与地面垂直。具有占地面积小，模具装拆方便，嵌件安装容易，自料斗落入物料能较均匀地进行塑化，易实现自动化及多台机自动线管理等优点。缺点是顶出制品不易自动脱落，
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常需人工或其它方法取出，不易实现全自动化操作和大型制品注射；机身高，加料、维修不便。
（3）角式注塑机：注射装置和合模装置的轴线互成垂直排列。根据注射总成中心线与安装基面的相对位置有卧立式、立卧式、平卧式之分：①卧立式，注射总成线与基面平行，而合模总成中心线与基面垂直；②立卧式，注射总成中心线与基面垂直，而合模总成中心线与基面平行。角式注射机的优点是兼备有卧式与立式注射机的优点，特别适用于开设侧浇口非对称几何形状制品的模具[3]。
鉴于以上特点，本模具选择卧式注塑机。 2.3.2 注塑模与注塑机的校核与选择
注塑模与注塑机需作以下三方面的校核： 1、工艺参数的校核，包括: （1）最大注塑量
最大注塑量是指在对空注射的条件下，注塑螺杆或阻塞作一次最大注射行程时，注射装置注射出熔料的质量。为了确保塑件质量，注塑模一次成型的塑料质量（塑件和流道凝料质量之和）应在最大注塑量的35%—75%范围内，最大可达80%，最小应不小于10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在50%—80%。
表2-2 ET25/280-35Concept型注塑机参数 项目 注 塑 装 置 锁螺杆直径 最大注塑量 最大射出压力 注射速率 锁模力 拉杆间距 开模行程 模具最小厚度 单位 mm cm3 mpa g/s KN mm×mm mm mm 数值 18 23 2.111 48.3 250 280×280 315 160 9
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国产注塑
模装置 最大模板开距 射出行程 射出孔半径 喷嘴球半径 顶出行程 顶出力 mm mm mm mm mm KN 475 90 2 20 100 26 机常用理论注塑容
积来表示机器的最大注塑能力，需经换算才能得知最大注塑量，而实际注塑重量是测量出来的。具体测量如下：物料采用纯PS，把料筒加热到正常工艺温度，一般喷嘴温度比料筒温度的设定高出6℃，预塑时将喷嘴闭锁成无流延状态，并在额定注射压力下以最高注射速度和最大注射行程，连续对空注射三次，取其重量的平均值。
由于注塑机最大注塑量是实测对空注塑量，在注入模具时，由于流动阻力增加，加大了沿螺杆方向的逆流量，再考虑安全系数，实际量M1应取机器最大注塑能力的85%。
M1=85%Mso （2-1）
对于其它非PS之非结晶料，其最大注塑量
M0=Msoρ/ρs （2-2)
式中：ρ——常温下某塑料的密度，g/cm3 ρs——常温下PS的密度，g/cm3
对于非结晶塑料可以为从常温状态到熔融状态，其密度变化倍率与PS变化倍率差不多，故可用常温下密度代入计算。而结晶形塑料由于从固态到熔态密度变化较PS变化更大。因此结晶塑料还要乘以一核正系数：
M0=0.9Msoρ/ρs （2-3） 同理，其实际最大注射量M1=85%M0
此次设计的凯越轿车发动机系统塑料基座塑件质量约为2.4克，即M1=2.4克，可得：2.4=0.85×0.9×1.24×Mso÷1.14 即Mso=2.884g
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