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机械毕业设计全套

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MJZ01-040@吊扇开关盒ABS模具设计,机械毕业设计全套

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1 毕业设计（论文） 课题名称： 吊扇开关盒 ABS 模具 设计 系 别： 专 业： 模具设计与制造 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 月 日 前 言 . 3 一、概述 . 4 1.1 塑料工业简介 . 4 nts 2 1.2 我国塑料模现状 . 6 1.3 塑料模发展趋势 . 7 二、塑件材料的选择 . 7 2.1 一般塑料的组成 . 7 2.2 吊扇开关盒 ABS 材料的选择 . 8 2.3 聚氯乙烯的性能 . 8 三、塑件结构、尺寸及精度 . 10 3.1 尺寸精度 . 10 3.2 脱模斜度 . 10 3.3 壁厚 . 10 3.4 表面粗糙度 . 10 四、 注射机的选择及校核 . 12 4.1 锁模力的校核 . 13 4.2 注射压力的校核 . 13 4.3 其它尺寸校核 . 14 五、成型总体方案 . 14 5.1 塑件性能分析 . 14 5.2 注射模结构设计 . 15 六、 成型部份设计 . 15 6.1 型腔数 的确定 . 16 6.2 分型面的设计 . 16 6.3 一般凹模机构设计 . 16 6.4 一般凸模结构设计 . 17 6.5 型腔壁厚计算 . 17 6.6 成型工作尺寸计算及脱模斜度的计算 . 17 6.7 成型表面要求 . 19 6.8 成型材料及材性要求 . 19 七、浇注系统设计 . 19 7.1 主流道设计 . 19 7.2 分流道设计 . 20 7 3 浇口设计 . 21 7.4 冷料穴和拉料杆设计 . 22 八、推出机构设置 . 23 8.1 推出机构的结构组成 . 23 8.2 推杆推出机构 . 23 8.3 推出机构中附属零部件 . 23 九、合模导向机构设计 . 25 9.1 导向机构的作用 . 25 9.2 导柱导向机构 . 25 十、模具温度调节系统计 . 26 10.1 冷却装置设计要点。 . 26 10.2 冷却水道的形式 . 27 10.3 冷却管传热面积计算式为 . 27 总结 . 29 nts 3 参考文献 . 29 前 言 科学技术的飞速发展，使各种 产品的更新速度不断加快特别是消费类电nts 4 子产品。新产品更新速度之快更是难以想象。像手机除功外，漂亮的外观更是吸引众多消费者眼球的原因之一。更是追求时尚年青人所追求的目标。 本次设计采用传统计算 +软件设计相结的方法。设计开始采用传统方法对有关参数进行计算同时结构实际情况初步选择注射机、模架。选出合适的浇口位置和分型面。利用 CAD 设计出型芯、型腔、道流及重要的模具零件。用 PRO/E外挂软件 EMX 调用模架、顶杆及螺钉等零件 随着生活水平的不断提高，人们对消费品的要求也越来越高。 吊扇开关盒 ABS 是我们生活中 所用吊扇 不可 缺少的一部分，它作为一种小商品，在市场上的需求空间非常大。因此人们对 吊扇 开关盒 ABS 的要求也越来越高。它的质量以及表面粗糙度是我们不容忽视的一个主要方面。我这次设计的 吊扇开关盒 ABS 模具采用一次成性，用推杆推出制件，从而保证 吊扇开关盒 ABS的整体性。 一、 概述 1.1 塑料工业简介 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从聚氯乙烯塑料问世以来，随着高分子化学技术的发展以及高分子合成技术、材料改进技术的nts 5 进步、愈来愈多的具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促进塑料工业的发展。 模 具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的 工艺装备或工具， 它属于型腔模的范畴。通常情况下，塑件质量的优劣及生产效率的高低，其模具的因素占 80%。然而模具的质量的好坏又直接与模具的设计与制造有很大关系。随着国民经济领域的各个部门对塑件的品种和产量需求越来越大、产品更新换代周期越来越短、用户对塑件的质量要求也越高，因而模具制造与设计的周期和质量要求也相应提高，同时也正是这样促进了塑料模具设计于制造技术不断向前发展。就目前的形式看，可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，便成为衡量 一个国家机械制造水平的重要标志。 按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般将模具分为塑料模具，金属冲压模具，金属压铸模具，橡胶模具，玻璃模具等。因人们日常生活所用的制品和各种机械零件，在成型中多数是通过模具来制成品， 就中国就有比较远大的市场， 所以模具制造业已成为一个大行业。 在高分子材料加工领域中 ,用于塑料制品成形的模具 ,称为塑料成形模具 ,简称塑料模 。 塑料模具的设计是模具制造中的关键工作。通过合理设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件，还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效率生产，从而达到降 低生产成本和提高附加价值的目的 ， 塑料模 的 优化设计 ,是当代高分子材料加工领域中的重大课题。 塑料制品已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛应用。为了生产这些塑料制品必须设计相应的塑料模具。在塑料材料、制品设计及加工工艺确定以后，塑料模具设计对制品质量与产量，就决定性的影响。首先，模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品（或型材）尺寸精度形状精度以及塑件的物理性能、内应力大小、表观质量与内在质量等，起着十分重要的影响。其次，在塑件加工过程中，塑料模 结构的合理性，对操作的难易程度，具有重要的影响。再次，塑料模对塑件成本也有相当大的影响，除简易模外，一nts 6 般来说制模费用是十分昂贵的，大型塑料模更是如此。 现代塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被誉为塑料制品成型技术的 “三大支柱 ”。尤其是加工工艺要求、塑件使用要求、塑件外观要求，起着无可替代的作用。高效全自动化设备，也只有装上能自动化生产的模具，才能发挥其应有的效能。此外，塑件生产与更新均以模具制造和更新为前提。 塑料模是塑料制品生产的基础之深刻含意，正日益为人们理解和掌握。当塑料制品及其 成形设备被确定后，由此可知，推动模具技术的进步应是不容缓的策略。尤其大型塑料模的设计与制造水平，常标志一个国家工业化的发展程度。 1.2 我国塑料模现状 塑料模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑料模工业是国民经济的基础工业。用塑料模生产成型零件的主要优点是制造简、材料利用率高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多 。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达国家的1/31/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 随着我国改革开放步伐的进一步加快，我国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入 WTO 后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。塑料模的设计、制造技术、 CAD 技术、 CAPP 技术，已有相当规模的确开发和应用。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化 商品化尚待规模化； CAD、 CAE、 Flow Cool 软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，努力提高模具工业的整体技nts 7 术水平，提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力。 1.3 塑料模发展趋势 塑料作为现代四大工业基础材料之一，越来越广泛地在各行各业应用。其中注塑成型在塑料的各种成型工艺中所占的比例也越来越大。随着社会的经济技术不段向前发展，对注塑成型的制品质量和精度要求都有不同程度的提高。塑料制品的造型和精度 直接与模具设计和制造有关系，对注塑制品的要求就是对模具的要求。 由于计算技术和数控加工迅速发展，使得 CAD/CAM 逐渐取代了过去塑料模的设计与制造技术，使传统的设计制造方法及组织生产的模式发生了深刻变化。塑料模 CAD/CAM 的发展不仅可以提高塑料模质量，减少塑料模的设计与制造工时，缩短塑料模生产周期，加快塑件生产和产品的更新换代，而且更主要的是能满足当前用户对塑料模行业提出的 “质量高、交货快、价格低 ”的要求。 塑料模以后的发展主要有以下几方面： 1、 注射模 CAD 实用化； 2、 挤塑模 CAD 的开发； 3、 压模 CAD 的开发； 4、 塑料专用钢材系列化 。 二、 塑件材料的选择 2.1 一般塑料的组成 塑料是指以有机合成树脂为主要组成的材料，合成树脂中加入添加剂后nts 8 可获得改性品种。塑料的组成如下： （ 1） 合成树脂 （ 2） 填料或增强材料 （ 3） 固化剂 （ 4） 增塑剂 （ 5） 稳定剂 （ 6） 润滑剂 （ 7） 着色剂 （ 8） 阻燃剂 2.2 吊扇开关盒 ABS 材料的选择 塑料制件的设计主要根据使用要求进行，由于塑料有着特殊的物理性能，在设计塑件时必须考虑以下几方面的因素： （ 1） 塑料的物理性能，如强度，刚度，韧性，弹性，吸 水性 以及对应力敏感性 （ 2） 塑料的成型工艺性，如流动性，填充性。 （ 3） 塑件形状应有利于充模流动，排气，补缩等。 （ 4） 塑件成型后收缩情况及收缩率的大小。 （ 5） 模具的总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度。 （ 6） 模具零件的形状及其制造工艺。 该塑件材料选用 PVC（聚氯乙烯）。 PVC 有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有 良好的加工性和染色性能。 2.3 聚氯乙烯的性能 聚氯乙烯 (PVC)是一种耐寒而不耐热的 材料。 （ 1） 聚氯乙烯 的使用性能 聚氯 乙烯其主要特性如下： 、 有较好的抗拉、抗弯抗压和冲击性能 、 质轻 nts 9 、 在 低 温下仍保持其机械性能 （ 2） 聚 氯乙 烯的成型性能 聚 氯乙烯在成型温度下容易分解放出氯化氢。因此，在成型时，必须加入稳定剂和润滑剂，并严格控制温度及熔料的滞留时间 。不能用一般的柱塞式注射机成型成型机成型聚氯乙烯塑料，因为聚氯乙烯耐热性和导热性不好，而用柱塞式注射机需将料筒内的物料温度加到 166193，这会引起聚氯乙烯分解。所以，应采用带预塑化装置的螺杆式注射机注射成型，模具浇注系统也应粗短，进料口截面、宜大，模具应有冷却装置。 （ 3） 聚 氯乙 烯的主要技术指标 密 度： 1.351.6g/cm3 拉伸强度： 4060Mpa 弯曲强度 ： 80110Mpa 硬 度： 80100HRB 收 缩 率： 0.001-0.005 cm/cm 断裂伸长率： 4080% （ 4） 聚氯乙 烯的成型工艺参数 注射机类型：螺杆式 螺杆转速： 2030r/min 喷嘴形式： 直通式 喷嘴温度： 150170 料筒温度： 170190 前段 165180 中段 160170 后段 模具温度： 3060 注射压力： 80130Mpa 保压力： 4060Mpa 注射时间： 25s 保压时间： 1540s 冷却时间： 1540s 成型周期： 4090s nts 10 三、 塑件结构、尺寸及精度 3.1 尺寸精度 塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差。 由于 吊扇开关盒 ABS 所需的精度不高，故只采用一般精度即可 ，聚氯乙烯一般采用 6 级精度 3.2 脱模斜度 脱模斜度的大小与塑件的形状、壁厚及收缩率有关。一般取 30 1 。 3.3 壁厚 由于塑件为中型塑件，其壁厚为 2mm。 3.4 表面粗糙度 该塑件的 表面粗糙度为 Ra0.021.28 m 模腔的表面粗糙度为 0.010.63 m nts 11 3.5 模架的选择 采用双分型面模具。选用 P3 型标准模架。 nts 12 四、 注射机的选择及校核 粗略计算注塑的总体积为 47.32cm3。 根据塑件的实际结构尺寸及成型要求，以及注射机的各参数，现选用XS-ZY-125 的 注射机可满足注塑量和注射压力的要求。其各项参数如下： 结构形式： 卧式 公称注塑量： 125cm2 注射压力： 120Mpa 注射行程： 115mm 锁模力： 900kN 模板最大行程： 300mm 模具厚度： 最大 300mm、最小 200mm 模板尺寸： 315 250mm 锁模方式： 液压机械 电动机功率： 11kw 拉杆空间： 260 290mm 喷嘴球径： SR12mm 喷嘴孔径： 4 最大注射量的校核 设计模具时，应使成型制品每次所需的注射总量小于注射机的最大注射量即：maxGG 通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的 80以下，即：m ax80%GG 对于螺杆式注射机，其最大注射量是以螺杆一次注射的最大推进容积 V 表示，它与塑料的品种无关，对于 SZY-300 查得最大注射量为 :V max=210.4cm3 根据公式 8 3（ 6），可得： 80%VV 注件 式中 V件 塑件与浇注系统的体积（ 3cm ） nts 13 V注 注射机的注射容量（ 3cm ） 0.8最大注射量利用系数 由计算可得， V件 47.32cm3 因为 47.32 80% 125 所以 满足要求。 4.1 锁模力的校核 锁模力是在成型时锁紧模具的最大力，用于实现动定模的紧密闭合，保证塑料制品的尺寸，尽量减少分型面处的溢边厚度和确保操作者的人身安全，成型时，高压熔融塑料在分型面上显现的涨力应小于锁模力。 1000AKPF C 8-5（ 6） 查得 F=3500KN 由计算得： A=746.4cm2 K 取 1.2 由表 8-2（ 6）查得型腔平均压力 PC=30Mpa 可得 1000AKPC = KN04.26871000 104.74610302.143 因为 2687.04KN79.21mm 五、 成型总体方案 5.1 塑件性能分析 制品外形较为简单，为了使模具结构简单，将分型面开设在塑件外形轮廓最大的地方，为不影响其外表， 应该选用浇口痕迹小的针点式浇口。 nts 15 5.2 注射模结构设计 （ 1） 注射模浇注系统设计 浇注系统的正确选择是保证塑件外表美观的重要因素，采用一 个点浇口，浇口痕迹小，同时，浇口可自动拉断，有利于自动化，点浇口必须设置在盒底起到美观的作用 在注射过程中，在点浇口处 塑料剪切速率高，使塑料的温度升高，塑料的熔接痕迹小 。 （ 2） 注射模型腔的设计 对于塑 料模的型腔设计常用的有两种方式：一种是整体式型腔，另一种是组合 式型腔。整体式型腔结构简单，牢固不易变形，由于塑件外形较简单，故采用整体式型腔可降低成本。 （ 3） 模具的型 芯 设计 采用 整体式的 型芯 。 如图： （ 4） 模具 侧抽芯的设计 由于制品 比较简单 顶杆， 所以能直接利用推杆将制件推出。 六、 成型部份设计 塑料制件在模具中的位置直接影响到模具结构设计。型腔的数目及排列方式、分型面的位置确定等决定了塑料制件在模具中的成型位置。 单型腔模具特点：结构简单，制造成本低，周期短，塑件精度高，工艺参数易于控制，但塑料成型的生产率低，塑件成本高，适用于塑件较大，精nts 16 度要求高或者小批量生产及试生产。 模具型腔的数量是根据注射机的最大注射量，锁模力以及产品的精度要求，生产经济性来确定的。 6.1 型腔数的确定 ： 根据所用注射机的最大注射量确定型腔数： n （ k 利 G 公 G 废） /G 件 n型腔数 k 利注射机公称注射量的利用系数 G 废浇注系统及飞边等的塑料质量 G 件一个型腔中塑料质量 n = （ 0.65 320 27） /394.7 = 2.45 由于 n3，故取 n=2 6.2 分型面的设计 分型面的设计原则 ： （ 1） 分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处，才能使塑件从模具中顺利地脱模 （ 2） 分型面的选择应有利于塑件的脱模 （ 3） 分型面的选择要保证塑件的精度要求，光滑的表面不应设计成分 型面以避免影响外面质量，要求同轴度的部份要放到分型面的同一侧，以保证同轴度要求 （ 4） 分型 面作为主要排气渠道，应将分型面设计在熔融塑料的流动走未端，有利于型腔内气体排出 6.3 一般凹模机构设计 由于型腔的形状简单，采用整体式凹模。 整体式凹模分类： （ 1） 完全整体式凹模： 它 由整块金属材料直接加工而成。这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不易变形，成型的塑件质量较好，但塑件形状复杂时，采用一般机械加工方法nts 17 制造型腔比较困难。因此，它运用于形状简单的塑件。 （ 2） 整体嵌入式凹模 ： 它将完全整体式凹模变成整体式 凹模块直接嵌入到固定板中，或先嵌入到模框，模框再嵌入到固定板中的形式。 6.4 一般凸模结构设计 可分整体式凸模和组合式凸模 虽然塑件的内形比较简单， 故采用整体式 凸模，可简化加工工艺。 这种凸模的特点是 结构牢固，但不便于加工，主要用于工艺试验或小型模具上的形状简单的型芯。 6.5 型腔壁厚计算 常用的方法有按强度条件计算和按刚度条件计算两类，型腔强度不足则发生强度破坏，刚度不足则发生过大的强性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，可见模具对强度和刚度都有要求。 由于制品的尺寸较大，刚度 不足是主要问题，故采用刚度计算 ，要考虑以下几个方面： (1) 要防止溢料 ； (2)应保证塑件精度； (3)要利于脱模。 壁厚计算： 由表 4-1-7(3) 型腔底壁厚度 nt 的经验公式得 nt = (0.110.12)b = 0.12 100 = 12mm 型腔侧壁厚度 ct 的经验公式得 ct = 0.20 l+17 = 0.20 166+17 = 36.6mm 6.6 成型工作尺寸计算及脱模斜度的计算 （ 1） 型腔内形尺寸的计算 Ls Lm nts 18 29+0.48 0 76+0.76 0 830 -0.88 920 -0.88 44+0.56 0 50+0.56 0 60+0.64 0 1000 -0.88 R800 -0.76 (Lm) 0 -0.16=(1+0.01) 29+0.75 0.48=29.65 0 -0.16 （ Lm） 0 -0.25=(1+0.01) 76+0.75 0.76=77.33 0 -0.25 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 83+0.75 0.88=84.49 +0.25 0 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 92+0.75 0.88=93.58 +0.25 0 （ Lm） 0 -0.18=(1+0.01) 44+0.75 0.56=45.10 -0.18 （ Lm） 0 -0.18=(1+0.01) 50+0.75 0.56=50.920 -0.56 （ Lm） 0 -0.21=(1+0.01) 60+0.75 0.64=61.080 -0.21 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 100+0.75 0.88=101.66+0.25 0 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 80+0.75 0.76=R81.37+0.25 0 （ 2） 型芯外形尺寸 Ls Lm 166+1.36 0 320 -0.52 57+0.64 0 1000 -0.88 R930 -0.88 R670 -0.76 (Lm) 0 -0.45=(1+0.01) 166+0.75 1.36=168.68 0 -0.45 （ Lm） +0.17 0=(1+0.01) 32+0.75 0.52=32.17+0.17 0 （ Lm） 0 -0.25=(1+0.01) 57+0.75 0.64=58.050 -0.25 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 100+0.75 0.88=101.66 +0.25 0 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 93+0.75 0.88=R94.59 +0.25 0 （ Lm） +0.25 0=(1+0.01) 67+0.75 0.76=R68.24+0.25 0 （ 3） 型芯高度尺寸 Ls Lm 13+0.36 0 8+0.32 0 60 -0.28 (Lm) 0 -0.12=(1+0.01) 13+0.75 0.36=13.4 0 -0.12 （ Lm） 0 -0.1=(1+0.01) 8+0.75 0.32=8.320 -0.1 （ Lm） +0.09 0=(1+0.01) 6+0.75 0.28=8.32+0.09 0 nts 19 91+0.88 0 （ Lm） +0.3 0=(1+0.01) 91+0.75 0.88=92.570 -0.3 （ 4）中心距 Ls Lm 20 0.44 （ Cm） 0.22=(1+0.01) 20 0.22=21.01 0.22 6.7 成型表面要求 由于塑件的表面要求不高所以成型表面的表面粗糙度可取 Ra1.60.4 6.8 成型材料及材性要求 成型零件所用材料要求其有一定的抛光性能，强度、韧性和一定的硬度和耐磨性，耐热性，耐腐蚀性，使 用 寿命 等。 综合考虑，采用 45 钢可满足模具的要求。硬度为 55HRC。 七、 浇注系统设计 7.1 主流道设计 主流道轴线一般位于模具中心线上，与注射机喷嘴轴线重合 ，型腔也以此轴线为中心对称布置，在卧式和立式注射机注射模中，主流道轴线垂直于分型面，主流道 断面形状为圆形。 设计要点： （ 1） 为便于凝料从直流道 中拔出，主流道设计成贺锥形，其锥角 9。对流动性差的塑料取 3。 6。，内壁表面粗糙度 Ra 小于 0.631.25 m ，主流道进口端直径应根据注射机喷嘴孔径确定，喷嘴轴线和注流道轴线对中，为补偿对中误差并解决凝料的脱模问题，主流道进口端直径应比喷嘴大0.51mm，主流道进口端与喷嘴头部接触为弧面接触定位，如图，主流 道进口端凹下的球面半径，比喷嘴球面半径大 12mm,凹下深度约 35mm。 取锥角 9。，内壁表面粗糙度为 Ra=1.25 m ,由表 4 6（ 2）查得： nts 20 主流道进口端直径 D1 6mm，主流道出口端直径 D2=9mm, 由表 4 2（ 2）查得： 喷嘴球径为 SR12mm 喷嘴孔径为 5mm 由此可得主流道进口端凹下的球面半径 R2=12 1 13mm 凹下深度为 4mm 主流道与分流道结合处采用圆角过渡，其半径 R 为 13mm 以减小 料流转向过渡时的阻力，取半径为 2mm。 （ 3） 在保证塑件成型良好的前提下，主流道的长度 L 尽量短，为了减小 压力损失及废料，一般主流道貌岸然长度 L 不超过 60mm,应视模板的厚度，水道的开设等腰三角形具体情况而定。 （ 4） 设置主流道衬套 由于主浇道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所以不将主流道貌岸然直接开在模板上，而将它单独设在一个主流道貌岸然衬套中，可使易损坏的主流道单独选用优质钢材，延长模具使用寿命和损坏后便于更换和修磨，通常将淬火后的主流道 的 衬套嵌入模具中。 主流道衬套的形式如图所示。 使用时用固定在定模上的定位环压住衬套 大端台阶，再用 24 个M6M8 的螺钉固定到模座板上，采用 T8A 类优质钢材，热处理后硬度为 5357HRC，衬套长度与定模板配合部份的厚度一致，但主流道出口处的端面不得突出贡献分型 面，衬套与定模板间的配合采用 H7/m6。 7.2 分流道设计 （ 1） 分流道的形状 分流道的形状尺寸主要取决于塑件的体积、壁厚、形状以及所加工塑料的种nts 21 类，注射速度、分流道长度等。过小会降低单位时间内输送的塑料量，并使填充时间延长，塑料出现缺料、波纹等缺陷。过大，不仅积存空气增多，塑件容易产生气泡，而且增大塑料耗量、处长 冷却时间。 由于聚氯乙 稀的流动性好，故直径可取小些，初取 7.5mm 图为主流道分流道的截面图。 （ 2） 流道的布置形式 根据型腔的布局，采用平衡式布置，其主要特点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度断面形状及尺寸均相等，以达到各个型腔能同时均衡进料的目的。 入图： 7 3 浇口设计 nts 22 （ 1） 浇口的断面设计 浇口的断面形状为圆形，浇口断面积与分流道面积之比为 0.030.09 浇口长度约为 0.52mm，浇口的表面粗糙度不能高于 Ra0.4，否则易产生磨擦阻力。 （ 2） 浇口位置的选择 制件是一个大尺寸 椭圆 盒， 考虑到美观把浇口设置在盒低部分。 （ 3） 浇口的形式 采用点浇口，其特点是：它是一种尺寸很小截面为圆形的直接浇口的特殊形式，开模时，浇口可以自动拉断，利于自动化操作，浇口去除后残留痕迹小。但注射压力损失大。收截大，塑件易变形 ，浇口尺寸太小时，料流易产生喷射，对塑件不利，其 适用于成型熔体粘度随剪切速率提高而明显降低的塑料和粘度较低塑料，对成型流动性差及热敏性塑料，平薄易变形及形状复杂的塑件不利。 其结构如图所示： 7.4 冷料穴和拉料杆设计 冷料穴高在主流道的末端，且开在主浇道对面的动模板上，直径稍大于 主浇道直径，便于冷料的进入，由于分流道较长，故将分流道的尽头沿料流方向稍作处长。 nts 23 八、 推出机构设置 8.1 推出机构的结构组成 推出机构主要零件有：复位杆、推杆固定板、推杆推板、推杆、支承钉、浇道推杆、导套、导柱等。 由于采用点浇口的形式故可不设浇道推杆 8.2 推杆推出机构 推杆推出机构是最简单，最常用的一种形式，推杆的截面形状圆形截面，加工，更换方便，脱模效果好。 （ 1） 推杆的形状 由于其长度较大， 采用的推杆 ，如图： （ 2） 推杆的尺寸及固定形式 由于推杆要有足够的强度承受推力，其直径一般为 2.5 12mm，结构台肩与推杆直径约差 46mm，推杆与推杆孔间采用间隙配合 H8/h8，配合部分的表面粗糙度为 Ra0.8 m,在装配推杆时，应使推杆端面和型腔平面在同一平面上，或比型腔平面高 0.050.1mm，以免影响塑件制品的使用，用推杆固定板将推杆固定在推杆推板上，如图所示，推杆的直径可比固定过孔的直径小0.51mm。 推杆的材料多为 45 钢、 T8A，推杆头部需淬火处理，硬度大 于 50HRC，表面粗糙度在 Ra1.6 m 以下，较好的表面质量可防止推杆与孔咬死，并延长使用寿命，这里选用 T8A，硬度为 55HRC，表面粗糙度 Ra=1.25 m。 8.3 推出机构中附属零部件 （ 1） 推板 由推杆固定板和垫板组成，用 45 钢，最好经调质处理。 查得 推板的厚度为nts 24 20mm。推杆固定板的厚度为 25mm。 （ 2） 推出导向零件 为防止垫板和推杆固定板扭曲倾斜而折断推杆，常设导向零件，导柱一般不应少于两个，大型模具要有 4 个 ，这里用 4 个，由于模具较大，还要装配导套，以延长导向零件的寿命及使用稳固可靠，常用 T8A，淬火 HRC55，导套也可用 T8A 做成。 （ 3） 复位杆 其作用是将已经完成顶出塑件的顶杆回复到注射成型时的原始位置。必须装在固定顶杆的同一固定板上，而且各个复位杆的长度必须一致，且复位杆端面常低于模板平面 0.020.05mm。 （ 4） 顶杆的 直径、 长度计算 根据压杆稳定公式计算顶杆直径 4/12 nEFLd 式中：安全系数，取 1.5 L顶杆长度 n顶杆数目 mmd101400437351785.1 4/128.4 所需脱模力的计算 矩环形的断面制品的脱模力的计算公式： AK tgfS E Q lF 1.01c o s22 S=1.8 10-3m E=1400MPa Q=2.15% l=104.2 10-3m f=0.2 5 nts 25 0.43 K2=1.009 A=746.4 10-4m2 N33.375104.7461.0009.143.01 52.05c os102.104101400%15.2108.12 4363 tgF九 、 合模导向机构设计 9.1 导向机构的作用 在模具工作时，导向机构可以维持动模和定模的正确合模，合模后保持型腔的正确形状，同时，导 向机构可以引导动模按顺序合模。防止型芯在合模过程中损坏，并能承受一定的侧向力，对三板式结构的模具，导柱可承受卸料板和定模型腔板的重载荷作用。 对型腔较大，较深的模具和壁厚较薄的模具，在模具中不仅要设计 导柱导向，还要在动模和定模之间增设锥面定位机构来满足模具精度要求。 9.2 导柱导向机构 配合间隙一般采用 H7/h6 级配合，主要零件有导柱和导套 （ 1） 导柱 采用有肩导柱，为减小导柱导套的磨擦，在导柱上开设油槽。 （ 2） 导套 、 形状 为使导柱进入导套比较顺利，在导套的前端倒一圆角。 b、 材料 可用淬火 钢或铜等耐磨材料制造，但其硬度应低于导柱硬度，这样可以改善磨擦，以防止导柱和导套拉毛。 c、 导套的精度与配合 ，采用型带头导套。为可靠起见，再用止动螺钉坚固，采用在导套的侧面加工 一个平面切口，用螺钉固定的方法。 nts 26 本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为 60 /Co ，用常温 20 /Co 的水作为模具冷却介质，其出口温度为 30 /Co 。 十 、模具温度调节系统计 注射成型时，模具温度直接影响塑料的填充和塑料制品的质量，也影响注射周期。因此，在使用模具时，必须对模具进行有效的冷却，使模具温度保持在一定范围内。 由于聚内烯要求的模温较低，因此，必须加冷却机构，使模温保持在 c55 。 10.1 冷却装置设计要点。 采用水冷的方式进行冷却，即在模具型腔周围和型芯内可设冷却水通道，使水在其中循环，带走热量，维持所需模温。根据模具的特点，灵活设置冷却装置，其设计要点是： （ 1） 冷却水数量愈多，对制品冷却也愈均匀 （ 2） 水孔与型腔表面 各处最好有相同的距离，水孔边距型腔的距离常用1215mm （ 3） 对热量聚积大，温度上升高的部位应加强冷却，如浇口附近 （ 4） 进水管直径的选择应使水流速度不超过冷却水道的水流速度，避免产生过大的压力降，冷却水道直径一般不小于 9mm，常用 9 12mm。 （ 5） 凹、凸模应分别冷却，并保证其冷却平衡，当成型大型制品或薄壁制品时，为在制品上取得大致相同的冷却速度，在料流末端冷却水道可排列稀一些。 （ 6） 冷却水道不应穿过设有镶块或其接缝部位，水道连接必须密封以免漏水。 （ 7）复式冷却循环应并联而不应串联。 （ 8） 进出口冷却水温着差不应过大，以免造成模具表面冷却不均。 nts 27 10.2 冷却水道的形式 根据塑料制品的形状及其所需冷却温度的要求，结合冷却装置的设计要求，对冷却水道的布局进行合理的设计，由于材料 收缩率较大，应沿其收缩方向设置冷却水道，可抑制收缩，防止变形，塑件属薄壁塑件，水道开设在型腔上，可采用竖向排列。 由于塑件属于浅型腔件，这里选用型腔冷却水路，能较好地对制件进行冷却。 冷却计算 （ 1） 结晶型塑料最大中心层温度达到固熔点时所需的冷却时间： 查表 3 1 得 PVC 的冷却时间在 1540s 之间。这里取 30s。 （ 2） 冷却水量及冷却水道计算 假设由熔融塑料放出的热量全部传给模具，其热量为： hJTTcmnQ/1041.1105018019266.18730632118 81 冷却时所需的冷却水量： iTTCP QM 0 11 8 82 kgM6 3027804 22 1101 41 61根据冷却水处干湍流状态下的流速 v 与水管道直径 d 的关系，确定模具冷却水管道直径 d mmmmMd8100.10.26301041043313 10.3 冷却管传热面积计算式为 nts 28 TRMA 1 8 84 cmJdfR22.08.032.08.0/8.242414182100.198.7418741876210085.2208.24217 411001.1A在模具上应开设的冷却水管孔数 45.010810085.236 ldAnnts 29 总结 这次的毕业设计课题是“ 吊扇开关盒 ABS 的成型模具设计”，这次的设计过程，涉及因素众多，工作量大 。其间，通过阅读有关方面的书籍，使我对模具设计的 全过程有了一定的了解，经过每一步的设计，更让我不断加深对模具的工作原理及其结构设计的认识。同时对自己设计能力进行了一次全面的检验和提升。 通过这次模具设计， 我查阅了众多的资料，丰富了自己的知识，积累了宝贵的设计经验，获得了一定的产品设计和开发能力，能承担一定的设计开发工作；同时也在此过程中发现自己存在许多的知识缺陷。 参考文献 （ 1） 精通 PRO/E 中文野火版模具设计 篇 /李军主编 。 北京 : 中国青年出版社 , 2004 （ 2）模具 CAD/CAM 实用教程 /黄晓燕主编。 北京：清华大学出版社，2004.9 （ 3）模具设计 PRO/ENGINEER Wildfire 中文版实例详解 /何满才编著。 北京：人民邮电出版社， 2005.5 （ 4）塑料模设计与制造 /中国机械工业教育协会组编。 北京：机械工业出版社， 2001.8 （ 5）模具设计与制造简明手册 /冯炳尧 .韩泰荣 .蒋文森编。 上海：科广西工学院鹿山学院 - 1 - 广西工学院鹿山学院毕业设计 开题报告 题 目：注塑模 吊扇开关盒 ABS 系 别： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2010 年 3 月 19 日 nts广西工学院鹿山学院 - 2 - 一、选题的背景和意义（所选课题的历史背景、国内外研究现状和发展趋势） 塑料模具工业近 20年来发展十分迅速，早在 7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是 注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。 随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业，农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，质量要求也越来越高。于是在塑料制品的生产中，高质量的模具设计，先进的模具制造设备，合理的加工工艺，优质的模具材料和现代化的成形设备等都是成形优质塑件的重要条件。 目前国内模具生产厂家工艺条件的参差不齐，严重影响了模具精度和质量。比如精密热处理环节，模具材料的不同使得国产模具在外观质量和使用寿命上难以与国外产品匹敌。国产模具多采用 2Cr13和 3Cr13，而国外则采用专用模具材料，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度更为优越。其次，标准化水平有待提升。中国模具标准化工作起步晚，标准件的生产、销售、推广和应用工作相对落后，目前模具标准件的使用覆盖率约 40% 45%，而国际上一般高于 79%，中小模具则更在 80%以上。究其原因有以下几个方面： 1模具人才需求远大于供给的窘境急需改观。模具人才的培育本身是个长期过程，且要求多年经验的积累。而受限于软硬件设施条件，一些高校培养出的专业学员实际技能不够；同时，规范化职业教学标准的缺失导致了社会上各类培训班的学员 亦良莠不齐。 2需再接再厉，加快模具产品结构调整的步伐。总的发展方向仍将是，实现大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业总体速度；继续扩增塑料模和压注模所占比例；扩充专业模具厂家的数量及能力。 3加大投入以强化创新能力。骨干企业有必要配齐从模具粗加工、热处理到各种精加工、光整加工、质量控制与监测等的整套设备；一般企业也应拥有数控加工设备，实现模具制造的全自动加工，并通过推进产学研合作强化创新力。 nts广西工学院鹿山学院 - 3 - 4促进模具企业间联合重组应成为大势所趋。这主要是考虑到当前模具企业中相当一部分为民营企业， 客观上存在先进制模技术和设备难于导入的问题，这无疑加剧了在中低档市场的竞争。 5海外市场开拓有待深化。以澳大利亚为例，该国对冲压模具的需求看涨，中国可利用自身在这方面的技术装备优势，进一步开拓国际市场。 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%， 1999年我国模具工业产值为 245亿，至 2002年我国模具总产值约为 360亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现 在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。我国的模具技术和发展速度相对较缓慢是和我国的实际情况是分不开的，模具的发展不仅仅是一个单方面的问题，它还衍射在其他的方面，不能说是我们在模具这里就比较的缓慢，还和自己国家的钢铁的质量，生产的方式和一些人的思想有很大的关系。近年来，我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为 进一步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。 我国注塑模具工业起步晚 ,底子薄与工业发达的国家相比存在很大的差距 .但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革及开放方针引导下 ,我国注塑模得到迅速发展 ,高效率 ,自动化 ,大型 ,微型 ,精密 ,无流道 ,气体辅助 ,高寿命模具在整个塑料模具产量所占的比重越来越大 .从模具设计和制造技术方面来看 ,注塑成型模具的发展趋势可归纳为以下几方面 . (1)加深理论研究 在模具设计中 ,对工艺原理的研究越来越深入 ,模具设计已由经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面 发展 .,尤其是注塑时熔体流动引起的取向 ,这使塑件的质量得到很大的提高 . (2)高效率 ,自动化 大量采用各种高效率 ,自动化的模具结构 ,如高效冷却以缩短成型周期 ;气体辅助注射成型以提高注塑件质量 ;热流道注塑系统以提高塑件的生产率和质量 ;各种能源可靠的自动脱出产品和流道凝料的脱模机构以增加产量等 .告诉自动化的注nts广西工学院鹿山学院 - 4 - 塑成型机械配以先进的模具 ,对改善制件质量 ,提高生产效率 ,降低产品的成本起了很大的作用 . (3)大型 ,超小型及高精度 由于塑料具有异常的特性 ,应用范围十分广阔 .塑 料件已应用到建筑 ,交通运输 ,家用电器 ,仪器仪表等各个工业领域 ,于是出现了各种大型 ,竟谬和高寿命的注塑成型模具 .为了满足这些要求 ,研制了各种高强度高硬度高耐磨性能且易加工 ,人处理变形小 ,导