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哈哈尔尔滨滨工工业业大大学学华华德德应应用用技技术术学学院院毕毕业业设设计计（论论文文）中中期期报报告告 题题 目：散热风扇支架注射模设计目：散热风扇支架注射模设计 系系 （部）（部） 材料工程系材料工程系 专专 业业 材料成型及控制工程材料成型及控制工程 学学 生生 赵佳辉赵佳辉 学学 号号 1089522120 班班 号号 0895221 指导教师指导教师 朱斌海朱斌海 中期报告日期中期报告日期 2011 年年 11 月月 23 日日 哈工大华德学院哈工大华德学院说 明一、中期报告应包括下列主要内容：1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行；2目前已完成的研究工作及结果；3后期拟完成的研究工作及进度安排；4存在的困难与问题；5如期完成全部论文工作的可能性。二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 毕业设计（论文）中期报告毕业设计（论文）中期报告一、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行一、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行 1.1 目前的论文工作已按照开题报告预定的内容及进度进行了安排二、二、目前已完成的研究工作及成果目前已完成的研究工作及成果2.1 塑件模型建立塑件模型建立2.1.1 模模型型 3 3D D 图图模型绘制 3D 图采用 PTC 公司的产品 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0,最终绘制出来的 3D 结构图 2-1 所示: 图 2-1塑件模型 3D 图2.1.2 塑塑件件 2 2D D 图图及及其其技技术术条条件件模型 2D 图绘制采用 Autodesk 公司的产品 AutoCAD2006, 最终绘制出来的2D 结构图 2-2 所示: 图 2-2塑件模型 2D 图1.塑件精度等级及尺寸公差塑件采用的精度等级为 5 级精度，部分尺寸的公差标注如图 2-2 所示。2.塑件的表面质量该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取。0.4Ram 112.2 塑件参数设计塑件参数设计2.2.1 材材料料选选择择通常,选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据 。对于常温工作状态下的结构件来说 ,要考虑的主要是材料的力学性能 ,如屈服应力,弹性模量,弯曲强度,表面硬度等。该塑件为一般的零件,属于圆盘类,没有特别的要求 ,根据以上的依据 ,选择材料 ABS 为塑料件的材料。 5ABS 塑料 化学名称：丙烯腈 -丁二烯-苯乙烯共聚物 英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene 比重:1.05 成型收缩率:0.40.7 3/g cm 成型温度：200240 干燥条件：8090 2 CCh 特点： (1)综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好。(2)与 372 有机玻璃的熔接性良好 ,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。 (3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。(4)流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好。 成型特性： (1)无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥 ,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥 8090,3h。C(2)宜取高料温,高模温,但料温过高易分解 (分解温度为270)。对精度较C高的塑件,模温宜取 5060,对高光泽。耐热塑件,模温宜取 6080。CC(3)如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。 (4)如成形耐热级或阻燃级材料，生产 37 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。ABS 树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将PS，SAN，BS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 ABS 工程塑料一般是不透明的，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，燃烧缓慢，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落现象。ABS 工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。 ABS 工程塑料的缺点：热变形温度较低，可燃，耐候性较差。用途: 适于制作一般的机械零件， 磨耐磨零件，盘体，车配件，日用品，管材及文具等。2.2.2 塑塑件件收收缩缩率率根据以上选用的材料为 ABS，查相关资料可知， ABS 的收缩率为0.0040.007，由公式（2-1）求出 ABS 平均收缩率： （2-1）maxmin()/2cpSSS式中 塑料的平均收缩率；cpS 塑料的最大收缩率；maxS塑件的最小收缩率。minS计算如下：maxmin()/2cpSSS (0.0070.004)/2 0.00552.2.3 塑塑件件的的壁壁厚厚 一般说来，塑件的厚度越厚就越能满足产品的强度和刚度的性能要求，但是从塑件的成型过程看来，塑件的壁厚越厚，冷却的时间就越长，整个塑件的成型周期就要延长，提高了生产的成本，降低了生产的效率，同时，塑件的壁厚越厚，收缩率就增大，这样使的得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品的质量。因此产品的厚度必须得适中，根据材料的的特性，查阅相关的资料，查得ABS 制品的壁厚通常为 1、1.2、1.5、2、2.5、3、6。mm 12本次设计中，塑件的壁厚为 6。mm2.2.4 塑塑件件的的拔拔模模斜斜度度拔模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤，擦毛，在设计塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。塑件的脱模斜度大小跟塑件的性质、收缩率、摩擦因素、塑件的壁厚和几何形状有关。在设计时，可以参考一些资料来确定塑件的脱模斜度，一般以塑件的材料为选择依据，而 ABS 塑料的脱模斜度为，本设计选择的脱模斜度为401 20:。12.2.5 分分型型面面的的设设计计选择分型面是为了便于塑件的脱模和简化模具结构，该塑件因为壁薄故应采用点浇口形式进料，采用点浇口时，为了能取出流道凝料，应使用三板式双分型面模具。2.2.6 确确定定型型腔腔数数量量以以及及排排列列方方式式本次模具设计采用的是一模两腔，型腔的分布如图2-3 所示：图 2-3型腔分布图3.1 注塑设备选择注塑设备选择选取注射机型号为，具体参数如表 3-1：60/40SZ 表 3-1注塑机参数理论容量ShotSize (Theoretical)3cm60注塑速率Injection Rate/g s70塑化能力Plasticizing Capacity/g s35注塑压力Injection PressureMpa180锁模力Clamp TonnageKN400移模行程Toggle Strokemm250最大模厚Max Mold Heightmm250最小模厚Min Mold Heightmm150喷嘴球半径Spray nozzlemm10喷嘴口孔径Aperture nozzlemm33.2 注塑机重要参数校核注塑机重要参数校核3.2.1 注注塑塑容容量量校校核核注塑机标准规定， 以容量计算时，必须使得在一个注塑成型周期内所需的注塑塑料熔体的容量在注塑机额定注塑量的80内，也就是 （3-1）0.8VV塑注式中 注塑机最大注塑容量（） ；V注3cm 成型塑件与浇注系统体积的总和（） ；V塑3cm 为最大注塑容量的利用系数。0.8计算如下： （3-2）2VVV 塑流模 63. 0201.1465.283cm式中 成型塑件的体积，乘以 2 是因为本次的模具是一模两腔；V模 浇注系统中主流道，分流道，浇口，冷料穴的体积和。V流所以， 注 （3-V8 . 0 塑V812.358 . 065.283cm3）而注塑机的注塑容量为 60，所以注塑机的注塑容量符合要求。3cm3.2.2 锁锁模模力力校校核核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注塑机轴向的很大的推力，T推其大小等于制件与浇注系统在份型面上的垂直投影之和乘与型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应该小于注塑机额定的锁模力，否则在注塑成型时会因锁模T合不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的推力()可按下式计算T推N （3-4）0TA kp推式中 型腔内塑料熔体沿注塑机轴向的推力（） ；T推N 塑料与浇注系统在分型面上的投影面积（） ；A2mm 压力损耗系数，取 0.4；k 注塑压力。0p计算如下：=1844.96A =1800p0TA kp推1844.96 0.4 180132837.12N也就是型腔内的塑料熔体沿注塑机轴向的推力为133，而注塑机的锁模KN力为 400，所以注塑机的锁模力符合要求。KN3.2.3 开开模模行行程程校校核核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。即： （3-5）maxSS式中 注塑机最大开模距离（） ；maxSmm 模具所需的开模距离（） 。SmmmmS55也就是，所以注塑机的锁模力符合要求。maxSS3.3 模架选择模架选择根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，选择模架A4 型，系160 200列，其结构以及一些重要尺寸如图 3-1、3-2 所示： 图 3-1 模架尺寸 1 图 3-2 模架尺寸 24.1 主流道设计主流道设计4.1.1 浇浇口口套套设设计计为了便于浇注凝料从主流道取出 ,主流道采用的圆锥孔；浇口套与注2塑机喷嘴嘴头的接触球面必须吻合。注塑机的喷嘴是球面 ,其半径 SR 是固定的,为了浇口套端面的凹球面与注塑机的端凸球面接触良好 ,一般取半径： 10 （4-1）(12)rSSRmm:式中 主流道入口凹坑球面半径（） ；rSmm 喷嘴球半径（） 。SRmm在此次设计中，所以；而浇口套的圆锥孔10SRmm212rSSRmm的小端直径 d 应该大于喷嘴内孔直径：1d （4-2）1(0.51)ddmm:由注塑机的参数可以看到，所以，浇口套的端13dmm114ddmm 面凹球深度。23Lmm浇口套的尺寸如图 4-1 所示图 4-1 浇口套尺寸4.1.2 浇浇口口套套的的固固定定形形式式本次设计中，浇口套与注塑机定位孔采用过盈配合。207/ 6Hs4.2 分流道设计分流道设计4.2.1 分分流流道道的的形形状状分流道的截面形状常用的有圆形，梯形，和矩形 , 其中圆形截面的分流道效率最高,也就是分流道流过相同的塑料流量 ,其分流道的内表面积最小。这样可以减少注塑过程中散热面积 ,即熔料的温度降低最小，同时使得摩擦力变小，减少压力损失。其缺点就是制造起来比较麻烦 ,因为它必须将分流道分设在模板的两侧,在对合时容易产生错口现象。当分型面为平面时候 ,常采用圆形截面流到 ,本次设计中,分型面非平面，采用圆形截面分流道加工困难，故采用效率较高的梯形截面分流道。 104.2.2 分分流流道道的的布布局局本次模具设计为一模两腔，分流道的布局对塑料件的成型影响也较大的，由于前面已经将型腔的布局确定，设计分流道的布局既要跟型腔的布局协调，同时还应该注意一些分流道布局的设计要点：分流道和型腔的分布原则是排列紧凑，间距合理，应该采用轴对称或者中心对称，使其平衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心重合；在可能的情况下 ,分流道的长度尽可能的缩短 ,以减少压力损失 ,避免模体压力过大的影响成本。在多型腔模具中 ,各型腔的分流道长度应该尽量相等 ,以达到注塑时压力传递的平衡。分流道的布局如图 4-2,分流道长度短,对称分布。 图 4-2 分流道布局4.2.3 分分流流道道的的长长度度根据分流道的布局 ,大概的可以测量出分流道的长度总长；65Lmm4.3 浇口设计浇口设计本次设计采用的浇口为点浇口 ,其优点是浇口位置能灵活地确定，浇口附近变形小，多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统，对于投影面积大的塑件或易变形的塑件，采用多个点浇口能够取得理想的效果，适用一模多腔的模具。4.3.1 点点浇浇口口的的尺尺寸寸根据经验的数据 ,一般的点浇口直径常为 0.51.8,这里选 1；浇口mmmm的长度常为 0.52，这里选 2。mmmm4.3.2 浇浇口口位位置置的的选选择择本次设计浇口位置的选择如图 4-3 所示： 图 4-3 浇口位置示意图4.4 冷料穴和钩料脱模装置冷料穴和钩料脱模装置采用拉杆式钩料装置：由冷料穴和拉料杆组成，在冷料穴的底部设有一拉料杆，拉料杆固定在型腔板上，一次分型依靠拉料杆抽出主流道凝料。 其基本形状如图 4-4 所示，采用带球形头的冷料穴，其中冷料穴的直径要比主流道的稍大，主流道末端的半径大约为 5，所以冷料穴的直径设为 6，此mmmm处的拉料杆直径为 4。mm图 4-4 拉料杆形状示意图5.1 型腔的设计型腔的设计采用整体式型腔，也就是由整块材料加工而成的型腔。整体式型腔的优点是，强度和刚度相对较高，且不易变形，对塑件的上表面不会产生拼模缝的痕迹，缺点为切削量大，模具成本高，同时给热处理和表面处理带来一定的困难。 8型腔的外形尺寸为：。 25 65 25mm5.2 型芯的设计型芯的设计本次设计塑件中共有三个孔，两个的直孔和一个阶梯孔，故需要两个2.8直型芯和一个阶梯型芯成型。型芯的径向和高度尺寸计算如下： 5.2.1 型型芯芯的的径径向向尺尺寸寸型芯径向尺寸计算公式： （5-1）0msscpzlll Sx 式中 型芯径向基本尺寸（） ；mlmm塑件内形尺寸（） ；slmm塑料的平均收缩率；cpS修正系数，取 3/4；x塑件的公差（） ；mm型芯制造公差，取/3（） 。zmm大型芯径向尺寸计算如下：01111msscpzlll Sx 006. 04/18. 030055. 099006. 01845. 9小型芯径向尺寸计算如下：02222msscpzlll Sx 00.052.82.8 0.00553 0.16/4 00.052.94mm5.2.2 型型芯芯的的高高度度尺尺寸寸型芯高度尺寸计算公式： （5-2）0msscpzhhh Sx式中 型芯高度基本尺寸（） ；mhmm塑件高度基本尺寸（） ；shmm塑料的平均收缩率；cpS修正系数，取 2/3； x塑件的公差（） ；mm型芯制造公差，取/3（） 。zmm阶梯型芯高度尺寸计算如下：01111msscpzhhh Sx 00.102727 0.00552 0.32/3 mm010. 036.2802222msscpzhhh Sx 00.051 1 0.00552 0.16/3 00.051.12mm型芯尺寸如图 5-1、5-2 所示：图 5-1 阶梯型芯尺寸 图 5-2 直型芯尺寸5.3 镶件的设计镶件的设计镶件位置放在定模板上，其尺寸形状如图5-3 所示：图 5-3 镶件形状及尺寸5.4 加工工艺方案制订加工工艺方案制订塑料模具的加工方法大体上可以分为切削机床加工、钳加工和特殊加工三大类。切削机床加工是指采用不同的切削机床，如车床、铣床、磨床等进行粗加工或精加工等。钳加工是指采用锉、铲、研等手工措施去除切削机床所预留的加工余量，将模具半成品加工成符合蓝图的要求尺寸，形状以及表面粗糙度的合格零件，并通过组装总装成符合要求的模具。当模具零件使用普通机床或人工的传统的方法很难加工或者耗时很大时，则往往采用特殊加工的方法，如电火花，线切割以及等。 95.4.1 型型腔腔加加工工工工艺艺方方案案表 5-1型腔的加工工艺方案工序内容设备1铣削端铣坯料的六个端面铣床2钻削钻镶件孔钻床3CNC 粗加工粗加工成型面CNC4热处理调质5磨削磨上、下端面磨床6CNC 精加工精加工成型面CNC7钳工抛光成型面、倒角，攻丝6.1 机动侧向分型与抽芯机构机动侧向分型与抽芯机构机动侧向分型与抽芯是利用注射机的开模力，通过传动机构改变运动方向，将侧向的活动型芯抽出。机动抽芯机构的结构比较复杂，但抽芯不需要人工操作，抽拔力较大，具有灵活，方便，生产效率高，容易实现全自动操作，无需另外添置设备等优点，在生产中被广泛采用。机动抽芯按结构形式可分为斜销，弹簧，弯销，斜导槽，斜滑块，楔块，齿轮条等多种抽芯形式。本设计采用的是斜销侧向分型抽芯机构。6.2 斜销侧向分型抽芯机构主要参数斜销侧向分型抽芯机构主要参数6.2.1 抽抽芯芯距距型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用表示。一般抽芯距等于侧向孔或侧凹深度加上 23余量，即：S0S:mm （6-1）0(2 3)SSmm式中 抽芯距（） ；Smm侧向孔或侧凹深度（） 。0Smm而所以01Smm 123Smm 6.2.2 斜斜销销的的倾倾角角斜销的倾角是决定斜销抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜销长度，而且对斜销的受力状况有着重要的影响。决定倾斜角的大小时，应从抽芯距，开模行程和斜销受力几个方面综合考虑。实际生产中，一般取，不宜超过。选。102025206.2.3 抽抽芯芯力力的的计计算算抽芯力的计算跟脱模力的计算是一样的，计算的公式为 3 （6-2）(cossin)FpA f:式中 抽芯力（） ；FN单位面积塑件对型芯的正压力（） ，一般取pPap（4.8411.76）；Mpa 塑件包紧型芯的侧面积（） ；A2m 塑件与模体钢材的摩擦系数，一般取0.10.3；ff 脱模斜度。a计算得： F 464.699N6.2.4 圆圆形形斜斜导导柱柱直直径径的的确确定定图 6-1 导柱直径计算计算公式（字母对应的尺寸如图 6-1 所示） （6-3） 13210cosFHd 式中 斜导柱直径（） ；dmm 抽拔力（） ；FN 受力点到斜导柱固定板平面的距离（） ；1Hmm 抽拔角； 斜导柱钢材许用弯曲应力（）碳素钢； MPa 137.2MPa 922tansin2 tan15sin15HSHMmm（6-4）计算如下：3210 464.699 9.496.8cos 20137.2dmm取。8dmm6.2.5 斜斜导导柱柱的的总总长长度度计计算算图 6-2 导柱长度计算导柱长度计算公式为（字母对应的尺寸如图6-2 所示） 12345611tantan()2costan2sin34LLLLLLLDhdSd:（6-5）式中 斜导柱的总长度（） ；Lmm 斜导柱台肩直径（） ；Dmm 斜导柱抽拔角；( ) 斜导柱固定板厚度（） ；hmm 斜导柱与侧滑块斜孔的配合间隙（） ；mm 抽芯距（） ，实际距离加 24。Smm:mm计算如下：14170.5831tan20tan2082cos20tan202sin20334.91mmL 取的长度为 40。Lmm7.1 推杆脱模机构推杆脱模机构采用圆柱型推杆优点：由于圆柱形状的推杆和推杆孔最容易加工，而且很容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。推杆结构形式如图 7-1（a）所示；推杆的固定形式如图 7-1（b） 。 （a） (b)图 7-1 推杆结构形式7.2 推杆尺寸计算及校核推杆尺寸计算及校核7.2.1 推推杆杆直直径径计计算算推杆直径计算公式为： （7-1）224364LQdnE 式中 圆形推杆直径（） ；dmm 推杆长度系数， 0.7； 推杆长度（） ；Lmm 推杆数量；n 钢材抗拉弹性模量（） ；EMpa 脱模力（） 。QN计算如下：2243564 0.7874075.382.1 10dmm取标准值推杆直径。6dmm7.2.2 推推杆杆应应力力校校核核推杆应力校核公式为： （7-2）24sQnd式中 推杆应力（） ；2/N cm脱模力（） ；QN推杆数量；n圆形推杆直径（） ；dmm 推杆钢材的屈服极限强度（） 。s2/N cm一般中碳钢；合金中碳钢232000/sN cm242000/sN cm计算如下：224 407179.93/80.6sN cm7.3 推杆脱模机构布局推杆脱模机构布局推杆的布局如图 7-2 所示图 7-2 推杆的布局8.1 冷却系统设计冷却系统设计模具的冷却是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地导出，以使塑件以较快的速度冷却固化。因此，冷却的效果直接决定着塑件的质量和注塑效果。调节模具温度的主要目的是：缩短成型周期；提高塑件质量。模具的冷却主要采用的是循环水冷却方式，而此次设计中采用的冷却方式就是采用的循环水冷却方式。8.2 冷却管道的直径计算冷却管道的直径计算已知条件：塑件材料为 ABS；塑件的成型周期根据经验方法得壁厚 6的制件成型周期为 45；mms成型周期内塑件的质量为=14.51；1wg水的密度为。331.0 10/Kg m8.2.1 求求塑塑件件在在固固化化时时每每小小时时释释放放的的热热量量塑件的产量计算公式为： （8-1）1Wwt式中 塑件的产量（） ；W/Kg h 成型周期内塑件的质量（） ；1wg 每小时成型次数（） 。t/h计算如下：hKgtwW/16. 145360051.141查表 81 得 ABS 的单位热流量313.5 10/QKJ Kg表 8-1常用塑料熔体的单位热流量1Q塑料品种1/(/)QKJ Kg塑料品种1/(/)QKJ KgABS223.1 104.0 10:低密度聚乙烯225.9 108.1 10:聚甲醛24.2 10高密度聚乙烯226.9 108.1 10:丙烯酸22.9 10聚丙烯25.9 10醋酸纤维素23.9 10聚碳酸酯22.7 10聚酰胺226.5 107.5 10:聚氯乙烯221.6 103.6 10:所以总热流量为： （8-2）1QWQ式中 总热流量（） ；Q/KJ Kg塑件的产量（） ；W/Kg h单位热流量（） 。1Q/KJ Kg计算如下：hKJWQQ/406. 0105 . 316. 1218.2.2 求求冷冷却却水水的的体体积积流流量量 冷却水的体积流量公式为： （8-3）1vQqc式中 冷却水的体积流量（） ；vq3/minm总热流量（） ；Q/KJ Kg水的密度（） ；3/Kg m 冷却介质的比热容 ()；1c/()KJKgC 模温与冷却介质温度之间的平均温差 ()。C计算如下：min/1096. 0)2029(187. 410110406. 0)(3433211mpcQqv8.2.3 求求冷冷却却水水的的管管道道直直径径 查表 8-2，为了使冷却水处于湍流状态，取 d=8mm。表 8-2冷却水的稳定湍流速度与流量冷却水道直径/()dmm最低流速/(/ )vm s流量3/(/min)vqm81.6635.0 10101.3236.2 10121.1037.4 10150.8739.2 108.3 冷却管道的孔数计算冷却管道的孔数计算8.3.1 求求冷冷却却水水在在管管道道内内的的流流速速冷却水在管道内的流速公式为： （8-4）24vqvd式中 冷却水在管道内的流速（） ；v/m s冷却水的体积流量（） ；vq3/minm 冷却水道直径（） 。dmm计算如下：42244 0.96 103.14 (8/1000)600.03/vqvdvm s8.3.2 求求冷冷却却管管道道孔孔壁壁与与冷冷却却介介质质之之间间的的传传热热系系数数 查表 8-3，取=6.48（水温为时）f25 C表 8-3不同水温下的值f平均水温/ C0510152025f4.915.305.686.076.456.48由公式： （8-5）0.810.2()fvhcd式中 冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数；h冷却介质的比热容 ()；1c/()KJKgC水的密度()；3/Kg m冷却水在管道内的流速 ()；v/m s冷却水道直径（） 。dmm计算如下：0.830.8210.20.2()6.68 (1.0 100.03)4.1872.03/()(8/1000)fvhcKJmhCd 8.3.3 求求冷冷却却管管道道中中的的传传热热面面积积由公式： （8-6）160WQAh式中 冷却管道中的传热面积（） ；A2m塑件的产量（） ；W/Kg h单位热流量（） ；1Q/KJ Kg冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数；h模温与冷却介质温度之间的平均温差 ()。C计算如下：23202. 091003. 260/105 . 316. 160260mthWQA8.3.4 求求模模具具上上应应开开设设的的冷冷却却管管道道的的孔孔数数由公式： （8-7）AndL式中 冷却管道中的传热面积 ()；A2m圆周率；冷却水道直径（） ；dmm冷却管道长度（） 。Lmm计算如下：0.0243.14 (8/1000) (200/1000)AndL所以模具上开设的管道孔数为 4。3、后期拟完成的研究工作及进度安排后期拟完成的研究工作及进度安排 1、注射模具的温度调节系统的设计 2、塑料模具部装图的绘制 3、零件图的绘制 凹模嵌板的绘制； 凸模嵌板的绘制； 4、撰写毕业设计论文。4、存在的困难与问题存在的困难与问题 无无5、日程安排日程安排 11 月 27 日12 月 11 日模具部件装配图的绘制； 12 月 12 日12 月 20 日模具零件图的绘制； 12 月 21 日 1 月 01 日 撰写毕业设计论文与准备答辩； 1 月 01 日 1 月 08 日 毕业答辩；6、如期完成全部论文工作的可能性如期完成全部论文工作的可能性根据日程和时间的安排，可以按时完成毕业设计。哈哈 尔尔 滨滨 工工 业业 大大 学学 华华 德德 应应 用用 技技 术术 学学 院院毕毕业业设设计计（论论文文）开开题题报报告告 题题 目：散热风扇支架注射模设计目：散热风扇支架注射模设计 系系 （部）（部） 材料工程系材料工程系 专专 业业 材料成型及控制工程材料成型及控制工程 学学 生生 赵佳辉赵佳辉 学学 号号 1089522120 班班 号号 0895221 指导教师指导教师 朱斌海朱斌海 开题报告日期开题报告日期 2011 年年 10 月月 21 日日 哈工大华德学院哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1课题来源及研究的目的和意义；2国内外在该方向的研究现状及分析；3主要研究内容；4研究方案及进度安排，预期达到的目标；5预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；6主要参考文献。二、对开题报告的要求1开题报告的字数应在 1000 字以上；2阅读的主要参考文献应在 5 篇以上，本科学生应有相应的外文资料。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。3参考文献按在开题报告中出现的次序列出；4参考文献书写顺序：序号 作者.文章名.学术刊物名.年，卷（期）：引用起止页。三、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。四、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在院（系）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）I摘摘要要 本论文主要通过对工控机散热风扇支架的设计分析，设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，涉及到了塑件的结构设计、注塑机和模架的选择及注塑机的一些重要工艺参数的校核，并详细叙述了模具设计中的分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、顶出机构设计和冷却系统设计。利用塑料成型模拟分析软件 Moldflow 的 MPI 模拟其成型过程，制定合理的工艺方案并优化模具结构，Moldflow 可提供如下分析：产品结构是否合理 、怎样选择合适的注塑材料 、怎样确定合理的浇口位置 、浇口位置自动优化 、预测熔接痕位置 、模具型腔是否充满 、最终制品的质量如何 、怎样选择合适的注塑机 、缩痕分析，所以这次设计中 Moldflow 的引入很重要。本论文基于 Pro/E CAD 系统，通过该系统，用户可以在可视化平台上交互式的设计注塑模具各个部件，不仅可以避免相似零件设计的重复性，大大提高其设计效率和设计质量，缩短产品的开发周期，而且方便了产品后续的有限元分析，同时也符合了现代设计思想的发展要求。关键词 模具设计；CAD；Pro/E；MoldFlow哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）IIAbstractThis paper mainly through the plastic parts of the disc design analysis, design of the plastic molds. In the die design process, relate to the structural design of plastic parts, injection molding machines and die-injection molding machines and the choice of a number of important parameters of the verification process, and described in detail the design of the die-design, gating system design , molding parts design, the top agencies to design and cooling system design.In this paper, based on Pro / E CAD system, through the system, users can interactive visualization platform on the injection mold design various components, not only can avoid similar to the repetitive parts design, greatly improving the efficiency of its design and design quality and shorten product development cycle, and facilitate the follow-up product finite element analysis, but also in line with the thinking of the development of modern design requirements.Key words Mold Design；CAD；Pro/E；MoldFlow哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）III 目目 录录摘要.IAbstract.II第 1 章 绪论 .11.1 模具工业在国民经济中的地位 .11.2 各种模具的分类和占有量 .21.3 我国模具工业的现状 .31.4 世界五大塑料生产国的产能状况 .41.5 我国模具技术的现状及发展趋势 .7第 2 章塑件设计分析 .92.1 塑件模型建立 .92.1.1 模型 3D 图 .92.1.2 塑件 2D 图及其技术条件 .92.2 塑件参数设计 .102.2.1 材料选择 .102.2.2 塑件收缩率 .122.2.3 塑件的壁厚 .122.2.4 塑件的拔模斜度 .132.2.5 分型面的设计 .132.2.6 确定型腔数量以及排列方式 .132.3 本章小结 .14第 3 章注塑设备和模架选择 .153.1 注塑设备选择 .153.2 注塑机重要参数校核 .153.2.1 注塑容量校核 .153.2.2 锁模力校核 .16哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）IV3.2.3 开模行程校核 .173.3 模架选择 .173.4 本章小结 .18第 4 章浇注系统设计 .194.1 主流道设计 .194.1.1 浇口套设计 .194.1.2 浇口套的固定形式 .204.2 分流道设计 .204.2.1 分流道的形状 .204.2.2 分流道的布局 .214.2.3 分流道的长度 .214.3 浇口设计 .224.3.1 点浇口的尺寸 .224.3.2 浇口位置的选择 .224.4 冷料穴和钩料脱模装置 .234.5 本章小结 .23第 5 章成型零件设计加工工艺方案制定.245.1 型腔的设计 .245.2 型芯的设计 .245.2.1 型芯的径向尺寸 .245.2.2 型芯的高度尺寸 .255.3 镶件的设计 .275.4 加工工艺方案制订 .275.4.1 型腔加工工艺方案 .275.4.2 型芯加工工艺方案 .285.5 本章小结 .28第 6 章侧向分型与抽芯机构设计.296.1 机动侧向分型与抽芯机构 .296.2 斜销侧向分型抽芯机构主要参数 .296.2.1 抽芯距 .296.2.2 斜销的倾角 .30哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）V6.2.3 抽芯力的计算 .306.2.4 圆形斜导柱直径的确定 .316.2.5 斜导柱的总长度计算 .326.3 本章小结 .33第 7 章脱模机构设计 .347.1 推杆脱模机构 .347.2 推杆尺寸计算及校核 .357.2.1 推杆直径计算 .357.2.2 推杆应力校核 .357.3 推杆脱模机构布局 .367.4 本章小结 .36第 8 章冷却系统设计 .378.1 冷却管道的直径计算 .378.1.1 求塑件在固化时每小时释放的热量 .378.1.2 求冷却水的体积流量 .388.1.3 求冷却水的管道直径 .398.2 冷却管道的孔数计算 .408.2.1 求冷却水在管道内的流速 .408.2.2 求冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数 .408.2.3 求冷却管道中的传热面积 .418.2.4 求模具上应开设的冷却管道的孔数 .418.3 本章小结 .42第 9 章模具装配图和零件图.439.1 模具装配图绘制 .439.1.1 模具装配图包含的内容 .439.1.2 模具装配图绘制步骤 .439.2 模具零件图绘制 .449.2.1 模具零件图包含的内容 .449.2.2 模具零件图绘制步骤 .449.3 本章小结 .45结论 .46哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）VI致谢 .47参考文献 .48附录 1.49附录 2.50哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）1第第 1 章章 绪论绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989 年 3 月中国政府颁布的 关于当前产业政策要点的决定 中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 1 毕毕业业设设计计（论论文文）开开题题报报告告一、毕业设计（论文）任务书一、毕业设计（论文）任务书1.1.题题 目：散热风扇支架注射模设计目：散热风扇支架注射模设计2.工作量：工作量：（1）计算说明部分 编写计算说明书一份，约 10000 字（2）图纸部分 完成 A0 图纸 2 张，零件图若干（3）技术条件 制品材料：ABS 生产批量：小批量生产（4）制品三维图：如图 1 所示（5）制品二维图：如图 2 所示 图 1 散热风扇支架三维图 2 图 2散热风扇支架二维图 二、选题的目的和意义选题的目的和意义本课题的研究将涉及一些二维和三维的软件的应用，如 Auto CAD,Pro/E 等，以及相关软件的应用，这将会使我运用这些软件的能力得到提升。通过本次毕业设计，能全面系统的掌握塑料模设计的一般方法和典型零件的加工工艺的编制。本次学习将对我进一步巩固所学知识及灵活应用所学知识来解决实际问题有着深远的意义。另外，通过本次毕业设计，将使我掌握写论文的一般步骤及方法。同时也提高了我如何快速而有效的查阅相关信息的方法，不仅锻炼了我在遇到困难时冷静分析，独立思考及解决问题的能力，而且培养了我和同学相互讨论，相互学习的习惯。 材料只有通过成型才能成为具有使用价值的各种产品，75%以上的金属制品，95%以上的塑料制品是通过模具来成型的。采用模具生产制件具有效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已成为当代工业当代生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械，电子等行业的基础工业，它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。塑料生产中先进合理的成型工艺，高效的设施，先进的模具是必不可少的重要因素。塑料模具对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。任何塑件生产和更新换代都是以模具的制造和更新为前提的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究，设计和制造技术的迅猛发展。三、论文综述论文综述1.模具工业在国民经济中的地位模具工业在国民经济中的地位模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。用模具制造零件效益高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低，所以广泛应用于制造业中。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，3它很大程度上决定着产品的质量，效率和新产品的开发能力。随着科技的发展，国内已经认识到了模具在制造业中的重要基础地位，许多模具企业十分重视技术发展，增大了用于模具技术进步的投资。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，就将模具列为机械工业技术改造的第一位，模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空航天等领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺 装备，它承担了这些领域中 60%90%的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造业的重要性主要体现在市场的需求上，而目前国际市场供不应求，因此研究和发展模具技术，提高技术水平，对提高国民经济的发展有特别重要的意义。 2.2.模具的分类和占有量模具的分类和占有量模具主要类型有：冲模，锻模，塑料模，压铸模，粉末合金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。塑料模是塑料成型的工艺装备，塑料模可占模具总数的 35%，塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。3.3.我国模具工业的现状我国模具工业的现状自 20 世纪 80 年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。90 年代以后大部分工业发展十分迅速，模具工业总产值由 1990年到 1994 年增长了 70 亿人民币，2000 年增至 270 亿人民币，今后预计每年仍会以 10-15 亿的速度快速增长。目前，我国有 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多亿。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家也都得到了快速发展，其中集体和私营的企业在广东和浙江等省发展的最为迅速。4.我国模具技术的现状及发展趋势我国模具技术的现状及发展趋势中国的塑料模具工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。许多模具企业十分重视技术发展，加大了技术进步的投入力度，并将其作为企业发展的重要动力。大型模具方面已能生产 48(约122cm)大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表等塑料模具，精密塑料模方面，已能生产照相机塑料件模具，多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 CAD/CAM/CAE技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步，在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。从模具设计和制造两方面来看，模具发展趋势归纳为以下几点：1理论研究不断发展，设计计算日趋成熟；2塑料模的高效率自动化；3大型塑料模具；4高精度塑料模具；5模具计算机辅助设计（CAD）辅助工程（CAE）；6模具制造新工艺的进展；7简易制模工艺的研究；8模具标准化；9特种塑料成型模具的研制。5.国外模具工业的发展情况国外模具工业的发展情况 当今国际市场正在进行新一轮的产业调整，一些模具制造业逐渐向发展中国家转移，中国正在成为世界模具大国。日本模具产能约占全球的 40%，居全4球第一位每年向国外出口大量