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2010年本科毕业论文设计 题目：落地扇扇叶注塑模具设计 作 者： 专业：机械设计制造及其自动化 (机械电子工程方向） 指导教师： 一 本文首先对注塑成型工艺 做了简单的介绍。设计时对零件做了测绘，画出了零件图，对零件做出了综合分析。然后对注射机进行了选择和校核。对模具进行设计。画出了装配图和零件图。最后给出了型腔和型芯的加工过程。 二 概念：受热融化的材料由高压射入模腔， 冷却固化后，得到成形品的方法。 工艺过程： （ 1）成型前的准备 （ 2）注射过程 （ 3）制品的后处理 工艺条件： （ 1）温度 （ 2）压力 （ 3）时间 三、零件图 1先进行测绘然后画出零件图如下图 ： 2对零件进行分析（材料，壁厚，圆角） 根据注射所需的压力和塑件的重量（ 140g）以及其它情况，可初步选用的注射机为： 160/1000型注塑成型机 。 ： 四 公称锁模力 模板行程 模具安装部分尺寸 公称注射压力 五 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料 的可分离的接触表面。根据分型面选用原则，本次设计选用水平分型面，易于分型且塑件会留在动模部分。分型面如图所示： 浇注系统包括主流道、分流道、冷料穴及浇口 杆机构脱模） 六 1:内六角圆柱头螺钉 2: 动模座板 3: 内六角圆柱头螺钉 4: 推板 5:推杆固定板 6: 限位销 7:垫块 8: 推杆 9: 支承板 10:型芯固定板 11:型腔固定板 12: 导柱 13: 内六角圆柱头螺钉 14:浇口套 15: 定模座板 16: 内六角圆柱头螺钉 17:型腔 18:型芯 19: 内六角圆柱头螺钉 20:冷却水通道 21导套 22: 限位销 七 合模，对模具进行预热一定的时间，再进行注塑，再冷却一段时间，然后开模，手工取出塑件。开模的具体动作过程是：开模时，定模板与动模板分开，塑件因为收缩有一定包紧力，连同浇注系统凝料包在型芯上，随着动模部分往下走一定得距离，由动模座板底下的圆孔顶住推杆固定板，用推杆推出塑件和浇注系统凝料 。 型腔零件图 型 腔姓名校核邓诗鹿比例 数目2 0 0 9 . 41 : 1 1湖南理工学院型腔加工工艺过程 型芯零件图 型芯加工工艺过程 演示结束 此次设计由于自已的水平有限，设计中难免存在的漏洞和错误之处，望各位老师批评和指导 。 在此，向精心指导我设计的赵辉老师致以最诚挚的谢意。 06机械电子 3班：郭志强 东北林业大学 毕 业 设 计 任 务 书 设计题目 落地扇扇叶注塑模具设计 指导教师 专业 (班级 ) 机械设计制造及其自动化（机械电子 2006 学 生 2009 年 12 月 2 日 题目 ： 落地扇扇叶注塑模具设计 任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求） 1. 内 容 针对落地扇叶的特点对其原材料、结构、尺寸精度和表面质量进行分析，确定其成型的关键技术问题。编制落地扇叶注塑成型工艺流程，确定注塑参数，并选择注塑机。 进行模具总体设计，确定成型零件与结构零件的装配方式，设计合理的浇注系统和温控系统。绘制总装图和零件图，编写典型零件工艺卡片。 2. 计划与时间安排： 2009 年 12 月 2 日 12 月 30 日 熟悉毕业设计任务，收集设计资料，撰写开题报告。 2010 年 1 月 1 日 3 月 15 日 进行总体方案构思，通过对比分析，提出设计方案，绘制结构草图。阅读资料，撰写设计说明书的绪论 部分。 2010 年 3 月 16 日 5 月 6 日 进行总体结构设计，完成系统总图（机械图纸）绘制。进行总体结构主要参数的设计计算，完成设计说明书的总体结构设计部分。 2010 年 5 月 7 日 5 月 31 日 进行重要零件结构设计，完成零件图（机械图纸）绘制，进行必要的刚度校核和强度校核等，撰写设计说明书的重要零件结构设计部分。 2010 年 6 月 1 日 6 月 15 日 修改、完善图纸和说明书，导师评审，准备毕业答辩。 3. 完成工作量及水平要求： 1) 说明书字数：不少于 6000 字以上。 2) 图纸张数：图纸 3 张 ) 参考文献篇数：参考文献 不少于 20 篇，其中外文文献不少于 3 篇。 专业负责人意见 签名： 2009 年 12 月 2 日 东 北 林 业 大 学 实 习 报 告 学 生： 专业、班级： 机械电子 2006 学 院： 机电工程学院 指 导 教 师： 2010 年 5 月 12 日 基 本 情 况 实习时间 2010 年 3 月 20 日 至 2010 年 4 月 16 日 实习单位 三一重装 中国一重 广州达辉机械有限公司 实习地点 广州 沈阳 齐齐哈尔 指导教师 /职称 实 习 目 的 通过完成毕业 实习 过程，结合毕业设计或论文选题深入工厂企业实地参观与调查，在这个基础上把所学的专业理论知识与实践紧密结合起来，提高实际工作能力与分析能力，以达到学以致用的目的。 企业中的应用及二次开发对于企业的价值 自己尽快的通过实习达到完成毕业设计的目的。 实 习 内 容 参观中国一重，主要对于重型机械零件的参数化设计进行学习及研究。 参观三一重装的生产过程，并结合自己的岗位进行了岗前培训，系统的学习了解了机械设备中的机，电，液的应用和故障分析。 在达辉机械公司主要是在材料挤出实验室做试验，体会机床的工作原理，应用与实际。 解 决 的 主 要 问 题 及 效 果 本次实习主要学习的是机械设备中的机械，电气和液压的应用。通过实习 参观，纠正了以往仅在理论学习中对相关设备的错误判断，进行了相关实践操作，了解一般设备的相关参数。学习了机电液在机械结构中的位置以及各自的作用，主要对机械结构中的各部件性能做了详细的了解，根据参数和外在表现判断故障机械的病因，并制定排除故障的方法。将基本知识运用到实际的工作中。 实 习 结 果 学 生 自 我 总 结 轴承是机械结构中重要得组成部件，目前国内的发展情况并不好。 产品结构和产品水平方面，不适应主机发展的需要 由于国民经济持续快速健康发展，主机向高精度、高性能、高可靠性、高附加值发展，而作 为主机配套的轴承发展滞后，却很不适应。比如铁路轴承，火车几次提速，目前客车 160 公里速度及以上用的轴承全部是进口；汽车轴承，轿车主要部位用的轴承大部分进口；冶金矿山机械，工程机械，尤其是引进国外成套设备维修轴承大部分进口；机床，尤其是精密机床，数控机床等配套的轴承也大部分进口，甚至与日本合资的马扎克车床的主轴的配套轴承也是进口的；家电、空调机配套轴承大部分（约占 80%）进口。 由于轴承行业发展滞后，满足不了主机配套和维修的需要，导致进口轴承数量逐年大幅度递增。 在厂子里学习的过程中我们认识了一种新的零件， 帐套。 胀套（又称胀紧联结套，免键轴承等）是一种无键联结装置，其原理和用途是通过高强度拉力螺栓的作用，在内环与轴之间、外环与轮毂之间产生巨大抱紧力，以实现机件与轴的无键联结。当承受负荷时，靠胀套与机件、轴的结合压力及相伴产生的摩擦力传递转矩、轴向力或二者的复合载荷。胀套联接主要有以下优点：对中精度高；安装 /调整 /拆卸方便；强度高，联结稳定可靠；在超载时可以保护设备不受损坏，尤其适用于传递重型负荷。广泛应用于重型机械、包装机械、印刷机械、数控机床、自动化设备等领域。 在沈阳学习的过程中我着重注意了掘进机的喷水 系统。喷水系统主要是由两个的系统组成的：内喷雾系统和外喷雾系统。内喷雾是水管从掘进机的截割头上的截齿内部伸出头，将水喷出到作业的地点。外喷雾直接就是一个水管将水喷到作业点。 其中内喷雾有一个很大的障碍，在作业的时候会产生很大的粉尘，很多结构的煤粉夹杂着其他的物质粉尘在遇水的时候会产生很硬的结块而阻塞喷头，这样严重影响了喷雾的效果。为了解决这个问题，国内以及国外的很多家大型煤机研究院都在努力研究，然而到目前仍没有找到合适的解决方案。外喷雾的供水量不好控制，量大则地面积水会加深，量小就达不到降尘的目的。这些在井 下作业面都是造成恶略坏境的因素，井下本身就比较潮湿阴冷，如果地面再有大量的积水，采煤工人的身体会经受非常大的伤害。再者供水量小会使大量的粉尘被呼入体内，致使一些职业病的发生。例如： 煤工尘肺、碳黑尘肺、滑石尘肺 等。 毕业 实习 是学生完成大学四年全部课程后的重要的实践环节。毕业 实习 我们直接接触企业，进一步了解和认识企业的实际运营过程，熟悉和掌握市场经济条 件下企业的运营规律，特别是企业经营的基本规律；了解企业运营、活动过程中存在的问题和改革的难点问题。 通过这次 实习 ，进一步巩固和深化所学的理论知识，弥补以前单一理论 教学 的不足，为毕业设计打好基础 ，在这段时间内 了很多自己以前不懂的知识，也从单位的员工身上学到了很多道理 。 通过实习，我 更 发现 知识与运用的结合是十分重要的。 由于科学技术的不断进步，将会使机械制造 业出现新的发展方向。 21 世纪机械制造业的重要性表现在它的全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造等。它将使人类不仅要摆脱繁重的体力劳动，而且要从繁琐的计算、分析等脑力劳动中解放出来，以便有更多的精力从事高层次的创造性劳动，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。这些都让我看到了参数化设计美好的将来！感谢我的辅导老师的悉心指导，我会将我的所学所看应用到我的毕业设计中。 指 导 教 师 评 阅 签字： 年 月 日 东 北 林 业 大 学 本 科 毕 业 设 计 开 题 报 告 设 计 题 目： 落地扇扇叶注塑模具设计 学 生： 指 导 教 师： 专业 (班级 )： 机械设计及其自动化（机械电子工程） 2006 学 院： 机电工程学院 2009 年 12 月 20 日 2 选题依据（国内外动态，初步设想及突破点等）及可行性论述。 1. 国内外动态： 塑料工业是当今世界增长最慢快的最快的工业门类之一 。 近年来 ,我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占 30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率 ,缩短设计周期及制造周期 ,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具 术很大程度上实现了企业的愿 望。近年来， 术的应用越来越普遍和深入 , 大大缩短了模具设计周期 , 提高了制模质量和复杂模具的制造能力 。 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。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，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。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型 技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50% 80%相比，差距较大。 在制造技术方面， 术的应用水平 上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 统，如美国 、美国司的 国 司的 国 本 司的 色列公司的 国 司的 澳大利亚 司的 模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 集成，并能支持 术对成型过 程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 术的发展。 2. 初步设想及突破点等： 第一步，进行总体方案构思，通过对比分析，提出设计方案，绘制结构草图。 第二步， 进行总体结构设计，完成系统总图（机械图纸）绘制。进行总体结构主要参数的设计计算 。 第三步， 进行重要零件结构设计，完成零件图（机械图纸）绘制，进行必要的刚度校核和强度校核等 。 3. 可行性分析： 课题研究具有如下条件： （ 1）本科学习阶段，学过 机械制图、机械原理、机械设计、机械精度设计、机械制造工艺 学等课程。 （ 2）遇到疑难问题可以有多种解决途径，如请教指导老师，与同学探讨，查阅资料，独立思考，以及观察和分析实物等等。 3 参考文献： 1. 蒋秀珍，马慧萍 . 精密机械学基础 2009 2. 于宁侠 机械工业出版社 . 刘潭玉，张爱军 湖南大学出版社 . 2004 4. 于惠力，向敬忠 科学出版社 . 郑文虎 国防工业出版社 机械加工 技术 2009 7 王启平 .哈尔滨工业大学出版社 模具编委会 .机械工业出版社 . 郭朝勇 械绘图基础 2006 10. 汪洪，郦祥林 机械工业出版社 1. 杨善义，张勇军 清华大学出版社 2. 于金 2008 13 王俊峰，张玉生 .人民邮电出版社 4. 王明明 化学工业出版社 5 唐中义，于今 6. 王建统，王世锋 机械工业出版社 7. 李凤玲 东北林业大学出版社 8. 于兴芝 机械工业出版社 9. 侯俊英，王兴源 北京大学出版社 0. 孔小玲 北京大学出版社 4 论文撰写过程中拟采取的方法和手段 1资料检索： 在图书馆检索 相关纸质文献等资料；通过校园网、中国期刊网，国家图书馆等检索相关电子文献资料。 2论文撰写软件： 论文撰写租用 件。 3. 图纸绘制软件工具： 租用 械绘图软件绘制机械图纸。 写 作 提 纲 论文提纲如下： 第 1 章 绪论 第 2 章 总体结构设计 第 3 章 注塑成型工艺分析 第 4 章 重要零件结构设计 结论 参考文献 计 划 进 度 及 其 内 容 工作进度安排： 2009 年 12 月 20 日前， 熟悉毕业设计任务，收集设计资料，撰写开题报告。 2010 年 1 月 1 日 3 月 15 日 进 行总体方案构思，通过对比分析，提出设计方案，绘制结构草图。阅读资料，撰写设计说明书的绪论部分。 2010 年 3 月 16 日 5 月 6 日 进行总体设计，主要机构的结构设计，完成全部机械图纸绘制。进行机构主要参数的设计计算，完成设计说明书的机械设计部分。 2010 年 5 月 7 日 5 月 31 日 设计控制系统，完成建模与仿真，撰写设计说明书的控制系统设计部分。 2010 年 6 月 1 日 6 月 15 日 修改、完善图纸和说明书，导师评审，准备毕业答辩。 指导教师 意 见 签名： 年 月 日 专业 意见 签名： 年 月 日 东北林业大学毕业设计 中华人民共和国教育部 东北林业大学 毕 业 设 计 设计题目 ： 落地扇扇叶注塑模具设计 学 生： 指导教师： 专 业： 机械电子工程 2006 学 院： 机电工程学院 2010 年 6 月 东北林业大学毕业设计 东北林业大学 毕 业 设 计 任 务 书 设计题目 ： 落地扇扇叶注塑模具设计 指导教师 ： 专 业 ： 机械电子工程 2006 学 生 ： 2009年 12 月 2日 东北林业大学毕业设计 题目名称 ：落地扇扇叶注塑模具设计 1 任务内容（包括内容、计划、时间安排、完成工作量与水平具体要求） 针对落地扇叶的特点对其原材料、结构、尺寸精度和表面质量进行分析，确定其成型的关键技术问题。编制落地扇叶注塑成型工艺流程，确定注塑参数，并选择注塑机。 进行模具总体设计，确定成型零件与结构零件的装配方式，设计合理的浇注系统和温控系统。绘制总装图和零件图，编写典型零件工艺卡片。 2. 计划与时间安排： 2009 年 12 月 2 日 12 月 30 日 熟悉毕业设计任务，收集设计资料，撰写开题报告。 2010 年 1 月 1 日 3 月 15 日 进行总体方案构思，通过对比分析，提出设计方案，绘制结构草图。阅读资料，撰写设计说明书的绪论部分。 2010 年 3 月 16 日 5 月 6 日 进行总体结构设计，完成系统总图（机械图纸）绘制。进行总体结构主要参数的设计计算，完成设计说明书的总体结构设计部分。 2010 年 5 月 7 日 5 月 31 日 进行重要零件结构设计，完成零件图（机械图纸）绘制，进行必要的刚度校核和强度校核等，撰写设计说明书的重要零件结构设计部分。 2010 年 6 月 1 日 6 月 15 日 修改、完善图纸和说明书，导师评审，准备毕业答辩。 3. 完成工作量及水平要求： 1）明书字数：不少于 6000 字。 2）图纸张数：图纸 3 张 3）参考文献篇数：参考文献不少于 20 篇，其中外文文献不少于 3 篇。 专业负责人意见 签名： 2009 年 12 月 2 日 东北林业大学毕业设计 落地扇扇叶模具设计 摘 要 塑料成型加工是一门综合发展的学科。 注塑模，其基本概念，是 围绕 将一种 热塑性材料 ，在高温下 软化 再在 冷却的时候硬化 的方法 。 本文讨论了 落地扇扇叶注塑模具设计 模设计过程。介绍了注塑模成型工艺和 注塑模具的结构及工作原理。落 地扇扇叶 采用的是塑料塑性塑料的主要成型工艺是注射成型，因此，落 地扇扇叶 成型方法采用浇注成型。本设计对 落地扇扇叶 结构进行了工艺分析，确定了分型面、浇注系统等，选择了浇注机，计算了成型零部件的尺寸。并绘制了一套模具装配图和零件图。通过本次设计对浇注模具有了更深的认识，了解浇注模具结构及工作原理。 关键词： 扇叶；注射机；分型面；浇注系统；注塑模；成型零件。 东北林业大学毕业设计 is an of of a to be by to of of a of c of a is BS is of of A a of 东北林业大学毕业设计 目 录 摘 要 绪论 1 具制造技术的发展 1 具制造的特点及基本要求 1 料工业在国民经济中的地位 2 2 塑件的综合分析 3 件的原材料分析 3 件的结构和尺寸精度及表面质量分析 3 件的结构分析 3 件尺寸精度的分析 4 面质量的分析 4 型要点 4 3 塑料的注射成型工艺 5 塑成型工艺简介 5 件的注射工艺参数的确定 5 塑机的选择 7 塑机基本参数 7 择注塑机 8 4 模具设计 9 料配方说明 9 具材料的选择 9 架的确定与选用 9 架的确定 9 架的选用 10 5 型腔数的确定及浇注系统的设 计 11 型面的选择 11 腔数的确定 11 东北林业大学毕业设计 注系统的设计 11 流道的设计 11 流道的设计 12 口的设计 12 6 排气、温度调节系统的设计 13 气系统的设计 13 度调节系统设计 13 7 注射机与模具各参数的校核 14 艺参数的校核 14 射量的校核（按体积） 14 模力的校核 14 大注射压力的校核 14 装参数的校核 15 8 装配图及零件图 16 配图及开模过程 16 件图及加工工艺卡片 17 腔加工工艺过程 17 芯加工工艺过程 18 9 设计总结 19 参考文献 致谢 东北林业大学毕业设计 1 落地扇扇叶注塑模具设计 1 绪 论 具制造技术的发展 模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济中的地位也非常重。 塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制 品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。它需要产品设计师模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。 在工业产品的生产中，应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产率和降低成本等。因此，除了正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模具制造作为技术。制 造模具时，不论采取哪一种方法都应该满足如下几个要求： 为了生产合格的产品和发挥模具的效能，模具设计和制造必须具有较高的精度。模具的精度主要由制品精度要求和模具结构决定，为了保证制品的精度和质量，模具工作部分的精度通常要比制品精度高 2 4 级。模具结构则对上、下模之间的配合有较高的要求，组成模具的零件都必须有足够的制造精度，否则模具将不可能生产合格的制品，甚至会导致模具无法正常使用。 模具是比较昂贵的工艺装备，目前模具制造费用约占产品成本的 10%30%，其使用寿命将直接影响生产 成本。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的使用寿命更加重要。 模具制造周期的长短主要决定于制造技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品的竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。 模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求以及加工方法有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计和制定其加工工艺，努力降低模具制造成本。 必须指出，上述四个指标是互相关联、相互影响的。片面 追求模具精度和使用寿命必将导致制造成本的增加，只顾降低成本和缩短周期而忽略模具精度和使用寿命的做法也是不可取的。在设计与制造模具时，应根据实际情况全面考虑，即应在保证产品质量的前提下，选择与生产量相适应的模具结构和制造方法，使模具成本降低到最小。如果想提高模具制造的综合指标，就应该认真研究现代模具制造理论，积极采用先进制造技术，以满足现代工业发展的需要。 东北林业大学毕业设计 2 塑料 工业是世界上增长最快的工业之一。 石油工业的高速发展 为塑料 工业提供了丰富而廉价的原料，推动了 塑料 工业的发展。塑件在工 业 产品与生活用品方面获得广泛的应用。随着高分子化学技术的发展，各种性能的塑料， 特别是聚酰胺、聚甲醛、 碳酸酯、聚砜、聚苯醚、与氟 塑料 等工程 塑料 发展迅速，其速度超过了聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等四种通 用塑料 ，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛开发应用，以 塑料 代替金属的实例，比比皆是 。塑料有 着一系列金属所不及的优点，诸如：重量轻、耐腐蚀、抗静电性、耐燃性等。 随着高分子合成技术、材料改性技术及成型工艺的进步，愈来愈多的具有优异性能的塑料高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞速发展。 塑料数量的增多，新 的 工程 塑料品 种的增加， 塑料 成型设备、成型工艺技术和 模具 技术水平的发展，为塑件的应用开拓了广阔的领域。 东北林业大学毕业设计 3 2 塑件的综合分析 塑件的原材料分析 塑件的材料采用 二烯、苯乙共聚而成。 密度为 以成型时压力增高。塑件的脱模角度宜稍大。 以为了得到较好的塑件，在加工之前，还必须把它进 行干燥处理。要求塑件精度较高时，可以控制模温在 50 600 水器的盖要求它的外表面光泽，应控制模温在 60 800 脂在器具方面一般为大型器具如冰箱、冰柜、食品箱等和小型器具和食品加工机，吸尘器、吹风机、缝纫机的外罩和室内空调器、加湿器等。 有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。 与多种树脂配混成合金 (共混物 )。 塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析 塑件的结构分析 该扇叶是一个普通的塑料制件，通过对原零件图的分析需要在转折的地方设计圆角以避免应力集中，同时要设计拔模斜度。 （ 1）壁厚 各种塑件，不论是结构还是板壁，根据使用要求具有一定的厚度，以保证其力学强度，一般的的说，在满足力学性能的前提下厚度不宜过厚，不仅可以节约原材料，降低成本，而其使塑件在模具内冷却或固化时间缩短，提高生产率；其次可以避免因过厚产生的凹陷，缩孔，夹心等质量上的缺陷。本产品已经给出了厚度为 2 图 2扇叶零件图 东北林业大学毕业设计 4 （ 2）圆角 塑件上各处的轮廓过度和壁厚连接处，一般采用圆角连接，有特 殊要求是才采用尖角结构。尖角容意产生应力集中，在受力或受冲击载荷时发生破裂。圆角不仅有利于物料充模，同时也有利于融料在模具型腔内的流动和塑件的脱模。圆角的取值与应力集中的关系遵循 R/T 函数关系，当 R/T 应力容易集中，当 R/T=后应力集中变缓和，该塑件的圆角取值 （ 3） 脱模斜度 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩，使其紧箍在凸模或型芯上，未来便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或使其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度。以下是 型 腔 型芯 35 1 30 30 40 塑件尺寸精度的分析 （ 1）尺寸精度的选择；塑件的尺寸精度是决定塑件制造质量的首要标准。 然而，在满足塑件使用要求的前提下，设计时总是尽量将其尺寸精度放低一些，以便降低模具的加工难度和制造成本。 对塑件的精度要求，要具体分析，根据装配情况来确定尺寸公差，该塑件是一般民用品，所以精度要求为一般精度即可。 根据精度等级选用表， 高精度为 ，一般精度为 。根据塑件尺寸公差表，在公称尺寸在 80 范围内，取 的公差数值为 的公差数值为 （ 2）尺寸精度的组成及影响因素主要有模具、塑料材料以及成型工艺。制品尺寸误差构成为： s z c a (2公式中 制件中的成型误差 s 塑件收缩率波动所引起的误差 z 模具成型零件制造精度所引起的误差 : c 模具磨损后所引起的误差 a 模具安装 ,配合间隙引起的误差 ; 表面质量的分析 该零件的表面要求无凹坑等缺陷外，表面无其它特别的要求，故比较容易实现。 综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。 成型要点 1各扇叶的质量误差要控制在 2g 之内。 2各扇叶的角度误差要严格控制。 不然会造成振动，对产品的节能和使用性能上都会有很大影响。也要对表面不要有太大的痕迹，影响美观。 东北林业大学毕业设计 5 3 塑料的注射成型工艺 塑成型工艺简介 注塑成型是利用塑料的可挤压性与可模塑性，首先将松散的粒状或粉状成型物料从注塑机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化，使之成为粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推动下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中，经过一段时间的保压冷却以后，开启模具便可以从模 腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件。一般分为三个阶段的工作： （ 1）物料准备 成型前应对物料的外观色泽、颗粒情况、有无杂质等进行检验，并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标。对于吸湿性强的塑料，应根据注射成型工艺允许的含水量进行适当的预热干燥。若有嵌件，还要知道嵌件的热膨胀系数，对模具进行适当的预热，以避免收缩应力和裂纹。有的塑料制品还需要选用脱模剂，以利于脱模。 （ 2）注塑过程 塑料在料筒内经过加热达到流动状态后，进入模腔内的流动可分为注射，保压，倒流和冷却四个阶段。由于塑料仍在流动，而温度又在不断 下降，定向分子（分子链的一端在模腔壁固化，另一端沿流动方向排列）容易被凝结，所以这一阶段是大分子定向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子定向的程度越高。从螺杆开始后退到结束，由于模腔内的压力比流道内高，会发生熔体倒流，从而使模腔内的压力迅速下降。倒流一直进行到浇口处熔体凝结时为止。其中，塑料凝结时的压力和温度是决定塑料制件平均收缩率的重要因素。 （ 3）制件后处理 由于成型过程中塑料熔体在温度和压力下的变形流动非常复杂，再加上流动前塑化不均匀以及充模后冷却速度不同，制件内经常出现不均匀的结晶、取向和收缩 ，导致制件内产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起时效变形外，还会使制件的力学性能、光学性能及表观质量变坏，严重时会开裂。故有的塑件需要进行后处理，常用的后处理方法有退火和调湿两种。 退火是为了消除或降低制件成型后的残余应力，并降低制件硬度和提高韧性，温度一般在塑件使用温度以上的 1020 度至热变形温度以下 1020 度之间；调湿处理是一种调整制件含水量的后处理工序，主要用于吸湿性很强、而且又容易氧化的聚酰胺等塑料制件。调湿处理所用的加热介质一般为沸水或醋酸钾溶液。（沸点为 121 ，加热温度为 100121， 保温时间与制件厚度有关，通常取 2 9 小时） 塑件的注射工艺参数的确定 1）温度； 与温度的经验数据如表 3示： 东北林业大学毕业设计 6 表 3度的经验数据 料筒温度 / C 喷嘴温度 / C 模具温度 / C 热变形温度 / C 后段 中段 前段 170180 080 3108 150170 90108 165180 180200 2）压力：注射成型过程中的压力包括注射压力、保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，与制件的形状，壁厚及材料有关。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，还可以使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用增强，摩擦热量增大，塑化效果提高。 3)时间；完成一次注塑成型过程所需要的时间称为成型周期。包括注 射时间，保压时间，冷却时间，其他时间（开模，脱模，涂脱磨剂，安放嵌件和闭模等），在保证塑件质量的前提下尽量减小成型周期的各段时间，以提高生产率，其中，最重要的是注射时间和冷却时间，在实际生产中注射时间一般为 5 8 秒，保压时间一般为 20 60 秒，冷却时间一般为 20 40 秒（这三个时间都是根据塑件的质量来决定的，质量越大则相应的时间越长）。确定成型周期的经验数值如表 3示 : 表 3成型周期与壁厚关系 制件壁厚 /型周期 /S 制件壁厚 /型周期 /S 0 5 5 5 2 5 5 5 经过上面的经验数据和推荐值，可以初步确定成型工艺参数，因为各个推荐值有差别，而且有的与实际注塑成型时的参数设置也不一致，结合两者的合理因素，初定制品成型工艺参数如表 3示 : 东北林业大学毕业设计 7 表 3制品成型工艺参数初步确定 特性 内容 特性 内容 注塑机类型 螺杆式 螺杆转速（ r/ 290 喷嘴形式 直通式 模具温度 80120 喷嘴温度 ( ) 250 后段温度 ( ) 150210 中段温度 ( ) 170230 前段温度 ( ) 190250 注射压力 94246 保压力 0 注射时间 s 5 保压时间 s 25 冷却时间 s 30 其他时间 s 5 成型周期 s 25 成型收缩 (%) 燥温度 ( ) 80100 干燥时间 (h) 13 后处理温度 70C(红外线 ,烘箱 ) 保温时间 2 小时 . 塑机基本参数 注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。这些参数是设计、制 造、购买和使用注塑机的主要依据 . (1)公称注塑量；指在对空注射的情况下 ,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时 ,注射装置所能达到的最大注射量 ,反映了注塑机的加工能力。 (2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴 ,浇道和型腔时的流动阻力 ,螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ,我们将这种压力称为注射压力。 (3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔 ,除了必须有足够的注射压力外 ,熔料还必须有一定的流动速率 ,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。 常用的注射速率如表 3示： 表 3注射量与注射时间的关系 注射量 /25 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 / 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射时间 /S 1 东北林业大学毕业设计 8 (4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量 若塑化能力高而机器的空循环时间长 ,则不能发挥塑化装置的能力 ,反之则会加长成型周期。 (5)锁模力；注塑机的 合模机构对模具所能施加的最大夹紧力 ,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料顶开。 (6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸 ,拉杆空间 ,模板间最大开距 ,动模板的行程 ,模具最大厚度与最小厚度等 (7)开合模速度；为使模具闭合时平稳 ,以及开模 ,推出制件时不使塑料制件损坏 ,要求模板在整个行程中的速度要合理 ,即合模时从快到慢 ,开模时由慢到快在到停。 (8)空循环时间；在没有塑化 ,注射保压 ,冷却 ,取出制件等动作的情况下 ,完成一次循环所需的时间。 知道 塑件的重 量是为了选用注射机及确定模具型腔数。 用电子称称得为 140g。 计算得塑件的体积： 查表可知 度为 V=140据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况，可初步选用的注射机为： 60/1000 型注塑成型机，该注塑机的各参数如下表所示： 表 3塑机的参数 理论注射量 /60 移模行程 /80 螺杆直径 /4 最大模具厚度 /60 注射压力 /32 最小模具厚度 /70 锁模力 /000 喷嘴球半径 /0 拉杆内间距 /60260 喷嘴口孔径 /15 东北林业大学毕业设计 9 4 模具设计 塑料配方设计是塑料制品成型加工中在加工设备和工艺参数确定之后所必须进行的重要环节，设计水平的高低直接关系到塑料制品的最终实用性能的优劣。也是应用现代技术队塑料进行改性的过程，其技术含量极高。一个成功配方的生产是多年实践经验与应用高科技术的结局。塑料是以高分子聚合物为主要成分，加入一定量的添加剂而组成的一种混合物，添加剂是由一系列为改变所料的某些性能而添加的混合物，通常为填充剂，增添剂，稳定剂，润滑剂 ，着色剂等。根据 特性及使用性能要求，配方中应还有以下添加剂 7。 填充剂 玻璃微珠 润滑剂 硬脂酸及其盐类 着色剂 黑色 抗菌剂 磷酸锆系银离子抗菌剂 现有的模具模架已经标准化，所以在模具材料的选择时主要根据制品的特性和使用要求选择合理的型腔和型芯材料，如何合理的选择磨具钢，是关系到模具质量的前提条件，如果选材不当则所有的精密加工所投入的工时，设备费用将浪费。 在选择磨具钢时，首先必须考虑材料的使用性能和工艺性能考虑：硬 度的主要指标之一，模具在搞应力作用下欲保持尺寸不变，必须有足够的硬度，当承受冲击载荷时还要考虑折断，崩刃问题，所以韧性也是一重要指标，耐磨性是决定模具寿命的重要因素，从 三项指标必须满足的。 从工艺性能考虑：要热加工工艺好，加工温度范围宽，冷加工性能如切削，铣削，抛光等加工性能好，此外还要考虑淬透性和淬硬性，热处理变形和氧化脱碳等性能，另外从经济考虑，要求材料来源广，价格低。 由于本产品生产批量小，型腔结构不是太复杂，表面精度只要达到一般要求即可。经查手册选择模仁的材料是 45 号钢。该钢机械加工 性能较好，经热处理调质后，具有较高的强度和耐磨性，同时保证新报具有较好的强度和韧性。回火后硬度约为 4045价格便宜。 架的确定与选用 架的确定 注塑模模架国家标准有两个，即 12556料注射模中小型模架及其技术条件和 12555者使用于模版尺寸为B*l=56000者的模版尺寸 B*L 为 （ 63030(1250000由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国 的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙脊标准模架。 （ 1）模仁尺寸的确定 东北林业大学毕业设计 10 因为采用的是整体凹模和整体凸模，所以模仁的大小可以任意指定，模仁所承受的力最终是传递到凸凹 模上，从节约材料和见效模具尺寸处罚，模仁的值取的越小越好。 但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间。该设计取模仁大小为 450 450（ 2）凸凹模尺寸的确定 凸凹模受力的作用，其尺寸需要进行强度或者刚度校核 来确定。根据计算结果，只要凹模长边的宽度满足 15可以达到刚度要求，理论上只要取大于 15值就满足设计要求，但考虑到导柱和导套，螺钉，冷却水孔等对模轻度，刚度的削弱作用，实际生产中都取比理论值大的多的值。 在本设计中，在长度方向，取模仁道模具边的单边宽度为 40宽度方向，取模仁道模具单边的宽度为 60际生产中宽度方向的边值一般比长度方向的边值大 )。 所以凸模尺寸为 450 400架的选用 设计模具时，开始就要选定模架。 当然选用模架时要考虑到塑件的成型， 流道的分布形式以及顶出机构的形式，有抽芯的还要考虑滑块的大小等等因素。笨套模具选用标准塑胶模架，其规格如下：细水口系统的标准型， 400 400定模坐板的厚度为 60模板的厚度为 80模总厚度为 60块高度为140模座板厚度为 60 模坐板厚度为 60 整个模具的厚度为 470 东北林业大学毕业设计 11 5 型腔数的确定及浇注系统的设计 型面的选择 根据分型面的选择原则： （ 1）便于塑件脱模； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模； （ 3）外观不遭到损坏； （ 4）有利于排气和模具的加工方便。 结合该产品的结构，分型面确定在塑件的最大投影面积上。下图为本次设计的分型面： 图 5扇叶分型面结构图 该塑件为 扇叶 ，表面质量无特殊要求， 为水平分型面，易于分出 ，此零件可采用 上 图所示的分型面比较合适。 型腔数的确定有多种方法，本题采用注射机的注射量来确定它的数目。其公式如下： V (5式中： G 注射机的公称注射量 / 单个制品的体积 / 浇道和浇口的总体积 /产中每次实际注射量应为公称注射量 G 的（ ，现取 行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的 （ 1） 倍，现取 C 行计算。 =(79)/90=以上的计算可知，可采用一模 一 腔的模具结构。 流道的设计 根据设计手册查得 160/1000 型注射机喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端孔径 ： 10嘴前端球面半径： 15了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径 D 应稍大于注射喷嘴直径 d。 D d+(1) (5主流道的半锥角 通常为 1 2过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥东北林业大学毕业设计 12 角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用 2。经换算得主流道大端直径 D 使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半 径 5圆弧过渡。主流道的长度 L 一般控制在 60内，可取 L 46 流道的设计 分流道在设计时应考虑尽量减小在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。圆形和正方形流道的效率最高，当分型面为平面时一般采用圆形的截面流道，但考虑到加工的方便性，可采用半圆形的流道。 一般分流道直径在 3 10围内，分流道的截面尺寸可根据制品所用的塑料品种、重量和壁厚，以及分流道的长度由中国模具设计大典第 2卷中经验曲线来选定，经查取 D=为合适，分流道长 度取 L 20得修正系数 分流道直径经修正后为 D D D 6 浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道 ,它是浇注系统的关键部分。 根据浇口的成型要求，选用 点 浇口较为合适。 点 浇口 又称为菱形 浇口，边缘 是种截面尺寸特小的圆形浇口 。 能用于对表面不允许有较大痕迹的塑件。 因为 这 是中小型制品的一模 一腔 结构，所以可以采用 点 浇口。 且采用一腔三浇口形式。 在 点 浇口的三个尺寸中，以浇口的深度 控制着浇口内熔体的凝固时间和型腔内熔体的补 缩程度。浇口宽度 口长度般选 L 定浇口深度和宽度的经验公式如下： h= (5W=(5式中： h 点 浇口深度 （ 中小型制品常用 h=2为制品最大壁厚的 1/3 2/3, 取 t 制品的壁厚（ n 塑料材料的系数 查表得 浇口的宽度（ A 型腔的表面积（ 计算得 2940将以上各数据代入公式得： h=W=L 取 算 后所得的 点 浇口截面尺寸可用 r=6q/( 104 制品的体积 V 定充模时间为 1s，于是： q=9132s r=6q/69132)/(04 104以符合要求。 东北林业大学毕业设计 13 6 排气、温度调节系统的设计 气系统的设计 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。为了使这些气体从型腔中及时排出，可以采用开设排气槽等方法，有时排气槽还可溢出少量料流前锋的“冷料”，有利 于提高塑件的熔接强度，大多数情况下可利用模具的分型面或模具零件间的配合间隙排气，这时可不另开排气槽。 6 2 温度调节系统设计 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且还容易造成溢流和黏膜。模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。当模具温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。 温度调节系统包括冷却系统和加热系统。对于小型薄壁塑 件，模具可利用自然冷却而不设冷却系统。 动性差，要求有较高的模具温度，此时需要对模具进行加热。因为如果模温过低，则会影响塑料的流动性，产生较大的流动剪切力，使塑件的内应力增大，甚至还会出现冷流痕、银丝、轮廓不清等缺陷。因此该模具在工作前应该先预热处理。 东北林业大学毕业设计 14 7 注射机与模具各参数的校核 艺参数的校核 射量的校核 （按体积） V (7式中： 模具型腔流道的最大容积 (V 指定型号与规格注射机的注射量容积 ( 塑料的固态密度 (g/ 注射系数取 无定形料可取 晶形可取 将以上各数代入式 7： V 0 51若实际注射量过小，注射机的塑化能力得不到发挥，塑料在料筒中停留的时间会过长。所以最小注射量容积 0=15际注射量 V=29 V 以符合要求。 模力的校核 公式： F (7 式中 F 注射机的额定锁模力 ( 400 A 制品和流道在分型面上的投影和 ( 型腔的平均计算压力 ( 取 30 K 安全系数，通常取 K ： ()2+20630 =1000 所以符合要求。 最大注射压力的校核 (7式中： 注射机的额定注射压力 ( 150 成型时所需的注射压力 ( 100 K 安全系数，常取 K= 取 K00=130 以符合要求。 东北林业大学毕业设计 15 装参数的校核 模具各模板的厚度分别为： 上模座 60 型腔板 803 型芯板 60 支撑板