电风扇旋钮注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要塑料注射模具是成型塑料的一种重要工艺装备，通过对电风扇旋钮塑料模具设计，能够全面的了解塑料模具设计的基本原则、方法，并能较为熟练的使用UG、AUTOCAD软件进行塑料模具设计，提高自己的绘图能力。为今后从事设计工作打下了坚实的基础。随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业、农业、日常生活和军事等各个领域的应用范围越来越广，质量要求也越来越高，中国已经成为全球最大的塑料市场之一，塑料制品产量全球第二。本次主要设计是对电风扇旋钮注射模的设计，重点对塑件的成型原理、原料选用和注射技术进行分析。通过根据形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。关键词工艺方案；模具结构；注塑机；模具设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985I买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985II目录摘要I前言11塑料制品分析111明确制品设计要求112明确制品批量213材料选择及性能2131材料选择2132材料品种214成型设备315拔模斜度316计算制品的体积和质量3161表面质量的分析3162塑件的体积重量32注射机及成型方案的确定421注射机的确定422成型工艺的确定53型腔数的确定及分型面的选择631型腔数的确定632分型面的选择633确定型腔的排列方式734标准模架的选用84成型零部件的设计与计算941凸模设计942凹模的设计943成型零件工作尺寸的计算105浇注系统的设计1251主流道设计12买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985III52分主流道的设计1253浇口的设计1354平衡进料136排气与冷却系统的设计1461冷却系统设计的原则1462冷却水路的计算1463排气系统的设计157顶出机构的设计1771推杆复位装置1772推件机构的设计178注射机与模具各参数的校核1981工艺参数的校核1982模具安装尺寸的校核20821喷嘴的校核20822定位圈尺寸的校核20823模具外形尺寸的校核20824模具厚度的校核20825安装参数的校核2083开模行程的校核21总结22致谢23参考文献24买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IV买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985V买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VI买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VII买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985VIII买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985IX买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850前言注射成型也称为注射或注塑，是热塑性塑料的一种重要成型方法。到现在为止，有超过1/3的塑料原材料，是通过注射成型工业加工的，除氟塑料外，几乎所有的热塑性塑料都可以采用此成型方法。它的特点是生产周期短、生产效率高的、易自动化，因此广泛应用于塑料制品的生产。现在塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三要素中，塑料成型模具的质量最为关键，他的功能是双重的赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的塑件。模具是决定最终产品的性能、规格、形状以及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定环节。由此可见，周而复始地获得符合技术经济要求及质量稳定的塑料制件，塑料成型模具的优劣是关键，它最能反映出整个塑料成型生产过程的技术含量以及经济效益。因此，注射成型的模具设计制造成为当今社会模具发展的热点,己发展成为热塑性塑料最主要的成型加工方法。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098501塑料制品分析11明确制品设计要求塑件为日常生活中的电风扇旋钮，图11为产品的三维图，图12为产品的二维图。整个塑件呈现圆形，该构件的表面的形状和整体的结构较其他塑件较为简单，外表的质量要求高，材料为ABS。图11产品的三维图图12产品的二维图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985112明确制品批量零件是电风扇旋钮，日常用品需求量大，故设计的模具要求有较高的注塑效率，又考零件的外表质量等要求精度，综合各种考虑模具采用一模两腔结构。13材料选择及性能131材料选择电风扇旋钮该塑件作为日常生活用品，要具备安全无毒，化学稳定性高，不易分解等特点和价格低廉的要求。132材料品种根据131中对塑件的分析要求，同时考虑原材料价格要低廉，现决定选用应用广泛的ABS工程塑料。ABS塑料是以丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种原料为单体经过共聚而成的一种热塑性塑料（可以反复加热软化冷却成型的塑料），因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的性质。ABS塑料无毒、无味。ABS技术指标如表1所示。表1ABS塑料的部分技术指标技术指标值密度G/CM3102116收缩率0407透明度不透明比热容/JKG1K11470吸水性（24小时）（）0204屈服强度/MPA50拉伸弹性模量/GPA18抗压强度/MPA53弯曲弹性模量/GPA14熔点130160买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985214成型设备经比较，成型设备采用卧式注射机较好，其优点是机体较低，容易操作和加料，塑件脱模后可以自动落下可实现自动化操作，注塑机的重心较低安装稳定，适合大中型注射机的设计制造。15拔模斜度由于零件深度很小，所以拔模角度为一度。16计算制品的体积和质量161表面质量的分析该零件的表面质量要求很高各个成型面都得进行抛光处理162塑件的体积重量计算塑件的重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。根据三维软件可以材料零件的体积图13计算得塑件的体积V44CM3计算塑件的质量公式为WV根据设计手册查得ABS的密度为105G/CM3，故塑件的重量为WV44105462G买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098532注射机及成型方案的确定21注射机的确定根据注射所需的压力和塑件的重量以及其它情况（主要考虑到模具的高度问题），可初步选用的注射机为XSZ60注射机，参数如下表21XSZ60型注射机相关数据注塑机型号XSZ60额定注射量60CM3螺杆（柱塞）直径38MM注射压力122MPA注射行程170MM注射方式柱塞式锁模力500KN最大成型面积130最大开合模行程180MM模具最大厚度350MM模具最小厚度200MM喷嘴圆弧半径R12MM喷嘴孔直径3MM顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出动、定模固定板尺寸330X440MM拉杆空间190X300MM合模方式液压机械液压泵流量70、12L/MIN压力65MPA电动机功率11KW加热功率27KW机器外形尺寸3160X850X1550MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985422成型工艺的确定模具温度30600C喷嘴温度1501700C料筒温度前段温度1701900C中段温度1651800C后段温度1501600C注射压力80130MPA保压压力4060MPA塑化形式螺杆式喷嘴形式通用式注射时间25S保压时间1540S冷却时间1540S成形周期4090S买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098553型腔数的确定及分型面的选择31型腔数的确定以机床的注射能力为基础，每次注射量不超过注射机最大注射量的80计算件浇WS8062451X81式中N型腔数S注射机的注射量（G）W浇浇注系统的重量（G）W件塑件重量（G）因为，N812所以，此模具型腔为一模两腔结构合理。32分型面的选择321分型面的主要选择原则分型面的形式参见模具设计与制造简明手册图240，其选择示例见模具设计与制造简明手册表247。如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则（1）分型面不仅应选择在对制品外观没有影响的位置，而且还必须考虑如何能比较方便地清除分型面产生地溢料飞边。同时，还应避免分型而产生飞边；（2）分型面的选择应有利于脱模，否则，模具结构便会变得比较复杂。通常，分型买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856面的选择应尽可能使制品在开模后滞留在动模一侧；（3）分型面不影响制品的形状和尺寸精度（4）分型面应尽量与最后填充的型腔表面重合，以利于排气；（5）选择分型面是，应尽量减少脱模斜度给制品大小端尺寸带来的差异；（6）分型面应便于模具加工（7）选择分型面时，应尽量减少制品在分型面上的投影面积，以防止面积过大，造成锁模困难，产生严重的溢料。为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面工易于加工的分型面。考虑到零件的形状，分型面设计在最大轮廓面，具体由图31所示图31分型面选择图33确定型腔的排列方式一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模二腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定。由于零件比较简单，塑件可以分布在模具中心的四周，这样也保证了浇注系统的平衡，下图为型腔的分布图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985732模具型腔排列方式34标准模架的选用模具的大小主要取决于塑件的大小和结构，对于模具而言，在保证足够强度的前提下，结构越紧凑越好。模架尺寸参照装配图33本模具采用的是塑料模具设计指导P104页中的P4型标准模架，所以其它板的尺寸如下图33所示33模架装配图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098584成型零部件的设计与计算41凸模设计凸模用于成型塑料的内表面，又称型芯、阳模或成型杆。结构分整体式和组合式两种。零件较为简单，运用整体式的型芯结构，其中公模仁的结构如下图41图41凸模的结构42凹模的设计凹模用于成型塑件的外表面，又称阴模、型腔。按照结构的不同可以分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁镶嵌式五种。该设计采用整体嵌入式结构，由整块金属材料直接加工成母模仁，其结构如下图42图42凹模的结构买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985943成型零件工作尺寸的计算本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，已给出这ABS的成型收缩率为0005，模具的制造公差取Z/3。431模腔工作尺寸的计算1凹模的內形尺寸31/4LK凹式中L凹为型腔內形尺寸MM；L塑为塑件外径基本尺寸MM,即塑件的实际外形尺寸；K为塑料平均收缩率，此处取05S为塑件公差，查表知ABS塑件精度等级取5级；塑件基本尺寸在36MM范围内取024MM1824MM范围内取024MM80100MM范围内取100MM在100120MM公差取114MM；在140160MM公差取144MM在200225MM公差取192MM在280350MM公差取25MM在315355MM公差取28MM所以型腔尺寸如下L2939100053/40502916350170型腔深度的尺寸计算HH1K2/3凹塑3式中H模/型腔高度尺寸MM；凹H为塑件內形深度基本尺寸MM,即塑件的实际內形深度尺寸；塑S、K含义如（1）式中。H5100052/30244873240082）凸模的外形尺寸计算L凸L1K3/4塑3式中L凸模/型芯外形尺寸MM；L为塑件內形基本尺寸MM,即塑件的实际內形尺寸；塑买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510S、K含义如（1）式中。所以型芯的尺寸如下L30（10005）（3/4）0503053350017型芯的深度尺寸计算H凸H1K2/3塑式中H凸为凸模/型芯高度尺寸MM；H为塑件內形深度基本尺寸MM,即塑件的实际內形深度尺寸；塑S、K含义如（1）式中。型芯的高度为H5100052/3024519324008买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985115浇注系统的设计浇注系统设计时，应注意与注射机的注射口相符合，主流道、浇口套、定位圈等的各项参数与注射机的规格密切相关，由于主流道要与高温塑料及喷嘴接触，所以模具的主流道部分通常设计成可拆卸更换的主流道衬套，即浇口套。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下原则A、了解塑料的成型性能B、尽量避免或减少产生熔接痕C、有利于型腔中气体的排出D、防止型心的变形和嵌件的位移E、尽量采用较短的流程充满型腔51主流道设计设计手根据册查得XSZ60型注射机喷嘴有关尺寸如下喷嘴前端孔径D03MM喷嘴前端球面半径R012MM为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。DD051MM30535MM主流道的半锥角通常为12过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此处的锥角选用1。为使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径1MM的圆弧过渡。52分主流道的设计实际设计中所采用的分流道断面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等。由于圆形分流道表面积最小，阻力亦小，浇口可开在流道中心线上，因而延长了浇口冻结时间，对侧向进料的小浇口有利，虽制造比较困难、费用高，但对于表面有质量要求的制件，采用圆形分流道的热量损失较小，可更好地满足表面质量的要求，故采用U形分流道。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851253浇口的设计浇口是物料流进入模腔之前，最狭窄的部分，而且最短的浇注系统，和它的大小是小而短的，目的是为了使料流进入模腔之前，加速度，易于充满型腔，而且由于他们帮助密闭的腔口，防止熔体的回流。另外，为了容易模制的塑料件，用冷的材料分离。根据分析、ABS的成型工艺性、产品对外观的要求、产品的形状结构特点和模具的优化，模具确定采用点浇口，位置在塑件的零件的中心线位置。设计流道时，充分考虑了流动的平衡。在脱料板上设计有拉料机构，开模时，流道凝料会从浇口套和定模板中被拉出，待开模后自动落下。54平衡进料作为点浇口的模具，其浇注系统的平衡进料很重要，一模多腔浇注系统的平衡。如下图51所示买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513图51平衡式浇注系统6排气与冷却系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。一般注射模内的塑料熔体温度为200左右，而塑件从模具型腔中取出时其温度在60以下。所以热塑性塑料在注射成型后，必须对模具进行有效地冷却，以便使塑件可靠冷却定型并迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于熔融黏度低、流动性比较好的塑料，如聚丙烯、有机玻璃等等，当塑件是小型薄壁时，如我们的塑件，则模具课简单地进行冷却或利用自然冷却不设定冷却系统当塑件是大型的制品时，则需要对模具进行人工冷却。通过比较最终确定本次设计的冷却系统采用循环水冷却方法。61冷却系统设计的原则1、冷却水孔数量尽可能多，尺寸尽可能的大。2、冷却水孔与型腔表面各处最好有相同间距，一般水孔边离型腔的距离大于10MM，常用1215MM。3、降低入水与出水的温度差，防止制品变形。4、水道的开设便于加工和清理，一般孔径为610MM。5、采用并流流向，加强浇口处的冷却。62冷却水路的计算在注射过程中，塑件的冷却时间是指塑料熔体从充满模具型腔起到可以开模取出塑件时为止的这段时间。这一时间标准常以制品已充分固化定型而且具有一定的强度和刚度为准，确定生产周期脱冷注TT式中T为生产周期（S）,T注为注射时间，T冷为冷却时间，T浇为脱模时间,由塑料买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098514制品成型及模具设计第237页附录D可查得T注1560S,T冷1560S，总周期T为40140SABS的单位热流量ABS的单位热流量QS为590690KJ/KG每小时需要注射的次数N3600/T取T120S，可求得N30次每小时的注射量HKGGNW/72043从型腔内发出的总热量QS取650KJ/KG,代入式中得SQ总KJKJ/468/65/总根据塑件产品在模具中的位置和模板的布置，确定水路图如图61所示图61水路图63排气系统的设计如果型腔内因各种原因产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、产生熔接不牢、表面轮廓不清及充填不满等成型缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。注射模通常以如下三种方式排气1）利用配合间隙排气2）在分型面上开设排气槽3）利用排气塞排气对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点鼓固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。其配合间隙不能超过05MM,一般为003005MM。本设计采用利用配合间隙排气的方式排气。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985167顶出机构的设计在注射成型的每一循环中，都必须便塑件从模具型腔中型芯上脱出,模具中这种脱出机构称为脱模机构（或推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。1推出机构应尽量设在动模一侧以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作；2保证塑件不因推出而变形损坏,外形良好；3结构简单可靠机械的运动准确、可靠、灵活，并有足够的刚度和强度；用推件板推出机构中，为了减少推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯间留020025MM的间隙，并用锥面配合，防止推件因偏心而溢料。71推杆复位装置推出机构用可用多种方式复位，如弹簧复位，强制回位和回针复位，一般模具设计追求安全可靠，同时采用这三种方法。复位杆应对称布置，长取24根，长度与推杆相同。弹簧复位是一种简单复位方法，它具有先行复位功能，数跟弹簧装在动模板与推板之间，推出塑件时弹簧被压缩，当注射机的顶杆后退，弹簧即将推板推回。72推件机构的设计根据制品本身的结构特点，本次设计主要采用简单的脱模结构，确定在制品的每个型芯底部采用4个普通的圆形推杆。推杆只起推出制件的作用，本身仅端面参与成型。推出机构为机动推出，形式简单。如下图72。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517图72推杆推杆长度的计算，顶杆总长度为H杆H凸1H动垫S顶2H顶固式中H杆为推杆的总长度；H凸为凸模的总高度；H动垫为动模垫板的厚度；S顶为顶出行程；H顶固为顶杆固定板的厚度；1为富裕量，一般为（00501）MM，表示顶杆端面应比腔型的平面高出；2为顶出行程富裕量，一般为36MM。根据以上公式计可得，推杆的总长度为1005MM。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985188注射机与模具各参数的校核81工艺参数的校核1）注射量的校核（按体积）注射机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的80。所以，选用的注塑机的最大注塑量应满足08V机V塑V浇式中V机注塑机的最大注塑量，60CM3V塑塑件的体积，该产品V塑44CM3V浇浇注系统体积，该产品V浇10CM3故V机2V塑V浇/08235CM3而所选定的注塑机为60CM3，以符合要求。2）锁模力的校核公式FKAPM式中F注射机的额定锁模力KNA制品和流道在分型面上的投影和CM2PM型腔的平均计算压力MPA由表994取30K安全系数，通常取K1112则KAPM12706374930254N500KN，所以符合要求。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985193）最大注射压力的校核PMAXKP0式中PMAX注射机的额定注射压力MPA150P0成型时所需的注射压力MPA取45K安全系数，常取K12514取13则KP01345585MPAPMAX150，所以符合要求。82模具安装尺寸的校核821喷嘴的校核注塑模具主流道衬套始端凹坑的球面半径应大于注射机喷嘴球头半径，以利于塑料熔体的流动，防止流涎。822定位圈尺寸的校核注塑机固定板台面的中心有一规定尺寸的孔，称为定位孔。注塑模端面凸台的径向尺寸需与定位孔成间隙配合，便于模具的安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线重合，模具端面的凸台高度应小于定位孔的深度。823模具外形尺寸的校核注塑模外形尺寸应小于注塑机的工作台面的有效尺寸。模具长宽反响的尺寸要与注塑机拉杆的间距相适应，模具至少由一个方向的尺寸穿过拉杆件的空间装在注射机的工作台面上。824模具厚度的校核模具的厚度（闭合高度）必须满足下式HMINHMHMAX注HM所设计的模具厚度，MMHMIN注塑机允许的最小模具厚度，MMHMAX注塑机允许的最大模具厚度，MM买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098520825安装参数的校核模具各模板的厚度分别为H1定模座板H2型腔固定板H3型芯固定板H4垫块H5动模座板模具的闭合高度HH1H2H3H4H5266MM所允许的最小模具厚度HMIN