電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)的塑料注塑模具設(shè)計(jì)說明書

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1、 電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)的塑料注塑模設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)主要是針對(duì)電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)的塑料模設(shè)計(jì)，通過對(duì)塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計(jì)出一副注塑模。該設(shè)計(jì)從產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝性，模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和注射機(jī)都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，并配備了相應(yīng)的圖紙。完整地描述了塑料設(shè)計(jì)的程序步驟，并參閱了大量相關(guān)的資料。 關(guān)鍵詞：模具；注射機(jī)；電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān) Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑料件的工藝分析 2 1.1 塑料件的外形尺寸 2 1.2 精度要求 2 1.3 塑料件的材料 2 1.3.1 ABS的基本特性 2

2、 1.3.2 主要用途 3 1.4 脫模斜度 3 2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 4 2.1 分型面的確定 4 2.2 確定型腔數(shù)與排列方式 4 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5 3.1 主流道的設(shè)計(jì) 5 3.2 定位圈的確定 5 3.3 分流道的設(shè)計(jì) 6 3.3 澆口的設(shè)計(jì) 6 4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7 4.3 成型零件鋼材的選擇 8 5 模架的選擇 9 6 注塑設(shè)備的選擇 10 6.1塑件的質(zhì)量計(jì)算 10 6.2 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量計(jì)算 10 6.3 注射機(jī)的選擇 10 7 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

3、12 總 結(jié) 13 致 謝 14 附 錄 15 參考文獻(xiàn) 16 前 言 塑料的運(yùn)用已經(jīng)有很多了，大到國(guó)防武器，小到一些零件。生活中隨處可見塑料的身影，家中的電器，汽車中的一些零件，建筑中的一些管道，甚至醫(yī)療衛(wèi)生中現(xiàn)在也有好多塑料的影子。曾經(jīng)人人都以為塑料是有害物質(zhì)，現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展，塑料正在慢慢改變?nèi)藗兊纳睢? 本次的課題來源于生活，電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)在生活中很常見，其成型難度很小、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)我們提高實(shí)際的能力是一個(gè)非常好的練習(xí)，讓我們加強(qiáng)對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。 本次的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，首先要了解其結(jié)構(gòu)外形，根據(jù)其結(jié)構(gòu)外形的特點(diǎn)來制定設(shè)計(jì)內(nèi)容。只有合理的設(shè)計(jì)才

4、能保證產(chǎn)品各方面得到要求，使模具達(dá)到更好的經(jīng)濟(jì)效益。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)也學(xué)習(xí)了其他模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟。此次設(shè)計(jì)要用到UG、AutoCAD進(jìn)行零件圖實(shí)體造型、然后分模制造，零件的產(chǎn)品說明書用Office軟件進(jìn)行編制 在編寫說明書過程中，我參考了《塑料模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐》、《實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè)》和《模具制造工藝》等有關(guān)教材。由于本人水平的有限，知識(shí)根底不牢，缺少經(jīng)驗(yàn)，本說明書存在一些缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，希望老師多加指正，以達(dá)到本次設(shè)計(jì)的目的。 1 塑料件的工藝分析 1.1 塑料件的外形尺寸 該塑料件是電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且尺寸較小，外

5、形尺寸為353530.壁厚為2mm.如圖1-1所示。 圖1-1 電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān) 1.2 精度要求 該塑料件表面精度要求不高，因此其尺寸公差取MT5級(jí)精度。 1.3 塑料件的材料 該塑料件為電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性和成型工藝，我選擇的材料是ABS。 1.3.1 ABS的基本特性 ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有非常好的沖擊強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學(xué)藥品性、染色性，成型加工和機(jī)械加工較好。如表1-1所示。 表1-1 ABS塑料的主要技術(shù)指標(biāo) 密度ρ/（㎏/dm） 1.02～1.16 拉伸彈性模量 1.810 比體積ν/（dm/㎏） 0.86～0.9

6、8 抗彎強(qiáng)度 80 吸水率（24h） 0.2～0.4 沖擊韌度 11 熱變形溫度t/℃ 90～108 硬度HB 9.7R121 熔點(diǎn)t/℃ 130～160 體積電阻系數(shù)㎝ 6.9 抗拉屈服強(qiáng)度 50 收縮率s/% 0.4～0.7 1.3.2 主要用途 ABS樹脂的最大應(yīng)用領(lǐng)域是汽車、電子電器和建材。汽車領(lǐng)域包括有儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板管等很多部件。在電器方面則廣泛應(yīng)用于電冰箱、電視機(jī)、洗衣機(jī)、空調(diào)器、計(jì)算機(jī)等電子電器中 。建材方面，ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應(yīng)用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應(yīng)用于包裝、家具體育和

7、娛樂用品、機(jī)械和儀表工業(yè)中。 1.4 脫模斜度 ABS屬于無定型塑料，成型收縮率為0.5%，該塑料件脫模斜度周圍均勻都為1.如表1-2所示。 表1-2 塑料常用的脫模斜度 塑料名稱 脫模斜度（α） 型腔 型芯 PE、PP、IPVC、PA、CPT、PC、PSF 25～45 25～45 PVC、PC、PSF 35～40 30～50 PS、PMMA、ABS、POM 35～130 30～40 PF、UF、MF、OAP、EP 25～40 20～50 2 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 2.1 分型面的確定 分型面的確定要考慮以下幾個(gè)方面：

8、1）分型面位置應(yīng)在塑料件脫模方向最大的投影邊緣部位。 2）保證塑料件留在動(dòng)模且方便頂出。 3）分型線的位置應(yīng)盡量不影響塑料件的外觀。 4）分型面的選擇應(yīng)盡量避免形成側(cè)孔、側(cè)凹。 5）合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口位置。 塑料件分型面的選擇有兩種方案，一種是放在塑料件臺(tái)階表面處，另一種為底面的最大截面處。根據(jù)以上原則可以把分型面位置確定在塑件底面的最大截面處,如圖2-1所示。 圖2-1 分型面 2.2 確定型腔數(shù)與排列方式 該塑料件外觀要求不高，尺寸精度要求一般。在本次設(shè)計(jì)中采用一模兩腔的排列方式。采用一模兩腔，即模具需要兩個(gè)型腔。為了保證模具的壓力和溫度平衡，可以采用對(duì)稱

9、排位來保證平衡，現(xiàn)采用如圖2-2的型腔排列方式。 圖2-2 型腔排列方式 3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 用一模兩腔的成型方法，將澆注系統(tǒng)設(shè)在塑件中央孔處，采用側(cè)澆口的澆注形式，分流道截面為圓形，使得模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工。 3.1 主流道的設(shè)計(jì) 主流道為圓錐形，一般主流道的小端直徑為2mm－6mm，與注射機(jī)噴嘴配合，查表得知XS-ZY-30型注射機(jī)的噴嘴孔直徑d=Φ4mm、噴嘴球半徑R=Φ10mm。一般情況下，主流道小端直徑比噴嘴孔直徑要大0.5～1mm，故主流道小端直徑選3.5mm。 主流道的半錐角α通常為1～2，因?yàn)檫^大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角會(huì)使脫模困難，所以在

10、這錐角選為2。 主流道頂端深入定模底板5mm,到塑料件中央長(zhǎng)度為95mm，如圖3-1所示。 圖3-1 主流道 3.2 定位圈的確定 定位圈可采用自制或外購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)件，在這選擇100mm的規(guī)格。定位圈的其中一種安裝方式如圖3-2所示。 圖3-2 定位環(huán) 3.3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是主流道到進(jìn)膠口的通道，常用的分流道形狀有圓形，正方形，梯形和U形。圓形和正方形流道的效率最高，考慮到加工的方便性，優(yōu)先采用圓形的流道，其加工較容易。 分流道的尺寸一般有4mm,5mm,6mm,8mm,10mm,12mm。ABS材料的密度為1.16 g/cm3，塑料件的體積為13.733 cm，可以

11、得到W=ρV=1.1613.733≈16g，塑料件的壁厚為2mm，查表可知分流道的直徑可取3.5～4mm，這里取分流道直徑為4mm，如圖3-3所示。 圖3-3 分流道 3.3 澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)分流道的分布采用側(cè)澆的方式進(jìn)行進(jìn)膠，由于進(jìn)澆口不能做在塑料件的外表面和裝配位置。該塑料件為電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)，因此把進(jìn)澆口選在塑料件的底面。ABS的理論參考值為0.5~1.5mm，在此進(jìn)澆口取1.2mm，如圖3-4所示。 圖3-4 澆口 4 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模仁的設(shè)計(jì)需要考慮主、分流道布局，水路布局和加工的成本，同時(shí)模仁的尺寸大小也需要滿足以下幾個(gè)條件： 1）塑料件與模仁邊的距離要在2

12、0－50mm，約等于模仁寬的15%。 2）塑料件與塑件之間的距離要在10－30mm。 3）塑料件與模仁底面尺寸要在為20－50mm，且模仁厚度必須≥20mm。 4.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是成型塑料件外表面的成型零件。本次設(shè)計(jì)采用整體嵌入式型腔結(jié)構(gòu)，塑料件尺寸為353530，模仁的長(zhǎng)寬高需要取整，因此設(shè)定型腔件的尺寸為13513540，如圖4-1所示。 圖4-1 型腔 4.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是成型塑料件內(nèi)表面的成型零件，通常有整體式和組合式兩種類型。通過對(duì)塑料件的結(jié)構(gòu)分析，本次設(shè)計(jì)采用整體嵌入式，塑料件尺寸為353530，模仁的長(zhǎng)寬高需要取整，因此設(shè)定型芯件的尺寸為13

13、513530，如圖4-2所示。 圖4-2 型芯 4.3 成型零件鋼材的選擇 根據(jù)成型塑料件的結(jié)構(gòu)分析，該塑料件為旋轉(zhuǎn)開關(guān)，對(duì)成型要求一般，所以構(gòu)成模仁的型芯和型腔選用45#，并淬火熱處理。 5 模架的選擇 模架方面可確定為單分型面模架，考慮到模仁的尺寸大小因此選用龍記模架的CI2525型大水口模架，其外形尺寸：長(zhǎng)寬高=300250280。 A板需要裝入型腔件，型腔件的高度為40mm，加上型腔上面還要再加入冷卻水道，要在A板上面留出足夠的距離空間來開設(shè)水道，又為了保證A板有足夠的強(qiáng)度，故A板的厚度取75mm。 B板的選取和A板相同，也同樣要開

14、設(shè)冷卻水道，再加上注射時(shí)要承受很大的壓力，故B板的厚度也取75mm。 經(jīng)上述分析，模架如圖5-1所示。 圖5-1 模架 6 注塑設(shè)備的選擇 6.1塑件的質(zhì)量計(jì)算 計(jì)算塑件的重量是為了更好的選擇注射機(jī) 計(jì)算塑件的體積：V=13733 mm 計(jì)算塑件的質(zhì)量：W=Vρ 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)得知：ABS的密度ρ＝1.16kg/dm,因此塑件的質(zhì)量為W=Vρ=1377331.1610ˉ=160g。 6.2 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量計(jì)算 計(jì)算澆注系統(tǒng)的體積：V澆=2V澆口+V主流道+V分流道=2611 mm V總=塑件+V澆=2611+13733=16344 mm 查有關(guān)資料得：AB

15、S材料ρ=1.02～1.16g/cm3。 塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量:W總=ρ（V澆+V塑件）=1.0916.344≈17.81g 6.3 注射機(jī)的選擇 一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量V總=16.344 cm，要與注射機(jī)理論注射量的0.8倍相比配，理論注射量為： V注射機(jī)=V/0.8 cm=20.43 cm 因此選注射機(jī)理論注射容量為30 cm，注射機(jī)型號(hào)為XS-Z-30型注射機(jī)，如表6-1所示。 表6-1 XS-Z-30型注射機(jī)的主要參數(shù) 標(biāo)稱注射量 30cm3 定位孔直徑 Φ55mm 最大開模行程S′ 160mm 噴嘴球頭半徑 R10mm 最大裝模高度Hmax 18

16、0mm 噴嘴孔直徑 Φ4mm 最小裝模高度Hmin 60mm 螺桿直徑/mm Φ28 模板最大安裝尺寸 250280 mm 最大開模行程 160mm 7 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在塑膠模具中，頂出系統(tǒng)是為了使產(chǎn)品、流道和廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行所設(shè)置的相關(guān)機(jī)構(gòu)。 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求： 1）不能損傷制品。 2）要保持頂出平衡。 3）需要易加工的。 4）頂桿不能太靠邊，要與邊保持1－3mm的距離。 5）頂桿優(yōu)先使用在制品四周難脫模的位置。 頂桿一般有圓頂桿，扁頂桿，推管，頂出塊，斜頂，氣頂。頂桿的大小一般有1－6mm,8mm,10mm,1

17、2mm。由于該塑料件為電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)，分型面在制品的底面最大截面處，因此選用圓頂桿。制品尺寸不大，頂桿大小選為5mm，與邊保持了1－2mm，滿足設(shè)計(jì)要求。頂桿頂端與型芯齊平，長(zhǎng)度為143mm，材料為碳素工具鋼，如圖7-1所示。 圖7-1 推桿 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 冷卻系統(tǒng)的作用是縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。選擇冷卻系統(tǒng)的原則是快速，均勻冷卻和加工簡(jiǎn)單。因此水道的布置一般采用橫向布置，其優(yōu)點(diǎn)為加工簡(jiǎn)單，冷卻效率高。冷卻系統(tǒng)一般有以下幾個(gè)要求： 1）水道離塑料件要保證10―20mm。 2）離螺絲的最小距離是5mm。 3）離鑲件頂針的最小距離為4mm。 4）冷卻水道的直徑一

18、般是8mm，10mm,其中6mm和12mm的很少用。 5）水井直徑一般有16mm，20mm，25mm。 6）澆口壁厚附近處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。 7）避免造成模具表面冷卻不均勻。 設(shè)計(jì)水道也要注意幾個(gè)地方：不能與其他配件相撞，在水嘴25—30mm范圍內(nèi)無其他配件。塑件為電扇旋轉(zhuǎn)開關(guān)，尺寸不大，選擇水道直徑為8mm，水道的布置為橫向布置，放置塑件澆口的附近，如圖8-1所示。 圖8-1 冷卻回路 總 結(jié) 2016年10月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，到現(xiàn)在，論文基本上已經(jīng)完成。這次的設(shè)計(jì)是對(duì)自己在大學(xué)這三年所學(xué)知識(shí)的一次匯總，檢驗(yàn)自己在大學(xué)三年里學(xué)到了什么。這次的設(shè)計(jì)從一

19、開始的茫然，到后來慢慢進(jìn)入狀態(tài)，再到整個(gè)設(shè)計(jì)思路漸漸清晰，整個(gè)設(shè)計(jì)過程難以用言語來表達(dá)。在這整個(gè)過程中有悲傷有難受也有把問題解決時(shí)的快樂，遇到困難時(shí)，我都不知道從哪里寫起，該寫點(diǎn)什么，一點(diǎn)頭緒也沒有，像無頭蒼蠅亂飛；當(dāng)困難解決時(shí)，我會(huì)覺得豁然開朗，很多好的思路全都涌現(xiàn)出來，所學(xué)的知識(shí)全部浮現(xiàn)在腦中供自己使用。這次的設(shè)計(jì)也是對(duì)自己的一個(gè)挑戰(zhàn)，在大學(xué)中所學(xué)到的和所掌握的都將在這次設(shè)計(jì)中體現(xiàn)出來。 在2016年10月份時(shí)，當(dāng)老師讓我們準(zhǔn)備開始畢業(yè)論文時(shí)，我的大腦是一片空白，不知道應(yīng)該寫什么。那個(gè)時(shí)候一點(diǎn)準(zhǔn)備都沒有，論文的內(nèi)容更是沒有想好。于是我主動(dòng)找到老師，老師告訴我可以找一找生活中一些常見的物品

20、，也好了解其形狀特點(diǎn)。通過尋找我發(fā)現(xiàn)生活中我們使用的好多東西都跟塑料模有關(guān)，經(jīng)過老師的幫助，我確定了自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容。 這次設(shè)計(jì)中我查閱了大量有關(guān)資料，去圖書館借書來查閱資料，利用空余時(shí)間網(wǎng)上百度，盡量的使我的資料完善。將自己大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和查閱到的資料融合在一起，完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。當(dāng)然了，在設(shè)計(jì)的過程中碰到了好多的問題，一開始的字體和格式問題讓我修改了好長(zhǎng)時(shí)間。后來經(jīng)過老師的檢查也發(fā)現(xiàn)了自己的論文中很多的錯(cuò)誤，尤其是CAD中的圖，圖的問題很大，修改CAD圖也花了自己好久的時(shí)間。 本次的設(shè)計(jì)有喜有悲，過程難以用言語表達(dá)，但通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也發(fā)現(xiàn)了自己好多的問題。平時(shí)以為自己已經(jīng)掌握

21、了的知識(shí)，在實(shí)際運(yùn)用中卻會(huì)發(fā)現(xiàn)有好多的不足。這次的設(shè)計(jì)也告訴我理論知識(shí)加實(shí)際操作能力是非常重要的，通過實(shí)際操作能發(fā)現(xiàn)自己的不足，從而完善自己的能力。經(jīng)過這幾個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為大學(xué)三年生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 致 謝 在這次設(shè)計(jì)的過程中，感謝老師對(duì)我的幫助。在我不懂的地方指導(dǎo)我并且指出我的不足。在這設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，也與同學(xué)交流學(xué)習(xí)。正是有了老師和同學(xué)們的幫助，我才能完成這次設(shè)計(jì)。 附 錄

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