电风扇旋扭的塑料模设计

毕业设计(论文)

课题名称电风扇旋扭的塑料模具设计

学生姓名

学号

院(系)，专业

指导教师

年月日

目录

前言 (3)

第1章设计任务书 (4)

第2章塑件的工艺分析 (5)

第3章注塑模的设计要点 (6)

第4章注塑模的设计 (7)

第4.1节成型零件的设计 (7)

第4.2节合模导向机构的设计 (10)

第4.3节推出机构的设计 (12)

第4.4节浇注系统与排溢系统的设计 (15)

第4.5节分型面的设计 (19)

第4.6节温度调节系统的设计 (20)

第4.7节模架的设计 (21)

第4.8节注射模与注射机的关系 (22)

第5章设计总结 (25)

致谢 (26)

参考文献 (27)

前言

近年来，由于模具技术的迅速发展。模具设计与制造已成为一个行业越来越引起人们的关注。成为生产各种工业产品不可缺少的工艺装备。

作为二十一世纪的大学生，综合方面的素质越来越显得重要，特别要从事模具专业，毕业设计是培养综合运用所学理论知识和技能解决实际问题的一个重要环节，这是对我们大学阶段智力的一次总检验。更是我们受到集中培养和综合设计能力，科研能力，创新能力的一次难得的机会。

毕业设计的主要目的有两个：一，让学生撑握查阅资料与手册的能力，能够熟练运用C A D进行模具设计；二，掌握模具设计方法和步骤，了解模具的工艺过程。

此次本人设计的课题是：注塑模的设计。此注塑件是电风扇开关旋纽，体积小，形状复杂，在设计过程中，本人通过了参考实际产品，了解塑件的特点。在设计过程中查了很多资料。在设计过程中得到了何晓明等老师的精心指导和广大同学的帮助，在此表示感谢。

第1章设计任务书

此次毕业设计是电风扇旋扭，它所要达到的要求：要能耐高温，绝缘性要好，耐气候性强，刚性，韧性佳，通过对产品的各种性能分析，选用材料为ABS，该塑件的厚度为1mm,公差等级为IT5级。它是用来调节风速和定时的，能够满足人们的热天对风力和吹风长短要求，同时也起到美观的作用。

设计要求：

根据工件的实际形状与尺寸，设计一副注塑模把它生产出来，要求它的外表面比较光滑即表面粗糙度要求高。

通过对塑件外部造型、工艺结构的设计、对塑件进行计算仿真和生产验证，也通过对分模线、塑件的壁厚、圆角、塑件的尺寸精度、脱模斜度进行了综合的考虑，工件的尺寸和形状如下图:

第2章塑件的工艺分析

ABS塑料是由丙烯、丁二烯、苯乙共聚而成。ABS具有良好的综合力学性能，ABS成型塑件时有较好的光泽。其密度为1.02～1.05g/cm3 . ABS还有很好的冲击强度。ABS在升温时粘度增高。所以成型时压力增高。塑件的脱模角度宜稍大。ABS还易吸水，所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

600 C左右，热水器的盖要求它的理。要求塑件精度较高时，可以控制模温在50

~

800C左右。

外表面光泽，应控制模温在60

~

0.8%，塑料的收缩率对塑件的质量和形状是一个很

ABS塑料的收缩率为0.3%

~

重要的参数。

取其制品精度IT5级，要得到良好的塑件，不但要控制好塑料的收缩率，而且还要对模具质量也很重要，一副较好的模具，模具加工容易，寿命较高，而且对产品的质量得到很好的保证。

该工件是属于薄壁塑件，且过渡角也不是很大，所以模具的型腔和型芯加工是比较难的。此塑件算是小型塑件，所以模架也不算大，并且精度也不是要求特别的高，所以采用一模多腔，这样对提高生产效率是很有利的。

第3章注塑模的设计要点

ABS塑料它是属于热塑性塑料，该产品是通过注塑成型的。它的原理是将颗粒或粉状塑料从注塑机的料中送进加热器中，经加热熔化，在受压的情况下，把它注到成型的型腔中，再冷却成型。注塑成型它的周期短，能成型复杂的、尺寸精确的制件。它的成型工艺过程包括如下：成型前的准备，注塑过程，塑件后处理。由于ABS料它是属于易湿的塑料，所以在加工前要把它进行充分的干燥。注塑过程它是一个比较关键的进程，各个步骤都要控制好，这对塑件的质量和形状起着至关重要的作用。注塑成型的核心问题是：就是采用措施得到良好的塑料熔体，并把它注塑到型腔中去，在控温下，使塑件达到所求的质量。温度、注塑压力、时间是其关键的工艺参数。

注塑模按结构分为单分型、双分型和多分型面，此塑件是采用侧浇口工件较简单，因此采用单分型面的模具，又因为该工件属于薄壁塑件，当采用推杆，会把塑件容易顶坏。所以该工件采用推件板推出，容易保证塑件的质量。注塑模包括：成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统、支承零部件。只有处理好各个环节的制约关系，才能设计出一副较好的模具出来，一副模具设计出来，把它装在注塑机上，还要通过校核，才能投入生产。因此注塑模与注塑机的关系也是至关重要。

第4章注塑模的设计

第4.1节成型零件的设计

成型零件是决定塑件的几何尺寸和形状的关键。成型零件它直接与高温、高压的塑料流接触，因此成型零件要求具有较高的强度、刚度和耐磨性能。成型零部件，它包括：型腔、型芯、成型杆、和成型环等。该产品是IT5级精度制造的，产品外表面要求比较光滑，因此要求成型零件的抛光性能要好，表面应该光滑美观。表面粗糙度要求Ra0.4以下。型腔的材料选45钢。淬火处理，使其达到硬度40HRC以上。

(1) 型腔的结构设计：由于该塑件结构比较简单，但要求其精度也要较高，要求其塑件不充许产生拼接线痕迹，经过仔细的参考，该型腔采用整体式较为合理。其结构和尺寸如下图所示：

查阅资料可得塑件的理想的外壁圆角半径为塑件的壁厚的1.5倍。即

R=1.5Xt,即R=1.5mm,该型腔的加工，先下料一块为400X400X50mm的45钢，然后在磨床上进行磨削，使其达到应有的光洁度，然后热处理，使其达到硬度达到40HRC 以上。成型的型腔可以在电火花机上加工得到所要的尺寸和精度，最后通过精磨和抛光，得到所要的型腔。

(2)型腔的工作尺寸计算：所谓工作尺寸就是指成型零件上直接用以成形塑件

部位的尺寸。它主要包括型腔的径向尺寸、型腔的深度、中心距等尺寸。它受到塑件的尺寸精度的影响。型腔的计算公式如下：

型腔的径向尺寸计算 (L

M )

δz=[(1+S

cp

)L

s

-3/4△]

δz

=[(1+0.55/100)x52-3/4x0.013]

δz

=[52.286-0.00975]

δz

=[52.2765]

δz。

(L)

0δz=[(1+S

cp

)L

s

-3/4△]

δz

=[(1+0.55/100)x15-0.75x0.008]

δz

=[15.0765]

δz

其中L

M 是型腔的径向尺寸，S

cp

是塑料的平均收缩率，△是塑件的公差值。查

表得ABS塑料的最小收缩率为0.3%，最大的收缩率为0.8%，由公式得

S cp =(0.3%+0.8%)/2得S

cp

为0.55，至于塑件的精度，在此到△的系数为0.75，当

塑件的精度不同时会有变化。

型腔的深度尺寸计算：

（H

M ）

δz=[(1+S

cp

)H

s

-2/3△]

δz

=[(1+0.55/100)x26-0.009x2/3]

δz

=[26.143-0.006]

δz

= [26.136]

δz

其中H

M

为型腔的深度尺寸，△的系数取2/3。

塑件的字体是通过在型腔上做相反的字，它的深度为0.3mm,它是通过金雕工艺，把它雕到上的，因此在这里不详细说明是怎么样生产出来的。

(3）型芯的结构设计：

型芯是成型塑件的内表面的的零件。此塑件它有两个小孔，它是用小型芯来成型，主型是用来成型塑件的内壁，塑件的内表面精度要求要稍微低一些，因此型芯的加工可以稍稍粗糙点。该芯采用整体式，它结构牢固，它固定在动模固定板上。其形状和尺寸如下图：所示：

其工件角度都是通过核算而得到的。型芯选45钢，淬火处理，使其硬度达到40HRC 以上，以保证其硬度，不使它在加工时，变弯、变软。它的加工过程是，先取一段φ60x40的一块圆棒料，开始在车床上车削，然后进行热处理，再进行电火花加工，使其达到所要求的形状和尺寸，最后进行磨和抛光。

型芯的尺寸计算：

型芯的径向尺寸：(L M)-δz0=[(1+Scp)Ls+3/4△]-δz0

=[(1+0.55)x50+0.75x0.011]

-δz

=[50.2835]

-δz

(L

M )

-δz

0=[(1+Scp)Ls+3/4△]

-δz

=[(1+0.55/100)x13+0.75x0.008)]

-δz

=[13.0775]-δz0

其上面字母所表示的意义和型芯的字母是一样的。型芯的高度尺寸计算如下：

（H

M ）=[(1+Scp)Hs+2/3△]

-δz

=[(1+0.55/100)25+2/3x0.006]

-δz

=[25.1425]

-δz

塑件中心距的尺寸计算：

（L

M ）

-δz

0=(1+Scp)Ls±δ/2

=(1+0.55/100)x26±δ/2

塑件理想的内角圆半径应为塑件壁厚的1/3以上。所以取内角圆半径为0.5mm.

型腔由于受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度。如果型腔侧壁和厚度过下，则会引起溢料和出现飞边，这样就降低了塑件的精度，严重时还会影响脱模。因此还要计算侧壁和底板的厚度。

模具型腔的壁厚的计算，应以最大的压力为准。此塑件是属于小尺寸塑件，

强度计算。

这个零件可以近似看作圆形件。型腔侧壁的计算如下：

S=r{{([σ]/([σ]-2P))}1/2}

S是侧壁厚度。P是型腔压力，[σ]模具材料的许用应力。r型腔半径。经算得，图中型腔的壁厚已经足够。

型腔的厚度计算公式如下：

h=1.1rx(p/[σ])1/2

其中：h型腔的高度，r型腔的半径。经算得15mm已经满足要求了。

型腔动模支承板的厚度的计算。因为该型腔是采用整体式型腔，动模垫块厚度的选择显得较为自由。

S=3.14xR2

=3.14x26x26

=21.22cm2

25mm.本副模具选厚度为25mm.

由教材上的书161页的表5-18查得垫块为20

~

第4.2节合模导向机构的设计

导向机构是保证动模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。本副模具是采用导柱、导套导向。导向机构它起到的作用有：定位作用、导向作用、承载作用、保持运动平稳的作用。

导柱导向通常是由导柱和导套的间隙配合而组成的。

导柱分带头导柱和有肩导柱。因为该产品是成批量的生产，导柱经常运动，容易磨损，所以采用导套，这样导套坏了，可以随时更换。小型模具采用带头导柱。

导柱的技术要求包括：导柱的长度、形状、材料、数量及布置。此副模具把导柱设在动模一侧，这样有利于推杆的运动。导柱固定端与模板之间采用H7/m6，而导柱与导套采用H7/f7的间隙配合。导套也分直导套和芾头导套。其用法与导柱的用法一样。导套的技术要求的技术要求包括：导套的形状、导套的材料、及固定形式及配合精度。导套采用H7/r6配合镶入模板。

导柱结构和尺寸如下图所示：