电风扇旋扭的塑料模具设计

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理。

要求塑件精600 C左右，热水器的盖要求它的外表面光泽，应控制度较高时，可以控制模温在50~800C左右。

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重ABS塑料的收缩率为0.3%~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 (LM )δz=[(1+Scp)Ls-3/4△]δz=[(1+0.55/100)x52-3/4x0.013]δz=[52.286-0.00975]δz=[52.2765]δz。

(L)0δz=[(1+Scp)Ls-3/4△]δz=[(1+0.55/100)x15-0.75x0.008]δz=[15.0765]δz其中LM 是型腔的径向尺寸，Scp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Scp=(0.3%+0.8%)/2得Scp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：（HM ）δz=[(1+Scp)Hs-2/3△]δz=[(1+0.55/100)x26-0.009x2/3]δz=[26.143-0.006]δz= [26.136]δz其中HM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(LM )-δz0=[(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：（HM ）=[(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：（LM ）-δz0=(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，为了防止其弹性变形，其内应力超过许用应力，强度不足是主要原因，因此应以强度计算。

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=21.22cm225mm.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：取导柱的长度为100mm,导柱的材料选T8A,淬火处理到5560HRC,导柱的前端做成锥~台形，这样是为了导柱顺利进入导套，导柱固定端粗糙度Ra为0.8，导向部分Ra为0.4该导柱的布置采用等直径导柱对称分布，但是为了在合模时要注意。

导套采用直导套，这样简单易制作，而且也适用。

其结构和形状如图所示：导套的前端倒圆角，是为了让导柱顺利进入导套。

材料通常也采用T8A，热处理，使其硬度达到一定硬度，以利于耐磨。

粗糙度为Ra为0.8，固定采用H7/r6配合镶入模板。

第4.3节推出机构的设计使塑件从成型零件上脱出的机构称之为推出机构。

本副模具是通过注塑机的合模机构，把力传给推板，然后通过通过固定板，再通过推杆，最后传给推件板，把塑件推出的。

推出零件常分为推件板、推杆、推管、成型推杆等。

此副模具所设计的塑件是属于薄壁塑件，而且在推出时不允许有推出痕迹，所以该模具采用推件板推出，这样有利于保证塑件的精度。

此模具的设计也要满足一般推出机构的设计原则：塑件滞于动模一侧，这样有利于设计推出推出机构，以致于使模具结构简单、防止塑件变形、力求良好的塑个外观、结构可靠、脱模时工作可靠，运动平稳，制造方便，更换容易。

脱模力的计算： Ft=FbFb=AP=3500x10-9x3x107=105N其中Ft是脱模力，Fb是塑件对型芯的包紧力，P为塑件对型芯的单位面积的包紧力。

模外冷却取P约为2.43.9x107Pa,模内冷却约取0.8x1.2x107Pa,由此式可以得到，当~塑件越大，对型芯的包紧面也越大，因此脱模力也越大，在模内脱出所需的脱模力要少于模外脱出的脱模力。