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電風(fēng)扇旋鈕注射模設(shè)計(jì)
摘 要
模具是利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品的工具，按制品所采用的原料不同，成型方法不同，一般將模具分為塑料模具，金屬?zèng)_壓模具，金屬壓鑄模具，橡膠模具，玻璃模具等。因人們?nèi)粘Ｉ钏玫闹破泛透鞣N機(jī)械零件，在成型中多數(shù)是通過模具來制成品，所以模具制造業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)。在高分子材料加工領(lǐng)域中,用于塑料制品成形的模具,稱為塑料成形模具,簡(jiǎn)稱塑料模.塑料模優(yōu)化設(shè)計(jì),是當(dāng)代高分子材料加工領(lǐng)域中的重大課題。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是電風(fēng)扇旋扭，它所要達(dá)到的要求：要能耐高溫，絕緣性要好，耐氣候性強(qiáng)，剛性，韌性佳，通過對(duì)產(chǎn)品的各種性能分析，選用材料為ABS，該塑件的厚度為1mm,公差等級(jí)為IT5級(jí)。它是用來調(diào)節(jié)風(fēng)速和定時(shí)的，能夠滿足人們的熱天對(duì)風(fēng)力和吹風(fēng)長(zhǎng)短要求，同時(shí)也起到美觀的作用。
關(guān)鍵詞 ：塑料模；材料；電風(fēng)扇旋鈕
ABSTRACT
Mold is used to shape the specific shape of a certain shape and size of products tools used by the products of different raw materials, different methods shaped general layout will be divided into plastic molds, metal stamping dies, metal die-casting molds, rubber molds, glass molds. It is used in the daily life of products and various mechanical parts, mostly in the shape of heads through to finishe products, it has become a major instrument manufacturing industry. In the field of macromolecular materials for plastic products shape the instrument, known as plastic molding shape. Plastic molds optimized design is contemporary in the field of macromolecular materials processing major issue.
The graduation design is fanner knob and, it will reach request: to high temperature, insulation can strong sex is better, resistance to climate, rigid, toughness good, through various performance analysis of products, choose materials for ABS, the thickness of plastic parts for 1mm, tolerance grade IT5 level for. It is used to regulate the speed and timing, can satisfy people's hot weather blowback for wind and length of requirements, while also play beautiful role.
Key words ：Plastic mould; materials; Fanner knob
目錄
前言 1
1 塑件的工藝性分析 2
2 分型面位置分析和確定 4
2.1型腔數(shù)目的確定 4
2.2型腔的布局 4
2.3分型面設(shè)計(jì) 4
3 注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)校核 6
3.1注塑機(jī)的選擇 6
3.2工藝參數(shù)的校核 6
4 成型零件的設(shè)計(jì) 8
4.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 8
4.2型腔的工作尺寸計(jì)算 9
4.3型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9
5 模架的設(shè)計(jì) 12
6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 13
6.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 13
6.2導(dǎo)套的設(shè)計(jì) 14
7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15
8 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19
8.1主流道的設(shè)計(jì) 19
8.2分流道的布置 20
8.3澆口的設(shè)計(jì) 20
8.4澆口位置的確定 21
8.5排溢系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 22
9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
10 模具的工作過程 26
10.1模具的裝配 26
10.2模具的裝配順序 26
10.3模具的動(dòng)作過程 27
結(jié)束語 28
參考文獻(xiàn) 29
致 謝 30
前言
光陰似箭，在校的大學(xué)四年的學(xué)習(xí)一晃而過，為具體的檢驗(yàn)這四年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測(cè)理論在實(shí)際應(yīng)用中的能力，除了平時(shí)的考試、實(shí)驗(yàn)測(cè)試外，更重要的是理論聯(lián)系實(shí)際，即此次設(shè)計(jì)的課題為電風(fēng)扇旋鈕塑料模具設(shè)計(jì)。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，模具結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，對(duì)模具工作人員提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力是一個(gè)很好的練習(xí)。它能加強(qiáng)對(duì)塑料模具成型原理的理解，同時(shí)鍛煉對(duì)塑料成型模具的設(shè)計(jì)和制造能力。
本次設(shè)計(jì)以電風(fēng)扇旋鈕注射模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)習(xí)致用的效果。在設(shè)計(jì)該模具的同時(shí)總結(jié)了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計(jì)當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。在設(shè)計(jì)中除使用傳統(tǒng)方法外，同時(shí)引用了CAD、Pro/E等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率的目的。
由于本人才疏學(xué)淺，知識(shí)根底不牢，缺少經(jīng)驗(yàn)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫設(shè)計(jì)說明書的過程中，得到劉先蘭老師以及其他機(jī)械、模具基礎(chǔ)課老師的細(xì)心指導(dǎo)，同時(shí)也得到同學(xué)的熱情幫助和指點(diǎn)，在此謹(jǐn)以致謝。
敬請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)指正，以促我在以后的工作中減少類似的錯(cuò)誤，做出成績(jī)，以報(bào)恩師的淳淳教誨和母校的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)說明書中詳細(xì)分析了設(shè)計(jì)中的一些必要計(jì)算，并附圖分析，所有數(shù)據(jù)經(jīng)過核算，該查表的數(shù)據(jù)在《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》、《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》等叢書中查得。
1 塑件的工藝性分析
圖1 塑件圖
注塑模按結(jié)構(gòu)分為單分型、雙分型和多分型面，此塑件是采用側(cè)澆口工件較簡(jiǎn)單，因此采用單分型面的模具，又因?yàn)樵摴ぜ儆诒”谒芗?，?dāng)采用推桿，會(huì)把塑件容易頂壞。所以該工件采用推件板推出，容易保證塑件的質(zhì)量。注塑模包括：成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、支承零部件。只有處理好各個(gè)環(huán)節(jié)的制約關(guān)系，才能設(shè)計(jì)出一副較好的模具出來，一副模具設(shè)計(jì)出來，把它裝在注塑機(jī)上，還要通過校核，才能投入生產(chǎn)。因此注塑模與注塑機(jī)的關(guān)系也是至關(guān)重要。
塑件首先選用材料為ABS塑料，它是屬于熱塑性塑料，該產(chǎn)品是通過注塑成型的。
ABS的主要技術(shù)指標(biāo)：
密度g/cm3 1.02—1.16
彈性模量MPa 1.8×103
比體積dm3/g 0.86—0.98
彎曲強(qiáng)度MPa 80
吸水率%（24h） 0.2—0.4
硬度HB 9.7 R121
收縮率% 0.4—0.7
體積電阻率Ωcm 6.9e+16
熔點(diǎn)°C 130—160
熱變形溫度°C 0.46MPa 90—108
0.185MPa 85—103
沖擊強(qiáng)度kJ/m2 無缺口 49
缺口 6.5
抗拉屈服強(qiáng)度MPa 50e
ABS成型塑件的主要缺陷及其消除措施：
成型前要干燥，容易產(chǎn)生熔接痕，澆口處不好看。以上這些缺陷均可以采取以下措施消除：
(1)分流道及澆口截面要加大，
(2)注意澆口位置，
(3)防止熔接紋，
(4)在成型時(shí)的脫模斜度2°，
(5)收縮率0.5%。
ABS塑料的原理是將顆?；蚍蹱钏芰蠌淖⑺軝C(jī)的料中送進(jìn)加熱器中，經(jīng)加熱熔化，在受壓的情況下，把它注到成型的型腔中，再冷卻成型。注塑成型它的周期短，能成型復(fù)雜的、尺寸精確的制件。它的成型工藝過程包括如下：成型前的準(zhǔn)備，注塑過程，塑件后處理。由于ABS料它是屬于易濕的塑料，所以在加工前要把它進(jìn)行充分的干燥。注塑過程它是一個(gè)比較關(guān)鍵的進(jìn)程，各個(gè)步驟都要控制好，這對(duì)塑件的質(zhì)量和形狀起著至關(guān)重要的作用。注塑成型的核心問題是：就是采用措施得到良好的塑料熔體，并把它注塑到型腔中去，在控溫下，使塑件達(dá)到所求的質(zhì)量。溫度、注塑壓力、時(shí)間是其關(guān)鍵的工藝參數(shù)。
2 分型面位置分析和確定
打開模具取出塑件或澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面，稱之為分型面。分型面的設(shè)計(jì)它受到塑件的形狀、壁厚、和外觀、尺寸精度、及模具型腔的數(shù)目等諸多因素的影響。
2.1型腔數(shù)目的確定
根據(jù)塑件的精度確定型腔的數(shù)目。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)每增加一個(gè)型腔，塑件的精度就要下降4%左右，該塑件它要求它的精度比較高，根據(jù)《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》，得到經(jīng)驗(yàn)公式：
n=(x-δL/100)÷[(δL/100)x(4/100)] …………（1）
=2500x/δL-24
=(2500x0.013)/（0.05x25）-24
=26-24
=2
所以確定模具的型腔為2。其中x是塑件尺寸的公差，δ%是料的收縮率，ABS料取0.05%，L是塑件的基本尺寸。
2.2型腔的布局
由于型腔的排布與澆注系統(tǒng)布置密切相關(guān)，因而型腔的排布在設(shè)計(jì)中加以綜合考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過澆注系統(tǒng)從壓力中等分所得的足夠壓力，以保證塑件熔體同時(shí)均勻地充滿每個(gè)型腔。該模具采用的平衡式，其結(jié)構(gòu)如裝配圖所示。
2.3分型面設(shè)計(jì)
該模具采用的是單分型面的模具，其分型分面的設(shè)計(jì)原則滿足以下幾項(xiàng)原則：
（1） 塑件的脫模；
（2） 保證的塑件的質(zhì)量。該模具采用在最大圓周上，保證了塑件的外觀；
（3） 便于模具加工，該模具采用在圓周上分型，模具的型腔容易在電火花上加上，型芯也易于加工；
（4） 對(duì)成型面積的影響；
（5） 對(duì)排氣效果的影響；
該模具的分型面的設(shè)計(jì)可以見裝配圖，它基本符合上述要求。
3 注射機(jī)的選擇及工藝參數(shù)校核
3.1注塑機(jī)的選擇
根據(jù)型腔的數(shù)量的確定和校核，此副模具選用的是SZ-320/1250的注射機(jī)。其中技術(shù)規(guī)格見《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》中的235頁。這是由上海第一塑料機(jī)械廠生產(chǎn)的?，F(xiàn)詳述如下：
理論注射量為335cm3,
螺桿直徑D=48mm,
注射壓力145Mpa,
注射速率v=140g/s,
塑化能力 19g/s,
螺桿轉(zhuǎn)速 v=10~200r/min,
鎖模力 F=1250KN，
拉桿內(nèi)間距 d=415x415mm,
移模行程 s=360mm,
最大模具厚度 d=550mm,
最不模具厚度 d=150mm,
鎖模形式為雙曲肘，
模具定位孔直徑為D=φ160mm,
噴嘴球半徑 d=SR15。
3.2工藝參數(shù)的校核
由注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(shù)量n得：
n=2≤(KMt/3600-m2)/m1 ………(2) ≤(0.8x19x3600x6/3600-40)/15
≤3.4
其中n是型腔數(shù)目，K是注射機(jī)的最大注射量的利用系數(shù)，取0.8，M是注射機(jī)的額定塑化量，t 是成型周期，此時(shí)取6s(因?yàn)樵谏厦嫠懔怂芗睦鋮s時(shí)間為4s,它占整個(gè)周期的2/3.)m2 是澆注系統(tǒng)的塑料的質(zhì)量體積。型腔數(shù)為2符各要求。
注射量的校核：
由公式得: nm1+m2≤80%m ………（3）
2x15+40≤80%x335/1.02
70≤262
其中：m 是注射機(jī)充許的最大注射量，1.02是ABS的密度。所以能保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)的最大注射范圍內(nèi)。
塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核；
經(jīng)算得，塑件在分型面的投影面積和澆注系統(tǒng)在模具分型面的投影面積之和最多不超過5500mm2,在此就作5500mm2。
由鎖模力的校核公式得：
(nA1+A2)P
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