模具毕业设计82模具冰箱调温按钮塑模设计.docx
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模具毕业设计82模具冰箱调温按钮塑模设计
一、产品介绍
1、产品名称：
冰箱调温按钮
2、产品用途：
用于各种电气系统的控制按钮键
3、产品结构尺寸（见产品图[1]）
4、生产量：
月产量150万只。
5、产品性能及使用要求：
（1）外观为原料本色，透明美观；无其它杂色或斑点，表面平滑无裂纹、银丝，无气泡，无形变等缺陷；质量轻，可减轻设备自重。
（2）性能要求：
收缩率不大于0.5%，吸水性不高于0.8，冲击强度>15KG•cm2，弯曲强度>70KG•cm2.表面电阻系数<1×1013Ω;体积电阻系数<1015Ω•cm，马丁耐热温度>70℃。
（3）使用条件：
使用温度：
室温，220V用电场所；使用负荷：
人工手指操作按压力。
二、产品材料的选择与配方设计
根据产品的使用要求和性能要求，选择PSH-GN-095-06的树脂作主原料，PS是所有塑料当中最轻的一种，能减轻设的自重。
透光率不低于88%，雾度约3%，折射率比较大具有特殊的光亮性。
PS的拉伸、弯曲常规力学性能皆高于其它聚烯烃，是属于硬而脆的材料，所以必须加入一些增韧剂以改善制品的柔韧性，加入量为15份。
由于制品属于透明塑件，无需加染色剂。
如表—1
表2—1PSH-GN-095-06树脂性能参数表
项目
参数值
项目
参数值
相对密度
吸水性%
收缩率%
比体积率%
拉伸屈服强度Mpa
冲击韧性KJ•m-2
1.05
0.04
0.7
0.95
48
20.6
拉伸弹性模量Mpa
马丁耐热温度℃
热变形温度（1.82MPa）℃
体积电阻率Ω•cm
熔点℃
软化温度℃
2.8×103
52
92
1×1016
165
120
PS中文名：
聚苯乙烯
英文名：
Polystyrene
2.1、基本特性
聚苯乙烯是仅次于聚氯乙烯和聚乙烯的第三大塑料品种。
聚苯乙烯无色透明、无毒无味，落地时发出清脆的金属声，密度为1.054g/cm³。
聚苯乙烯的力学性能与聚合方法、相对分子质量大小、定向度和杂质量有关。
相对分子质量越大，机械强度起高。
聚苯乙烯有优良的电性能（尤其是高频绝缘性能）和一定的化学稳定性。
能耐碱、硫酸、磷酸、10﹪~30﹪的盐酸、稀醋酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用。
对水、乙醇、汽油、植物油及各种盐溶液也有足够的抗蚀能力。
能溶于苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、酮类和脂类等。
聚苯乙烯的着色性能优良，能染成各种鲜艳的色彩。
但耐热性低，热变形温度一般在70~98oC，只能
在不高的温度下使用。
质地硬而脆，有较高的热膨胀系数，因此限制了它在工程上的应用。
近几十年来，发展了改性聚苯乙烯和以苯乙烯为基体的共聚物，在一定程度上克服了聚苯乙烯的缺点，又保留了它的优点，从而扩大了它的用途。
2.2、成型特性：
1.无定形料,吸湿性小，不易分解，性脆易裂，热膨胀系数大，易产生内应力
2.流动性较好，溢边值0.03mm左右，防止出飞边。
3.塑件壁厚应均匀，不宜有嵌件，（如有嵌件应预热），缺口，尖角，各面应圆滑连接
4.可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。
5.宜用高料温，模温、高注射压力，延长注射时间有利于降低内应力，防止缩孔、变形（尤其对厚壁塑件），但料温高易出银丝，料温低或脱模剂多则透明性差。
6.可采用各种形式浇口，浇口与塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件，脱模斜度宜取2度以上，顶出均匀以防止脱模不良发生开裂、变形，可用热浇道结构。
2.3、综合性能：
热变形温度：
65oC----96oC
屈服强度:
35~63MPa
抗拉强度:
35~63MPa
断裂伸长率1.0%
拉伸弹性模量：
2.8~3.5GPa
抗弯强度：
61~98MPa
抗压强度：
80~112MPa
2.4、PS的成形条件：
注射机类型：
螺杆式
预热：
温度60~75oC
时间2h
料筒温度：
前段170~190oC
后段140~160oC
模具温度：
32~65oC
成形时间：
注射时间15~45s
高压时间0~3s
冷却时间15~60s
总周期40~120s
注射压力：
60~110Mpa
螺杆转速：
48（r/min）
参照树脂性能对照产品性能与使用要求可知，PSH-GN-095-06能满足要求，故除加增强剂外不需加其它助剂配方，即可生产产品。
三、工艺参数的确定
3.1、注射量计算
根据一次注射出的产品和浇注系统的体积进行计算
V实=6（V塑+V分）+V主
V塑=¼πd1²×2+¼π（d2²-d3²）×1+¼πd2²×0.5
=¼π（13.5）²×2+¼π（10²-6²）×1+¼π10²×0.5
=316㎜³
V分=π×（d/2）²×h=3.14×4×10=12.56㎜³
V主=⅓πh（r²+Rr+R²）=⅓π×35（1.75²+1.75×3+3²）=634.2
V主=6（376+12.56）+634.2=2965.56㎜³=2.966㎝³
3.2、锁模力计算：
根据[3]：
F=KPA
根据PS的流动性和模具结构特点选取K=0.6；注射压力考虑采用多型腔注射，压力应高些，取P=60MPa/cm2。
A表示表示成型面积
A的计算：
A=¼πd²=0.25×13.5²=1.4316cm2
F=KPA=0.6×60×1.4316=51.696KN
3.3、保压时间的计算:
T保=0.3（S+2S2）=0.3×（2+2×32）=3s
3.4、冷却时间的计算:
T冷=[S²/π²k]×in[8（Ts-Tm）/π（TE-Tm）]=3s
3.5、塑化时间的计算:
T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23s
Ts—成型温度[5]Tm—模具温度
TE—脱模温度α—热扩散系数（㎡/h），取3.2×1
表3—1注射工艺控制参数
项目
控制部位
控制参数
备注
温度（℃）
干燥
60
[5]P237附D
料筒后段
150±5
料筒中段
180±5
料筒前段
160±5
喷嘴
150±5
模具
60±5
压力（Map）
塑化背压
<20
注射压力
60
保压压力
30~40
锁模力（吨）
52
时间（秒）
干燥时间
2h
注射时间
0.2
保压时间
3
冷却时间
3
开合模时间
5
成型周期
12
四、设备的选择
4.1、注射机的选择
（1）注射量的确定
由工艺参数的确定中已知一次注射量为2.4cm3
射机的公称注射量Q为：
Q＝2.4×1.2＝2.88cm3
取注射机的公称注射量为~~3cm3
（2）锁模力的计算
由工艺参数的确定中已知为（0.6）吨，成型面积为（1.4316）cm2
（3）所需注射机台数的计算
由月产量和注射机的生产能力（成型周期）及考虑设备利用率求出:
本产品生产工作制度设计为24h三班工作制，设备24小时连续运转，设备利用率设为0.85，根据如前初设的工艺控制参数成型周期约为12秒，生产模具一模六件，则所需注射机台数为:
÷（×6×0.85）=1.36（台）取整数值2台
根据以上计算出的公称注射量（3）cm3,锁模力（0.6）吨，成型面积选用SYS-10型号注射机）数量为
（2）台。
表4—1注射机技术性能参数表
项目
单位
参数
备注
理论注射量
cm3
10
注射压力
Map
150
最大注射面积
cm2
90
锁模力
KN
15
最大模具厚度
㎜
180
最小模具厚度
㎜
100
模板行程
㎜
120
喷嘴球半径
㎜
12
喷嘴口半径
㎜
2.5
五、模具设计
5.1选择制品的分型面[5]
分型面应设置在零件截面最大的部位，塑件冷却时会因为收缩作用而包覆在凸模上，故从塑件脱模件精度要角度考虑，应有利于塑件滞留在动模一侧，以便于脱模，而且不影响塑件的质量和外观形状，以及尺寸精度。
如A-A面，箭头的朝向代表动模的位置，塑料包整动模天型芯而留在动模，模分型如下图：
分型如下图：
图5-1分型面
5.2、型腔布置
已知的体积V塑或质量W塑，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本及产品质量等各种因素，以及注射机的型号选择，初步确定采用一模六腔平衡式排列；根椐制品的形状，在模板上的的排列形式为圆形。
以确保制品的均一和稳定，而且型腔布置与浇口开设部位也非常对称，这样防止了模具承受偏载而产生的溢料现象。
排布图如下图所示：
图5—2型腔布置
5.3、浇注系统的设计
浇注系统的设计主要包括主流道、分流道、浇口、冷料井和拉料杆的设计。
浇注系统的设计应保证塑件熔体的流动平稳、流程应尽量短、防止型芯变形、整修应方便、防止制品变形和翘曲、应与塑件材料品种相适用、冷料穴设计合理、尽量减少塑料的消耗。
根据塑件的形状采用推杆推出。
5.3.1主流道及主流道衬套[5]
主流道的主要设计要点：
a、在模具结构的允许的情况下，L尽量短，一般小于60mm，过大则会影响熔体的顺利充型。
b、主流道大端呈圆角，以减少料流转向过渡时的阻力，
c、大多数情况下，将主流道和定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上，主流道衬套采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合。
d、主流道衬套选用T8、T10制造，热处理强52~56HRC。
e、定位环固定螺钉一般取M6~M8，螺钉一般选用两个以上。
R=喷嘴球面半径+2~3=12+3=15mmd=喷嘴孔径+1=2.5+1=3.5mm
a=4°r=1mmD=6mm
图5—3主流道及主流道衬套的结构
5.3.2分流道[3]
a:
分流道截面和尺寸
选用U形分流道截面,表面积/体积比小,冷却速度慢最低,热量及摩擦损失小,进料流中心冷凝慢,有利于保压
尺寸的确定:
根据经验公式确定分流道的直径[5]
D=0.2654×（m）½（L）¼m—流经分流道的塑料量（g）
L—分流道的长度（mm）D—分流道直径（mm）
查资料得部分塑料常用分流道断面尺寸推荐范围:
苯乙烯是3.5~10之间
根据实际情况取D=5mm
图5—4分流道截面形状
b:
分流道布置
根据型腔的布置,分门巴道貌岸然也是选用平衡式布置,其长度、形状和断面尺寸都必须对应相等，以保证塑件在强度、性能及质量上的一致性。
分流道表面粗糙度Ra一般为1.6um
图5—5分流道的布置
C、浇口[5]：
各浇口的尺寸计算[1]
α=2°l=1㎜r=2㎜
经验公式计算h=nt=0.6×2.5=2.5n—塑料系数,PS为3.6
b=n（A）½/30=0.2
图5—6浇口尺寸
D、冷料井[6]
结构及尺寸：
图5—7冷料井
d=6㎜H1=（5/4）d=8㎜
H2=（3/4）d=5㎜α=20∘
E、拉料杆[3]
拉料杆的结构：
图5—8拉料杆的结构
下图为主流道的拉料杆组合形式，同时还具有脱除主流道凝料的作用。
一般拉料杆安装在主流道的对面，开模时，拉料杆将主流道凝料拉出。
d=6公差为0.015,与拉料杆配合的型板孔
配合长度M1=（1.5~2）d=10D=10H=4M根据模板尺寸确定
图5-9拉料杆的组合形式
5.4、成型零件的设计
5.4.1成型零件的工作尺寸的计算
根据塑件形状简单，体积较小，适宜采用整体式型腔，见图[2]和图[3]，组合式型芯见图[4]。
这
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