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查找资料，相关数据的计算

第三周：

电子稿的初步整理，装配图草图的绘制

第四周：

修改数据，继续整理电子稿，装配图电子稿完成

第五周：

对电子稿中出现的问题进一步计算、设计

第六周：

毕业设计上交电子稿

第七周：

毕业设计电子稿打印

指导教师（签名）：

前言

光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为冰箱按钮的注塑模具。

本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。

它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。

本次设计以注射冰箱按钮模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。

能很好的学习致用的效果。

在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。

把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。

在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。

本次设计中得到了刘波老师的指点。

同时也非常感谢济源职业技术各位老师的精心教诲。

由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。

1.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、生产量：

月产量150万只。

4、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。

2.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2.1

表2.1PSH-GN-095-06树脂性能参数表

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

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:

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

2.4PS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。

3.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=¼

πd1²

×

2+¼

π（d2²

-d3²

）×

1+¼

πd2²

0.5

=¼

π（13.5）²

π（10²

-6²

π10²

=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：

F=K

P

A

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=¼

πd²

=0.25×

13.5²

=1.4316cm2

F=K

A=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

/π²

k]×

in[8（Ts-Tm）/π（TE-Tm）]=3s

Ts—成型温度Tm—模具温度

TE—脱模温度α—热扩散系数（㎡/h），取3.2×

1

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

表3.1注射工艺控制参数

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±

料筒前段

160±

喷嘴

模具

60±

压力（Map）

塑化背压

<

20

注射压力

保压压力

30~40

锁模力（吨）

时间（秒）

干燥时间

2h

注射时间

0.2

保压时间

3

冷却时间

开合模时间

成型周期

12

4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2~~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

单位

参数

理论注射量

cm3

10

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

喷嘴球半径

喷嘴口半径

2.5

5模具设计

5.1选择制品的分型面

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：

5.2型腔布置图

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

主流道的主要设计要点：

1.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。

2.主流道大端呈圆角，以减少料流转向过渡时的阻力，

3.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。

4.主流道衬套选用T8、T10制造，热处理