电风扇开关塑料模具毕业设计说明Word文件下载.docx

1、模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的

2、瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。2.我国模具技术的现状与发展前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千

3、副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。2.1中国模具行业发展现状 目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。 鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食

4、品包装等在的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在和等省发展得最为迅速。目前，国已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠

5、、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视

6、为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，交通大学CAD国家工程研究中心、机电研究所精冲技术国家工程研究中心和工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发

7、达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国需求，因而需要大量从国外进口。2.2中国模具行业发展前景 1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。 汽车、摩托车行业的模具需求将占国模具市场的一半左右。1999年，国汽车年产量为183万辆，。保有量为1500万辆，预计到2005

8、年汽车年产量将达300万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到2005年汽车行业将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。第1章 塑料的材料分析1、 塑件的分析此塑件为电风扇的旋

9、钮开关，分析其结构特性和成型工艺，我选择的材料是ABS。图1 塑件的三维造型图（1）、外形尺寸 该塑件壁厚最大处不超过2，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不大，塑件为热塑性塑料，适合注塑成型。塑件只要求外表粗糙度值较好，无翘曲、裂纹等。（2）、精度等级 塑件的每个公差不一样，全部取公差为MT5。（3）、脱模斜度 ABS的成型收缩率为1.0055，脱模斜度均取1。 2、成型工艺的分析和选择（1）、工艺过程混料干燥螺杆塑化充模保压冷却脱模塑件后处理（2）、ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前必须进行干燥和预热，ABS原料需要控制水分在0.3%以下。干燥的条件：干冬季节在7

10、580以下，干燥23h，夏季雨水在8090以下，干燥48h，干燥达816h可避免微量水汽的存在导致制件表面雾斑。（3）、ABS塑料的主要技术指标密度/（/dm）1.021.16拉伸弹性模量1.810比体积/（dm/）0.860.98抗弯强度80吸水率（24h）0.20.4冲击韧度 11热变形温度t/90108硬度HB9.7R121熔点t/130160体积电阻系数6.9抗拉屈服强度50收缩率s/%0.40.7（4）、 ABS的注射成型参数如下表：注射机类型预热温度喷嘴温度料筒温度模具温度前段后段螺杆式70931801902002101802005070（5）、ABS热处理条件塑料热处理介质处理温

11、度制件厚度处理时间minABS空气和水60706306070777120360第2章 注塑机的选择和校核1、分型面位置的确定 通过对塑件的结构形式的分析，分型面应选择在端盖截面面积最大且利于开模取出制件的底平面上，故此制件选择在32的圆端面上。2、型腔排列形式的确定（1）、型腔数目的确定 由于该塑件尺寸较小，且为大批量生产，可采取一模多腔的形式。结合各类因素，本次设计采取一模四腔的结构形式。（2）、型腔的排列方式 如图所示（3）、模具结构形式的初步确定 有以上分析，本模具设计为一模四腔，对称H型直线排列，推出机构初选推杆顶出的方式。浇注系统的设计中，流道采用对称平衡式，浇口选择侧交口的形式，且

12、开设在分型面上。动模部分需要添加支承板。采用大水口的单分型面注射模。3、注射机型号的确定（1）、注射量的计算 通过Pro/E建模分析得塑件的质量属性如图所示。塑件的体积：=3.511塑件的质量：=3.5111.05=3.686式中，为塑件的密度，取1.05/（2）、浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料体积根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算，此时浇注系统的凝料体积按塑件体积的0.3倍来算，所以一次注入模具型腔熔料的体积（总体积=浇注系统的凝料+4个塑件的体积）为=1.3n=1.343.511=18.257由参考文献=/0.8=22.257综合各类因素考虑，初选注射机型号为XS-ZY-1

13、25，主要技术参数如下：XS-ZY-125塑料注塑成型机理论注射容积125cm螺杆直径45mm；注射压力150MPa注射行程160mm注射时间1.8s塑化能力16.8g/s注射方式合模力9N最大成型面积360cm移模行程300mm最大模具厚度最小模具厚度200mm最大模具尺寸拉杆空间260360mm合摸方式液压机械推出形式两侧推出喷嘴球半径12mm喷嘴口直径4mm定位孔直径100mm4、注射机相关参数的校核（1）、注射压力的校核ABS所需的注射压力=80110MPa，这里取100 MPa，该注射机的公称注射压力为150 MPa，注射压力安全系数=1.251.4，此处取1.3，则： =1001.

14、25=125MPa130 MPa，所以，注射机的注射压力合格。（2）、锁模力的校核：塑件的分型面的投影面积=32=803.84浇注系统在分型面上的投影面积，即浇注系统流道（包括浇口）在分型面上的投影面积。是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2倍0.5倍，此次设计中暂取=0.3。则：=0.3803.84=241.15塑件和浇注系统在分型面上的总投影面积：=4（=4179.968模具型腔的胀型力:=4179.96840=167.20KN是模具型腔的压力，通常取注射压力的20%40%，大致围为25MPa40MPa，粘度越大，精度越高取值越大）查XS-ZY-125的公称锁模力为=900KN，锁模安全系

15、数=1.11.2，这里取=1.2，则：=1.2167.199=200.639KN 所以注射机锁模力符合要求。 第3章 浇注系统的设计1、主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到流动速度和充模时间。由于主流道与高温塑料的熔体及注射机喷嘴反复接触，在设计中设计成可拆卸更换的浇口套。1）主流道的尺寸（1）、主流道的尺寸 一般 60 暂取50mm。（2）、主流道小端直径 d=4（注射机喷嘴尺寸）+（0.5mm=4.5mm（3）、主流道大端直径 D=d+tan（） （取）所以，D =4.5+50tan=7.996

16、8mm（4）、球面配合高度 h=4 （5）、主流道球面半径 SR=+（12）mm=13mm2）主流道凝料体积 =+=50（+42.25） 3.14/3=1573.33）主流道当量半径 =3.125mm2、分流道的设计1）分流道的布置形式2）分流道的长度根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，如上图所示。3）分流道的当量直径流过一级分流道塑料的质量m=1.053.5112=7.353200该塑件壁厚不超过2，经过查图2-3可知，分流道直径经修正后D=5.4）分流道的截面形状本设计采用梯形截面，因为梯形截面便于加工和凝料顺利的脱出，塑料熔体的热量散失和流动阻力都不大。另外表面粗糙度取。5）分流道的

17、界面尺寸设梯形的上底宽为B=6（为了便于选择刀具），底面圆角的半径R=1mm，梯形高度取H=2B/3=4mm，设下底宽度为b，梯形的面积应满足如下关系式。H=代入值计算得b=3.813mm，考虑到梯形底部圆弧对面积的减小及脱模斜度等因素，取b=4.5mm。通过计算梯形斜度=10.6 ，基本符合要求。如下图所示： 6）凝料的体积（1）分流道的长度为 =（35+7.5+30.6） 2=146.2mm （2）分流道的截面积 =4=21（3）凝料体积：=146.221=3070.2=3.07考虑到圆弧的影响=4.27）校核剪切速率（1）确定注塑时间，查参考文献可取t=1.6s。（2）计算单边分流道的体

18、积流量： 5.701（3）由公式可得剪切速率为=8.29其中，=该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道的最佳剪切速率在5105之间，所以，分流道熔体的剪切速率合格。3、浇口的设计1）侧浇口尺寸的确定（1）计算浇口的深度 h=nt=0.72=1.4 式中，t为塑件壁厚，这里t取2mm;n为塑料的成型系数，这里取0.7.据表2-7的推荐值h=1.2 mm （2）浇口的宽度B=0.98461 mm ，在这里取1.5式中，n为塑料的成型系数，对于ABS,这里取0.7，A为凹模的表面积。（3）浇口的长度 根据参考文献表2-6，可取浇口长度 =0.75 mm 。2）侧浇口剪切速率的校核（1）确定注塑时间

19、。这里取t=1.6s；（2）浇口的体积流量 =2.194 （3）浇口的剪切速率=984 5其中为矩形浇口的当量半径。即：=0.484mm=0.0484cm式中，A为浇口的截面积，L为浇口的宽高之和。4、校核主流道的剪切速率（1）计算主流道的剪切速率 =12.07=0.01207（2）计算主流道的剪切速率 =0.416主流道的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5之间，所以，合格。5、冷料穴的设计及计算本设计中主流道的冷料穴开在动模板上，采用Z字形的拉料形式；分流道的冷料穴在一级分流道的两端，长度为7.5mm。其主要作用是储存熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔从而影响制品的表面质量。第4章

20、成型零件工作尺寸的计算1、成型零件的结构设计（1）凹模的结构设计。 凹模是成型制品的外表面的成型零件，此次设计采用组合式的镶拼结构，如图所示：（2）凸模的结构设计。 凸模是成型塑件表面的成型零件，此次设计也采用组合式的镶拼结构。（3）在凸模模仁中，还设计了一个型芯镶件，目的是为了解决加工困难的问题。如图所示：2、成型零件尺寸的计算（1）凹模径向尺寸的计算=320.28= =0.56 x=0.75=44+0.32= =0.64 x=0.75=20.10= =0.-20 x=0.75=【（1+）-0.75 =0.25=【（1+0.0055）32.28-0.750.56=式中， 塑件的平均收缩率；

21、X 系数； 相应的尺寸公差； 塑件上的相应尺寸制造公差（下同）=1.005544.32-0.750.64=【1.00552.1-0.750.2=（2）凹模深度尺寸的计算=13.50.16= =0.32 x=0.75=5.50.12= =0.24 x=0.75=（）-X = =（1.005513.660.750.32=（1.00555.62-0.750.24=（3）=440.32= =0.64 X=0.5=1.250.10= =0.20 X=0.5 =300.25= =0.50 X=0.50.16= =0.32 X=0.5=60.12= =0.24 X=0.5=13=12.543.68+0.5=

22、1.15+0.50.5=29.75+0.513.34+0.55.88+0.512.84+0.51.9+0.512.34+0.5（4）凸模深度尺寸0.16= =0.32 x=0.5=80.14= =0.28 x=0.5=110.16= =0.32 x=0.5=230.22= =0.44 x=0.5=0.10.10= =0.2 x=0.5=【（1+x=（1.005512.66+0.58.14+0.50.28=11.16+0.523.22+0.50.44=0.2+0.53、成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算（1） 凹模侧壁厚度的计算。 凹模侧壁厚度与型腔的压强及凹模的深度有关，根据参考文献，按刚度公式

23、计算：S=3.971mm式中，p 型腔熔体的压力（MPa）；s 矩形型腔侧壁厚度 （mm） 承受熔体压力的侧壁高度 （mm） l 型腔侧壁长边长 （mm） E 钢的弹性模量，取2.06MpaH 型腔侧壁总高度 （mm） 允许变形量 （mm）下同，按强度条件计算：S = = =5.185mm2、 动模垫板厚度的计算。 根据型腔布局及型芯对动模板的压力就可以计算得到动模垫板的厚度。 按刚度条件：h = = =7.59mm 35mm，则合格 h 矩形底板（支承板）的厚度 （mm） B 底板总厚度 （mm）按强度条件： h = = =19.12mm 35mm，则合格 L 双支角间距 （mm）第5章 脱模推出机构的设计1、脱模力的计算。 在计算脱模力的时候，脱模斜度均取1参考公式：AP（cos-sin） 塑料对钢的摩擦因数，约为0.10.3，此设计中选0.3。A 塑件包容型芯的面积（） P 塑件对型芯的单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件P约为2.43.9Pa，模冷却的塑件P约为0.81.2Pa，此次设计中取1.2Pa。（1） 对于30及相连处的型芯：12.906120.2825=43.753N（2） 对于6及相连接的型芯7.8780.2825=26.707N所以总的脱模力43.573+26.707N=72.46N 2、脱模方式的的确定