1、桂林工学院南宁分院塑料成形工艺与模具设计课程设计设计课题 电风扇开关上盖注射模具设计 说明书系部 机电系 班级 06 模具（ 2）班 姓名 李胜辛 指导教师 廖月莹 洪峰 设计时间：2008 年 10 月 11 日2目录 目录2一 设计任务书3二 塑件的结构工艺分析42-1. 塑件原材料的成型特性分析.42-2. 塑件的结构工艺性分析52-2-1塑件的尺寸精度分析52-2-2塑件的表面质量要求52-2-3塑件的结构工艺性分析52-2-4塑件的生产批量62-3 初选注射机62-3-1制定成型工艺卡62-3-2确定成型设备62-3-3确定模具温度和冷却方式62-3-4确定注射成型的工艺参数62-3
2、-5根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目.72-3-6计算塑件体积和重量7三. 分型面及浇注系统的设计83-1. 分型面的选择83-2 浇注系统的设计93-2-1 主流道和定位圈的设计.103-2-2 分流道的设计 113-2-3 浇口的设计 113-2-4 冷料穴的设计 11四模具设计方案论证124-1 型腔布置124-2 成形零件的结构确定124-2-1型腔的设计124-2-2型芯设计124-3 导向定位机构设计124-4 推出机构设计124-5 冷却系统设计134-6 抽芯机构的确定13五主要成型零部件的设计计算135-1 成型零件的成型尺寸135-2 模具型腔壁厚的确定135-
3、2-1型腔侧壁厚度 S 的计算145-2-2型腔底板厚度 T 的计算145-3 抽芯机构的设计计算155-3-1 抽芯距 S 的计算155-3-2抽芯力的计算155-3-3确定滑块上的弹簧155-3-4确定楔紧块的 155-4. 推出机构的设计155-5. 标准模架的确定15六成型设备的校核计算156-1 注射机注射压力的校核156-2 最大注射量的校核156-3 锁模力的校核166-4 安装尺寸的校核166-5 推出机构的校核166-6 开模行程的校核163七心得体会17【参考文献】18附图（Moldflow 对塑件的分析）19模具报价21模具三维爆炸图.22一、设计任务书1. 塑料制品名称
4、：电风扇开关上盖2. 成型方法与设备：在 XS-ZY-125 型注射机上成型3. 塑料原料：ABS4. 收缩率：0.3%-0.8%5. 生产批量：30 万件6.塑件图：图 1 所示为该制品的二维图样，图 2 所示为该制品的三维图样。4图 15图 2二、塑件的结构工艺分析1.塑件原材料的成型特性分析ABS 是聚苯乙烯的改性产品，是目前产量最大、应用最广的工程塑料。ABS 是不透明非结晶型聚合物，无毒、无味，密度为 1.02-1.05g/cm。ABS 具有突出的力学性能，坚固、坚韧、坚硬；具有一定的化学稳定性和良好的介电性能；具有较好的尺寸稳定性，易于成型和机械加工，成型塑件表面有较好的光泽，经过
5、调色可配成任何颜色，表面可镀鉻。其缺点是耐热性差，连续工作温度 70左右，热变形温度为 93左右，但热变形温度比聚苯乙烯，聚氯乙烯，尼龙等都高，耐候性能差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS 可采用注射，挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等多种成型加工方法。ABS 成型性能如下：(1) 易吸水，成型加工前应进行干燥处理，表面光泽要求高的塑件应长时间预热干燥。(2)流动性中等，溢边值为 0.04m 左右。(3)壁厚和熔料温度对收缩率影响极小，塑件尺寸精度高。(4)比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。(5)表现黏度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中大多采用点浇口形式。(6
6、)顶出力过大或机械加时塑件的表面会留下白色痕迹，脱模斜度宜取 2以上。(7)易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。(8)宜采用高料温、高模温、高注射压力成型。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在 50-60；而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在 60-80。2塑件的结构工艺性分析 （1）塑件的尺寸精度分析6该塑件需标注公差的尺寸有 83 ，2 ，12 ，4 ，属于一般精度要求，.04.05.02.0其他尺寸均为未标注公差，可按 MT5 查取公差。下表列塑件主要尺寸的公差要求。部位 尺寸 尺寸公差 部位 尺寸 尺寸公差8501孔尺寸1538.0外形尺寸20 64.0间
7、距尺寸 42.5 0.5025 5. 12 5.083 2.0 2 4.010 8.0 4 2.内形尺寸81 .1内形尺寸17 58.0（2）塑件的表面质量要求该塑件要求外观光洁，色彩艳丽，不允许有成型斑点和熔接痕，Ra 为 0.4um,而内表面没有特殊要求。（3）塑件的结构工艺性分析从图纸上看，该塑件外型为四方壳罩，圆角过度且无尖角存在，侧壁厚均匀，顶部厚度比侧壁厚 1mm,可以避免在顶部产生熔接痕，且符合最小壁厚要求。塑件型腔较大，有一个尺寸为 15 的孔，它符合最小孔径要求。在塑件一侧有一个尺寸为 2x4 的矩形孔，要考虑侧向分型抽芯装置。为使塑件顺利脱模，可以在塑件内部增设 1 度2
8、度的拔模斜度。内部有四个均布的加强肋,可增强塑件的强度,减少塑件的变形.肋的侧壁设有 1 度左右的斜度,底部等处有 R0.3 的圆角过度. 综上所述，该塑件可采用注射式成型加工。（4）塑件的生产批量塑件的生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占的比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出，所以可以考虑使用自动化程度较高、结构较复杂、精度寿命高的模具。如果是小批量生产，则应尽量采用结构简单，制造容易的注射模具，以降低注射模具成本。该塑件产量是 30 万件，生产类型属于中批量生产，可以适合考虑采用一模多腔、快速脱模以及成型周期
9、不宜太长的模具，同时模具造价要适当控制。3.初选注射机，用 Moldflow 软件对塑件进行分析（查附图 P19-207页）（1）计算塑件体积或重量通过三维造型可获得矩形上盖的体积 V=29.9 cm ,3ABS 密度为 =1.03g/cm ,所以塑件的质量 =1.03x29.9=30.8g.3 （2）根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件的外表面无特别的要求,且生产批量不大,因此可以考虑采用一模二腔,型腔平衡布置在型腔板的两侧,以方便侧抽实现、浇口排列和模具平衡.所谓最大注射量是指在对空注射时，螺杆或柱塞做一次最大行程的移动所能达到的注射量。根据经验，在设计注射模具是，塑件和
10、浇注系统凝料量不能超过注射机最大注射量的 80，即nm+m1kmp式中 n型腔数量，n=2；m单个塑件所用的塑料量，m=30.8g；m1浇注系统凝料所用的塑料量，m1=6.16；k注射机的最大注射量的利用系数，一般取 0.8；mp注射机的最大注射量，mp=125g。计算得nm+ m1=230.86.16=67.76gmp=125g。故注射机的最大注射量满足要求3锁模力的校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系式为 FkpA8式中 F 注射机锁模力，查相关表得 XS-ZY-125 型螺杆注射机的锁模力为900KN；k 压力损耗系数，一般取 1.11.2；P
11、 型腔内最大熔体压力，可取注射成型压力的 25%50%，p 取28Mpa；A 塑件及浇注射系统在分型面上的投影面积之和，本模具A=1.510 m 。2计算得kpA=1.2 2810 1.510 m 10 =504KN623F=900KN 504KN故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。4安装尺寸的校核本模具采用的是 A216031545Z1 GB/T12556.11990 的标准模架，模具的外形尺寸为 355mm 400mm，模具闭合高度为 H=90+50+50+80=270mm,查资料得 XSZY125 型注射机动、定模模板最大安装尺寸 420mm450mm，允许模具的最小厚度 H =200m
12、m,最大厚度 H =300mm，即模具的外形尺寸不超过注min max射机动、定模模板最大安装尺寸，模具闭合高度满足 H H H 的安装条件，minmax故该模具满足 XSZY125 型螺杆式注射机的安装要求。5推出机构的校核塑件实际推出距离为 4420+10，满足推出距离要求。6开模行程的校核注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距必须小于注射机的最大开模距离，本模具为单分型面注射模具，X SZY125 型螺杆式注射机的最大开模行程与模厚无关，校核关系式为SH H +H （510 ）12式中 S注射机的最大开模行程，查资料得 XS-ZY-125 型螺杆式注射机的最大开模行程为 S=30
13、0mm,H-侧抽芯的滑动距离 15mm;H 塑件脱模所需的推出距离，该塑件的脱模推出距离为 44mm；1H 塑件的高度，该塑件的高度为 20mm。2计算得：H +H +H+（510）=4415+2010=89mm 300mm.12所以，注射机的开模行程足够大，满足要求。以上分析证明，XSZY125 型螺杆式注射机能满足要求，故可以采用。根据校核结论，将 XSZY125 型螺杆式注射机填入塑件的成型工艺卡中。9七心得体会通过这次塑料模具的设计，我对注射模有了更深刻的了解，在老师的细心指导下，和我们日日夜夜的奋战中，终于顺利完成了。通过这次实习，我在原来的理论基础上增加了不少实战性的知识，真正的把
14、书本上的理论知识与实际操作结合起来。在设计过程中，由于涉及到很多方面的知识，比如，以前学到过的公差，CAD， CAE 等课程，统统到要记起来才能继续设计，因此我又重新复习了一遍以前的知识。我们利用计算机辅助设计 CAD/PROE/CAE 等来进行塑料模具的设计和分析，使设计达到最佳水平，比动手画图更省时和省力，而且清晰明了，可见CAD/PROE 技术在塑料模设计中已从研究阶段走上了实用阶段。对这些软件的操作，我会更深入地去了解，去学习的，它们的作用真的是太强大了。我们共设计了 3 周，不应该说是 4 周，我们拖了一周，由于是第一次设计，走了不少冤枉路，幸好老师通融，给我们多了一周时间，在这短短
15、的 4 周里，我学到了很多，真正的学到了什么才是模具设计。从开始到结束，我都很认真，感觉到自己在这短短的四个星期里学完了大学里的全部课程。我们还有两个月就要出去实习了，这次设计等与给我们复习了以前学过的知识，并把这些知识与实际结合起来，真是一个难得的机会。还有，设计过程中，我也发现自己有很多不足之处，知识不够全面，还要大大地学习相关方面的知识，提高我个方面的能力。这次设计得到廖老师和洪老师的帮助和辅导，在这里我向他们表示衷心的感谢。使我们明白了模具设计的总体流程，以后我一定更加努力学习，为将来打下坚固的基础。【参考文献】1廖月莹，何冰强等：塑料模具设计知道与资料汇编，大连理工大学出版社，200
16、7 年 8 月，第 1-240 页。2廖月莹，高汉华等：塑料成型工艺与模具设计，大连理工大学出版社，2007年，第 1-300 页。3徐政坤等，塑料成型工艺与模具设计，国防工业出版社，2008 年，第 70-249页。4周开勤等，机械零件手册，高等教育出版社，2006 年第六版，第 63-95 页。5林清安等，模具设计，电子工业出版社，2005 年 4，第 37-127 页。6诸小丽，韦余萍等，Pro/e 实用教程，人民邮电出版社，2005 年 9 月第一版，1-170 页。7Moldflows Design Group： Modern Plastics Magazine，Briarcliff
17、 Manor，2000年，5 卷，9 期108张芳：模具 CAD CAM 技术的应用，呼和浩持科技， 2002 年 4 月，第 82-89页（1） 用 Moldflow 软件对塑件进行分析如下图：最佳浇口和填充时间是分析11（2） 压力和熔接痕的分析：12七 报价清单13材料费（A）注射材料 ABS型腔数 2模架结构 采用 A2315400-40Z1 GB/T12556.11990标准模架 A 板厚度为 50 B 板为 50模架费用 6000 元标准件费用 700 元电极费用 2000 元材料采购及报废风险费用 15000 元20%=3000 元合计=11700 元设备加工费（B）CNC 加工费 2500 元车、铣、磨床加工费用 1800 元电加工费 2500 元合计=6800 元人工加工费用（C）钳工工时/h 358 时工时薪资（/元/h） 45合计=19110 元其他（D）设计费用 2770 元试模费用 1000 元管理费 1000 元其他费用 2300 元合计=7070 元利润 E=（A+B+C+D）20% 8936 元税收 F=（A+B+C+D+E）10% 5361 元模具造价 G=A+B+C+D+E+F 约 44680 元
