電扇旋轉開關的塑料注塑模具設計說明書
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電扇旋轉開關的塑料注塑模設計 摘 要本設計主要是針對電扇旋轉開關的塑料模設計,通過對塑件進行工藝的分析和比較,最終設計出一副注塑模。該設計從產(chǎn)品的結構工藝性,模具結構出發(fā),對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和注射機都有詳細的設計,并配備了相應的圖紙。完整地描述了塑料設計的程序步驟,并參閱了大量相關的資料。關鍵詞:模具;注射機;電扇旋轉開關目 錄前 言11 塑料件的工藝分析21.1 塑料件的外形尺寸21.2 精度要求21.3 塑料件的材料21.3.1 ABS的基本特性21.3.2 主要用途31.4 脫模斜度32 擬定模具結構形式42.1 分型面的確定42.2 確定型腔數(shù)與排列方式43 澆注系統(tǒng)的設計53.1 主流道的設計53.2 定位圈的確定53.3 分流道的設計63.3 澆口的設計64 成型零件的結構設計74.1 型腔的結構設計74.2 型芯的結構設計74.3 成型零件鋼材的選擇85 模架的選擇96 注塑設備的選擇106.1塑件的質量計算106.2 澆注系統(tǒng)的質量計算106.3 注射機的選擇107 頂出系統(tǒng)的設計118 冷卻系統(tǒng)的設計12總 結13致 謝14附 錄15參考文獻16前 言塑料的運用已經(jīng)有很多了,大到國防武器,小到一些零件。生活中隨處可見塑料的身影,家中的電器,汽車中的一些零件,建筑中的一些管道,甚至醫(yī)療衛(wèi)生中現(xiàn)在也有好多塑料的影子。曾經(jīng)人人都以為塑料是有害物質,現(xiàn)在隨著科技的發(fā)展,塑料正在慢慢改變?nèi)藗兊纳睢1敬蔚恼n題來源于生活,電扇旋轉開關在生活中很常見,其成型難度很小、模具結構簡單,對我們提高實際的能力是一個非常好的練習,讓我們加強對塑料成型模具的設計和制造能力。本次的設計產(chǎn)品,首先要了解其結構外形,根據(jù)其結構外形的特點來制定設計內(nèi)容。只有合理的設計才能保證產(chǎn)品各方面得到要求,使模具達到更好的經(jīng)濟效益。在設計該模具的同時也學習了其他模具設計的一般方法、步驟。此次設計要用到UG、AutoCAD進行零件圖實體造型、然后分模制造,零件的產(chǎn)品說明書用Office軟件進行編制在編寫說明書過程中,我參考了塑料模具設計基礎及項目實踐、實用注塑模設計手冊和模具制造工藝等有關教材。由于本人水平的有限,知識根底不牢,缺少經(jīng)驗,本說明書存在一些缺點和錯誤,希望老師多加指正,以達到本次設計的目的。 1 塑料件的工藝分析1.1 塑料件的外形尺寸該塑料件是電扇旋轉開關,結構簡單且尺寸較小,外形尺寸為353530.壁厚為2mm.如圖1-1所示。圖1-1 電扇旋轉開關1.2 精度要求該塑料件表面精度要求不高,因此其尺寸公差取MT5級精度。1.3 塑料件的材料該塑料件為電扇旋轉開關,根據(jù)其結構特性和成型工藝,我選擇的材料是ABS。1.3.1 ABS的基本特性ABS塑料具有優(yōu)良的綜合性能,有非常好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能、耐磨性、抗化學藥品性、染色性,成型加工和機械加工較好。如表1-1所示。表1-1 ABS塑料的主要技術指標密度/(/dm)1.021.16拉伸彈性模量1.810比體積/(dm/)0.860.98抗彎強度80吸水率(24h)0.20.4沖擊韌度11熱變形溫度t/90108硬度HB9.7R121熔點t/130160體積電阻系數(shù)6.9抗拉屈服強度50收縮率s/%0.40.71.3.2 主要用途ABS樹脂的最大應用領域是汽車、電子電器和建材。汽車領域包括有儀表板、車身外板、內(nèi)裝飾板、方向盤、隔音板管等很多部件。在電器方面則廣泛應用于電冰箱、電視機、洗衣機、空調(diào)器、計算機等電子電器中 。建材方面,ABS管材、ABS衛(wèi)生潔具、ABS裝飾板廣泛應用于建材工業(yè)。此外ABS還廣泛的應用于包裝、家具體育和娛樂用品、機械和儀表工業(yè)中。1.4 脫模斜度ABS屬于無定型塑料,成型收縮率為0.5%,該塑料件脫模斜度周圍均勻都為1.如表1-2所示。表1-2 塑料常用的脫模斜度塑料名稱脫模斜度()型腔型芯PE、PP、IPVC、PA、CPT、PC、PSF25452545PVC、PC、PSF35403050PS、PMMA、ABS、POM351303040PF、UF、MF、OAP、EP254020502 擬定模具結構形式2.1 分型面的確定分型面的確定要考慮以下幾個方面:1)分型面位置應在塑料件脫模方向最大的投影邊緣部位。2)保證塑料件留在動模且方便頂出。3)分型線的位置應盡量不影響塑料件的外觀。4)分型面的選擇應盡量避免形成側孔、側凹。5)合理安排澆注系統(tǒng),特別是澆口位置。塑料件分型面的選擇有兩種方案,一種是放在塑料件臺階表面處,另一種為底面的最大截面處。根據(jù)以上原則可以把分型面位置確定在塑件底面的最大截面處,如圖2-1所示。圖2-1 分型面2.2 確定型腔數(shù)與排列方式該塑料件外觀要求不高,尺寸精度要求一般。在本次設計中采用一模兩腔的排列方式。采用一模兩腔,即模具需要兩個型腔。為了保證模具的壓力和溫度平衡,可以采用對稱排位來保證平衡,現(xiàn)采用如圖2-2的型腔排列方式。圖2-2 型腔排列方式3 澆注系統(tǒng)的設計用一模兩腔的成型方法,將澆注系統(tǒng)設在塑件中央孔處,采用側澆口的澆注形式,分流道截面為圓形,使得模具結構簡單,易于加工。3.1 主流道的設計主流道為圓錐形,一般主流道的小端直徑為2mm6mm,與注射機噴嘴配合,查表得知XS-ZY-30型注射機的噴嘴孔直徑d=4mm、噴嘴球半徑R=10mm。一般情況下,主流道小端直徑比噴嘴孔直徑要大0.51mm,故主流道小端直徑選3.5mm。主流道的半錐角通常為12,因為過大的錐角會產(chǎn)生湍流或渦流,卷入空氣,過小的錐角會使脫模困難,所以在這錐角選為2。主流道頂端深入定模底板5mm,到塑料件中央長度為95mm,如圖3-1所示。圖3-1 主流道3.2 定位圈的確定定位圈可采用自制或外購標準件,在這選擇100mm的規(guī)格。定位圈的其中一種安裝方式如圖3-2所示。圖3-2 定位環(huán)3.3 分流道的設計分流道是主流道到進膠口的通道,常用的分流道形狀有圓形,正方形,梯形和U形。圓形和正方形流道的效率最高,考慮到加工的方便性,優(yōu)先采用圓形的流道,其加工較容易。分流道的尺寸一般有4mm,5mm,6mm,8mm,10mm,12mm。ABS材料的密度為1.16 g/cm3,塑料件的體積為13.733 cm,可以得到W=V=1.1613.73316g,塑料件的壁厚為2mm,查表可知分流道的直徑可取3.54mm,這里取分流道直徑為4mm,如圖3-3所示。圖3-3 分流道3.3 澆口的設計根據(jù)分流道的分布采用側澆的方式進行進膠,由于進澆口不能做在塑料件的外表面和裝配位置。該塑料件為電扇旋轉開關,因此把進澆口選在塑料件的底面。ABS的理論參考值為0.51.5mm,在此進澆口取1.2mm,如圖3-4所示。圖3-4 澆口4 成型零件的結構設計模仁的設計需要考慮主、分流道布局,水路布局和加工的成本,同時模仁的尺寸大小也需要滿足以下幾個條件:1)塑料件與模仁邊的距離要在2050mm,約等于模仁寬的15%。2)塑料件與塑件之間的距離要在1030mm。3)塑料件與模仁底面尺寸要在為2050mm,且模仁厚度必須20mm。4.1 型腔的結構設計型腔是成型塑料件外表面的成型零件。本次設計采用整體嵌入式型腔結構,塑料件尺寸為353530,模仁的長寬高需要取整,因此設定型腔件的尺寸為13513540,如圖4-1所示。圖4-1 型腔4.2 型芯的結構設計型芯是成型塑料件內(nèi)表面的成型零件,通常有整體式和組合式兩種類型。通過對塑料件的結構分析,本次設計采用整體嵌入式,塑料件尺寸為353530,模仁的長寬高需要取整,因此設定型芯件的尺寸為13513530,如圖4-2所示。圖4-2 型芯4.3 成型零件鋼材的選擇根據(jù)成型塑料件的結構分析,該塑料件為旋轉開關,對成型要求一般,所以構成模仁的型芯和型腔選用45#,并淬火熱處理。5 模架的選擇模架方面可確定為單分型面模架,考慮到模仁的尺寸大小因此選用龍記模架的CI2525型大水口模架,其外形尺寸:長寬高=300250280。A板需要裝入型腔件,型腔件的高度為40mm,加上型腔上面還要再加入冷卻水道,要在A板上面留出足夠的距離空間來開設水道,又為了保證A板有足夠的強度,故A板的厚度取75mm。B板的選取和A板相同,也同樣要開設冷卻水道,再加上注射時要承受很大的壓力,故B板的厚度也取75mm。經(jīng)上述分析,模架如圖5-1所示。圖5-1 模架6 注塑設備的選擇6.1塑件的質量計算計算塑件的重量是為了更好的選擇注射機計算塑件的體積:V=13733 mm計算塑件的質量:W=V根據(jù)設計手冊得知:ABS的密度1.16kg/dm,因此塑件的質量為W=V=1377331.1610=160g。6.2 澆注系統(tǒng)的質量計算計算澆注系統(tǒng)的體積:V澆=2V澆口+V主流道+V分流道=2611 mmV總=塑件+V澆=2611+13733=16344 mm查有關資料得:ABS材料=1.021.16g/cm3。塑件和澆注系統(tǒng)的質量:W總=(V澆+V塑件)=1.0916.34417.81g6.3 注射機的選擇一次注入模具型腔的塑料總質量V總=16.344 cm,要與注射機理論注射量的0.8倍相比配,理論注射量為:V注射機=V/0.8 cm=20.43 cm因此選注射機理論注射容量為30 cm,注射機型號為XS-Z-30型注射機,如表6-1所示。表6-1 XS-Z-30型注射機的主要參數(shù)標稱注射量30cm3定位孔直徑55mm最大開模行程S160mm噴嘴球頭半徑R10mm最大裝模高度Hmax180mm噴嘴孔直徑4mm最小裝模高度Hmin60mm螺桿直徑/mm28模板最大安裝尺寸250280mm最大開模行程160mm7 頂出系統(tǒng)的設計在塑膠模具中,頂出系統(tǒng)是為了使產(chǎn)品、流道和廢料從模具中順利脫出,保證生產(chǎn)的持續(xù)進行所設置的相關機構。頂出系統(tǒng)設計的基本要求:1)不能損傷制品。2)要保持頂出平衡。3)需要易加工的。4)頂桿不能太靠邊,要與邊保持13mm的距離。5)頂桿優(yōu)先使用在制品四周難脫模的位置。頂桿一般有圓頂桿,扁頂桿,推管,頂出塊,斜頂,氣頂。頂桿的大小一般有16mm,8mm,10mm,12mm。由于該塑料件為電扇旋轉開關,分型面在制品的底面最大截面處,因此選用圓頂桿。制品尺寸不大,頂桿大小選為5mm,與邊保持了12mm,滿足設計要求。頂桿頂端與型芯齊平,長度為143mm,材料為碳素工具鋼,如圖7-1所示。圖7-1 推桿8 冷卻系統(tǒng)的設計冷卻系統(tǒng)的作用是縮短成型周期,提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量。選擇冷卻系統(tǒng)的原則是快速,均勻冷卻和加工簡單。因此水道的布置一般采用橫向布置,其優(yōu)點為加工簡單,冷卻效率高。冷卻系統(tǒng)一般有以下幾個要求:1)水道離塑料件要保證1020mm。2)離螺絲的最小距離是5mm。3)離鑲件頂針的最小距離為4mm。4)冷卻水道的直徑一般是8mm,10mm,其中6mm和12mm的很少用。5)水井直徑一般有16mm,20mm,25mm。6)澆口壁厚附近處應加強冷卻。7)避免造成模具表面冷卻不均勻。設計水道也要注意幾個地方:不能與其他配件相撞,在水嘴2530mm范圍內(nèi)無其他配件。塑件為電扇旋轉開關,尺寸不大,選擇水道直徑為8mm,水道的布置為橫向布置,放置塑件澆口的附近,如圖8-1所示。圖8-1 冷卻回路總 結2016年10月,我開始了我的畢業(yè)設計,到現(xiàn)在,論文基本上已經(jīng)完成。這次的設計是對自己在大學這三年所學知識的一次匯總,檢驗自己在大學三年里學到了什么。這次的設計從一開始的茫然,到后來慢慢進入狀態(tài),再到整個設計思路漸漸清晰,整個設計過程難以用言語來表達。在這整個過程中有悲傷有難受也有把問題解決時的快樂,遇到困難時,我都不知道從哪里寫起,該寫點什么,一點頭緒也沒有,像無頭蒼蠅亂飛;當困難解決時,我會覺得豁然開朗,很多好的思路全都涌現(xiàn)出來,所學的知識全部浮現(xiàn)在腦中供自己使用。這次的設計也是對自己的一個挑戰(zhàn),在大學中所學到的和所掌握的都將在這次設計中體現(xiàn)出來。在2016年10月份時,當老師讓我們準備開始畢業(yè)論文時,我的大腦是一片空白,不知道應該寫什么。那個時候一點準備都沒有,論文的內(nèi)容更是沒有想好。于是我主動找到老師,老師告訴我可以找一找生活中一些常見的物品,也好了解其形狀特點。通過尋找我發(fā)現(xiàn)生活中我們使用的好多東西都跟塑料模有關,經(jīng)過老師的幫助,我確定了自己的設計內(nèi)容。這次設計中我查閱了大量有關資料,去圖書館借書來查閱資料,利用空余時間網(wǎng)上百度,盡量的使我的資料完善。將自己大學所學的專業(yè)知識和查閱到的資料融合在一起,完成了這次畢業(yè)設計。當然了,在設計的過程中碰到了好多的問題,一開始的字體和格式問題讓我修改了好長時間。后來經(jīng)過老師的檢查也發(fā)現(xiàn)了自己的論文中很多的錯誤,尤其是CAD中的圖,圖的問題很大,修改CAD圖也花了自己好久的時間。本次的設計有喜有悲,過程難以用言語表達,但通過這次的畢業(yè)設計,也發(fā)現(xiàn)了自己好多的問題。平時以為自己已經(jīng)掌握了的知識,在實際運用中卻會發(fā)現(xiàn)有好多的不足。這次的設計也告訴我理論知識加實際操作能力是非常重要的,通過實際操作能發(fā)現(xiàn)自己的不足,從而完善自己的能力。經(jīng)過這幾個月的努力,我相信這次畢業(yè)設計一定能為大學三年生涯劃上一個圓滿的句號,為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎。致 謝在這次設計的過程中,感謝老師對我的幫助。在我不懂的地方指導我并且指出我的不足。在這設計過程中,我通過查閱大量有關資料,也與同學交流學習。正是有了老師和同學們的幫助,我才能完成這次設計。附 錄 參考文獻1 歐麥嘉,周澤宇. 現(xiàn)代注塑模設計與制造. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.2 陳志剛. 塑料成型工藝及模具設計. 北京:機械工業(yè)出版社,2007.3 申開智. 塑料成型模具. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2005.4 鄒繼強. 塑料制品及其成型模具設計. 北京:清華大學出版社,2005.5 洪慎章. 實用注塑成型及模具設計. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.6 賈潤禮實用注塑模設計手冊北京:中國輕工業(yè)出版社,20007 王孝培塑料成型工藝及模具簡明手冊北京:機械工業(yè)出版社,20008 黃毅宏模具制造工藝北京:機械工業(yè)出版社,19999 王樹勛注塑模設計廣州:華南理工大學出版社,200510 褚建忠塑料模具設計基礎及項目實踐浙江:浙江大學出版社,201517
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