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1、XXXX 大学大学 塑料成型工艺与模具设计 课程设计设计课题设计课题: :电风扇调速旋扭电风扇调速旋扭说 明 书系系 部部: XXX专业班级专业班级:XX指导老师指导老师: XXX学生姓名学生姓名：XX2011 年年 8 月日月日- 1 -课程设计说明书课程设计说明书计计 算算 及及 说说 明明主要结果主要结果一一 设计任务设计任务（1）塑料制品名称：电风扇调速旋扭 （2）成型方法与设备： （3）塑料原料：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料 （ABS） （4）收缩率：0.3%0.8% （5）生产批量：大批量生产 （6）塑件图：如图（1）所示为电风扇调速旋扭的二维图样，如图（2）所示为电风 扇调速旋扭盖
2、子的三维图样。材料：ABS 收缩率： 0.3%0.8%生产批量： 大批量生产- 2 -(1)- 3 -（2）- 4 -二二 塑件成型工艺分析塑件成型工艺分析1、塑件成型特点、塑件成型特点ABS 是聚苯乙烯的改性产品，是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯 三种单体 组成的共聚物，它综合了三种成分特征，具有良好的综合性能。其中丙稀 腈使 ABS 具有良好的表面硬度 耐热性及耐化学腐蚀性，丁二烯使ABS 坚韧，苯乙烯使 ABS 具有良好的成效加工性和着色性能。加上ABS 原料 易得，价格低廉，因此 ABS 是目前参量最大 、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 1.021.
3、05 g/cm3.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； 成型塑件表面由较好的光泽，经过调色可配成任何颜色，表面可镀鉻。 ABS 的成型特性为:(1)可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空、电镀、焊接及表面涂饰等多 种成型方法加工（2）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。（3）流动性中等，溢边值为 0.04 左右。（4）壁厚 溶料温度对收缩率影响小，塑件尺寸精度高。（5）比热容低，塑化效率高，凝固也快，故成型周期短。（6）表观粘度对剪切速率的依赖性很强，因此模具设计中
4、大都采用点浇口形式。（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助力。（8）易采用高料温 高模温和高注射压力成型。- 5 -2、塑件的结构工艺分析、塑件的结构工艺分析（1）塑件的尺寸精度分析该塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均自由尺寸，可按MT7 级精度查取公差.该塑件的上的主要尺寸的公差要求查表后下表该塑件的上的主要尺寸的公差要求查表后下表塑件标注尺寸塑件尺寸公差300 98. 030500 32. 150120 66. 01230 58. 03外形尺寸R10 38.01R648. 0 062798. 0027238. 002内形尺寸358. 0031056. 0010V=
5、38130.08mm3M=39.3g- 6 -（2）塑件表面质量分析对该塑件表面没有特殊要求。一般情况下，外表面要求光洁，表面粗糙度 Ra 可以取 0.8m；没有特殊要求的塑件内部表面粗糙度 Ra 可取 3.2m。（3）塑件结构工艺分析从图纸上分析，该调速旋钮的外形类似于回转体，壁厚均匀，且符合最小壁厚要求。调速旋钮下端有一个高为 12mm、外圆直径为 12mm、内圆直径为 6mm 的空心凸台，由于注射 制品在冷却过程中产生收缩，因此在脱模前会紧紧的包住模具型芯，为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制件，应设置合理的脱模斜度，根据塑件材料 ABS 查表得：型腔脱模斜度为 35130，型芯脱模斜度
6、为 301。结论：综合上述，该调速旋钮可采用注射成型加工。3、塑件的生产批量、塑件的生产批量该塑件的生产类型是大批量生产的，因此在模具设计中要提高塑件的生产率，倾向于才有多型腔、高寿命、自动脱模模具，以便降低生成成本。4、初选注射机、初选注射机（1）计算塑件体积或质量通过三维造型可获得电风调速旋扭的体积V=38130.08。3mmABS 的密度为，所以塑件的质量303. 1cmggVw3 .391003. 108.381303- 7 -（2）根据塑件本身的几何形状及生产批量确定型腔数目因为本设计中采用侧浇口，且塑件较小，形状较简单，为了保证一次加工过程中各种参数均衡，利于配合使用，提高塑件成功
7、概率，并从经济型的角度出发，节省生产和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。（3）确定注射成型的工艺参数根据该塑件的结构特点和 ABS 的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见下表塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容温度 8090预热和干燥时间 2h后段180200中段210230料筒温度/前端200210喷嘴温度/180190模具温度/ 6080注射压力/MPa 7090注射时间35保压时间1530冷却时间1530成型时间/s总周期4070A B螺旋转速 3060W=157.2g- 8 -/（r/min）方法红外线灯烘箱温度/70S后处理时间/h 24 （4）确定模具温度及
8、冷却方式ABS 为非结晶型塑料，流动性中等，壁厚一般因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以模具应考虑适当的循环水冷却，成型模具温度控制在6080。 （5）确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模四腔分布，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量：W=2w=439.3=157.2g。根据以上注射量的分析以及考虑到凝料、塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考设计手册，初选 SZY-300 型螺杆式注射机。 SZY-300 型注射机的主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/cm33202注塑压力/mm125
9、3锁模力/KN14004动、定模板最大安装尺寸/（mmmm）5206205最大模具厚度/mm355- 9 -6最小模具厚度/mm1307最大开模行程/mm3408喷嘴前端球面半径/mm129喷嘴孔直径/mm4三、分型面的选择及浇注系统的设计三、分型面的选择及浇注系统的设计1、分型面的选择、分型面的选择为了确保该塑件外表面的质量要求，根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量、便于清楚毛刺飞边、有利于排除模具型腔内的气体、分模后塑件留在动模一侧及便于取出塑件等因素，分型面应选择在塑件外形轮廓的最大尺寸处。综合考虑各种因素，并根据本塑件的外观特点，从而得到该塑件的分型面（如图）.2、浇注系统的
10、设计、浇注系统的设计浇注系统由主流道 分流道 浇口 冷料穴四个部分组成。考虑到塑件的外观要求较高，外表面不允许有成型斑点和熔接痕，以及一模四腔的布置 ABS 对剪切速率较为敏感等因素，浇口采- 10 -用方便加工整修,凝料去除容易且不会在塑件外壁留下痕迹的侧浇口，模具采用单分型面结构两板模，模具制造成本比较容易控制在合理的范围内。浇注系统的设计如下图（1）主流道设计主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸更换的浇口套，采用优质钢材制作，并经热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计，如下图查资料得到 SYZ-300 型注射机与喷嘴的有关尺寸：喷嘴前端球面半径 12，喷嘴孔直径=4
11、mm。为保证模具主流道与喷0d- 11 -嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为：SP=+(12)，d=+（0.51）.因此，取主流球面半径0SP0dSR=14mm，主流道的小端直径 d=4.5mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成园锥形，期斜度为 26，为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计 R2 的圆弧过渡；为了补偿在注射机喷嘴冲击力作用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计得比模板厚度短0.02。定位圈是安装模具时做定位用的，一般定位圈高出定模板表面 510mm。（2）分流道设计分流道截面形状流道效率流动阻力脱模效果加工性选用情况U 型0.186D较小好好最常用经分
12、析可采用 U 型断面分流道。查有关经验标格得 ABS 的分流道推荐直径为，取，宽度为 510mm，深度mm5 . 98 . 4 mm8h=1.25R=5mm，斜角 a=510，据此，该模具的分流道设计如- 12 -图（3）浇口的设计根据塑件的外观要求及型腔分布情况，选用如图 所示的侧浇口。从塑件底侧进料，去除凝料时不会在塑件的外壁流行浇口痕迹，不会影响塑件的外观。（4）冷料穴采用带 Z 形头拉料杆，将其设置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起开模分型时将凝料从主流道中拉出留在动模一侧。- 13 -四、模具设计方案四、模具设计方案1型腔的布置型腔的布置对于一模多件的模具型腔布置，在保证浇注
13、系统分流道的流程、模具结构紧凑、模具能正常工作的前提下，尽可能使模具型腔对称、均衡、取件方便。经考虑型腔布置如下- 14 -2、成型零件的结构确定、成型零件的结构确定成型零件直接与高温高压的塑料接触，它的质量直接影响塑件的质量。该塑件的材料为 ABS 工程塑料，对表面粗糙度和精度的要求较高，因此要求成型零件有足够的强度、刚度、硬度和耐磨性，应选用优质模具钢制作，还应进行热处理以使其具备 5055HRC的硬度。（1）凹模（型腔）设计采用整体式凹模，它是在整块金属模板上加工而成，这样好处：牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接的痕迹。（2）凸模（型芯）设计型芯结构设计采用组合式，此模具的型芯形状较复杂
14、，采用组合式可节省贵重模具钢，便于加工，减少了工作量。- 15 -3、导向定位机构设计、导向定位机构设计由于塑件基本对称且无单向侧压力，所以采用直导柱导向便可以满足合模导向及闭模后的定位。4、推出机构设计、推出机构设计根据塑件的形状特点，其推出机构可采用推板推出或推杆推出。其中推件板推出结构可靠、顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，但制造困难，成本高；推杆推出结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件内部型腔留下顶出痕迹，但不影响塑件外观，所以采用推杆推出机构。5、冷却系统的设计、冷却系统的设计采用冷却水冷却，冷却通路的设计如下图- 16 -五、主要零部件的设计计算五、主要零部件的设计计算1、成
15、型零件的成型尺寸计算、成型零件的成型尺寸计算该塑件的成型零件工作尺寸的计算均采用平均法。查有关手册得 ABS 的收缩率为 0.3%0.8%，故其平均收缩率为：Scp=（0.3+0.8）% /2=0.55%=0.0055，模具的制造公差z=/3成型零件尺寸计算如下表:成型零件尺寸的计算尺寸类别塑件尺寸计算公式型腔或型芯工作尺寸44. 0056.490 98. 03033. 0062.29型腔的径向尺寸0 66. 012ZxSLLLcpssm0)(22. 0068.1198. 00270 33. 01 .2748. 0060 16. 032. 638. 0020 13. 026. 2径向尺寸型芯的
16、径向尺寸32. 10500)( ZxSLLLcpSsm0 44. 00 .51型腔的轴向尺寸0 58. 03ZxSHHHcpSsm0)(193. 007 . 258. 0030 19. 034. 3轴向尺寸型芯的轴向尺寸56. 00100)( zxShhhcpSsm0 19. 036.10- 17 -2、模具型腔壁厚的确定、模具型腔壁厚的确定采用经验数据法，依据直径查有关经验表得：该型腔的30推荐壁厚为 20mm。3、模具型腔模板总体尺寸的确定、模具型腔模板总体尺寸的确定该模具型腔直径为，根据确定的型腔壁厚尺寸 20mm，30综合以上数据，查有关资料，确定型腔模板的总体尺寸为WLH,其中 W=180,L=1
