冰箱调温按钮塑模设计说明书-

一、产品介绍

第1页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、产品结构尺寸（见产品图[1]）4、生产量：月产量150万只。5、产品性能及使用要求：轻设备自重。强度>15K•cm2，弯曲强度>70KG•cm2×1013Ω;体积电阻系数<1015Ω•cm，马丁耐热温度>70℃。人工手指操作按压力。二、产品材料的选择与配方设计PSH-GN-095-06PS88%，雾度3%，折射率比较大具有特殊的光亮性。PS15项目表2—1参数值PSH-GN-095-06项目 参数值相对密度1.05拉伸弹性模量Mpa 2.8×103吸水性%0.04马丁耐热温度℃ 52收缩率%0.7热 变 形 温 度 92比体积率%0.95（1.82MPa）℃1×101648体积电阻率Ω•cm165Mpa20.6熔点℃120冲击韧性KJ•m-2软化温度℃PS中文名：聚苯乙烯英文名：Polystyrene2.1、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。聚苯乙烯无色南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第2页1.054g/cm³。聚苯乙烯子质量越大，机械强度起高。聚苯乙烯有优良的电性能（能）10﹪~30﹪的盐酸、稀醋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。、成型特性：应力0.03mm面应圆滑连接可用螺杆或柱塞式注射机加工，喷嘴可用直通式或自锁式。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。2可用热浇道结构。、综合性能：热变形温度：65oC 96oC屈服强度:35~63MPa抗拉强度:35~63MPa断裂伸长率1.0%拉伸弹性模量：2.8~3.5GPa抗弯强度：61~98MPa南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第3页抗压强度： 80~112MPa、PS：注射机类型： 螺杆式预热： 温度 60~75时间 2h料筒温度： 前段 170~190oC后段 140~160oC模具温度： 32~65成形时间： 注射时间 15~45s高压时间 0~3s冷却时间 总周期 40~120s注射压力： 60~110Mpa螺杆转速： 48（r/min）PSH-GN-095-06求，故除加增强剂外不需加其它助剂配方，即可生产产品。三、工艺参数的确定、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=¼πd1²×2+¼π(d2²-d3²)×1+¼πd2²×0.5=¼π(13.5)²×2+¼π(10²-6²)×1+¼π10²×0.5=316㎜³V分=π×(d/2)²×h=3.14×4×10=12.56㎜³V⅓πh(r²+Rr+R²)=⅓π×35(1.75²+1.75×3+3²)=634.2V=6(376+12.56)+634.2=2965.56³=2.966³、锁模力计算：根据[3]：F=K P APSK=0.6P=60MPa/cm2。AA的计算：A=¼πd²=0.25×13.5²=1.4316cm2F=K P A=0.6×60×1.4316=51.696KN、保压时间的计算:T保=0.3(S+2S2)=0.3×(2+2×32)=3s南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第4页、冷却时间的计算:T冷=[S²/π²k]×in[8(Ts-Tm)/π(TE-Tm)]=3s、塑化时间的计算:T塑=一次注射量/塑化能力=2.3/10=0.23sTs—成型温度[5] Tm—模具温度TE—脱模温度 α—热扩散系数（㎡/h，取3.2×1表3—1注射工艺控制参数项目控制部位控制参数备注温度（℃）干燥60[5]P237附D料筒后段料筒中段150±5180±5压力(Map)时间（秒）四、设备的选择

料筒前段 160±5喷嘴 150±5模具 60±5塑化背压 <20注射压力 60保压压力 锁模力（吨） 52干燥时间 2h注射时间 0.2保压时间 3冷却时间 3开合模时间 5成型周期 124.1、注射机的选择（1）注射量的确定2.4cm3Q：Q＝2.4×1.2＝2.88cm3取注射机的公称注射量为~~3cm3锁模力的计算南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第5页由工艺参数的确定中已知为（ 0.6）吨，成型面积为（1.4316）cm2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:24h240.85，121500000÷（3600×6×0.85）=1.36（台）230 24 12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项目理论注射量cm3单位10参数备注注射压力Map150最大注射面积cm290锁模力KN15最大模具厚度㎜180最小模具厚度㎜100模板行程㎜120喷嘴球半径㎜12喷嘴口半径㎜2.5五、模具设计选择制品的分型面[5]A-A如下图：分型如下图：南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第6页、型腔布置已知的体积V 或质量

图5-1 分型面，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，塑 塑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：、浇注系统的设计

图5—2型腔布置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。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。南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第7页根据塑件的形状采用推杆推出。主流道及主流道衬套[5]主流道的主要设计要点：a、 在模具结构的允许的情况下L尽量短一般小于过大则会影响熔体的顺利充型。b、 主流道大端呈圆角，以减少料流转向过渡时的阻力，c、 大多数情况下将主流道和定位圈设计成两个零件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。d、 主流道衬套选用T8、T10制造，热处理强52~56HRC。e、 定位环固定螺钉一般取 M6~M8，螺钉一般选用两个上。R=喷嘴球面半径+2~3=12+3=15mm 喷嘴孔径+1=2.5+1=3.5mma=4° r=1mm D=6mm图5—3 主流道及主流道衬套的结构分流道[3]a:分流道截面和尺寸选用U形分流道截面,表面积/体积比小,冷却速度慢最低,热量及摩擦损失小,进料流中心冷凝慢,有利于保压尺寸的确定:根据经验公式确定分流道的直径[5]m—流经分流道的塑料量L—分流道的长度(mm) D—分流道直径(mm)3.5~10D=5mm南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第8页图5—4 分流道截面形状b:分流道布置根据型腔的布置,分门巴道貌岸然也是选用平衡式布置,其长度、形状和断面尺寸都必须对应相等，以保证塑件在强度、性能及质量上的一致性。分流道表面粗糙度Ra一般为1.6um图5—5 分流道的布C、浇口[5]：各浇口的尺寸计算[1]α=2° l=1㎜ r=2㎜经验公式计算h=nt=0.6×2.5=2.5 n—塑料系数,PS为b=n(A)½/30=0.2图5—6 浇口尺寸南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第9页D、冷料井[6]结构及尺寸：图5—7 冷料井d=6㎜ H1=(5/4)d=8㎜H2=(3/4)d=5㎜ α=20E、拉料杆[3]拉料杆的结构：图5—8 拉料杆的结构下图为主流道的拉料杆组合形式，同时还具有脱除主流道凝料的作用。一般拉料杆安装在主流道的对面，开模时，拉料杆将主流道凝料拉出。d=6 0.015,与拉料杆配合的型板孔配合长度M1=(1.5~2)d=10 D=10 H=4 M根据模板尺寸定南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第10页图5-9拉料杆的组合形式、成型零件的设计成型零件的工作尺寸的计算[2]和图组合式型芯见图[4]。这种形式的型腔形状简单，牢固可靠，不易变形，成PS6x0.5~0.75收缩率Sax=0.8% 平均收缩率为S=0.7%,南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第11页5—10如上图所示塑件尺寸单位/mm已知D=13.50-0.24

D1=100-0.16

H1=1.50-0.16H2=20-0.16

H3=1.50-0.16

d=6+0.20

h=1+0.160①型腔尺寸: Dm=[D(1+S）-0.75Δ]0=[13.5(1+0.007)-0.75×0.24]+0.0430=13.4+0.0430Dm1=[Dm1（1+S）-0.75Δ]+δz0=[10(1+0.007)-0.75×0.16]+0.0360=1.404+0.0250

=9.9954+0.0360Hm1=[H1（1+S）-0.667Δ]+δz0=[1.5(1+0.007)-0.667×0.16]+0.0250Hm2=[H2（1+S）-0.667Δ]+δz0=[2（1+0.007）-0.667×0.16]+0.0250=1.907+0.0250Hm3=[H3（1+S）-0.667Δ]+δz0=[1.5（1+0.007）-0.667×0.16]+0.0250②型芯尺寸

=1.404+0.0250dm=[d（1+S）＋0.75Δ]0-δz=[6(1+0.007)-0.75×0.2] 0-0.036南京工程学院继续教育学院毕业设计专用=6.19 0-0.036

第12页hm=[h（1+S）＋0.667Δ]0-δz=[1(1+0.007)-0.667×0.16] 0-0.025=1.017型腔壁厚和底板厚度计算

0-0.025型腔将导致塑性变形，甚至开裂。与此同时,若刚度不足将导致过大的弹性变形，从而产生型腔由外膨胀或溢料间隙，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求，因此必须对型腔进行强度和刚度的计算。型腔板采用调质钢45，弹性模量E=2×105MPa 强度计算的许用应力σ=160MPa型腔压力=50Map 型腔半径r=6.75㎜ h=3.5㎜由表3.4-16对于中粘度塑料PS模具制造精度IT9级时有许用变形量[δ]=25i 且W=H=3.5㎜I2=0.45w0.2+0.001w=0.58㎜所以[δ]=25×0.666=14.54um=0.0145㎜图5—11 圆形整体型腔①整体式圆筒型腔壁厚[6]A 按钢度计算:按强度计算：

s 1.15 3

ph 4[ ]南京工程学院继续教育学院毕业设计专用S S [[][] 21]第13页①整体式圆筒型底板厚度3ph[43ph[4]按强度计算

hs 0.87pp 2[ ]按强度计算得：S=4.27㎜ hs=3.28按刚度计算得：s=1.55mm hs=0.76mm比较强度和刚度条件计算结果,取整体式圆筒形型腔壁厚为 15㎜。按强度的刚度分别计算取底板厚度为18㎜。支承板的强度承受型芯投影注射压力，因此支承弹性变形量必须控制在允许的范围之内。支承板的受力状态可以简化为受均布荷重的简支梁南京工程学院继续教育学院毕业设计专用第14页图5—12 支承板的变支承板的厚度计算如下[2]：5P3.14R2

=9[5×50×H L3 32By 3.14×29²/32×2.1×105×20×0.005]=1.927㎝=20㎜H---支承板的厚度 L---支承板在垫块之间的跨度P---型腔内压力表 R---凹模型腔半径B---支承板的宽度 E---钢材的弹性模量一般为105y---0.005其整体形状与尺寸见图[5]垫块的设计[2]动模座板的厚度.L=50㎜ D=30㎜螺钉直径选用M10, d1=11㎜ d2=16㎜ H=11㎜南京工程学院继续教育学院毕业设计专用、合模导向机构设置

第15页导向机构的主要零件是导柱和导套，主要作用是导向、定位、承受一向的零件。导柱导套的选择：一般在注射模中，动、定模之间的导柱既可设置在动模一侧，也可设导柱的直径应根据模具的尺寸选用，必须保证足够的强度、刚度和足够的抗弯强度。导柱设计要点：①长度：导柱导向的长度应该比凸模端高出10㎜。③材料：导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧不易折断的内芯。因此多采用T8T10（经淬火处理50—55HRC。④数量及分布：导柱应合理均匀分布在模具的分型面上，根据此模具形状，数量为四根。固定部分粗糙度Ra=0.8um,导向部