电脑CPU风扇壳-说明书

XXXX学校

塑料成型工艺与模具设计毕业设计

说明书

设计题目：电脑CPU风扇壳注射模

系 别：机电工程学院 专 业：模具设计与制造 姓 名： XXXX 学 号： XXXX 指导教师：XX 老师 日 期：200X年X月X号

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前言

毕业设计是在修完所有课程之后，我们走向社会之前一次综合性设计。本次设计的课题是电脑CPU风扇壳的注射模设计,是对以前所学课程的一个总结。

在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事机械行业的职业打下了良好的基础。

本次毕业设计得到了广大老师和同学的帮助，特别是XX老师的悉心指导，在此一一表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。

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摘要: 介绍了电脑CPU风扇壳的结构特点,详细阐述了,重点分析了电

脑CPU风扇壳凸模、凹模、斜滑块结构及它们的技术难点。

The structure characteristics of the exterior-shell of drinking triugh stock were introduced.And the processes of the injection mould of bottom cover of rat mark were stated in detailed.Punch and matrix of drinking triugh stock apparatus and the structruce of angled-lift splits and their technical difficulty were analyzed. 关键词：电脑CPU风扇壳、注射模、凸模、凹模、斜滑块。

Key words: drinking triugh stock 、injection mould、punch、matrix、

angled-lift splits

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目 录

前言????????????????????????1 第一章 第二章

第一节第二节第三章 第四章 第五章

第一节第二节第三节第六章

第一节第二节第三节第七章

第一节

设计题目 ???????????????5 塑件分析????????????????6

塑件的结构工艺性分析??????????6 计算塑件体积和容量及相关参数??????7 塑料材料的成型特性与工艺参数??????8 成型设备的选择?????????????9 浇注系统的设计?????????????11

塑料制件在模具中的位置?????????11 浇注系统的设计?????????????12 排溢系统的设计?????????????13 成型零部件的设计与计算?????????14

成型零件的结构设计???????????14 成型零件工作尺寸的计算?????????14 模架选取????????????????19 脱模机构的设计?????????????20

脱模力的计算??????????????21

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第二节 推出机构的设计??????????????21 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章 第十三章 第十四章

侧抽芯机构的设计?????????????24 合模导向机构的设计????????????25 温度调节系统的设计与计算?????????26 注射机参数的校核?????????????27 设计小结?????????????????30 心得体会?????????????????31 参考资料?????????????????32

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第一章 设计题目

此塑件为电脑CPU风扇壳，采用ABS材料，中批量生产，塑件

的外表面要求美观。

本次毕业设计的工作量较大，主要包括塑料制件的造型、模具结构的设计、模具结构总装图的绘制等，所以历时较长，要求完成以下任务： 1． 2．

根据电脑CPU风扇壳的使用性能设计其外壳及尺寸； 设计电脑CPU风扇壳的注射模，完成模具装配图一张，零件图一张，型芯、型腔的零件图各一张，非标准零件图n张。 3． 4．

翻译一篇与机械相关的英文资料； 编写设计说明书。

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第二章 塑件分析

本塑件为电脑CPU风扇壳.主要形状大体上类似弧形的壳类零件,内表面里一面有几条肋条，且侧面有两个正方形的缺口.零件形状如产品图所示,具体尺寸请看产品图纸。其三维图如下图所示：

一、 塑料件的工艺性 1)尺寸精度

由于塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动，而本塑件的配合精度不高，所以塑件公差数值根据《模具设计与制造简明手册》中表2-17确定。精度等级根据表2-18选择，由于所用材料为ABS所以确定其采用一般精度，为4级精度，无公差值者，按8级精度取值。 2）脱模斜度

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由于塑件在冷却收缩时，会使它包紧在模具型芯或者型腔中的凸起部分。因此为了便于从塑件中抽出型芯或者从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉住塑件，而又因为本塑件是一个壳类零件，如不设适当的斜度将比较难脱模。因此根据《模具设计与制造简明手册》中表2-19中查得：型腔的脱模斜度选40ˊ～1°20ˊ；型芯选35ˊ～1°。所以选取1o。

3）表面粗糙度

由于塑件的外观要求不高，所以表面粗糙度也不用很高的要求,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求高1~2级.所以塑件的表面粗糙度在

Ra0.8~0.2之间。选取0.8。4）形状

塑件在满足功能的要求下，其内外表面应尽可能保证有利于成型和降低成本以及简化模具的复杂度。由于此塑件有一表面在使用过程中看不到，分析塑件的结构，可以把浇口设在外表面上。 5）壁厚

塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知， 所以本塑件壁厚选1.5～2.5 mm。 二、结构分析

根据塑件的分析，所选的材料为ABS。塑件成型性较好，它的流动性好，收缩率小，加上塑件的表面质量、尺寸问题，故适合采用点浇口； 由于模具的结构简单，考虑注射机的各项规格及工作性能、制品的精度要求、模具制造费用、生产效率等，采用双型腔模具。

三、 计算塑件的体积（需要重新计算的地方）

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通过使用Proe软件实体造型后知质量为48克，取材料密度为1.05g/cm3，所以塑件体积：

V?m?48?45.71cm3 1.05?

第三章 材料的成型特性与工艺参数

本塑件材料为丙烯腈－丁二烯－苯乙烯，俗称为ABS。英文名称为Acrylonitrile-butadiene-styrene。

基本特性：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm3。

ABS有极好的抗冲压强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70°C左右，热变形温度为93°C左右。耐气候性差，在紫外线作用下变硬变脆。

主要用途：ABS广泛用于水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具等。

成型特点：ABS在升温时粘度增高，所以成型压力比较高，塑料上的脱模斜度宜稍大，ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制

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在50～60°C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在60～80°C。

ABS的注射工艺参数

注射类型 螺杆转速（r/min） 喷嘴形式 温度（℃） 前段 （℃） 料筒温中段 （℃） 度 后段 （℃） 模具温度（℃） 注射压力（MPa） 保压力（MPa） 注射时间（S） 保压时间（S） 冷却时间（S） 成型周期（S）

螺杆式 30~60 直通式 190~200 200~210 210~230 180~200 50~80 70~120 50~70 3~5 15~30 15~30 40~70 第四章 注射机的选择

为了保证注射质量和充分发挥设备的能力,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的50%~80%

之间。由此得（初步估算浇注系统的质量为3g）：

51??Vmax?1.05?97?Mmax?51?102g??50P% ? ?

51M?51?63.75g??80%?min1.05?60?Vmin?80%?由此查表可初选注射机型号为XS-ZY-125的注射机，其主要技术参

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数如下：

表1 结构形式 理论注射量/cm3 螺杆直径/㎜ 注射压力/mPa 喷嘴口孔径/㎜ 喷嘴球半径/㎜ 定位孔直径/㎜ 移模行程/㎜

型腔数量的确定

因型腔数量与注射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机的最大注射量来确定型腔数量n；

n ≤(KmN-m2)/m1

式中 K——注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8； mN——注射机允许的最大注射量（g或cm3）；

； t——成型周期（s）

卧 125 42 120 4 12 锁模力/㎏ 最大成型面积/㎜2 最大模具厚度/㎜ 最小模具厚度/㎜ 顶 中心孔径 两 孔径/㎜ 900 320 300 200 φ22 230 φ100+00.054 出 侧 孔距/㎜ 300 m2——浇注系统所需塑料质量或体积（g或cm3）； m1——单个塑件的质量或体积(g或cm3)。

由此可求出：

n≤(0.8*150-3)/48=2.02 故取n=2满足设计要求。

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第五章、浇注系统和排溢系统的设计

第一节、塑料制件在模具中的位置

一、型腔数量及排列方法

1）有以上计算得出，型腔数为1，即一模1件。 2）此塑件结构对称，故塑件在模具型腔位置居中。 二、分型面的设计

将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。

根据塑件的形状和尺寸，采用单分型面即可满足要求。所以采用平直分型面。

本模具采用平直分型面有以下优点和符合设计基本原则： 1. 分型面在塑件外形最大轮廓处； 2. 便于塑件顺利脱模； 3. 保证塑件的精度要求； 4. 满足塑件的外观要求； 5. 便于模具加工制造；

6. 减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象；

7. 有利于排气；

8. 保证抽心机构顺利抽心。

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第二节 浇注系统的设计

浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且对于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此这是一个重要环节。浇注系统设计主要包括主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分。 2.1主流道的设计

主流道(俗称浇口套)是塑料熔体的流动通道，在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，锥角取3°，选用材料为T10A，热处理要求淬火53～57HRC。其主要尺寸可由以下计算获得： 主流道小端直径 d?R?(0.5~1)??(4.5?1)mm??5.5mm； 主流道球面半径 SR?R1?(1~2)?13.5?2mm?15.5mm； 球面配合高度 ｈ＝3～5㎜，取ｈ＝3㎜； 主流道锥角 α＝2°～6°，取α＝3°；

主流道长度 Ｌ＝54㎜；（根据本塑件实际情况确定）

2.2分流道的设计

分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道,它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换来获得平稳流态的过滤段.因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡分

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配到各个型腔。

分流道的形状及尺寸根据分析，采用半圆形截面的分流道

2.3 浇口的设计

浇口是连接分流道与型腔的通道，根据《塑料成型工艺与模具设计》书中表5.2 查得，材料ABS适应于任何浇口。

根据對塑件的分析，由于其外表面要求不是很高,再结合各种浇口的特点，选择用侧浇口（平缝浇口）。 点浇口的截面为长方形，尺寸一般为4*1mm 浇口位置的选择

浇口位置的选择在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考：

（1） 尽量缩短流动距离 （2） 浇口应开设在塑件壁最厚处 （3） 必须尽量减少或避免熔接痕 （4） 应有利于型腔中气体的排除 （5） 考虑分子定向的影响 （6） 避免产生喷射和蠕动

（7） 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口 （8） 浇口位置的选择应注意塑件外观质量

第三节 排溢系统的设计

当塑料溶体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因没有将产生的气体排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及

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填充缺料的成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦，同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此必须考虑排气问题，注射模成型时排气通常用如下四种方式进行： （1） 利用配合间隙排气 （2） 在分型面上开设排气槽排气 （3） 利用排气塞排气 （4） 强制性排气

考虑到本塑件的顶杆数目比较多，因此可以利用此配合间隙排气，不专门设计排溢系统，如在调试中认为必须开设排溢系统，到时也可以开设。

第六章 成型零部件的设计与计算

模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、镶块、凸模和成型杆等。

第一节 成型零件的结构设计

1.1 凹模（型腔）的结构设计

型腔是成型零件外表面的主要零件，按其结构，分为整体式和组合式，此塑件的凹模采用组合式，利用组合式可以使凹模加工起来更加方便，使其精度高,因此利用螺钉固定起来,在使用中就不易发生变形，可以满足商务通上盖外观美观，无缺陷等技术要求。

第二节 成型零件工作尺寸的计算

成型零件工作尺寸是成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之间的位置尺寸等。

由于考虑到影响因素较多，所以我们一般按照平均收缩率、平均磨损

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量和模具平均制造公差为基准的计算方法。即：

S?__Smax?Smin?100% 2式中 S——塑料的平均收缩率（其他的同上）。 由材料的性质可知：ABS的收缩率为0.4~0.7。故

S?_0.4?0.7?100%?0.005 2在以下的计算中塑料的收缩率即为平均收缩率，并规定：塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值，与之相对应的模具型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。塑件内形最小值为基本偏差为正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值；中心距偏差为双向对称分布。 2.1型腔和型芯工作尺寸的计算

（1） 型腔径向尺寸（需要修改的地方） 由平均收缩率法公式：LM?[(1?s)Ls?x?]??z 式中 LM——凹模径向尺寸（mm） Ls——塑件径向公称尺寸（mm） s——塑料的平均收缩率（%） ?——塑件公差值（mm）

x——修正系数（0.5~0.75）在此取0.6

其余的同上。

型腔部分的尺寸如下：

__220.0

L1?[(1?0.005)?220.0?0.6?0.28]?0.01?220.83?0.01

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218.7

L?[(1?0.005)?218.7?0.6*0.3]?0.01?219.6?0.01

123.5

L013?[(1?0.005)?123.5?0.6?0.5]?0.01?123.81?0.

101.3

L.014?[(1?0.005)?101.3?0.6?0.04)?0.01?101.78?08

L5?[(1?0.005)?8?0.6?0.05]?0.01?8.01?0.01 10

L6?[(1?0.005)?10?0.6?0.05]?0.01?10.02?0.01

20

L7?[(1?0.005)?20?0.6?0.05]?0.01?20.07?0.01 其它的见型腔图的标注 （2） 型芯径向尺寸 由平均收缩率法公式： l_M?[(1?s)l0s?0.6?]??z 得:

213

l1?[(1?0.005)?213?0.6?0.5]?0.01?214.86?0.01

16

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125.9

l2?[(1?0.005)?125.9?0.6?0.32]?.0.01?126.72?0.01

12.4

l3?[(1?0.005)?12.4?0.6?0.8]?0.01?12.934?0.01

34.7

l4?[(1?0.005)?34.7?0.6?0.3]?0.01?35.0?0.01

1.0

l5?[(1?0.005)?1.0?0.6?0.08]?0.01?1.023?0.01 其它的见型心图的标注

2.2型腔深度尺寸和型芯高度尺寸 型腔深度也由平均收缩率法公式：

_ (H)??z?[(1?s)H??M0s?x?]0 得：

15

H??z?[(1?0.005)?15?0.5?0.16]??10z?15.045?0.0105

H??z0.005)?5?0.5?0.18]??z956?0.012?[(1?0?4.0 型芯高度也由平均收缩率法公式：

_(h)0M??z?[(1?s)hs?x?]0??z

得：

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0 h10??z?[(1?0.005)?11?0.5?0.18]0??z?11.15?0.01

8

00h21?0.005)?8?0.5?0.16]0??z?[(??z?8.12?0.01

4

00h21?0.005)?4?0.5?0.16]0??z?[(??z?4.11?0.01

小型芯 8

00 h31?0.005)?8?0.5?0.10??z?[(??z?8.09?0.01

2.3中心距尺寸

制件上凸台之间，凹槽之间或凸台到凹槽的中心线之间的距离称为中心距。由于模具上中心距和塑件中心距公差都是双向等值公差，同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化，所以计算中心尺寸不必考虑磨损量。因此，塑件中心距的基本尺寸Cs和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均为平均尺寸。于是：

LM?(1?s)Ls

标注上制造公差后得： LM??z2?(1?s)Ls??z2 对于塑件 图纸上的规定是：Lz??z2 对于模具型芯 图纸上的规定是：LM??z2 根据以上公式得： 56

__ 18

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L1??z2?(1?0.005)?50.56?0.01?50.81?0.01 2.4 模具型腔侧壁和底板厚度的计算

（1）、型腔侧壁厚度d 确定

侧壁厚度由于型腔是采用组合式，并且是矩形型腔。 由《参1》表5-17查得：h=40mm

(2)、厚度的计算

整体式矩形型腔的底板，如果后部没有支承板，直接支承在模脚上，中间是悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板，由于溶体的压力，板中心将产生最大的变形量，按刚度条件，型腔底板厚度为：

c'pb4 h?3

E[?]式中 c'——由型腔边长比l/b决定的系数，查《塑料成型工艺与模具设

计》表5-15。

p——型腔内溶体的压力（MPa）； b——型腔边长（mm）；

E——钢的弹性模量，取2.06?105MPa；

[?]——允许变形量(mm)；

查表得 c'=0.0267（由于l/b=1.8125）p=80MPa，a*b=200mm。[?]=0.05

c'pb430.0267?80?2004 所以 h?3??32mm 5E[?]2.06?10?0.05由于考虑到这是近似计算，所以选取h=35mm。

第三节 模架的选取

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模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。尽量选取标准模架，根据成型零件的计算和，还有注射机的参数，选择如下模架：

第七章 脱模机构的设计

塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则：

① 推出机构应尽量设置在动模一侧 ② 保证塑件不因推出而变形损坏 ③ 机构简单动作可靠

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④ 良好的塑件外壳 ⑤ 合模时的正确定位

第一节 脱模力的计算

注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。

第二节 推出机构的设计

推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等。考虑到本塑件的形状较大，而且深度的拉开幅度很大，而推管推出机构通常使用于有孔的圆形套类塑件，推件板推出机构易使塑件产生变形且易产生毛刺。 一、推出机构的选择：选择推杆推出机构

推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好。 推杆设计要点如下： 1、

推杆应设在塑件能承受较大力的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以免影响凸凹模的强度

2、

推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取直径2.5-12mm，对直径在3mm以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部加粗。

3、

推杆装配后不应有轴向颤动，其端面应高出型腔或镶件平面0.05-0.1mm

4、

塑件浇口处尽量不设推杆,以防该处内应力大而碎裂

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5、 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯,以免推杆与抽芯机构发生干扰.如果无法避开侧抽芯,则应设置先复位机构.

根据塑件的分析和推杆的设计要点,选择圆形推杆推出机构.

（１）圆形推杆直径的确定

根据压杆稳定公式，可得推杆直径公式为： d=K(L2F/nE)

式中 d－推杆的最小直径mm；

k－安全系数，取k=1.5；

L－推杆的长度，mm；（L＝138 mm）

F－脱模力，N ；

n－推杆数目；（ n＝45 ） E－钢材的弹性模量，Mpa；

K=1.5 E=2.06*100000Mpa F=1.92*10000 L=128 将已知代入式中可得

d=1.5*(1282*192*10000/12/206000) =1.5*2=3mm 其尺寸形状如下: 22 毕业设计说明书

技术要求:

1、材料T8A碳素工具钢 2、热处理要求HRC≧50

3、工作配合部分表面粗糙度Ra≤0.8μm

（2）、推杆应力的校核

由《塑料模具设计手册》公式5-58得

g=4Q/(n3.14d2)≤gs g—推杆应力(N/cm2)

gs—推杆钢材的屈服极限强度N/cm

Q—脱模力（一般中碳钢gs=32000N/cm2 合金结构钢gs=42000N/cm

2）

Q=19200 n=45 d=3

∴g=4*19200/(45*3.14*0.5*0.5)=2174.0976≤gs ∴推杆应力强度足够。 二、推出机构的导向与复位

为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳，每次合模后推出机构能回

到原来的位置，需要设计推出机构的导向与复位装置。 一）、导向零件

推出机构的导向零件，通常由推出导柱与推板导套所组成，其导向

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装置见装配图。 二）、复位零件

用复位杆复位，采用圆形截面，设置四根复位位杆，位置设在推杆固

定板的四周，以便推出机构合模时复位平稳，复位杆端面与所在的动模平齐。

其尺寸和形状如下：（需要插入图） 图（11）复位杆的尺寸图

第八章 合模导向机构设计

导向机构是保证动模和定模上下模合模时，正确定位和导向的零件。合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位，本设计采用导柱导向定位。

导向机构除了有定位和导向作用外，还要承受一定的侧向压力。塑料熔体在充型过程中可能产生单面侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定 的侧向压力，从保证模具的正常工作。 导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。

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一、 导柱

导柱的结构形式可采用带头导柱和有肩导柱，导柱导面部分长度比凸模端面高出8～12㎜，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱材料采用T10A，HRC50～55，导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8μm，导向部分Ra为0.8～0.4μm，本设计采用四根导柱，固定端与模板间采用H7/m6过渡配合，导向部分采用H7/f7间隙配合。

二、导套

导套常采用带头导套的形式，采用H7/m6配合镶入模板。具体结构尺寸见装配图。

第九章 侧向分型与抽芯机构设计

经过对产品的分析，我们发现塑件在结构上有侧向有两个正方形的小孔。并且小孔的尺寸都比较小，在一般情况下所采用的侧向成型（如斜导柱和滑块、斜推杆）都可以成型，但考虑到所要求成型的部位是很小的抽芯，没有必要作的那么的复杂和对材料的浪费，以对生产成本的影响，在此选用弹性元件侧向分型和抽芯机构。这种结构适用于当塑件上侧凹或者侧壁有个别较小凸起时，侧向成型零件抽芯时抽芯力和抽芯距都不大，此时，只要模具结构允许，可以采用弹性元件侧向分型与抽芯结构。 在所要求设计的塑料件，一共有二处要求这样的侧向成型，但是由于他们是在同一个侧面上，且对了整个塑料件是对称颁布，因此，在整副模具中就需要二个弹簧侧向抽芯结构。这两个抽芯都是一样的，可以利用二根斜导柱即可。

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第十章 温度调节系统

⑴ 无论什么塑料进行注射成型，均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内，塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小，形状与尺寸稳定，力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料ABS黏度和流动性一般，模温为50～80℃，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计设计采用的是水冷却，经济实惠。 ⑵ 冷却的计算

在单位时间内所需排除的总热量可近似由下面公式计算： Q = nmΔh/60

其中n为每小时注射次数，m为每次注入模具的塑料质量（kg）,Δh为塑料成型时放出的热熔量（J/kg）

由于ABS成型周期为50～220S，本次设计的塑料注射量较大，故取T=140（S）

n=3600/140=25 (次)； m=48(g)=0.048(kg); 查《塑料模具设计》表3-19得:Δh=326.26～396.48kJ/kg, 取Δh′=380kJ/kg, 所以

Δh=380×0.048=2.52（kJ）=18240(J) Q = 25×0.048×18240/60 =346.8（J/min）

为了满足注射模冷却需要，在单位时间内所需冷却水量可按下式计算： V = Q/ρCρ（t1-t2）

= nmΔh/60ρCρ（t1-t2）

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（2） 冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构

a) 冷却系统的设计原则 i. ii. iii. iv. v.

冷却水道应尽量多

冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 浇口出加强冷却

冷却水道、入口温差应尽量小 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置

此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度；

（4）冷却系统机构的确定

塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本塑件的冷却水道见装配图。

第十一章 注射机参数的校核

一、注射量的校核 由《参1》公式（4-4） nm1+m2≤80%m

m1=48,m2=3 ,m=120 n=2 ∴2*48+3≤0.8*150 即：99≤120 ∴注射量满足要求。 二、注射压力的校核

初选注射机XS-ZY-125的注射压力为120Mpa,塑料ABS的注射范围为

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70~90，故所选的注射机的注射压力满足要求。三、模具与注射机安装模具部分相关

不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对相关尺寸加以校核，以保护模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺钉孔等。 1、喷嘴尺寸

XS-ZY-125型注射机的喷嘴球面半径为12mm，而本次设计的模具主流道始端凹下的球面半径为13mm，与之相适应，故满足要求。 2、模具厚度

模具厚度H必须满足： Hmin﹤H﹤Hmax

式中:Hmin－注射机允许的最小模具厚度；即动、定模板之间的最小开距；

Hmax—注射机允许的最大模具厚度;

XS-ZY-125型注射机模具最小厚度为200mm，最大模具厚度为300mm，本次设计的模具厚度为H=210mm，满足200mm﹤210mm﹤300mm，故模具厚度满足要求。 3、模具外形尺寸

本设计的模具外形尺寸为200mm*320mm，XS-ZY-125型注射机模板尺寸为346mm*346mm，拉杆间距为184mm*146mm，在其范围内，故满足要求。 四、行程的校核

开模行程S（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的

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大小直接影响模具所成型的塑件高度。

注射机XS-ZY-125的最大开模行程Smax与模具无关，它的开模距离由连杆机构的冲程或其它机构的冲程所决定的，不受模具厚度的影响，由于此模具是分型面注射模。 由〈参1〉公式（4-9）得 Smax≥S=H1+H2+a+5~10 S—开模行程 H1—推出距离（mm）

H2—包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm） a—取出浇注系统凝料必须的长度（mm） H1=15mm H2=40+15=55mm a=40mm ∴S=15+55+40=110mm

Smax=300mm 故：Smax≥S 满足要求 五、顶出装置的校核

XS-ZY-125型号的注射机的顶出装置为两侧顶杆机械顶出，此模具的顶出机构也采用两侧顶杆机械顶出，故相适应。 经校核，注射机XS-ZY-125满足要求。

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第十二章 设计小结

通过毕业设计使我真正做到了理论密切联系实际，基本上达到了毕业设计的目的。在叶东老师耐心、认真的指导下，我顺利地完成了这次毕业设计。 在此次设计中，主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我以后从事模具方面的职业打下了良好的基础。

由于我经验和知识水平有限，本次设计难免有错误和欠妥之处，恳请老师们批评指正。最后我诚挚的感谢老师们对我的教导。

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心得体会

我即将踏入工作的岗位。回想四年的大学生涯，可谓艰辛，但我觉得收获是丰盛的。

在这四年中，我掌握了许多模具设计与制造方面的知识，通过这次毕业设计充分的发挥了出来。我也从中了解到了自己的不足，弥补了缺乏的知识面，使专业知识得到了升华。 我这次毕业设计的零件是“电脑CPU风扇壳”。虽然零件不算复杂，但我觉得是比较有特色的。使自己的所学的知识得以综合运用，应用模具设计的Proe、工程图设计的AutoCAD、文字处理排版Word等软件更加得心应手。在日后的工作中我定会不畏艰辛地去积累经验，在模具行业中做一个出头人。 我爱模具！

谢谢！

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第十四章 参考书目

1.模具设计：Proe 中文版实例详解/林清安编著.—北京：清华大学出版社，2004.1

2.塑料成型工艺与模具设计／屈华昌主编.—北京：机械工业出版社，1996.4

3.模具设计与制造简明手册／冯炳尧 韩泰荣 蒋文森 编 丁战生审. —上海：上海科学技术出版社，1998.7

4.塑料模具设计师指南／主编. —唐志玉北京：国防工业出版社，1999.6 5.塑料模设计手册／《塑料模设计手册》编写组编著.第二版.—北京：机械工业出版社，1996

6.机械制图／李澄等主编. —北京：高等教育出版社，1997 7.简明机械设计手册/唐金松主编. —上海科学技术出版社，1992.6 8．互换性与测量技术基础/廖念钊 主编. –北京：中国出版计量出版社，2002.1

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