空调遥控器注塑模具设计学士学位论文.docx
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空调遥控器注塑模具设计学士学位论文
学士学位论文
空调遥控器注塑模具设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
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所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
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年月日
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日期：
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注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
摘要
塑件已在工业、农业、国防和日常生活等方面获得广泛的应用。
为生产这些塑件，必须设计出相应的塑料模具。
在这个设计中，采用的是注塑模，它是成型热塑性塑料件和热固性塑料件的模具，是应用最为普遍的塑料模具加工方法之一。
本次设计通过家电实际塑料产品，利用空调遥控器实体模型测量产品的尺寸，对实体进行建模，并对塑件的模具进行设计，包括塑件成品的设计、工艺参数的分析与计算、工作部分的设计、模具结构的设计、成型零部件的设计等等。
重点介绍了了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构以及冷却系统的设计。
在本次课题中采用一模四腔的型腔布局，主要运用Pro/ENGINEER4.0和AutoCAD来完成整个设计工作。
在整个过程中学习到了许多的模具设计的知识和对在校所学知识的深化，设计的整个过程实现了无纸化，有利于提高模具的生产效率和节约了生产成本，并大大缩短了生产的周期。
关键词:
注塑模具；遥控器外壳；浇注系统；塑件
Abstract
Plasticpartshaveobtainedthewidespreadapplicationinindustry,agriculture,nationaldefenseanddailylife.Fortheproductionofplastic,wemustdesigntheplasticmold.Inthisdesign,injectionmoldisusedinit,itismoldedthermoplasticandthermosettingplasticmold,isthemostcommonapplicationoftheplasticmoldprocessingmethod.
Thedesignthroughplasticproductsofhomeappliances,Useremoteofairconditionerentitymodelformeasuringthesizeoftheproduct,theentitymodeling,anddesignontheplasticpartsofthemold,includesplasticpartsproductdesign,processparametersanalysisandcalculation,partofthedesignwork,thedesignofdiestructure,thedesignofmoldingparts.Thespecificintroductionaremadeongatingsystem,coolingsystem,moldingparts,steeringmechanismandspacerpartinginstitutions.Inthissubject，therearefourcavitiesinthismoldmainlyusingPro/ENGINEER4andAutoCADtocompletethedesignwork.Inthewholeprocess,Ilearnalotofmolddesignknowledgeanddeepentheknowledgeofstudiedintheschool,thewholedesignprocessrealizationsthepaperless,itimprovesthedie'sproductionefficiencyandsavingproductioncost,andgreatlyshortentheproductioncycle.
Keywords:
Injectionmold;Remoteshell;Gatingsystem;Plasticparts
1绪论
模具是工业产品生产用的工艺装备，主要用于制造业。
它是和冲压、锻造、铸造成型机械，以及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成形加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。
模具属于精密机械产品，主要由机械零件和机构组成，包括成形工作零件（凸模与凹模）、导向零件（导柱与导套）、支承零件（模架）及定位零件等，以及送料机构、抽芯机构、推（顶）料（件）机构、检测与安全机构等。
为提高模具的质量、性能、精度和生产效率，缩短模具制造周期，模具多采用标注零、部件，所以模具属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模中，其标准零、部件可达90%，其工时节约率可达25%～45%。
1.1选题的依据及意义
随着现代化工业和科学技术的发展，模具的应用越来越广泛，其适应性也越来越强。
模具的制造水平已成为工业国家制造工艺水平的标志。
另外，模具是进行成形加工极少、无切屑加工的主要工装，在大批、大量加工中，可使材料利用率达90%或以上。
现代工业产品的零件，广泛采用冲压、锻造成型、压铸成型、挤压成型、塑料注射或其它成型加工方法，和成形模具相配套，经单工序或多道成型工序，使材料或坯料成型加工产品要求的零件，或称为精加工前的半成品件。
其中注射成型已经成为当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。
所以我选空调遥控器注塑模具设计作为我毕业设计的课题。
通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼
（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择
（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的绘图软件（Pro/ENGINEER4.0和AutoCAD）及同实际设计的结合的能力（5）使自己在文档组织与检索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力，因为注塑模具对我来说是一个新的领域。
1.2国外模具工业的现状及发展
模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。
国外模具发展的趋势[1]在以下几方面：
一、模具设计技术
（1）工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。
据有差资料介绍,美国和日本的模具厂已使用了技术。
（2）在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍（3）国外的注塑模具中，多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。
二、模具加工技术
（1）国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工软件和数控编程技术对模具，特别是对具有复杂型腔（三维曲面）的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高。
模具的加工周期减少6倍以上，成本降低3成以上，生产效率提高60%以上。
（2）为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进了实用阶段。
（3）模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。
（4）模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。
（5）针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化。
（6）根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。
如日本现约有11656家模具企业，其中100人以下的小厂约有11142家，占总数的95.5%，百人以上的仅有65家，占总数的0.54%。
韩国约有1570家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的9%。
新加坡有460家模具企业，其中多于百人的企业仅占总数的3%。
1.3我国模具工业技术概况及其主要发展方向
在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。
近30年里中国经济产生巨大影响的因素，对我国模具产业的发展也一直起着促进作用。
它与长期向好的中国宏观经济一样，成为模具产业近30年来持续快速发展的最好注解。
国际模具及五金塑胶产业供应商协会常务秘书长罗百辉表示，我国目前处于工业化的中期[2]，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、压铸、注塑等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对模具市场的巨大需求。
中国已经超过日本，成为世界第一大模具市场，预计2015年模具产值将超过2500亿元。
根据国内和国际模具市场的发展状况，手板模型华曙高科专家分析未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势[3]：
（1）模具日趋大型化；
（2）模具的精度将越来越高；
（3）多功能复合模具将进一步发展；
（4）热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；
（5）气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；
（6）模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；
（7）快速经济模具的前景十分广阔；
（8）压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；
（9）塑料模具的比例将不断增大；
（10）模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。
2空调遥控器外壳结构与工艺性分析
2.1零件图
本壳体底面平整，表面放有显示屏和按钮的孔槽，表面还有两个深度不大的沉积面，总体尺寸不大，长100mm，宽50mm，高6mm。
图2.1空调遥控器外壳立体图
2.2材料分析
通常，选择塑件的材料依据是它所处在的工作环境及使用性能的要求，以及原材料厂家提供的材料性能数据。
对于常温工作状态下的结构件来说，要考虑的主要是材料的力学性能，如屈服应力，弹性模量，弯曲强度，表面硬度等。
和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表2.1所示。
表2.1材料的性能和成型特性[4]
塑料品种
性能特点
成型特点
模具设计注意事项
使用温度
主要用途
ABS（非结晶型）
透明性好，电性能好，抗拉强度高，耐磨性好，质脆，抗冲击强度差，化学稳定性教好
成型性能好，成型前需干燥，注射时应防止溢料，制品易产生内应力，易开裂
因流动性好，适宜用点浇口或侧浇口，但因热膨胀大，塑件中不宜有嵌件
小于70℃
应用广泛，如电器外壳、汽车仪表盘、日用品等
有机玻璃（非结晶型）
透光率最好，质轻坚韧，电气绝缘性好/但表面硬度不高，质脆易开裂，化学稳定性较好，但不耐无机酸，易溶于有机溶剂
流动性差，易产生流痕，缩孔，易分解，透明性好，成型前要干燥，注射时速度不能太高
合理设计浇注系统，便于充型，脱模斜度尽可能大，严格控制料温与模温，以防分解。
收缩率取0.35℅
小于80℃
透明制品，如窗玻璃，光学镜片，灯罩等
聚碳酸酯（非结晶型）
透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性差，不耐碱，酮，酯
耐寒性好，熔融温度高，黏性大，成型前需干燥，易产生残余应力，甚至裂纹，质硬，易损模具，使用性能好
尽可能使用直接浇口，减小流动阻力，塑料要干燥，不宜采用金属嵌件，脱模斜度〉2•
小于130℃脆化温度为—100℃
在机械上做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件等
本遥控器外观颜色为白色，精度等级一般（4级精度），尺寸未注公差取5级精度。
制品底面平整，尺寸大小适中。
宜采用ABS塑料，ABS材料是线型结构，非结晶型，ABS材料常用于电器外壳、汽车仪表盘、日用品等。
ABS是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯组成。
ABS是三元共聚物，因此兼有三种元素的共同性能，使其具有“坚韧、质硬、刚性”的材料ABS树脂具有较高冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好，易于成形和机械加工等特点。
此外，表面还可镀铬，成为塑料涂金属的一种常用材料。
另外，ABS与有机玻璃熔接性良好，用于制造双色成形塑件。
表2.2为ABS主要性能指标[5]。
表2.2ABS的性能指标
密度/g·cm-3
1.021.08
屈服强度/Mpa
50
比体积/cm3·g-1
0.8～60.98
拉伸强度/Mpa
38
吸水率（%）
0.2～0.4
拉伸弹性模量/Mpa
1.8×10
熔点/。
C
130～160
拉弯强度/Mpa
80
计算收缩率（%）
0.3～0.8
抗压强度/Mpa
53
容/J·（kg·C）
1470
弯曲弹性模量/Mpa
1.4×10
2.3零件结构分析
2.3.1收缩率
ABS的收缩率为0.3%～0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。
2.3.2零件壁厚
本产品的壁厚设置为2.0mm，是通过实际测量，根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。
2.3.3零件圆角
塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。
2.3.4拔模斜度
根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为3
。
2.4零件体积及质量估算
2.4.1注射量的计算
借助于Pro/E软件，直接测量出：
单个塑件的体积：
V=8.75cm
；
单个塑件的质量：
M=ρ×V=1.05×8.75=9.2g；
其中ρ的值根据材料的性质，取1.05g/cm
。
2.4.2浇注系统凝料体积的初步估算
浇注系统凝料按一个塑件体积的60%进行估算，则凝料体积V
=8.75×60%=5.25cm
。
四个塑件和浇注系统凝料总体积V
=8.75×4+5.25=40.25cm
总质量M
=ρ×V
=1.05×40.25=42.26g。
2.5初选注射机的型号和规格
注射机按照合模装置和注射装置的相对位置进行分类可分为:
卧式注塑机、立式注塑机、角式注塑机。
注塑机的主要参数有公称注射量、注射压力、注射速度、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合模速度、空循环时间等。
这些参数是设计、制造、购买和使用注塑机的主要依据：
（1）公称注塑量 指在对空注射的情况下，注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量，反映了注塑机的加工能力。
（2）注射压力 为了克服熔料流经喷嘴，浇道和型腔时的流动阻力，螺杆（或柱塞）对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力。
（3）注射速率 为了使熔料及时充满型腔，除了必须有足够的注射压力外，熔料还必须有一定的流动速率，描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度。
（4）塑化能力是塑化装置在单位时间内所能塑化的物料量。
（5）锁模力是合模机构施与模具上的最大夹紧力。
锁模力的作用是与注射时模腔熔体的压力相平衡，保证在注射及保压操作时模具不被撑开。
设计模具时，应使成型塑件每次所需注射总量小于注射机的最大注射量，通常，要求注射成型时的总重量应是注射机最大注射量的80%以下。
根据计算得出的一次模具型腔的塑料总质量
，则有：
。
根据以上的计算，初步选定公称注射量为125
，注射机型号为XS-125/630卧式注射机，主要技术参数见表2.3。
表2.3XS-125/630注射机技术参数[6]
注
射
装
置
螺杆直径/mm
40
螺杆转速/（r·
）
10～140
理论注射容量/cm
125
注射压力/Mpa
150
注射速率/（g.s-1）
110
塑化能力/（g·s）
45
锁
模
装
置
锁模力/KN
630
拉杆间距（H×V）/（mm×mm）
260×360
模板行程/mm
360
模具小厚度/mm
200
模具最大厚度/mm
300
定位孔直径/mm
100
升级会员 