紐扣塑料模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　塑料模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</p><p>　　設(shè)計(jì)題目:__紐扣的塑料模具設(shè)計(jì)</p><p>　　機(jī)械與能源工程系___院(系)__模具_(dá)__專(zhuān)業(yè)</p><p>　　班級(jí)_:模具本科班 學(xué)號(hào)____</p><p>　　設(shè)計(jì)人_________________</p><p>　　指

2、導(dǎo)教師_: 何曉明 羅玉梅 </p><p>　　完成日期___2007__年__9__月_30日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第 一 部分 產(chǎn)品的說(shuō)明 </p><p>　　第 二 部分 塑件分析 </p><p>　　第三部分 型腔的數(shù)目決定及

3、排布 </p><p>　　第 四 部分 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 </p><p>　　第 五 部分 分型面的選擇 </p><p>　　第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　第 七 部分 成型零件的工作尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式 </p><p>　　第 八 部分 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置 </p>

4、<p>　　第 九 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) </p><p>　　第 十 部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置 </p><p>　　第十一部分 設(shè)計(jì)小結(jié) </p><p><b>　　第十二部分 附錄</b></p><p><b>　　紐扣塑料模具設(shè)計(jì)</b></p><p&

5、gt;　　1.塑料成型工藝性分析</p><p>　　該塑料是一塑料紐扣,如圖.生產(chǎn)批量很大,材料為ABS,成型工藝性好,制造成本低,可以注射成型.</p><p>　　2.分型面位置的確定</p><p>　　根據(jù)塑料結(jié)構(gòu)形式,分型面選在紐扣上下表面,如圖</p><p>　　3.確定型腔數(shù)量和排列方式</p><p&g

6、t;　　1).型腔數(shù)量的確定</p><p>　　該塑料精度要求不同,又是大批量生產(chǎn),可以采用一模多腔的形式,考慮到模具制造費(fèi)用,設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低一些初定一模八腔的模具形式.</p><p>　　2).該塑件含有4個(gè)小孔,要使其順利成型,必須在大型蕊上嵌入4個(gè)小型蕊,并且小型蕊的直徑與孔直徑相吻合,采用一模八腔的制造成本也會(huì)增加,因?yàn)樗貌牧蠟锳BS,配合精度要求不高,采用推桿推出機(jī)構(gòu),型腔

7、的排列方式采用雙排列直排,如圖.</p><p>　　4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定</p><p>　　上面分析可知,本模具采用一模八腔,雙列直排,推件桿推出,流道采用平衡式,澆口采用潛伏式澆口,采用雙分型面,結(jié)構(gòu)形式采用派生模.</p><p>　　5.注射機(jī)型號(hào)的選定</p><p>　　1).注射量的確定,塑料體積</p>&l

8、t;p><b>　　塑料質(zhì)量m最多為</b></p><p>　　凝料m2為未知數(shù),可按塑件質(zhì)量的0.6倍來(lái)計(jì)算,上面分析的一模八腔,所以注射量</p><p>　　2).塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及鎖模力的計(jì)算.</p><p>　　流道凝料包括澆口,在分型面上的投影面積A2,模具設(shè)計(jì)前為未知值,根據(jù)多腔統(tǒng)計(jì)分析,A2是每個(gè)塑件

9、在分型面上投影面積的0.2---0.5倍,因此可用0.35A1來(lái)進(jìn)行計(jì)算,所以.</p><p><b>　　式中,</b></p><p>　　式中型腔壓力P取30MP,因?yàn)樗芗部跒閭?cè)澆口,壓力損失大,取大一些.</p><p><b>　　3.選用注射機(jī)</b></p><p>　　根據(jù)每一生

10、產(chǎn)周期的注射量和鎖模力的計(jì)算值,可選用XS-ZS-22式注射機(jī)</p><p><b>　　注射機(jī)參數(shù)</b></p><p>　　4).注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核</p><p>　　(1).由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n</p><p>　　Fn為鎖模力,A為單個(gè)分型面上的投影,Aj是澆注系統(tǒng)在分型面上的投影.P為

11、成型壓力,一般為注射壓力的0.8倍.</p><p>　　(2).注射壓力的校核</p><p><b>　　注射壓力校核合格</b></p><p>　　式中K”取1.3,Po取80MP,屬正常型澆口類(lèi).</p><p><b>　　(3)鎖模力校核</b></p><p>

12、;<b>　　鎖模力校核合格</b></p><p>　　其它安裝尺寸校核要待模架選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可以確定.</p><p><b>　　二.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.主流道設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2).主流道尺

13、寸</b></p><p>　　根據(jù)所選注射機(jī),則主流道小端尺寸為</p><p>　　d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.5—01)=2+1=3mm</p><p><b>　　主流道球面半徑為</b></p><p>　　SR=噴嘴球面半徑+(1—2)=12+2=14mm</p><p>　

14、　2).主流道襯套形式</p><p>　　本設(shè)計(jì)雖是小型模具,但為了便于加工和縮短主流道長(zhǎng)度,襯套和定位圈還是設(shè)計(jì)成分體式,主流道長(zhǎng)度取40mm,約等于定模板的厚度,見(jiàn)圖,襯套如圖,材料采用T10A鋼,熱處理淬火后表面硬度為53HRC---57HRC.</p><p>　　3).主流道凝料體積</p><p>　　4).主流道剪切速率校核</p>&

15、lt;p><b>　　由經(jīng)驗(yàn)公式</b></p><p>　　主流道剪切速率偏小,主要是注射量小,噴嘴尺寸偏大,使主流道尺寸偏大所致.</p><p><b>　　2.分流道尺寸</b></p><p>　　1).分流道布置形式</p><p>　　分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充

16、狀態(tài),使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個(gè)型腔.因此采用平衡分流道,如圖.</p><p><b>　　2).分流道長(zhǎng)度</b></p><p>　　第一級(jí)分流道L1=50mm, 第二級(jí)分流道L2=10mm,第三級(jí)分流道L3=15.5mm.</p><p>　　3).分流道的形狀,截面尺寸以及凝料體積</p><p&g

17、t;　　(1).形狀及截面尺寸 為了便于機(jī)械加工及凝料脫模,體設(shè)計(jì)的分流道設(shè)置在分型面上定模一側(cè),截面形狀采用加工工藝性比較好的梯形截面,梯形截面以塑料熔體及流動(dòng)阻力均不大,一般采用以下面經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定截面尺寸,即:</p><p>　　根據(jù)參考文獻(xiàn)(1)取B=4mm</p><p>　　分流道截面形狀如圖:</p><p>　　從理論上L2,L3分流道可

18、比L1截面小10%,但為了刀具的統(tǒng)一和加工方便,在分型面上的分流道采用一樣的截面.</p><p><b>　　(2).凝料體積</b></p><p>　　分流道長(zhǎng)度L=50+10*2+15.5*4=264mm</p><p><b>　　分流道截面積</b></p><p><b>　

19、　凝料體積</b></p><p>　　4)分流道剪切速率校核</p><p><b>　　采用經(jīng)驗(yàn)公式</b></p><p>　　在 之間,剪切速率校核合格</p><p><b>　　式中,</b></p><p>　　式中,t=注射時(shí)間,取1s<

20、;/p><p>　　A-------梯形面積</p><p>　　C-------梯形周長(zhǎng)1.3cm</p><p>　　5).分流道表面粗造度</p><p>　　分流道表面粗造度R要求很低,一般取0.8---1.6 um 即可,在此取 ,如圖所示.</p><p><b>　　3.澆口的設(shè)計(jì)</b&

21、gt;</p><p>　　根據(jù)外部特征,外觀表面質(zhì)量要求較高,應(yīng)看不到明顯的澆口痕跡,采用潛伏式澆口,在開(kāi)模時(shí)對(duì)澆口自行剪斷,幾乎看不到澆口的痕跡.</p><p>　　潛伏式澆口尺寸的確定</p><p><b>　　由經(jīng)驗(yàn)公式得,</b></p><p><b>　　式中 </b></

22、p><p>　　n=塑料材料系數(shù)取0.6</p><p>　　C=塑件壁厚的函數(shù)值取0.242</p><p>　　澆口截面形狀如圖所示,澆口先取 ,然后在試模時(shí)再調(diào)整.</p><p>　　2)澆口剪速率的校核</p><p>　　由點(diǎn)澆口的經(jīng)驗(yàn)公式得</p><p>　　剪切速率的校核合格.&

23、lt;/p><p><b>　　4.冷料穴的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　(1)主流道冷料穴</b></p><p>　　如圖所示,采半球形,并采用球形頭拉料桿,該拉料桿固定在動(dòng)模固定板上,開(kāi)模時(shí)利用凝料對(duì)球頭的包緊力使主流道凝料從主流道襯套中脫出.</p><p><b>　　2

24、).公流道冷料穴</b></p><p>　　在分流道端部加長(zhǎng)5mm,作分流道冷料穴.</p><p>　　1.3, 成型零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱(chēng)為成型零件.在本設(shè)計(jì)中成型零件就是成型外面的凹模,成型內(nèi)表面的凸模.</p><p>　　各類(lèi)成型零件的尺寸設(shè)計(jì)</p>&

25、lt;p><b>　　凹模(型腔)</b></p><p>　　紐扣四周就一個(gè)整體,且無(wú)螺紋和其它外部特征,可用整體式,而且加簡(jiǎn)單,成本低</p><p><b>　　2.凸模(型蕊)</b></p><p>　　此凸模上應(yīng)裝有四塊小型蕊,采用臺(tái)肩固定的方式,</p><p><b>

26、;　　大型蕊尺寸</b></p><p><b>　　小型蕊尺寸</b></p><p>　　2.成型零件剛材的選用</p><p>　　紐扣大批量生產(chǎn),成型零件所選用的鋼材耐磨性和抗疲勞性能應(yīng)該良好,機(jī)械加工性能和拋沅性能也應(yīng)良好,因些構(gòu)成型腔的鋼材選用SM1</p><p>　　紐扣型蕊因?yàn)椴捎猛茥U推出,

27、磨損也較大,采用硬度較高的模具鋼Cr12MoV,淬火表面硬度58HRC---62HRC.</p><p>　　3.成型零件強(qiáng)度及支承板厚度的選用計(jì)算</p><p>　　1).型腔側(cè)壁厚度(按整體式圓筒形凹模計(jì)算)</p><p>　　式中,P---型腔壓力(取30MP)</p><p>　　E---材料彈性模量,取 </p>

28、<p>　　----根據(jù)塑料品種,模具剛度計(jì)算許用變形量</p><p>　　型腔鍘壁可以設(shè)為10mm,兩型腔之間受力是大小相等,方向相反的在合模狀態(tài)下不會(huì)產(chǎn)生變形,因此兩型腔之間壁厚只要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件就可以了.型腔與模板周邊的距離由模板外形尺寸來(lái)確定,因模板平面尺寸比型腔布置的尺寸要大得多,所以完全滿足強(qiáng)度和剛度要不求.</p><p>　　(2).支承板厚度和所選模架兩墊

29、塊之間的跨度有關(guān),根據(jù)前面的型腔布置,模架應(yīng)選在 這個(gè).</p><p><b>　　1.4.模架的確定</b></p><p>　　根據(jù)型腔布局可看出,型腔嵌件分布尺寸75*115,又根據(jù)型腔的側(cè)壁最小厚度小于1,再考慮導(dǎo)柱,導(dǎo)套及連接螺釘,布置應(yīng)占的位置,采用推件板推出等各方面的問(wèn)題,確定選用模架序號(hào)為5號(hào),模架結(jié)構(gòu)為A4的形式,如圖所示.</p>

30、<p><b>　　各模板尺寸的確定</b></p><p>　　A板是定模型腔板,塑件高度2.5,在模板上還要開(kāi)設(shè)冷卻水道,冷卻水道離型腔應(yīng)有一定距離,因些A板厚度取20mm.</p><p><b>　　B板尺寸</b></p><p>　　B板是凸模固定板,凸模的成型部分直徑為 ,因些B板厚度取12m

31、m.</p><p><b>　　C墊塊尺寸</b></p><p>　　墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(5---10)=2.5+20+15+(5---10)=42.5---47.5,所以墊塊厚度可取45</p><p>　　上述尺寸確定之后,就可以確定模架序號(hào)為5號(hào),板面200*250,模架結(jié)構(gòu)形式為A4的標(biāo)準(zhǔn)模架.</p&

32、gt;<p>　　從選定模架可知,模架外形尺寸:寬*長(zhǎng)*高=200*250*237</p><p>　　模具平面尺寸200*250<280*250(拉桿間距)</p><p><b>　　1.5排氣槽的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　瓶蓋成型型腔體積比較小,約0.44,注射時(shí)間約為1s,采用的是潛伏工澆口向型腔頂部?jī)A斜,塑

33、料熔體先充滿型腔頂部,然后充滿周邊下部,這樣型腔頂部不會(huì)造成憋氣現(xiàn)象,氣體會(huì)沿著分型面和型蕊與推件板之間的軸向間隙向外排出.如果對(duì)于中大型塑件一定要通過(guò)計(jì)算,開(kāi)設(shè)一定量的排氣槽,方可保證產(chǎn)品質(zhì)量.</p><p>　　1.6,脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　推桿推出過(guò)程中,因?yàn)槭怯锌姿芗?所以推桿必須得承受得起以下推出力</p><p>　　因?yàn)樗芗撞繛閳A

34、形,所以可以將推桿截面設(shè)計(jì)成圓形,直徑<3mm.</p><p>　　1.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩,在些只進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算,在單位時(shí)間內(nèi)塑料內(nèi)塑料熔體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量,模具溫度設(shè)為40</p><p><b>　　冷卻水的體積流量</b></p><p>　　

35、式中W----單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量,按每分鐘注射兩次即</p><p>　　Q1單位質(zhì)量的塑件凝固時(shí)所放出的熱量,ABS為 </p><p><b>　　冷卻管道的直徑</b></p><p>　　為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取d=2.5mm</p><p>　　冷卻水在管道內(nèi)的流速</p>

36、<p>　　冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)</p><p>　　查參考文獻(xiàn),1中的表取f =7.22,水溫為30時(shí),因此</p><p>　　冷卻管道的總傳熱面積</p><p>　　模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)</p><p>　　從計(jì)算結(jié)果看,因塑件小,單位時(shí)間注射量小,所需冷卻水也比較小,但一條冷卻水道對(duì)模具來(lái)說(shuō)是不可

37、取的,因?yàn)槔鋮s不均勻.</p><p>　　以上是我個(gè)人的課程設(shè)計(jì),該模具的裝配圖及各個(gè)零件圖見(jiàn)附頁(yè).</p><p><b>　　設(shè)計(jì)小結(jié):</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)兩周多的設(shè)計(jì),讓我更加深刻的體會(huì)到了設(shè)計(jì)的快樂(lè),并且從中學(xué)到不少知識(shí),明白設(shè)計(jì)這門(mén)課程,有必要一步一個(gè)腳印走過(guò)來(lái),在塑料模具這門(mén)課程上希望能夠走得更遠(yuǎn)的話,一定得把以前的

38、基本功打扎實(shí).以上只是個(gè)人的少許想法,</p><p><b>　　參考資料:</b></p><p>　　1、《塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例》模具實(shí)用技術(shù)叢書(shū)編委員編機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　2、《塑料模具設(shè)計(jì)》卜建新主編，中國(guó)輕工業(yè)出版社</p><p>　　3、《塑料模具設(shè)計(jì)》申樹(shù)義、高濟(jì)編，機(jī)械工業(yè)出版社