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紫瑯職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 題 目： 穿管按鈕注射模設(shè)計(jì) 副 標(biāo) 題： 學(xué) 生 姓 名： 丁超 所在系、專業(yè)： 機(jī)電工程系、模具設(shè)計(jì)與制造 班 級： 模具101 指 導(dǎo) 教 師： 金亞云 日 期： 2013.05.22 I 摘要 摘 要 模具是工業(yè)生產(chǎn)用的重要的工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)以成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的研制與開發(fā)很大程度上依賴于模具的生產(chǎn)，因此，研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具水平，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 本論文主要論述了材料為ABS的小尺寸、一般精度的穿管按鈕注射模的設(shè)計(jì)方法。論文首先介紹了塑料成型基礎(chǔ)及塑料注射成型的工藝過程；其次通過對注塑加工方法及穿管按鈕進(jìn)行綜合工藝分析，確定了穿管按鈕注射模的設(shè)計(jì)方案，即該模具采用一模四腔設(shè)計(jì)方案。然后針對該方案進(jìn)行了重點(diǎn)論述，主要包括側(cè)抽芯的塑件及其注塑模的設(shè)計(jì)過程、注塑模主要零部件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)等。其中注塑模主要設(shè)計(jì)的重點(diǎn)包括：側(cè)抽芯設(shè)計(jì)、零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具分型面的選擇、型腔數(shù)目的確定、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、滑塊的設(shè)計(jì)、注射機(jī)的強(qiáng)度校核等。最后論文針對穿管按鈕塑件的成型工藝方法的可行性進(jìn)行了論證。 關(guān)鍵詞：穿管按鈕；注塑模；分型面 I 目錄 目 錄 摘 要 I 目 錄 I 1、緒論 3 2、注射模工藝 3 2.1注射成型原理 3 2.2成型工藝過程 4 3、注塑成型工藝分析 4 3.1材料ABS特性 4 3.2塑件成型工藝參數(shù)的確定 5 3.3塑件的尺寸與公差 5 3.4注射成型機(jī)的選擇 5 3.4.1注塑機(jī)的初選擇 5 3.4.2注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇 5 3.4.3模具開模行程校核 6 4、型腔的布局與分型面的設(shè)計(jì) 6 4.1型腔數(shù)目的確定 6 4.2型腔的布局 6 4.3單分型面的設(shè)計(jì) 6 5、單分型面注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 5.1普通澆注系統(tǒng)的組成 7 5.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 7 5.3主流道的設(shè)計(jì) 8 5.3.1主流道尺寸 8 5.3.2主流道澆口套 8 5.4 分流道設(shè)計(jì) 8 5.4.1分流道的形狀與尺寸 8 5.4.2分流道的長度 8 5.4.3分流道的表面粗糙度 8 5.4.4分流道的布置 9 5.5 澆口設(shè)計(jì) 9 5.5.1澆口的概念 9 5.5.2澆口的作用 9 5.5.3澆口位置的選擇原則 9 5.5.4澆口的設(shè)計(jì) 9 5.6 澆注系統(tǒng)平衡設(shè)計(jì) 10 5.6.1澆注系統(tǒng)的平衡概念 10 5.6.2澆注系統(tǒng)的平衡計(jì)算方法 10 6、單分型面注射模成形零部件的設(shè)計(jì) 10 6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 6.2 工作尺寸計(jì)算 10 6.2.1計(jì)算成形零部件工作尺寸要考慮的要素 10 6.2.2成形零部件工作尺寸計(jì)算 10 7、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10 7.1導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 10 7.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 11 8、拉料桿的設(shè)計(jì) 11 9、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 9.1推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成 11 9.2結(jié)構(gòu)分類 12 9.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 12 9.4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 10、模架的結(jié)構(gòu) 12 11、開模行程校核 12 12、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 致 謝 14 參考文獻(xiàn) 15 穿管按鈕注射模設(shè)計(jì) 1、緒論 模具是工業(yè)生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%～90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)以成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的研制與開發(fā)很大程度上依賴于模具的生產(chǎn)，特別是汽車、計(jì)算機(jī)、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機(jī)械行業(yè)，根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)的預(yù)測，21世紀(jì)機(jī)械制造業(yè)零件，其粗加工的75%和精加工的50%都將依靠模具完成，因此模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)。不論經(jīng)濟(jì)繁榮時(shí)期還是經(jīng)濟(jì)蕭條時(shí)期模具工業(yè)都不可或缺。經(jīng)濟(jì)發(fā)展快產(chǎn)品暢銷，自然要求模具能跟上；而經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩時(shí)期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然千方百計(jì)開發(fā)新產(chǎn)品，同樣對模具帶來強(qiáng)勁要求。因此，模具工業(yè)被稱為經(jīng)久不衰的工業(yè)。 目前，世界模具市場仍供不應(yīng)求。因此，研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具水平，對促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。 塑料成型所用的模具稱為塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一種類型。目前，塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入了一切工業(yè)部門以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。塑料作為一種新的工程材料，不斷的開發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷的成熟、完善與發(fā)展，極大的促進(jìn)了塑料制件成型方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開發(fā)與制造。隨著工業(yè)塑料制件和日用塑料制件的品種和需求量的增加，這些產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期越來越短，因此，對塑料的品種、產(chǎn)量和質(zhì)量提出了越來越高的要求。這就要求塑料模具的開發(fā)、設(shè)計(jì)與制造水平也必須越來越高。 一副好的注射模具可成型上百萬次，這與模具的設(shè)計(jì)、 模具材料及模具的制造有很大的關(guān)系。從模具的設(shè)計(jì)、制造及模具的材料等方面考慮，塑料成型可以歸納為以下幾個(gè)方面： 1）模具的標(biāo)準(zhǔn)化； 2）模具的理論研究； 3）塑料制件的精密化、微型化和超大化等； 4）新材料、新技術(shù)、新工藝的研制、開發(fā)和應(yīng)用； 5）CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用。 在這些塑料模中，注射模所占的比例是相當(dāng)高的，本文所設(shè)計(jì)的穿管按鈕，材料為ABS，采用的就是注射模。穿管按鈕零件雖然不大，但其中模具型腔的加工有一定的難度。本人通過查閱大量資料進(jìn)行了模具設(shè)計(jì)，并提出了模具中關(guān)鍵零件的加工方案，完成了從模具設(shè)計(jì)到加工成成品的全過程。 鑒于本人經(jīng)驗(yàn)有限，本設(shè)計(jì)中難免存在不當(dāng)和錯(cuò)誤之出，懇請閱讀者批評指正，本人將虛心接受并不斷地加以改進(jìn)。 2、注射模工藝 2.1注射成型原理 如圖1所示，料斗1中的塑料落入已被加熱的料筒8和螺桿9之間后，被旋轉(zhuǎn)的螺桿推送到噴嘴6的一端，在液壓缸活塞10的推動(dòng)下，通過螺桿將其推送，在此過程中已被預(yù)加熱的塑料在摩擦力及剪切力的作用下預(yù)塑為熔融狀態(tài)，成為具有良好的可塑性和流動(dòng)性的塑料粘流體，因此可順利射入正對噴嘴且已完全密合的成型模具之中，并經(jīng)由模具的澆注系統(tǒng)流入并充滿鑄型型腔，再經(jīng)保壓冷卻，固化定型后打開鑄模，取出制件，即可完成注射成型工藝的一次澆注過程。 塑料在澆注的過程中，應(yīng)注意保壓的作用，應(yīng)使鑄件在壓力下成型，這樣一方面可防止模具中的熔融塑料的逆向倒流，造成塑料制品表面缺料而報(bào)廢；二可補(bǔ)充型腔內(nèi)的塑料因冷卻收縮而不足之需要，即補(bǔ)縮，防止制品出現(xiàn)凹陷、皺紋、缺料等成型缺陷。 圖1為螺桿式注射機(jī)注射成型示意圖。 圖1 螺桿式注射機(jī)注射成型圖 1 — 料斗； 2 — 螺桿傳動(dòng)裝置； 3 — 注射液壓缸； 4 — 傳動(dòng)系統(tǒng) 5— 加熱器； 6— 噴嘴； 7— 模具； 8— 料筒； 9— 螺桿； 10—活塞 2.2成型工藝過程 上述塑料的成型工藝過程可作為一個(gè)不斷重復(fù)循環(huán)的工藝過程，即可應(yīng)用于塑料制品的批量及大量生產(chǎn)，每一件塑料制品的最終注射成型均須經(jīng)過這樣的一次循環(huán)過程，即：合模注射成型 保壓之后預(yù)塑 冷卻之后定型 開模取出制件四個(gè)工序。注射成型工藝過程循環(huán)示意圖如圖2所示。 圖2 塑料制件的注射工藝過程 3、注塑成型工藝分析 3.1材料ABS特性 ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化學(xué)和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性： 丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性； 苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。ABS是非結(jié)晶性材料。ABS材料具有超強(qiáng)的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高 的抗沖擊強(qiáng)度。 注塑模工藝條件：干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為80~90C下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。 熔化溫度：210~280C；建議溫度：245C。 模具溫度：25…70C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。注射壓力：500~1000bar。 注射速度：中高速度。 3.2塑件成型工藝參數(shù)的確定 表1 塑件成型工藝參數(shù) 工藝參數(shù) 規(guī)格 工藝參數(shù) 規(guī)格 ? 料筒溫度(℃) ? 后段：160-220 中段：180-200 前段：160-180 ? 成型時(shí)間(t) 注射時(shí)間：2 保壓時(shí)間：15 冷卻時(shí)間：20 噴嘴溫度(℃) 220-310 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 40 模具溫度(℃) 20-60 注射壓力(MPa) 70-100 3.3塑件的尺寸與公差 塑料的尺寸精度往往不高，應(yīng)保證在使用要求的前提下盡可能的選用低精度的等級。我國已頒布了工程塑料尺寸公差的國家標(biāo)準(zhǔn),塑件尺寸公差代號為MT，等級分為7級，每一級又可分為 A、B兩部分，其中A部分不受模具的影響尺寸的公差，B部分為受模具活動(dòng)影響尺寸的公差。 塑料公差等級的選用與塑料品種及裝配情況有關(guān)，該塑料選用未注公差尺寸MT5，對孔類尺寸可取數(shù)值冠以+號，對軸類尺寸可取表中數(shù)值冠以—號對中心距尺寸可取表中數(shù)值冠以+—號 一般模具表面粗糙值要比塑件的要求低1～2級，塑料制作的表面粗糙度值一般為Ra0.8～0.2之間。 型腔的基本尺寸為：直徑Φ35-0.056 高度2500.5 型芯的基本尺寸為：Φ3100.56 深度：23 3.4注射成型機(jī)的選擇 3.4.1注塑機(jī)的初選擇 查手冊，ABS的注射壓力600～1000（105）帕，塑件較簡單，取P=70Mpa（1）型腔壓力計(jì)算P腔=2/3×P=46.7Mpa（2鎖模力計(jì)算 F=AP腔=60.2×46.7=28×104牛 根據(jù)計(jì)算，查表初選螺桿式注射機(jī)：XS-ZY-60。 3.4.2注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核和最終選擇 1.模具閉合高度的校核 安裝模具的高度應(yīng)滿足： Hmin＜H＜Hmax設(shè)計(jì)模具高度為H總=237mm 由于XS-ZY-60型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為Hmin70mm，最大厚度為Hmax200mm,所以，模具閉合高度不能滿足安裝要求。 2. 注射機(jī)有關(guān)參數(shù) ?表2 XS-ZY-60型注射機(jī)的主要參數(shù) 標(biāo)稱注射量 60cm3 定位孔直徑 Φ55mm 最大開模行程S′ 180mm 噴嘴球頭直徑 Φ12mm 最大裝模高度H max 200mm 噴嘴孔直徑 Φ4mm 最小裝模高度H min 70mm 中心頂桿直徑 Φ50 模板最大安裝尺寸 330×400 mm 頂出行程 0-110mm 3.4.3模具開模行程校核 模具開模行程應(yīng)滿足：Sm

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