按鈕注射模設計,按鈕,注射,設計 目錄 設計指導書……………………………………………………………1 設計說明書……………………………………………………………4 一、材料分析 ……………………………………………………4 二、分型面的設計 ………………………………………………5 三、型腔數(shù)目確定 ………………………………………………6 四、分型面與排氣系統(tǒng)設計……………………………………12 五、澆注系統(tǒng)設計 ………………………………………………16 六、成型零件設計 ………………………………………………18 七、導向機構設計 ………………………………………………19 八、脫模機構設計 ………………………………………………22 九、模溫調節(jié)與冷卻系統(tǒng)設計…………………………………25 十、注射模與注射機的關系 …………………………………26 十一、設計小結 …………………………………………………30 十二、參考文獻 …………………………………………………31 計 算 內 容 說 明 設計指導書 1.設計前應明確的事項 （1）明確制品的幾何形狀及使用要求。對于形狀復雜的制品，有時除看懂其圖樣外，還需參考產品模型或樣品，考慮塑料的種類及制品的成型收縮率、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、允許變形范圍等范圍，即充分了解制品的使用要求，因為這不僅是模具設計的主要依據(jù)，而且還是減少模具設計者與產品設計者已意見分歧的手段。 （2）估算制品的體積和重量及確定成型總體方案。計算制品重量的目的在于選擇設備和確定成型總體方案。成型總體方案包括確定模具的機構形式，型腔數(shù)目，制品成型的自動化程度，采用流道的形式（冷流道或熱流道），制品的側向型孔是同時成型還是后序加工，側凹的脫模方式等。 （3）明確注射成型機的型號和規(guī)則。只有確定采用什么型號和規(guī)則的注射成型機，在模具設計時才能對模具上與注射機有關的結構和尺寸的數(shù)據(jù)進行校核。 （4）檢查制品的工藝性。對制品進行成型前的工藝性檢查，以確認制品的各個細小部分是否均符合注射成型的工藝性條件。 2.基本程序 模具及其操作必須滿足各種要求，其模具設計的最佳方法是綜合考慮，系統(tǒng)制定設計方案，模具設計流程圖表示了各條件間的相互關系，以及必須滿足主功能的邊界條件和附加條件的關系。 3.注射模設計審核要點 (1)基本結構審核 共 18 張 第1張 湖南工學院南校區(qū)畢業(yè)設計 計 算 內 容 說 明 1)模具的結構和基本參數(shù)是否與注射機規(guī)格匹配。 2)模具是否具有合模道向機構，機構設計是否合理。 3)分型面選擇是否合理，有無產生飛邊的可能，制品能否滯留在設有推出脫模機構的動模（或定模）一側。 4)模腔的布置與澆注系統(tǒng)設計是否合理。澆口是否與塑料原料相適應，澆口位置是否恰當，澆口與流道的幾何形狀及尺寸是否合適，流動比數(shù)值是否合理。 5)成型零部件結構設計是否合理。 6)推出脫模機構與側向分型或抽芯機構是否合理、安全和可靠。它們之間或它們與其它模具零部件之間有無干涉或碰撞的可能，脫模板（推板）是否會與凸模咬合。 7)是否需要排氣結構，如果需要，其設置情況是否合理。 8)是否需要溫度調節(jié)系統(tǒng)，如果需要，其熱源和冷卻方式是否合理。溫控元件隨是否足夠，精度等級如何，壽命長短如何，加熱和冷卻介質的循環(huán)回路是否合理。 9)支承零部件結構設計是否合理。 10)外形尺寸能否保證安裝，緊固方式選擇是否合理可靠，安裝用的螺栓孔是否與注射動、定模固定板上的螺孔位置一致，壓板槽附近的固定板上是否有緊固用的螺孔。 (2)設計圖樣審核要點 1)裝配圖。零部件的裝配關系是否明確，配合代號標注得是否恰當合理，零件標注是否齊全，與明細表中的序號是否對應，有關的必要說明是否具有明確的標記，整個模具的標準化程度如何。 2)零件圖。零件號、名稱、加工數(shù)量是否有確切的標注，尺 共 18 張 第2張 湖南工學院南校區(qū)畢業(yè)設計 計 算 內 容 說 明 寸公差和形位公差標注是否合理齊合。成型零件容易磨損是部位是否預留了修磨量。哪些零件具有超高精度要求，這種要求是否合理。各個零件的材料選擇是否恰當，熱處理要求和表面粗糙度 要求是否合理。 3)制圖方法。 制圖方法是否正確，是否合乎有關規(guī)范標準（包括工廠企業(yè)的規(guī)范標準）。圖面表達的幾何圖形與技術內容是否容易理解。 (3)模具設計質量審核要點 1)設計模具時，是否正確地考慮了塑料原材料的工藝特性、成型性能，以及注射機類型可對成型質量產生的影響。對成型過程中可能產生的缺陷是否在模具設計時采取了相應的預防措施。 2)是否考慮了制品對模具導向精度的要求，導向結果設計得是否合理。 3)成型零部件的工作尺寸計算是否合理，能否保證制品的精度，其本身是否具有足夠的強度和剛度。 4)支撐部件能否保證模具具有足夠的整體強度和剛度。 5)設計模具時是否考慮了試模和修模要求。 (4)裝拆及搬運條件審核要點有無便于裝拆時用的橇槽、裝拆孔和牽引螺釘，對其是否作出了標記。有無供搬運用的吊環(huán)或起重螺栓孔，對其是否也作出了標記。 共 18 張 第3張 湖南工學院南校區(qū)畢業(yè)設計 計 算 內 容 說 明 共 18 張 第15張 湖南工學院南校區(qū)畢業(yè)設計 計 算 內 容 說 明 共 18 張 第15張 湖南工學院南校區(qū)畢業(yè)設計 9.4冷卻系統(tǒng)的計算 簡單計算步驟如下： (1)算單位時間內從型腔中散發(fā)出的總熱量（Q總=Q1） ①計算每次需要的注射量（kg或cm）： V = nV件 + V澆 = 2 x 19 + 4 = 42cm ②確定生產周期（s）： t = t注 + t冷 + t脫 式中，t為生產總周期（s），t注為注射周期（s），t冷為冷卻周期（s），t脫為脫模周期（s）。 查附錄D 常用熱塑性塑料注射成型的工藝參數(shù)，的t = 90s。 ③求使用的塑料單位熱流量Qs（kJ/kg）：查表4-25常用塑料熔體的單位熱流量Q， 得 Qs = 750KJ/kg ④求每小時的需要注射的次數(shù)： N = 3600/t = 3600/90 = 40 ⑤求每小時的注射量（kg/h）： W = N?G = 40 x 0.042 = 1.68kg/h ⑥求從型腔內發(fā)出的總熱量（kJ/h） Q總 = Q1 = N?G?Qs = 1.68 x 750 = 1260 kJ/h ⑵以凹模冷卻系統(tǒng)為例求凹9冷卻水的體積流量(m/min): qv = Q凹/[60p?C1(T出 - T進)] 式中,p為水的密度10kg/ m,C1為水的比熱容C1 = (4.187J/(kg?℃) , T出為水管設定溫度, T進為水管進口設定溫度, Q凹為有凹模帶走的熱量(kJ/h). qv = 1260/(60 x 10x 4.187 x 5 x 3) = 0.0003 m/min ⑶求冷卻水孔的直徑d(mm):查表4-26冷卻水流速與管道直徑的關系,得d = 8mm ⑷求冷卻水的平均流速(m/min):查表4-26冷卻水流速與管道直徑的關系,得最低流速為1.66m/s. ⑸求凹模所需冷水管根數(shù):n = L/B = 4 ⑹求冷卻水管的長度:L = B?n = 300 x 4 = 1200 十、模體的設計 模體也稱模架，是注射機的骨架和基本，模具的每一部分但寄生其中，通過他把模具的每一部分有機的聯(lián)系在一起。模架一般由定模座（或叫定模底板）、定模固定板（或叫定模板）、動模固定板（或叫型芯固定板）、支撐板（或叫動模墊板）、墊塊（或叫墊腳、模腳）、動模座板（或叫動模底板）、推板（或叫推出底板）、推桿固定板、導柱、導套、復位桿等組成。另外，根據(jù)需要，還有特殊結構的模架，如點澆口模架、帶脫模板的模架。 10.1固定板與支撐板 固定板有動模固定板（或型芯固定板）與定模固定板以及推桿固定板，其作用是用來固定型芯（或凸模）、凹模、導柱、導套、推桿等，因此要有一定發(fā)厚度及強度。一般用45號鋼制成，最好經調質235HB。 支撐板是墊在動模固定板下面的平板，其作用是防止型芯（凸模）、導柱、導套脫落，并承受一定的彎曲應力，因此應具有較高的平行度和硬度。一般用45號鋼，經熱處理235HB，或50、40Gr、45Mn2經調質235HB，或直接用Q235～Q275。 支撐板和定模固定板由螺釘和銷釘進行連接和定位。 10.2支撐件 墊塊（支撐塊）：它是用來連接支撐板與動模座板的零件。其作用有兩點。一是形成推出機構的行程空間，二是調節(jié)模具的總厚度，以適應注射機的 模具安裝厚度要求。 墊塊的機構形式有平行墊塊和拐角墊塊（又稱模腳），但為了加工容易，一般使用前者。 墊塊一般用中碳鋼制成，也可用A3鋼，或HT200、球鐵等。 墊塊的高度一般為： H=h推出+h推固+h推板+h擋銷 式中，h推出為塑件應推出的高度（mm），h推固為推桿固定板的厚度（mm），h推板為推板厚度（mm），h擋銷為擋銷的長度（mm）。 模具組裝時，應注意墊塊高度應一致，否則由于負荷不均會造成動模板損壞。 墊塊與動模座板或支撐板之間直接連接時，一般不需設定位銷，但三者之間才用間接連接時，要用螺釘與定位銷連接。 1—— 內六角螺釘 2—襯套 3—定位圈 4—型芯 5—型腔 6—導套 7 —導柱 8—定模板 9—脫模板 10—固定板 11—下模座 12—內六角螺釘 13—推桿 14—推板 15—緊固螺釘 16—推桿固定板 17—墊塊 18—內六角螺釘 19—定模座 十一.注射模與注射機的關系 注射機在前面已初步選定為Sz-160/100，模具的各零件業(yè)已基本確定，這節(jié)只需進行模具與注射機的校核即可。 11.1注射壓力的校核： 該項工作是校核所選用注射機的公稱壓力P公能否滿足塑件成型所需要的注射壓力P0，塑件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素決定，其值一般為70～150MPa。具體可參考表6（通常要求P12＞P0）； 查表6 得 P0=115<180，即 P0 < P公。 表6 MPa 材料 注射條件 厚壁件 中等壁厚件 難流動的薄壁窄澆口件 聚乙烯 70——100 100——120 120——150 聚甲醛 85——100 100——200 120——150 ABS 80——110 100——130 130——150 聚苯乙烯 80——100 100——120 120——150 有機玻璃 100——120 110——150 >150 聚酰胺 90——101 101——140 >140 11.2鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大加緊力。當高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。為此，注射機的額定鎖模力必須大于該脹型力，既： F鎖≥F脹=A分.P型 式中，F(xiàn)鎖——注射機的額定鎖模力（N）； P型——模具型腔內塑料熔體平均壓力（MPa），一般為注射機壓力的0.3～0.65倍，通常為20～40MPa； A分——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm2）。 將P型=30MPa，A分=600 mm2帶入上式，得： F鎖=30x3048 =91440N =91KN<1000KN 即F鎖>F脹。 11.3開模行程與推出機構的校核 開模行程是指從模具中取出塑件所需要的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程S。SZ-160/100的鎖模機構為液壓—機械聯(lián)合作用的注射機，其模板行程是由連桿機構的最大沖程決定，而與模具厚度無關。 對單分型面注射模，所需開模形程H為： S ≥ H = H1 + H2 +（5～10）mm 式中 H1——塑件推出距離（也可作凸模高度）（mm）； H2——包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度（mm）； S——注射機移動板最大形程（mm）； H——所需塑件開模行程（mm）。 將各值帶入上式，得： H = 73 + 56 + 7 = 136mm < 325mm 即S機>H。 11.4安裝部分相關尺寸校核 模具與注射機安裝部位的的相關尺寸主要有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、拉桿間距、最大模具厚度與最小模具厚度以及模具與注射機的安裝關系。 （1）噴嘴尺寸：注射機的噴嘴與模具的澆口套（主流道襯套）關系主要有：主流道始端的球面半徑R應比注射機噴嘴頭球面半徑R0大1～2mm；主流道小端直徑d應比噴嘴直徑d0大0.5～1mm，以防止主流道口部積存凝料而影響脫模。 R=13mm，R0=12mm。 即 R-R0=13-12=1mm∈1～2mm （2）定位圈與注射機固定板的關系：模具定模座板上的定位圈要求與主流道同心，并與注射機固定模板上的定位孔呈較松動的間隙配合。定位圈的高度，對小型模具為8～10mm，對大模具為10～15mm。此外，對中、小型模具一般只在定模座板上設定位圈，而對大型模具，可在動模座板、定模座板上同時設定位圈。 模具為小型模具，定位圈高度 H=9mm∈8～10mm （3）模板規(guī)格與拉桿間距的關系：模具的安裝有兩種方式，即從注射機上方直接吊裝入機內進行安裝，或先吊到側面再由側面推入機內安裝。而模具的外形尺寸受到拉桿間距的限制，因以重視。 注射機拉桿間距為 345x345mm ，模具的外形尺寸為 344x300mm。 （4）模具總厚度與注射機模板閉合厚度的關系：兩者之間關系應滿足： Hmin≤Hm≤Hmax 而 Hmax= Hmin+ΔH 式中，Hm——模具閉合后總厚度（mm）； Hmax——注射機允許的最大模具厚度（mm）； Hmin——注射機允許的最小模具厚度（mm）； ΔH——注射機在模具厚度方向的調節(jié)量（mm）。 當 Hm< Hmin時，可以增加模具墊塊高度，但當Hm> Hmax時，則模具無法閉合，尤其是機械—液壓式鎖模的注射機，因其肘桿無法撐直。 Hm=260mm，Hmax=300mm，Hmin=200mm 200mm < 260mm < 300mm （5）模具與注射機的安裝關系：模具的安裝固定形式有壓板式與螺釘式兩種。當用壓板固定時，只有模具座板以外的附近有螺孔就能固定，很靈活方便，當用螺釘直接固定使，模具座板上必須設安裝孔，同時還要與注射機模板上的安裝孔完全吻合，并且很麻煩，固生產成廣泛采用前者。使用壓板時，動模、定模各用2～4個壓板即可。 注射時間： 3~5s 保壓時間： 15~30s 冷卻時間： 15~30s 成型周期： 40~70s