按鈕注射模設(shè)計(jì),按鈕,注射,設(shè)計(jì) 目錄 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書……………………………………………………………1 設(shè)計(jì)說明書……………………………………………………………4 一、材料分析 ……………………………………………………4 二、分型面的設(shè)計(jì) ………………………………………………5 三、型腔數(shù)目確定 ………………………………………………6 四、分型面與排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………12 五、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) ………………………………………………16 六、成型零件設(shè)計(jì) ………………………………………………18 七、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………19 八、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ………………………………………………22 九、模溫調(diào)節(jié)與冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………………………………25 十、注射模與注射機(jī)的關(guān)系 …………………………………26 十一、設(shè)計(jì)小結(jié) …………………………………………………30 十二、參考文獻(xiàn) …………………………………………………31 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 1.設(shè)計(jì)前應(yīng)明確的事項(xiàng) （1）明確制品的幾何形狀及使用要求。對于形狀復(fù)雜的制品，有時除看懂其圖樣外，還需參考產(chǎn)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?yàn)檫@不僅是模具設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，而且還是減少模具設(shè)計(jì)者與產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)算制品重量的目的在于選擇設(shè)備和確定成型總體方案。成型總體方案包括確定模具的機(jī)構(gòu)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(cè)向型孔是同時成型還是后序加工，側(cè)凹的脫模方式等。 （3）明確注射成型機(jī)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(jī)，在模具設(shè)計(jì)時才能對模具上與注射機(jī)有關(guān)的結(jié)構(gòu)和尺寸的數(shù)據(jù)進(jìn)行校核。 （4）檢查制品的工藝性。對制品進(jìn)行成型前的工藝性檢查，以確認(rèn)制品的各個細(xì)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(shè)計(jì)的最佳方法是綜合考慮，系統(tǒng)制定設(shè)計(jì)方案，模具設(shè)計(jì)流程圖表示了各條件間的相互關(guān)系，以及必須滿足主功能的邊界條件和附加條件的關(guān)系。 3.注射模設(shè)計(jì)審核要點(diǎn) (1)基本結(jié)構(gòu)審核 共 18 張 第1張 湖南工學(xué)院南校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 1)模具的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注射機(jī)規(guī)格匹配。 2)模具是否具有合模道向機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。 3)分型面選擇是否合理，有無產(chǎn)生飛邊的可能，制品能否滯留在設(shè)有推出脫模機(jī)構(gòu)的動模（或定模）一側(cè)。 4)模腔的布置與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理。澆口是否與塑料原料相適應(yīng)，澆口位置是否恰當(dāng)，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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理。 6)推出脫模機(jī)構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機(jī)構(gòu)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(jié)構(gòu)，如果需要，其設(shè)置情況是否合理。 8)是否需要溫度調(diào)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(zhì)的循環(huán)回路是否合理。 9)支承零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)圖樣審核要點(diǎn) 1)裝配圖。零部件的裝配關(guān)系是否明確，配合代號標(biāo)注得是否恰當(dāng)合理，零件標(biāo)注是否齊全，與明細(xì)表中的序號是否對應(yīng)，有關(guān)的必要說明是否具有明確的標(biāo)記，整個模具的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)注，尺 共 18 張 第2張 湖南工學(xué)院南校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 寸公差和形位公差標(biāo)注是否合理齊合。成型零件容易磨損是部位是否預(yù)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(dāng)，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(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（包括工廠企業(yè)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)）。圖面表達(dá)的幾何圖形與技術(shù)內(nèi)容是否容易理解。 (3)模具設(shè)計(jì)質(zhì)量審核要點(diǎn) 1)設(shè)計(jì)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(jī)類型可對成型質(zhì)量產(chǎn)生的影響。對成型過程中可能產(chǎn)生的缺陷是否在模具設(shè)計(jì)時采取了相應(yīng)的預(yù)防措施。 2)是否考慮了制品對模具導(dǎo)向精度的要求，導(dǎo)向結(jié)果設(shè)計(jì)得是否合理。 3)成型零部件的工作尺寸計(jì)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(qiáng)度和剛度。 4)支撐部件能否保證模具具有足夠的整體強(qiáng)度和剛度。 5)設(shè)計(jì)模具時是否考慮了試模和修模要求。 (4)裝拆及搬運(yùn)條件審核要點(diǎn)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(biāo)記。有無供搬運(yùn)用的吊環(huán)或起重螺栓孔，對其是否也作出了標(biāo)記。 共 18 張 第3張 湖南工學(xué)院南校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 共 18 張 第15張 湖南工學(xué)院南校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 計(jì) 算 內(nèi) 容 說 明 共 18 張 第15張 湖南工學(xué)院南校區(qū)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9.4冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 簡單計(jì)算步驟如下： (1)算單位時間內(nèi)從型腔中散發(fā)出的總熱量（Q總=Q1） ①計(jì)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(chǎn)周期（s）： t = t注 + t冷 + t脫 式中，t為生產(chǎn)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(nèi)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(jìn))] 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(shè)定溫度, T進(jìn)為水管進(jìn)口設(shè)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(guān)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(guān)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(shè)計(jì) 模體也稱模架，是注射機(jī)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(jī)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(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等組成。另外，根據(jù)需要，還有特殊結(jié)構(gòu)的模架，如點(diǎn)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(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿等，因此要有一定發(fā)厚度及強(qiáng)度。一般用45號鋼制成，最好經(jīng)調(diào)質(zhì)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(dǎo)柱、導(dǎo)套脫落，并承受一定的彎曲應(yīng)力，因此應(yīng)具有較高的平行度和硬度。一般用45號鋼，經(jīng)熱處理235HB，或50、40Gr、45Mn2經(jīng)調(diào)質(zhì)235HB，或直接用Q235～Q275。 支撐板和定模固定板由螺釘和銷釘進(jìn)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(diǎn)。一是形成推出機(jī)構(gòu)的行程空間，二是調(diào)節(jié)模具的總厚度，以適應(yīng)注射機(jī)的 模具安裝厚度要求。 墊塊的機(jī)構(gòu)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(yīng)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(yīng)注意墊塊高度應(yīng)一致，否則由于負(fù)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(shè)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(nèi)六角螺釘 2—襯套 3—定位圈 4—型芯 5—型腔 6—導(dǎo)套 7 —導(dǎo)柱 8—定模板 9—脫模板 10—固定板 11—下模座 12—內(nèi)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(nèi)六角螺釘 19—定模座 十一.注射模與注射機(jī)的關(guān)系 注射機(jī)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(jìn)行模具與注射機(jī)的校核即可。 11.1注射壓力的校核： 該項(xiàng)工作是校核所選用注射機(jī)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(jié)構(gòu)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(jī)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(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)對模具所施加的最大加緊力。當(dāng)高壓的塑料熔體充填模腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。為此，注射機(jī)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(jī)的額定鎖模力（N）； P型——模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa），一般為注射機(jī)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(jī)構(gòu)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(jī)移動模板的最大行程S。SZ-160/100的鎖模機(jī)構(gòu)為液壓—機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，其模板行程是由連桿機(jī)構(gòu)的最大沖程決定，而與模具厚度無關(guān)。 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(nèi)的塑件高度（mm）； S——注射機(jī)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(jī)>H。 11.4安裝部分相關(guān)尺寸校核 模具與注射機(jī)安裝部位的的相關(guān)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(jī)的安裝關(guān)系。 （1）噴嘴尺寸：注射機(jī)的噴嘴與模具的澆口套（主流道襯套）關(guān)系主要有：主流道始端的球面半徑R應(yīng)比注射機(jī)噴嘴頭球面半徑R0大1～2mm；主流道小端直徑d應(yīng)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(jī)固定板的關(guān)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(jī)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(shè)定位圈，而對大型模具，可在動模座板、定模座板上同時設(shè)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(guān)系：模具的安裝有兩種方式，即從注射機(jī)上方直接吊裝入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，或先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機(jī)內(nèi)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(jī)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(jī)模板閉合厚度的關(guān)系：兩者之間關(guān)系應(yīng)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(jī)允許的最大模具厚度（mm）； Hmin——注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm）； ΔH——注射機(jī)在模具厚度方向的調(diào)節(jié)量（mm）。 當(dāng) Hm< Hmin時，可以增加模具墊塊高度，但當(dāng)Hm> Hmax時，則模具無法閉合，尤其是機(jī)械—液壓式鎖模的注射機(jī)，因其肘桿無法撐直。 Hm=260mm，Hmax=300mm，Hmin=200mm 200mm < 260mm < 300mm （5）模具與注射機(jī)的安裝關(guān)系：模具的安裝固定形式有壓板式與螺釘式兩種。當(dāng)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(dāng)用螺釘直接固定使，模具座板上必須設(shè)安裝孔，同時還要與注射機(jī)模板上的安裝孔完全吻合，并且很麻煩，固生產(chǎn)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