按鈕注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、按鈕注塑模具設(shè)計(jì)一 設(shè)計(jì)任務(wù)本節(jié)根據(jù)一個(gè)塑件的模塑成型要求,綜合介紹塑件的注塑成型工藝的選擇,成型模具的設(shè)計(jì)程序,模具主要零部件的加工工藝規(guī)程的編制及模具裝配與試模的工藝方法等內(nèi)容.原始資料：本設(shè)計(jì)的塑件是一個(gè)按鈕，設(shè)計(jì)其塑料模具及模具部分工作零件圖。而且本塑件所采用的材料為改性聚苯乙烯，年產(chǎn)量20萬(wàn)件，生產(chǎn)類(lèi)型為大批量生產(chǎn)。未注公差 mt5級(jí)精度。 圖1.1塑件二維圖本人有全套的模具圖紙（包括二維裝配、零件圖，三維），有需要請(qǐng)聯(lián)系qq:624407952二 塑件成型工藝分析（1）塑件的原材料分析 塑件的材料采用改性聚苯乙烯,屬于熱塑性塑料，改性聚苯乙烯是苯乙烯聚合而成的。合成方法有本體聚合，

2、溶液聚合和乳液聚合。改性聚苯乙烯分子鏈?zhǔn)呛斜交鶄?cè)基的飽和鏈，分子結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，加之苯環(huán)體積的影響，使大分子鏈不容易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，因此，改性是典型的非結(jié)晶態(tài)線性高分子化合物，能制造各種塑料制品，其分子量常在4500070000范圍。它的力學(xué)性能與聚合方法及相對(duì)分子量的大小、定向度和雜質(zhì)量有關(guān)。改性聚苯乙烯熔點(diǎn)較低（約90度），具有較好的熔融溫度范圍，其熔體充模流動(dòng)性好，加工成型性很好。聚苯乙烯制品以注塑為主大約用在電氣儀表零件、工藝品、發(fā)泡成型生產(chǎn)的發(fā)泡ps廣泛用在包裝材料、保溫、裝璜制品，其它塑料制品成型方法也有所應(yīng)用，但不通用。另外還具有很小的吸水率，有潮濕的環(huán)境中和尺寸的變化小，適用于制品制造

3、尺寸穩(wěn)定的制品如儀表、殼體等。聚苯乙烯的缺點(diǎn)就是脆性大，形狀復(fù)雜，制品成型后存在有較大的內(nèi)應(yīng)力時(shí)，常會(huì)在使用過(guò)程中自行開(kāi)列。為了改善它的脆性，加入少量的丁二烯可明顯降低脆性，提高抗沖擊韌性。成型特點(diǎn)、流動(dòng)性和成型性優(yōu)良，成品率高。但易出現(xiàn)裂紋，成型塑料的脫模斜度不宜太小，但頂出要均勻，由于熱膨脹系數(shù)高，塑料不宜有嵌件，否則因?yàn)閮烧叩臒崤蛎浵禂?shù)相差太大導(dǎo)致開(kāi)裂，塑件壁厚應(yīng)均勻，宜用高料溫高模溫低注射壓力成型。并延長(zhǎng)注塑時(shí)間，以防止縮孔及成型收縮率，是成型工藝性最好的塑料制品之一，容易制造形狀復(fù)雜的制品。（2）塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1、尺寸精度分析 由塑件零件圖可知。該塑件的尺寸屬于

4、未注公差尺寸，又因?yàn)樗芗捎酶男跃郾揭蚁?，所以該塑件尺寸精度公差等?jí)選用it5級(jí)（gb/t14489-1993），由以上分析可見(jiàn)，該零件的尺寸精度為一般精度，對(duì)應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。塑件壁厚均勻，有利于零件成型，制品的外形尺寸標(biāo)注單向的負(fù)公差，內(nèi)行尺寸標(biāo)注單向的正公差。外形尺寸塑件標(biāo)注尺寸塑件尺寸公差13.5 1.5 3.5 r1.8 r2內(nèi)形尺寸6 r3410.52、表質(zhì)量分析 對(duì)該塑件表面沒(méi)有特殊要求。一般情況下，外表面要求光潔，表面粗糙度ra可以取0.8m；沒(méi)有特殊要求的塑件內(nèi)部表面粗糙度ra可取3.2m。3、塑件結(jié)構(gòu)工藝分析從圖紙上分析，該塑料制品的外形類(lèi)似于回轉(zhuǎn)體，壁厚

5、均勻，且符合最小壁厚要求。塑料制品下端有一個(gè)高為1.5mm、外圓直徑為10mm、內(nèi)圓直徑為6mm的空心梅花凸臺(tái)，由于注射 制品在冷卻過(guò)程中產(chǎn)生收縮，因此在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯，為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制件，應(yīng)設(shè)置合理的脫模斜度，根據(jù)塑件材料改性聚苯乙烯查表得：型腔脫模斜度為35130，型芯脫模斜度為301。因此，該調(diào)速旋鈕可采用注射成型加工,模具設(shè)計(jì)時(shí)采用頂出脫模機(jī)構(gòu)，使制品脫模容易，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。結(jié)論：綜合上述，該按鈕可采用注射成型加工。4、塑件的生產(chǎn)批量 該塑件的生產(chǎn)類(lèi)型是大批量生產(chǎn)的，因此在模具設(shè)計(jì)中要提高塑件的生產(chǎn)率，傾向于才有多型腔、高壽命、自動(dòng)脫模模具，以便降低生成

6、成本。5、初選注射機(jī)5-1積或質(zhì)量 通過(guò)三維造型可獲得電風(fēng)調(diào)速旋扭的體積v=319.36。 改性聚苯乙烯的密度為，所以塑件的質(zhì)量5-2根據(jù)塑件本身的幾何形狀及生產(chǎn)批量確定型腔數(shù)目因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中采用側(cè)澆口，且塑件較小，形狀較簡(jiǎn)單，為了保證一次加工過(guò)程中各種參數(shù)均衡，利于配合使用，提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率，采用一模八腔，進(jìn)行加工生產(chǎn)。5-3 確定注射成型的工藝參數(shù) 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和改性聚苯乙烯的成型性能，查有關(guān)資料初步確定塑件的注射成型工藝參數(shù)，見(jiàn)下表塑件的注射成型工藝參數(shù)工藝參數(shù)內(nèi)容 改性聚苯乙烯預(yù)熱和干燥溫度6075時(shí)間2h料筒溫度/后段170190中

7、段170190前端140160噴嘴溫度/160170模具溫度/2050注射壓力/mpa60100成型時(shí)間/s注射時(shí)間35保壓時(shí)間1540冷卻時(shí)間1540總周期4090螺旋轉(zhuǎn)速/（r/min）3060后處理方法紅外線燈烘箱溫度/70時(shí)間/h24 5-4及冷卻方式 改性聚苯乙烯為非結(jié)晶型塑料，流動(dòng)性中等，壁厚一般。保證順利脫模的前提下應(yīng)盡可能降低模溫，以縮短冷卻時(shí)間，從而提高生產(chǎn)率。所以模具應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)难h(huán)水冷卻，成型模具溫度控制在2050。 5-5確定成型設(shè)備 由于塑件采用注射成型加工，使用一模八腔分布，因此可計(jì)算出一次注射成型過(guò)程所用塑料量：w=2w=120.34=2.72g 根據(jù)以上注射量的

8、分析以及考慮到凝料、塑料品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，參考設(shè)計(jì)手冊(cè)，初選szy-100/60型螺桿式注射機(jī)。 szy-25/20型注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/cm31002注塑壓力/mm1503鎖模力/kn6004動(dòng)、定模板最大安裝尺寸/（mmmm）3203205最大模具厚度/mm3006最小模具厚度/mm1707最大開(kāi)模行程/mm3008噴嘴前端球面半徑/mm109噴嘴孔直徑/mm4三、分型面的選擇及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）分型面的選擇模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)分型面選擇的原則來(lái)確定模具的分型

9、面:塑件脫出方便：盡量使塑件滯留在動(dòng)模一側(cè)，模具的脫模機(jī)構(gòu)在動(dòng)模一側(cè)，一般將主型芯裝在動(dòng)模一側(cè)，使塑件的包緊在主型芯上，型腔可以設(shè)在定模一側(cè)。其他必須型腔排氣順利，確保塑件質(zhì)量，無(wú)損塑件外觀，設(shè)備利用合理以及塑件的成型要求來(lái)選擇分型面。該塑件為按鈕，表面無(wú)特殊的要求，故分型面選擇如下圖所示的a-a分型面： （2）注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)由主流道 分流道 澆口 冷料穴四個(gè)部分組成?？紤]到塑件的外觀要求較高，外表面不允許有成型斑點(diǎn)和熔接痕，以及一模八腔的布置。性聚苯乙烯對(duì)剪切速率較為敏感等因素，澆口采用方便加工整修,凝料去除容易且不會(huì)在塑件外壁留下痕跡的側(cè)澆口，模具采用單分型面結(jié)構(gòu)兩板模，

10、模具制造成本比較容易控制在合理的范圍內(nèi)。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下圖（3）主流道設(shè)計(jì)1、主流道尺寸主流道與注射機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸碰撞，故應(yīng)設(shè)計(jì)成獨(dú)立可拆卸更換的澆口套，采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，并經(jīng)熱處理提高硬度，定位圈與澆口套分開(kāi)設(shè)計(jì)，如下圖： 根據(jù)syz-25/20型注塑機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸 噴嘴前端孔徑： d0=4mm 噴嘴前端球面半徑： r0=10mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： r=r0+（12）mm d=d0+(0.51)mm 取主流道的球面半徑： r=12mm 取主流道的小端直徑: d=4.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出，應(yīng)將主流道設(shè)計(jì)成園錐形，期斜度為26，為了使熔料順利進(jìn)入分流道，在主

11、流道出料端設(shè)計(jì)r2的圓弧過(guò)渡；為了補(bǔ)償在注射機(jī)噴嘴沖擊力作用下澆口套的變形，將澆口套的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)得比模板厚度短0.02。 定位圈是安裝模具時(shí)做定位用的，一般定位圈高出定模板表面510mm。2流道襯套的形式的確定主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買(mǎi)就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無(wú)托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有12，16，20等幾種。由于注射機(jī)的噴嘴半徑為10，所以澆口套的為r12。3流道襯套的固定

12、因?yàn)椴捎玫挠型袧部谔?，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是?biāo)準(zhǔn)件，外徑為98mm，內(nèi)徑35mm。具體固定形式如下圖所示：4分流道設(shè)計(jì)4-1 分流道的布置在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過(guò)截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過(guò)渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動(dòng)過(guò)程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式，設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的型腔同時(shí)得到均一的充填和成型。一般在塑件

13、形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，應(yīng)將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等、形狀及截面尺寸相同（型腔布局為平衡式）的形式，否則就需要通過(guò)調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致，這就是澆注系統(tǒng)的平衡。顯然，我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的，即從主流道到各個(gè)型腔的分流道的長(zhǎng)度相等，形狀及截面尺寸都相同。分流道的布置如下： 分流道截面形狀流道效率流動(dòng)阻力脫模效果加工性選用情況u型0.230d較小好好最常用4-2 分流道的形狀經(jīng)分析可采用u型斷面分流道。查有關(guān)經(jīng)驗(yàn)標(biāo)格得hips的分流道推薦直徑為，取，寬度為510mm，深度h=1.25r=5mm，斜角a=510，分流道的長(zhǎng)度一般在830mm之間，應(yīng)該盡

14、可能短，且少折彎，以減少壓力損失和熱量損失，但不宜小于8mm，否則會(huì)給修剪帶來(lái)困難。據(jù)此，該模具的分流道設(shè)計(jì)如圖5 澆口的選擇根據(jù)塑件的外觀要求及型腔分布情況，選用如下圖所示的側(cè)澆口。從塑件底側(cè)進(jìn)料，去除凝料時(shí)不會(huì)在塑件的外壁流行澆口痕跡，不會(huì)影響塑件的外觀。6 冷料穴采用帶z形頭拉料桿，將其設(shè)置在主流道的末端，既起到冷料穴的作用，又兼起開(kāi)模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)6 排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮排氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，否則，熔融的塑料流體進(jìn)入模具型腔內(nèi)，氣體如不能及時(shí)排出會(huì)使制件的內(nèi)部有氣泡，甚至?xí)a(chǎn)生很高的溫度使塑料燒焦，從而出現(xiàn)廢品。排氣方式有兩種：開(kāi)排氣槽排氣，

15、利用合模間隙排氣。由于按鈕注塑模具是小型模具，可直接利用分型間隙進(jìn)行排氣，而不需在模具上開(kāi)設(shè)排氣槽。（改性聚苯乙烯塑料的最小不溢料間隙為0.04mm，間隙較小，再加上改性聚苯乙烯的流動(dòng)性較好，也不宜開(kāi)排氣槽。）四 模具設(shè)計(jì)方案（1）型腔的布置對(duì)于一模多件的模具型腔布置，在保證澆注系統(tǒng)分流道的流程、模具結(jié)構(gòu)緊湊、模具能正常工作的前提下，盡可能使模具型腔對(duì)稱、均衡、取件方便。經(jīng)考慮型腔布置如下（2）成型零件的結(jié)構(gòu)確定成型零件直接與高溫高壓的塑料接觸，它的質(zhì)量直接影響塑件的質(zhì)量。該塑件的材料為改性聚苯乙烯工程塑料，對(duì)表面粗糙度和精度的要求較高，因此要求成型零件有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度和耐磨性，應(yīng)選用

16、優(yōu)質(zhì)模具鋼制作，還應(yīng)進(jìn)行熱處理以使其具備5055hrc的硬度。（3） 凹模（型腔）設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模，因?yàn)檫@是多型腔模具，大批量生產(chǎn)，它是在一塊鑲塊加工而成，然后再把鑲塊嵌入到模板中，這樣好處：節(jié)省貴重材料適用多型腔生產(chǎn)批量大的模具，加工、拆裝方便，以損零件便于更換，型腔形狀與尺寸一致性好。本模具是一模四腔，四個(gè)型腔均做在一個(gè)模仁內(nèi)，而不是分別做四個(gè)嵌入定模板。3-1 定模模仁（型腔鑲塊）的固定由于定模模仁（型腔鑲塊）比較大，而且厚度較厚，故采用螺釘連接，這樣做能夠達(dá)到很好的緊固作用。（4） 凸模（型芯）設(shè)計(jì)型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用鑲拼組合式，此模具的型芯形狀較復(fù)雜，采用組合式可節(jié)省貴重模具鋼，便

17、于加工，減少了工作量。4-1動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）由于分型面取在塑件最大投影面積處，因此，動(dòng)模部分也有型腔。由于動(dòng)模板厚度較厚，因此動(dòng)模模仁（型芯鑲塊）既采用螺釘緊固。（5）導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于塑件基本對(duì)稱且無(wú)單向側(cè)壓力，所以采用直導(dǎo)柱導(dǎo)向便可以滿足合模導(dǎo)向及閉模后的定位。（6）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，其推出機(jī)構(gòu)可采用推板推出或推桿推出。其中推件板推出結(jié)構(gòu)可靠、頂出力均勻，不影響塑件的外觀質(zhì)量，但制造困難，成本高；推桿推出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件內(nèi)部型腔留下頂出痕跡，但不影響塑件外觀，所以采用推桿推出機(jī)構(gòu)。推桿在完成塑件的推出動(dòng)作后，為了進(jìn)行下一次循環(huán)的注射成型，必須回

18、到其初始位置，因此需要設(shè)置復(fù)位機(jī)構(gòu)。常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位和復(fù)位桿復(fù)位兩種，因彈簧復(fù)位不可靠，這里采用復(fù)位桿復(fù)位。（7）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)該塑件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)該盡量縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。ldpe是結(jié)晶型塑料，成型時(shí)需要充分冷卻，冷卻要均勻。因此，該模具的凸模和凹模均開(kāi)設(shè)冷卻水道，采用冷卻水進(jìn)行循環(huán)冷卻。為了使得模具冷卻更快，而且制件不同部位冷卻速度必須相等，則必須采用較為復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)分兩部分，第一部分是型腔部分的冷卻，因?yàn)槎ＤＨ剩ㄐ颓昏倝K）是整體嵌入式，因此該部分冷卻系統(tǒng)是在定模板上開(kāi)設(shè)兩條分別與分型面平行的冷卻水道，水道開(kāi)設(shè)在型腔上方。第二部分是型芯的冷卻，因?yàn)樾托臼菆A形

19、，而且是鑲拼組合式，因此該部分是環(huán)繞型芯的冷卻水道。冷卻水道直徑按經(jīng)驗(yàn)取8mm，水嘴采用外置型水嘴。考慮到防止漏水，需要在型芯上加上密封圈，如圖。冷卻水道布置如下圖: 五、主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算（1）成型零件的成型尺寸計(jì)算該塑件的成型零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均法。查有關(guān)手冊(cè)得abs的收縮率為0.2%1%， 故其平均收縮率為：scp=（0.2+0.1）% /2=0.6%=0.006，模具的制造公差z=/3成型零件尺寸計(jì)算如下表:成型零件尺寸的計(jì)算尺寸類(lèi)別塑件尺寸計(jì)算公式型腔或型芯工作尺寸徑向尺寸型腔的徑向尺寸型芯的徑向尺寸軸向尺寸型腔的軸向尺寸型芯的軸向尺寸（2）模具型腔壁厚的確定 通過(guò)上面是查的資料最終確認(rèn)上下模仁尺寸都是150x110x25，模仁大小查標(biāo)準(zhǔn)模架規(guī)格尺寸得定模板的尺寸可以選擇:bl=20023050，（3）標(biāo)準(zhǔn)模架的確定 綜合考慮本塑件采用一模八腔平衡布置、側(cè)澆口一次分型結(jié)構(gòu)、型腔的厚度要求、塑件尺寸大小、冷卻水道的布置等多項(xiàng)因素，查表模板的尺寸為180mm180mm50mm，選用a1型標(biāo)準(zhǔn)模架，標(biāo)記為1818-305070六 注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核（1）模具閉合高度的確定 查模具的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的組成模具閉合高度的模板及其他零件尺寸：定模座板 h1=25mm 定模板 h2=50mm 動(dòng)模板 h3=70mm 墊塊 h4=70mm 動(dòng)模座板 h5=