畢業(yè)設(shè)計(jì)紐扣塑料模具設(shè)計(jì)

1、塑料模具課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)設(shè)計(jì)題目:_紐扣的塑料模具設(shè)計(jì) 機(jī)械與能源工程系_院(系)_模具_(dá)專業(yè)班級(jí)_:模具本科班 學(xué)號(hào)_設(shè)計(jì)人_指導(dǎo)教師_: 何曉明 羅玉梅 完成日期_2007_年_9_月_30日目 錄第 一 部分 產(chǎn)品的說(shuō)明 第 二 部分 塑件分析 第三部分 型腔的數(shù)目決定及排布 第 四 部分 注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格選擇及校核 第 五 部分 分型面的選擇 第 六 部分 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第 七 部分 成型零件的工作尺寸計(jì)算及結(jié)構(gòu)形式 第 八 部分 導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)置 第 九 部分 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第 十 部分 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置 第十一部分 設(shè)計(jì)小結(jié) 第十二部分 附錄紐扣塑料模具設(shè)計(jì)1.塑料成型工藝

2、性分析 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.2.分型面位置的確定 根據(jù)塑料結(jié)構(gòu)形式,分型面選在紐扣上下表面,如圖3.確定型腔數(shù)量和排列方式 1).型腔數(shù)量的確定 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.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貌牧蠟閍bs,配合精度要求不高,采用推桿推出機(jī)構(gòu),型腔的排列方式采用雙排列直排,如圖.4.模具結(jié)構(gòu)形式的確定 上面

3、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.5.注射機(jī)型號(hào)的選定 1).注射量的確定,塑料體積塑料質(zhì)量m最多為凝料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. 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.式中,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.3.選用注射機(jī) 根據(jù)每一生產(chǎn)

4、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) 注射機(jī)參數(shù)額定注射量30噴嘴孔直徑2螺桿直徑25拉桿空間235注射壓力75注射方式雙柱塞式鎖模力250定位孔直徑55最大開(kāi)模行程160動(dòng)定模固定板尺寸最大厚度180塑化能力5.6最小厚度60噴嘴圓弧半徑124).注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核(1).由注射機(jī)料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)nfn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為成型壓力,一般為注射壓力的0.8倍.(2).注射壓力的校核注射壓力校核合格式中k”取1.3,po取80mp,屬正常型澆口類.(3)鎖模力校核 鎖模力校核合格其它安裝尺寸校核要待模架選定,

5、結(jié)構(gòu)尺寸確定以后才可以確定.二.澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.主流道設(shè)計(jì) 2).主流道尺寸根據(jù)所選注射機(jī),則主流道小端尺寸為 d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.501)=2+1=3mm 主流道球面半徑為 sr=噴嘴球面半徑+(12)=12+2=14mm2).主流道襯套形式 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.3).主流道凝料體積 4).主流道剪切速率校核 由經(jīng)驗(yàn)公式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.2.分流道

6、尺寸1).分流道布置形式 分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(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.2).分流道長(zhǎng)度 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.3).分流道的形狀,截面尺寸以及凝料體積(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: 根據(jù)參考文獻(xiàn)(1)取b=4mm 分流道截面形狀如圖:從理論上l2,l3分流道可比l1截面小10

7、%,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.(2).凝料體積 分流道長(zhǎng)度l=50+10*2+15.5*4=264mm 分流道截面積 凝料體積4)分流道剪切速率校核 采用經(jīng)驗(yàn)公式 在 之間,剪切速率校核合格 式中, 式中,t=注射時(shí)間,取1s a-梯形面積 c-梯形周長(zhǎng)1.3cm5).分流道表面粗造度分流道表面粗造度r要求很低,一般取0.8-1.6 um 即可,在此取 ,如圖所示.3.澆口的設(shè)計(jì) 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.1) 潛伏式澆口尺寸的確定由經(jīng)驗(yàn)公式得,式中 n=塑料材料

8、系數(shù)取0.6 c=塑件壁厚的函數(shù)值取0.242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.2)澆口剪速率的校核 由點(diǎn)澆口的經(jīng)驗(yàn)公式得 剪切速率的校核合格.4.冷料穴的設(shè)計(jì)(1)主流道冷料穴 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.2).公流道冷料穴 在分流道端部加長(zhǎng)5mm,作分流道冷料穴.1.3, 成型零件的設(shè)計(jì) 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件.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.各類成型零件的尺寸設(shè)計(jì)1. 凹模(型腔) 紐扣四周就一個(gè)整體,且無(wú)螺紋和其它外

9、部特征,可用整體式,而且加簡(jiǎn)單,成本低 2.凸模(型蕊) 此凸模上應(yīng)裝有四塊小型蕊,采用臺(tái)肩固定的方式,大型蕊尺寸小型蕊尺寸2.成型零件剛材的選用 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 紐扣型蕊因?yàn)椴捎猛茥U推出,磨損也較大,采用硬度較高的模具鋼cr12mov,淬火表面硬度58hrc-62hrc.3.成型零件強(qiáng)度及支承板厚度的選用計(jì)算 1).型腔側(cè)壁厚度(按整體式圓筒形凹模計(jì)算)式中,p-型腔壓力(取30mp)e-材料彈性模量,取 -根據(jù)塑料品種,模具剛度計(jì)算許用變形量 型腔鍘壁可以設(shè)為10mm,兩型腔之間受

10、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.(2).支承板厚度和所選模架兩墊塊之間的跨度有關(guān),根據(jù)前面的型腔布置,模架應(yīng)選在 這個(gè).1.4.模架的確定 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.各模板尺寸的確定1. a板是定模型腔板,塑件高度2.5,在模板上還要開(kāi)

11、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.2. b板尺寸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12mm.3. c墊塊尺寸墊塊=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. 從選定模架可知,模架外形尺寸:寬*長(zhǎng)*高=200*250*237 模具平面尺寸200*250280*250(拉桿間距)1.5排氣槽的設(shè)計(jì) 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

12、腔頂部?jī)A斜,塑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.1.6,脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 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因?yàn)樗芗撞繛閳A形,所以可以將推桿截面設(shè)計(jì)成圓形,直徑3mm.1.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 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401. 冷卻水的體積流量 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 q1單位質(zhì)量的塑件凝固時(shí)所放出的熱量,abs為 2. 冷卻管道的直徑為使冷卻水處于湍流狀態(tài),查資料取d=2.5mm3. 冷卻水在管道內(nèi)的流速 4. 冷卻水管道水孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)查參考文獻(xiàn),1中的表取f =7.22,水溫為30時(shí),因此 5. 冷卻管道的總傳熱面積6. 模具上應(yīng)開(kāi)設(shè)的冷卻水孔數(shù)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)是不可取的,因?yàn)槔鋮s不均勻.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).設(shè)計(jì)小結(jié): 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