旋鈕的塑料模具設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 旋紐模具的設(shè)計(jì) 一、 塑件的工藝性分析 1、塑件的原材料分析 塑件的材料采用 聚甲基丙烯 酸 甲酯，屬熱塑性塑料，該塑料具有 如下的成型特性： 無定形料、吸濕性大、不易分解。 質(zhì)脆、表面硬度低。 流動(dòng)性中等，溢邊值 右 ，易發(fā)生填充不良、縮孔、凹 痕、 熔接痕等缺陷。 宜取高壓注射，在不出現(xiàn)缺陷的條件下宜取高料溫、模溫，可增加流動(dòng)性，降低內(nèi)應(yīng)力、方向性，改善透明度及強(qiáng)度。 模具澆注系統(tǒng)應(yīng)對(duì)料流阻力小，脫模斜度應(yīng)大，頂出均勻，表面粗糙度應(yīng)好，注意排氣。 質(zhì)透明，要注 意防止出現(xiàn)氣泡、銀絲、熔接痕及滯料分解、混入雜質(zhì)。 2、塑件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度及表面質(zhì)量分析 1）塑件的結(jié)構(gòu)分析 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 該零件的總體形狀為圓形，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 2）塑件尺寸精度的分析 該零件的重要尺寸，如， 尺寸精度為 3 級(jí)，次重要尺寸 尺寸精度為 4 級(jí)，其它尺寸均無公差要求，一般可采用 8 級(jí)精度。 由以上的分析可見，該零件的尺寸精度屬中等偏上，對(duì)應(yīng)模具相關(guān)零件尺寸的加工可保證 。從塑件的壁厚上來看，壁厚最大處為 小處為 厚差 為 為均勻。 3）表面質(zhì)量的分析 該零件的表面要求無凹坑等缺陷外，表面無其它特別的要求，故比較容易實(shí)現(xiàn)。 綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 3、塑件的體積重量 計(jì)算塑件的重量是為了 選用注射機(jī)及確定模具型腔數(shù)。 計(jì)算得塑件的體積： V 9132算塑件的質(zhì)量：公式為 W 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得聚甲基丙烯酸甲酯的密度為 塑件的重量為： W 9132 10 據(jù)注射所需的壓力和塑件的重量以及 其它情況，可初步選用的注射機(jī)為： 0/40 型注塑成型機(jī)，該注塑機(jī)的各參數(shù)如下表所示： 理論注射量 /0 移模行程 /80 螺桿直徑 /0 最大模具厚度 /80 注射壓力 /50 最小模具厚度 /60 鎖模力 /00 噴嘴球半徑 /5 拉桿內(nèi)間距 /95 185 噴嘴口孔徑 / 、塑件的注射工藝參數(shù)的確定 根據(jù)情況，聚甲基丙烯酸甲酯的成型工藝參數(shù)可作如下選擇，在試模時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 注射溫度：包括料筒溫度和噴嘴溫度。 料筒溫度：后段溫度 80 中段溫度 00 前段溫度 20 噴嘴溫度：選用 220 注射壓力：選用 100射時(shí)間：選用 20s 保壓時(shí)間：選用 2s 保壓： 80卻時(shí)間：選用 28s 總周期： 50s 二、型腔數(shù)的確定及澆注系 統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1、分型面的選擇 該塑件為旋紐，表面質(zhì)量無特殊要求， 端部因與人手指接 觸因此形成自然圓角，此 零件可采用右圖所示的分型面比較合適。 2、型腔數(shù)的確定 型腔數(shù)的確定有多種方法，本題采用注射機(jī)的注射量來確定它的數(shù)目。其公式如下： V 式中： G 注射機(jī)的公稱注射量 / 單個(gè)制品的體積 / 澆道和澆口的總體積 /產(chǎn)中每次實(shí)際注射量應(yīng)為公稱注射量 G 的（ ， 現(xiàn)取 行計(jì)算。每件制品所需澆注系統(tǒng)的體積為制品體積的（ 1）倍，現(xiàn)取 C 行買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 計(jì)算。 =(60)/90132=以上的計(jì)算可知，可采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)。 3、確定型腔的排列方式 本塑件在注射時(shí)采用一 模兩件，即模具需要兩個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采用 下 圖所示的型腔排列方式。 4、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1）主流道的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 60/40 型注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前端孔徑： 嘴前端球面半徑： 15了 使凝料能順利拔出，主流道的小端直徑 D 應(yīng)稍大于注射 噴嘴直徑 d。 D d+(1) 流道的半錐角 通常為 1 2過大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體的流動(dòng)阻力過大，此處的錐角選用2。經(jīng)換算得主流道大端直徑 D 使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 5圓弧過渡。主流道的長度 L 一般控制在 60內(nèi)，可取 L 55 2）冷料穴與拉料桿的設(shè)計(jì) 對(duì)于依靠推件板脫模的模具常用球頭拉料桿，當(dāng)前鋒冷料進(jìn)入冷料穴后緊包在拉料桿的球頭上，開模時(shí)，便可 將凝料從主流道中拉出。球頭拉料桿固定在動(dòng)模 一側(cè)的型芯固定板上，并不隨脫模機(jī)構(gòu)移動(dòng)，所 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 以當(dāng)推 件板從型芯上脫出制品時(shí)，也將主流道凝 料從球頭拉料桿上硬刮下來。其結(jié)構(gòu)如 右 圖所示： 3）分流道的設(shè)計(jì) 分流道在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道 的容積。圓形和正方形流道的效率最高，當(dāng)分型面為平面時(shí)一般采用圓形的截面流道，但考慮到加工的方便性，可采用半圓形的流道。 一般分流道直徑在 3 10圍內(nèi)，分流道的截面尺寸可根據(jù)制品所用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長度由中國模具設(shè)計(jì)大典 第 2 卷中圖 12 所示的經(jīng)驗(yàn)曲線來選定，經(jīng)查取 D =為合適，分流道長度取 L 20圖 14 中查得修正系數(shù) 分流道直徑經(jīng)修正后為 D D D 6）澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口 的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為合適。 側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從制品的邊緣進(jìn)料，故也稱之為 邊緣澆口。側(cè)澆口的截面形狀為矩形，其優(yōu)點(diǎn)是截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工 ，便于試模后修正。缺點(diǎn)是在制品的外表面留有澆口痕跡，因?yàn)樵撝萍o表面質(zhì)量的特殊要求，又是中小型制品的一模兩腔結(jié)構(gòu)，所以可以采用側(cè)澆口。 在側(cè)澆口的三個(gè)尺寸中，以澆口的深度 h 最為重要。它控制著澆口內(nèi)熔體的凝固時(shí)間和型腔內(nèi)熔體的補(bǔ)縮程度。澆口寬度 W 的大小對(duì)熔體的體積流量的直接的影響，澆口長度 L 在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度允許的條件下以短為好，一般 選 L 確定澆口深度和寬度的經(jīng)驗(yàn)公式如下： h= W= 式中： h 側(cè)澆口深度（ 小型制品常用 h=2為制品最大壁厚的 1/3 2/3, 取 t 制品的壁厚（ n 塑料材料的系數(shù) 查表得 澆口的寬度（ A 型腔的表面積 （ 計(jì)算得 2940買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 將以上各數(shù)據(jù) 代入公式得： h=W=L 取 算 后所得的側(cè)澆口截面尺寸可用 r=6q/( 104 制品的體積 V 定充模時(shí)間為 1s，于是： q=9132s r=6q/6 9132)/(104 104以符合要求。 三 、排氣、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣槽的截面積可用如下公式進(jìn)行計(jì)算： F 2573+ 式中： F 排氣槽的截面面積（ 模具內(nèi)氣體的質(zhì)量 ( 模具內(nèi)氣體的初始?jí)毫Γ?1 模具內(nèi)被壓縮氣體的最終溫度 ( ) t 充模時(shí)間 (s) 模內(nèi)氣體質(zhì)量按常壓常溫 20的氮?dú)饷芏?0 0 式中： 模具型腔的體積（ 應(yīng)用氣體狀態(tài)方程可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度 （） （ 273+() 式中： 模具內(nèi)氣體的初始溫度（） 由 V 9132模時(shí)間 t=1s 被壓縮氣體最終排氣壓力為 20式得： (273+20)(20/ 模具內(nèi)的氣體質(zhì)量由式得： 0 0=10 10數(shù)據(jù)代入式得：所需排氣槽的截面 面積為： F=25 1073+/(1 106)=文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 查取排氣槽高度 h=此排氣槽的總寬度為： W=F/h=了便于加工和有利于排氣，運(yùn)用鑲拼式的型芯結(jié)構(gòu)，與整體式型芯相比，鑲拼型芯使加工和熱處理工藝大為簡(jiǎn)化。 2）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)公式： 1) 式中： 冷 卻水的體積流量 (m3/W 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量 (kg/ 單位重量的塑料制品在凝固時(shí)所放出的熱量 (kJ/ 冷卻水的密度 (kg/ 103 冷卻水的比熱容 ) 1 冷卻水的出口溫度 ( ) 25 2 冷卻水的入口溫度 ( ) 20 表示為： 3)+u 式中： 塑料的比熱容 ) 3 塑料熔體的初始溫度 ( ) 200 4 塑料制品在推出時(shí)的溫度 ( ) 60 u 結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓 (kJ/ 3)+u=00以上各數(shù)代入式得： 103 5m3/10述計(jì)算的設(shè)定條件是：模具的平均工作溫度為 40，用常溫 20的水作為模具的冷卻介質(zhì)，其出口溫度為 25，產(chǎn)量為 由體積流量查表可知所需的冷卻水管的直徑非常小， 體積流量也很小，故可不設(shè)冷卻系統(tǒng)，依靠空冷的方式即可。但為滿足模具在不同溫度條件下的使用，可在適當(dāng)?shù)奈恢貌贾弥睆?d 為 8管道來調(diào)節(jié)溫度。 四、模具工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 凹模的結(jié)構(gòu)采 用整體嵌入式，這樣有利于節(jié)省貴重金屬材料。 型芯采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，有利于加工和排氣。 （如圖所示） 本設(shè)計(jì)中零件工作尺寸的計(jì)算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進(jìn)行計(jì)算，已給出這 成型收縮率為 具的制造公差取 z= /3。 型腔型芯工作尺寸的計(jì)算 類別 塑件尺寸 計(jì)算公式 模具尺寸 型 腔 計(jì) 算 型腔板 3/4 )0+ z m=(2/3 )0+ z 件板 m=(3/4 )0+ z 芯 計(jì) 算 主型芯 3/4 )0- z m=(2/3 )0- z 型芯 m=(3/4 )0- z m=(2/3 )0- z 、型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計(jì)算 1）型腔側(cè)壁厚度的計(jì)算 根據(jù)圓形整體式型腔的側(cè)壁厚度計(jì)算公式： S ( )1/3 式中： S 側(cè)壁厚度 (P 型腔壓力 ( 40 r 型腔半徑 ( 模具材料的彈性模量 ( 105 剛度條件，即允許變形量 ( 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 將以上各數(shù)代入式得： S 40 (105 1/3 =）底板厚度的計(jì)算公式如下： )1/3 將各參數(shù)代入式中得： 腔的厚度 h 腔 hc+h= 可取 10 取 32據(jù)計(jì)算，型腔側(cè)壁厚度應(yīng)大于 型腔的直徑為 35 25據(jù)澆注系統(tǒng)的條件及制件的大小，初選標(biāo)準(zhǔn)模架，依據(jù)塑料注射模中小型模架及技術(shù)條件(12556根據(jù)模板的參數(shù)確定導(dǎo)柱、導(dǎo)套、墊塊等的有關(guān)尺寸。 五、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 1、脫模力的計(jì)算 此模具采用推件板脫模，因該制件的，屬厚壁制品，厚壁 制品脫模力受到材料向壁厚中性層冷卻收縮的影響，可用彈性力學(xué)的有關(guān)厚壁圓筒的理論進(jìn)行分析計(jì)算，公式如下： c/(t)2+(t)2 式中，對(duì)于圓筒制品中： k 脫模斜度系數(shù) k=(1+= 脫模系數(shù)，即在脫模溫度下制品與型芯表面之間的靜摩擦系數(shù)，它受高分子熔體經(jīng)高壓在鋼表 面固化中粘附的影響。 塑料的線膨脹系數(shù) （ 1/） 查表得 ： 6 10 塑料的泊松比 在脫模溫度下 塑料的抗拉彈性模量 （ 103 軟化溫度 ( ) 100 脫模頂出時(shí)制品的溫度 （） 60 制品包緊在型芯上的有效面積 （ t 制品的厚度 （ 以上各數(shù)據(jù)代入公式得： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2）推板的厚度 筒形或圓形制品采用推件板脫模，推件板的受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為圓環(huán)形平板周界受集中載荷的力學(xué)模型，最大撓度產(chǎn)生在板的中心。按剛度條件和強(qiáng)度條件的計(jì)算公式如下，取大者為依據(jù)。 按 剛度條件： h=( p)1/3 按強(qiáng)度條件： h=( p)1/2 式中： h 推件板的厚度 ( 隨 R/r 值變化的系數(shù) 推桿作用在推件板上的幾何半徑 ( 61 r 推件板圓形內(nèi)孔或型芯半徑 ( e 脫模力 (N) 推桿材料的彈性 模量 ( 105 隨 R/r 值變化的系數(shù) p 推件板材料的許用應(yīng)力 ( 610 p 推件板中心允許變形量 (通常取制品尺寸公差的 1/5 1/10， 即 p=(1/5 1/10) i 中 i 制品在被推出方向上的尺寸公差 ( 上述各數(shù)據(jù)代入 式得： h=上述各數(shù)據(jù)代入 式得： h=以推件板的厚度可?。?16、頂桿直徑的計(jì)算 推桿推頂推件板時(shí)應(yīng)有足夠的穩(wěn)定性，其受力狀態(tài)可簡(jiǎn)化為一端固定、一端鉸支的壓桿穩(wěn)定性模型，根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式推導(dǎo)推桿直徑計(jì)算式為： d=K( 推桿直徑確定后，還應(yīng)用下式進(jìn)行強(qiáng)度校核： c=4Qe/n s 式 中： d 推桿直徑 (K 安全系數(shù)，通常取 K=2 2 l 推桿的長度 ( 102 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 脫模力 (N) 推桿材料的彈性模量 ( 105 n 推桿根數(shù) 4 c 推桿所受的壓應(yīng)力 ( s 推桿材料的屈服點(diǎn) ( 360 將以上各數(shù)據(jù)代入 式得： d= 圓整取 5以上各數(shù)據(jù)代入 式進(jìn)行校核： c=4Qe/n s=360 以此推桿符合要求。 六、注射機(jī)與模具各參數(shù)的校核 1、工藝參數(shù)的校核 1）注射量的校核（按體積） V 式中： 模具型腔流道的最大容積 (V 指定型號(hào)與規(guī)格注射機(jī)的注射量容積 ( 塑料的固態(tài)密度 (g/ 注射系數(shù)取 定形料可取 晶形可取 將以上各數(shù)代入 式得： V 60 51若實(shí)際注射量過小，注射機(jī)的塑化能力得不到發(fā)揮，塑料在料筒中停留的時(shí)間會(huì)過長。所以最小注射量容積 60=15際注射量 V=2 9 V 以符合要求。 2）鎖模力的校核 公式： F 中 F 注射機(jī)的額定鎖模力 ( 400 A 制品和流道在分型面上的投影和 (買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 型腔的平均計(jì)算壓力 ( 由表 30 K 安全系數(shù)，通常取 K ： 2 ()2+20 6 30 =400 所以符合要求。 3）最大注射壓和的校核 K中： 注射機(jī)的額定注射壓力 ( 150 成型時(shí)所需的注射壓力 ( 100 K 安全系數(shù)，常取 K= 取 K100=130 以符合要求。 2、安裝參數(shù)的校核 模具各模板的厚度分別為： 上模座 30 型腔板 323 脫件板 16 型芯板 255 型芯固定板 32 墊塊 637 下模座 30具的閉合高度 H=2+4+6+28允許的最小模具厚度 60允許的最大模具厚度 80模具滿足 228安裝 條件。 經(jīng)查資料 0 型注射機(jī)的最大開模行程 S=180 5 10)0+10 =足要求 所以注射機(jī)的開模行程足夠，由以上的驗(yàn)證可知，型注射機(jī)能滿足使用要求，故可采用。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 七、參考文獻(xiàn) 1、塑料注塑模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 主編：楊占堯 、實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè) 主編：程志遠(yuǎn) 、塑料模具手冊(cè) 主編：閻亞林 、公差配合與測(cè)量技術(shù) 主編：黃云清 、中國模具設(shè)計(jì)大典 買