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1、丽水职业技术学院机电信息分院毕 业 设 计旋纽模具的设计 学生学号： 学生姓名： 导师姓名： 班级 专业名称 提交日期 答辩日期 年 月 日摘 要在这次设计中充分运用了所学的专业知识，将所学的知识运用到实践中来，在设计的塑料件也是利用注射模具来成型的，本套设计说明书主要放在塑件结构和模具设计这一环节，如注射机的选择和校核、分型面的选择、模具的结构设计、浇注系统和冷却系统的设计等方面。市场的竞争越来越激烈的；不断增长的控制或减少成本的压力；更小的批量；更短的交付时间/JIT；更少的存货；有限的资金承担；更高的生产率。实现快速简易模具卸换的挑战“部件与部件”生产转换时的最短停工期；当最后流程完毕，
2、需要卸下以及移动用过的热态模具；安装新的模具，如果可能，在操作温度范围内进行作业；新的装夹系统要求容易改进； 必须保持安全操作。关键字：注塑模具、模具卸换.、模具设计、装夹系统、CAD、安全操作目 录目 录2一引言3二塑件的工艺性分析42.1塑件的原材料分析42.2塑件的尺寸精度及表面质量分析42.3塑件的注射工艺参数的确定4三合模导向机构的设计53.1合模导向机构5四型腔数的确定及浇注系统的设计64.1分型面的选择64.2型腔数的确定64.3确定型腔的排列方式74.4浇注系统的设计74.4.1浇口的设计8五排气、冷却系统的设计与计算105.1排气系统的设计105.2冷却系统的设计与计算10六
3、模具工作零件的设计与计算116.1型芯与型腔的设计116.2型腔侧壁厚度和底板厚度的计算13七脱模机构的设计与计算147.1脱模力的计算147.2推板的厚度147.3顶杆直径的计算15八注射机与模具各参数的校核168.1工艺参数的校核168.2安装参数的校核16九模具的装配：17十总结评价：18致谢18参考文献19附录：19一引言当今市场竞争日趋激烈，批量生产使得模具更换频繁，生产商必须具备警觉的观念以帮助提高生产力。减少系统模具卸换所需的冗长时间，将有助于改善车间的效率，以及帮助降低成本。当讨论涉及到使用快速模具卸换的理由以及任务执行的时候，就涉及到许多不同的需要考虑的因素。比如劳动力成本，
4、机器成本，机器生产能力，减少停机时间以及安全和人体工程学等。二塑件的工艺性分析2.1塑件的原材料分析塑件的材料采用聚甲基丙烯酸甲酯，属热塑性塑料，该塑料具有如下的成型特性：无定形料、吸湿性大、不易分解。质脆、表面硬度低。性中等，溢边值0.03mm左右，易发生填充不良、缩孔、凹痕、熔接痕等缺陷。宜取高压注射，在不出现缺陷的条件下宜取高料温、模温，可增加流动性，降低内应力、方向性，改善透明度及强度。模具浇注系统应对料流阻力小，脱模斜度应大，顶出均匀，表面粗糙度应好，注意排气。质透明，要注意防止出现气泡、银丝、熔接痕及滞料分解、混入杂质。2.2塑件的尺寸精度及表面质量分析该零件的重要尺寸，如，30.
5、90.09mm的尺寸精度为3级，次重要尺寸3.750.07mm的尺寸精度为4级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用8级精度。由以上的分析可见，该零件的尺寸精度属中等偏上，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，壁厚最大处为4.5mm，最小处为2.25mm，壁厚差为2.25mm，较为均匀。2.3塑件的注射工艺参数的确定根据情况，聚甲基丙烯酸甲酯的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适当的调整。注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度。料筒温度：后段温度t1选用180中段温度t2选用200前段温度t3选用220喷嘴温度：选用220注射压力：选用100MP注射时间：选用20s保压时
6、间：选用2s保压： 80MP冷却时间：选用28s总周期： 50s三合模导向机构的设计3.1合模导向机构导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型
7、腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件图如下图（1）图（2）所示： 图1导柱零件图 图2导套零件图四型腔数的确定及浇注系统的设计4.1分型面的选择该塑件为旋纽，表面质量无特殊要求，端部因与人手指接触因此形成自然圆角，此零件可采用下图（3）所示的分型面比较合适。图3旋钮图零件图4.2型腔数的确定型腔数的确定有多种方法，本题采用注射机的注射量来确定它的数目。其公式如下： n2=(G-C)/V 式中：G注射机的公称注射量/cm3 V单个制品的体积/cm3 C浇道和浇口的总体积/cm3生产中每次实际
8、注射量应为公称注射量G的（0.750.45）倍，现取0.6G进行计算。每件制品所需浇注系统的体积为制品体积的（0.21）倍，现取C0.6V进行计算。 n2=0.6G/1.6V=0.375G/V=(0.37560)/90132=2.46由以上的计算可知，可采用一模两腔的模具结构。4.3确定型腔的排列方式本塑件在注射时采用一模两件，即模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采用下图（4）所示的型腔排列方式。图4型腔排列图4.4浇注系统的设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模
9、时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。主流道的设计要点如下：为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形。在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接
10、，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为r2=r1+(12),其小端直径D=d+(0.51),凹坑深度常取34mm。由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。所以根据设计手册查得SZ60/40型注射机喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前端孔径：d0=3.5mm 喷嘴前端球面半径：R015mm为了使凝料能顺利拔出，主流道的小端直径D应稍大于注射喷嘴直径d。Dd+(0.51)mm=3.5+14.5mm主流道的半锥角通常为12过大的锥角会产生湍流或涡流，卷入空气，过小的锥角使凝料脱模困难，还会使充模时熔体的流动阻力过大，此
11、处的锥角选用2。经换算得主流道大端直径D8.5mm,为使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径5mm的圆弧过渡。主流道的长度L一般控制在60mm之内，可取L55mm。分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积），塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及U形。分流道设计要点：（1）.在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与
12、长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）.分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。（3）.分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）.分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。（5）所以根据一般分流道直径在310mm范围内，分流道的截面尺寸可根据制品所用的塑料品种、重量和壁厚，以及分流道的长度由中国模具设计大典第2卷中图9.212所示的经验曲线来选定，经查取D=5.6mm较为合适，分流道长度取L20mm从图9.214中查得修正系数fL=1.02，则分流道直径经修正后为DDfL=5
13、.61.02=5.712，取D6mm4.4.1浇口的设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外），它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为0.5mm1.5mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。浇口设置应有利于排气和补塑。浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶
