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1、紫琅职业技术学院毕业设计题 目：钮盒注塑模设计副 标 题：学 生 姓 名：于建栋所在系、专业：机电工程系、模具设计与制造班 级：模具5092指 导 教 师：程洋日 期：2012.05.19I摘 要摘 要本文介绍了钮盒注塑模的设计思路及加工方法；注塑模的工作原理和在国内的发展状况；分析了钮盒塑件的工艺特性；对钮盒注塑模设计进行了一系列的方案论证和过程论述，完成了相关设计计算：其中包括模架的确立、注射机的选择、模具与注射机有关参数的校核、浇注系统的设计计算、成型零件的尺寸和公差计算、冷却系统的设计计算、脱模机构的设计计算等等。还绘制了模具装配图和零件图，并进行了设计审核。在设计中还应用CAD进行了
2、模具的平面绘图，完成模具的装配图，应用PROE完成了钮盒的三维实体图。关键词：钮盒 注塑模设计 成型零I目 录目 录摘 要I目 录11、塑件工艺分析11.1.1塑件材料分析11.2塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析11.2.1结构分析11.2.1结构分析21.3明确塑件生产批量21.4塑件成型工艺参数的分析22、结构方案的确定及注塑机型号的选择32.1结构方案的确定32.1.1分型面位置的确定32.1.2型腔数量和和布局形式的确定32.1.3模具结构形式的确定42注射机型号的选定43、成型零件的设计43.1成型零件结构的设计43.1.1凹模结构设计53.1.2凸模和型芯结构设计53.2成型零件
3、尺寸计算54、模具其他零件的设计54.1浇注系统的设计54.1.1浇注系统的组成54.1.2主流道设计64.1.3分流道设计64.1.4浇口的设计64.2冷却系统的设计74.2.1冷却水道直径的选择74.2.2冷却水道的设计74.3排气系统的设计74.4导向机构及脱模机构设计74.4.1导向结构的设计74.4.2脱模机构设计74.5侧抽芯机构的设计85、注射机与模具各参数的校核95.1工艺参数的校核95.2安装参数的校核9致 谢11参考文献121钮盒注塑模设计1、塑件工艺分析1.1.1塑件材料分析ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styren
4、e)三种化学单体合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。ABS不透明，外观除薄膜外都呈浅象牙色、无毒、无味、兼有韧、硬、刚特性，燃烧缓慢，离火后仍继续燃烧，火焰呈黄色，有黑烟，燃烧后塑料软化、烧焦，发出特殊的肉桂气味，但无熔融滴落。ABS具有优良的综合性能。ABS具有优良的物理力学性能，如不透水，但略透水蒸气，冲击强度较高，尺寸稳定性好等。ABS有极好的冲击强度，即使在低温也不迅速下降。ABS属于无定形聚合物，无明显熔点，成型后无结晶，成型收缩率为0.4%0.5%。在成型过程中，ABS的热稳定性较好，不易出现降解或分解，但温度过高时，聚合物中橡胶相有破坏的倾向。ABS具有一定的吸水
5、性，含水量在0.3%0.8%范围。PC，聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程材料，密度为1.2g/cm3。聚碳酸酯韧而刚，抗冲击性在热塑性塑料中名列前茅，用其成型零件可达到很好的尺寸精度并能在很宽的温度范围内保持尺寸的稳定性，即成型收缩率可恒定在0.5%-0.8%。聚碳酸酯虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象；聚碳酸酯熔温度高，熔粘度大，流动性差，所以，成型时要求有较高的温度和压力；由于聚碳酸酯熔融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。而PC+ABS，两者结合有以下特点 ：1、综合性能较好,冲击强度较高,化
6、学稳定性,电性能良好。2、与有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理。 3、有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。4、流动性和柔韧性较好。1.2塑件的结构、尺寸精度及表面质量分析1.2.1结构分析该零件为钮盒，是对称零件，两侧各有斜孔，形状比较复杂。如图1-1所示:图1钮盒零件图1.2.1结构分析该零件的尺寸均无公差要求，但是技术要求按MT5级要求。由以上的分析可见，该零件的尺寸精度要求相对不高，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，都较为均匀。1.2.3表面质量分析该零件的外表面表面粗糙度要求为0.8比较容易实现，内表面表面粗糙度要求为3.2，加工要求较
7、高。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.3明确塑件生产批量该塑件要求大批量生产。一年10万套1.4塑件成型工艺参数的分析根据成型工艺三个条件：温度、时间、压力，结合查阅资料，可确定材料的成型条件，如表1-1所示：表1-1 制品成型工艺参数初步确定（ABS）注射成形机类型螺杆式成形时间/t注射时间2090密度 /g.cm-31.031.07高压时间05计算收缩率/%0.30.8冷却时间20120预热温度/8085总 周 期50220时间/t23螺杆转速/r.min-130料筒温度/后段150170适用注塑机类型螺杆式、柱塞式均可用中段165180
8、后处理方法红外线灯、烘箱前段180200温度70喷嘴温度/170180时间24模具温度/5080注射压力/MPa601002、结构方案的确定及注塑机型号的选择2.1结构方案的确定2.1.1分型面位置的确定分型面是决定模具结构形式的一个重要因素，它与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。1）分型面的设计原则（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处，塑件在动、定模的方位确定后，其分型面应选择在塑件外型的最大轮廓，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。（2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模 由于注射机的顶出装置在动模
9、一侧，所以分型面的选择应尽可能地使塑件在开模后在动模一侧，这样有助于在动模部分设置推出机构，否则在定模内设置推出机构就会增加模具的复杂程度。（3）分型面的选择应保证塑件的精度要求。（4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求 在分型面处会不可避免的在塑件上留下溢流飞边的痕迹，因此分型面最好不要设在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处，以避免对塑件外观质量产生的不利的影响。（5）分型面的选择要便于模具的加工制造 通常在模具设计中，选择平直分型面较多。但为了便于模具的制造，应根据模具的实际情况选择合理的分型面。 （6） 分型面的选择应有利于排气 在设计分型面时应尽可能使填充型腔的塑料熔料流末端在分型面上
10、，这样有利于排气。2） 分型面的选择根据塑件结构形式，分型面如图2-1所示： 2.1.2型腔数量和和布局形式的确定 图2分型面的选择1） 型腔数量的确定该塑件尺寸较小，精度要求一般，形状较规则，由生产纲领可知为大批量生产。因此可选择一模两腔的方式生产，采用一模两腔的多型腔方式生产，就必须使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充满每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。采用一模两腔，浇注系统应尽量采用从主流道到各个型腔分流道形状及尺寸相等，即型腔平衡式布置形式，可用矩形排布。 2） 型腔布局形式的确定该塑件较小，考虑到不损坏塑件，采用推件
11、板推出，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采用下图所示的型腔排列方式型腔的排列方式如图2-2所示： 图3型腔布局2.1.3模具结构形式的确定从上面分析中可知，本模具拟采用一模两腔，矩形排布，推件板推出，流道采用平衡式，浇口采用侧浇口，四个侧抽。2注射机型号的选定注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等。这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据.本次由公称注射量选定注射机。根据设计手册查得该材料密度：1.18kg/dm3：总体积V=1.534cm；总质量M=1.810g；流道凝料V=7.28cm3；M=7
12、.644g；实际注射量为：V=1.534+7.28=8.814cm；实际注射质量为：M=1.810+7.644=9.454g；根据实际注射量应小于0.8倍公称注射量原则, 即： 0.8V VV= V0.8 =8.8140.8 =11.0175cm；根据上述计算，查塑料成型工艺与模具设计（第二版）P105，表4.2，确定注射机型号为：XS-Z-30，主要技术参数如下： 结构形式 卧式 理论注射容量/cm3 30 螺杆直径/mm 28 注射压力/Mpa 119 注射行程mm 130 锁模力/kN 250 拉杆内间距/mm 190300 移模行程/mm 160 最大模具厚度/mm 180 最小模具厚
13、度/mm 60 喷嘴球半径/mm 12 喷嘴口孔径/mm 43、成型零件的设计3.1成型零件结构的设计次成型零件材料选用5CrMnMo模具钢，该钢是热作模具钢,除淬透性,耐热疲劳性稍差，但淬透性与强度比40GrMnMo高些。此钢适于制作尺寸较大，要求有较高强度和耐磨性的模具。3.1.1凹模结构设计由于塑件带有侧孔，必须有侧抽芯机构，所以成型零件的外形由定模板和滑块镶拼组合成型。3.1.2凸模和型芯结构设计由于塑件的内腔形状并不是很复杂，有一大、一小两个型芯。凸模与凸模固定板用螺钉连接。侧面孔的型芯为嵌入式，型芯镶嵌在滑块中，用销钉进行固定。3.2成型零件尺寸计算本设计中零件工作尺寸的计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算，平均收缩率：，模具的制造公差取z=/3，见表3-1：表3-
