电器旋钮CAD注射模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 目录 1 塑件成型工艺性分析 . 4 件的分析 . 4 程塑料的性能分析 . 4 本性能 . 4 理性能 . 5 性能 . 5 学性能： . 5 注射成型过程及其工艺参数 . 7 射成型过程 . 7 射工艺参数 . 7 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 . 8 型面位置的确定 . 8 腔数量和排列方式的确定 . 8 射机型号的确定 . 9 射量的计算 . 9 注系统凝料提及的 初步估算 . 9 择注射机 . 10 射机的相关参数的校核 . 10 3 浇注系统的设计 . 12 流道的设计 . 12 流道尺寸 . 12 流道的凝料体积 . 12 流道当量半径 . 12 口套的形式 . 12 流道的设计 . 13 流道的布置形式 . 13 流道的长度 . 13 流道的当量直径 . 13 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 流道的截面形状 . 14 流道截面面积及凝料体积 . 14 核剪切速率 . 14 流道的表面粗糙度和脱模斜度 . 15 口的设计 . 15 浇口尺寸的确定 . 16 浇口 剪切速率的校核 . 16 核主流道的剪切速率 . 17 料穴的设计计算 . 18 4 成型零件的结构设计及计算 . 19 型零件的结构设计 . 19 型零件钢材的选用 . 20 型零件工作尺寸的计算 . 20 5 推出机构的设计 . 23 6 侧向分型与抽芯机构的设计 . 24 向分型与抽芯机构类型的确定 . 24 导柱抽芯机构的设计 . 24 7 模架的确定 . 26 模板厚度尺寸的确定 . 26 算并选择模架型号 . 26 射机相关参数的校核 . 27 8 排气槽的设计 . 28 9 冷却系统的设计 . 29 却介质 . 29 却系统的计算 . 29 位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W . 29 定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量. 29 算冷却水的体积流量. 30 定冷却水路的直径 . 30 却水在管内的流速 v . 30 冷却管壁 与水交界的膜转热系数 h . 30 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 算冷却水道的导热总面积 A . 31 算冷却模具水管的总长度 L . 31 却水路的根数 x . 31 . 32 柱导向机构 . 32 11 装配图的绘制 . 33 12 设计小结 . 35 参考文献 . 36 致谢 . 37 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 1 塑件成型工艺性分析 件的分析 （ 1）外形尺寸 该塑件 直径 13，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程一般 ，其材料为 料，为热塑性塑料，流动性较好，适合于注射成型。 (2) 精度等级 塑件所有尺寸公差在任务 书中未能给出，未注公差的尺寸取为 (3) 脱模斜度 成型性能良好，成型收缩率较小，参考文献 1中表 1择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为 1。 图（ 1） 零件图 程塑料的性能分析 本性能 由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看， 非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两 相的三元共聚物，一个是苯乙烯 一个是聚丁二烯橡胶分散相。 特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的 料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。 观特性，优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。适于制作一般机械零件、减摩耐磨零件，专动零件和电信结构零件。 成形特性： （ 1） 无定形料，其品种牌号很多，各品种的机电 性能及成形特性也各有差异，应按品种 确定成形方法及成形条件。 （ 2） 吸湿性强，含水量应小于 必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应长时间干燥。 （ 3） 流动性中等，溢边料 右（流动性比聚苯乙烯， ，但是比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 （ 4） 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、（对耐热、高抗冲击和中抗冲击买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 型树脂，料温更宜取高），料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度在250 左右，比聚苯乙烯易分解），对要求精度较高塑件模具温度宜取 5060 ，要求光泽及耐热型塑件宜取 6080 ，注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注射机时料温为 180230 ，注射压力为 100140杆式注射机则取 160220 ， 70100宜。 理性能 表 1： 理性能 名称 参数值 密度： 体积： g 吸水率： 性能 表 2： 性能 名称 参数值 熔点： 130160 熔融指数： 200 负荷 50N,喷嘴 0卡针入度； 71122 马丁耐热： 63 热变形温度： 90108 (45N/83103 (180N/线膨胀系数： 10 计算收缩率： 比热容： 1470 J/ ( K) 燃烧性： 慢 热导率： (m . k) 学性能： 表 3： 学性能 名称 参数值 屈服强度： 50拉强度： 38文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 名称 参数值 断裂伸长率： 35% 拉伸强性模量： 弯强度： 80曲弹性模量： 压强度： 53剪强度： 24击韧度：无缺口 261 k / 缺口 11 k / 氏硬度： 度： 体积： g 吸水率： 注 ：该成形条件为加工通用级 乙烯 形条件与上相似。 查参考文献 1中表 1其主要性能指标，见表 4。 表 4： 性能指标 名称 参数值 密度 3k/ 体积 13 水率 %/ 缩率 %/s 变形温度 /t 90108 熔点 /t 130160 抗拉屈服强度 b50 拉伸弹性模量 弯强度 a/ 80 冲击韧度（缺口） 2m/ 11 硬度 积电阻系数 / 1610 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 注射成型过程及其工艺参数 射成型过程 （ 1）成型前准备。对 色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 有氰基等吸水性集团，故吸水性较大，因此成型前须进行充分干燥，使其水分含量降至 下，常用方法是循环鼓风干燥，温度控制是 7080 ，时间 4h 以上。也可以采用烘箱干燥，温度控制在 80100 ，时间 2h，干燥粒层厚度不超过 50 （ 2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具 的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程分为冲模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 （ 3）塑件的后处理（退火）。退火处理的方法为红外线灯、烘箱，处理温度为 70 ，处理时间为 2h4h。 射工艺参数 表 5： 理性能 名称 参数值 注射机 螺杆式 螺杆转 速 30r/筒温度 t/ ：前段 180200 中段 165180； 后段 150170 注射时间 2090 S 高压时间 05 S 冷却时间 20120 S 总周期 50220 S 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在塑件截面积最大，且有利于开模取出塑件的底平面上 。故选择 零件中部十字筋最大截面处为分型面。 图（ 2）分型面位置 腔数量和排列方式的确定 （ 1）型腔数量的确定 由于该塑件精度要求不高，塑件尺寸较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构 、制造成本、生产质量及生产效率等问题 ，初步定为一模四腔的结构形式。 （ 2）型腔排列方式的确定 由于该模具选择的是一模四腔，其型腔中心距的确定故流道采用 H 型对称排列，使型腔进料平衡，如图 （ 3） 所示 。 图 （ 3） 型腔数量的排列布置 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 （ 3）模具结构形式的初步确定 由以上分析可知，本模具设计是一模四腔，对称 据塑件结构形状，推出机构初选推件 板推出或是推出杆推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板或推件板。由上综合分析可确定采用大水口（或带推件板）的单分型面注射模。 射机型号的确定 射量的计算 通 过 建模分析得塑件质量属性如图 （ 4） 所示。 图 （ 4） 塑件质量属性 塑件体积： 塑 Vm=中， 可根据参考文献 3表 9为 。 注系统凝料提及的初步估算 由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件提及的 1 倍来估算。由于本次设计采用的流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的 来估算。故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和 4 个塑件体积之和）为： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 塑总 VV (1) =择注射机 根据以上计算得出在一次注射过程中，注入模具型腔的塑料的总体积为总V=由 参考文献 2式 (4公V=总V/根据以上的计算，查参考文献 中表 13步选定公称注射量为 30 3注射机型号为 式注射机，其主要技术参数见表 6。 表 6： 注射机主要技术参数 名称 参数值 理论注射量 3/ 30 螺杆直径 / 28 注射压力 119 注射时间 /s 化能力 4 电动机功率 / 模力 / 250 拉杆空间 / 125 移模行程 / 160 最大模具厚度 / 240 最小模具厚度 / 60 锁模形式 液压 机械 模具定位孔直径 / 嘴球半径 / 12 射机的相关参数的校核 (1) 注射压力校核 查 参考文 献 4 可知， 需注射压力为700里取0P=90该注射机的公称注射压力公P=119射压力安全系数 1k =里取 1k =： 10=117公P，所以注射机注射压力符合要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 (2) 锁模力校核。 塑件在分型面上的投影面积 塑A= 3 . 7 5)-s 513(527 . 5167 . 22 9 . 5 = 浇注系统在分型面上的投影面积浇A，即浇道凝料 (包括浇口 )在分型面上的投影面积浇以按照多型腔模具的统计分心来确定。浇 。由于本设计的流道较简单 ，分流道相对较短，因此流道凝料投影面积可以相应取小一些，这里取浇A= 塑件和浇注系统在分型面上总的投影面积，则有 总A =n( 塑A + 浇A )=n( 塑A +A ) (2) =4 模具型腔内的胀型力胀F，则 胀F= 总 (3) =5=中，模常取注射压力的 20%40%，大致范围在 248于黏度较大的精度较高的塑件制 品应取较大值。 于中等黏度塑料切精度要求不高，故将模 由表 2 可知注射机的公称锁模力是锁F=250模力安全系数 2k =k =取 2 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 3 浇注系统的设计 流道的 设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和冲模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的交口套。 流道尺寸 (1) 主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具 L 应尽量小于60次设计中初取 55行计算。 (2) 主流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸 +()3) 主流道大端直径 D=d+2主L 2/ 中 2 (4) 主流道球面直径 射机喷嘴球半径 +(12)5+2=17 (5) 浇口衬套 球面的配合高度 h= 流道的凝料体积 3/主主主主主主 (4) =55( 22 +=流道当量半径 交口套的形式 主流道衬套为标准件可选购。主流道小断入口与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体 ，但是考虑到上述因素通常依然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计浇口套采用碳素工具钢 处理淬火表面硬度为 505图 (5)所示。定位圈的结构由总装图来确定。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 （ 5） 主流道交口套的结构设计 流道的设计 流道的布置形式 为尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道，如图 (6)所示。 图 (6) 分流道布置形式 流道的 长度 根据四个型腔的结构设计，分流道长度适中，如图 (6 所 )示。 流道的当量直径 流过一级分流道塑料的质量 塑 = 30g 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 因该塑件 该塑件 为轴型塑件，塑件体积较小，且材料流动性较好、黏度底，所以根据要求分流道取圆形流道， 一级 流道直径 1级分流道直径D 流道的截面形状 本流道采用 圆形 截面，其加工工艺好，切塑料熔体的热量散失、流动阻力不大。 流道截面面积及凝料体积 (1) 分流道的长度为 1分L(21+2 )2=462分L( )2=2) 分流道截面积 1 =2(3) 凝料体积 111 分分分 6222 分分分 分V 1核剪切速率 （ 1）确定注射时间： 由参考文献 2表 4可取 t=s。 （ 2）计算单边分流道体积流量： t 22/ 塑分分 (4) 3）由 参考文献 3（式 2可得剪切速率 133 1 3. 3 分分分 R买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 该分流道的剪切速率处于浇口主流道与分流道德最佳剪切速 率在2105 13105 s 之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取其粗糙度为 可，此处取 外 该分流到为圆形分流道，故无脱模斜度。 口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模四腔注射，为方便调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。 其界面形状简单，易于加工，便于试模后修整，切开设在分型面上，从型腔的边缘进料。 运用 分析工具 口选定在分型面上，从塑件底部进料填充， 分析结果 如图（ 7）所示： 图 （ 7） 浇口的选定和充型模拟 报告 经 分析工具 取图 8所示浇口进行充型，能很好的实现塑件的填充，分析结果如图 （ 8） 所示 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 图 (8) 充型结果显示 浇口尺寸的确定 （ 1）计 算侧浇口的深度。 参考文献 3表 2文献 2表 4推荐的 浇口的厚度为 据零件的结构，取： h= 2）计算侧浇口的宽度。根据参考文献 1表 2得侧浇口的宽度 B 的计算公式为 30 (5) = 式中， A 型腔表面积， n 是塑料成型系数，对于 成型系数为 n= 3）计算侧浇口的长度。 参考文献 3表 2取侧浇口的长度 浇口剪切速率的校核 （ 1）确定注射时间：查参考文献 1表 2取 t= （ 2）计算浇口的体积流量： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 浇 (6) 3）计 算浇口的剪切速率：由于是 矩形浇口 ，要求 ： 浇 4 1410 s (7) 计算得： 浇 1410 s 4 1410 s ， 所以 剪切速率合格。 式中， 222 3232 该矩形浇口的剪切速率比较大，首先把浇口面积适当做小一点，通过试模根据塑件成型情况来调整。 核主流道的剪切速率 上面分别求出了塑件的体积、主流道 的体积、分流道的体积 (浇口体积的大小可以忽略不计 )以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流到熔体的剪切速率。 1) 计算主流道的体积流量 t 分主主 q (8) 8 4 s 2) 计算主流道的剪切速率 (9) 123-3 主流道的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率 132 105105 以，主流道的剪切速率合格。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 料穴的设计计算 冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是储存熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。 由于该塑件表面要求没有印痕，采用 推杆 推出塑件，故采用球头形拉料杆匹配的冷料穴。 开模时，利用凝料对 球头的包紧力使凝料从主流道衬套 中脱出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 4 成型零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 根据塑件结构形状，考虑把成型零件设计成上下模加侧抽芯式 ， 图 （ 9） 定模 图 （ 10） 动模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 图（ 11） 侧抽芯 型零件钢材的选用 根据对成型塑件的分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性，同时考虑到它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入 式凹模钢材选用 于成型塑件内表面的型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选择 ，进行渗氮处理。 型零件工作尺寸的计算 用参考文献 2中式 (2(2应公式中的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。 照任务书上要求尺寸精度 行计算，则 凹模内尺寸的计算 ： 00000 (10) 凸模内尺寸的计算： 00010 0l (11) 式中，表参考文献 5中表 1知 收缩率为 所以取其平均收缩率；0是 塑件制造公差， 查参考文献 2表 2得；0参考文献 3表 2得； 0z是塑件上相应制造公差，对于中小型塑件取0z=6。 零件名称 塑件尺寸 塑件制造公差 系数 计算公式 尺寸计算结果 /寸规范结果 /文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 00 00000 11 8 动模 00000 11 16 型芯一 3 00010 0l 0 6 311 型芯二 00010 0l 0 16 5 00000 7 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 13 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 5 推出机构的设计 本塑件结构简单，根据塑件的结构工艺 性可采用推件板推出、推杆推出、或推件板加推杆推出的综合推出方式。 根据 塑件和模仁的结构，并校核脱模力， 确定采用推杆推出方式 。设计用推杆数为 4 4。 (1)推出面积 设 2圆推杆设置 16 根 (4 4 根 )，那么推出面积为 2221 杆 (2)推杆推出力 根据参考文献 3表 2许用应力 =14此，经上述计算得出，在实际生产中，以此推杆推出塑件，不会有顶白或者顶破的可能，故采用推杆推出。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 6 侧向分型与抽芯机构的设计 向分型与抽芯机构类型的确定 该套模具采用 机动侧抽机构，其驱动方式为斜导柱。 斜导柱抽