1_【毕业设计论文】按钮开关体注射模设计-设计说明书【有对应的CAD图】

XX 大学 毕业设计(论文) 毕业设计（论文）题目 所 在学 院 专业 班级 姓名 学号 指 导老 师 年月日 声明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究本人郑重声明：所呈交的毕业设计是我在导师的指导下独立进行研究 所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本所取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以注明引用的内容外，本 设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，对本设计 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明，并表示了 谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。谢意。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年作者签名：日期：年 月月 日日 毕业设计版权使用授权书 本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院本设计作者完全了解学院有关保留、使用毕业设计的规定，同意学院 保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕保留并向国家有关部门或资料库送交毕业设计的纸质版和电子版，允许毕 业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的业设计进入学院图书馆被查阅和借阅，本人授权闽南理工学院可以将我的 毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、毕业设计的全部或者部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。缩印或者扫描等复制手段保存和汇编本毕业设计。 保密保密在年解密后适用本授权书；在年解密后适用本授权书； 本设计属于：本设计属于： 不保密不保密。 （请在以上相应的方框内打（请在以上相应的方框内打“” ） 作者签名：日期：年月日作者签名：日期：年月日 指导教师签名：日期：年月日指导教师签名：日期：年月日 毕业设计答辩小组成员名单 姓名职称单位备注 机械设计服务(有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 组长 注：样稿，论文不完整，勿抄袭 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言 1 1 . 1 塑料模的现状以及发展趋势1 1 . 2 设计任务要求2 1 . 3 本次课题模具的设计步骤3 2 塑件分析与模具方案的设计3 2 . 1 旋钮开关结构分析4 2 . 2 成型制品的选材4 2 . 3 塑件的精度和表面粗糙度分析7 2 . 4 塑件结构和形状分析7 2 . 5 成型模具方案1 0 3 旋钮开关模具设计1 3 3 . 1 模具成型尺寸计算1 3 3 . 2 注射机的选择及型腔数目的确定1 4 3 . 3 分型面的选择1 7 3 . 4 浇注系统设计1 7 3 . 5 凹模型腔侧壁厚度与底板厚度的计算2 0 3 . 6 注射模具的顶出机构的设计2 1 3 . 7 导柱的选择2 2 3 . 8 温度调节系统分析2 3 4 注射模具加工工艺2 3 4 . 1 通用加工工艺2 3 5 成型工艺及模具调试2 6 5 . 1 注塑成型的工作循环及工艺2 6 5 . 2 模具调试2 9 结束语 3 2 致谢 3 3 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 参考文献 3 4 1 引言 1 . 1 塑料模的现状以及发展趋势 1 . 1 . 1 我国塑料模的现状 模具工业是国民经济的基础工业， 受到政府和企业界的高度重视。 发达国家有 “模 具工业是进入富裕社会的原动力”之说，可见其重视的程度，当今， “模具就是产品 质量” ， “模具就是经济效益”的观念，已被越来越多的人接受。 我国塑料模的发展极其迅速，3 0年已走过国外 9 0年的历程，现已具相当规模。 塑料模的设计技术、制造技术、C A D技术、C A P P （C o m p u t e r A i d e d P r o g r a m e d P r o c e d u r e / P r o c e s s P l a n n i n g ）技术已被广泛的开发应用。专用模具钢品种少、规格 不全，质量不稳定，且供应渠道不畅。塑料模以 4 5钢为主要材料的状况，短时间内 难以改变。 1 . 1 . 2 塑料模发展趋势 （1 ）注塑模 C A D 的实用化 随着人类社会的进步和高技术不断发展，世界各国对塑料模设计技术给予了高度 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 重视和关注，不惜投入重金进行研究和开发，塑料模 M o l d - F l o w或 C - F l o w软件和塑 料模 M o l d - C o o l 或 C - C o o l 软件等已经商品化，注塑模 C A D 正向实用化阶段迈进。 （2 ）挤塑模 C A D 的开发 挤塑模设计与制造， 发达国家已广泛地应用了 C A D / C A M 技术， 尤其是 C A E 的应用， 极大地提高了挤塑模设计水平和可靠性。我国向此发展，势在必行。 （3 ）压缩模 C A D 探索 压缩模及传递模是历史悠久、正在工业上发挥了重要作用的一类塑料模具，一些 发达国家，如加拿大、美国等已在在这方面作了大量研究和探索工作，我国已在这方 面做研究和探索工作。 （4 ）塑料模专用材料 塑料模专用系列钢，大致可分为以下五类： （a ）基本型 如 5 5 钢，使用硬度小于 2 0 H R C ，切削加工性能好，但模具表面粗糙度差，使用寿 命短，但已被预硬钢所代替 （b ）预硬化型 这类钢是在中、低碳钢中加入一些合金元素的低合金钢，淬透性高，加工性能好， 调质后的使用硬度为 2 5 H R C 3 5 H R C , 属最大的通用型塑料模具钢，如美国的 P 2 0 钢。 （c ）时效硬化型 这类钢是在中、低碳钢中加入 N i 、C r 、A l 、C u 、T i等合金元素，耐磨性和腐蚀 性优于预硬钢，经过时效处理后，硬度可高达 4 0 H R C 5 0 H R C 这类钢的典型牌号，如 美国的 P 2 1 、日本的 N A K 5 5等，多用于复杂、精密塑料模具，或大批量生产的长寿命 模具。 （d ）热处理硬化型 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 这类塑料模具钢如美国的 D 2 、日本的 P D 6 1 3 、P D 5 5 5等，模具表面能达很高的镜 面，并可进行表面强化处理。这类钢制造的模具，精加工后进行淬火、回火处理，使 用硬度可达 5 0 H R C 6 0 H R C 。 （e ）马氏体时效钢和粉末冶金模具钢 对于要求更高耐磨性、耐腐蚀性、高韧性、超镜面的高级塑料模，可采用马氏体 时效钢或粉末冶金模具钢。这类钢如美国的 P S 、日本的 H A P 和 A S P 钢，均是采用粉末 冶金法制造的模具钢。 （5 ）工程控化 机械技术与电子技术的密切结合，日益更多地采用了数控数显、计算机程序控制 的加工方法，实现高层次、多工位加工，使塑料模在质量上、效率上产生一个新的飞 跃激光成形技术在塑料模型腔加工中已获得巨大的成功。 （6 ）塑件功能设计 不同塑件其使用功能不同。塑件可单独使用，也可与其它零件组合起来使用，不 论是何种情况，塑件在形状、尺寸、表面质量、物力机械性能等方面，均有一定的指 标要求，因此，塑件设计者必须根据塑件的使用功能、使用环境、受力状况、使用特 点等，正确选择塑料材料，设计其几何结构，确定其几何尺寸与精度及各种性能指标 要求，力求设计出价廉物美、坚固耐用、令人喜爱的塑件来。 塑件的基本结构有工艺结构、功能结构及造型结构三部分组成。其中功能机构设 计是核心，工艺结构和造型结构设计是在满足功能结构设计基础上进行的设计。在设 计塑件时应当把这三种结构的设计有机地结合起来，已达到较好的设计效果。 1 . 2 设计任务要求 本设计要求根据所给饮料瓶盖实物，测绘零件图纸，设计成型注射模具，并学习 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 P r o / E 、s o l i d w o r k s 或 s o l i d e d g e 等大型 C A D 软件在模具设计中的运用。以及要求完 成塑件注射模具方案设计和相关设计计算，对模具零件 C A D 三维造型设计，完成该注 射模具装配图设计和全部零件图纸设计，最后完成该注射模具的制造工艺设计。 1 . 3 本模具设计步骤 该设计分为两部分，一部分是对按钮开关测绘零件图纸，用 C A D 软件进行三维造 型，完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算；一部分是完成模具零件 C A D 三维造 型设计，完成该注射模具装配图设计和全部零件图纸设计，最后完成该注射模具的制 造工艺设计。所以本设计分两个阶段完成，第一阶段相关计算和方案确定大概要一个 月的时间；第二阶段模具设计大概要两个月的时间。 首先， 根据给定的按钮盖进行测绘， 我用 A U T O C A D 软件绘制了经过测量后的图纸， 并学习了 S o l i d w o r k s 软件，在基本掌握该软件的运用后，对瓶盖做了三维造型，然 后按照要求进行了计算。 其次，开始对按钮开关进行模具设计，在进行模具设计时，根据其形状并结合手 册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没 有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计 包括浇注系统、动、定模个部分的结构以及脱模结构的设计。在设计时要使用到 A U T O C A D和 S O L I D W O R K S ，S o l i d W o r k s软件是世界上第一个基于 W i n d o w s开发的三维 C A D 系统， 第一个创造了F e a t u r e M a n a g e r 特征管理员的设计思想， 是第一个在 W i n d o w s 平台下实现的自顶向下的设计方法，是第一个实现动态装配干涉检查的 C A D 软件。这 些计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量很有帮助，这也是当今模具行业发 展的选择。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 塑件分析与模具方案设计 2 . 1 旋钮开关结构分析 旋钮开关为内螺纹结构（如图 2.1 右） ，外圈有直线滚花（如图 2.1 左） ，所以有 一定的精度要求，在设计模具时要考虑到其脱螺纹方式，应该尽可能选择能保证一定 精度的方法。 图 2 . 1 C A D 图 2 . 2 成型制品的选材 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 塑料的选择主要考虑材料成型后的强度以及注塑过程中塑料的流动性。A B S在工 业上应用很广泛，工业上很多塑料结构件都使用 A B S ，如鼠标、显示器、仪表盘等外 壳都使用 A B S ，A B S能满足强度要求，并且注塑性能也相当好。所以饮料瓶盖可以选 用 A B S 。 A B S是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特征，使 A B S 具有良好的综合力学性能。丙烯晴使 A B S 有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯 使 A B S 坚韧。苯乙烯使它具有良好的加工性和染色性能。 A B S无毒、无味，成微黄色，成型的塑料件有较好的光泽，密度为 1 . 0 2 g / c m 3 1 . 0 5 g / c m 3 ，熔融温度为 2 1 7 o C 2 3 7 o C ，热分解温度为 2 5 0 o C 以上，无毒、无味、不透 明。A B S具有极好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一 定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。水、无机盐、酸、 碱类对 A B S 几乎无影响，在酮、醛、脂、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部 分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化熔胀。A B S塑料表面受冰醋酸、植物油等 化学药品的侵蚀会引起应力开裂。A B S有一定的尺寸稳定性，易于成型加工。经过调 色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为 7 0 o C左右，热变形温度 为 9 3 o C 左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 根据 A B S 中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的 应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。 主要用途：A B S在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机 外壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏柜和冰箱衬里等。汽车工业上用 A B S制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用 A B S夹层板制小轿 车车身。A B S还可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、 电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 表 2 . 1 A B S 质量指标参数 性能指标 超高冲击型 高强度冲击型 低冲击型 耐热型 密度（g / c m 3 ） 1 . 0 5 1 . 0 7 1 . 0 2 1 . 0 6 1 . 0 8 吸水率（% ） 0 . 3 0 . 3 0 . 2 0 . 2 热变形温度（度） （0 . 4 6 M p a 压力下） （1 . 8 6 M p a 压力下） 9 6 8 7 9 8 8 9 9 8 7 8 8 5 1 0 4 1 1 6 9 6 1 1 0 线膨胀（x 1 0 - 5 / o C ） 1 0 . 0 7 . 0 8 . 6 9 . 9 6 . 8 8 . 2 燃烧性 （ 1 2 . 7 m m , m m / s ） - - 0 . 5 5 0 . 5 5 拉伸强度（M P a ） 3 5 6 3 2 1 2 8 5 3 5 6 拉伸弹性模量（G P a ） 1 . 8 2 . 9 0 . 7 1 . 8 2 . 5 弯曲强度（M P a ） 6 2 9 7 2 5 4 6 8 4 弯曲弹性模量（G P a ） 1 . 8 3 . 0 1 . 2 2 . 0 2 . 5 2 . 6 压缩强度（M P a ） - - 1 8 3 9 7 0 硬度（洛氏 R ） 1 0 0 1 2 1 6 2 8 6 1 0 8 1 1 6 冲击强度（K J / m 2 ） ( 带缺口，2 3 o C ) ( 带缺口，0 o C ) ( 带缺口，- 4 0 o C ) 5 3 - - 6 . 0 - - 2 7 4 9 2 1 3 2 8 . 1 1 8 . 9 1 6 3 2 1 1 1 3 1 . 6 5 . 4 介电强度（K V / m m ） - - 1 5 . 1 1 5 . 7 1 4 . 2 1 5 . 7 体积电阻率（m ） 1 0 1 4 1 0 1 4 1 0 1 1 1 0 1 1 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 介电常数（6 0 H z ） 2 . 4 5 . 0 2 . 4 5 . 0 3 . 7 2 . 7 3 . 5 介电损耗角正切 （6 0 H z ） 0 . 0 0 3 0 . 0 0 8 0 . 0 0 3 0 . 0 0 8 0 . 0 1 1 0 . 0 7 3 0 . 0 3 4 耐电弧性（S ） 5 0 8 5 5 0 8 5 7 0 8 0 7 0 8 0 成型特点：A B S在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍 大，应取 2 o C以上； A B S宜吸水，含水量小于 0 . 3 % ，成型加工前应进行干燥处理， 要求表面光泽的塑料应要求长时间预热干燥，需在 7 0 o C 8 0 o C 预热 4 小时以上；流动 性中等，溢边料 0 . 0 4 m m左右，模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小，浇口处外 观不良，已发生熔接痕，应注意选择浇口位置、形式，顶出力过大或机械加工时塑件 表面呈现“白色”痕迹（但在热水中加热可消失） ；在正常的成型条件下，壁厚、熔 料温度及收缩率影响极小。宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗击型树脂， 料温更易取高） ，料温对物性影响极大，料温过高宜分解（分解温度为 2 5 0 o C左右） 要求塑件精度高时，模具温度可控制在 5 0 o C 6 0 o C ，要求塑件光泽和耐热时应控制在 6 0 o C 8 0 o C 。注射压力比聚苯乙烯高。一般用柱塞式注射机时料温为 1 8 0 o C 2 3 0 o C 左 右，注射压力为 1 0 0 M p a 1 4 0 M p a ，螺式注射机则取 1 6 0 o C 2 2 0 o C ，7 0 M p a 1 0 0 M P a 。 2 . 3 塑件的精度和表面粗糙度分析 2 . 3 . 1 塑件的尺寸精度和精度分析 塑件的尺寸精度是指所获得的塑件与产品图纸中尺寸的符合程度。即所获得塑件 尺寸的准确度。影响塑件尺寸精度的因素很多，首先是模具的制造精度和模具的磨损 程度，其次是模具的收缩率的波动以及成型时工艺条件的变化、塑件成型后的时效变 化和模具结构形状等。因此，塑件的尺寸精度往往不高，应在保证使用要求的前提下 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 尽可能选用低精度等级。 由塑料模设计手册可查得，A B S建议采用的精度为高精度 3级，一般精度 4 级，低精度 5 级。考虑到瓶盖的使用对精度的要求不太高，所以各个地方均选择 4 级 精度。公差值的选择见模具设计部分。 2 . 3 . 2 表面粗糙度分析 塑件间的表面粗糙度一般取 R a 0 . 8 u m 0 . 2 u m之间，在设计时应考虑到瓶盖的美 观性，同时兼顾经济性要求。为满足美观性要求，塑件的外表面要求比较光滑，取 R a 0 . 4 u m ；为了降低成本，内表面可以取稍大的表面粗糙值，取 R a 0 . 6 u m 。 2 . 4 塑件结构和形状分析 2 . 4 . 1 注塑成型基本概念 （1 ）注塑成型：简称注塑 是通过螺丝杆将塑料搅入注射机加热料筒中塑化，达到流动状态，螺杆在旋转过 程中到和逐步后退，而塑料则向前积聚，当螺杆停止转动，由注塑活塞通过螺杆注射 到闭合模具的模腔中形成制品的成形过程。 （2 ）注射成形三要素和五原则 三要素：成形材料( 塑料) 、注塑机及模具。 五原则：成形压力、速度、温度、时间、行程 （3 ）塑料的分类，分两大类 （a ）热塑性塑料：受热时可以塑化，冷却时则疑固成形，温度改变时可以反复 变形。 （b ）热固性塑料：受热时塑化和软化，发生化学反应，并固化成形，冷却后再 加热时，不再发生塑化变形，如果温度继续升高就会发生分解。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （4 ）塑件的几何结构，尺寸精度 塑件的结构设计包括其內部结构设计和外部结构( 造形) 设计。 （a ）形状 塑件的几何形状应尽可能保证有利于成形的原则，即在开模取出塑件时尽可能不 采用复杂的瓣合分型与侧抽芯。 （b ）脱模斜度 由于塑料冷却后产生收缩，为了防止脱模时拉伤或擦伤塑件，设计塑件时必须考 虑塑件內外表面沿脱模方向均应具有足够的脱模斜度， 常用脱模斜度为 1 1 3 0 , 塑件上的凸起或加强筋单边应有 4 5 的斜度, 在不影响塑件的使用时出模斜度应 取大些。 （c ）壁厚 塑件的壁厚与使用要求和工艺要求有关， 因此， 合理选择塑件的壁厚是很重要的。 在使用上要求壁厚具有足够的强度和刚度；脱模时能承受脱模机构的冲击和振动；装 配时能承受紧固力以及在运输中不变形或损坏。 （d ）加强筋 用增加壁厚的办法来提高塑件的强度通常是不合理的，因为壁厚在工艺上受到一 定的限制，此时可采用加强筋的办法来增加塑件的强度，既使塑件壁厚均匀，节约材 料，又提高强度，还可避免气泡、缩孔、变形等缺陷。 （e ）支承面 以整个底面作为支承面是不合理的，因为塑件稍有翘曲或变形就会使底面不平， 通常采用边框支承或底脚( 三点或四点) 支承。 （f ）圆角 带有尖角的塑件，有时会在尖角处产生应力集中，影响塑件强度；同时还会出现 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 凹痕或气泡，影响外观质量，所有转角处应可能采用圆弧过度，不仅避免应力集中， 提高强度，而且增加美观，有利塑料充模时的流动，圆角半径一般不小于 0 . 5 m m 。 （g ）孔位 塑件上的孔是用模具的型芯成型的，但应采用工艺上易于加工的孔，常用的孔有 通常有通孔、盲孔、形状复杂的孔等。 （h ）螺纹 塑件上的螺纹可以在模塑时直接成型，也可以在模塑后加工而而成，在经常装卸 和受力较大的在方则应采用金属的螺纹嵌件。 （i ）齿轮 塑料齿轮在电子工业中应非常广泛，目前主要用于精度和强度要求不太高的齿轮 传动。常用的塑料是尼龙、聚碳酸酯、聚? 醛等。为了避免装配时产生应力，轴与孔 应尽可能不采用过盈配合采用过渡配合。 （j ）嵌件 镶入嵌件目的是增加塑件局部的强度、硬度、耐磨、导电性、导磁性。嵌件的材 料有色或黑色金属、玻璃、木材等。其中金属嵌件用得最普遍，为了防止嵌件受力时 转动或拔出，嵌件表面应加制滚花或制成六边形。 2 . 4 . 2 脱模斜度分析 为了便于塑料件从模腔中脱出，防止在脱模过程中出现由于脱模阻力过大，塑件 被顶裂、变形和擦伤，塑件废品率增加、质量下降的现象。在平行于脱模方向的塑件 表面上，必须设有一定的斜度，此斜度称为脱模斜度 1 。 斜度与塑料的种类和塑件的高度有关，并且为了使塑件留在凸模或凹模上，塑件 内表面和外表面的的斜度值也有差异，塑件高度不大时，对于高度小于 3 m m 的结构都 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 不设脱模斜度。 2 . 4 . 3 壁厚分析 塑件的壁厚是重要的结构要素，是设计时必须考虑的问题之一。 塑件壁太薄，刚度差，在脱模、使用、装配中会发生变形，影响塑件的使用和装 配的准确性，塑件壁太薄，还会造成模腔通道狭窄、流动阻力大。 2 . 4 . 4 圆角分析 在塑件的角隅处，即外表面的交接转接处应设计成圆角。而且圆角的半径不应小 于 1 m m 。凡能设计成圆角的地方均设计成圆角，有一系列好处，在塑件成型时溶料流 动阻力小， 有利于改善流动充模特性。 其结果可以防止因塑料收缩而导致的塑料变形， 或者因钝角而引起的应力集中，使塑件的强度增大。模具使用寿命延长，塑件外形也 因圆弧过渡而显得更为美观。同时，与塑料相对应的模具成型零件在热处理是不易裂 口，强度大为增加。 2 . 5 成型模具方案 2 . 5 . 1 模具方案的论证和选择 模具方案的不同主要在选择浇口方式的区分上。 方案一：采用直浇口式 直接浇口又称中心浇口、主流道型浇口或非限制性浇口，塑料熔体直接由主流道 进入型腔，因而具有流动阻力小、流料速度快及补缩时间长的特点，但注射压力直接 作用在塑件上容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹和较 明显，并且较难清除，这类浇口大多数用于注射成型大型厚壁长流程深型腔的塑件以 及一些高粘度塑料。而本设计采用 A B S 塑料，流动性较好，并且塑料型腔不深，壁厚 较薄，所以不宜采用直浇口。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 方案二：采用侧浇口式 侧浇口又称边缘浇口。 侧浇口一般开设在分型面上， 塑料熔体于型腔的侧面充模， 其截面形状多位矩形狭缝，调整截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及 浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活的 选择进料位置。因此它是广泛使用的一种浇口形式。但有浇口痕迹存在，会形成熔接 痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大 2 。 方案三：点浇口 点浇口又称针点式浇口、橄榄型浇口或菱形浇口，其尺寸很小。采用点浇口成型 塑件，去除浇口后残留很极小。易取得浇注系统的平衡。也利于自动化操作。本设计 可以在塑件的底面上采用点浇口，并且底面没有外观质量要求，即使有一定的浇口痕 迹，对塑件的外观也不影响，所以可以采用点浇口。 综合考虑到塑件的形状、外观和结构上的要求，采用点浇口比较合适，所以选择 方案 3 。 2 . 5 . 2 脱模方案制定 带螺纹的塑件成型模具结构和一般模具不同，主要区别在于螺纹在模具中脱出以 及整个塑件的脱模。带螺纹塑件的脱模和螺纹尺寸、材料以及成型方法有很大关系。 如果螺纹形状易脱模，材料质地比较软就能使用强制方法脱模。像很多 P E软螺纹盖 就可用这种方法强制脱模。此外，如果是小批量生产就能用下面几种方法获得螺纹： （1 ）用活动螺纹型芯或者型环，在开模后连同塑件取下后手工或机动脱开； （2 ）手工在模具上将简单的带螺纹旋下； 方案一: 由于该产品螺纹较多，可采用强制方法脱模, 即利用塑料的弹性, 在不损 伤塑件表面的前提下, 利用塑料的弹性胀缩, 强制地将凹凸部分顶出。如图 2 . 3 所示。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 3 方案一 方案二，和方案一一样，方案二是采用强制脱模方法，然而不同的是，方案一适 用于比较大型的零件，而方案二适用于比较小型的零件，相比之下，方案二更为高效， 更为经济，适合大批量的生产。如图 2 . 4 所示， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2.4 方案二 旋钮盖为无毒塑料制件，制造方法采用塑料熔化后注射成型工艺。本成型工艺为 卧式注射成型工艺。将模具横放，序 1和序 1 8分别压固在注塑机的左右固定板上， 序 1 8端为定模，序 1端为动模。当动模移动至分型面处，合模压紧；将已加热熔化 的 A B S 塑料通过浇冒口注射到型腔中，成型；待塑料固化但还未完全变硬时，移动动 模将序 1 6 和序 1 8 分开，动模和定模在分型面处分开（分开距离足以掉下饮料瓶盖） 。 此时用钳子将浇冒口拉出。由于塑料的热胀冷缩，此时饮料瓶盖已从序 1 6型腔板中 脱出包紧在序 1 5 型芯上。开启顶柱推动，序 1 3 强行将饮料瓶盖从型芯上顶出落入下 方的接料筐中，按钮盖注塑成功 3 。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 方案三，该方案与上述 2 个方案不同，主要在与其脱模方式，该方案采用的是哈 夫分型机构，用哈夫分型不仅可以完成外螺纹的成型，同时还能自动脱模，一举两得。 具体方案如图 2.1 所示。开模时，模具沿- 面开始分型，动模后退，带动两侧 哈夫块向两侧移动， 当达到开模距离时， 由于螺栓头在前由于重力作用塑件自动脱落， 达到自动脱件目的。 如图 2 . 5 所示， 图 2.5 方案三 对比以上 3 个方案，第三方案明显优于第一，二两个方案，故本设计采取第三方 案进行。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 旋钮开关模具设计 3 . 1 模具成型尺寸计算 模具的成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型芯的 径向尺寸，型腔和型芯的深度和高度尺寸，中心距尺寸等。在设计模具时必须根据制 品的尺寸和精度要求来确定成型零件的相应的尺寸和精度等级，给出正确的公差值。 3 . 1 . 1 型腔尺寸计算 型腔的尺寸趋于增大尺寸的，因此应选择塑件公差的 1 / 2 ，取负偏差，再加上 - 1 / 4 的磨损量，而型芯深度则加上- 1 / 6 的磨损量，这样的型腔尺寸计算如下。 （1 ）型腔的径向尺寸计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 * 0 3 (1) 4 DDS + =+ (3.1) 其中 D型腔的最小基本尺寸 * D塑件的最大基本尺寸 S塑件的平均收缩率，S=0.006 塑件的公差，取 8 级精度 模具制造公差，按 1/4选取 计算得 D*=45mm D=44.46 0.3 0 + mm （2 ）型腔深度尺寸计算 * 0 2 (1) 3 HHS + =+ (3.2) 其中 H型腔深度的最小尺寸 * H塑件的最大基本尺寸 计算得 H=13mm H*=12.5 0.45 0 + mm 3 . 2 . 2 型芯尺寸计算 型芯的尺寸趋于减小尺寸的，因此应选择塑件公差的 1/2，取正偏差，再加上 +1/4的磨损量，而型芯高度则加上+1/6的磨损量，这样的型芯尺寸计算如下。 （1 ）型芯的径向尺寸计算 *0 3 (1) 4 ddS =+ (3.3) 其中 d型芯的最大基本尺寸 d*塑件的最小基本尺寸 计算得 d=42mm d*=42.7 00.22 mm 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）型芯高度尺寸计算 *0 2 (1) 3 hhS =+ (3.4) 其中 h型芯高度的最大尺寸 * h塑件的最小基本尺寸 计算得 h=11.5 h*=12 00.12 3 . 2 注射机的选择及型腔数目的确定 3 . 2 . 1 塑件的质量体积分析及 A B S 的注射工艺性 塑件的体积大小：通过分析，可知体积为 4 4 8 6 . 8 4 7 2 8 m m 3 = 4 . 4 8 7 3 ，A B S 的密 度为 1 . 0 2 g / 3 ，所以质量为 4 . 5 7 6 g 。 料桶温度的正确选择关系到塑料的塑化质量，其原则是能保证顺利的注射成型而 又不引起塑料的局部降解。塑料的加工温度有注射机料筒来控制的。料筒的末端最高 温度应高于塑料的流动温度（或熔融温度） ，但低于塑料的分解温度。 A B S 流动性好，易于成型。熔融温度为 2 1 7 o C 2 3 7 o C ，热分解温度为 2 5 0 o C 以上。 熔融温度与分解温度比较接近，选择料筒温度为 2 0 0 o C 2 3 0 o C ，为了防止流涎现象， 喷嘴温度稍低于料筒温度取 1 8 0 o C 1 9 0 o C 。 注射时，需在 7 0 o C 8 0 o C 预干燥 4 小时以上，注射温度为 1 7 0 o C 2 0 0 o C ，注射 成型过程中，冷却介质用水，模温越低，冷却速度太快，熔体温度降低越迅速，造成 熔体粘度增大，注射压力损失，引起充模不足。 表 3 . 1 A B S 注射工艺参数 注射机类型 螺杆式 模具温度（ o C ） 6 0 7 0 螺杆转速（r / m i n ） 3 0 6 0 注射压力( M P a ) 7 0 9 0 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 喷嘴形式 直通式 保压力( M P a ) 5 0 7 0 喷嘴温度（ o C ） 1 8 0 1 9 0 注射时间( s ) 3 5 料桶前段温度（ o C ） 2 0 0 2 1 0 保压时间( s ) 1 5 3 0 料桶中段温度（ o C ） 2 1 0 2 3 0 冷却时间( s ) 1 5 3 0 料桶后段温度（ o C ） 1 8 0 2 0 0 成型周期( s ) 4 0 7 0 3 . 2 . 2 型腔数目的确定 在设计实践中，有先确定注射机的型号，再根据所选用的注射机的技术规范及塑 件的技术经济要求，计算能够选取的型腔数目，也有根据经验先确定型腔数目的，然 后根据生产条件，如注射机的有关技术规范等进行校核计算，看所选得型腔数目是否 满足要求，由于塑件尺寸较小，单个塑件体积为 4 . 4 8 7 3 ，尽管其中还有一个齿轮 齿条机构，可确定腔数为双型腔 4 。 3 . 2 . 3 注塑机的选择 根据塑件体积为 4 . 4 8 7 3 ，选择注射机为 X S - Z - 3 0 ，为螺杆式。 表 3 . 2 X S - Z Y - 5 0 0 的技术规范 公称注射量( c m 3 ) 3 0 最大成型面积( c m 2 ) 9 0 螺杆直径( m m ) ( 2 8 ) 最大开（合）模行程 ( m m ) 1 6 0 注射压力( M P a ) 1 1 6 . 6 模具最大厚度( m m ) 1 8 0 注射行程( m m ) 1 3 0 模具最小厚度( m m ) 6 0 螺杆转数( r / m i n ) - 动定模固定板尺寸 ( m m ) 2 5 0 2 8 0 锁模力( k N ) 2 5 拉杆空间( m m ) 2 3 5 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 喷嘴孔直径( m m ) ， 2 喷嘴圆弧半径( m m ) R 1 8 （1 ）锁模力的校核 锁模力是指注射机合模机构在工作过程中对模具所能施加的最大夹紧力。在选用 注射机时，要对其合模机构进行校核。通常可用下列公式进行： ( n A 1+ A 2) p F ( 3.5) 式中 P ， 1 单个塑件在模具分型面上的投影面积； A 2 浇注系统在模具分型面上的投影面积； N 型腔数量； p 塑料熔体对型腔的成型压力； F 锁模力。 根据经验取模腔平均压力为 P 为 4 0 M p a ，通过分析，可知塑件在分型面上的投影 面积为 A = 5 6 8 . 4 0 6 2 5 m m 2 = 5 . 6 8 c m 2。粗略计算锁模力为 F = p A = 4 0 1 065 . 6 8 1 0 - 7 = 2 2 . 3 K N 2 5 K N ，所以满足锁模力的要求。 （2 ）注射容量校核 模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注 射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内，根据生产经验，注射机的 最大注射量是其允许最大注射量（额定注射量）的 8 0 ，由此有： m 1 + m 2 8 0 % m ( 3.6) 塑件的体积为 4 . 4 8 7 c m 3 ，加上浇注系统凝料的体积大约为 4 c m 3 ，远远小于注射 机的额定注射量为 3 0 c m 3 ，满足需求。 （3 ）最大注射压力的校核 注射压力是指在螺杆头部产生的熔体压强，注射压力过低会导致型腔压力不足， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 熔体不能顺利充满型腔；反之，注射压力过大，不仅会造成制品溢料，甚至系统过载。 螺式注射机 A B S 注射压力一般是 7 0 M P a 1 0 0 M P a ，取 8 0 M p a 。注射机注射压力为 1 4 5 M P a ，满足要求。 （4 ）模具厚度的校核 本注射机所允许的最小厚度和最大厚度分别为 6 0 m m和 1 8 0 m m ，所选模架的闭合高 度为 6 m m ，满足要求。 （5 ）开模行程校核 所选注射机的最大开模行程为 1 6 0 m m ，模具结构为旋转机构自动脱螺纹的双分型 面注射模，其开模距为： S m a x = H 1 + H 2 + ( 5 1 0 ) ( 3.7) 式中 H 1 脱模距离（m m ） ，为 1 3 m m ； H 2 包括浇注系统在内的塑件高度（m m ） ，为 3 5 m m ； 所以，开模行程大概为 5 5 m m 1 6 0 m m ，满足要求。 3 . 3 分型面的选择 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3.1 分型面 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表 面分开时能取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面成 为模具的分型面，本例为点浇口，应该用三版式结构。 3 . 4 浇注系统设计 3 . 4 . 1 主流道部分设计 主流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到分流道为止的塑 料熔体的流动通道。属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度， 因此它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使塑料熔体的 温度降和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力。主流道垂 直于分型面。 主流道长度一般按模板厚度确定，但为减小充模时的压力降和减小物料损耗，以 短为好，中小模具控制在 5 0 m m以内，在出现过长主流道时，可将主流道衬套挖出深 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 凹坑，让喷嘴深入模具。本题取 L 为 3 8 m m 。 主流道如图 3 - 2 所示： 图 3 . 2 主流道结构 各部分尺寸如下： X S - Z - 3 0 注射机喷嘴口孔径为 2 m m ，喷嘴球径为 1 2 m m 。 d 主流道小短直径 d = 5 m m ； R 主流道球面半径 R a = 1 2 / 2 + 2 = 8 m m ； R a 表面粗糙度 R a 0 . 8 u m ； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 a 主流道锥角 a = 5 o ； L 主流道长度 L = 3 8 m m ； h 球面配合高度 h = 2 m m ； 主流道大端直径 D = d + 2 L t g ( a / 2 ) = 6 . 3 m m ； 3 . 4 . 2 冷料穴设计 冷料穴是用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和 型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料穴。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（亦即塑料流动的转向处） ，其标称直 径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的 1倍1 . 5倍，最终要保证冷 料的体积小于冷料穴的体积。 本设计中，冷料穴和分流道均开设在中间板上，主流道的大端直径 D为 6 . 3 m m ， 所以冷料穴的直径可以取 7 m m ，深度可以取 8 m m 。 图 3 . 2 冷料穴结构 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 4 . 3 分流道设计 在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是指主流道末端与浇口之间这 一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料有主流道流入型腔前，通 过截面积的变化及流向变换一伙的平稳流态的过渡段。因此要求所设计的分流道能满 足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔， 并且流动过程中压力损失和热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型 腔。 该设计分流道的形状设计成半圆形截面, 根据手册可采用推荐值 R = 2 . 5 m m 。 3 . 4 . 4 浇口设计 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中 介面积最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件的 性能和质量的影响很大。 通常浇口可分为大浇口和小浇口两类，前者也称非限制性浇口，系指直接浇口； 后者也称限制性浇口和内浇，常用的有侧浇口，点浇口等。 小浇口最适合于填充薄壁和壁厚均匀的型腔，它能有效的防止制品发生变形、翘 曲和裂纹等弊病，而大浇口对补缩有利，它能提高制品的尺寸精度，因此当制品的壁 厚不均匀时