煤气灶旋钮开关的注塑模设计（全套含CAD图纸和UG三维）
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摘 要本篇文章是关于煤气灶旋钮开关的注塑模设计，虽然塑件的整体形状不是很复杂，但其设计的难点在于分型面的确定和浇注系统的设计。本次设计主要运用 UG 此软件，结合生产实践来设计旋钮开关注塑模具的整体结构，通过对塑件的形状、材料、尺寸以及外观要求等方面的分析来确定其工艺。主要包括分型面的选择、成型零件的计算、浇注系统的设计以及推出机构和冷却系统的设计。此外还要对塑件的体积和质量进行计算，并选择合适的注塑机。关键词：注塑模；浇注系统；结构设计目 录前 言 .11 工艺分析 .21.1 零件的分析 .21.1.1 脱模斜度 .21.1.2 零件的外观要求 .21.2 材料的分析 .21.3 ABS 注塑成型的工艺参数 .32 分型面的确定 .42.1 分型面的选择原则 .42.2 确定型腔的数量以及布局原则 .42.2.1 型腔数量的确定主要有以下影响因素 .42.2.2 布局原则 .52.3 模架的选择 .53 注塑机的选择 .73.1 零件的体积和质量的计算 .73.2 选择注塑机 .74 注塑模导向定位系统 .84.1 导向定位系统的定义 .84.2 导向系统的设计 .84.2.1 A、B 板之间的导柱导套设计 .84.2.2 复位杆的设计 .95 成型零件的设计 .105.1 型腔的结构设计 .105.2 型芯的结构设计 .105.3 模仁材料的选择 .115.4 动模、定模尺寸的确定 .115.4.1 动模板尺寸 .115.4.2 定模板尺寸 .116 浇注系统的设计 .136.1 浇口位置的选取 .136.2 浇注流道设计 .137 推出机构的设计 .158 冷却系统的设计 .169 模具制图 .17总 结 .18致 谢 .19附 录 .20参考文献 .210前 言随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加，换型不断加快，使模具的需要不断增加，从而对模具的质量要求越来越高，模具技术在国民经济中的作用越来越显得重要。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此我们国内的模具企业应该放眼世界，加大对技术的开发以及人才的培养，只有掌握了核心技术，才能改变我们的产业结构，获得更好的发展。注塑模具是模具行业非常重要的组成部分，其特点在于一模多腔，从而大大提高了工业生产效率，而且塑料模具可以生产出结构复杂，尺寸精度要求较高的塑件，因此使得塑料模具在工业生产中应用非常之广泛。其工艺步骤主要包括：塑件的收缩率，冷却系统以及脱模机构，因此在设计时应该根据塑件的整体结构特性来选择合适的脱模机构，以确保塑件的质量。11 工艺分析1.1 零件的分析图 1-1 零件图 零件材料为烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。零件名称为煤气灶旋钮开关。要求批量生产。在上面的图中我们可以看到本次的任务是做一个塑料的煤气灶旋钮开关，所以大部分尺寸精度要求不是很高，只有个别尺寸精度需要较高的要求。因为这个旋钮开关是和煤气灶配套的，所以市面上一般的煤气灶都可以用这个开关，因此中间大小只要和煤气灶配套就行了。因为零件的外形较为简单，所以在加工制造方面也较为方便，如图 1-1 所示。1.1.1 脱模斜度在上面的图中我们查书我们得知，ABS 材料的成型收缩率在 0.4%-0.8%范围内，该零件的外形斜度为 2，内形的脱模斜度位 35.1.1.2 零件的外观要求表面光滑无毛刺，外形尺寸在允许的公差范围之内，卡孔尺寸要精确。21.2 材料的分析 该零件选用的材料为 ABS 塑料，它是属于热塑性塑料，该产品是通过注塑成型的。所以我们才会选用 ABS 这个材料。ABS 是由丙烯腈（A）、丁二烯（ B）、苯乙烯（S ）共聚生成的三元共聚物，具有良好的综合力学性能。ABS 易吸水，从而使成型塑件表面出现斑痕，云纹等缺陷，所以在成型加工前应进行干燥处理。ABS 这个材料由于性能稳定，所以在社会上的应用也较为广泛。如生活用品中的电视机、计算收音机等的壳体；工业机械中的齿轮、轴承等等。1.3 ABS 注塑成型的工艺参数注塑机的注射方式选择：螺杆式，螺杆转速在 20r60r/min 之间，注塑级喷嘴的选择方式为自锁式，温度在 250270之间。料筒温度前段保持在 255260之间，中期的时候在 265280之间，后期的时候保持在 240250之间。模具温度应该保持在 50120之间，注射压力应该在 MPa80 120MPa。整套工序的时间注射时间为 0s5s、保压时间为 20s50s 、冷却时间为 20s40s 、成型周期为 50s100s.32 分型面的确定2.1 分型面的选择原则（1）符合胶件脱模的基本要求，就是能使胶件能从模具内取出，分模面位置应设计在胶件脱模方向最大的投影边缘部位。（2）满足模具的锁紧要求，将胶件投影面积大的方向，放在前、后模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分模面；另外，分模面是曲面时，应加斜面锁紧。该零件分型面如图 2-1 所示。图 2-1 零件分型面2.2 确定型腔的数量以及布局原则2.2.1 型腔数量的确定主要有以下影响因素（1）制品重量（包括浇注系统凝料）与注塑机的额定注塑量：（各腔塑料制品总量+浇注系统凝料）注塑机额定注塑量80%。注意：算出的数值不能四舍五入，只能向大取整数。（2）由注塑机的额定锁模力确定：各产品（包括凝料）在分型面上的投影面积型腔平均压力注塑机额定锁模力80%。注意：型腔平均压力需要查表 2-1 塑料形状和精度不同时可选用的型腔压力得到。表 2-1 塑料形状和精度不同时可选用的型腔压力条件 型腔平均压力/MPa 举例易于成型的制品 25 聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均匀用品、容器类普通制品 30 薄壁容器类高黏度、高精度制品 35 ABS、聚甲醛等机械零件、高精度制品黏度和精度特别高制品 40 高精度的机械零件42.2.2 布局原则（1）保证模具的压力平衡和温度平衡。保证模具的压力和温度平衡，可以采用将制品对称排位或对角排位。（2）成型零件尺寸最小原则。成型零件的尺寸越小，模架的尺寸就越小，模具的制造成本就越低，与之匹配的注射剂就越小。小型的注射机运转费用低，且运转速度快。该零件的排列方式为一模四腔对称排列，如图 2-1。图 2-1 型腔布局示意图2.3 模架的选择综合以上所述，选择的模架型号为龙记（LKM）的大水口 CI.A 板厚度为 60mm，B 板厚度为 70mm，C 板厚度为 80mm.如图 2-2 所示。图 2-2 模架53 注塑机的选择3.1 零件的体积和质量的计算根据 UG 软件的建模测量得出单个零件的体积为 7.9cm3；因为一模四穴，故得出零件的总体积 V1=0.974=38.8cm3；零件的总质量 M1=V1=38.81.05=40.74g ABS 的密度 g/cm3（1.02-1.08）。浇注时的零件废料，查资料得出，取零件总体积的 60%：为 V2=V160%=23.28cm3。得出该模具一次浇注所需要材料的总体积和总质量：V=V1+V2=38.8+23.28=62.08cm3；M=V=1.0562.08=65.184g。3.2 选择注塑机根据上面的计算和书上内容的参考，所以初步决定选用注塑机型号为 XS-ZY-125 的注塑机来工作。该注塑机的参数如下表 3-1 所示。表 3-1 注塑机技术参数一次注射量（cm 3） 125 螺杆直径（mm） 42注射压力（MPa） 119 注射方式 螺杆式锁模力（KN) 900 最大注射面积（cm 2） 320最大开模行程（mm） 300 模具最大厚度（mm） 300模具最大厚度（mm） 200 动定模板尺寸（mm） 42045064 注塑模导向定位系统4.1 导向定位系统的定义（1）导向系统：使模具上的活动零件按照既定的轨迹运动的结构。（2）定位系统：注塑模中承受侧向力，保证动、定模之间及各种活动零件之间相对位置精度，防止模具在生产过程中变形错位的结构。（3）导向定位系统：注塑模中用于保证各活动零件在开、合模时准确复位，以及在注射过程中不会错位变形的那部分机构。4.2 导向系统的设计4.2.1 A、B 板之间的导柱导套设计（1）定模板、动模板之间导柱的长度一般比型芯端面的高度高出 15mm-25mm.（2）当有侧向抽芯机构或斜滑块时导柱的长度应在 10mm-15mm.如图 4-1、4-2 所示。图 4-1 导柱、导套7图 4-2 导向系统示意图4.2.2 复位杆的设计模具合模需要四根复位杆，通过托模固定板固定。如图 4-3 所示。图 4-3 复位杆85 成型零件的设计5.1 型腔的结构设计零件的外表面是通过型腔成型而成的，把型腔单独做成一个嵌块，再将嵌块把它固定到定模板上，形成一个完整的型腔。如图 5-1 所示。图 5-1 型腔整体结构图5.2 型芯的结构设计因为零件分型面的原因，所以型芯内也存在了一部分零件表面。而型芯的设计跟型腔一样，同样是嵌块嵌入动模板中，如图 5-2 所示。9图 5-2 型芯嵌块结构图5.3 模仁材料的选择根据对零件的综合分析，该零件在外观上的要求较低，但是塑件在数量上是需要批量生产的。零件的材料 ABS 具有较高的耐热性、耐化学腐蚀性、良好的弹韧性、冲击强度、耐寒性以及较高的抗拉强度，而且根据效益和加工简单的方面来说，我选用 S136 钢材，并淬火。5.4 动模、定模尺寸的确定5.4.1 动模板尺寸动模板所承受的压力较大，根据这一点，动模板要稍微厚一点，厚度为 70mm.5.4.2 定模板尺寸定模板所承受的压力较大需要考虑定模板开框后模仁镶嵌并留余量，所以厚度选取为 60mm。如图 5-3。10图 5-3 动、定模板结构示意图图116 浇注系统的设计6.1 浇口位置的选取根据零件的成型条件，故可以采用侧浇口方式来浇注，型腔数为一模四腔。因为浇口截面积的分流道较小，注射压力所示较大，若排气不良，则易造成零件的充填不满和产生硬痕等现象。所以产品浇注口如图 5-1 所示。图 6-1 浇注口示意图6.2 浇注流道设计浇注道分为主流道和分流道两部分，主流道需要和注射机的喷嘴接触相互碰撞，所以在设计的时候可以设计成可更换的浇口套。这套模具的浇口套内径呈圆锥形，锥度大小在 34之间。如图 6-2、6-3 所示。图 6-2 流道示意图由于采用普通的半圆形浇道，模具的分流道设计在定模板的分型面处。查询相关资12料得知，根据塑件质量得出，该分流道直径可取 3mm，长度则取 60mm，主流道直径取 6mm.图 6-3 浇口套示意图137 推出机构的设计这套模具应该采用顶杆顶出的方式，将零件顶出来。因为零件结构简单，所以可以将推出机构顶杆设置在零件的中心位置。主浇道下方的冷料穴与钩料针相连接，以便更好的取出零件。在顶杆顶出零件的时候要注意顶出力不易过大，以免造成零件的损伤。如图 7-1、7-2 所示。图 7-1 推出机构图 7-2 推出机构根据零件的结构特点和数量分布，顶杆数量应该有四根，分别设置在零件的中心位置。顶杆的长度为 115mm，直径为 5mm，固定在推杆固定板上。顶杆的长度比较长，直径不大，所以在选择顶杆材料的时候，要着重硬度。因此我选择顶杆的材料为 65Mn 钢。148 冷却系统的设计ABS 材料的熔化温度为 280以上，模具温度为 60120，所以模具温度选为80，采用常温水来对模具进行冷却。为了缩短冷却时间提高生产效率，因此这次冷却系统的布局采用横向环绕的布局方式。因为零件的尺寸不大，所以选取的水路直径为 5mm.这套模具的冷却系统如图 8-1 所示。图 8-1 型腔冷却回路图159 模具制图模具总装图如图 9-1 所示。图 9-1 模具总装图16总 结时间过的飞快，转眼间两年半的学习生涯即将结束了，迎来的却是社会给我们的前所未有的挑战。在做毕业设计的这段时间里说快也不快，说慢也不慢，也就这样结束了。做好这份毕业设计，我觉得主要还是靠的自己以前学的课堂知识和自觉性。在做毕业设计之前，指导老师就给我们讲解了关于毕业设计的很多内容，但在实际的设计过程中难免会遇到一些我们难以解决的困难，同时也发现了自己的不足之处。现在发现的不足能改正，那还是对我们是有好处的，总比发现不了自己的不足要强的多。第一次选定零件、第一次做分析、第一次做出整套模具出来，种种的第一次，给我带来的不仅仅是成就感，还有就是对未来从事这行业的一种兴奋与期待。因为是第一次，所以出现的问题太多了。零件选定的不合理、尺寸选定的不规范、软件命令的不熟悉等等问题也都接踵而来。但靠着自己的不断进取的思想、同学之间的互帮互助和指导老师的悉心指导，这些问题到最后都一一解决了。在这次设计过程中充分利用了 UG、CAD、燕秀、胡波等软件。对这些软件的熟练程度，在设计这套模具上面起到了不可忽视的重要地位。在设计上，按照规定的顺序来操作，先怎么样再怎么样。这样，出错的概率会小很多。在这次模具设计中，我觉得我对这些软件的应用更加得心应手了。总之，通过这次毕业设计又一次锻炼了我的实践能力和积累了一些实践经验。同时也知道了自己的不足之处和了解了模具这一行业在社会生活中的地位。熟能生巧，能在这行业立足，最终要的还是经验的积累。所以我会在以后的工作中不断的积累社会经验，从而使得自己能在这样行业立足，变得更加优秀。17致 谢最后还要再次感谢我的论文指导老师、模具老师还有同学们的热心帮助，如果没有你们的帮助，这份论文估计不会有现在这么好。指导老师对我的制图和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。也正因
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