关 键 词：

ABS 电器 按钮 注塑 模具设计 CAD 图纸 说明书 论文 毕业

资源描述：

ABS电器按钮注塑模具设计-CAD图纸说明书论文毕业,ABS,电器,按钮,注塑,模具设计,CAD,图纸,说明书,论文,毕业

内容简介：

摘 要 针对特定的一个塑料产品的外壳的构造还有有关的数据进行分析，将加工这个塑料产品的模具生产出来。在设计这个模具的过程里面，包括了对塑料加工产品构造的设计，对塑料加工产品模具里面流量的分析，还确定了使用哪一种注塑机，使用哪一种模架，对注塑机的有关数据进行了校核，之后阐述了这个模具里面怎么去设计分型面，怎么去设计浇注系统，怎么去设计成型的零部件，怎么去设计斜顶部分，怎么设计冷却系统，最后还将加工成型零部件的工艺过程确定下来了。设计模具的时候，使用的很多有名的设计分析软件，通过软件对模具的相关数据进行分析和设计，这样一来，设计的效率就大大的提高了。设计好全部的模具之后，我已经可以利用软件对它进行相关的分析，会通过计算的方式确定参数，根据有关经验将参数确定下来，这样一来对精密的注塑模具就非常了解。 关键词：精密模具设计；模流分析；工艺；分型面AbstractThere are constructed for the analysis of data related to a specific housing of plastic, the plastic processed products produced molds. In the design process of mold inside, including the design of plastic products and processing structure, inside of plastic processing products mold flow analysis, which also identified the use of injection molding machines, which use the mold, injection molding machine related data were checked, after which describes how to design the mold parting line, how to design gating system, how to design molded parts, how to design slant part, how the design of cooling systems, and finally also molding process components determined.Mold design time, the use of a lot of well-known design and analysis software for analysis and design through software-related data to the mold, so that the design efficiency is greatly improved.All designed mold, I can already use the software related to its analysis, will determine the parameters calculated by the parameter determined in accordance with relevant experience, so that the precision of the injection mold is very understanding.Key words ：Precision die design; mold flow analysis; technology; parting surfaceII目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1 模具行业及产品发展现状11.2 选题的意义11.3 设计任务22 塑件设计前分析32.1 塑件模型建立32.2塑件参数设计43 注塑设备和模架选择93.1注塑设备选择93.2注塑机重要参数校核103.3模架选择124浇注系统设计134.1主流道设计134.2分流到设计144.3浇口设计155 成型零件设计165.1 型腔的设计165.2型芯设计165.3滑块件的设计176冷却系统设计196.1冷却管道的工艺设计196.2冷却水道的结构设计207模具装配和零件图227.1模具3D图形绘制227.2模具2D图绘制24结 论25致 谢26251 绪 论1.1 模具行业及产品发展现状模具在现代的工业生产当中应用的非常普遍，很多行业当中都有所应用。例如汽车、电器、移动通信等等，绝大部分的零部件都是依据模具来固定成型的。而且最近这些年很多的行业都在快速的发展当中， 对模具的需求也逐渐提高，构造也逐渐的繁琐。模具在生产制作的过程中有很多的优点，是别的生产制作不能够达到的，例如精度很高、能制作复杂的物品、生产的速度很快、能耗很低。塑料制作的产品运用的越来越广泛，对塑料的强度要求也越来越高，因此塑料制品的质量也需要提高。通过注射制成模型的最主要工具是注射制成模型的模具，这个模具的产品质量，精确度，还有生产速度的快慢，会对生产成品的质量、产品的生产成本、生产的产量都会产生影响。电子产品的零部件很多都是塑料的，在加工的时候都是通过注射加工的，因为这些塑料加工产品在进行设计的时候精确度是很高的，要进行一些特殊的加工，这些塑料产品在加工的时候，成型方式不是一般的注射，是要进行非常精密的注射。要想确保这些塑料加工产品的精密性，还要确保他们的性能好，质量过关，并且在工作时候可靠性好，可以长时间的使用，所以需要加工的塑料产品质量一定要好，设计的产品要符合要求，那么在设计塑料产品的时候，设计模具的时候，制定加工工艺的时候一定要完善。有关部门统计资料，在将来的五年时间里面，中国的小家电的增长速度是非常的快的，市场需求也是很大的。现在人们的经济水平提高了，生活水准也高了很多，小家电更新换代的速度变的更快了，所以现在小家电的市场是非常大的。在06年的时候，整个小家电市场的份额扩大了很多，因为现在市场上产品质量是不一样的，所以国家出台相关法规，对小家电的质量进行了严格的包括，这样之后，整个小家电市场进行了一场大规模的洗牌，不合格的厂家退出了市场。1.2 选题的意义因为技术不断向前发展，材料也进行更新换代，工艺也在进步，所以模具这个行业的技术也是在发展的，对模具的有关技术的要求变的更加严格，特别是精密模具的发展现在是很快的，对人才的要求也是在变高的。现在很多地方都在培养模具方面的人才，只有将模具技术不断的革新，才能将我们国家整体的模具行业水平提高。本毕业设计通过对一款MP3其外壳模具（精密注塑模具）的设计，提高了对产品进行模具设计前的产品分析能力以及对产品结构的认识。锻炼了成型工艺的选择能力；塑料制品成型模具的设计能力、分析塑料加工产品的质量，对工艺过程进行改良，设计塑料加工模具的构造进行改良，同时对精密注塑模具的基本设计理念有了更深一步的认识，对模具设计中常用的UG/AUTOCAD等2D、3D软件已能够熟练掌握和使用。1.3 设计任务1.塑件产品分模前的相关分析，产品的使用材料，并能熟悉该材料的缩水率等相关特性；2.产品工艺性分析：对模具外面的壳体构造进行分析，观察这个壳体能不能进行注射，冷却，脱模，在产品成型的时候，强度还有刚度能不能达到要求，使用的时间是不是够长，发现不足的地方，再对这些不足的地方进行改正，一直到达到要求才行；确定产品最好进行浇注的地方是哪，还有最好的浇注的方式是什么，浇注到模具里面之后，熔体的流动是不是均衡的；3.注塑设备选择：按照现在我们所拥有的机器，从这个里面选择出来适合进行加工的注塑机；4.确定分型面：按照这个模具的外壳的形状，还有大小精确度在几级，还要注意怎么进行脱模的，确定下来分型面； 5.选择模架：根据客户对模具的使用要求，生产方式及批量等选择合适的模架，一般首选标准模架，特殊情况下对标准模架进行改动，以便减少生产成本；6.浇道系统设计：包括浇道的形状和位置的确定；7.成型件设计：对成型零部件的设计一定要合理，将模腔的数目确定下来，将模腔怎么进行排列的确定下来，这个产品因为它的构造是没有那么简单的，所以要设置斜顶内抽芯装置，还要设置斜导柱外抽芯装置。故还应设计斜滑杆件以及行位相关机构；8.冷却系统设计与计算：冷却效果好不好，跟这个冷却水孔所在的地点有很大的关系，跟这个冷却水孔的数目也有很大的关系，在设计冷却系统的时候，要让它跟型腔的距离近一点，但是相关之间不能出现干涉的情况。9.斜顶机构设计：文中的模具使用的是斜顶抽芯装置；10,行位设计：采用斜导柱进行外部抽芯动作；11.模具在模拟打开来的时候，对模具进行碰撞，然后再检查模具的情况；12.将模具的立体图纸设计出来，将这个立体图纸也画出来；13.画出来模具的平面图纸，图纸的内容有装配图还有零部件的图纸。2 塑件设计前分析2.1 塑件模型建立毕业设计的塑料件原型来源于市场上某塑件外壳,通过对本产品实物的参照和对比，使用 UG3D软件设计出用于进行模具设计实体。2.1.1 模型3D图模型设计建模采用工业中比较常用的3D设计软件UG,最终绘制出来的3D结构如图2-1所示。 图2-1 塑件模型3D图2.1.2塑件2D图技术条件我们模具的图纸，是将三维图纸转换成二维的，然后再通过CAD软件对这个转换之后的图纸进行整理，规划，在下面的图纸2-1里面展示的就是，模具的有关数据在图纸里面都标注出来了。1塑件精度等级及尺寸公差塑料产品的精确度等级是无级，在图纸2-2里面将一些数据的公差都标注出来了，因为这个塑料加工产品的结构是非常复杂的，在这儿我们将一些关键的数据标志出来。2塑件的表面质量这个塑料加工产品对于外观的要求是比较高的，颜色是非常显眼的，这个产品的外表面是非常光滑的，没有任何斑点或者痕迹，这个塑料产品的表面粗糙度是在Ra0.4m。但是这个塑料加工产品里面的面要求就没有那么高了。图2-2 塑件2D图2.2塑件参数设计2.2.1材料的选择此款产品为一般电子消费产品零部件,属于壳体类,有较高的抗冲击强度和小的变形量，避免里面的零部件被弄坏，按照上面的原则，我们使用的塑料产品的原材料就是ABS，接下来对这种材料进行相关的阐述：中文名称: 聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和混合物性能: PC这种材料不是晶体，它对于冲击力能够很好的抵抗，稳定性也好，光泽度也好，还能防止细菌的滋生等等。Pc缺口的冲击强度是很大的，而且在进行收缩的时候效率是很差的，通常收缩率是在百分之零点一到百分之零点二。Pc这种材料机械性能是很好的，不过在流动的时候效率不好。这种材质在进行注塑的时候有难度。所以不管选择的pc材料是哪一种，都要以达到产品质量要求为最终目标。假如说，塑料产品对于抗冲击性的要求是比较高的，那么使用的pc一定要是流动性比较差的；反过来说，使用的pc就是流动性比较好的，这样在进行注塑的时候可以让效果更好。ABS这种材质的化学组成部分是丙烯、丁二烯、苯乙烯。这三种成分的特点都是不一样的，这样一来组成ABS以后我们的材料的性能就是非常的棒了。丙烯让我们的材料的耐腐蚀性还有耐热性都是非常好的，而且会让我们的产品强度很高，丁二烯让材料的性能变得强韧，苯乙烯让我们的材料方便进行加工还有上色。PC/ABS具有PC和ABS两者的综合特性。举个例子来说吧，ABS在进行生产加工的时候性能是比较好的，PC它的机械性能是很好的，热稳定性也是很好的。这两个因素之间的比，必然会对abs的热稳定性产生一定的影响。密度为：1.054g/cm。注塑模工艺条件:干燥处理：加工前的干燥处理是必须的。湿度比百分之零点零四还要小，在进行干燥的时候，它的温度是九十度到一百一十多，干燥的时间是两个小时到四个小时。熔化温度： 230300。模具温度：50100。注射压力：取决于塑件。注射速度：尽可能地高。用途: 用在电脑上，用在商业机器的外壳上，用在电器上，还能用在汽车的零部件上等等。2.2.2塑件的收缩率按照前面的分析，可以知道确定使用的材料为ABS，翻查相关的专业书籍就可以知道ABS的收缩率为0.0030.008，在这里确定它的收缩率数值就是0.005。2.2.3塑件的壁厚通常来说，塑料加工产品的厚度越厚，产品的性能就越好，这里的性能包括了强度和刚度，不过在对塑料产品进行加工的过程分析，塑料产品壁厚越是厚，在冷却时候耗费的时间就越是长，那么塑料产品最终成型的时间就越是长，这样一来这个产品的成本就变高了，而且加工产品的效率也变低了，并且壁越是厚，收缩率就越是大，这样一来产品的大小就没有那么稳定了，降低了产品的质量。所以产品的壁厚是多少，一定要根据这些数据来确定下来，不能太厚，也不能太薄，查阅相关专业资料之后：最小壁厚0.75mm、小型制品1.25mm、中型制品1.60mm、大型制品3.25.4mm10。在这篇论文里面，塑料加工产品的壁厚数值是2mm。经过分析，可以确定这个塑料产品的纵向壁厚是符合规定的。2.2.4塑件的拔模斜度拔模斜度，可以让脱模更加容易一些，这样可以避免塑料加工产品的表面出现划痕，在对塑料产品的表面进行设计的时候，顺着这个脱模的方向是要设计一个斜度的。这个斜度是多大，跟这个塑料加工产品的性质，收缩率，还有摩擦力，壁厚，外形等有很大的关系。在设计模具的时候，可以根据已有的专业资料，将这个塑料加工产品的脱模斜度确定下来，通常，参照的都是塑料产品的材质，我们论文里面使用的材料是ABS，它的脱模斜度应该是在零点五度到两度之间，我们论文里面确定的拔模斜度为0.5。2.2.5分型面的设计确定下来的分型面可以让塑料加工产品在进行脱模的时候更加方便，还能降这个模具的结构进行简化。将分型面确定下来之后，在软件里面把它画出来，要想将接下来的分型顺利的进行，那么一定要检测一下这个分型面，在图片里面就是检测分型面，检测结果是没有发现自交截。假如检测的结果是有交在一起的分型面，那么这个时候就要修改分型面，不然在这个软件里面就不能进行分型了。分型面设计如图2-5所示。图2-5 塑件分型面及其检测2.2.6确定型腔数量以及排列方式因为塑料加工产品是一种消费品，所以对于外形的要求是比较高的，在这个产品的表面上是不能有痕迹出现的，通过分析软件做出来的立体木星就可以看到，这个产品里面的腔室要有一个斜顶装置，还有一点就是设计模具的时候，生产时候一定要是自动化生产，并且数量是比较多的，要想将生产效率提高，我们论文里面使用的是侧浇口式二板模，采用的是一模两腔。型腔的分布如图2-6所示。图2-6 型腔数量及其排列方式3 注塑设备和模架选择3.1注塑设备选择确定使用的是宁波生产的HTF60W1-I注塑机。如图3-1所示为注塑机的图片。图3-1 注塑机的外形图如图3-2所示为注塑机的模板尺寸。图3-2 注塑机的模板尺寸其具体参数如表3.1所列表3.1 注塑机的一些参数理论容量Shot Size (Theoretical)cm338注塑重量 Injection Weight (PS)g30注塑速率Injection Rateg/s41塑化能力Plasticizing Capacityg/s4.6注塑压力Injection PressureMpa119合模力Clamp TonnageKN250移模行程Toggle Strokemm160最大模厚Max。 Mold Heightmm180最小模厚Min。 Mold Heightmm60顶出行程Ejector Strokemm70顶出力Ejector TonnageKN223.2注塑机重要参数校核3.2.1注塑机容量校核4.4.1 注射量的校核模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为： 式中 -型腔数量 -单个塑件的质量（g） -浇注系统所需塑料的质量（g） 本设计中：n=2 3.5g =2g M=3.5X2+2=9g（约等于）30gx80%注塑机额定注塑量为30g注射量符合要求3.2.2注塑压力校核校核注塑时候的压力，其实就是校核这个注塑机的最大注塑李能不能让这个产品成型。注塑压力在额定的压力范围里面，这样产品才能被加工出来。加工的产品在加工成型的时候，注塑压力有多大，跟这个塑料产品的品种，注塑机的型号，还有喷嘴的样式，以及加工产品的结构是不是复杂，浇注时候系统是什么样，等等这些都是有关系的。在设计这个模具的时候，abs的有关数据进行了参考，使用软件对模具进行了分支，确定下来这个加工产品在注塑时候需要的压力大小就是100MPa。不过，这个注塑机的注塑压力大小是266MPa，这样一来就说明这个注塑压力是满足需要了。3.2.3锁模力校核在压力很大的塑料熔体在这个型腔里面都填满的时候，这个时候有一个推力产生了，这个推力的方向是顺着这个注塑机的轴方向的，这个力的大小就是加工产品跟浇注系统在分型面上面的垂直投影面积的和，跟这个型腔里面塑料熔体平均压力相乘，这个推力是没有注塑机的额定锁模力大的，不然的话，在对产品进行注塑成型的时候，会有料从里面跑出来。根据下面的公式计算型腔里面塑料熔体的推力： （3-4）式中T推型腔内塑料熔体沿注塑机轴向的推力，N；A塑料与浇注系统在份型面上的投影面积，；型腔内塑料熔体的平均压力， ；P 型腔内塑料熔体的压力，; 注塑压力；K 压力损耗系数，塑料产品的种类不一养，注塑机的种类不一样，喷嘴有阻力产生，流动的时候也有阻力产生，那么这个压力损耗系数可以在零点二到零点四这个范围里面选择。计算如下:A=1128.41T推 =AP=1128.41x24.88= 28.07KN500KN （3-5）计算出来这个推力的大小是28KN，因为这个注塑机的锁模力大小是250KN，这样一来，这个锁模力的大小是合格的。3.2.4开模行程校核模具打开来之后，要想拿出塑料产品的时候方便一点，那么这个开模的距离就一定要大，我们论文里面的模具的注塑机开模距离是顶号了的，不会因为模具的厚度有任何的变化，在这个模具的厚度有变化的时候，可以对模具的装置进行调整。只要让这个注塑机的最大开模行程比我们需要的这个开模行程大，就可以了。即: （3-6）公式里面代表的就是这个注塑机最大的开模行程160mm；为模具所需的开模距离； S=20+70+20=110 （3-7）也就是 。3.3模架选择按照模具在使用时候的具体要求，还有在生产时候的方式，模具的壁厚，确定下来模架是龙记简大水口，模架的型号就是CI-2025-A70-B70-C70，A板壁厚为70mm，B板厚度为70mm、C板厚度为70mm。其结构以及一些重要尺寸如图3-3、3-4所示。图3-3 模架尺寸1 图3-4 模架尺寸24浇注系统设计4.1主流道设计4.1.1浇口套设计要想将凝料从主流道里面方便的拿出来，主流道的圆锥孔有十七度；浇口套跟这个注塑机的喷嘴在进行接触的时候，一定要跟这个注塑机的喷嘴球面是温和的。这个喷嘴的形状是球面的，它的半径也是一个定值，要向让浇口的面跟这个注塑机的球面接触的时候状态好，通常来说，这个半径的大小就是： （4-1）在此次设计中SR=11mm,所以Sr=13mm；但是这个浇口套的圆锥孔小的那一头半径的大小要比喷嘴的半径要大即,根据注塑机的有关数据可以确定,这样的话mm,浇口套的端面凹球深度。浇口套的尺寸如图4-1所示图4-1 浇口套的尺寸4.1.2浇口套固定形式在这篇论文里面，浇口套的一头安装了一个定位环，可以跟注塑机的定位孔进行配合使用，注塑机里面的定位孔大小是固定的，在这里这里的数值是140mm。4.2分流到设计4.2.1分流道的形状因为论文里面的模具使用的是二板模，在进行浇注的时候用的是点浇的方式。设计结构如图4-2所示。此浇注方式的优点是能够实现自动断胶，自动脱料，全自动化生产，制件表面质量高，无明显浇口痕迹，比较适合精密电子部件生产制造。此分流道的制造加工方式为电火花电打，即采用电极进行加工,南方叫电极为铜公。采用电极进行加工的零件，表面粗糙度较小，质量较高，而后对此流道进行抛光处理，使其流道表面粗糙度达到R0.4，或者更小。这样一来可以让这个塑料熔体在进到模具型腔里面的时候更加简单，那么它充型的效果就是非常好的。但是表面粗糙度太小的话，也会是塑料制件的质量下降，原因为表面太光滑的话，塑胶进入时散热不良，热量进入型腔，造成制件质量下降。4.2.2分流道的布局论文里面的模具结构是一个模具两个腔室，塑料加工产品质量好坏跟这个模具里面分流道的布局有很大的关系。因为之前已经确定下来型腔的结构，在对分流道进行设计的时候，一定要配合好型腔的结构，另外在设计分流道的时候还有一些需要注意的地方：设计分流道和型腔的时候，一定要确保他们排列的时候是非常紧凑的，相互之间的距离是满足要求的，在对称的时候中心是轴，要让它尽可能的平衡，尽可能的将成型的面积变小一点。在很多模具的型腔里面，每一个型腔的分流道的长度都应该是一样的，这样注塑时候产生的压力在传递的时候也是均衡的。下面的图4-3展示的就是分流道的结构。图4-3 流道布局4.3浇口设计论文里面确定浇口方式是侧浇口，它的好处是:1.侧浇口的方式，浇口跟浇口之间靠的比较近，这样进行注塑的时候时间不长，这么一来产品加工成型的时间就短了；2.因浇口断痕之后一个点，对制件的表面质量影响很小，制件有较好外观；3.按照需要加工产品的实际形状，确定浇口所在的地点；4.可以用在一个模具多个腔室的模具上，这样进行注塑的时候效率就高很多。5 成型零件设计5.1 型腔的设计型腔的结构是组合式的，型腔的组成部分有镶件，还有侧抽芯滑块。型腔的3D图如图5-1所示。型腔通过四个面跟上面的这个面，分别跟这个凹模还有定模下面的半进行配合，不过这个定模的座板要用螺钉把它固定住，这个螺钉的直径大小就是8mm。型腔的外形尺寸为：80*160*40mm。图5-1 型腔示意图5.2型芯设计3D结构如图5-2所示，型芯的尺寸为80*160*50.3mm。图5-2 型芯示意图在固定型芯的时候，用的是四个螺钉来进行的，这四个螺钉是对称进行分布的，螺钉都是一样大小，直径都是6mm。5.3滑块件的设计5.3.1型芯镶件1在图纸5-3里面展示的就是这个镶嵌零部件所在的地点，在图纸5-3b里面展示的就是这个镶嵌零部件的大小。 图5-3 滑块图6冷却系统设计冷却模具一般都是在注射成型的这个过程里面进行的，还要将模具的热量在最快速度力，最大范围的散出去，这样可以让塑料加工产品以最快的速度冷下来，固定下来。所以说，冷却效果好还是坏影响到塑料加工产品的好还是坏。调节模具温度的主要目的是：缩短成型周期；提高塑件质量。冷却模具的时候主要是通过循环水冷却的方式来进行，所以我们论文里面使用的冷却方式就循环水对模具进行冷却。6.1冷却管道的工艺设计已知条件：塑件材料为ABS；塑件的成型周期为19.97s；成型周期内塑件的质量为w120.34；水的密度为；6.1.1冷却管道的直径设计1在塑料产品进行固化的时候，每一个小时放出来的热量大小是多少塑件的产量为： （6-1）查表得ABS的单位热流量 。所以 （6-2）2求冷却水的体积流量 （6-3）3将冷却水的管道直径算出来，查阅有关资料以后知道，要想让冷却水的状态一直是流动的，那么d= 6 mm。6.1.2求冷却水管道的孔数1求冷却水在管道内的流速。 （6-4）2算出来这个冷却水管道的管道壁跟这个冷却水之间传热系数的大小。查表，取（水温为25时），再由式（6-5）得 （6-5）3求冷却管道的中传热面积A。由式（6-6）得 （6-6）4算出来在这个模具上应该设置多少个冷却管道的孔。由式（6-7）得 （6-7）所以模具上开设的管道孔数为2。6.2冷却水道的结构设计6.2.1冷却形成冷却系统的组成部分是沟道式冷却、管道式冷却、导热杆式冷却。在这篇论文里面使用的是一般的沟道式的冷却，这种冷却方式就是模具跟冷却的物质直接进行接触，这样热量散播的就是比较快的，而且它的构造不复杂，冷却的效果也是很好的。6.2.2定模水道结构设计图6-1 定模水道在用冷却水道的时候，在这个管道里面必然会有压力出现，假如说管道很薄的话，因为有压力，管道有的就会出现变形的情况，状况严重的，管道可能就坏掉了，要想测量这个管道的壁厚是多少，在将冷水管道的构造设计好之后，还要对这个管道的壁厚进行相关的测量，在管道拐弯的地方，或者是接头的地方，壁厚是达不到6mm的，别的地方壁厚都比6mm还要厚，不过在实际中使用的时候，壁厚只要比3mm还要大就可以了，这样一来，就知道这个冷却水的管道是可以使用的。6.2.3动模冷却水道的结构设计动模的水道结构如图6-2所示。图6-2 动模水道分析型芯的冷却水管道壁厚，说明这个型芯里面有很多的斜顶尖，壁厚是5mm，比安全厚度3mm还要大的，所以这个型芯的管道是安全的。7模具装配和零件图7.1模具3D图形绘制绘图用绘图软件来进行，先把型腔，型芯还有工作的地方都画出来。绘制过程及方法如下：分模，型芯部分做滑块在UG的插件中设置模架的参数参数设计完成之后自动生成的模架3D图7.2模具2D图绘制图7-2 模具配套图在画平面图纸的时候不是直接画的，而是将三维转换成二维的，这样一来图纸耗费的时间就短了，不过转换过来的图纸还要进行修改的。结 论这篇