普通開關按鈕模具設計-模具畢業(yè)論文

按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 1 摘要 注射模具設計一個涉及面很廣的設計 ,它必須考慮到塑件的材料、精度、注射機和模具的匹配等 . 按鈕采用的材料是改性聚苯乙烯 ,是一種熱塑性材料 ,符合注射模的要求 .它的精度要求不高 ,一般 4 級就能滿足要求 .根據任務書要求 ,該制件屬于打批量生產 ,所以采用了一模 24 腔設計 ,凹凸模開設在定模板和中間板之間 .采用普通澆注系統(tǒng)點澆口的形式 .根據估算制件和澆注系統(tǒng)凝料的重量 .選用 XS-Z-60型注射機 ,315*400*194A1 型模架 .分型面設在定模板和中間板之間 ,分型時利用拉料桿將凝料一同拉出 ,再用推桿和拉料桿一同將制 件和凝料頂出 .根據制件的精度要求和尺寸大少算出型腔和型芯的尺寸公差 ,再根據強度條件取壁厚 5mm.由此畫出各模板和零件圖 ,最后畫出裝配圖并校核各參數(shù) ,校核無誤才能使用 .整個設計過程必需嚴謹 ,不能疏忽每一個環(huán)節(jié) ,有關標準參考相關機械相關設計手冊 .此套模具結構簡單 ,實現(xiàn)部分機械的自動化 . 關 鍵詞 多型腔（ more caviy） ；按鈕模 ,CAD(制圖 ) 一引言 有分析認為 ,我國塑料工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求 ,05 年塑料模具在整個模具行業(yè)中的比例已上升到 40%左右 ,在未來的幾年里還將繼續(xù)上升 .模具是一種技術密集 ,資金密集的產品 ,在我國國民經濟中的地位也非常重要 .由于新技術 ,新材料 ,新工藝的不斷發(fā)展 ,促使模具技術不斷進步 . 按鈕的用處很廣泛，不管是機械，家用，特別是一寫娛樂工作用的特別的多。它的用途主要就是控制電流的接通和斷開。它的用途很簡單但它的作用卻很大，它直接關系著工作能否順利進行 .目前市場上的按鈕模具也非常多 ,設計的很有創(chuàng)意也非常實用 .此套模具設計的著重點主要是簡單實用 ,滿足市場需求的經濟型模具 . 圖 1 制件 二，塑件的工藝分析 .分析塑件使用材料的種類及工藝特征 該材料為改性聚苯乙烯，一般聚苯乙烯強度不高，質硬而脆，有易破碎和耐熱性低性等缺點。而通過改性后：它的抗沖擊性，絕緣性，耐熱性，耐應力開列性等性能都提高了?；瘜W性能也更穩(wěn)定了。原料在成型前要很好的干燥，以防止塑件產生氣泡渾濁，銀絲和發(fā)黃等缺陷，影響塑件質量：為了得到良好的外觀質量，防止塑件表面出現(xiàn)流動痕跡，熔接痕和氣泡等不良現(xiàn)象，一般采用盡可能低的注射速度。 .分析塑件的結構工藝性 塑件尺寸較小，內部 結構簡單，對塑件的測量和計算沒較大影響，符合塑件的設計要求。 . 塑件精度要求 塑件工作要求不高，故選普通精度：級 三，初選注射機確定型腔數(shù) .根據塑件的形狀估算其體積和質量 采用相似值法來計算。 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 2 圖 2 制件簡圖 V1=3 3.14 2 2 1.5+8.755 7.25 1.5-3.14 3 3 0.5 =135.7421 mm3 V2=3.14 6.75 6.75 1.8=257.508 mm3 塑件的體積 V=135.742+257.508=393.250 mm3 塑件的重量 G=0.39325 1.058=0.413 克 改性聚苯乙烯的密度為 1.058 克每立方厘米 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 3 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 4 3.2、根據塑件的計算重量或體積，選擇設備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)當未限定設備時，須考慮以下因素 ： 3.2.1、注射機額定注射量 Gb，每次注射量不超過最大注射量的 80% 即 n=(0.8Gb Gj)/Gs 式中 n型腔數(shù) Gj澆注系統(tǒng)重量 (g) Gs塑件重量 (g) Gb注射機額定注射量 (g) 估算澆注系統(tǒng)的體積 Vj，分流道為梯形，根據澆注系統(tǒng)初步設計方案 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 5 圖 3 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的估算結果 : V1=9 +（ 9 16 ） 1/2+16 24/3=912 mm3 V2=235 r r/2=1476 mm3 V3=24 +（ 4 ） 1/2+4 12/3=4224 mm3 Vj=6612 mm3 Gj=Vjp=6.612 1.05=6.9426 克 設 n=24 則得： Gb=（ n Gs+ Gj） /0.8 =（ 24 0.413+6.9426） /0.8g =24.0576g 從計算結果，并根據塑料注射機技術規(guī)格表 4.2 選用 XS Z 60 型注射機。這樣足夠 . 3.2.2、根據塑件精度，由于該塑件精度較低， 故采用多型腔模具，即 n=24。 3.2.3、生產批 量該塑件屬大批量生產，故宜采用取多型腔模具。 四確定模具結構方案 4.1 確定成型位置 由于塑件結構簡單 ,所以不用設計小型心 ,型腔直接開設在定模板和中間板上 .采用兩排各 12 個型腔分布 . 4.2 確定分型面 采用單分型面注射模 ,從 AA 分型面一次分型 ,如下圖所示 : 圖 4 裝配圖 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 6 4.3 脫模原理 開模時 ,注射機開合模系統(tǒng)帶動中間板下部一起向下運動 ,運動一定行程后 ,制件上部和料耙一同從定模板時光后脫離 ,然后推板開始作用 ,推桿和拉料桿在推板的作用下將制件和料耙一同推離中間 板 ,制件和料耙自行下落 ,再由人工分離料耙和制件 . 4.4、澆注系統(tǒng)形式 采用普通澆注系統(tǒng)，由于多型腔模，必須設置分流道，用點澆口形式從零件側部進料，利用分型面間隙排氣。 4.4.1、主流道設計 主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口中拔出，主流道設計成圓錐形，其錐角為 3。小端直徑 d 比注射機噴嘴直徑大 0.5 1mm。由于小端的前面是球面，其深度為 3 5mm，取值為 5mm，注射機噴嘴的球面在該位置與模具接觸并且貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面大 1 2mm。 4.4.2、分流道設計 a分流 道的形狀和尺寸 分流道開設在定模板上，其截面形狀為半圓形，底部以圓角相連。分流道為二次分流道，具體形狀如圖三。 b、分流道的表面粗糙度 由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般 Ra取 1.6 m 左右，這可增加對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。 c、分流道在分型面上的布置形式 分流道在分型面上的布置形式與行腔在分型面上的布置形式密切相關。由于行腔呈矩形形狀分布，則分流道一般采用“非”字狀分布。 4.4.3、澆口的設計 此 套模具采用的是點澆口的形式，點澆口是一種截面尺寸很小的澆口。這種澆口由于前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增加塑料熔體的剪切速率并產生較大的剪切熱，從而導致容體的表現(xiàn)粘度下降，流動性增加，有利于型腔的充填。 4.5、冷卻與加熱系統(tǒng) 塑件的體積很小，不宜在凸模上開設冷卻水道，故采用較薄的模板 ,這樣塑件就可以很快的自行冷卻 . 4.6 確定主要零件結構及尺寸 經過初步設計 ,預選中小型 315 400 194 標準 A1 模架，各板厚數(shù)值皆已有國際規(guī)定，其強度足夠。 4.6.1 型腔尺寸計算 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 7 參考資料：塑料成型工藝與模具 設計 a、 板厚及側壁厚計算： b、 按強度條件計算側壁厚： S r /（ -2p） -1 式中 p 型腔內單位面積熔體壓力； 型腔側壁的最大彎曲應力； r 型腔內壁半徑。 則 S 6.75 160/（ 160-2p） -1 =4.45mm 因此取型腔之間的壁厚為 5mm。 按強度條件計算型腔底板厚度： h（ 1.22pr2/） 1/2 則 h（ 1.22 50 6.75/160） 1/2=4.20mm 為了方便加工，取 S=12。 故選 315 400 194A1 模架是可行的，其導柱導套等標準件借從模架中選取。 b、型腔徑向尺寸的計算： 13. 5：（ Lm） +0z =（ 1+0.0055） 13. 5-0.50.1 8+00.18/3=13.48+00.06 R2：（ Lm） +0z =（ 1+0.0055） 2-0.50.1 2+00.12/4=1.95+00.03 R1.8：（ Lm） +0z =（ 1+0.0055） 1.8-0.50.1 2+00.12/4=1.75+00.03 型腔深度的計算： 2：（ Hm） +0z =（ 1+0.0055） 2-0.50. 12+00.12/4=1.95+00.03 1.5：（ Hm） +0z =（ 1+0.0055） 1. 5-0.50. 12+00.18/3=1.45+00.04 c、型芯尺寸計算 型芯徑向尺寸的計算： 6 ：（ Lm） -0z =（ 1+0.0055） 6+0. 50.16 -00.16/4=6.14-00.04 R34：（ Lm） -0z =（ 1+0.0055） 34+0. 60. 26-00.26/4=34.35-00.09 型芯高度公式： 1：（ Hm） +0z =（ 1+0.0055） 1 -0.50. 12+00.18/4=1.06+00.04 4.6.2、定模座板 外形尺寸： 400 315 25mm；材料： Q235A；調質 HB216-260；澆口套與板之間采用 20H7/k6 過渡配合，四個孔距為 260 160mm，四個小孔為 160 100 的銷釘孔。如圖 5 所示。 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 8 圖 5 定模座板 4.6.3、定模板 外形尺寸： 31531532mm；材料： 45 鋼；調質 HB230-270；板上開 16 腔孔；采用四個 30,孔距為 230*6mm 的導套孔采用過渡配 合（ H7/k6）；另有四個孔，孔距為 260*0mm。如圖 6 所示。 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 9 圖 6 定模板 4.6.3、中間板 外形尺寸： 315 315 32mm；材料： 45 鋼；調質 HB230-270；板上開 24 腔孔；采用四個 20mm、孔距為 258 260mm 的導柱與孔采用過渡配合（ H7/k6）； 260 160mm。如圖 7 所示。 圖 7 中間板 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 10 4.6.7、推桿固定板 外形尺寸： 199 315 20mm；材料： Q235A；四個與 2.6 推桿過渡配合、孔距為 150 240mm 的孔；四個用于連接推板的 M12 螺釘孔，孔距為 285 160mm，如圖 8 所示。 圖 8 推桿固定板 4.6.8、推板 外形尺寸： 315 199 20mm；材料： 45 鋼；淬火 HRC43-48；四個用于連接推桿固定板的 12 孔，孔距為 285 160mm。如圖 9 所示。 圖 9 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 11 4.6.9、動模座板 外形尺寸： 400 315 25mm；材料： Q235A；調質 HB216-260；四個孔距為 260 160mm的 M16 螺釘孔。如圖 10 所示。 圖 10 動模座板 五、校核注射機有關工藝參數(shù) 5.1、注射量的校核 前面計算的塑件總重量為 6.608g，澆注系統(tǒng)重量為 5.4g 則每次注射所需塑料量為： 6.608+5.4=12.008 克 注射機的最大注射量為： 600.81.05=50.4g12.008g 5.2、鎖模力與注射壓力 鎖模力校核公式： Fz=P（ nA+A1） Fp 式中 Fz 熔融塑料在分型面上的漲開力， N。 P 塑料熔體對型腔的成型壓力， MPa，其大小一般是注射壓力的 80%，注射壓力大小見表 3.1； n 型腔的數(shù)量； 按鈕模具設計 指導老師 : 譚小紅 12 A 單個塑件在模具分型面上的投影面積， mm2 A1 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積， mm2 Fp 注射機的額定鎖模力， N。 Fz =50（ 24 13.52+144） =431700N Fp Fz，滿足條件。 5.3、模具厚度 H 與注射機閉合高度 注射機開模行程應大于模具開模時取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距， 即滿足下式： S H1+H2+a+（ 5 10） mm 式中 S 注射機最大開模行程， 180mm； H1 推出距離（脫模距離）， mm； H2 塑料高度， mm； a 定模板與中間板之間的分開距離。 則： H1+H2+a+（ 5 10） =5+3.5+60+10=78.5mm 180mm 所以，能滿足要求。 結束語 注射模是一種高精密型的模具 ,目前需求量非常大 ,并且在所有模具的供求比例中急劇上升 .隨著新 技術和新軟件的不斷發(fā)展 ,解決了很多設計和技術上的不足 ,使注射模的設計更加的完美 ,應用也更是 廣泛 .注射模具的設計的重點是體現(xiàn)在滿足產品要求的基礎上經濟實用 .這就對設計者提出很高的要求 . 不是說模具設計的很復雜 ,看上去花了很多精力就行 .往往一副成功的模具看上去很簡單 ,但它很實用 . 這就是我們所要學習的 .在此次設計中 ,我 主要考慮的也就是這個問題 ,怎樣才能使我設計的模具既簡單 又能滿足按鈕的使用要求 .通過總結以前的課程設計 ,結合所學的注射模設計知識和輔助設計軟件 ,在指 導老師的細心帶領下完成了此次設計 .我體會到模具設計是一門很深學問 ,沒有一定的耐心毅力和專業(yè) 基礎是不行 ,還必需不斷學習新的技術和新的設計思想 .三年的學習即將