仪表按钮装注射模具设计说明书

1目录一、塑件的分析………………………………………(3)二、型腔数目的确定及排布……………………………(5)三、注射机的初步选择………………………………(6)四、浇注系统的设计…………………………………(7)五、分型面与排气槽设计……………………………(9)六、成形零件的设计……………………………(11)七、导向机构的设计……………………………(17)八、推出机构的设计……………………………(19)九、温控系统的设计………………………………(19)十、注射机的参数校核………………………………(22)十一、设计小结…………………………………(23)十二、参考文献……………………………………(24)2第一部分塑件的分析一、塑件的使用要求耐用，耐磨，可以承受较大的冲击力，不易摔坏；好看，有光泽表面较光滑；化学性质稳定，可以耐高温（一般低于100oC），耐化学腐蚀。二、塑件的材料选择及其材料的介绍根据塑件的用途及其使用要求，选用ABS塑料。ABS的介绍：1.名称中文名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物英文名：Acrylonitrile-Butadiene-Styrenecopolymer2.基本特性无毒无味，呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽，密度在1.02~1.05g/cm3,其收缩率为0.3~0.8%。ABS吸湿性很强，成型前需要充分干燥，要求含水量小于0.3%。流动性一般，溢料间隙约在0.04mm。ABS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、化学稳定性和电气性能。3.成型特点ABS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；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阴力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在50~60oC，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60~80oC。34.主要技术指标比容：0.86~0.98cm3/g。熔点：130~160oC吸水性：0.2~0.4%(24h)热变形温度：4.6×105Pa----90~108oC18.0×105Pa----83~103oC屈服强度:50MPa拉伸弹性模量：1.8GPa抗弯强度：80MPa5.ABS的注射工艺参数注射机类型：螺杆式螺杆转速（r/min）：30~60喷嘴形式：直通式喷嘴温度（oC）：180~190料筒温度（oC）：前200~210中210~230后180~200模温（oC）：50~70注射压力（MPa）：70~90保压力（MPa）：50~70注射时间(s)：3~5保压时间(s)：15~30冷却时间(s)：15~30成型周期(s)：40~70三、塑件的形状及其尺寸4塑件的工作条件对精度要求较低，根据ABS的性能可选择其塑件的精度等级为5级精度（查阅《塑料成型工艺与模具设计》P66表3-8）。经计算得塑件的底面积为：S塑=301.4mm2得塑件的体积为：V塑=2110mm3塑件的质量为：W塑=V塑×ρ塑=2.1(g)。塑件图5第二部分型腔数目的决定及排布已知的体积V塑或质量W塑，又因为此产品属大批量生产的小型塑件，综合考虑生产率和生产成本等各种因素，初步确定采用一模十腔对称性排布。排布图如下图示：型腔数目及排布图6第三部分注射机的初步选择一、注射量的计算：Q=10x13.7=137(g)二、初步选择：XS-Z-30型注射机三、XS-Z-30型注射机的主要参数额定注射量(cm3)：30螺杆直径(mm):28注射压力(MPa):119注射行程（mm）：130注射时间（s）:2.9注射方式：螺杆式合模力kN:250最大注射面积（cm2）：90最大开（合）模行程（mm）：160模具最大厚度（mm）：180模具最小厚度（mm）：60喷嘴圆弧半径（mm）：12喷嘴孔径（mm）：47第四部分浇注系统的设计浇注系统的设计是注射模设计的一个重要环节，它对注射成形周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度等）都直接影响。一、设计时须遵循如下原则1.结合型腔布局考虑；2.热量及压力损失要小；3.确定均衡进料；4.塑料耗量要少；5.消除冷料；6.排气良好。二、浇注系统的组成普通流道浇注系统一般由主流道，分流道，浇口和冷料穴等四部分组成。三、浇注系统设计为使塑件去掉浇口方便，并结合物料特性，以及塑件的形状，以采用侧浇口为宜。1.主流道尺寸根据该塑件体积及表3-10，可得体积流率Q=（13.7x10）/1.6≈219.2cm3/s,取主流道中熔体流动rs=5x103s-1,由图3-56r-Q-Rn关系曲线图，可得Rn=1.5mm,故得主流道大端尺寸D=2Rn=3mm，小端尺寸由注射机喷嘴尺寸，取d=3mm,SR=12+3=15mm。主流道的形状和尺寸如图所示：.8浇口套图2.分流道尺寸为使四浇口能同时进料，各分流道按平衡式布置，故熔体在各分流道中的流速QR=35/4=8.5cm3/s,取rR=5x102s-1由图3-56得：Rn=2.5mm,取3mm，为使分流道易于加工和顶出凝料系统容易，采用设在模具一边的O形分流道。3.浇口的尺寸：（1）分流道圆形截面积Ar9Ar＝(dr/2)2π＝7.07mm2（2）基准浇口2A、2B、4A、4B这两组浇口的截面尺寸由Ag2.4＝0.07Ar＝3t2＝0.50mm求得t2、4＝0.41b2、4＝1.23mm(3)其他三组浇口的截面尺寸.根据BGV值相等的原则BGV＝0.07AG1＝3t12＝0.36mm2t1＝0.35mmb1＝3t1＝1.05mmAG3.5＝3t3.52＝0.65mm2t3.5＝0.47mmb3.5＝3t3.5＝1.41mm列出了各浇口的截面尺寸计算结果1A1B2A2B3A3B4A4B5A5B长度LG1．271．271．271．271．27宽度b1．051．231．411．231．41厚度t0．350．410．470．410．474.冷料穴底部设计成带有Z形拉料杆的冷料穴，目的是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量。该模具浇注系统的尺寸如图所示。10模具浇注系统图11第五部分分型面与排气槽设计分型面为定模与动模的分界面。合理地选择分型面是使塑件能完好的成形的先决条件。一、分型面的选择原则1.使塑件在开模后留在有动模上；2.分型面的痕迹不影响塑件的外观；3.浇注系统，特别是浇口能合理的安排；4.使推杆痕迹不露在塑件外观表面上；5.使塑件易于脱模。二、分型面的设计如下图所示：分型面图三、排气槽设计当塑料熔体填充型腔时,必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因而产生的气体不被排除干净,一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面气体受压，体积缩小而产生高温会导致塑件局部碳化或烧焦（褐色斑纹），同12时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度，因此设计型腔时必须考虑排气问题。有时在注射成型过程中，为保证型腔充填量的均匀合适及增加塑料熔体汇合处的熔接强度，还需在塑料最后充填到的型腔部位开设溢流槽以容纳余料，也可容纳一定量的气体。通常中小型模具的简单型腔，可利用推杆、活动型芯以及双支点的固定型芯端部与模板的配合间隙进行排气，其间隙为0.03~0.05mm。13第六部分成形零件设计一、成型零件的结构设计1.凹模采用整体式凹模2.凸模采用整体式凸模二、成型零件工作尺寸的计算1.产生偏差的原因①.塑料的成型收缩成型收缩引起制品产生尺寸偏差的原因有：预定收缩率（设计算成型零部件工作尺寸所用的收缩率）与制品实际收缩率之间的误差；成型过程中，收缩率可能在其最大值和最小值之间发生的波动。σs=(Smax-Smin)×制品尺寸σs——成型收缩率波动引起的制品的尺寸偏差。Smax、Smin——分别是制品的最大收缩率和最小收缩率。②.成型零部件的制造偏差工作尺寸的制造偏差包括加工偏差和装配偏差。③.成型零部件的磨损２.本产品为抗冲ＡＢＳ制品，属于大批量生产的小型塑件，预定的收缩率的最大值和最小值分别取０.8%和０.3％。此产品采用５级精度，属于低精度制品。因此，凸凹模径向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.5~0.75的范围之间，凸凹模各处工作尺寸的制造公差，因一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达14到IT７～IT８级，综合参考，相关计算具体如下：型腔径向尺寸的计算：LM1=[(1+(Smax+Smin)/2)Ｌsl-0.5Δ]+δZ0=[(1+0.55%)×11-0.5×0.36]+0.36/30=10.88+0.120mmLM2=[(1+(Smax+Smin)/2)Ｌs2-0.5Δ]+δZ0=[(1+0.55%)×12-0.5×0.40]+0.40/30=11.84+0.130mmLM3=[(1+(Smax+Smin)/2)Ｌs3-0.5Δ]+δZ0=[(1+0.55%)×13-0.5×0.46]+0.46/30=12.84+0.150mm型腔深度尺寸的计算：HM1=[(1+(Smax+Smin)/2)Hsl+0.5Δ]+δZ0=[(1+0.55%)×4.8+0.5×0.28]+0.28/30=4.97+0.090mmHM2=[(1+(Smax+Smin)/2)Hs2+0.5Δ]+δZ0=[(1+0.55%)×4+0.5×0.24]+0.24/30=4.14+0.080mm15上型腔工作尺寸图型芯的径向尺寸的计算：lM1=[(1+(Smax+Smin)/2)lsl+0.5Δ]0-δZ=[(1+0.55%)×14+0.5×0.40]0-0.40/3=13.880-0.13mm.下型腔工作尺寸图型芯深度尺寸的计算：16hM1=[(1+(Smax+Smin)/2)hsl+0.5Δ]0-δZ=[(1+0.55%)×1+0.5×0.24]0-0.24/3=1.230-0.08mm三、成型零件的强度、刚度计算注射模在其工作过程需要承受多种外力，如注射压力、保压力、合模力和脱模力等。如果外力过大，注射模及其成型零部件将会产生塑性变形或断裂破坏，或产生较大的弹性弯曲变形，引起成型零部件在它们的对接面或贴合面处出现较大的间隙，由此而发生溢料及飞边现象，从而导致整个模具失效或无法达到技术质量要求。因此，在模具设计时，成型零部件的强度和刚度计算和较核是必不可少的。一般来说，凹模型腔的侧壁厚度和底部的厚度可以利用强度计算决定，但凸模和型芯通常都是由制品内形或制品上的孔型决定，设计时只能对它们进行强度校核。因在设计时采用的是整体式椭圆形型腔。因此，计算参考公式如下：侧壁：按强度计算：按刚度计算：底部：按强度计算：)12(mppcprt)1)1()1((urPEurPErtmpmpc341758.0pmhErPt17按刚度计算：凸模、型芯计算公式：按强度计算：按刚度计算：由公式分别计算出相应的值为：按强度计算得：tc=11.1mmth=14.8mmr=18.5mm按刚度计算得：tc=2.83mmth=1.91mmr=3.97mm参数符号的意义和单位：Pm模腔压力（MPa）E——材料的弹性模量（MPa）查得2.06×105；——材料的许用应力（MPa）查得176.5；u——材料的泊松比查表得0.025；——成型零部件的许用变形量（mm）查得0.05；采用材料为45，调质，≥200HBS。pmPLr234pmELPrpp18第七部分导向机构的设计导柱导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。一、导柱导向机构的作用1.定位件用模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确，在模具的装配过程中也起定位作用，便于装配和调整。2.导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。3.承受一定的侧向压力。二、导柱导套的选择1.导柱导套结约形式及尺寸如下图：导柱的结构形式19其材料采用T8A经淬火处理，硬度为