普通开关按钮模具设计-模具毕业论文

按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 1 摘要 注射模具设计一个涉及面很广的设计 ,它必须考虑到塑件的材料、精度、注射机和模具的匹配等 . 按钮采用的材料是改性聚苯乙烯 ,是一种热塑性材料 ,符合注射模的要求 .它的精度要求不高 ,一般 4 级就能满足要求 .根据任务书要求 ,该制件属于打批量生产 ,所以采用了一模 24 腔设计 ,凹凸模开设在定模板和中间板之间 .采用普通浇注系统点浇口的形式 .根据估算制件和浇注系统凝料的重量 .选用 XS-Z-60型注射机 ,315*400*194A1 型模架 .分型面设在定模板和中间板之间 ,分型时利用拉料杆将凝料一同拉出 ,再用推杆和拉料杆一同将制 件和凝料顶出 .根据制件的精度要求和尺寸大少算出型腔和型芯的尺寸公差 ,再根据强度条件取壁厚 5mm.由此画出各模板和零件图 ,最后画出装配图并校核各参数 ,校核无误才能使用 .整个设计过程必需严谨 ,不能疏忽每一个环节 ,有关标准参考相关机械相关设计手册 .此套模具结构简单 ,实现部分机械的自动化 . 关 键词 多型腔（ more caviy） ；按钮模 ,CAD(制图 ) 一引言 有分析认为 ,我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求 ,05 年塑料模具在整个模具行业中的比例已上升到 40%左右 ,在未来的几年里还将继续上升 .模具是一种技术密集 ,资金密集的产品 ,在我国国民经济中的地位也非常重要 .由于新技术 ,新材料 ,新工艺的不断发展 ,促使模具技术不断进步 . 按钮的用处很广泛，不管是机械，家用，特别是一写娱乐工作用的特别的多。它的用途主要就是控制电流的接通和断开。它的用途很简单但它的作用却很大，它直接关系着工作能否顺利进行 .目前市场上的按钮模具也非常多 ,设计的很有创意也非常实用 .此套模具设计的着重点主要是简单实用 ,满足市场需求的经济型模具 . 图 1 制件 二，塑件的工艺分析 .分析塑件使用材料的种类及工艺特征 该材料为改性聚苯乙烯，一般聚苯乙烯强度不高，质硬而脆，有易破碎和耐热性低性等缺点。而通过改性后：它的抗冲击性，绝缘性，耐热性，耐应力开列性等性能都提高了。化学性能也更稳定了。原料在成型前要很好的干燥，以防止塑件产生气泡浑浊，银丝和发黄等缺陷，影响塑件质量：为了得到良好的外观质量，防止塑件表面出现流动痕迹，熔接痕和气泡等不良现象，一般采用尽可能低的注射速度。 .分析塑件的结构工艺性 塑件尺寸较小，内部 结构简单，对塑件的测量和计算没较大影响，符合塑件的设计要求。 . 塑件精度要求 塑件工作要求不高，故选普通精度：级 三，初选注射机确定型腔数 .根据塑件的形状估算其体积和质量 采用相似值法来计算。 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 2 图 2 制件简图 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 塑件的体积 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为 1.058 克每立方厘米 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 3 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 4 3.2、根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数当未限定设备时，须考虑以下因素 ： 3.2.1、注射机额定注射量 Gb，每次注射量不超过最大注射量的 80% 即 n=(0.8Gb Gj)/Gs 式中 n型腔数 Gj浇注系统重量 (g) Gs塑件重量 (g) Gb注射机额定注射量 (g) 估算浇注系统的体积 Vj，分流道为梯形，根据浇注系统初步设计方案 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 5 图 3 浇注系统 浇注系统的估算结果 : 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 设 n=24 则得： Gb=（ n Gs+ Gj） /0.8 =（ 24 0.413+6.9426） /0.8g =24.0576g 从计算结果，并根据塑料注射机技术规格表 4.2 选用 XS Z 60 型注射机。这样足够 . 3.2.2、根据塑件精度，由于该塑件精度较低， 故采用多型腔模具，即 n=24。 3.2.3、生产批 量该塑件属大批量生产，故宜采用取多型腔模具。 四确定模具结构方案 4.1 确定成型位置 由于塑件结构简单 ,所以不用设计小型心 ,型腔直接开设在定模板和中间板上 .采用两排各 12 个型腔分布 . 4.2 确定分型面 采用单分型面注射模 ,从 AA 分型面一次分型 ,如下图所示 : 图 4 装配图 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 6 4.3 脱模原理 开模时 ,注射机开合模系统带动中间板下部一起向下运动 ,运动一定行程后 ,制件上部和料耙一同从定模板时光后脱离 ,然后推板开始作用 ,推杆和拉料杆在推板的作用下将制件和料耙一同推离中间 板 ,制件和料耙自行下落 ,再由人工分离料耙和制件 . 4.4、浇注系统形式 采用普通浇注系统，由于多型腔模，必须设置分流道，用点浇口形式从零件侧部进料，利用分型面间隙排气。 4.4.1、主流道设计 主流道垂直于分型面。为了让主流道凝料能顺利从浇口中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 3。小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 0.5 1mm。由于小端的前面是球面，其深度为 3 5mm，取值为 5mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面大 1 2mm。 4.4.2、分流道设计 a分流 道的形状和尺寸 分流道开设在定模板上，其截面形状为半圆形，底部以圆角相连。分流道为二次分流道，具体形状如图三。 b、分流道的表面粗糙度 由于分流道与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低，一般 Ra取 1.6 m 左右，这可增加对外层塑料熔体的阻力，使外层塑料冷却皮层固定，形成绝热层。 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与行腔在分型面上的布置形式密切相关。由于行腔呈矩形形状分布，则分流道一般采用“非”字状分布。 4.4.3、浇口的设计 此 套模具采用的是点浇口的形式，点浇口是一种截面尺寸很小的浇口。这种浇口由于前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增加塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致容体的表现粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填。 4.5、冷却与加热系统 塑件的体积很小，不宜在凸模上开设冷却水道，故采用较薄的模板 ,这样塑件就可以很快的自行冷却 . 4.6 确定主要零件结构及尺寸 经过初步设计 ,预选中小型 315 400 194 标准 A1 模架，各板厚数值皆已有国际规定，其强度足够。 4.6.1 型腔尺寸计算 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 7 参考资料：塑料成型工艺与模具 设计 a、 板厚及侧壁厚计算： b、 按强度条件计算侧壁厚： S r /（ -2p） -1 式中 p 型腔内单位面积熔体压力； 型腔侧壁的最大弯曲应力； r 型腔内壁半径。 则 S 6.75 160/（ 160-2p） -1 =4.45mm 因此取型腔之间的壁厚为 5mm。 按强度条件计算型腔底板厚度： h（ 1.22pr2/） 1/2 则 h（ 1.22 50 6.75/160） 1/2=4.20mm 为了方便加工，取 S=12。 故选 315 400 194A1 模架是可行的，其导柱导套等标准件借从模架中选取。 b、型腔径向尺寸的计算： 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 型腔深度的计算： 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、型芯尺寸计算 型芯径向尺寸的计算： 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；调质 HB216-260；浇口套与板之间采用 20H7/k6 过渡配合，四个孔距为 260 160mm，四个小孔为 160 100 的销钉孔。如图 5 所示。 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 8 图 5 定模座板 4.6.3、定模板 外形尺寸： 31531532mm；材料： 45 钢；调质 HB230-270；板上开 16 腔孔；采用四个 30,孔距为 230*6mm 的导套孔采用过渡配 合（ H7/k6）；另有四个孔，孔距为 260*0mm。如图 6 所示。 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 9 图 6 定模板 4.6.3、中间板 外形尺寸： 315 315 32mm；材料： 45 钢；调质 HB230-270；板上开 24 腔孔；采用四个 20mm、孔距为 258 260mm 的导柱与孔采用过渡配合（ H7/k6）； 260 160mm。如图 7 所示。 图 7 中间板 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 10 4.6.7、推杆固定板 外形尺寸： 199 315 20mm；材料： Q235A；四个与 2.6 推杆过渡配合、孔距为 150 240mm 的孔；四个用于连接推板的 M12 螺钉孔，孔距为 285 160mm，如图 8 所示。 图 8 推杆固定板 4.6.8、推板 外形尺寸： 315 199 20mm；材料： 45 钢；淬火 HRC43-48；四个用于连接推杆固定板的 12 孔，孔距为 285 160mm。如图 9 所示。 图 9 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 11 4.6.9、动模座板 外形尺寸： 400 315 25mm；材料： Q235A；调质 HB216-260；四个孔距为 260 160mm的 M16 螺钉孔。如图 10 所示。 图 10 动模座板 五、校核注射机有关工艺参数 5.1、注射量的校核 前面计算的塑件总重量为 6.608g，浇注系统重量为 5.4g 则每次注射所需塑料量为： 6.608+5.4=12.008 克 注射机的最大注射量为： 600.81.05=50.4g12.008g 5.2、锁模力与注射压力 锁模力校核公式： Fz=P（ nA+A1） Fp 式中 Fz 熔融塑料在分型面上的涨开力， N。 P 塑料熔体对型腔的成型压力， MPa，其大小一般是注射压力的 80%，注射压力大小见表 3.1； n 型腔的数量； 按钮模具设计 指导老师 : 谭小红 12 A 单个塑件在模具分型面上的投影面积， mm2 A1 浇注系统在模具分型面上的投影面积， mm2 Fp 注射机的额定锁模力， N。 Fz =50（ 24 13.52+144） =431700N Fp Fz，满足条件。 5.3、模具厚度 H 与注射机闭合高度 注射机开模行程应大于模具开模时取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距， 即满足下式： S H1+H2+a+（ 5 10） mm 式中 S 注射机最大开模行程， 180mm； H1 推出距离（脱模距离）， mm； H2 塑料高度， mm； a 定模板与中间板之间的分开距离。 则： H1+H2+a+（ 5 10） =5+3.5+60+10=78.5mm 180mm 所以，能满足要求。 结束语 注射模是一种高精密型的模具 ,目前需求量非常大 ,并且在所有模具的供求比例中急剧上升 .随着新 技术和新软件的不断发展 ,解决了很多设计和技术上的不足 ,使注射模的设计更加的完美 ,应用也更是 广泛 .注射模具的设计的重点是体现在满足产品要求的基础上经济实用 .这就对设计者提出很高的要求 . 不是说模具设计的很复杂 ,看上去花了很多精力就行 .往往一副成功的模具看上去很简单 ,但它很实用 . 这就是我们所要学习的 .在此次设计中 ,我 主要考虑的也就是这个问题 ,怎样才能使我设计的模具既简单 又能满足按钮的使用要求 .通过总结以前的课程设计 ,结合所学的注射模设计知识和辅助设计软件 ,在指 导老师的细心带领下完成了此次设计 .我体会到模具设计是一门很深学问 ,没有一定的耐心毅力和专业 基础是不行 ,还必需不断学习新的技术和新的设计思想 .三年的学习即将