纽扣塑料模设计

1、江门职业技术学院题 目： 纽扣塑料模设计 学生姓名： 班 级： 所学专业： 模具制造 指导教师： 2016年 5月18日纽扣塑料模设计摘要：本说明书是纽扣注塑模具设计的详细设计过程，包括分析，说明，与计算过程。说明书由四部分组成，主要阐述了此模具设计的全过程。包括塑件的工艺性能分析、注射成型模具设计、模具与注射机的关系、注塑模成型零部件设计与计算、模具成型零件的设计与计算、试模与模具的维修等。本次设计是在阅读大量技术文献的基础上，详细介绍了模具设计的各个步骤，并绘制了全部零件图和装配图。注射模的基本组成是：定模机构、动模机构、浇注系统、导向装置、顶出机构、抽芯机构、冷却和加热装置、排气系统。本

2、次设计是对毕业生在大学两年中所学知识的一次全面的素质与能力的综合检验。关键词： 模具 塑料 装配目录前言1第一章、原料（ABS）的成型特性和工艺参数11.1 ABS塑料主要的性能指标11.2 ABS的注射成型工艺参数21.3 塑料注射成型模具CAD的主要内容21.4 塑件的结构分析3第二章、注塑机设备的选择42.1注射成型工艺条件4 2.1.1模具所需塑料熔体注射量4 2.1.2分形面上的投影面积及所需锁模力42.2模架的选定4第三章、浇注系统的设计53.1型腔分型面位置和形状的设计53.2成型零件的结构设计与校核53.3排气系统的设计63.4型腔成型尺寸的设计63.5主流道设计7第四章、脱模

3、机构及合模导向机构的设计8第五章、模具的装配95.1模具的装配顺序105.2开模过程分析12结束语13参考文献13纽扣塑料模设计前言模具技术是工业的基础技术之一，它的发展对振兴我国民族工业有着重大而深远的意义。近几年来,我国模具工业的发展速度很快,模具产业总产值保持13%的年增长率。据估算,1998年约有生产厂点17000家,从业人员50万,模具产值220亿元人民币,折合26亿美元。到2005年模具产值预计为600亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到，2005年的2亿美元左右。在各类模具中，注塑模具占有相当大的比例，得到了各行各业的广泛应用。因此，对注塑模具设计和注塑

4、模具制造以及注塑成型都提出了更高的要求。近年来，由于市场的激烈竞争，各企业都在不断创新产品，不断变化产品结构，对模具设计人员技术水平的要求也越来越高。随着人民生活水平的不断提高，由模具生产的产品在我们的日常生活中的使用越来越广泛。模具制造业的发展前景看好。同时，世界制造业的转移将给我国的模具制造业带来机遇和挑战，我们应该抓住这个机遇，学习先进技术，不断优化技术，使我国的模具制造技术不断提升。第一章、原料（ABS）的成型特性和工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；

5、苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。1.1 ABS塑料主要的性能指标密度 (g/ cm) 1.031.05收缩率 % 0.30.8熔 点 130160热变形温度 45N/cm 6598弯曲强度 Mpa 80拉伸强度 MPa 3549拉伸弹性模量 GPa 1.8弯曲弹性模量 Gpa 1.4压缩强度 Mpa 1839缺口冲击强度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286体积电阻系数 cm 1013击穿电压 Kv.mm-1 15介电常数 60Hz 3.71.2 ABS

6、的注射成型工艺参数注塑机类型 螺杆式喷嘴形式 通用式 计算收缩率 0.30.8预热温度 8085时间 h 23料筒后段 150170料筒中段 165180料筒前段 180200喷嘴温度 170180模具温度 5080注塑压 MPa 60100保压 MPa 4060注塑时间 S 2090高压时间 S 05冷却时间 S 20120周期 S 50220螺杆转速 r/min 30后处理 红外线烘灯鼓风烘箱 温度 70 时间 S 241.3 塑料注射成型模具CAD的主要内容（1）塑件造型设计（2）型腔、型芯表面形状的设计（3）型腔方案及布局（4）选择标准模架（5）模具装配图的设计（6）模具零件图的设计（

7、7）模具零件计算和校核1.4 塑件的结构分析见零件图1-4，该零件总体形状为圆形。尺寸如图：周边都是平面，零件中间凹进去。就此看来，产品零件不复杂，模具设计时不需设置复杂的抽心机构，该零件属于中等制造工艺复杂程度。塑件材料选用ABS，精度等级采用7级低精度。图1-4第二章、注塑机设备的选择2.1 注射成型工艺条件2.1.1 模具所需塑料熔体注射量该产品材料为ABS，查书本得知其密度为1.03-1.05g/m³，收缩率为0.3%-0.8%，计算其平均密度为1.04 g/m³，平均收缩率为0.55。一幅模具所需塑料的体积：V= n V1 + V2 =1.6nV1=166 cm&

8、#179;式中V1单个塑件的体积； V2浇注系统的体积（在学校设计时V2=0.6 nV1）； n初步设定的型腔数量（取4）。质量M=V=43.2g。2.1.2分型面上的投影面积及所需锁模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面积： A= n A1 + A2 =1.35nA1=306.3cm2式中A1单个塑件在分型面上的投影面积； A2流道凝料在分型面上的投影面积。所需锁模力： Fm=(n A1 + A2) P型 =1072.05KN式中P型塑料熔体对型腔的平均压力（取35MPa）。2.2模架的选定根据塑件选定模架为：S2030-B-I-35-35-70，如图2-3图2-3第三章、浇注系统的设计3.1

9、 型腔分型面位置和形状的设计分开模具取出塑件的面称为分型面，分型面设计得是否得当，对制件质量、操作难易、模具结构复杂性有很大影响，主要应考虑三点： （1）塑件在型腔中放置方位的确定塑件从模内取出时，一般只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的分型面. （2）分型面形状的决定一般分型面是与注射机开模方向相垂直的平面。 （3）分型面位置的选择一般取分型面为制件断面轮廓最大的地方，另外还要考虑避免在制件上留下拼合缝的痕迹，从制件顶出去考虑，分型面应尽可能留在动模上。本塑件属于板类制件，根据塑件的形状，此次设计采用分型面具体结构见图3-1-3：图3-1-33.2 成型零件的结构设计与校核（1）

10、凹模的结构设计根据本塑件的情况，将凹模做成底部镶拼式凹模，其特点是便于机械加工、研磨、抛光和热处理，可采用数控机床仿形机床电加工等方法加工。凹模的形状可看为作圆形。（2）型心的结构设计（3）整体式矩形凹模型腔侧壁厚度和底板厚度的校核按强度公式计算，凹模型腔侧壁厚度和底板厚度尺寸，侧壁厚度： h1=a×（wp/）1/2 底板厚度： h2= b×（w， p/）1/2 式中 h1、h2凹模侧壁、底板厚度（mm）； p型腔压力（MPa）； 弯曲许用应力（MPa）；钢=160MPaw、w，常数，分别由 L/a、L/b而定； w=49.

11、22，w =1.9688a凹模受力部分高度（mm）； a=4mmL、b凹模内腔长边和短边（mm）。b=70mm   L=120.mm所以 h1=10×（49.22×16.33/160）1/2=40mmh2=15×（1.9688×16.33/160）1/2=3mm根据所选的模架，可知凹模侧壁厚度符合强度要求，而凹模底板厚度靠在注塑机上，因而厚度无论多少也不会破坏，所以选用20mm可适合。3.3 排气系统的设计当塑料熔体注入型腔时，如果型腔内原有气体、蒸汽等不能顺利地排出，将会在制件上形成气孔、银丝、灰雾、接缝、表面轮

12、廓不清，型腔不能完全充满等弊病，同时还会因气体压缩而产生高温，引起流动前沿物料温度过高，粘度下降，容易从分型面溢出，发生飞边，重则灼伤制件，使之产生焦痕。而且型腔内气体压缩的反压力会减低充模速度。影响注塑周期和产品质量。因此设计型腔时必须充分地考虑排气问题。 对于一般的小型塑件，可利用分型面排气或利用推杆与孔的配合间隙排气。本设计的塑件属于小型塑件，且底板比较薄，所以可利用分型面排气或利用推杆与孔的配合间隙排气。3.4 型腔成型尺寸的设计(1)塑件精度及其影响因素模具的成型尺寸是指型腔上直接用来成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型心的径向尺寸（包括矩形或异形型心的长和宽），型腔和型心的深度或高度

13、尺寸，中心距尺寸等。在设计模具时必须根据制品的尺寸和精度要求来确定成型零件的相应尺寸和精度等级，给出正确的公差值。影响塑件精度的因素有多个方面，主要有成型零件的制造误差，塑料成型收缩率波动，型腔成型零件磨损量的影响等三个方面 （2）型腔型心的成型尺寸计算塑件的等级精度为6级，未标注公差按SJB7278取8级精度。成型零件的制造公差z=（1/3­1/6），取z=1/3，其中为塑件允许公差值，一般说来模具的等级精度要比塑件精度高 1­2 等级，所以模具型腔型心等级精度取6级，其余未标主公差按SJB7278取8级精度。模具型芯如图3­4 图3-43.

14、5 主流道设计主流道与注射机喷嘴接触处多做成半球形的凹坑，两者应严密的配合，避免高压塑料熔体溢出，凹坑球半径R2应比喷嘴球头半径R1大1­2mm。主流道小端直径应比注射机喷嘴孔直径大0.5­1mm。其锥角不宜太大，一般取20­60。当主流道贯穿几块模板时，必须采用主流道衬套，以避免在模板间的拼缝处溢料，以至主流道凝料无法脱出。主流道尺寸见图3-5。图3-5第四章、脱模机构及合模导向机构的设计塑料模具闭合时为保证型腔形状和尺寸的准确性，应按一定的方向和位置合模，所以必须设有导向定位机构。导向定位机构起定位、导向和承受侧压力的作用。常见的导向定位机构是在模具型腔周围设

15、置24对互相配合的导向柱和导向孔。导柱导向机构设计包括对导柱和导向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的设计及导向零件的结构设计或正确选用，导柱早模具上的布置和装固方式的确定等。本次设计的模具采用2对导柱导向机构，导套、导柱在定模、动模都有。导柱和导套在模具上的安装使用对导柱尺寸和结构有以下五点要求： 直径和长度导柱无论是固定段的直径还是导向段的直径，其形位公差与尺寸公差之间的关系应遵循包容原则，即轴的作用尺寸不得超过最大实体尺寸，而轴的局部实际尺寸必须在尺寸公差范围内才合格，导柱长度应比凸模端面的高度高出68mm。形状导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，锥形头高度取与其相邻圆柱直径的1/3，前端还

16、应倒角，使其能顺利进入导向孔。 公差配合导柱安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合H7/f7。导套内孔内孔与导柱之间为动配合H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k6（带轴肩导套），其前端可设计一长为3mm的引导部分，按松动配合H8/e7 制造，其粗糙度内外表面均可用Ra0.8米或Ra1.6米。粗糙度固定段表面用Ra1.6米，导向段表面用Ra0.8米。材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用低碳钢（20号钢）渗碳（0.50.8mm深），经淬火处理（HRC5660）或碳素工具钢（T8A、T10A）经淬火或表面淬火处理（HRC50

17、55）。导套的材料可用耐磨材料，如铜合金制造，当用碳钢时也可采用碳素工具钢淬火处理，硬度HRC5055，或采用20号钢渗碳淬火，其表面硬度为HRC5660，但其硬度最好比导柱低相差5度左右。导柱导套已经标准化，根据所选模架给出的尺寸，导套直径为21mm，材料是T8A。如图4-5。图4-5第五章、模具的装配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。在模具装配过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度

18、，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为0.050.15毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是

19、由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。5.1 模具的装配顺序1.确定装配基准；2.装配前要对零件进行测量，合格零件必须并其擦拭干净；3.调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边；4.在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；5.组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；6.组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压

20、系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；7.试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。1)模具预热：模具预热的方法，采用外部加热法，将铸铝加热板安装在模具外部，从外部向内进行加热，这种方法加热快，但损耗量大。2)筒和喷嘴的加热：根据工艺手册中推荐的工艺参数将料筒和喷嘴加热，与模具同时进行。3)工艺参数的选择和调整：根据工艺手册中推荐的工艺参数初选温度，压力，时间参数，调整工艺参数时按压力，时间，温度这样的先后顺序变动。4)注塑：在料筒中的塑料和模具达到预热温度时，就可以进行试注塑，观察注塑塑件的质量缺陷，分析导致缺陷的原因，调整工艺参数和其他技术参数，直至达到最佳状态。5）模具总装图如图5-1。如图5-18.模具的维护模具优化设计的镶件和嵌件在这里就起到了很大的作用，只须更换个别已损坏的零件，不会导致用的过程中，会出现正常的磨损或不正常的磨损。不正常的损坏绝大多数是由于操作不当所致模具的彻底报废。最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行