1、江門職業(yè)技術學院題 目： 紐扣塑料模設計 學生姓名： 班 級： 所學專業(yè)： 模具制造 指導教師： 2016年 5月18日紐扣塑料模設計摘要：本說明書是紐扣注塑模具設計的詳細設計過程，包括分析，說明，與計算過程。說明書由四部分組成，主要闡述了此模具設計的全過程。包括塑件的工藝性能分析、注射成型模具設計、模具與注射機的關系、注塑模成型零部件設計與計算、模具成型零件的設計與計算、試模與模具的維修等。本次設計是在閱讀大量技術文獻的基礎上，詳細介紹了模具設計的各個步驟，并繪制了全部零件圖和裝配圖。注射模的基本組成是：定模機構、動模機構、澆注系統(tǒng)、導向裝置、頂出機構、抽芯機構、冷卻和加熱裝置、排氣系統(tǒng)。本

2、次設計是對畢業(yè)生在大學兩年中所學知識的一次全面的素質(zhì)與能力的綜合檢驗。關鍵詞： 模具 塑料 裝配目錄前言1第一章、原料（ABS）的成型特性和工藝參數(shù)11.1 ABS塑料主要的性能指標11.2 ABS的注射成型工藝參數(shù)21.3 塑料注射成型模具CAD的主要內(nèi)容21.4 塑件的結構分析3第二章、注塑機設備的選擇42.1注射成型工藝條件4 2.1.1模具所需塑料熔體注射量4 2.1.2分形面上的投影面積及所需鎖模力42.2模架的選定4第三章、澆注系統(tǒng)的設計53.1型腔分型面位置和形狀的設計53.2成型零件的結構設計與校核53.3排氣系統(tǒng)的設計63.4型腔成型尺寸的設計63.5主流道設計7第四章、脫模

3、機構及合模導向機構的設計8第五章、模具的裝配95.1模具的裝配順序105.2開模過程分析12結束語13參考文獻13紐扣塑料模設計前言模具技術是工業(yè)的基礎技術之一，它的發(fā)展對振興我國民族工業(yè)有著重大而深遠的意義。近幾年來,我國模具工業(yè)的發(fā)展速度很快,模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率。據(jù)估算,1998年約有生產(chǎn)廠點17000家,從業(yè)人員50萬,模具產(chǎn)值220億元人民幣,折合26億美元。到2005年模具產(chǎn)值預計為600億元,模具及模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬美元增長到，2005年的2億美元左右。在各類模具中，注塑模具占有相當大的比例，得到了各行各業(yè)的廣泛應用。因此，對注塑模具設計和注塑

4、模具制造以及注塑成型都提出了更高的要求。近年來，由于市場的激烈競爭，各企業(yè)都在不斷創(chuàng)新產(chǎn)品，不斷變化產(chǎn)品結構，對模具設計人員技術水平的要求也越來越高。隨著人民生活水平的不斷提高，由模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在我們的日常生活中的使用越來越廣泛。模具制造業(yè)的發(fā)展前景看好。同時，世界制造業(yè)的轉(zhuǎn)移將給我國的模具制造業(yè)帶來機遇和挑戰(zhàn)，我們應該抓住這個機遇，學習先進技術，不斷優(yōu)化技術，使我國的模具制造技術不斷提升。第一章、原料（ABS）的成型特性和工藝參數(shù)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；

5、苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此ABS樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。1.1 ABS塑料主要的性能指標密度 (g/ cm) 1.031.05收縮率 % 0.30.8熔 點 130160熱變形溫度 45N/cm 6598彎曲強度 Mpa 80拉伸強度 MPa 3549拉伸彈性模量 GPa 1.8彎曲彈性模量 Gpa 1.4壓縮強度 Mpa 1839缺口沖擊強度 kJ/ 1120硬 度 HR R6286體積電阻系數(shù) cm 1013擊穿電壓 Kv.mm-1 15介電常數(shù) 60Hz 3.71.2 ABS

6、的注射成型工藝參數(shù)注塑機類型 螺桿式噴嘴形式 通用式 計算收縮率 0.30.8預熱溫度 8085時間 h 23料筒后段 150170料筒中段 165180料筒前段 180200噴嘴溫度 170180模具溫度 5080注塑壓 MPa 60100保壓 MPa 4060注塑時間 S 2090高壓時間 S 05冷卻時間 S 20120周期 S 50220螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 30后處理 紅外線烘燈鼓風烘箱 溫度 70 時間 S 241.3 塑料注射成型模具CAD的主要內(nèi)容（1）塑件造型設計（2）型腔、型芯表面形狀的設計（3）型腔方案及布局（4）選擇標準模架（5）模具裝配圖的設計（6）模具零件圖的設計（

7、7）模具零件計算和校核1.4 塑件的結構分析見零件圖1-4，該零件總體形狀為圓形。尺寸如圖：周邊都是平面，零件中間凹進去。就此看來，產(chǎn)品零件不復雜，模具設計時不需設置復雜的抽心機構，該零件屬于中等制造工藝復雜程度。塑件材料選用ABS，精度等級采用7級低精度。圖1-4第二章、注塑機設備的選擇2.1 注射成型工藝條件2.1.1 模具所需塑料熔體注射量該產(chǎn)品材料為ABS，查書本得知其密度為1.03-1.05g/m³，收縮率為0.3%-0.8%，計算其平均密度為1.04 g/m³，平均收縮率為0.55。一幅模具所需塑料的體積：V= n V1 + V2 =1.6nV1=166 cm&

8、#179;式中V1單個塑件的體積； V2澆注系統(tǒng)的體積（在學校設計時V2=0.6 nV1）； n初步設定的型腔數(shù)量（取4）。質(zhì)量M=V=43.2g。2.1.2分型面上的投影面積及所需鎖模力塑件和流道凝料在分型面上的投影面積： A= n A1 + A2 =1.35nA1=306.3cm2式中A1單個塑件在分型面上的投影面積； A2流道凝料在分型面上的投影面積。所需鎖模力： Fm=(n A1 + A2) P型 =1072.05KN式中P型塑料熔體對型腔的平均壓力（取35MPa）。2.2模架的選定根據(jù)塑件選定模架為：S2030-B-I-35-35-70，如圖2-3圖2-3第三章、澆注系統(tǒng)的設計3.1

9、 型腔分型面位置和形狀的設計分開模具取出塑件的面稱為分型面，分型面設計得是否得當，對制件質(zhì)量、操作難易、模具結構復雜性有很大影響，主要應考慮三點： （1）塑件在型腔中放置方位的確定塑件從模內(nèi)取出時，一般只采用一個與注射機開模運動方向相垂直的分型面. （2）分型面形狀的決定一般分型面是與注射機開模方向相垂直的平面。 （3）分型面位置的選擇一般取分型面為制件斷面輪廓最大的地方，另外還要考慮避免在制件上留下拼合縫的痕跡，從制件頂出去考慮，分型面應盡可能留在動模上。本塑件屬于板類制件，根據(jù)塑件的形狀，此次設計采用分型面具體結構見圖3-1-3：圖3-1-33.2 成型零件的結構設計與校核（1）

10、凹模的結構設計根據(jù)本塑件的情況，將凹模做成底部鑲拼式凹模，其特點是便于機械加工、研磨、拋光和熱處理，可采用數(shù)控機床仿形機床電加工等方法加工。凹模的形狀可看為作圓形。（2）型心的結構設計（3）整體式矩形凹模型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的校核按強度公式計算，凹模型腔側(cè)壁厚度和底板厚度尺寸，側(cè)壁厚度： h1=a×（wp/）1/2 底板厚度： h2= b×（w， p/）1/2 式中 h1、h2凹模側(cè)壁、底板厚度（mm）； p型腔壓力（MPa）； 彎曲許用應力（MPa）；鋼=160MPaw、w，常數(shù)，分別由 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凹模內(nèi)腔長邊和短邊（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根據(jù)所選的模架，可知凹模側(cè)壁厚度符合強度要求，而凹模底板厚度靠在注塑機上，因而厚度無論多少也不會破壞，所以選用20mm可適合。3.3 排氣系統(tǒng)的設計當塑料熔體注入型腔時，如果型腔內(nèi)原有氣體、蒸汽等不能順利地排出，將會在制件上形成氣孔、銀絲、灰霧、接縫、表面輪

12、廓不清，型腔不能完全充滿等弊病，同時還會因氣體壓縮而產(chǎn)生高溫，引起流動前沿物料溫度過高，粘度下降，容易從分型面溢出，發(fā)生飛邊，重則灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕。而且型腔內(nèi)氣體壓縮的反壓力會減低充模速度。影響注塑周期和產(chǎn)品質(zhì)量。因此設計型腔時必須充分地考慮排氣問題。 對于一般的小型塑件，可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。本設計的塑件屬于小型塑件，且底板比較薄，所以可利用分型面排氣或利用推桿與孔的配合間隙排氣。3.4 型腔成型尺寸的設計(1)塑件精度及其影響因素模具的成型尺寸是指型腔上直接用來成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型心的徑向尺寸（包括矩形或異形型心的長和寬），型腔和型心的深度或高度

13、尺寸，中心距尺寸等。在設計模具時必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定成型零件的相應尺寸和精度等級，給出正確的公差值。影響塑件精度的因素有多個方面，主要有成型零件的制造誤差，塑料成型收縮率波動，型腔成型零件磨損量的影響等三個方面 （2）型腔型心的成型尺寸計算塑件的等級精度為6級，未標注公差按SJB7278取8級精度。成型零件的制造公差z=（1/3­1/6），取z=1/3，其中為塑件允許公差值，一般說來模具的等級精度要比塑件精度高 1­2 等級，所以模具型腔型心等級精度取6級，其余未標主公差按SJB7278取8級精度。模具型芯如圖3­4 圖3-43.

14、5 主流道設計主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R1大1­2mm。主流道小端直徑應比注射機噴嘴孔直徑大0.5­1mm。其錐角不宜太大，一般取20­60。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以至主流道凝料無法脫出。主流道尺寸見圖3-5。圖3-5第四章、脫模機構及合模導向機構的設計塑料模具閉合時為保證型腔形狀和尺寸的準確性，應按一定的方向和位置合模，所以必須設有導向定位機構。導向定位機構起定位、導向和承受側(cè)壓力的作用。常見的導向定位機構是在模具型腔周圍設

15、置24對互相配合的導向柱和導向孔。導柱導向機構設計包括對導柱和導向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的設計及導向零件的結構設計或正確選用，導柱早模具上的布置和裝固方式的確定等。本次設計的模具采用2對導柱導向機構，導套、導柱在定模、動模都有。導柱和導套在模具上的安裝使用對導柱尺寸和結構有以下五點要求： 直徑和長度導柱無論是固定段的直徑還是導向段的直徑，其形位公差與尺寸公差之間的關系應遵循包容原則，即軸的作用尺寸不得超過最大實體尺寸，而軸的局部實際尺寸必須在尺寸公差范圍內(nèi)才合格，導柱長度應比凸模端面的高度高出68mm。形狀導柱的端部做成錐形或半球形的先導部分，錐形頭高度取與其相鄰圓柱直徑的1/3，前端還

16、應倒角，使其能順利進入導向孔。 公差配合導柱安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導向段與導向孔間采用動配合H7/f7。導套內(nèi)孔內(nèi)孔與導柱之間為動配合H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H8/k6（帶軸肩導套），其前端可設計一長為3mm的引導部分，按松動配合H8/e7 制造，其粗糙度內(nèi)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，導向段表面用Ra0.8米。材料導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此多采用低碳鋼（20號鋼）滲碳（0.50.8mm深），經(jīng)淬火處理（HRC5660）或碳素工具鋼（T8A、T10A）經(jīng)淬火或表面淬火處理（HRC50

17、55）。導套的材料可用耐磨材料，如銅合金制造，當用碳鋼時也可采用碳素工具鋼淬火處理，硬度HRC5055，或采用20號鋼滲碳淬火，其表面硬度為HRC5660，但其硬度最好比導柱低相差5度左右。導柱導套已經(jīng)標準化，根據(jù)所選模架給出的尺寸，導套直徑為21mm，材料是T8A。如圖4-5。圖4-5第五章、模具的裝配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度

18、，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內(nèi)，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.050.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是

19、由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。5.1 模具的裝配順序1.確定裝配基準；2.裝配前要對零件進行測量，合格零件必須并其擦拭干凈；3.調(diào)整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產(chǎn)生飛邊；4.在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調(diào)整時檢查；5.組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓

20、系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入系統(tǒng)中；7.試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。1)模具預熱：模具預熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內(nèi)進行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。2)筒和噴嘴的加熱：根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進行。3)工藝參數(shù)的選擇和調(diào)整：根據(jù)工藝手冊中推薦的工藝參數(shù)初選溫度，壓力，時間參數(shù)，調(diào)整工藝參數(shù)時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。4)注塑：在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質(zhì)量缺陷，分析導致缺陷的原因，調(diào)整工藝參數(shù)和其他技術參數(shù)，直至達到最佳狀態(tài)。5）模具總裝圖如圖5-1。如圖5-18.模具的維護模具優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導致用的過程中，會出現(xiàn)正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數(shù)是由于操作不當所致模具的徹底報廢。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行