穿管按钮注射模设计毕业论文.doc

毕业设计题 目：穿管按钮注射模设计副 标 题：学 生 姓 名：丁超所在系、专业：机电工程系、模具设计与制造班 级：模具101指 导 教 师：金亚云日 期：2013.05.22I摘要摘 要模具是工业生产用的重要的工艺装备，在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业以成为工业发展的基础，许多新产品的研制与开发很大程度上依赖于模具的生产，因此，研究和发展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。本论文主要论述了材料为ABS的小尺寸、一般精度的穿管按钮注射模的设计方法。论文首先介绍了塑料成型基础及塑料注射成型的工艺过程；其次通过对注塑加工方法及穿管按钮进行综合工艺分析，确定了穿管按钮注射模的设计方案，即该模具采用一模四腔设计方案。然后针对该方案进行了重点论述，主要包括侧抽芯的塑件及其注塑模的设计过程、注塑模主要零部件的设计要点等。其中注塑模主要设计的重点包括：侧抽芯设计、零件结构设计、模具分型面的选择、型腔数目的确定、浇注系统的设计、滑块的设计、注射机的强度校核等。最后论文针对穿管按钮塑件的成型工艺方法的可行性进行了论证。关键词：穿管按钮；注塑模；分型面I目录目 录摘 要I目 录I1、绪论32、注射模工艺32.1注射成型原理32.2成型工艺过程43、注塑成型工艺分析43.1材料ABS特性43.2塑件成型工艺参数的确定53.3塑件的尺寸与公差53.4注射成型机的选择53.4.1注塑机的初选择53.4.2注射机有关参数的校核和最终选择53.4.3模具开模行程校核64、型腔的布局与分型面的设计64.1型腔数目的确定64.2型腔的布局64.3单分型面的设计65、单分型面注射模具浇注系统设计75.1普通浇注系统的组成75.2浇注系统的设计原则75.3主流道的设计85.3.1主流道尺寸85.3.2主流道浇口套85.4 分流道设计85.4.1分流道的形状与尺寸85.4.2分流道的长度85.4.3分流道的表面粗糙度85.4.4分流道的布置95.5 浇口设计95.5.1浇口的概念95.5.2浇口的作用95.5.3浇口位置的选择原则95.5.4浇口的设计95.6 浇注系统平衡设计105.6.1浇注系统的平衡概念105.6.2浇注系统的平衡计算方法106、单分型面注射模成形零部件的设计106.1 结构设计106.2 工作尺寸计算106.2.1计算成形零部件工作尺寸要考虑的要素106.2.2成形零部件工作尺寸计算107、合模导向机构的设计107.1导柱的结构107.2导套的结构118、拉料杆的设计119、推出机构设计119.1推出机构的结构组成119.2结构分类129.3结构设计要求129.4结构设计1210、模架的结构1211、开模行程校核1212、温度调节系统设计13致 谢14参考文献15穿管按钮注射模设计1、绪论模具是工业生产用的重要工艺装备，在现代工业生产中，60%90%的工业产品需要使用模具，模具工业以成为工业发展的基础，许多新产品的研制与开发很大程度上依赖于模具的生产，特别是汽车、计算机、轻工、电子、航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业，根据国际生产技术协会的预测，21世纪机械制造业零件，其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成，因此模具工业已经成为国民经济的重要基础。不论经济繁荣时期还是经济萧条时期模具工业都不可或缺。经济发展快产品畅销，自然要求模具能跟上；而经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然千方百计开发新产品，同样对模具带来强劲要求。因此，模具工业被称为经久不衰的工业。目前，世界模具市场仍供不应求。因此，研究和发展模具技术，提高模具水平，对促进国民经济的发展有着特别重要的意义。塑料成型所用的模具称为塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。目前，塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。塑料作为一种新的工程材料，不断的开发与应用，加之成型工艺的不断的成熟、完善与发展，极大的促进了塑料制件成型方法的研究与应用和塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量的增加，这些产品的更新换代周期越来越短，因此，对塑料的品种、产量和质量提出了越来越高的要求。这就要求塑料模具的开发、设计与制造水平也必须越来越高。一副好的注射模具可成型上百万次，这与模具的设计、 模具材料及模具的制造有很大的关系。从模具的设计、制造及模具的材料等方面考虑，塑料成型可以归纳为以下几个方面：1）模具的标准化； 2）模具的理论研究； 3）塑料制件的精密化、微型化和超大化等； 4）新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用； 5）CAD/CAM/CAE技术的应用。在这些塑料模中，注射模所占的比例是相当高的，本文所设计的穿管按钮，材料为ABS，采用的就是注射模。穿管按钮零件虽然不大，但其中模具型腔的加工有一定的难度。本人通过查阅大量资料进行了模具设计，并提出了模具中关键零件的加工方案，完成了从模具设计到加工成成品的全过程。鉴于本人经验有限，本设计中难免存在不当和错误之出，恳请阅读者批评指正，本人将虚心接受并不断地加以改进。2、注射模工艺2.1注射成型原理如图1所示，料斗1中的塑料落入已被加热的料筒8和螺杆9之间后，被旋转的螺杆推送到喷嘴6的一端，在液压缸活塞10的推动下，通过螺杆将其推送，在此过程中已被预加热的塑料在摩擦力及剪切力的作用下预塑为熔融状态，成为具有良好的可塑性和流动性的塑料粘流体，因此可顺利射入正对喷嘴且已完全密合的成型模具之中，并经由模具的浇注系统流入并充满铸型型腔，再经保压冷却，固化定型后打开铸模，取出制件，即可完成注射成型工艺的一次浇注过程。塑料在浇注的过程中，应注意保压的作用，应使铸件在压力下成型，这样一方面可防止模具中的熔融塑料的逆向倒流，造成塑料制品表面缺料而报废；二可补充型腔内的塑料因冷却收缩而不足之需要，即补缩，防止制品出现凹陷、皱纹、缺料等成型缺陷。图1为螺杆式注射机注射成型示意图。图1 螺杆式注射机注射成型图1 料斗； 2 螺杆传动装置； 3 注射液压缸； 4 传动系统5 加热器； 6 喷嘴； 7 模具； 8 料筒； 9 螺杆； 10活塞2.2成型工艺过程上述塑料的成型工艺过程可作为一个不断重复循环的工艺过程，即可应用于塑料制品的批量及大量生产，每一件塑料制品的最终注射成型均须经过这样的一次循环过程，即：合模注射成型 保压之后预塑 冷却之后定型 开模取出制件四个工序。注射成型工艺过程循环示意图如图2所示。图2 塑料制件的注射工艺过程3、注塑成型工艺分析3.1材料ABS特性ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性： 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。ABS是非结晶性材料。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高 的抗冲击强度。 注塑模工艺条件：干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件 为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210280C；建议温度：245C。 模具温度：2570C。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：5001000bar。 注射速度：中高速度。3.2塑件成型工艺参数的确定表1 塑件成型工艺参数工艺参数规格工艺参数规格料筒温度()后段：160-220中段：180-200前段：160-180成型时间(t)注射时间：2保压时间：15冷却时间：20喷嘴温度()220-310螺杆转速(r/min)40模具温度()20-60注射压力(MPa)70-1003.3塑件的尺寸与公差上的机械顶杆或液压缸的活塞杆来完成的。结构组成：由推出、复位和导向零件组成。9.2结构分类9.3结构设计要求塑件留在动模塑件在推出过程中不变形、不损坏不损坏塑件的外观质量合模时应使推出机构正确复位动作可靠9.4结构设计本设计采用推杆推出机构。推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产中广泛应用。 但是因为推杆的推出面积一般比较小，易引起较大局部应力而顶穿塑件或使塑件变形，所以很少用于脱模斜度小和脱模阻力大的管类或箱类塑件。图9 推出机构10、模架的结构标准模架一般由定模板、定模座板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推杆、导柱、导套、及复位杆等组成。另外还有特殊结构的模架，如点浇口模架、带推件板推出的模架等。模架按可分为基本型和派生型。适用的模板尺寸为B（宽）L（长）560mm900mm。11、开模行程校核开模行程s指模具开合过程中动模固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。注射机最大开模行程smax与模后无关时的校核，对于单分型面注射模smaxsH1+H2+510mm 式中H1推出距离 （脱模距离）（mm） H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）。12、温度调节系统设计温度调节(模具的温度调节指的是对模具进行冷却或加热)既关系到塑件的质量(塑件尺寸精度、塑件的力学性能和塑件的表面质量)，又关系到生产效率。因此，必须根据要求使模具温度控制在一个合理的范围内，以得到高品质的塑件和高的生产率。冷却水回路布置的基本原则冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大冷却水道到型腔表面距离适当冷却水道应畅通无阻冷却水道应避开塑件易产生熔接痕的部位。图10 冷却系统9致 谢三年的大学生活就快走入尾声，我的校园生活即将就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。回首三年，取得了很多成绩，生活中有快乐也有艰辛。感谢老师们三年来对我孜孜不倦的教诲和无微不至关怀，使我在关心和爱护下度过难忘的三年大学生活。学友情深，情同兄妹。三年的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱，给我留下了值得珍藏而又最美好的回忆。在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，我才能顺利完成学业，感激他们一直以来对我的抚养与培育。我在此表示真诚的感谢。本次“按钮注塑模具”的设计能得以顺利完成，特别感谢金亚云老师的悉心指导和不倦的教诲，各位老师以渊博的学识、严谨的治学态度、强烈的创新精神和丰富的实践经验在课题的确定、资料的推荐及设计过程中对本人都作了耐心、详尽的理论指导，使本人不仅能将学过的理论知识灵活应用于注塑模具设计的实践中，更能够结合生产实践不断的修正、完善模具的设计。可以说若没有老师的悉心指导，本人将很难如期的完成毕业设计任务。在次，衷心的向老师说声“谢谢！”。通过本次毕业设计，本人不仅对本专业的应用领域有了更广泛的认识，对塑料成型工艺与模具设计有了更深入的了解，而且更重点掌握了注塑模具的类型、结构特征、工作原理与设计方法。在设计过程中，本人综合运用了四年大学学习中的相关知识，提升了理论与实践相结合的能力。在此大学生活即将结束之际，还要把我的感谢送给帮助过我的同学们，是你们为我的学习生活、为我的设计提供了无私的帮助。真诚的感谢同学们！谢谢各位！ 最后，再次向大学三年期间所有的任课老师说声谢谢！衷心的祝各位老师身体更健康！生活更幸福！工作更顺利！我的祝福会永远陪伴您！参考文献参考文献1邹继强塑料模具设计参考资料汇编M北京：清华大学出版社，20052王孝培塑料成型工艺及模具简明手册北京：机械工业出版社，20013屈华昌塑料成型工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，20054陈万林实用塑料注射模设计与制造M北京：机械工业出版社，20005模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命M北京：机械工业出版社，20006许发樾实用模具设计与制造手册 北京：机械工业出版社，20007章飞，陈国平型腔模具设计与制造M北京：化学工业出版社，20038吴宗泽机械设计师手册北京：机械工业出版社20029黄俊明，吴运明，詹永裕编著Unigraphics模型设计M北京：中国铁道出版社，2001