扣子的工艺设计与计算样本.doc

正文
一、 扣子工艺分析和方案设计
1、 扣子零件图

2、 扣子工艺分析
（1） 扣子材料
制作扣子材料是聚丙烯（PP）。聚丙烯机械性能因为比聚乙烯好，化学稳定性很好；聚丙烯是仅次于聚乙烯和聚氯乙烯第三大通用塑料品种。而且其原料易得，价格低廉，性能优良。聚丙烯原料为无色、无味、无毒固体。不吸水，光泽好易着色，其流动性好。但不耐磨，耐寒性差，光、氧作用下易降解成型时收缩大、成型性能好，易变形翘曲，柔软性好，有“铰链”特征。溢流间隙值为0.02mm左右。冷却速度慢，必需充足冷却，模具设计应设有冷料穴和冷却系统不宜采取直接浇口注射不然会增加内应力，使收缩不均匀和取向显著。应注意选择浇口位置，预防缩孔和变形。
（2） 扣子结构
该电视机按钮外形为圆盘形件，该扣子为圆盘形件，最外形尺寸为25mm，内环为21mm，而且对称分布四个小圆环直径为2mm。
（3） 尺寸精度：
零件图上全部未注尺寸为自由公差
型腔：型腔：最外圈高度φ3 0 -0.24、最外圈直径φ25 0 -0.5.、内圈直径φ210 -0·6、内圈高度10 -0·26、
型芯：对称分布孔直径φ2+0.26 0、孔高度2+0.26 0、
(4)表面质量
该塑件表面质量要求无斑点、条纹、凹痕、起泡、变色等缺点，及熔接痕.
3、 体积和密度
计算塑件质量是为了选择注射机及确定型腔数量。经计算塑件体积为V=811·69mm依据设计手册可查得增强聚丙烯密度为p=1·04kg/cm，股塑件质量W=Vp=0·844kg
采取一模两件模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现设备等情况，初步选择注射机为XS—Z—30型。
依据以上分析，该塑件适适用注塑机构。
二、 扣子工艺设计和计算
1、 分型面选择
在模具设计中，分型面选择和关键，她决定了模具结构。应依据分型面选择标准和塑件成型要求来选择分型面。该塑件为扣子，表面质量要求较高。该零件高度为3mm，其为垂直于轴线截面形状比较简单，若选择图所表示水平分型方法，则既可降低模具复杂程度，降低模具加工难度，又便于成型后脱模。故选择该分型方法较为合理。
合理。

2、 确定型腔排列方法
本塑件在注射时采取一模两件，及模具需要两个性强。综合考虑浇注系统和模具结构复杂程度等原因，拟采取图排列方法。这种方法最大优点是便于设置侧向分型抽心机构，其缺点是熔料进入型腔后到另一端熔料步骤较长，但因该塑件较小，故对成型没有太大影响。确定型腔排列方法

3、 浇注系统设计
1） 主流道设计
依据设计手册差得XS—Z—60型注射机喷嘴相关尺寸为喷嘴前段孔径d=d+（0·5~1），取主流道球面半径SR=13mm，小端直径d=4·5mm。
为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为1—3度，经计算主流道大端直径D=8·5mm。为了是熔料顺利进入分流道，可在主流道出料设计半径为5mm圆弧过渡。
2） 分流道设计
分流道形状及尺寸应依据塑件体积、壁厚、形状复杂程度、注射速度、分流道长度等原因来确定。本塑件形状不算复杂，熔料填充性强比较轻易。依据型腔排列方法可知分流道长短，为了便于加工，选择截面形状为半圆形分流道，取R=4mm。
3） 浇口设计
依据塑件成型要求及型腔排列方法，选择侧浇口较为理想。设计时考虑到外型要求应采取这种侧浇口，通常情况下，起开设在模具分型面上，从制品内侧边缘进料。它能方便地调整充模时剪切速率和浇口封闭时间。其去浇口较为方便，浇注系统凝料也较少。
4、 模具设计计算
本塑件成型零件工作尺寸计算均采取平均法。查《塑料模设计手册》得增强聚丙烯收缩率Smax=0·4%，Smin=0·8%，股平均收缩率S=（0·4%+0·8%）/2=0·6%。考虑到工厂模具制造现有条件，模具制造公差δ=/3
（1）型腔和型芯工作尺寸计算：
型腔尺寸：
L1m=(L1S+L1SScp-3/4Δ) +δ 0
=（25+25*0.006-0.75*0.5）+0.5/3 0
=24.775
L2m=( L2S+L2SScp-3/4Δ) +δ 0
=（21+21*0.006-0.75*0.6）+0.6/3 0
=20.676
H1m=(H1s+12sScp-2/3Δ) +δ 0
=(3+3*0.006-0.67*0.44) +0.44/3 0
=2.7232
H1m=(H2s+H2sScp-2/3Δ) +δ 0
=(1+1*0.006-0.67*0.26) +0.26/3 0
=0.8318
型心尺寸：
h1m=(L1s+L1s*Scp+2/3Δ) 0 -δ
=(2+2*0.006+0.67*0.26) 0 -0·26/3
=2.1862
L2m=(L2s+L2s*Scp+3/4 Δ) 0 -δ
=(2+2*0.006+0.75*0.26) 0 -0·26/3
=2.207
（2）型腔侧壁厚度和底板厚度计算
1）下凹模镶块底板厚度计算
依据组合式型腔底板厚度计算公式：
T=
其中t-底板厚度mm
p-型腔压力，通常去20-50mpd
r-型内半径为12.5mm
【δ】-型腔材料许用应力，通常碳钢【δ】=160mpa
硬化钢化塑料钢【δ】=300mpa
把p=47.6mpa，r=25mm,
模具闭合高度确实定【δ】=300mpa,代入得，
T=9.218mm
依据支撑和固定零件设计中提供经验数据确定：定模板H1=25mm，上固定板H2=25mm；下固定板H3=35mm；支撑板H4=20mm；动模板座H5=25mm；依据推出行程和推出机构结构尺寸确定垫块H5=50。所以模具必和高度为
H=H1+H2+H3+H4+H5+H6
=25+25+35+20+25+45
=175mm
（3） 注射压力
P注》P成型
聚丙烯（pp）注射成型注射立为70-100mpa
（4） 锁模力
P锁模》PF
Fp〉P(nA+A1)=Fz=15（2*478.065+10）=14491.95
P-塑料成型型腔压力
F-浇注系统和塑件在分型面上投影面积（478.065mm2）
各型腔浇注系统在分型面上投影面积F=（10mm2）
聚丙烯型腔压力=折射成型压力*80%
取P成型为15Mpa
5、 部分数据校核
依据塑件质量、体积、及塑件材料塑件模架分流道设计、生产批量综合考虑，塑料注射成型应选择XS-Z-30.
因为上述设计计算模具和模必和高度H=175mm，XS-Z-30型注射机所许可模具最小厚度Hmin=60，最大厚度Hmax=180mm，及模具满足Hmin《H《Hmax安装条件。
经查资料XS-Z-30型注射机最大开模行程S=160mm
S》H1+H2+(5—10)=10+12+10=32mm
满足出件要求。
6、推出机构设计
因该塑件成型比较简单，考虑到排气和引发需要，而且要考虑表面粗糙程度。综合考虑得要采取推板推出机构。
7、选择模架
考虑到塑件是采取一模两件分个成型注射模具，而且采取推板推出塑件所以采取单分型面A1型模架。
三、 模具图

工作原理：
1—动模板；2—定模板；3—冷却水道；4—定模座板；5—定位圈；6—浇口套；7—凸模；8—导柱；9—导套；10—动模座板；11—支撑板；12—支撑钉；13—推板；14—推板固定板；15—拉料杆；16—推板导柱；17—推板导套；18—推杆；19—复位杆；20—垫块
合模时，在导柱8和导套9导向定位下，冬末和定模闭合。型腔由定模板2上凹模和固定在动模板1上凸模组成。然后注射机开始注射，塑料熔体经定模上浇注系统进入型腔，带熔体充满型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模。开模时，注射机核膜系统带动动模后退，磨具从动模和定模分型面分开，塑件包在凸模7上虽动模一起后退；同时，拉料杆15降浇注系统主流道凝料从浇口套中拉出。当动模移动一定距离后注射机顶杆接触推板13，推出机构开始动作，使推杆18和拉料杆15分别将塑料件及浇注系统凝料从凸模7和冷料穴中推出，塑件和浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程。合莫时，推出机构靠复位并准备下一次注射。