煤氣灶旋鈕開關(guān)的注塑模設(shè)計-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖

煤氣灶旋鈕開關(guān)的注塑模設(shè)計-塑料注射模含NX三維及4張CAD圖,煤氣灶,旋鈕,開關(guān),注塑,設(shè)計,塑料,注射,nx,三維,cad 煤氣灶旋鈕開關(guān)的注塑模設(shè)計摘 要通過這次設(shè)計可以使我所學(xué)的專業(yè)理論知識提高，進(jìn)一步的掌握注射模具設(shè)計和成型零件加工工藝制定的方法；提升測繪、查閱資料等能力和使用CAD、UG等軟件的運用；還有零件制造過程中的所需成本和加工成本的合理運算；提高動手能力，為將來的實際工作打下夯實的基礎(chǔ)。旋鈕開關(guān)的零件結(jié)構(gòu)比較簡單，所以在模具的設(shè)計方面也相對而言比較簡單，適合大批量生產(chǎn)。關(guān)鍵詞：注塑模設(shè)計；UG、CAD；注塑工藝目 錄前 言11 工藝分析21.1零件的分析21.1.1脫模斜度21.1.2零件的外觀要求21.2 材料的分析21.3 ABS注塑成型的工藝參數(shù)32 分型面的確定42.1 分型面的選擇原則42.2 確定型腔的數(shù)量以及布局原則42.2.1 型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素42.2.2 布局原則52.3 模架的選擇53 注塑機的選擇73.1 零件的體積和質(zhì)量的計算73.2 選擇注塑機74 注塑模導(dǎo)向定位系統(tǒng)84.1 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的定義84.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計84.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計84.2.2復(fù)位桿的設(shè)計95 成型零件的設(shè)計105.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計105.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計105.3 模仁材料的選擇115.4 動模、定模尺寸的確定115.4.1動模板尺寸115.4.2定模板尺寸116 澆注系統(tǒng)的設(shè)計136.1 澆口位置的選取136.2 澆注流道設(shè)計137 推出機構(gòu)的設(shè)計158 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計169 模具制圖17總 結(jié)18致 謝19附 錄20參考文獻(xiàn)21 前 言當(dāng)今，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。塑料零件制造成本低、效率高、易成型等方面特性所以成為各大公司賺錢的有效途徑。因為成本低和運用得方面廣泛，在各種家電和日用品上的廣泛使用所以更受人民群眾的喜愛。因此，塑料模具在這幾年里也就迅速發(fā)展起來了。因為模具的產(chǎn)生，推動了整個行業(yè)的發(fā)展，所以說模具這個行業(yè)在今后發(fā)展得趨勢還是很廣闊的。但中國現(xiàn)如今的任然存在一些不足之處：各地區(qū)的發(fā)展不平衡、機器設(shè)備的落后、技術(shù)方面的落后，以及創(chuàng)新能力的不足，導(dǎo)致當(dāng)今中國的模具行業(yè)發(fā)展沒有其他國家那么好。如今模具的生產(chǎn)方式廣泛采用CAD/CAM/UG等技術(shù)，所以在人才培養(yǎng)方面也是重中之重的一個方面。本次畢業(yè)設(shè)計的課題來源于生活中，應(yīng)用廣泛，應(yīng)該每個家庭都會出現(xiàn)，模具結(jié)構(gòu)也比較簡單，產(chǎn)品也相對較便宜。對我們這些剛剛步入這個行業(yè)技術(shù)的人提高理論聯(lián)系實際的能力是一個很好的練習(xí)。因為模具結(jié)構(gòu)比較簡單，所以對像我們這樣的初學(xué)者，正好可以去拿這個零件去練習(xí)，同時也可以鍛煉對塑料模具的設(shè)計和制造能力。這次畢業(yè)設(shè)計是以煤氣灶旋鈕開關(guān)注射模具為主，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計，最后是模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。由于本人才疏學(xué)淺，知識根底不牢，缺少實踐經(jīng)驗，所以在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計計算和編寫模具設(shè)計說明書的過程中出現(xiàn)了一些問題，但是也得到了指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)以及其他機械和模具課老師的耐心指點，同時也得到了同學(xué)的熱心幫助，在此謹(jǐn)以致謝。因為本人經(jīng)驗有限，所以在設(shè)計過程中難免有不足之處，希望得到老師和同學(xué)的諒解，并懇請得到改正。1 工藝分析1.1 零件的分析圖1-1 零件圖 零件材料為烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。零件名稱為煤氣灶旋鈕開關(guān)。要求批量生產(chǎn)。在上面的圖中我們可以看到本次的任務(wù)是做一個塑料的煤氣灶旋鈕開關(guān)，所以大部分尺寸精度要求不是很高，只有個別尺寸精度需要較高的要求。因為這個旋鈕開關(guān)是和煤氣灶配套的，所以市面上一般的煤氣灶都可以用這個開關(guān)，因此中間大小只要和煤氣灶配套就行了。因為零件的外形較為簡單，所以在加工制造方面也較為方便，如圖1-1所示。1.1.1 脫模斜度在上面的圖中我們查書我們得知，ABS材料的成型收縮率在0.4%-0.8%范圍內(nèi)，該零件的外形斜度為2，內(nèi)形的脫模斜度位35.1.1.2 零件的外觀要求表面光滑無毛刺，外形尺寸允許偏差，卡孔尺寸要精確。1.2 材料的分析 該零件選用的材料為ABS塑料，它是屬于熱塑性塑料，該產(chǎn)品是通過注塑成型的。所以我們才會選用ABS這個材料。ABS是由丙烯腈（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）共聚生成的三元共聚物，具有良好的綜合力學(xué)性能。ABS易吸水，從而使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕，云紋等缺陷，所以在成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。ABS這個材料由于性能穩(wěn)定，所以在社會上的應(yīng)用也較為廣泛。如生活用品中的電視機、計算收音機等的殼體；工業(yè)機械中的齒輪、軸承等等。1.3 ABS注塑成型的工藝參數(shù)注塑機選擇的螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速在2060r/min之間，注塑級噴嘴的選擇方式為自鎖式，溫度在250270之間。料筒溫度前段保持在255260之間，中期的時候在265280之間，后期的時候保持在240250之間。模具溫度應(yīng)該保持在50120之間，注射壓力應(yīng)該在80120MPa。整套工序的時間注射時間為05s、保壓時間為2050s、冷卻時間為2040s、成型周期為50100s.2 分型面的確定2.1 分型面的選擇原則（1）符合膠件脫模的基本要求，就是能使膠件能從模具內(nèi)取出，分模面位置應(yīng)設(shè)計在膠件脫模方向最大的投影邊緣部位。（2）滿足模具的鎖緊要求，將膠件投影面積大的方向，放在前、后模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分模面；另外，分模面是曲面時，應(yīng)加斜面鎖緊。該零件分型面如圖2-1所示。圖2-1 零件分型面2.2 確定型腔的數(shù)量以及布局原則2.2.1 型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素（1）制品重量（包括澆注系統(tǒng)凝料）與注塑機的額定注塑量：（各腔塑料制品總量+澆注系統(tǒng)凝料）注塑機額定注塑量80%。注意：算出的數(shù)值不能四舍五入，只能向大取整數(shù)。（2）由注塑機的額定鎖模力確定：各產(chǎn)品（包括凝料）在分型面上的投影面積型腔平均壓力注塑機額定鎖模力80%。注意：型腔平均壓力需要查表2-1塑料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力得到。表2-1 塑料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力條件型腔平均壓力/MPa舉例易于成型的制品25聚乙烯、聚苯乙烯等厚壁均勻用品、容器類普通制品30薄壁容器類高黏度、高精度制品35ABS、聚甲醛等機械零件、高精度制品黏度和精度特別高制品40高精度的機械零件2.2.2 布局原則（1）保證模具的壓力平衡和溫度平衡。保證模具的壓力和溫度平衡，可以采用將制品對稱排位或?qū)桥盼?。?）成型零件尺寸最小原則。成型零件的尺寸越小，模架的尺寸就越小，模具的制造成本就越低，與之匹配的注射劑就越小。小型的注射機運轉(zhuǎn)費用低，且運轉(zhuǎn)速度快。該零件的排列方式為一模四腔對稱排列，如圖2-1。圖2-1 型腔布局示意圖2.3 模架的選擇綜合以上所述，選擇的模架型號為龍記（LKM）的大水口CI.A板厚度為60mm，B板厚度為70mm，C板厚度為80mm.如圖2-2所示。圖2-2 模架3 注塑機的選擇3.1 零件的體積和質(zhì)量的計算根據(jù)UG軟件的建模測量得出單個零件的體積為7.9cm3；因為一模四穴，故得出零件的總體積V1=0.974=38.8cm3；零件的總質(zhì)量M1=V1=38.81.05=40.74g ABS的密度g/cm3（1.02-1.08）。澆注時的零件廢料，查資料得出，取零件總體積的60%：為V2=V160%=23.28cm3。得出該模具一次澆注所需要材料的總體積和總質(zhì)量：V=V1+V2=38.8+23.28=62.08cm3；M=V=1.0562.08=65.184g。3.2 選擇注塑機根據(jù)上面的計算和書上內(nèi)容的參考，所以初步?jīng)Q定選用注塑機型號為XS-ZY-125的注塑機來工作。該注塑機的參數(shù)如下表3-1所示。表3-1 注塑機技術(shù)參數(shù)一次注射量（cm3）125螺桿直徑（mm）42注射壓力（MPa）119注射方式螺桿式鎖模力（kN)900最大注射面積（cm2）320最大開模行程（mm）300模具最大厚度（mm）300模具最大厚度（mm）200動定模板尺寸（mm）4204504 注塑模導(dǎo)向定位系統(tǒng)4.1 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的定義（1）導(dǎo)向系統(tǒng)：使模具上的活動零件按照既定的軌跡運動的結(jié)構(gòu)。（2）定位系統(tǒng)：注塑模中承受側(cè)向力，保證動、定模之間及各種活動零件之間相對位置精度，防止模具在生產(chǎn)過程中變形錯位的結(jié)構(gòu)。（3）導(dǎo)向定位系統(tǒng)：注塑模中用于保證各活動零件在開、合模時準(zhǔn)確復(fù)位，以及在注射過程中不會錯位變形的那部分機構(gòu)。4.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計4.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計（1）定模板、動模板之間導(dǎo)柱的長度一般比型芯端面的高度高出15-25mm.（2）當(dāng)有側(cè)向抽芯機構(gòu)或斜滑塊時導(dǎo)柱的長度應(yīng)在10-15mm.如圖4-1、4-2所示。圖4-1 導(dǎo)柱、導(dǎo)套圖4-2 導(dǎo)向系統(tǒng)示意圖4.2.2復(fù)位桿的設(shè)計模具合模需要四根復(fù)位桿，通過托模固定板固定。如圖4-3所示。圖4-3 復(fù)位桿5 成型零件的設(shè)計5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計零件的外表面是通過型腔成型而成的，把型腔單獨做成一個嵌塊，再將嵌塊把它固定到定模板上，形成一個完整的型腔。如圖5-1所示。圖5-1 型腔整體結(jié)構(gòu)圖5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計因為零件分型面的原因，所以型芯內(nèi)也存在了一部分零件表面。而型芯的設(shè)計跟型腔一樣，同樣是嵌塊嵌入動模板中，如圖5-2所示。圖5-2 型芯嵌塊結(jié)構(gòu)圖5.3 模仁材料的選擇根據(jù)對零件的綜合分析，該零件在外觀上的要求較低，但是塑件在數(shù)量上是需要批量生產(chǎn)的。零件的材料ABS具有較高的耐熱性、耐化學(xué)腐蝕性、良好的彈韌性、沖擊強度、耐寒性以及較高的抗拉強度，而且根據(jù)效益和加工簡單的方面來說，我選用S136鋼材，并淬火。5.4 動模、定模尺寸的確定5.4.1動模板尺寸動模板所承受的壓力較大，根據(jù)這一點，動模板要稍微厚一點，厚度為70mm.5.4.2定模板尺寸定模板所承受的壓力較大需要考慮定模板開框后模仁鑲嵌并留余量，所以厚度選取為60mm。如圖5-3。圖5-3 動、定模板結(jié)構(gòu)示意圖圖6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計6.1 澆口位置的選取根據(jù)零件的成型條件，故可以采用側(cè)澆口方式來澆注，型腔數(shù)為一模四腔。因為澆口截面積的分流道較小，注射壓力所示較大，若排氣不良，則易造成零件的充填不滿和產(chǎn)生硬痕等現(xiàn)象。所以產(chǎn)品澆注口如圖5-1所示。圖6-1 澆注口示意圖6.2 澆注流道設(shè)計澆注道分為主流道和分流道兩部分，主流道需要和注射機的噴嘴接觸相互碰撞，所以在設(shè)計的時候可以設(shè)計成可更換的澆口套。這套模具的澆口套內(nèi)徑呈圓錐形，錐度大小在34之間。如圖6-2、6-3所示。 圖6-2 流道示意圖由于采用普通的半圓形澆道，模具的分流道設(shè)計在定模板的分型面處。查詢相關(guān)資料得知，根據(jù)塑件質(zhì)量得出，該分流道直徑可取3mm，長度則取60mm，主流道直徑取6mm.圖6-3澆口套示意圖7 推出機構(gòu)的設(shè)計這套模具應(yīng)該采用頂桿頂出的方式，將零件頂出來。因為零件結(jié)構(gòu)簡單，所以可以將推出機構(gòu)頂桿設(shè)置在零件的中心位置。主澆道下方的冷料穴與鉤料針相連接，以便更好的取出零件。在頂桿頂出零件的時候要注意頂出力不易過大，以免造成零件的損傷。如圖7-1、7-2所示。圖7-1 推出機構(gòu)圖7-2 推出機構(gòu)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點和數(shù)量分布，頂桿數(shù)量應(yīng)該有四根，分別設(shè)置在零件的中心位置。頂桿的長度為115mm，直徑為5mm，固定在推桿固定板上。頂桿的長度比較長，直徑不大，所以在選擇頂桿材料的時候，要著重硬度。因此我選擇頂桿的材料為65Mn鋼。8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計ABS材料的熔化溫度為280以上，模具溫度為60120，所以模具溫度選為80，采用常溫水來對模具進(jìn)行冷卻。為了縮短冷卻時間提高生產(chǎn)效率，因此這次冷卻系統(tǒng)的布局采用橫向環(huán)繞的布局方式。因為零件的尺寸不大，所以選取的水路直徑為5mm.這套模具的冷卻系統(tǒng)如圖8-1所示。圖8-1 型腔冷卻回路圖9 模具制圖模具總裝圖如圖9-1所示。圖9-1 模具總裝圖總 結(jié)時間過的飛快，轉(zhuǎn)眼間兩年半的學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束了，迎來的卻是社會給我們的前所未有的挑戰(zhàn)。在做畢業(yè)設(shè)計的這段時間里說快也不快，說慢也不慢，也就這樣結(jié)束了。做好這份畢業(yè)設(shè)計，我覺得主要還是靠的自己以前學(xué)的課堂知識和自覺性。在做畢業(yè)設(shè)計之前，指導(dǎo)老師就給我們講解了關(guān)于畢業(yè)設(shè)計的很多內(nèi)容，但在實際的設(shè)計過程中難免會遇到一些我們難以解決的困難，同時也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處?，F(xiàn)在發(fā)現(xiàn)的不足能改正，那還是對我們是有好處的，總比發(fā)現(xiàn)不了自己的不足要強的多。第一次選定零件、第一次做分析、第一次做出整套模具出來，種種的第一次，給我?guī)淼牟粌H僅是成就感，還有就是對未來從事這行業(yè)的一種興奮與期待。因為是第一次，所以出現(xiàn)的問題太多了。零件選定的不合理、尺寸選定的不規(guī)范、軟件命令的不熟悉等等問題也都接踵而來。但靠著自己的不斷進(jìn)取的思想、同學(xué)之間的互幫互助和指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)，這些問題到最后都一一解決了。在這次設(shè)計過程中充分利用了UG、CAD、燕秀、胡波等軟件。對這些軟件的熟練程度，在設(shè)計這套模具上面起到了不可忽視的重要地位。在設(shè)計上，按照規(guī)定的順序來操作，先怎么樣再怎么樣。這樣，出錯的概率會小很多。在這次模具設(shè)計中，我覺得我對這些軟件的應(yīng)用更加得心應(yīng)手了?？傊ㄟ^這次畢業(yè)設(shè)計又一次鍛煉了我的實踐能力和積累了一些實踐經(jīng)驗。同時也知道了自己的不足之處和了解了模具這一行業(yè)在社會生活中的地位。熟能生巧，能在這行業(yè)立足，最終要的還是經(jīng)驗的積累。所以我會在以后的工作中不斷的積累社會經(jīng)驗，從而使得自己能在這樣行業(yè)立足，變得更加優(yōu)秀。致 謝最后還要再次感謝我的論文指導(dǎo)老師、模具老師還有同學(xué)們的熱心幫助，如果沒有你們的幫助，這份論文估計不會有現(xiàn)在這么好。指導(dǎo)老師對我的制圖和論文都提出了許多的寶貴意見，在此表示衷心的感謝。也正因為你們的支持，我才能輕松的完成這篇論文設(shè)計。附 錄 1圖1-1零件圖2圖2-1零件分型面3表2-1塑料形狀和精度不同時可選用的型腔壓力4圖2-1型腔布局示意圖5圖2-2模架6表3-1注塑機技術(shù)參數(shù)7圖4-1導(dǎo)柱、導(dǎo)套8圖4-2導(dǎo)向系統(tǒng)示意圖9圖4-3復(fù)位桿10圖5-1型腔整體結(jié)構(gòu)圖11圖5-2型芯嵌塊結(jié)構(gòu)圖12圖5-3動、定模板結(jié)構(gòu)示意圖圖13圖6-1澆注口示意圖14圖6-2流道示意圖15圖6-3澆口套示意圖16圖7-1推出機構(gòu)17圖8-1型腔冷卻回路圖18圖9-1模具總裝圖參考文獻(xiàn)1 褚建忠，甘輝，黃志高. 塑料模具設(shè)計基礎(chǔ)及項目實踐. 北京：浙江大學(xué)出版社，2015.2 翁其金. 塑料模具成型技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，2001.3 唐志玉. 注塑模具設(shè)計師指南. 北京：國防工業(yè)出版社，1996.4 朱光力，萬金保.塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學(xué)出版社，2003.5 洪慎章. 實用注塑成型及模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.6 李發(fā)志模具先進(jìn)制造技術(shù). 北京：機械工業(yè)出版社，20037 齊曉杰塑料成型工藝及模具設(shè)計北京：機械工業(yè)出版社，20058 黃虹塑料成型加工與模具. 上海：學(xué)林工業(yè)出版社，20029 孫鳳琴模具制造工藝與設(shè)備. 北京：中國輕工業(yè)出版社，200310 劉航. 模具制造技術(shù). 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2006.21