煤氣灶旋鈕開關(guān)的注塑模設(shè)計(jì)-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(jì)-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(jì),塑料,注射,nx,三維,cad 煤氣灶旋鈕開關(guān)的注塑模設(shè)計(jì) 摘 要 通過這次設(shè)計(jì)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(jì)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(yùn)用；還有零件制造過程中的所需成本和加工成本的合理運(yùn)算；提高動手能力，為將來的實(shí)際工作打下夯實(shí)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(jì)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(jì)；UG、CAD；注塑工藝 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 工藝分析 2 1.1零件的分析 2 1.1.1 脫模斜度 2 1.1.2 零件的外觀要求 2 1.2 材料的分析 2 1.3 ABS注塑成型的工藝參數(shù) 3 2 分型面的確定 4 2.1 分型面的選擇原則 4 2.2 確定型腔的數(shù)量以及布局原則 4 2.2.1 型腔數(shù)量的確定主要有以下影響因素 4 2.2.2 布局原則 5 2.3 模架的選擇 5 3 注塑機(jī)的選擇 7 3.1 零件的體積和質(zhì)量的計(jì)算 7 3.2 選擇注塑機(jī) 7 4 注塑模導(dǎo)向定位系統(tǒng) 8 4.1 導(dǎo)向定位系統(tǒng)的定義 8 4.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 4.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) 8 4.2.2復(fù)位桿的設(shè)計(jì) 9 5 成型零件的設(shè)計(jì) 10 5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 5.2 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 10 5.3 模仁材料的選擇 11 5.4 動模、定模尺寸的確定 11 5.4.1動模板尺寸 11 5.4.2定模板尺寸 11 6 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 6.1 澆口位置的選取 13 6.2 澆注流道設(shè)計(jì) 13 7 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 15 8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16 9 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?yàn)槌杀镜秃瓦\(yùn)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?yàn)槟＞叩漠a(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(jī)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(jì)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(shí)際的能力是一個很好的練習(xí)。因?yàn)槟＞呓Y(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(jì)和制造能力。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所以在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算和編寫模具設(shè)計(jì)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(jī)械和模具課老師的耐心指點(diǎn)，同時也得到了同學(xué)的熱心幫助，在此謹(jǐn)以致謝。 因?yàn)楸救私?jīng)驗(yàn)有限，所以在設(shè)計(jì)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?yàn)檫@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?yàn)榱慵耐庑屋^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(jī)、計(jì)算收音機(jī)等的殼體；工業(yè)機(jī)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(jī)選擇的螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速在20～60r/min之間，注塑級噴嘴的選擇方式為自鎖式，溫度在250～270℃之間。料筒溫度前段保持在255～260℃之間，中期的時候在265～280℃之間，后期的時候保持在240～250℃之間。模具溫度應(yīng)該保持在50～120℃之間，注射壓力應(yīng)該在80～120MPa。 整套工序的時間注射時間為0～5s、保壓時間為20～50s、冷卻時間為20～40s、成型周期為50～100s. 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(jì)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(jī)的額定注塑量：（各腔塑料制品總量+澆注系統(tǒng)凝料）≤注塑機(jī)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(jī)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(jī)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 35 ABS、聚甲醛等機(jī)械零件、高精度制品 黏度和精度特別高制品 40 高精度的機(jī)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)桥盼弧? （2）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(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，且運(yùn)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(jī)的選擇 3.1 零件的體積和質(zhì)量的計(jì)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?yàn)橐荒Ｋ难?，故得出零件的總體積V1=0.97×4=38.8cm3； 零件的總質(zhì)量M1=ρV1=38.8×1.05=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=V1×60%=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=ρV=1.05×62.08=65.184g。 3.2 選擇注塑機(jī) 根據(jù)上面的計(jì)算和書上內(nèi)容的參考，所以初步?jīng)Q定選用注塑機(jī)型號為XS-ZY-125的注塑機(jī)來工作。該注塑機(jī)的參數(shù)如下表3-1所示。 表3-1 注塑機(jī)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） 420×450 4 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(yùn)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(jī)構(gòu)。 4.2 導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.2.1 A、B板之間的導(dǎo)柱導(dǎo)套設(shè)計(jì) （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(jī)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(jì) 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(jì) 5.1 型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 零件的外表面是通過型腔成型而成的，把型腔單獨(dú)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(jì) 因?yàn)榱慵中兔娴脑?，所以型芯?nèi)也存在了一部分零件表面。而型芯的設(shè)計(jì)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(qiáng)度、耐寒性以及較高的抗拉強(qiáng)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(diǎn)，動模板要稍微厚一點(diǎn)，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(jì) 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?yàn)闈部诮孛娣e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(jì) 澆注道分為主流道和分流道兩部分，主流道需要和注射機(jī)的噴嘴接觸相互碰撞，所以在設(shè)計(jì)的時候可以設(shè)計(jì)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3°～4°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(jì)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 這套模具應(yīng)該采用頂桿頂出的方式，將零件頂出來。因?yàn)榱慵Y(jié)構(gòu)簡單，所以可以將推出機(jī)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(jī)構(gòu) 圖7-2 推出機(jī)構(gòu) 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jì) ABS材料的熔化溫度為280℃以上，模具溫度為60℃～120℃，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?yàn)榱慵某叽绮淮?，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(jì)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(jì)，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(jì)之前，指導(dǎo)老師就給我們講解了關(guān)于畢業(yè)設(shè)計(jì)的很多內(nèi)容，但在實(shí)際的設(shè)計(jì)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。現(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(qiáng)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?yàn)槭堑谝淮危猿霈F(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(jì)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(jì)這套模具上面起到了不可忽視的重要地位。在設(shè)計(jì)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(jì)中，我覺得我對這些軟件的應(yīng)用更加得心應(yīng)手了。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)又一次鍛煉了我的實(shí)踐能力和積累了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。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(yàn)的積累。所以我會在以后的工作中不斷的積累社會經(jīng)驗(yàn)，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(jì)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?yàn)槟銈兊闹С?，我才能輕松的完成這篇論文設(shè)計(jì)。 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(jī)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(jī)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(jì)基礎(chǔ)及項(xiàng)目實(shí)踐. 北京：浙江大學(xué)出版社，2015. 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