微调旋钮毕业设计集Word格式.docx
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第十章模具装配图
10.1模具装配图
10.2模具装配过程
10.3塑件注射成型工艺卡
第十一章模具成型零件数控加工工艺规程
11.1型腔的数控加工工艺规程
11.2型芯的数控加工工艺规程
第十二章模具装配、调试、日常维护
第十三章结论
参考文献
致谢
微调旋钮塑件如图1-1所示，设计要求如下：
材料为ABS，生产批量为大批量，未注公差为MT5级精度，塑件的外表面为使用工作面，不允许有熔接痕等表面缺陷。
要求按要求完成微调旋钮模塑注射工艺设计，绘制微调旋钮模具总装配图及非标准模具零件图，编制微调旋钮注射模具成型零件加工工艺，阐述微调旋钮二板式侧抽芯注射模具装配过程。
①塑件为回转体零件、结构简单;
②塑件总体为一锥型凸台形状，故外形脱模可以不考虑脱模斜度；
③塑件下部分壁厚均匀，均为2mm，较薄；
上部分壁厚为3mm，也较薄；
④塑件外表面有一Φ4的单面通孔，为保证孔的特征，故必须设计斜导柱侧抽芯机构；
⑤塑件无螺纹，故不涉及螺纹成型及螺纹脱模的问题；
⑥塑件为MT5级精度，总体要求精度不高。
图1-1微调旋钮二维图
图1-2微调旋钮三维图
原材料的选择
名称：
ABS
类型：
热塑性塑料
结构特点：
线性结构非结晶型
使用温度：
≤70℃
化学稳定性：
良好
性能特点：
机械强度较好，有一定的耐磨性，但耐热性较差，吸水性较大
主要用途：
电器外壳、汽车仪表盘、日用品等
流动性：
中等
收缩性：
成型收缩，收缩率0.4—0.7
冷却速度：
由于浇注成型时温度较高，故而塑件冷却速度较慢，必须充分冷却
为保证塑件成型这要求注射模具必须具有冷却水道系统。
该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均按要求MT5查取公差，其主要尺寸公差标注如图表1-3：
表1-3塑件主要尺寸精度
基本尺寸
尺寸公差
塑件外形尺寸
Ø
43
430-0.64
21
210-0.44
15
150-0.38
42
420-0.64
塑件内形尺寸
39
39+0.560
37
37+0.560
9
9+0.280
4
4+0.240
6
6+0.280
2
2+0.200
7.5
7.5+0.280
3
3+0.200
该塑件要求“外表面为使用工作面，不允许有熔接痕等表面缺陷”而塑件内部没有较高的表面要求。
根据塑件的一般要求，塑件外表面粗糙度可取Ra0.8um。
①该塑件适合采用注射成型方法加工；
②根据塑件结构特点适合采用侧浇口，推件板推出的两板式模具结构；
③考虑到塑件单边通孔的特征，故采用斜导柱侧抽芯机构成型孔特征；
④考虑到塑件为MT5级精度，总体要求精度不高，又是大批量生产，故设计时采用一模四腔的模具结构，以提高生产效率；
⑤推出机构采用简单的推板推出机构。
⑥塑件台阶表面上有一Ø
4的单面通孔，故设计到斜导柱侧抽芯分型结构的模具。
⒈计算塑件的体积：
根据零件的三维pro/e模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积为：
V1=8230.34mm3
其塑件所需浇注系统的体积为：
V2=19752.816mm3
则一次注射所需的塑料总体积为：
V=4V1+V2=52674.176mm3
⒉计算塑件的质量：
查手册（常用塑料性能）则取密度ρ=1.16g/cm3
由公式计算塑件的质量：
M1=V1×
ρ=9.55g
浇注系统与塑件的总质量：
M=V×
ρ=61.1g
⒊最大投影面积：
塑件二维投影为一Ф43的圆，故最大投影面积S=πr2=1451.465mm2
由塑件的体积V1=8230.34mm3
则由公式V2+nV1≤0.8M可得:
M≥65842.72mm3
查国产常用注塑机表，则选择螺杆式注射机XS-ZY-125，其主要参数见下表2-1：
表2-1螺杆式注射机XS-ZY-125主要技术参数
公称注射量（cm3/g）
125
模具最大厚度（mm）
300
螺杆直径（mm）
Ф42
模具最小厚度（mm）
200
注射压力（Mpa）
120
拉杆间距（mm×
mm）
260×
290
注射时间（s）
1.6
合模方式
液压—机械
注射方式
螺杆式
定模板定位孔直径（mm）
Ф100
合模力
900
喷嘴球直径（mm）
12
最大成型面积（cm3）
320
喷嘴孔直径（mm）
Ф4
模板最大行程（mm）
顶出型式
中心机械顶出
模塑工艺卡2-2如下
（单位名称）
塑料注射成型工艺卡片
资料编号
第001号
车间
注塑车间
共1页
第1页
零件名称
微调旋钮
材料牌号
设备型号
XS-ZY-125
装配图号
材料定额
每模件数
零件图号
单件重量
约38.2g
工装号
零件草图
材料干燥
设备
温度/℃
80～85
时间/h
2～3
料筒温度
（℃）
后段/℃
150～170
中段/℃
165～180
前段/℃
180～200
喷嘴温度/℃
170～180
模具温度/℃
50～80
时间
注射/S
20～90
保压/S
0～5
冷却/S
20～120
压力
注射压力/Mpa
60～100
背压/Mpa
后处理
温度
70
时间定额
辅助/min
2~4
单件/min
检验
2.2.1型腔布置方案
型腔布置：
采用一模四腔的型腔布置方案;
理由：
1塑件为回转体零件、结构简单;
2塑件尺寸精度要求不高，为MT5级
⑶塑件要求大批量生产，故设计时采用一模四腔的模具结构，以提高生产效率；
型腔的排列方式应遵循平衡式原则；
故而型腔布置如图2-3所示：
图2-3型腔布置图
⒈分型面的确定原则：
1选取所要成型零件最大轮廓处;
2保证塑件能够顺利脱模；
3保证塑件外观质量；
4保证塑件精度要求；
5使分型面容易加工；
6有利于排气;
故根据以上原则则确定该塑件易采用水平分型方式进行分型;
如上图分型面应选择哪一个呢？
说明理由。
根据分型面的选择原则，⑴分型面一般选择塑件最大轮廓处；
⑵能够使型芯与型腔容易分开；
③能够保证塑件精度要求；
④还要有利于排气;
而右面A—A分型面保证不了塑件表面质量，同时对同轴度有一定的影响，故选择左面A—A水平分型面。
⒈模具主流道的设计尺寸:
根据手册查得XS-ZY-125型注塑机喷嘴的有关尺寸如下：
喷嘴球半径R0=12mm;
喷嘴孔直径d0=Φ4mm；
则根据模具主流道与喷嘴的关系可得：
d=4+1=5mm;
H=5mm;
L=15mm;
R=12+2=14mm;
r=0.72mm;
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2°
～4°
，经换算的主流道大端直径D=7.19mm;
其主流道如3-1所示:
图3-1主流道图
⑴该塑件由于采用大批量生产，故采用工字型平衡式的分流道布置较合适，这种布置能够达到各种型腔能均衡地进料，同时充满各型腔，保证注塑要求；
⑵分流道截面采用半圆形截面，则表面积/体积比最小，冷却速度最低，热量及摩擦损失小。
进料流道中心冷凝慢，有利于保压；
3分流道设计如图3-2；
图3-2分流道图设计
由于塑件为ABS，不宜用直接进料口，同时塑件要防止翘曲变形及其他表面缺陷。
故而综合对塑件成型性能和浇口的分析比较，确定成型该塑件的模具采用侧浇口。
图3-3侧浇口图
根据所成型塑件所需标准模架的选择以及查标准件表，得以确定所选浇口套、定位圈的尺寸；
浇口套、定位圈具体尺寸如下图3-4；
图3-4浇口套、定位圈二维、三维图
⒈塑件结构分析如下:
2塑件为回转体零件、结构简单;
⑵塑件总体为一锥型凸台形状;
⑶塑件为MT5级精度，总体要求精度不高；
由塑件以上结构分析可知，再从模具零件加工工艺性方面考虑，
型腔结构设计选择整体安装式凹模，整体安装式凹模型腔适用于小型且形状简单的塑件成型。
型腔二维及三维布置图如4-1所示：
图4-1型腔二维、三维布置图
⒈型芯是成型塑件的内表面的成型零件，然而该塑件：
⑴型芯为回转体零件、结构简单;
⑵塑件尺寸公差为MT5级精度，总体要求精度不高;
⑶为了节约贵重磨具钢材和便于加工，通常把模板与型芯采用不同材料制成，然后连接起来；
⑷一般采用台阶连接，连接牢固可靠;
由以上分析可知型芯选择组合式型芯。
型芯二维及三维布置图如4-2所示：
图4-2型芯二维、三维布置图
⒈收缩率S；
S=（smax+smin）/2×
100%=（0.7%+0.4%）/2×
100%=0.0055
⒉制造误差z；
z=△/3
⒈引入公式4-3；
Lm=【Ls（1-S）-3/4△】0+z;
Hm=【Hs（1-S）-2/3△】0+z;
lm=【ls（1+S）＋3/4△】0-z;
hm=【hs（1+S）＋2/3△】0-z;
图4-3引入公式
表4-4所示型腔、型芯尺寸
型腔
Φ430-0.64
Φ210-0.44
Φ150-0.38
100-0.28
200-0.44
120-0.32
110-0.32
对应
Φ42.76+0.2130
Ф20.79+0.1470
Φ14.80+0.1270
9.87+0.0930
19.82+0.1470
11.85+0.1070
10.85+0.1070
型芯
Ф39+0.0560
Ф17+0.380
Ф9+0.280
8+0.280
20+0.440
14+0.0320
10+0.280
Ф38.790-0.187
Ф16.810-0.127
Ф8.840-0.093
8.230-0.093
20.400-0.147
14.290-0.107
10.290-0.107
⒈在注射成型的每一循环中，都必须使塑件由模具型腔中脱出，模具中脱出塑件的机构称为推出机构，或称脱模机构。
⒉推出过程：
包括开模、推出、取件、闭模、推出机构复位等过程。
⒊推出零件有推杆、复位杆、推杆固定板、和推板等。
⒋推杆将塑件从型芯中推出；
复位杆在闭模过程中使推杆复位；
推杆固定板和推板连接，固定所有推杆和复位杆，传递推出力并使整个推出机构能协调运动。
推出机构的驱动方式：
手动推出机构；
机动推出机构；
液压推出机构；
气动推出机构；
⒈根据以上推出机构的设计原理，该塑件为壳类零件，表面不允许留有推出痕迹，所以采用推件板推出方式；
驱动方式采用液压机械驱动。
⒉推件板推出结构如5-1所示：
图5-1推件板推出机构
⒈塑件上具有内外孔或内、外侧凹，塑件不能直接从模具中脱出，此时需要将成型塑件侧孔或侧凹等的模具零件做成活动的，这种零件称为侧型芯。
⒉在塑件脱模前先将侧型芯从塑件上抽出，然后再从模具中推出塑件。
完成侧型芯抽出和复位的机构就叫做侧向分型与抽芯机构。
⒊侧向分型与抽芯机构典型结构见6-1图；
图6-1侧向分型与抽芯机构典型结构
⒈确定抽芯距：
S=侧孔深度+3mm=2mm+3mm=5mm
⒉斜导柱的设计：
⑴直径d应侧孔形状较小、深度不深且形状简单，故斜导柱直径按经验值12mm取。
⑵模具所需抽芯距不大，所以斜导柱斜角设计为25°
。
3斜导柱有效长度l=s/sina=5/sin25°
=10mm
⑷斜导柱其他部分的长度加载模型以后直接在图上量取。
斜导柱安装在定模板上固定。
⒊滑块的设计、楔紧块的设计：
1因侧孔形状简单、深度较浅，所以将滑块和侧型芯设计成整体式。
⑵楔紧块与滑块配合的斜面的斜角为20°
，使用挂台安装在定模板上。
图6-2斜导柱、滑块、楔紧块的二维、三维图
模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。
标准模架如图7-1所示：
图7-1标准模架
⒈根据所成型塑件的设计要求，则选取单分型面的二板式注射模;
选择侧浇口模架。
⒉所选标准模架B型如图7-2所示：
图7-2标准模架B型
⒊最后选定模架规格为150×
150的模架；
A、B、C板分别为50mm、
20mm、60mm,才能满足微调旋钮注射模的需要。
⒋标准模架1515组合尺寸如表7-3所示：
表7-3所示为1515模架组合尺寸
L
W1
W2
W3
A
B
C
H1
H2
H3
H4
H5
H6
150
28
90
50
20
60
30
25
13
W4
W5
W6
W7
L1
L2
L3
L4
D1
D2
M1
M2
48
72
114
132
56
16
4×
M10
M6
为了保证注射成型正常进行，注射机的最大注射量应大于塑件的质量或体积。
由公式K利V公≥V校核;
即
塑件的体积为：
V1=8230.34mm3
V=4V1+V2=52.674176cm3
K利一般取K利=0.8；
又知所选注射机为螺杆式注射机XS-ZY-125，故V公=125cm3；
有0.8×
125≥52.674176，故而满足要求。
⒈锁模力是指注射机的锁模装置对模具施加的最大夹紧力。
⒉为了防止分型面处产生溢料现象，保证塑件在高度方向上的尺寸精度，注射机的额定锁模力必须大于胀模力，即：
F锁≥qA分
⒊查表F锁=900kN；
q=34,3MPa;
即：
900≥34.3×
8.649，故而满足要求。
⒈注射机XS-ZY-125要求模具最大厚度为300mm,模具最小厚度为200mm；
而微调旋钮设计闭合厚度为220mm,介于两者之间，符合注射机要求。
⒉微调旋钮模具定位圈尺寸、浇口套设计均按注射机喷嘴尺寸参数设计，符合注射机要求。
⒈注射机XS-ZY-125为“液压——机械“合模方式，因此注射机最大开模行程与模具厚度无关，对于该塑件的单分型面注塑模具；
⒉开模行程可按下式校核：
S≥H1+H2+（5—10）
其中制品推出距离为30mm，制品总高度H2为42mm,即S=30+42+10=82mm,S小于模板最大行程300mm,故注射机满足开模要求。
制品的推出距离要求为30mm,微调旋钮注射模设计垫块高60mm，推板厚28mm.因此模具的推出距离实际为60-28=32mm﹥30mm,故满足塑件推出要求。
⒈塑件成型工艺过程中，模具温度会直接影响塑件的充模、塑件的定型、成型周期和塑件质量。
⒉模温过低，熔体流动性差，塑件成型性能差，塑件轮廓不清晰，表面产生明显的银丝、云丝，甚至充不满型腔或形成熔接痕，塑件表面不光泽，缺陷多，机械强度降低。
⒊模温过高，成型收缩率大，脱模后塑件变形大，并且易造成溢料和粘膜。
⒋模具温度不均匀，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，影响塑件的形状及尺寸精度。
因此，为保证塑件质量，模温必须适当、稳定、均匀。
⒌多数情况下，由于模具不断地被注入的熔融塑料加热，模温升高，靠模具自身的散热不能使模具保持较低的温度，一般应加设冷却装置。
⒍模具设置的温控系统应使型腔和型芯保持在规定的温度范围之内，并使模温均匀，以便成型工艺得以顺利进行，保证塑件尺寸稳定、变形小、表面质量好、物理和机械性能良好。
⒈模具冷却概述
⑴模具的冷却就是将熔融塑料传给模具的热量尽可能迅速地全部带走，以缩短成型周期，并获得最佳的塑件质量。
⑵模具的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却等，常用的是水冷却方法。
⑶冷却形式一般是在型腔、型芯等部位合理地设置冷却通道，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。
⑷冷却水一般为室温冷水，必要时也可以采用低温水来满足需要。
⒉冷却通道的设计原则
⑴冷却通道离凹模型腔壁不易太远或太近，以免影响冷却效果和模具的强度。
⑵塑件壁厚基本均匀时，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，这样冷却会愈均匀。
⑶冷却系统应防止漏水，特别是不能渗透到成型部位
⑷冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应畅通无阻。
⑸冷却通道要避免接近塑件的熔融部位，以免使塑件产生熔接痕，降低塑件强度。
⑹进出口冷却水温差不宜过大，避免造成模具表面冷却不均匀。
⑺冷却通道的设置应考虑节水原则，应设冷却水的循环供应系统。
⒊冷却装置的形式
沟槽式冷却
管道式冷却
隔板式冷却
套管式冷却
间接式冷却
⒈根据以上冷却系统设计原则以及冷却装置形式，得以确定所选塑件的型腔选择管道式冷却、型芯选择隔板式冷却。
⒉型腔、型芯冷却图见9-1所示：
图9-1型腔、型芯冷却图
图10-1模具装配图
图10-2模具二维装配图
表10-3模具装配过程
1.将定模板放在等高块上
2.将定模座板放在定模板上
3.装入浇口套
4.在定模扳和定模座板之间装入销钉和连接螺钉
5.安装定位圈并拧上连接螺钉
6.将支撑板放在等高垫块上
7.将动模板放在支撑板上
8.在动模板上装入导柱导套
9.将型芯装入动模板：
10.将组合件反面
11.按规定方向放上推杆固定板
12.在推杆固定板中装入复位杆
13.再放上推板
14.在推杆和推杆固定板之间安装连接螺钉并拧紧
15.将装配的组件翻面，并放上垫块
16.放上定模座板并装上螺钉，拧紧
17.放上推件板，并轻轻敲下
18.动定模合在一起
表10-4塑件注射成型工艺卡
2～3
图11-1模具型腔结构
图11-2型腔机加工工艺过程卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
定模板
工件材料
T12A
毛坯种类或材料规格
150×
50（
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