说明书-拔键器的塑料模具设计

编号 题 目:拔键器的塑料模设计学生姓名: 学 号: 院（系）: 专业班级: 指导教师:职 称: 年 月中文题目：拔键器的塑料模具设计 毕业设计（论文）共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要塑料是可塑性很好的一种合成高分子材料，在现如今早已被应用到生活中各个领域，为了大批量生产各种塑件，因此塑料模具是必不可少的，此篇论文是关于拔键器的塑料模具设计，主要内容包括塑料件材料工艺分析，塑件结构公艺分析，型芯型腔尺寸确定，分型面的选择，冷却系统的设计，顶出机构的布置。本模具采用一模两腔、侧浇口进料的两板式机构，在结构公艺分析之后，使用AutoCAD、UG8.5等软件来设计注塑模关键词：分型面；塑料；浇注系统目 录前 言11 设计任务22 塑件成型工艺分析32.1 塑件结构材料分析32.1.1 塑件材料分析32.1.2 塑件结构分析32.1.3 尺寸精度42.1.4 拔模斜度42.2 注塑机的选择42.2.1 计算塑件体积与质量42.2.2 确定型腔数量42.2.3 选择注塑机的工艺参数42.2.4 选择注塑机52.3冷却系统的设置63 分型面的选择与浇注系统的设计73.1 分型面的选择73.2 浇注系统的设计83.2.1 主流道设计83.2.2 分流道设计83.2.3 浇口的设计94 模具设计方案104.1 型腔的位置的设计104.2 成型零件的结构位置的设计104.3 推出机构的设计114.3.1 顶出方向114.3.2 顶出距离114.3.3 顶出方式114.3.4 圆推杆规格大小设计115 模架选择与计算125.1 模架设计思路125.2 模架型号的选用126 相关数据的校验136.1动定模尺寸136.2 高度尺寸136.3 开模行程137 模具制图14总 结17致 谢18附 录19参考文献20 前 言塑料模具是模具分类中的一个大类，在中国，塑料模具产值已经占到全部模具产值的三分之一左右。近年来，塑料模具的生产质量、核心技术和高新制造能力发展的迅速，有些高新技术已经达到国际水品。随着社会的不断进步，经济的不断发展，催发了整个模具行业的飞速发展，作为“机械之母”的模具，迎来一个又一个的春天。21世纪以来，科技融入生活的节奏越来越快，人们在感受到科技的便利的同时，对于产品的要求也是越来越高，这更是督促着商家不断的提高产品的质量、外观、性能，注重产品的客户体验等等，这就形成了一个良性循环，使得整个行业的制造水品不断的发展与进步。前一段时间我买了一个机械键盘，在增加了游戏体验的同时也激发了我对键盘的研究，对于普通的键盘而言，机械键盘针对于不同的用途有相应的加强和侧重，黑轴游戏体验感强，青轴段落感强便于输入等等，不过使用时间长了之后会有大量的灰尘进入到键帽的缝隙中，键帽和轴之间空间狭小，摘取不易，这个时候就需要用到这个便利的小工具-拔键器了。作为机械键盘的后备零件，拔键器的整体设计简单轻巧，采用常最见的聚乙烯作为原料，原料易取；同时取决于其简单的结构，对相关的设备要求不高，制造简易，生产量极大，市场上很常见，所以我决定将这个塑件作为我毕业设计的课题。在设计的过程中我将拔键器找到，将已手边的塑件作为蓝本，在UG8.5中建模，使用AutoCAD 2008出工程图，在设计整个模具的过程中查阅了的专业资料，结合老师的指导和指正，终于将整个塑料模具设计完成。1 设计任务本次设计任务为拔键器的塑料模具设计，塑件见图1-1、1-2，此塑件的材料为LDPE,作为市场上比较常见并且常用的一种产品，要求设计的塑料模具可以大批量生产此塑件。图1-1零件图1-2 塑料零件2 塑件成型工艺分析2.1 塑件结构材料分析2.1.1 塑件材料分析低密度聚乙烯（LDPE）是使用时间较早，应用范围较广，消费量很大的一种塑料，在世界上，聚乙烯的产量居各种塑料产量之首。聚乙烯的比重一般处在0.910.97g/,软化点在120以上，制品在80100范围内可以使用，在-70条件下仍有非常好的柔软性，耐化学腐蚀和抗有机溶剂的能力都很强，但是质地非常的柔软，机械强度不高，成型收缩率也很大（约为1.5%3.6%）。成型收缩率范围及收缩值大，方向性非常的明显，容易变形、翘曲。应该控制模温，保持冷均匀、稳定；流动性好且对压力变化敏感，分型面应该研磨。宜用高压注射，料温均匀，填充速度应快，保压充分；冷却速度慢，因此必须充分冷却，模具应设有冷却系统；质软易脱落，塑件有浅的侧凹槽时可强行脱模。32.1.2 塑件结构分析图2-1 塑料零件从图2-1中可得知，塑件的整体结构教简单，塑件薄壁厚度不大，同时对表面精度要求也不高，因为塑件没有非常复杂的结构，所有不考虑复杂的结构等，适宜用一般注塑模机构。2.1.3 尺寸精度塑件中并没有标注相应的尺寸精度与公差，所以采用一般精度即MT6，依据GB/TI4486-93,公差为0.94mm。2.1.4 拔模斜度塑件在脱模的过程中，塑件会附着在模具型面上，使整个塑件脱模困难，为了便于脱模，故设置拔模斜度，最为常用的拔模斜度为30130，本次拔模斜度取30。2.2 注塑机的选择2.2.1 计算塑件体积与质量(1)体积计算：通过软件UG8.5中实体建模可得该塑件的体积为V2.5。(2)质量计算：低密度聚乙烯的密度为=0.92 g/，所以质量为=V=2.3g。2.2.2 确定型腔数量根据该塑件的结构分析，结合经济实惠的同时又能满足相关的精度要求，决定采用一模两腔的模具结构形式，型芯型腔分布在A、B板中心线的两侧，这样既利于浇注系统和冷却系统的排列布置。2.2.3 选择注塑机的工艺参数塑件材料为LDPE，查资料表2-1的相关资料得到热塑性塑料注塑成形的工艺参数。表2-1 常用热塑性塑料注射成形的工艺参数塑料低压聚乙烯LDPE注射压力/60100注塑机类型柱塞式保压压力/4050螺杆转速/（r/min）注射时间/s05喷嘴形式直通式保压时间/s1560温度/150170料筒温度/前段170200冷却时间/s1560中段后段140160模具温度/3045成形时间/s401402.2.4 选择注塑机该塑料零件采用注射成型方式，一模两腔的，因此能够计算出一次的注射成型的过程中所用到的塑料量的值为：=2+=2x2.3+2.3x20%=5.6g。根据手册数据，所以选择XS-ZS-22型号的国产注塑机，注塑机主要技术参数见表2-2。表2-2 注塑机部分主要技术参数型号XS-ZS-22一次注射量/20螺杆直径/20注射压力/78注射方式双柱塞锁模力/kN250最大注射面积/90模具最大开（合）模行程/mm160模具最大厚度/mm180模具最小厚度/mm60动、定模固定板尺寸ab(mmmm)250280拉十空间a或ab(mm或mmmm)235喷嘴圆弧球半径/mm12喷嘴孔直径/mm2顶出形式四侧设有顶杆，机械顶出2.3冷却系统的设置 图2-2 冷却系统 图2-3 冷却系统(俯视)冷却系统如图2-2显示，根据上述结构工艺分析及材料工艺分析，应在设置水冷系统，水冷类型为普通水冷，连续冷却。3 分型面的选择与浇注系统的设计3.1 分型面的选择图3-1 分型面 根据塑件的结构设计分析，选择的分型面如图3-1所示，取中间做分型面，动、定模开模时，塑件停留在型芯上，再选择顶杆推出机构推出塑件。 分模面位置应该尽量的设在塑件脱模的方向最大的投影边缘的部位。 分型面的应该确保塑件留在动模一侧，并利于动模顶出顶出。 分型面的选择应该尽量避免形成侧孔，尽量做到行位结构简单，应该避免前模行位。 合理的安排浇注系统的位置，特别是浇口的位置。23.2 浇注系统的设计3.2.1 主流道设计主流道的形状都是有由浇口套的形状决定的，为了方便于脱模，主流道在设计的过程中大多采用的是圆锥形，两板模的主流道锥度一般取210。图3-2 主流道设计主流道设置如图3-2所示，同时根据表2-2得出：喷嘴孔直径=2mm；喷嘴前端球面半径=12mm。同时根据已得出的结论可以求出：主流道进口端球面半径= +(12)=12+(12)mm，取=14mm。 3.2.2 分流道设计对于多腔布置，要尽量用平衡式分流道，即保证每个型腔浇口位置相同且分流道长短一致。因为该塑件是小型的零件且结构非常的简单，同时塑件的壁厚与形状都不属于简易的情况，同时因为使用的塑料材料同时具有非常良好的流动性，所以我们选择选择单点进料的方式。将分流道设计成圆形道的截面,相对而言会减小加工难度。同时根据分析得出确定D=4mm。3.2.3 浇口的设计图3-3 浇口设计塑件对与精度的要求并不高，选择侧浇口利于加工。侧浇口的优点：23（1）侧浇口的截面形状相对的简单，加工起来很方便。 （2）侧浇口可根据塑件的形状特点，非常灵活地选择浇口的位置进行注塑。（3）由于侧浇口的截面尺寸小，因此去除浇口非常的容易，而且留下的痕迹非常的小。 14 模具设计方案4.1 型腔的位置的设计如图4-1所示，塑料零件的整体结构偏向于简易，没有什么需要特别分型的地方，在这样的情况之下我们有几种方式来排列，可以选择左右对称分布和前后对称分布两种排列方式。如果我们是选择前后排列的方式的话，那么相应的就需要选择更大尺寸的模架，这样会增加相应的成本：选择左右排列的情况下，可以在节约成本的情况下选择最小的模架，相对两种排列方式的比较，我们选择中心对称的左右分布。图4-1 零件4.2 成型零件的结构位置的设计在塑料模具中的型芯和型腔都是采用镶嵌式装在A、B板上的，镶嵌式型芯型腔如果在生产的过程中出现损坏，便于更换和维修，同时在制作模具的过程中，便于加工提高效率，同时在配置冷却系统的过程中更加便利。4.3 推出机构的设计推杆在塑料模具中，为使产品、流道和废料从模具中顺利脱出，保证生产的持续进行所设置的相关机构。4.3.1 顶出方向动模顶出。4.3.2 顶出距离顶出距离一般规定制品脱离模具被顶出的距离为510mm。4.3.3 顶出方式顶出方式选择圆顶杆推出的当时，圆顶杆在各种形状的顶杆中是最普通最简单的顶出装置，同时圆顶杆及圆顶杆孔都非常易于加工和处理，因此已被作为标准件广泛使用与顶出，顶针首先需要经过淬火处理，使其顶针具有足够的强度和耐磨性来支持长时间的模具开合。4.3.4 圆推杆规格大小设计圆推杆直径应尽量的取大些，这样脱模力大而平稳，尽量避免使用1.5mm以下的推杆。推杆直径在2.5mm以下而且位置足够时要做有拖推杆，大于2.5mm都做无托推杆，因为整个塑件显得小巧精致，根据塑件的尺寸我选择了两种圆推杆，一种直径为2.5mm,一种直径为1.5mm。图4-2 推出机构5 模架选择与计算5.1 模架设计思路选用什么样的模架应由塑件的特点和模具的型腔数量来决定，在模架选用之前首先应该确认成型镶件的尺寸。模架选用的基本原则有下面几点：选择模架的过程中，在经济和强度比最优的情况下选择较小规格的模架。我们在选择模具的时候应该考虑到注塑的容模量，在一般的情况下会优先的的选择工字模模架，如果是说比注塑机容模量大的时候我们选择直身模架。选择模架的过程中要根据塑件相对应的进浇方式和模具结构的需要来选择相应的模架，做到合理最优，可以优先尝试大水口的模架，如果在不能满足所需的时候，可以选择细水口模架。5.2 模架型号的选用模架选用型号为龙记大水CI-1820 尺寸：A板：18020030( mm ) B板：18020040(mm)。图5-1 模架6 相关数据的校验6.1动定模尺寸180200250280，合格。6.2 高度尺寸60180=180（模具最大厚度与最小厚度），合格。6.3 开模行程80mm（浇注凝料长度）+5mm（塑件内部高度）+20mm（塑件高度）+5mm（塑件推出余量）=110mm160mm（开模行程），合格。整体校核通过。7 模具制图图7-1 装配图图7-2 型芯零件图图7-3 型腔零件图总 结刚开始写毕业设计的时候我有些犹豫，也许是忙碌过后必然会懒惰，学生会卸任之后整个人都变得慵懒，上课也再是每时每刻都在听或都在记笔记，所以到真正的接触到注塑模的时候，我还有些一知半解的，不过看着辛勤的老师和忙碌的同学们，我觉得还是需要做出一份应该有的答卷，来总结三年来的成果。我选的题目是自己在生活中无意中发现的小工具，它并不起眼，不过却是一种科技步入生活的附属品，体现了商家的细致。虽然说是定了论文的题目，但是怎么入手来真正的设计还是个问题，在这个过程中我感受到了知识储备不足的痛苦，在很多需要专业数据和分析的过程中遇到了不少的沟坎，在这个时候就要感谢一直陪伴在我身边的老师和同学们了，是他们帮我度过了一个又一个的难关，因为有的时候死读书就是读死书，根据自己查阅到的资料来分析往往会陷入到思维的死角和纯理论上去，对于大家的帮助，我感到快乐并挚上万分的感谢。一套完整的毕业设计是对整个大学期间所学的各种只是的总结，就是一个小小的零件，想要将他的模具设计出来反而不是那么简单，首先你要知道设计一套模具的顺序是什么，如何设计一套模具，模具中有些什么，这样设计是不是符合机械原理等等，在动手设计的过程中还会用到AutoCAD、UG8.5、Moldflow等等各种各样软件，当同一个零件在不同的软件间流传分析的过程中，更是考验了自己对各类软件的掌握与运用。设计是一个反复的过程，也是一个完整的过程，有的时候设计了一套方案，在彻底完成之前总是要经历无数次的修改，根据整体的结构、机械原理、设计思路等等来做完善，所以每一份完整的模具设计都是经历过千锤百炼才得已面世的。在这整个的拔键器的塑料模具设计过程中我收获了很多的感悟，也更加熟练的掌握了专业技能，感谢在设计过程中帮助过我的老师和同学们。致 谢说起来的话毕业设计写到这里也预示着即将结束了，也代表着毕业离我们真的不远了，在感慨时间飞逝的同时也是回忆着从大一到现在的生活，有欢快有沮丧，有激动有失落，突然一下子好多画面都模糊了起来，不知道是