计算机按键注塑模

1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书 毕业设计说明书 设计题目： 计算机按键注塑模 班级： 姓 名: 指导老师： 完成时间： 第9页共31页 毕业设计（论文）任务书 系 部：材料工程系 专 业：模具设计与制造 学生姓名：学号: 设计（论文）题目： 计算机按键注塑模设计 起迄日期: 指导教师： 发任务书日期 毕业设计(论文)任务书 1. 本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的: 该课题来源于杨占尧老师主编的塑料模具设计图册P244油管接头注塑模。 在完成该课题之后，应对注塑工艺生产较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用， 能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制， 能够运用模具设计软

2、件完 成模具装配图及零件图的绘制。 2. 本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、 工作要求等)： (1) 塑件的结构工艺分析； (2) 计算机按键注塑模设计，绘制模具总装图一张; (3) 画出非标准件零件的零件图； (4) 编写设计说明书一份； (5) 编制主要零件加工工艺过程卡。 原始资料： 塑件图及其尺寸如右图所示， 材料：ABS 生产批量：大批量生产 企鹅332554595有删减 有CAD图+ 插图清单 图1-1分型面的选择 3 图2-1分型面的设计 6 图2-2型腔排列方式 8 图2-3型腔结构 9 图2-4型芯结构10 图5-1 导柱15 图7-1闭合高度1

3、7 表格清单 表3-1型腔工作尺寸计算 11 表3-2型芯的工作尺寸计算 12 表10-1型芯2机械加工工艺过程卡 22 表10-2 推件板机械加工工艺卡23 摘要 该设计较系统的介绍了简单注塑模具的设计过程。同时对塑件的成形工艺及 模具成型结构对塑件质量的影响进行了分析。在设计过程中，首先对塑件进行工 艺分析，了解塑件的材料、形状、尺寸及精度要求，参考工艺的可行性，选择满 足要求的工艺方案。然后我按照设计要求对组成注塑模具的成型零部件、浇注系 统、导向机构、脱模结构、侧向分型与抽芯机构、加热与冷却系统、排气系统和 其它零部件进行设计。在模具设计过程中较多的考虑了模具结构的调整性、易更 换性及

4、模具成本。从控制制件尺寸精度出发，对计算机按键注塑模的各主要尺寸 进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸。模具零件设计完毕后，对重要的工 作结构和零件进行了校核。校核结束后对模具安装并调试。从模具设计到零部件 的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 CAD进行各零件的设计 关键词：工艺分析；塑件成型；浇注系统；模具结构；校核 Abstract This desig n systematic in troducti on has simply cast the mold the desig n process. Meanwhile to modelled the formed craft

5、 and the mold takes shape the structure to model a quality the in flue nce to carry on the an alysis. In the desig n process, first to models to carry on the craft analysis, understood models a material, the shape, the size and the precisi on request, the refere nce craft feasibility, the craft pla

6、n which the choice an swers the purpose. Then I to compose accordi ng to the desig n request cast the mold to take shape the spare part, pour the system, the guida nce orga ni zati on, the draw ing of patter ns structure, lateral dividi ng with pull out the core orga ni zati on, heat up with the coo

7、li ng system, the exchaust gas system and other spare parts carry on the desig n. In mold desig n process many con siderati ons mold structure adjustme nt, easy replaceme nt and mold cost. Embarks from the control workpiece size precision, molded each main dime nsion to the computer pressed key note

8、 to carry on the theoretical calculati on, by determ ined each work comp onents the size. After the mold comp onents desig n fini shed, has carried on the exam in ati on to the importa nt work structure and the comp onen ts. After the exam in atio n had fini shed to mold in stallme nt and debuggi ng

9、. Desig ns from the mold to the spare part process ing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration, and carries on various components using CAD the desig n. Key word: Craft analysis; Models to take shape; Pours the system; Mold structure; Exam in ati on 作为模具设计与制

10、造专业的学生，能进行简单模具设计是我们应该掌握的一 项基本技能。毕业在即，为了加强我们对已过三年中所学知识的掌握，老师为我 们安排了毕业设计。毕业设计（论文）是经过指导老师评审的原始设计（研究） 成果，具有一定的独创性，它所探讨的问题比较专深，对所研究的问题的阐述比 较系统。老师要求我们对毕业设计严格对待，我们也是这样做的，所做的设计基 本可以满足工厂的生产要求。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又 是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁 力工业”。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工 业中的“关键工业”

11、；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”， 同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。日本模具产业 年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值 9000亿日元。如今，世界模 具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引 导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为 245亿，至2002年我国模具总产值为360亿元，其中塑料模约占30%左右。在未 来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。近年来，我国的模 具工业一直以每年13%左右的增长速度快速发展

12、。据预测，我国模具行业在“十 五”期间的增长速度将达到 13%15%。模具钢的需求量也将以年 12%的速度递 增，全国年需求量约70万吨左右，而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种 的60%，每年进口模具钢约6万吨。我国每年进口模具约占市场总量的 20%左右, 已超过10亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上。 纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国 模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益 和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此， 模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科

13、知识集聚的高 新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。 目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具 的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。 现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研 究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。 21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目 标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限 度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。可见，未来我国模具工业和技术 的主要发展方向将是

14、： 大力普及、广泛应用 CAD/CAE/CAM技术，逐步走向集成化。现代模具 设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。 提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具 的进口量，增加模一一推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工 艺，满足模具制造的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提 高模具的开发效率与成功率。 开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设 计技术。 在科技发展中，人是第一因素，作为模具专业的学生，深感责任的重大。在 小的方面

15、讲，模具设计与制造的水平的高低可换来个人的荣誉和财富的多少；在 大的方面讲，我们的模具设计与制造水平也是一个国家模具制造水平的缩影，关 系到祖国模具工业能否繁荣。因此我们要特别认真，使自己变为有用的模具人才， 搞好技术创新，提高模具设计制造水平，实现祖国的繁荣与富强。 第1章 模塑工艺规程的编制 该塑件是计算机键盘上的一个按键， 其塑件如图1-1所示。本塑件的材料采用 ABS，生产类型为大批量生产。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 0.7工好 9 入八L异 ： J 一 二JIJ3亠 3 企鹅332554595有删减 有CAD图. 1.1塑件的工艺性分析 1）塑件的原材料分析 该塑件材料选用

16、 ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）。属于热塑性塑料，ABS 具有超强的易加工性能、外观特性、低蠕变性和优越的尺寸稳定性以及很高的抗 冲击强度,ABS是一种三元共聚物，因此兼有三种组元的共同性能，是有具有坚韧、 质硬、刚性的材料，耐电能力和耐化学性能较好。ABS具有吸湿性，在注塑成型之前 要进行干燥。在80C90C下最少干燥两个小时，且温度的波动应小于0.1 %。ABS 流动性较差,内浇口外表面外观不好，熔接痕显著，升温时制件精度较好。 2）塑件的结构分析 从零件图上分析，该零件总体长度为长方形，内部有三个凹槽，中间凹槽上部有 阶梯孔。该塑件长18mm,宽6mm.中间凹槽上部较小，较小部分

17、截面为长方形，截面 第10页共31页 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 尺寸长4.6mm,宽3mm,高度为3mm,较大部分截面形状为正方形，边长为4.6mm, 高度为10.5mm另外两个凹槽呈对城分布，截面均为正方形，边长尺寸为3mm高度 为13.5mm倒角为0.7 45。从零件的壁厚来看，塑件的最大壁厚为3mm,最小壁 厚为0.7mm,壁厚差为2.7mm,壁厚分布不均匀，但塑件体积和质量较小，所以不会出 现成型困难。 3) 塑件的尺寸精度分析 制件的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具 制造误差，塑料件未注公差，由于该制件的原材料为ABS，成型条件相对较严格， 精度

18、选择可参照塑料成型工艺与模具设计表 2-18,选塑件精度等级为5级。 再由塑料成型工艺与模具设计查表2-17对应塑件尺寸公差，可得各部分尺寸 如下；18 0.10、6o.1、30.1、13.5 0.32、4.60.0.1、OF0。塑件的尺寸精度中等偏下， 根据现有条件，对应模具相关零件的尺寸加工可以保证。 4) 塑件的表面质量分析 塑件表面要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质，因为塑件外表面要与人 手接触，所以要求表面尽量光滑，塑件表面没有其它要求，所以比较容易成型。 1.2 计算塑件的体积和质量 计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 塑件的体积=整个塑件形状所包围体积-塑

19、件低部凹槽体积-倒角部分所用空间 体积。 所以塑件体积 V=18X 6X 15-3X 3X 13.5 X 2- (4X 4X 10.5+3 X 3X 4) - (0.7 X 0.7 X 18+0.7 X 0.7 X 4) =1620-243-204-1.078=1171.922立方毫米 塑件的总体积=1171.922X 8=9375.376立方毫米 塑件的总质量=塑件的总体积X塑件材料的密度 =9375.376 X 1.1 X 1%。=10.31 克 本塑件采用一模八腔的模具结构，考虑起外形尺寸。注塑时所需压力和工厂现有 的设备情况，初步选用注塑机为 SYS-45型。 1.3塑件注塑工 喷嘴温

20、度：选用170C 注塑压力：选用80mp 模具温度：选用70 T 收缩率 ：(0.30.8 )% 注塑时间：30s 保 压：选用60mp 保压时间：5s 冷却时间：30s 预 热：（23）小时 1.4注射机的选用 塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积 （cmi）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按 “模具设计与制造简明手册”中式 2-54校核： V件W 0.8V注 式中 V 件塑件与浇注系统的体积（cm3）;取V件=9.4cm3; V 注注射机的注射容量（cmi）； 0.8最大注射容量利用系数。 则有： 217.75cmfw V 注 根据

21、V注9.4 c卅和“模具设计与制造简明手册”表2-40初步选取的注射机型 号为SYS-45其主要参数如下： 螺杆直径（mr） 22; 注射量（cmi）:45 ; 注射压力（MPa： 122.5 ; 锁模力（kN）:40 ; 最大注射面积（cmi）: 95; 模具尺寸（mm： 300X 180; 模板行程（mr）i： 700; 喷嘴： 球半径（mm： 12;孔直径（mm： 3; 第2章注塑模的结构设计 注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔的 排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、推出机构 的设计等内容。生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机

22、的塑化能力, 最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影 响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量； (1) 按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1 公式：N1=( F/PC) /A B/A 参数：F 注塑机的锁模力N PC型腔内的平均压力 MPa 本塑件在注塑时采用一模八腔。综合考虑浇注系统，模具的复杂程度等因素 拟采取如图2-2所示的型腔排列方式。如此排列型腔的优点是，熔料进入型腔后 到另一端的料流长度较短，有利于塑件成型。 卩卩卩 b b b 0 图2-2型腔的排列方式 企鹅332554595有删减 Hj + H 2 + 10mm S14+15+10 S 3

23、9mm 此外，由于该模具中不设置侧抽芯机构，所以不要求过大的开模距离，该注塑机 的开模行程又比较大，经经验，SYS-45型螺杆式注塑机能满足使用要求，故可以 使用。 8-2模架选取 根据型腔板的外型尺寸和型芯固定板的厚度，参照“中国模具设计大典”模架 选标准件。 第9章 模具的安装与试模 9.1模具安装 (1) 清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物，毛刺。 (2) 因本模具的外型尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨 上垫好木板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板， 压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具， 找正动模，应保证开闭模

24、具时平衡，灵活，无卡住现象，然后固定动模。 (3) 调节锁模机构，保证有足够的开模距及锁模力，使模具闭合适当。 (4) 慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。 开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡，灵活，协调。 (5) 模具装好后，等料筒及喷嘴温度上升到距预定温度20-30 C,即可校正 喷嘴与浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间， 观察两者接触印痕，检查吻合情况，须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉， 紧固定位。 (6) 开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。 9.2模具的工作原理 模具安装在注塑机上，定模部分固定

25、在注塑机的定模板上，动模固定在注塑 机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道注入型腔，经保压、冷却 后塑件成型。开模时动模部分随动模板一起运动渐渐将分型面打开，型芯随动模 一起运动，塑件依附在型芯上。型芯随型芯固定板17运动一定距离后停止运动， 此时推板19在顶杆9驱动下向前运动使塑件渐渐脱离型芯。使轴 20带动芯棒18 向外移动，实现抽芯。合模时，随着分型面的逐渐闭合推件板恢复原位。 9.3试模 通过试模塑件上常会出现各种弊病，为此必须进行原因分析，排除故障。造 成次废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多个方面综合的原因。需按成型 条件，成型设备，模具结构及制造精度，塑件结构及形状

26、等因素逐个分析找出其 中主要矛盾，然后再采取调节成型条件，修整模具等方法加以解决。首先，在初 次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因塑件被粘附于模腔 内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。 1) 粘着模腔 制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一 侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要 原因是： (1) 注射压力过高，或者注射保压压力过高。 (2) 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。 (3) 冷却时间过短，物料未能固化。 (4) 模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。 (5) 型腔内壁

27、残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。 2) 粘着模芯 (1) 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有 加强筋槽的制品，情况更为明显。 (2) 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。 (3) 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。 (4) 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。 (5) 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。 3) 粘着主流道 (1) 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。 (2) 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化 (3) 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩

28、。 (4) 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大 0.51伽。 (5) 主流道拉料杆不能正常工作。 一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔(芯)，不惜破坏制件，保 护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工 艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求, 方可进行二次注射。 4) 成型缺陷 当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷， 这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主 要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模 中常见的成型制品主要缺陷及其改进的

29、措施进行分析。 (1) 注射填充不足 所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得 不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： a. 熔料流动阻力过大 这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利 于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料 道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 b. 型腔排气不良 这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高， 排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶 块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 C

30、.锁模力不足 因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的 缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 (2) 溢边(毛刺、飞边、批锋) 与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺 更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 制件尺寸不准确 初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修 改型腔，应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大 注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值, 使制件的实际尺寸偏大

31、；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收 缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间, 制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小 注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温 过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条 件即可。 第10章注塑模主要零件加工工艺规程的编制 在此只对型芯2和推件板的加工工艺进行分析。 型芯2和推件板的加工工艺过程见表10-1型芯加工工艺过程卡和10-2推件板 力卩工工艺卡。 第27页共31页 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 小结 注塑成型技术是材料加工技术中不可缺少的重要加工手段之

32、一，目前在国内 正处于蓬勃发展时期，具有广泛的发展前景。注塑模具又是注塑成型中必备的设 备，在大学三年学习即将结束之际，能够按照老师的指导并综合运用三年来的所 学所知设计一套注塑模具，既是对知识的总结，又是为日后的独立工作创造一个良 好的开始。 在毕业设计过程中各位老师特别是杨老师一直扮演着导向者的角色，从接到 设计题目那一刻起就给我指明了方向，让我明白了设计要求、设计流程、设计中 可能遇到的问题以及解决方法等。在设计过程中对我的请教细心的讲解，并不厌 其烦的纠正我设计中的错误，详细检查设计中的细节及重点，对设计方案提出了 宝贵的修正意见，一步步完善了我的设计。在此对各位师表示衷心的感谢！ 此外，我在设计过程中参考了一些同学的设计实例，并向他们请教，得到他 们的大力帮助，为我提供了许多有关设计的资料。特别是齐小亮和曹汉龙同