键盘外壳-设计说明书讲解

1、毕业设计键盘外壳的注塑模具设计摘要塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种 类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本文对模具行业的发展状况、现代注塑模具设计制造技术、注塑模具的设计方法及过 程进行了阐述。采用计算机辅助设计（ CAD）可以大大提高设计的精确性；计算机辅助工 程（ CAE），可以提高塑料模具的设计制造水平及塑件质量；利用计算机辅助加工（CAM）可以把设计师的意图准确的反映在产品上。本文阐述了键盘外壳注射模具的设计计算过 程。首先运用传统的模具设计方法，进行键盘外壳的产品设计，确定塑件结构尺寸；然后 用 Proe 软

2、件对塑件进行三维实体造型；对塑件进行结构工艺性和成型工艺性分析，确定 塑件结构尺寸和成型方案。运用 Proe 模块，输入各部分的尺寸和形状参数，生成三维模型，不仅可以直观的了 解产品的外形，还可以进行干涉检测等；对注塑机进行校核，包括注塑容量、锁模力、模 具外形尺寸、模具厚度尺寸、模具安装尺寸等校核；运用 CAD技术可对模具开模、合模以 及塑件被脱模的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以 减少修模时间。关键词： 键盘外壳；塑料模具；注射成型； CAD ； Proe。AbstractPlastic industry is in the world grows now

3、one of quickest industry classes ， but casts the mold is development quick type， therefore， the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. Using the computer-aided design (CAD) to be allowed gre

4、atly to enhance the design accuracy; Using the computer-aided manufacturing (CAM) ， the designers intention may accurate reflection on the product. This article elaborated the plastic inject mold design and calculation process of the paper towel tube.(1) First ， utilizing the traditional mold design

5、 method design the paper towel tube and definite the structure and size of the product; Then drawing the three dimensional entity model with Proe software to the produc。t(2) With Proe mold design module ， founds work piece and parting surface ， divides work piece， obtains the cavity (of a mould) and

6、 a mold of a product; Calculate the size of the mold shaping components， ThroProeh computation determinate external dimensions of injection system， temperature control system， guidance and detent mechanism， drawing of patterns organization each spare part.(3) Proe ， inputs each part of sizes and the

7、 shape parame，ter produces the three-dimensional mode，l not only may the direct-viewing understanding product contour， but also may carry on the interference examination and so on; Carries onII the examination to casting machine， including casts the capacity， the lock mold strength， the mold externa

8、l dimensions， the mold thickness size， the mold installs examination and so on size; May operate the mold using the CAD technology to the mold， gather the mold as well as the entire process which promotes is carried on the simulation， thus inspects the mold structural design not to be unreasonable p

9、lace， and the prompt correction， reduces repairs the mold time.Key word: Plastic mold; Injection forming; CAD;ProeIII目录摘 要 IAbstract II第 1 章 绪 论 - 1 -1.1 模具在加工工业中的地位 - 1 -1.2 模具的发展趋势 - 1 -1.3 设计在学习模具专业中的作用 - 2 -第 2 章 塑件的工艺分析 - 3 -2.1 塑件成型工艺分析 - 3 -2.2 ASB 塑料的成型特性与工艺参数 - 4 -第 3 章 成型方案的选择 - 6 -3.1 模具结

10、构形式选择 - 6 -3.2 型腔数的确定 - 7 -第 4 章 注塑设备的选择 - 9 -4.1 估算塑件体积 - 9 -4.2 模架的选定 - 10 -4.3 选择注射机 - 10 -第 5 章 模具结构设计 - 11 -5.1 浇注系统的设计 - 11 -5.1.1 主流道设计 - 11 -5.1.2 分流道设计 - 12 -5.1.3 冷料井设计 - 13 -5.1.4 浇口选择 - 13 -5.2 分型面的选择与排气系统的设计 - 14 -5.2.1 分型面的选择 - 14 -5.2.2 排气系统的设计 - 15 -5.3 成型零部件设计 - 16 -5.3.1 型腔结构设计 - 1

11、6 -5.3.2 型芯结构设计 - 16 -5.4 模架的确定和标准件的选用 - 17 -5.5 合模导向机构的设计 - 18 -5.5.1 导向机构的分类 - 19 -5.5.2 导柱导向机构设计要点 - 19 -5.5.3 导柱的设计 - 19 -5.5.4 导套的设计 - 20 -5.6 脱模机构的设计 - 20 -第 6 章 温度调节系统的设计 - 22 -6.1 模具冷却系统的设计 - 23 -6.2 模具加热系统的设计 - 24 -第 7 章 注射机及各个参数的校核 - 25 -7.1 最大注射压力的校核 - 25 -7.1.1 注射压力校核 - 25 -7.1.2 最大注塑量的校

12、核 - 25 -7.2 锁模力校核 - 25 -7.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 - 25 -7.4 开模行程校核 - 26 -第 8 章 模具的装配 - 27 -8.1 模具的装配顺序 - 27 -8.2 开模过程分析 - 28 -第 9 章 总结 错误！未定义书签。参考资料 错误！未定义书签。致 谢 - 32 -1.1 模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸塑件的工具。在各种材料加工工 业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使 用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能

13、等各方面都满足使用要 求的公有制塑件。 以模具使用的角度， 要求高效率、 自动化操作简便； 从模具制造的角度， 要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着塑件的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇 口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械 性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、 银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。 在大批量生产塑料塑件时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为 此，常采用自动开合模自动顶出机构， 在全自动生产时还要保证

14、塑件能自动从模具中脱落。 另外模具对塑件的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例 将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中， 合理的加工工艺、 高效的设备、 先进的模具是必不可少是三项重要因素， 尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。 高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更 新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越 来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展1.2 模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型

15、、微型、精密、高寿命的模具在 整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分 为以下几个方面： （ 1） 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向 理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（ 2） 高效率、自动化大量采用各种高效率、 自动化的模具结构。 高速自动化的成型机械配合以先进的模具， 对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（ 3） 大型、超小型及高精度 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这 些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能

16、且易加工、热处理变形小、导热性优异 的制模材料。（ 4） 革新模具制造工艺 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上 作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机 械加工的比重，而且提高了加工精度。（ 5） 标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3 设计在学习模具专业中的作用通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在成型过程中对模具的工艺要求，掌握模 具的结构特点及设计计算的方法， 以达到能够独立设计一般模具的要求。 在模具制造方面， 掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，

17、结合模具结构的特点，根据不同情 况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。本模具设计流程：1. 课题调研，查阅有关资料2. 塑件的工艺分析及工艺方案的确定3. 模具结构的总体方案设计4. 模具的结构参数及工艺性能参数的设计计算5. 模具的装配图、零件工作图的设计6. 编写设计说明书和技术文件第 2 章 塑件的工艺分析2.1 塑件成型工艺分析塑件为键盘外壳，三维图如图 2-1 所示，塑件结构为圆形，壁厚均匀，结构简单，造 型不难。从快接键盘外壳的用途上分析，快接键盘外壳通过高速的流体，所以要求有抗冲 击性，那么就需要低流动率的 ASB 料，采用

18、 ASB 料对注塑过程又提出很高的要求，即为 了完成注塑，对于低流动率 ASB 料，注塑时必须提高注射压力，且浇口要适当的加大， 则 对注塑机的要求也较高。图 2-1 塑件图2.2 ASB 塑料的成型特性与工艺参数基本特性： ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分的各自特性， 使 ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使 ABS有良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二 烯使 ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。 ABS无毒、无味，呈微黄色，成 形的塑料件有较好的光泽。密度为 1.02 1.05g/cm 3。ABS树脂是良好的工程塑料，其突 出的性能是具有高冲击强度，能长期

19、在 -40 100环境下使用，同时具有质硬、刚性等优 异力学性能，有良好的电绝缘性。 ABS成型收缩率为 0.4%0.8%，可以制得尺寸精度较高 的塑件，表面经抛光后具有很好的光泽。因其具有如此良好的综合性能，故广泛用于生活 用品的生产。但 ABS的耐候性较差，在紫外线和热、氧作用下易发生氧化降解，使塑件发 硬发脆。ABS有极好的抗冲压强度，且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐 磨性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。 ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于 成型加工。 经过调色可配成任何颜色。 其缺点是耐热性不高， 连续工作温度为 70C左右， 热变形温度为 93C 左右。耐

20、气候性差，在紫外线作用下变硬变脆；主要用途：在机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机外壳、 仪表壳、仪器盘、水箱外壳等。 ABS还用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教用品、 玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷雾器及家具等。成型特点： ABS在升温时粘度增高， 所以成型压力比较高， 塑料上的脱模斜度宜稍大， ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇 口对流道的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。要求塑件精 度高时，模具温度可控制在 5060C，要求塑件光泽和耐用时，应控制在 6080 C。我们将苯乙烯

21、-丁二烯 - 丙烯腈共聚物（ ABS）的成型工艺参数和性能特点归类： 成型工艺参数：塑料名称： ABS密度（ g/cm3）：1.02 1.05 ；计算收缩率（ %）：0.5 ； 模具温度（）： 50 60； 注射压力（ MPa）：60100； 成型时间（ s）：1530；注射时间 15 60；加压时间 03；冷却时间 20 90； 总周期 50 160。适应注射机类型：柱塞式表 2.1 原材料苯乙烯 - 丁二烯 - 丙烯腈共聚物（ ABS）分析塑料结构化学稳使用温度性能特点成型特点品种特点定性苯乙烯 -线型结丁二烯-一较好的 机械强度较好， 有一构非结小于成型性能很好成型前丙烯腈定的化学 定的

22、耐磨性。 但耐热晶型材70，原料要干燥共聚物料稳定性 性较差，吸水性较大（ABS）料结论该塑料有良好的工艺性能，适宜注射成型，成型前原料药干燥处理表 2.2 ABS 工艺参数表工艺参数通用型 ABS料桶后部温度160170料桶中部温度200220料桶前部温度180200喷嘴温度 / 170190模具温度 / 4080第 3 章 成型方案的选择当塑件设计完成之后就进入了模具设计，首先必须考虑采用单型腔还是多型腔模，并 决定型腔数量的多少。考虑的因数主要有：现有的注塑机的规格，所要求的塑件质量，塑 件成本及交货期，起决定作用的因素有很多，它既有技术方面的因数，也有生产管理方面 的因数。一般来说，从

23、经济的角度出发，订货量大时可选用大型机，多型腔模具。当尺寸 精度和重复性精度要求很高时应尽量减少型腔的数目，在满足其它的各项要求的前提下尽 量采用单型腔模具。由于是学校的毕业设计，所以不必考虑交货日期，只需从经济角度和注塑机规格上考 虑即可。3.1 模具结构形式选择方案一：热流道模具 热流道模具是利用加热装置使流道内熔体始终不凝固的模具。因为它比传统模具成形 周期短，而且更节约原料，所以热流道模具在当今世界各工业发达国家和地区均得到极为 广泛的应用。（1）优点： 缩短制件成型周期 因没有浇道系统冷却时间的限制，制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具 生产的薄壁零件成型周期可在 5 秒钟以

24、下。 节省塑料原料 在纯热流道模具中因没有冷浇道，所以无生产费料。这对于塑料价格贵的应用项目意 义尤其重大。事实上，国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵 的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少费料降低材料费的有效途径。 减少废品，提高产品质量 在热流道模具成型过程中，塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更 为均匀一致的状态流入各模腔， 其结果是品质一致的零件。 热流道成型的零件浇口质量好， 脱模后残余应力低，零件变形小。所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。如 人们熟悉的 MOTOROL手A机， HP打印机， DELL笔记本电脑里的许多塑料零件均

25、用热流道模 具制作。 消除后续工序，有利于生产自动化 制件经热流道模具成型后即为成品，无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序。有利于 生产自动化。国外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效 率。 许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的。如PET预成型制作，在模具中多色共注，多种材料共注工艺， STACK MOL等D（2）热流道模具的缺点 尽管与冷流道模具相比，热流道模具有许多显著的优点，但模具用户亦需要了解热流 道模具的缺点。概括起来有以下几点。 模具成本上升 热流道元件价格比较贵，热流道模具成本可能会大幅度增高。如果零件产量小，模具 工具成本比例高，经济上不

26、花算。对许多发展中国家的模具用户，热流道系统价格贵是影 响热流道模具广泛使用的主要问题之一。 热流道模具制作工艺设备要求高 热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严 格，否则模具在生产过程中会出现很多严重问题。 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热 流道元件中断生产，喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致塑件质量严重下降等。 操作维修复杂与冷流道模具相比， 热流道模具操作维修复杂。 如使用操作不当极易损坏热流道零件， 使生产无法进行，造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户，需要较长时间来积累使 用经验。方案二:传统模具 传统模具在社会生产上比较常用，较之热流道模具，模具制

27、造成本低，维修方便，工 艺要求低。比较两种方式模具方案，我选择传统模具。3.2 型腔数的确定型腔数目的确定主要参考以下几点来确定：1）根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则，并略准备时间试生产原 材料费用，仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。2）根据注射机的额定锁模力确定型腔数目，当成型大型平板塑件时常用这种方法。3）根据注射机的最大注射量确定型腔数目，根据经验，每加一个型腔制品尺寸精度 要降低 4%，对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致，故推荐型 腔数目不超过 4 个。分析塑件外形尺寸为 46023.093 190.862mm。结合分型方式如采用一模一腔结构，

28、从经济上和效率上比较并结合型腔数目确定原则，一模一腔更合适。第 4 章 注塑设备的选择4.1 估算塑件体积该产品材料为 ASB，查模具设计手册得知其密度为 1.02 1.05 克/cm3，收缩率为 0.5 。计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机，提高设备利用率，确定模具型腔数。使用 Proe 软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形塑件的体积。单件塑件体积 =116853 3 单件塑件投影面积 =42280 3 单件塑件重量 = 122695.65 克 流道凝料 V=8.764cm3实际注射体积为 :V =116853+8.764=116861.764cm3 ；实际注射质量为 M =116

29、.8621.05=122.705g ； 根据实际注射量应小于 0.8 倍公称注射量原则， 即：0.8V0 VV0 = V /0.8=116.862/0.8=146.078cm3 ； 由锁模力选定注射机F 锁 F 胀 = A 分 P 型=42280100=4228（KN）式中 F锁 注射机的锁模力（ N）；A 分 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和P 型型腔压力，查资料可知 ABS注射压力为 70120，则取 P=100 Mpa，而型腔 压力为注射压力的 80%，故 P型=80%*P=80 Mp；a4.2 模架的选定根据塑件粗步选定为大水口二板模 DI 型模架结构为如图 4-1图 4-1 模

30、架示意图4.3 选择注射机结合上面两项的计算，初步确定注塑机为表 4.1 所示，查国产注射机主要技术参数表 取 SZ-100/200 ，主要技术参数如下 :表 4-4 国产注射机 SZ-100/200 技术参数表特性内容特性内容结构类型卧拉杆内间距 (mm)530 8303理论注射量( cm )150移模行程 (mm)250螺杆( 柱塞)直径(mm)40最大模具厚度 (mm)550注射压力 (MPa )180最小模具厚度 (mm)250注射速率 (g/s)70锁模形式 (mm)双曲肘塑化能力 (g/s)35定位孔直径 (mm)100螺杆转速 (r/min)0-200喷嘴球头半径 (mm)SR2

31、1锁模力 (KN)6000喷嘴口直径 (mm)3- 10 -第 5 章 模具结构设计5.1 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定 塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节， 它对注塑成型周期和塑件质量(如外观，物理性能，尺寸精度)都有直接的影响，设计时 必须按如下原则：(1) 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2) 型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。(3) 系统流道应尽可能短，断面尺寸适当(太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗 费大)：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，

32、以使热量及压力损失尽可能小。(4) 对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流 道尽可能平衡布置。(5) 满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。(6) 浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应 影响塑件的外观。5.1.1 主流道设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体 导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能 顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与 高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在

33、定模上，而是将它单独设计成主 流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有 浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道 的侧浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为100，内表面的粗糙度为 Ra0.8 微米。主流道的设计要点如下：(1) 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀， 主流道设计 成圆锥形，因 ASB的流动性为一般，故其锥度取 10 度，过大会造成流速减慢，易成涡流， 内壁粗糙度为 R0.8um。- 11 -（2）在保证塑件成形良好的情况下， 主流道的长度应尽量短， 否则会使主

34、流道的凝 料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。（3）为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对 接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为 r2=r1+（1 2） ，其小端直径 D=d+（0.5 1） ，凹坑深度常取 34mm。在此模具中取 r2=11 12mm。（4）由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞， 所以主流道部分 常设计成可拆卸的主流道衬套， 以便选用优质钢材单独加工和热处理， 其大端兼作定位环， 圆盘凸出定模端面的长度 H=510mm。5.1.2 分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的

35、作用。分流 道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等，圆形和正方形截面流道的比面 积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积） ，塑料熔体的温度下降小，阻力小，流 道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面 形状为梯形、半圆形及 U 形。a 分流道设计要点（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积 与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模 板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口

36、连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。b 分流道的长度 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少压力 损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。c 分流道的断面 分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的 工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。因 ASB的推荐断面直径为 4.8 9.5 ，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流 道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工 的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，- 12 - 比表面和小等问题，由于采用的

37、是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求， 采用圆形的分流道， 为了保证外形无浇口痕， 浇口前后两端形成较大的压力差， 增加流速， 得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力 对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时，有利于补塑。d 分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平 衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求 各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件 力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。5.1.3

38、 冷料井设计 冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷 料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底 部带有拉料杆的冷料井， 这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。 拉料杆装于型芯固定板上， 因此它不能随脱模机构运动。利用球头形配合冷料井。5.1.4 浇口选择 浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外） ，它是 浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝

39、料。 浇口截面积约为分流道截面积的 0.03 0.09 ， 浇口的长度约为 0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模 时逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时， 剪切速率增高， 同时熔体的内磨檫加剧， 使料流的温度升高， 粘度降低，提高了流动性能， 有利于充型。 但浇口尺寸过小会使压力损失增大， 凝料加快， 补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：（1） 浇口位置应使填充型腔的流程最短。 这样的结构使压力损失最小， 易保证料流 充满整个型腔， 同时流动比的允许值随塑料熔体的性质， 温度，注塑压力等的不同而变化， 所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当

40、值。（2） 浇口设置应有利于排气和补塑。（3）浇口位置的选择要避免塑件变形。 采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔， 在塑件 顶部常留下明显的熔接痕，而采用侧浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相- 13 - 差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生（4）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。 熔接痕是充型时前端较冷的料流在 型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇 口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数 量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处

41、强度 低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕 处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕， 而轮辐式浇口会使熔接痕产生。（5）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。 因侧浇口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到侧浇口有利浇注系统的 废料和塑件的脱离，所以选取用侧绕口。本设计浇注系统，如图 5-1 所示。图 5-1 浇注系统5.2 分型面的选择与排气系统的设计5.2.1 分型面的选择 塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必 须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相

42、接触的面称分型面。通常有 以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件留 在动模部分，由于脱模机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收 缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有 嵌件时， 为了使塑件留在动模， 一般应将凹模也设在动模一侧。 拔模斜度小或塑件较高时， 为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。- 14 -（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯。5.2.2 排气系统的设计

43、 塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑 料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温， 会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模 不满。A、排溢设计 排溢是指排出充模熔料中的前锋冷料和模具内的气体等。B、引气设计 对于一些大型深腔壳形塑件， 注射成形后， 整个型腔由塑料填满， 型腔内气体被排出， 此时塑件的包容面与型芯的被包容面基本上构成真空，当塑件脱模时，由于受到大气压的 作用，造成脱模困难，如采用强行脱模，势必使塑件发生变形或损坏，因此必须加引气装 置。C、排气系统 排气系统对确保塑

44、件成型质量起着重要的作用，排气方式有以下几种： 、利用排气槽； 、利用型芯、镶件、推杆等配合间隙； 、对于大中型、深型腔塑件为了防止塑件在顶出时造成真空而变形，必须设置进气 装置。D、开设排气槽应注意以下几点： 、根据进料口的位置，排气槽应开设在型腔最后充满的地方； 、尽量把排气槽开设在模具的分型面上； 、对于流速较小的塑件，可利用模具的分型面及零件配合的间隙进行排气； 、排气槽的尺寸要视塑料种类而定，通常为 0.010.03 ，一般情况下， ABS、 HIPS、PC、PMM、A SAN为 0.015 ；而高流动性的塑料如 ABS、PE、PA，若没有加填充剂则为 0.01； 当型腔最后充填部位

45、不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的型芯时， 可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔合金块）以供排气。此塑件属中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和推杆的间隙排气，不开设专门 排气槽。- 15 -成形零部件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。 它是模具的主要部分， 主要包括凹模、 凸模及镶件、成型杆和成型环等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的设计与冷冲模 的凸、凹模设计有所不同。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型心、型环或成形杆等。由于这些 成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩檫，因此要求它有 足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙

46、度。同时要考虑零件的加工性和模具 的制造成本。5.3 成型零部件设计成形零部件是决定塑件几何形状和尺寸的零件。 它是模具的主要部分， 主要包括凹模、 凸模及镶件、成型杆和成型环等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的设计与冷冲模 的凸、凹模设计有所不同。注射模的成形零件包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型心、型环或成形杆等。由于这些 成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩檫，因此要求它有 足够的强度、刚度、硬度、耐磨性和较低的表面粗糙度。同时要考虑零件的加工性和模具 的制造成本。凹凸模按结构的不同可分为整体式和组合式两种结构形式。整体式凹模和凸模是指直接在整体模块上分别加工出

47、凹、凸形状的结构形式。其特点 是是牢固、不易变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但是加工困难，热处理不方便，整体 式凸模还有消耗模具钢多、浪费材料等缺点。所以整体式凹、凸模结构常用于形状简单的 单个型腔中、小型模具或工艺试验模具。组合式凹模、凸模结构是指由两个或两个以上的零件组合而成的凹模或凸模。按组合 方式不同，可分为整体嵌入式、局部镶嵌式和和四壁拼合式等形式。5.3.1 型腔结构设计 型腔是装在定模板里的镶件，用以成型塑件的外表面。型腔有整体式和组合式两种。组合式型腔的刚性不及整体式，且易在塑料塑件表面留下痕迹，影响外观，模具的结构也 比较复杂。考虑到本塑件结构较简单，外观质量要求高，故采用整

48、体嵌入式型腔设计。型 腔的形状为矩形，采用 4颗M1250L内六角螺钉紧固在定模板上其中结构如图 5-2 所示5.3.2 型芯结构设计 型芯是装在动模板里的镶件，型芯镶件用以成型塑件的内表面，也有整体式和组合式 两种。考虑到本塑件结构较简单，外观质量要求高，故采用组合嵌入式型芯设计。型芯的- 16 -形状为矩形，采用 4颗M1260L内六角螺钉紧固在动模板上，其中结构如图 5-3 所示图5-2 型腔图 5-3 型芯5.4 模架的确定和标准件的选用模架是注射模的骨架和基体。在生产现场中，尽可能得采用标准模架。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支承板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导

49、柱、- 17 - 导套及复位杆等组成。 由前面型腔的布局以及型腔的侧壁厚度和底板厚度尺寸，选择注射机的参数，再结合 标准模架，最后选择大水口两板龙记 DI4070A70B70C100型号模架。1. 定模座板（ 450 700，厚 35mm） 定模座板就是模具与注射机连接处的板，开模时定模板和定模座板是通过螺钉连在 一起的. 因只有一个分型面，所以这两块板开模分开时就是分型面 .2. 定模板（ 400700，厚 120mm） 按常规这应该是定模固定板，但是鉴与塑件的特殊性，把型腔和定模板直接做成整 体式，故叫做定模板，用以成型塑件的外部部分形状 .导套与定模板上采用 H7/k6 的配合，才能保证

50、导套固定的在定模板上。3. 动模板（ 400700，厚 100mm） 与导柱有 H7/k6 的配合。4. 垫块（ 68 350，厚 100mm） 垫块：是用来连接支承板与动模座板的零件。 主要作用：在动模座板与支承板之间形成脱模机构的动作空间，或是调节模具的总厚 度，以适应注射机的模具安装厚度要求。结构型式：可以是平行垫块、也可以是拐角垫块 （该模具采用平行垫块） 。垫块一般用中碳钢制造，也可用 45#制造。垫块的高度计算：垫块的高度，在标准模 架中，可以去取标准值。所以取 H=100mm.5. 动模座板（ 450700，厚 35mm）6. 推板（ 260700，厚 25mm）7. 推杆固定板

51、（ 260700，厚 30mm） 其所有的尺寸是按标准选取，其注射机顶杆孔为 ?50mm；5.5 合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向 位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型 腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。 定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形 状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。- 18 -塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中 承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定

52、模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型 腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容 易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。采用标准模架时，因模架本身带有导向装置，一般情况下，设计人员只要按模架规格 选用即可。5.5.1 导向机构的分类 合模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。5.5.2 导柱导向机构设计要点 导柱导向机构适用于精度要求高，生产批量大的模具。当对于小批生产的简单模具， 可不采用导套，直接与模体间隙配合。同时在设计导柱和导套时和应注意以下几点：1、导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘 应有足够的距离

53、，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后变形。2、导柱的长度比型心端面的高度高出 68mm，以免型心进入凹模时与凹模相碰而损坏；3、导柱和导套应有足够的耐磨度和强度，长采用 20 号低碳钢经渗碳 0.50.8mm，淬 火 4855HRC，也可采用 T8A碳素工具钢，经淬火处理， 导柱工作部分的表面粗糙度为 Ra0.4 m。4、为了使导柱能顺利地进入导套、导柱端部应做成锥形或半球形，导套的前端也应 倒角。5、导柱设在动模一侧，可以保护型心不受损坏，而设在定模一侧则便于顺利脱模取 出塑件，因此可根据需要而决定装配形式。6、一般导柱的滑动部分的配合形式按 H8/f8 ，导柱和导套固定部分的配合按 H

54、7/k6， 导套外径的配合按 H7/k6。7、除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座板与推板之间设置导柱和 导套，以保证脱模机构的正常运动。8、导柱的直径应根据模具的大小而决定，也可参考标准模架的数据。5.5.3 导柱的设计 对以上各个条件的综合考虑，本设计中采用了四根导柱，如图 5-4 所示。其布置为等 直径导柱对称布置。一个合理的导柱应该使整套模具在合模时，保证导向零件首先接触，- 19 -避免凸模先进入型腔，导致模具损坏 . 导柱是固定在动模固定板上的。导柱与动模固定板 采用 H7/k6 的过渡配合，与导套的配合为 H8/f8 的间隙配合。图 5-4 导柱5.5.4 导套的设计

55、 导套是和导柱配合使用的，既然选择了 4 根导柱，所以就应该有 4 个导套。如图 5-5 所示。导套与导柱采用 H8/f8 的配合，导套与定模板采用 H7/k6 的过渡配合。5.6 脱模机构的设计脱模机构一般由脱模、复位和导向等三大元件组成。塑件脱模（顶出）是注射成形过程中的最后一个环节，脱模质量的好坏将最后决定塑件的质量，因此，塑件的脱模是不可忽视的。在设计脱模脱模机构时应遵循下列原则：1 脱模机构应尽量设置在动模一侧 由于脱模机构的动作是通过装在注射机合模机构 上的顶杆来驱动的，所以一般情况下，脱模机构设在动模一侧。正因如此，在分型面设计 时应尽量注意，开模后使塑件能留在动模一侧。2 保证

56、塑件不因脱模而变形损坏 为了保证塑件在脱模过程中不变形、不损坏，设计 时应仔细分析塑件对模具的包紧力和粘附力的大小，合理的选择脱模方式及脱模位置。推 力点应作用在塑件刚性好的部位，如筋部、凸缘、壳体形塑件的壁缘处，尽量避免推力点- 20 - 作用在塑件的薄平面上， 防止塑件破裂、 穿孔，如壳体形塑件及筒形塑件多采用推板脱模。 从而使塑件受力均匀、不变形、不损坏。3 机构简单动作可靠 脱模机构应使脱模动作可靠、灵活，制造方便，机构本身要有 足够的强度、刚度和硬度，以承受脱模过程中的各种力的作用，确保塑件顺利脱模。4 良好的塑件外观 脱模塑件的位置应尽量设在塑件内部，或隐蔽面和非装饰面，对 于透明塑件尤其要注意顶出位置和顶出形式的选择，以免脱模痕迹影响塑件的外观质量。5 合模时的正确复位 设计脱模机构时，还必须考虑合模时机构的正确复位，并保证 不与其他模具零件相干涉。脱模机构的种类按动力来源可分为手动脱模，机动脱模，液压 气动脱模机构。在对快接键盘外壳塑件进行脱模是必须遵循以下原则：1、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁 厚的关系我们可以利用推板。2