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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 基于Pro/E的筆記本鍵盤外殼模具設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 院 （系） 指導(dǎo)教師(職稱)

2、 完成時(shí)間 基于Pro/E的筆記本鍵盤外殼注塑模具設(shè)計(jì) 目 錄 中文摘要 I ABSTRACT II 1 緒論 1 1.1 我國(guó)塑料注射模具的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 1 1.1.1 我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.1.2 我國(guó)塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 3 1.2 塑料制品與塑料模具概述 4 1.2.1 塑料制品 4 1.2.2 塑料模具 4 1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求 5 2 模具設(shè)計(jì)要求 2.1 塑料材料的選用 5 2.1.1 塑料的基本概

3、念 5 2.1.2 影響聚合物取向的主要因素(以注射成型為例) 7 2.1.3 常用塑料分析和數(shù)據(jù)的選取 7 2.2 塑料造型以及材料成型特性 9 2.2.1 ABS的特性 9 2.2.2 ABS的用途 9 2.2.3 材料成型特性 10 2.3 制品的體積和質(zhì)量 11 3 筆記本鍵盤外殼磨具設(shè)計(jì) 11 3.1 型腔數(shù)和分型面的確定 11 3.1.1 型腔數(shù)目的確定 11 3.1.2 分型面的選擇 11 3.2 注射工藝參數(shù)的計(jì)算 11 3.2.1 ABS注射參數(shù) 11 3.2.2 注射量的確定 12 3.2.5 開模行程校核 13 3.3 注射機(jī)的選擇 13

4、 3.4 成型零件設(shè)計(jì) 15 3.4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 3.4.2 成型零件材料的選用 15 3.4.3 成型零件工作尺寸的確定 15 3.4.4 成型型腔壁厚的確定 18 3.4.5 Pro/E分割模具模型 20 4 筆記本鍵盤外殼注塑設(shè)備的設(shè)計(jì)及其裝配方案 4.1 模架的選擇 20 4.2 模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 4.2.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21 4.2.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 4.3 模具材料的選擇 23 4.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 4.4.1主流道的設(shè)計(jì) 24 4.4.2 澆口的設(shè)計(jì) 26 4.5 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 27 4.5.1 脫模力

5、的計(jì)算 27 4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 4.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 28 4.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 29 4.7.1 調(diào)節(jié)模具溫度的主要目的 29 4.7.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 32 4.8裝配圖 33 致 謝 34 參考文獻(xiàn) 35 基于Pro/E的筆記本鍵盤外殼注塑模具設(shè)計(jì) 摘 要 本文介紹了基于Pro/E的筆記本鍵盤外殼注塑模具的設(shè)計(jì)、模具配套模架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，模具澆注系統(tǒng)、制品退出系統(tǒng)、模具溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、注塑機(jī)的選擇原則，闡述了塑料模制品設(shè)計(jì)的步驟。包括注塑模具設(shè)計(jì)和開合模動(dòng)畫以及裝配動(dòng)畫三部分。首先用Pro/E進(jìn)行筆記本

6、鍵盤外殼的三維造型，其次根據(jù)筆記本鍵盤外殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了模具的型芯、型腔，脫模及其他結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，利用Pro/E三維造型完成模架零件的制作，并通過裝配，組成模架，同時(shí)，本文主要內(nèi)容包括模具注塑材料的選擇及其注塑材料的特征、塑料產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原則、塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用、設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、模具結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品的簡(jiǎn)介。 關(guān)鍵詞 塑料；注塑模；注塑 I DESIGN OF INJECTION MOULD FOR MOUSE BACK COVER BASED ON PRO/E ABSTRACT This paper introduces the

7、structure design, the outer shell of the notebook keyboard of injection mold Pro/E mold supporting frame based on the principle, selection of die casting system, product exit system, design, mold temperature control system of injection molding machine, the plastic mold design steps. Including the in

8、jection mold design and mold opening and closing animation and animation in three parts. Three-dimensional modeling of first Pro/E the outer shell of the notebook keyboard, then according to the structural features of the outer shell of the notebook keyboard design core, cavity mold, mold and other

9、structures, and then according to the design of the structure, using Pro/E 3D modeling parts mold, and the mold assembly, composed of, at the same time, the main content of this paper includes die plastic materials and injection molding material characteristics, the design principle of plastic produ

10、cts, plastic injection molds principle of work and the application, design criteria, die structure and product introduction. Keywords Plastic，Injection mold，Plastic injection machine 63 1 緒論 1.1 我國(guó)塑料注射模具的現(xiàn)狀與發(fā)展前景 1.1.1 我國(guó)塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高，但是尚與國(guó)外先進(jìn)水平和市場(chǎng)存在著較大差距

11、，需要我們進(jìn)一步努力。塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國(guó)起步較晚,但發(fā)展很快,特別是最近幾年,無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展,取得了很大成績(jī)，這可以從下列幾個(gè)方面來看。 （1）CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用?，F(xiàn)在CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來越普遍,特別是CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍,取得了很大成績(jī)。目前,使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程等已成為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。一些塑料模主要生產(chǎn)企業(yè)利用計(jì)算機(jī)輔助分析(CAE)技術(shù)對(duì)塑料注塑過程進(jìn)行流動(dòng)分析、冷卻分析、應(yīng)力分析等,合理選

12、擇澆口位置、尺寸、注塑工藝參數(shù)及冷卻系統(tǒng)的布置等,使模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)一步優(yōu)化,也縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期。 （2）電子信息工程技術(shù)的應(yīng)用。電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。國(guó)內(nèi)一些主要的塑料模生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通過客戶提供的產(chǎn)品三維信息盤片和網(wǎng)上產(chǎn)品電子信息來進(jìn)行預(yù)算、報(bào)價(jià)、設(shè)計(jì)審定、設(shè)計(jì)更改等,這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間 ,而且還為擴(kuò)大模具出口創(chuàng)造了良好的條件。由于直接利用了用戶提供的產(chǎn)品電子信息,大大縮短了CAD/CAM的技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間,也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。 （3）氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。幾年前還是剛剛開始應(yīng)用的氣體輔助注射成型技術(shù)近年來發(fā)展很快

13、,更趨成熟。目前,不少企業(yè)已能在電視機(jī)外殼、洗衣機(jī)外殼、汽車飾件以及一些厚壁塑料件的模具上成功地運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用CMOLD 氣輔軟件,取得了良好效果。 （4）熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。近年來,熱流道技術(shù)發(fā)展很快,熱流道模具比例不斷提高。雖然在全國(guó)范圍來說,熱流道模具比例仍舊不高,但也有些模具企業(yè),熱流道模具已占其模具生產(chǎn)總量的1/3左右?，F(xiàn)在,一般內(nèi)熱式、外熱式元件以及分流板多點(diǎn)熱噴嘴的結(jié)構(gòu)應(yīng)用已比較普遍,具有先進(jìn)水平的針閥式噴嘴和通斷控制式噴嘴國(guó)內(nèi)也能自行設(shè)計(jì)制造。與此相應(yīng) ,國(guó)產(chǎn)商品化熱流道系統(tǒng)元件也已出現(xiàn)。 （5）精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高。目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)

14、的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設(shè)計(jì)中采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線造型要求。顯示管隔離器注塑模、多注射頭塑封模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模、洗衣機(jī)滾筒注塑模、塑料管路三通接頭注塑模、汽車燈及汽車飾件注塑模、冰箱吸塑發(fā)泡模等一大批精密、復(fù)雜、大型模具的設(shè)計(jì)制造水平也已達(dá)到或接近國(guó)際水平。使塑件尺寸精度達(dá)到6～7 級(jí)的塑料模具國(guó)內(nèi)已可生產(chǎn),其分型面接觸間隙為0102,模板的彈性變形為0105,型面的表面粗糙度為Ra= 0105～01025。使用CAD三維設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬注塑成形、有些模具零件達(dá)到互換、抽芯脫模

15、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎等,對(duì)精密、復(fù)雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設(shè)計(jì)制造也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機(jī)殼模具,615kg洗衣機(jī)塑料模具、汽車保險(xiǎn)杠和儀表盤的注塑模等大型模具,國(guó)內(nèi)都已可生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)最大的塑料模具已達(dá)50噸。 （6）模具壽命不斷提高。通過采用優(yōu)質(zhì)模具鋼、對(duì)模具工作零件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理、采用高質(zhì)量模架再鑲?cè)氪慊鸸ぞ咪摷冉Y(jié)構(gòu),近年來模具壽命不斷提高,不少模具的壽命已能達(dá)到100萬次以上。 （7）模具效率不斷提高。擠出速度達(dá)215m/min以上的高速塑料異型材擠出模國(guó)內(nèi)已能商品化供應(yīng)。雙腔共擠、多腔注塑(塑封膜已達(dá) 600 腔)、

16、采用熱流道技術(shù)等使模具效率不斷提高。不少企業(yè)在自動(dòng)脫模(脫流道)方面精心設(shè)計(jì),同時(shí)更加重視冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),使模具的效率大幅度提高,有的甚至能使注塑生產(chǎn)效率提高幾倍。 綜上所述,我國(guó)塑料模具的質(zhì)量、技術(shù)和制造能力近年來確實(shí)發(fā)展很快,有些已達(dá)到或接近國(guó)際水平,尤其是隨著改革開放政策的不斷深入,“三資”企業(yè)蓬勃發(fā)展,對(duì)我國(guó)塑料具設(shè)計(jì)制造水平的提高起到了非常大的作用。然而 ,由于我國(guó)模具制造基礎(chǔ)薄弱,各地發(fā)展極不平衡,因此總體來看,與國(guó)際先進(jìn)水平相比和與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求相比差距還很大。 1.1.2 我國(guó)塑料模具的發(fā)展趨勢(shì) 由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國(guó)今后塑料模具的發(fā)展速度

17、必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度?！笆晃濉逼陂g,預(yù)計(jì)每年可望達(dá)到12%以上的市場(chǎng)增長(zhǎng)率。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí),“小而?！?、“小而精”仍舊是一個(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來說,為了滿足用戶對(duì)模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求,以下的發(fā)展趨勢(shì)也較為明顯。 （1）在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)。 CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑,實(shí)踐證明,CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在,全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,技術(shù)培訓(xùn)工

18、作也日趨簡(jiǎn)化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中 ,應(yīng)抓住機(jī)遇,重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用;加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE的技術(shù)應(yīng)用范圍。 （2）快速原型制造(RPM)及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展 快速原型制造(RPM)技術(shù)是美國(guó)首先推出的。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的,是一種全新的制造技術(shù),是基于新穎的離散/堆積（即材料累加）成形思想,根據(jù)零件CAD模型,快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體(模型)制發(fā)展的高科技技術(shù),被公認(rèn)為是繼NC技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。 （3）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 國(guó)外近年來發(fā)展的高速銑削加工,機(jī)床主軸轉(zhuǎn)

19、速可達(dá)40000r/min～100000r/min,快速進(jìn)給速度可達(dá)到30m/min～40m/min,加速度可達(dá)1g,換刀時(shí)間可提高到1s～2s。這樣就大幅度提高了加工效率,并可獲得Ra≤的加工表面粗糙度。另外,還可加工硬度達(dá)60HRC的模塊,形成了對(duì)電火花成形加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低（加工工件只升高3℃）、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。 （4）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)已在我國(guó)200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用,取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能,大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系

20、統(tǒng)可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,用雷尼紹的SPZ21掃描測(cè)頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集,采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的CAD 數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。高速掃描機(jī)掃描速度最高可達(dá),大大縮短了模具制造周期。 （5）電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ,因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 （6）

21、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30 %左右,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展,模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng),模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。 1.2 塑料制品與塑料模具概述 1.2.1 塑料制品 塑料制品就是塑料用各種不同的模具和各種不同的成型工藝制造出來的，具有一定的形狀、一定功能和一定使用價(jià)值的產(chǎn)品。至2002年，全球所生產(chǎn)的塑料制品超過1.65億噸之多。塑料已成為在木材、鋼鐵、水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料，成為人們生活中不可或缺的一部分。塑料及制品具有下列優(yōu)點(diǎn)： （1）質(zhì)輕

22、：普通塑料的相對(duì)密度一般在0.9-2.3之間。 （2）有優(yōu)良的電絕緣性能。 （3）有良好的耐腐蝕性能。 （4）減震消音作用強(qiáng)。 （5）隔熱保暖性能好。 （6）優(yōu)異的透光性和防護(hù)性，常用做玻璃替代品。 1.2.2 塑料模具 塑料模具包括注射模、壓縮模、傳遞模、擠出模、中空吹塑模、壓縮空氣成型模、旋轉(zhuǎn)成型模、發(fā)泡成型模、和空氣輔助成型模和水輔助成型模等多種塑料成型模具。 在上述各種塑料模中，由于注射模具具有高效、精密、可成型各種復(fù)雜制品，工藝先進(jìn)等諸多其他成型模具所不及的特點(diǎn)而成為塑料制品成型工藝中最重要的并且起主導(dǎo)作用的模塑工藝裝備。在高速發(fā)展中，注射模又將其

23、它成型模具的優(yōu)點(diǎn)吸納、融合和發(fā)展。形成了更加完善，更加優(yōu)越也更加先進(jìn)的一種新的成型技術(shù)。 1.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的要求 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)對(duì)于本具體的塑料注射模的設(shè)計(jì)，應(yīng)達(dá)到如下目的： （1）更深入了解聚合物的物理性能、流動(dòng)性、成型過程中的物理、化學(xué)變化以及塑料的組成、分類及其性能。 （2）更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點(diǎn)，正確分析成型工藝對(duì)模具的要求。 （3）掌握各種成型設(shè)備對(duì)各類模具的要求。 （4）掌握各類成型模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算方法，能設(shè)計(jì)中等復(fù)雜模具。 （5）具有分析、解決成型現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問題的能力，包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提

24、出克服辦法的能力。 （6）在設(shè)計(jì)中熟練使用Pro Engineer3D造型軟件和Auto CAD等2D繪圖軟件。 （7）結(jié)合以前學(xué)過的各門課程，綜合運(yùn)用各種知識(shí)來完善這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 （8）在設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)該注意了解塑料模具的新工藝、新技術(shù)和新材料的發(fā)展動(dòng)態(tài)，閱讀外文資料，學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)，更好地為本設(shè)計(jì)和振興我國(guó)的塑料成型加工技術(shù)服務(wù)。 2 模具設(shè)計(jì)要求 2.1 塑料材料的選用 該塑件為筆記本鍵盤外殼，塑件結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。要求具有一定的強(qiáng)度、剛度、耐熱和耐磨損等性能，同時(shí)還必須滿足絕緣性。ABS 合成塑料以其具有很好的韌性(抗震性)

25、、密封性，很高的機(jī)械強(qiáng)度，耐化學(xué)腐蝕，拿在手上很有質(zhì)感的特點(diǎn)而受到人們的青睞。 根據(jù)以上特點(diǎn)以及經(jīng)濟(jì)因素，采用ABS與PC合成塑料，其收縮率為0.006。 (a)塑件正面 (b)塑件軸側(cè) 圖2-1 產(chǎn)品示意圖 2.1.1 塑料的基本概念 定義：塑料是指以高分子合成樹脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有塑性和流動(dòng)性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。 組成：聚合物合成樹脂（40 ~ 100%） 輔助材料：增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)材料。 2.1.2 影響聚合物取向的主要因素(以注射成型為例)

26、（1）溫度的影響：如果熔體溫度很高，則與凝固溫度之間范圍寬，聚合物大分子松弛時(shí)間延長(zhǎng)，解取向能力加強(qiáng)，取向程度減小。非結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TG溫度的松弛時(shí)間大于結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TM的松弛時(shí)間，因此結(jié)晶聚合物的冷卻速度快，容易凍結(jié)大分子，獲得較高的取向程度。 （2）注射壓力和保壓壓力：增大注射壓力和保壓壓力，提高剪切應(yīng)力和剪切速度，有利于取向程度的提高。 （3）澆口凍結(jié)時(shí)間，采用大澆口時(shí)，澆口凍結(jié)較晚，流動(dòng)過延時(shí)，在一定程度上抵消了因分子熱運(yùn)動(dòng)而引起的解取向因此澆口附近取向顯著。 2.1.3 常用塑料分析和數(shù)據(jù)的選取 根據(jù)以下表格和結(jié)合實(shí)際情況選取數(shù)據(jù)： 塑 料 材

27、料 縮水率 ABS 、PMMA、 HIPS825 6/1000 PP+PE 8/1000 SAN 3/1000 POM 15/1000 表2.1 常用塑料縮水率 結(jié)合本身情況，根據(jù)表2.1，塑膠材料選用ABS，其縮水率取6/1000。 表2.2常用塑料成型性能 分類 塑料名稱 收縮率 ( 0/00 ) 逃氣孔適宜深度 ( mm ) 模具溫度（℃） (℃) 成型溫度 (℃)

28、 結(jié) 晶 性 PP 聚丙烯 20 0.01~0.02 40~60 205~288 PE 聚乙烯 20 0.02 20~60 149~371 非 結(jié) 晶 性 HIPS 825 聚苯乙烯 5 0.02 20~60 163~316 ABS 丙烯晴―丁=烯―苯乙烯 5 0.03 50~60 220 AS 丙烯睛―苯乙烯 2 0.03 50~70 191~316 PMMA 聚甲基丙烯酸甲脂 5 40~70 204~254 PVC 聚氯乙烯

29、 5 10~60 170~210 為減小解取向能力，獲得較高的取向程度。由表2.2，模具溫度選取50，成型溫度為220度。 表2.3 常用塑料的壁厚值（m） 塑材 最小壁厚 小型塑件 推薦壁厚 中性塑件 推薦壁厚 大型塑件 推薦壁厚 HIPS 0.75 1.25 1.6 3.2~5.4 ABS 0.75 1.5 2 3~3.5 PP 0.85 1.45 1.75 2.4~3.2 根據(jù)塑料為ABS、產(chǎn)品為小型塑件和商家要求，再由表2.3，壁厚取2，大于最小壁厚0.75。 表2.

30、4 常用塑料拔模角度 塑料名稱 型 腔 型 腔 型 芯 ABS 40~120 35~1 PE 25~45 20~45 PMMA 35~130 30~1 POM 35~130 30~1 PC 35~1 30~50 根據(jù)表2.4塑料拔模角度取值為: 型腔為0.8，型芯為0.7。 總結(jié)以上情況：我選用的塑膠材料是ABS，其縮水率取6/1000。模具溫度選取50，成型溫度為220。壁厚取2，大于最小壁厚0.75。塑料拔模角度取值為: 型腔為0.8，型芯為0.7。 2.2 塑料造型以及材料成型特性 2.2.1 ABS的特性 ABS具有三中組分的綜合性能，

31、而每一種組分在其中起著固有的作用。A可使ABS具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性以及化學(xué)穩(wěn)定性；B可使ABS具有彈性，較高的沖擊強(qiáng)度；S可使ABS具有優(yōu)良的電性能、透明性、剛性以及加工性能，在機(jī)械性能方面，ABS具有堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛醒的特點(diǎn)。 （1）淺象牙色或瓷白色不透明非結(jié)晶性粒料，五毒、無臭、著色性好，容易電鍍、印刷及噴漆等。 （2）堅(jiān)韌、質(zhì)硬、剛醒是ABS的突出特性、他的沖擊強(qiáng)度較高，尤其是耐低溫沖擊性好。耐蠕變性也好，尺寸穩(wěn)定性高。 （3）它的熱度形溫度比PS、PVC、PA等都高，在比較寬的溫度范圍內(nèi)（0—100攝氏度）具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度。它的耐熱性不算很高，長(zhǎng)期使用溫度僅為8

32、0攝氏度，且耐寒性較差，只能在零度以上使用。 （4）因?yàn)榉肿訕O性不大，它的吸水性低。它對(duì)無機(jī)酸、堿、鹽類比較穩(wěn)定，不溶于大部分醇類、烴類溶劑，但溶于酯、醛、酮、醚及某些鹵化烴。 （5）因分子極性小，故它的電性能優(yōu)異，且受溫度、適度及頻率變化的影響較小。 （6）加工性能好，且與極性樹脂的相溶性好。 2.2.2 ABS的用途 在機(jī)械工業(yè)中主要用來制造齒輪、軸承、葉輪、泵、把手、管件、罩殼、電話機(jī)殼、話筒等，在電子工業(yè)中主要用來制造收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)、擴(kuò)音機(jī)等機(jī)殼、骨架、旋鈕、計(jì)算機(jī)零件等，在汽車工業(yè)中主要用來制造儀表盤、手柄、駕駛盤、擋泥板等，在家電產(chǎn)品中主要用作洗衣機(jī)內(nèi)缸、

33、電冰箱內(nèi)襯、電風(fēng)扇扇葉、吸塵器外殼等，建筑工業(yè)的管道、管件、沖水箱等。 2.2.3 材料成型特性 （1）ABS粒料表面級(jí)易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此成型前必須進(jìn)行干燥處理。原料的含水量控制應(yīng)不超過0.2%。 （2）流動(dòng)性中等，溢邊值0.04。 （3）ABS 樹脂的熔融溫度較低，熔融范圍寬，流動(dòng)性好，有利于成型。一般情況下它的成型溫度較低，超過160 即可注塑，熱穩(wěn)定性好。熔體溫度超過270 開始分解。 （4）ABS的比熱容比聚烯烴低，在注射機(jī)料筒中能很快加熱，因而塑化效率高，在模具中凝固比聚烯烴快，故模塑周期短。 （5）ABS樹脂的表觀黏度依賴于剪切速度

34、，因此模具設(shè)計(jì)中都采用點(diǎn)澆口形式。 （6）ABS樹脂為非結(jié)晶形高聚物，所以成型收縮率小。如表2.5。 表2.5 性能 基本物理性能 力學(xué)性能 密度 熔點(diǎn) 熱變形溫度 吸水率 24 h 收縮率 線膨脹系數(shù) 拉伸強(qiáng)度 拉伸彈性模量 彎曲強(qiáng)度 彎曲彈性模量 壓縮強(qiáng)度 缺口沖擊強(qiáng)度 布氏硬度 斷裂伸長(zhǎng)率 0.45 MPa 1.85 MPa 單位 ℃ ℃ ℃ % % / ℃ MPa GPa MPa GPa

35、 MPa KJ/㎡ HBS % ABS 1.02 ～ 1.05 130 ～160 90 ～ 108 86 0.2 ～0.4 0.4 ～0.7 7.0 35 ～49 1.8 ＜ 80 1.4 ＜ 53 11 ～18 R62 ～86 35 2.3 制品的體積和質(zhì)量 在利用Pro/E模具軟件進(jìn)行工件的建模時(shí)，可利用軟件的分析功能進(jìn)行模型分析得到單個(gè)制品的體積為，質(zhì)量 3 筆記本鍵盤外殼磨具設(shè)計(jì) 3.1 型腔數(shù)和分型面的確定 3.1.1 型腔數(shù)目的確定 為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)

36、計(jì)時(shí)應(yīng)確定型腔數(shù)目。而確定型腔數(shù)目的方法有按注射機(jī)的最大注射量確定、按注射機(jī)的額定合模力確定按制品的精度要求確定和按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù)四種方法。在此考慮到模具的加工生產(chǎn)的難易性和經(jīng)濟(jì)性，以及該產(chǎn)品對(duì)外觀質(zhì)量和美觀的要求,同時(shí)考慮到筆記本鍵盤外殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，我們不妨考慮采用一模一腔的模具。 3.1.2 分型面的選擇 合理選擇分型面，有利于制品的質(zhì)量提高，工藝操作和模具的制造。因此，在模具設(shè)計(jì)過程中是一個(gè)不容忽視的問題，選擇分型面一般根據(jù)以下的原則： （1)分型面應(yīng)該選擇在制品最大截面處，這是首要原則。 （2)盡可能使制品留在動(dòng)模的一側(cè)。 （3)盡可能滿足制品的使用要求。 （4)盡可能減

37、小制品在合模方向上的投影面積，以減小所需的鎖模力。 （5)不應(yīng)影響制品尺寸的精度和外觀。 （6)盡量簡(jiǎn)單,避免采用復(fù)雜形狀,使模具制造容易。 （7)不妨礙制品脫模和抽芯。 （8)有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置。 （9)盡可能與料流的末端重合,有利于排氣 3.2 注射工藝參數(shù)的計(jì)算 3.2.1 ABS注射參數(shù) 注射類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min 噴嘴類型：形式 直通式；溫度 180～190C 料筒溫度：前段 200～210C；中段 210～230C；后段 180～200C 模具溫度：50～70C 注射壓力：70～90 MPa 保壓力 ：50～70 MPa

38、注射時(shí)間：3～5 S 保壓時(shí)間：15～30 S 冷卻時(shí)間：15～30 S 成型時(shí)間：40～70 S 3.2.2 注射量的確定 塑件的形狀不很規(guī)則，很難直接計(jì)算出來，現(xiàn)在可先在Pro/E制造工程師中畫出其三維零件圖，再查詢其體積大小。具體步驟如：analysismold analysismold mass properties），得到其體積大小為 塑件質(zhì)量：。 3.2.3 鎖模力的確定 塑件的投影面積 式中 F——注射機(jī)的額定鎖模力 n——型腔數(shù)，n=2； k——安全系數(shù)，取k=1.2； PC——融料在型腔中平均壓力，A

39、BS為30MPa； A——塑件投影面積； 3.2.4 成型壓力 ABS的成型壓力為PC=50MPa，注射機(jī)G54-S200/400的注射壓力為120MPa，取實(shí)際生產(chǎn)中，確定制件的成型機(jī)床時(shí)，之考慮最大注射量和鎖模力還不夠的，還必須滿足注射機(jī)的額定注射壓力，即： P > PC 式 P——注射機(jī)料桿的額定注射比壓（Pa）； PC——制件所需的成型比壓（Pa）。 很明顯，上式成立，符合要求。 本模具也可根據(jù)注射機(jī)的塑化率、最大注射量、及鎖模力等參數(shù)以及生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性確定為一模一腔。 3.2.5 開模行程校核 開模行程為： S ≥ s = H1

40、+ H2 + 5—10 式中 H1——推出距離（脫模距離）（）； H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度（）。 開模距離取 H1 = 25 包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度取 H2 = 40 余量取 8 S=94 則有： S ≥ s = 25+40+8 =73 符合要求。 3.3 注射機(jī)的選擇 （1）注塑的特點(diǎn) 成型速度快，成型周期短，尺寸容易控制，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的塑料制品。 a.注射機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及規(guī)格 注射機(jī) b.注塑機(jī)構(gòu)作用：使固態(tài)塑料均勻地塑化成熔融狀態(tài)，并已足夠的壓力和速度 將塑料

41、熔體注入到閉合的型腔中。 c.鎖模機(jī)構(gòu)：鎖緊模具，實(shí)現(xiàn)模具的開閉動(dòng)作，開模式頂出模內(nèi)制品。該機(jī)構(gòu)錯(cuò)采用液壓和機(jī)械聯(lián)合作用。 d.液壓傳動(dòng)和電氣控制的作用：保證注射成型按照預(yù)定的工藝要求及動(dòng)作程序準(zhǔn)確進(jìn)行而設(shè)置的。 (2)注塑工藝過程 `加料 塑化 注射 保壓 冷卻 脫模 (3）注塑機(jī)的選用 根據(jù)以上數(shù)據(jù)查《注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì)》表3.1，選用的注射機(jī)型號(hào)為：G54-S200/400（臥式）型注塑機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格如下表所示： 表3.1 注塑機(jī)的主要參數(shù) 理論注射容積(cm） 20

42、00 螺桿直徑() 40 注射壓力(MPa) 120 注射速率(g/s) 77 塑化能力(g/s) 225 螺桿轉(zhuǎn)速(r/min) 0—200 鎖模力(KN) 5000 拉桿有較距離() 290368 移模行程() 260 模具最大厚度() 200 模具最小厚度() 165 鎖模形式 肘桿 模具定位孔直徑() 90 噴嘴球半徑() SR10 噴嘴口孔徑() 6 模板尺寸() 500600 3.4 成型零件設(shè)計(jì) 3.4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸凹模的基本結(jié)構(gòu)可分為整體式、整體嵌入式和組合式。在此選用整體式，它有較高的強(qiáng)度和剛度所

43、成型塑件無拼接縫痕跡，塑件精度高。 3.4.2 成型零件材料的選用 筆記本鍵盤外殼是大批量生產(chǎn)，成型零件所選用材料性能應(yīng)該良好；并且要求機(jī)械加工性能和拋光性能良好。因此成型零件的材料選用ABS合成塑料。 3.4.3 成型零件工作尺寸的確定 （1）．凹模有關(guān)尺寸的計(jì)算 參考《塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件及設(shè)計(jì)應(yīng)用手冊(cè)》表6.1，可知 a.凹模的徑向工作尺寸的計(jì)算公式為： （3.1） 式中 —凹模徑向尺寸，； —塑件徑向公稱尺寸，； —塑料的平均收縮率，%； —

44、塑件公差值，，按照要求可知 —凹模制造公差，，取模具尺寸公差的； 因此 b.深度工作尺寸計(jì)算公式為 （3.2） 式中 —凹模深度尺寸，； —塑件高度公稱尺寸，； —塑料的平均收縮率，%； —塑件公差值，，按照要求可知 —型芯制造公差，，取模具尺寸公差的； 凹模形狀如下圖3.2所示。 圖3.2凹模 （2）.凸模有關(guān)尺寸的計(jì)算 a.凸模的工作尺寸的計(jì)算公式為

45、 （3.3） 式中 —凹模徑向尺寸，； —塑件徑向公稱尺寸，； —塑料的平均收縮率，%； —塑件公差值，，按照要求可知； —凹模制造公差，，取模具尺寸公差的； b.凸模高度工作尺寸的計(jì)算公式 （3.4） 式中 —型芯高度尺寸，； —塑件孔深度尺寸，； —塑料的平均收縮率，%； —塑件公差值，，按照要求可知 —型芯制造公差，，取模具尺寸公差的； 凸模如下圖3.3所示

46、： 圖3.3 凸模 3.4.4 成型型腔壁厚的確定 （1）.凹模有關(guān)尺寸計(jì)算 凹模厚度 參考《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》，一般在型腔深度基礎(chǔ)上加 凸模厚度 凸模厚度=型腔深度+封料尺寸(最小為8) =36左右。

47、 因此可得：凹模的厚度型腔深度28；根據(jù)《注塑模具設(shè)計(jì)使用教程》表6-2可知，凸模的厚度30。 （2）.凹模側(cè)壁的厚度計(jì)算 參考《塑料注射成型工藝及模具》表5-8，可得側(cè)壁厚的計(jì)算公式為： 按剛度條件計(jì)算 （3.5） 按強(qiáng)度條件計(jì)算 （3.6） 其中 —型腔平均壓力，，；

48、 —彈性模量，； —允許變形量，mm，查《塑料注射成型工藝及模具》表5.9，可知 ； —模具材料的彎曲許用應(yīng)力，；=300。 —2分別是與型腔深度對(duì)型腔側(cè)壁長(zhǎng)邊之比相關(guān)的系數(shù)，查《塑料注射成型工藝及模具》表5-10，可得； —矩形型腔底面短邊與長(zhǎng)邊邊長(zhǎng)之比，計(jì)算得； 所以可得側(cè)壁的厚度按不同的條件計(jì)算的厚度分別為： 按剛度條件計(jì)算 按強(qiáng)度條件計(jì)算 由上面的計(jì)算可知模具側(cè)壁的厚度應(yīng)大于3.9才能符合剛度和強(qiáng)度的要求，參考《塑料注射成型工藝及模具》表5-12，選擇側(cè)壁厚度為20。 （3

49、）．支撐板厚度的校核 一般情況下，凸凹模下面有一底板能起到支承作用，在動(dòng)模一側(cè)的底板因其下面頂出機(jī)構(gòu)的空間，故此底板應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，參考《塑料注射成型工藝及模具》表5-8可知，底板的厚度的計(jì)算公式為 按剛度條件計(jì)算 （3.7） 按強(qiáng)度條件計(jì)算 （3.8） 式中 —與矩形型腔底面邊長(zhǎng)之比相關(guān)的系數(shù)，查《塑料注射成型工藝及模具》，可得=0.00366 按剛度條件計(jì)算 按強(qiáng)

50、度條件計(jì)算 由上面的計(jì)算可知模具側(cè)壁的厚度應(yīng)大于9.7才能符合剛度和強(qiáng)度的要求，參考《塑料注射成型工藝及模具》，選擇支撐板厚度為25。 3.4.5 Pro/E分割模具模型 使用分模面分割模具的第一步是利用Mold Volume命令分割工件或者已經(jīng)存在的模具體積塊，產(chǎn)生一個(gè)或者兩個(gè)新的模具體積塊，這些模具體積塊是一個(gè)占有體積但是沒有質(zhì)量的封閉3D特征，它不是一個(gè)實(shí)體，而只是一個(gè)模具組件特征，該特征由位于工件模型或底模中的封閉體積塊空間中的曲面組成。最后將利用這些體積塊形成模具組件模型。模具組件模型才是真正的實(shí)體零件?？梢哉f模具體積塊是從工件、底模以及參考模型幾何體到最終抽取模具組件的中

51、間體積塊。 在PRO/ENG1NEER中，模具體積塊的產(chǎn)生有兩種方法。第一種是利用分模面分割工件或者已經(jīng)存在的體積塊得到模具體積塊；第二種方式是利用Create(產(chǎn)生)命令直接產(chǎn)生模具體積塊。不管它們以什么方式產(chǎn)生，最終都要轉(zhuǎn)化成模具組件模型。 4 筆記本鍵盤外殼注塑設(shè)備的設(shè)計(jì)及其裝配方案 筆記本鍵盤外殼注塑設(shè)備的設(shè)計(jì)主要包括幾個(gè)方面：澆注系統(tǒng)、排氣溢料機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等。 4.1 模架的選擇 我們都知道，生成模架的方法有EMX、裝配等，而為了鍛煉自己的繪圖能力，本人選用的方法是后者，即是通過Pro/E軟件，先把模架上的各個(gè)零件畫出三維模型，然后再組裝在一起，即生成模架。如下

52、圖3.4所示。 圖3.4 模架 4.2 模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.2.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，在模具工作時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以維持動(dòng)模和定模正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時(shí)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可以引導(dǎo)動(dòng)模按順序合模，防止型心在合模過程中損壞；并能承受一定的側(cè)向力。對(duì)于采用三板式結(jié)構(gòu)的模具，導(dǎo)柱可承受卸料板和定模型腔板（點(diǎn)澆口的澆口板）的重載荷作用。對(duì)于大型模具的脫模機(jī)構(gòu)，或脫模機(jī)構(gòu)中有細(xì)長(zhǎng)推桿（或推管），脫模機(jī)構(gòu)中需要有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由導(dǎo)桿（導(dǎo)釘）及導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）等組成。在模具各類機(jī)構(gòu)中都可能設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以保證各類機(jī)構(gòu)在工作過程中定

53、位、定向，例如，在凸、凹模開閉過程中，是保證凸模的運(yùn)行與加壓方向平行，并保證凸、凹模的配合間隙。在頂出機(jī)構(gòu)中則保證定向運(yùn)動(dòng)，并在頂出時(shí)可承受一部分側(cè)向力；在垂直分型時(shí)，保證垂直分型拼塊在閉合時(shí)定位準(zhǔn)確等。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)銷及導(dǎo)柱、導(dǎo)套兩種形式。導(dǎo)銷主要用于移動(dòng)式小型壓模及垂直分型的瓣合型上。本次設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套形式。 （1）導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) ① 本模具采用帶頭導(dǎo)柱。 ② 該導(dǎo)柱直徑為。 ③ 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯。多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理或碳素工具鋼T8A、T10A經(jīng)淬火處理，硬度為55HRC以上或45#鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)、表面淬火、低溫回火，硬度55HRC以上。 ④

54、導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f7的間隙配合； (2）導(dǎo)套的設(shè)計(jì) ① 結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套（Ⅰ型），導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時(shí)鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度。 ② 導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角，導(dǎo)柱孔最好做成通孔，利于排出孔內(nèi)剩余空氣。 ③ 導(dǎo)套材料可用淬火鋼或銅（青銅合金）等耐磨材料制造，但其硬度應(yīng)低于導(dǎo)柱的硬度，這樣可以改善摩擦，以防止導(dǎo)柱或?qū)桌? 4.2.2推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 在注射成型的每一個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出來的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，也叫頂出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)的

55、機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來完成的。 （1）推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求： ①制件留在動(dòng)模。 ②制件在推出過程中不變形、不損壞。 ③不損壞制件的外觀質(zhì)量。 ④合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位。 ⑤推出機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠。 ⑥另外要求推出機(jī)構(gòu)本身有足夠的強(qiáng)度和剛度。 （2）推出機(jī)構(gòu)的選擇 由于推桿推出機(jī)構(gòu)是整個(gè)推出機(jī)構(gòu)中最簡(jiǎn)單、最常見的一種形式，設(shè)置推桿的自由度較大、而且推桿截面大部分為圓形容易達(dá)到推桿與模板或型芯上推桿孔的配合精度、推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小、推出動(dòng)作靈活可靠、損壞后也便于更換。因此采用推桿推出機(jī)構(gòu)。 （3）推出力的計(jì)算 塑件壁厚與其內(nèi)孔直徑之比小于1/20，為薄

56、壁殼體形塑件，且塑件斷面為矩環(huán)形，故所需脫模力的計(jì)算公式如下： 式中 E——塑料的拉伸模量（MPa）（可由表查得ABS的拉伸模量為1.8）； ——塑料成型平均收縮率(%)(可由表查得ABS成型平均收縮率為0.4 ～ 0.7)； ——塑件的平均壁厚（）； ——塑件包容型芯的長(zhǎng)度（）； ——塑料的泊松比（可由表查得ABS的泊松比為0.38）； ——脫模斜度（該模具脫模斜度選定為 2）； ——塑料與鋼材之間的磨擦系數(shù)（可查得ABS與鋼材的磨擦系數(shù)為0.20 ～ 0.25）； ——型芯大小端平均半徑（）；

57、 ——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積()，當(dāng)塑件底部上有孔時(shí)，10B項(xiàng)應(yīng)視為零； ——由f和￠決定的無因次數(shù)，可由下式計(jì)算： 也可根據(jù)塑料與鋼材的磨擦系數(shù)和脫模斜度由表查得 =1.0070。 代入計(jì)算，得 Q = 36.4 4.3 模具材料的選擇 模具的材料可以根據(jù)制品材料和產(chǎn)量以及技術(shù)要求，結(jié)構(gòu)類型等因素綜合分析、考慮選取。其熱處理要求： （1）進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理以消除內(nèi)應(yīng)力。 （2）凡成型表面有表面粗糙度要求的非亞光面的零件材料，其熱處理后的表面硬度最低不得低于HRC32，一般均應(yīng)達(dá)到HRC45以上，否則難以達(dá)到拋光效果。 （3）用于成型

58、有腐蝕性氣體產(chǎn)生的如聚氯乙烯、聚碳酸酯等材料的制品時(shí)，可選擇38C，PCR調(diào)質(zhì)后前者硬度可達(dá)到（28~32）HRC。氮化處理后硬度可達(dá)（60~65）HRC，后者空冷淬硬后可達(dá)（42~53）HRC。 考慮選取45#鋼調(diào)質(zhì)，這是因?yàn)槟＞邏勖?0000至20000件之間，生產(chǎn)批量較小，且磨具尺寸不大，選取45#鋼調(diào)質(zhì)即可滿足要求。 4.4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)噴嘴進(jìn)入磨具開始，到型腔入口之間的進(jìn)料通道。普通澆筑系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料井等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是磨具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)合理與否塑件的性能、尺寸、內(nèi)外部質(zhì)量以及磨具的結(jié)構(gòu)、塑料的

59、利用率等有較大的影響。通常澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括根據(jù)塑件的大小和形狀進(jìn)行流道布置、決定流道斷面尺寸、進(jìn)行流道長(zhǎng)度校核、對(duì)流道長(zhǎng)度校核對(duì)澆口的數(shù)量、位置、形式進(jìn)行優(yōu)化等內(nèi)容。 對(duì)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該注意以下幾個(gè)方面： （1）要充分了解要成型的塑料的工藝性能，并在此基礎(chǔ)上初步選定澆注系統(tǒng)各單元的形式。 （2）要詳細(xì)分析制品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和要求，并努力避免澆注系統(tǒng)可能對(duì)制品產(chǎn)生的不良影響。 （3）盡量采用較短的流程很適當(dāng)?shù)某叽绲臄嗝娉錆M型腔，必要時(shí)要進(jìn)行流動(dòng)距離比和流動(dòng)面積比的校核。 4.4.1主流道的設(shè)計(jì) （1）主流道尺寸 在臥式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面，為

60、使凝料能從其中順利拔出，需設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角為2——6。主流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以減少壓力損失，其長(zhǎng)度一般不超過60。 ① 主流道小端直徑 主流道小端直徑 d = 注射機(jī)噴嘴直徑 + 2 ～ 3 = 3 + 2 ～ 3 取 d = 6（）。 ② 主流道的球半徑 主流道的球半徑 SR = 12 + 1～ 2 取 SR =14(）。 ③ 球面配合高度 球面配合高度為 3 ～ 5 取 3（）。 ④ 主流道長(zhǎng)度 主流道長(zhǎng)度L，應(yīng)盡量小于60，，上標(biāo)準(zhǔn)模架及該模具結(jié)構(gòu)，取 L = 35（） ⑤ 主流道錐度 主流道錐角一般應(yīng)在2——6

61、，取α = 3，所以流道錐度為α/2=1.5。 ⑥ 主流道大端直徑 主流道大端直徑 D = d+2Ltg（α/２）（α=3） ≈ 7（） ⑦ 主流道大端倒圓角倒角1（） （2）主流道襯套的形式與固定 主流道入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對(duì)材料要求較嚴(yán)，因而模具主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。澆口套常用材料為45鋼、T8A、T10A等，熱處理硬度為53 ～ 58 HRC。 該模具尺寸較小，主流道襯套可以選用整體式，澆口套的結(jié)構(gòu)與模板配合的形式如下圖所示。澆口套

62、與模板間的配合采取H7/m6的過渡配合，澆口套與定位圈采取H9/f9的配合，定位圈在模具安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)插入注射機(jī)定模板的定位孔內(nèi)，用于模具與注射機(jī)的安裝定位，定位圈外徑比注射機(jī)定模板上的定位孔小0.2以下。如圖4.2所示。 圖4.2主流道襯套 4.4.2 澆口的設(shè)計(jì) （1）澆口的形式 本模具采用圓型側(cè)澆口。 （2）澆口位置選擇原則 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則： ① 輸管盡量縮短流動(dòng)距離。 ② 澆口應(yīng)開設(shè)在塑

63、件壁厚最大處。 ③ 必須盡量減少熔接痕。 ④ 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。 ⑤ 考慮分子定向影響。 ⑥ 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。 ⑦ 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。 ⑧ 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響。 （3）澆口尺寸的確定 澆口結(jié)構(gòu)尺寸可由經(jīng)驗(yàn)公式，并由《塑料注塑技術(shù)與實(shí)例》5-20 查得，澆口深度 h = 0.5 ～ 2.0 h = n t = 0.8 取 h = 1 （） 式中 h——澆口深度（）; n——塑料系數(shù)，由塑料性質(zhì)決定； t——塑件壁厚（）. 澆口寬度 b = 1.5 ～ 5.0 取 b = 1.8 （） 式中 A—塑件型腔表面積。

64、澆口長(zhǎng)度 l = 0.5 ～ 1.75。 為了去除澆口方便，澆口長(zhǎng)度 l 也可取 0.7～2.5。所以可取 l = 1.0 （）。 4.5 脫模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.5.1 脫模力的計(jì)算 根據(jù)包緊力、大氣壓力、摩擦阻力及型腔側(cè)壁的脫模斜度的影響，塑件脫模時(shí)是以瞬時(shí)初始力為最大。 參考《塑料注塑成型工藝及模具》表5-19可知，脫模力的計(jì)算公式為： （4-1） 其中 —塑料的拉伸彈性模量，Mpa； —塑料的平均成型收縮率，%； —塑件的平均壁厚，； —塑件的包容型芯的長(zhǎng)度

65、，； —塑料的泊松比，查《塑料注塑成型工藝及模具》表5-20知 —脫模斜度，（）； —塑料與型腔材料之間的摩擦系數(shù)，查《塑料注塑成型工藝及模具》表5-20知； —由和決定的無量綱數(shù)，； 已知，，，，， 故 脫模力 4.5.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 脫模機(jī)構(gòu)的形式有推桿機(jī)構(gòu)、推管機(jī)構(gòu)、推板機(jī)構(gòu)，以及這些機(jī)構(gòu)的組合。常用推桿為圓形截面，也有半圓和矩形等。圓柱推桿和相匹配的孔，容易加工到較高的精度。且圓柱推桿已有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，更換方便。在此選用推桿機(jī)構(gòu)，推桿結(jié)

66、構(gòu)采用階梯式圓柱推桿。這種推桿已經(jīng)在GB4169.1-84標(biāo)準(zhǔn)中，系列直徑為，長(zhǎng)度為。 計(jì)算推桿的截面尺寸 參考《塑料注塑成型工藝及模具》式5-12可知 （4-2） 其中 —推桿直徑，； —安全系數(shù)，常取1.5； —推桿長(zhǎng)度，，； —脫模阻力，； —推桿材料的彈性模量，Mpa，??； —推桿根數(shù)，??； 由此可得 4.6 排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 該套模具是屬小型模具，排氣量很小，由于分型面的制造誤差的縫隙已經(jīng)能夠滿足排氣的需要,在分型面上面能夠形成自然排氣,而且澆口形式采用側(cè)澆口本身就有利于排氣，故在此不再單獨(dú)開設(shè)排氣槽。 4.7 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑料達(dá)到熔融狀態(tài)的成型溫度，必須通過注射機(jī)料筒加熱，使塑料吸收的熱量而升溫融化。加熱的溫度較高，受熱的質(zhì)量也越大，它所需要的熱量也越多，即熔化的塑料的溫度及其質(zhì)量與所需要