喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問(wèn)咨詢QQ:1064457796或者1304139763 ==================== 鍵盤按鍵注塑成型工藝與模具設(shè)計(jì) 【摘要】 在現(xiàn)在的生活中，電腦是每個(gè)人的必需品，而輸入鍵盤是塑料制品，而如何才能提高塑料制品的生產(chǎn)效率呢。本次設(shè)計(jì)課題便是圍繞這一主題展開(kāi)。在該塑料模具設(shè)計(jì)論文中，系統(tǒng)的闡述了鍵盤按鍵模具的整個(gè)設(shè)計(jì)流程，其中主要包括以下幾大模塊：設(shè)計(jì)背景及工藝的分析，注射機(jī)的選型及工藝參數(shù)的確定，澆注系統(tǒng)、成型零部件、冷卻系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)以及最后對(duì)該模具進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析等。 在本模具的具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)塑料制品的外觀要求，了解塑件的用途，分析塑件的工藝性、尺寸要求以及尺寸精度等技術(shù)要求，經(jīng)討論分析，最終對(duì)該模具采用一模8腔，側(cè)澆口進(jìn)料；經(jīng)過(guò)對(duì)各參數(shù)的多次校核，最終選擇了型號(hào)為XS-ZY-125的注射機(jī)；通過(guò)CAD和UG繪制二維總裝圖、零件圖以及模具3D圖；并附上論文說(shuō)明，系統(tǒng)地運(yùn)用簡(jiǎn)要文字、簡(jiǎn)明示意圖以及計(jì)算等分析塑件，從而對(duì)該塑件作出合理的模具設(shè)計(jì)。 【關(guān)鍵詞】 鍵盤按鍵 注塑模 模具設(shè)計(jì) 目錄 引 言 1 第一章 設(shè)計(jì)背景 2 1.1 塑料簡(jiǎn)介 2 1.2 注塑成型 2 1.3 注塑模 2 第二章 工藝分析 4 2.1 塑件分析 4 2.1.1 塑件的視圖 4 2.1.2 塑件的尺寸及精度 4 2.1.3 塑件表面粗糙度 5 2.2 ABS材料分析 5 2.2.1 ABS材料的基本特性 5 2.2.2 ABS材料的成型性能 5 2.2.3 ABS材料的主要用途 6 2.3 塑件的工藝分析 6 2.3.1 脫模斜度 6 2.3.2 塑件的壁厚 6 2.3.3 塑件的圓角 6 2.3.4 孔 6 2.4 注射成型工藝過(guò)程分析 7 2.5 型腔數(shù)目的確定 7 2.6 分型面的選擇 7 2.6.1 分型面的設(shè)計(jì) 7 2.6.2 型腔的布局 8 第三章 注射機(jī)選型及確定工藝參數(shù) 10 3.1 參數(shù)計(jì)算 10 3.1.1 計(jì)算塑件的一次注射量 10 3.1.2 計(jì)算塑件的鎖模力 10 3.2 確定成型工藝參數(shù) 10 3.2.1確定熱塑性塑料的成型時(shí)的工藝參數(shù) 10 3.2.2 確定注射機(jī)的主要計(jì)算參數(shù) 11 3.3模架的選用 12 3.4注射機(jī)主要參數(shù)的校核 12 3.4.1 最大注射壓力的校核 12 3.4.2 最大注射量的校核 12 3.4.3 模具閉合高度的校核 12 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13 4.1 確定澆注系統(tǒng)的原則 13 4.2 主流道的設(shè)計(jì) 13 4.3分流道的設(shè)計(jì) 14 4.4澆口的設(shè)計(jì) 15 4.5冷料穴的設(shè)計(jì) 15 第五章 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 16 5.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 5.1.1 凹模的設(shè)計(jì) 16 5.1.2 凸模的設(shè)計(jì) 16 5.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 17 第六章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19 6.1 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述 19 6.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 19 6.3 模具冷卻系統(tǒng)的組成及目的 19 6.4 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 19 6.5 模具的冷卻類型 20 6.5.1 冷卻水道的聯(lián)結(jié)方式 20 6.5.2 型腔的冷卻形式 20 6.5.3型芯的冷卻形式 21 第七章 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22 7.1 斜頂側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 22 7.2 概念 22 7.3 斜推桿傾斜角的確定 23 圖7-1 斜頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 24 第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 8.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 25 8.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 25 8.3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 25 第九章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 26 9.1 排氣的概述 26 9.2 排氣的類型 26 第十章 模具的分析 28 10.1 模具材料的選用 28 10.1.1 成型零件材料的選用 28 10.1.2 注射模材料的選用 28 10.2模具經(jīng)濟(jì)性的分析 29 結(jié) 論 31 致 謝 32 參考文獻(xiàn) 33 引 言 模具制造是精密制造行業(yè)的重要組成部分，利用模具來(lái)加工制件的優(yōu)勢(shì)在于精度、復(fù)雜程度、生產(chǎn)率都可以達(dá)到很高的水平，且可將能耗降低到較低的水平。需要模具來(lái)加工成型的零部件在儀器儀表，電子家電，通信設(shè)備等諸多行業(yè)中所占比例相當(dāng)大。 塑料模又是模具中的重要一部分,從日常生活用品到航空航天及特殊領(lǐng)域無(wú)不大量使用塑料制品。在國(guó)內(nèi)外塑料加工行業(yè)中約有95%的的制品靠模具生產(chǎn)，其中注塑模具的產(chǎn)量占塑料成型模具產(chǎn)量的50%以上。模具制品從設(shè)計(jì)到成型是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和模具生產(chǎn)等幾個(gè)主要方面。他需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師、模具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力一起來(lái)完成,這是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)反復(fù)迭代的、不斷優(yōu)化的過(guò)程。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題名稱為鍵盤按鍵注塑成型與模具設(shè)計(jì)，以當(dāng)下最普遍的大屏智能機(jī)的鍵盤按鍵為例，利用UG軟件進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)。鍵盤按鍵面積較大，材料采用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯），由于ABS流動(dòng)性較差，為了保證填充完全，需要合理選擇進(jìn)膠位置，才能保證進(jìn)膠順利。模仁的選擇也要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式合理的選擇尺寸。模架的選用要根據(jù)產(chǎn)品注塑特點(diǎn)選用適合的型號(hào)，此外，澆注系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置等都是在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要不斷去調(diào)整的，才能得出最優(yōu)方案。其中，由于鍵盤按鍵是需要與前蓋配合的，而配合主要采用倒扣，這就增加了脫模的難度，需要利用到斜頂脫模，脫模斜度、斜頂固定方式、脫模行程都是要經(jīng)過(guò)合理推算才能保證順利脫模。為此，本人綜合平時(shí)所學(xué)的知識(shí)并參閱了各設(shè)計(jì)資料，從而來(lái)進(jìn)行這一次的綜合性設(shè)計(jì)。本課題的研究將涉及一些二維和三維的軟件的應(yīng)用，如AUTOCAD 、UG等。在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人對(duì)之前所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行了回顧，并進(jìn)一步得到了鞏固和提高，進(jìn)而能獨(dú)立完成一副塑料成型模具的設(shè)計(jì)。 33 第一章 設(shè)計(jì)背景 1.1 塑料簡(jiǎn)介 塑料是以樹脂為主要成分的高分子材料，它在一定的溫度和壓力下具有流動(dòng)性?？梢员荒Ｋ艹尚蜑橐欢ǖ膸缀涡螤詈统叽?，并在成型固化后保持其既得形狀而不發(fā)生變化。塑料有很多優(yōu)異性能，廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活，它具有密度小，質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高，絕緣性能好，介電損耗低，化學(xué)穩(wěn)定性高，減摩耐磨性能好，減振隔音性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)。另外，許多塑料還具有防水、防潮、防透氣、防輻射及耐瞬時(shí)燒蝕等特殊性能。塑料以從代替部分金屬、木材、皮革及無(wú)機(jī)材料發(fā)展成為各個(gè)部門不可缺少的一種化學(xué)材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中，塑料制作已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。 1.2 注塑成型 將塑料成型為制品的生產(chǎn)方法很多，最常用的有注射，擠出，壓縮，壓注，壓延和吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎的有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機(jī)的一些基本知識(shí)，注射機(jī)為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置，模板機(jī)架系統(tǒng)等組成。主要依靠該注射設(shè)備將粒狀塑料通過(guò)高壓加熱等工序進(jìn)行注射。 注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來(lái)的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開(kāi)啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。 1.3 注塑模 注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。 注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機(jī)的種類等諸多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動(dòng)模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機(jī)的固定板上，動(dòng)模部分安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，在注射成型過(guò)程中它隨注射機(jī)上的合模系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)。注射成型時(shí)動(dòng)模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)及支承零部件組成。 注射模、塑料原材料和注射機(jī)通過(guò)注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問(wèn)題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達(dá)到所要求的質(zhì)量。注射機(jī)和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時(shí)間。在成型過(guò)程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件絕非易事，因?yàn)橛绊懗尚蜅l件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動(dòng)及環(huán)境溫度等。 塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開(kāi)發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買材料、試模和成型）。 傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。 目前國(guó)際市場(chǎng)上主要流行的，運(yùn)用范圍最廣的注射模流動(dòng)模擬分析軟件有澳大利亞的MOLDFLOW、美國(guó)的CFLOW、華中科技大學(xué)的H-FLOW等。其中MOLDFLOW軟件包括三個(gè)部分：MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問(wèn)，簡(jiǎn)稱MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡(jiǎn)稱MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過(guò)程控制專家，簡(jiǎn)稱MPX）。 采用CAE技術(shù)，可以完全代替試模，CAE技術(shù)提供了從制品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。 第二章 工藝分析 2.1 塑件分析 2.1.1 塑件的視圖 在模具設(shè)計(jì)之前我們需要對(duì)塑件的工藝進(jìn)行分析，如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級(jí)和表面質(zhì)量等要進(jìn)行仔細(xì)研究和分析，只有這樣才能恰當(dāng)確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。 如圖2-1及圖2-2所示，明顯可看出，該塑件模具屬于結(jié)構(gòu)中等復(fù)雜、生產(chǎn)量較大、要求較高的模具。 圖2-1 塑件三維圖 在實(shí)物三維圖的基礎(chǔ)上，我們繪制了如下的三視圖： 圖2-2 塑件三視圖 2.1.2 塑件的尺寸及精度 塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動(dòng)性和注射機(jī)規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動(dòng)性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反之成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動(dòng)性較差，適用于尺寸較小的制品。 塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計(jì)得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級(jí)確定精度等級(jí)。根據(jù)我國(guó)目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照一些課外的參考文獻(xiàn)。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體要求，該產(chǎn)品尺寸可采用MT5級(jí)精度，未注采用MT5級(jí)精度。 2.1.3 塑件表面粗糙度 塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.02～1.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時(shí)給以拋光復(fù)原。 綜合塑件分析，可知該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。 2.2 ABS材料分析 2.2.1 ABS材料的基本特性 ABS是由丙烯、丁二烯、苯乙烯三種單體共聚而成的。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合理學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐腐蝕性、耐熱性及表面硬度；丁二烯使ABS堅(jiān)韌；苯乙烯使ABS有良好的加工性和染色性能。ABS價(jià)格便宜原料易得，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用范圍最廣的工程塑料之一，是一種良好的熱塑性塑料。 ABS無(wú)毒，無(wú)氣味，呈微黃色，成型的塑料有較好的光澤、不透明。既有較好的抗沖擊強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎沒(méi)有影響，ABS不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液。ABS表面受冰醋酸，植物油等化學(xué)藥品的侵蝕時(shí)會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂，ABS有一定的硬度，它的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等高，尺寸穩(wěn)定性較好，易于成型加工，經(jīng)過(guò)調(diào)色配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度約為93耐氣候性差，在紫外線作用下ABS易變硬發(fā)脆，以下表格2-1便是一張關(guān)于ABS性能指標(biāo)的綜合分析表。 表2-1 ABS的性能指標(biāo)表 密度（g/cm3） 1.021.05 拉伸彈性模量(Gpa) 1.8 收縮率 0.40.6% 彎曲彈性模量(Gpa) 1.4 熔點(diǎn)(0C) 130160 壓縮強(qiáng)度(Mpa) 1839 硬度(HRR) 6286 缺口沖擊強(qiáng)度(kj/m2) 1120 彎曲強(qiáng)度(Mpa) 80 體積電阻系數(shù)() 拉伸強(qiáng)度(Mpa) 3549 熱變形溫度為(0C) 93118 2.2.2 ABS材料的成型性能 1）ABS易吸水，故成型塑件表面易出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷，因此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； 2）ABS在升溫時(shí)黏度增高，黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此，模具設(shè)計(jì)中大都采用側(cè)澆口形式，且成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大； 3）易產(chǎn)生熔接痕，故模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流的阻力； 4）在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響及小。但在要求塑件精度較高時(shí)，模具溫度可控制在50600C；要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度應(yīng)控制在60800C； 5）ABS的比熱容低，塑化效率高，凝固也快，因此其成型周期較短。 2.2.3 ABS材料的主要用途 在機(jī)械工業(yè)上ABS主要用來(lái)制造泵業(yè)輪、軸承、把手、管道、產(chǎn)品、蓄電池槽、冷藏庫(kù)和冰箱襯里等；在汽車工業(yè)上ABS主要用來(lái)制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)導(dǎo)管等。ABS還可用來(lái)制造水表殼，紡織器材，電器零件、玩具、電子琴及收錄機(jī)殼體、食品包裝容器，農(nóng)藥噴霧器及家具等。 2.3 塑件的工藝分析 2.3.1 脫模斜度 由于注射制品在冷卻過(guò)程中易產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會(huì)緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過(guò)大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過(guò)小，不僅會(huì)使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂；斜度過(guò)大，雖然脫模方便，但會(huì)影響制品尺寸精度，并浪費(fèi)原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.5～1.5，查閱相關(guān)資料可知，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35～130/，型芯脫模斜度為30/～1。 2.3.2 塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計(jì)塑件時(shí)必須考慮的問(wèn)題之一。塑件的壁厚對(duì)于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時(shí)的熔體流動(dòng)、固化定型時(shí)的冷卻速度和時(shí)間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因?yàn)楸诤裉蟛粌H會(huì)使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會(huì)延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長(zhǎng)，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小，則剛度差，在脫模、裝配、使用中會(huì)發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準(zhǔn)確性。選擇壁厚時(shí)應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1左右。 2.3.3 塑件的圓角 為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過(guò)程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學(xué)角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過(guò)度。在無(wú)特殊要求時(shí)，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.5～1的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍左右。 由分析計(jì)算可得，該塑料件表面圓角半徑和內(nèi)部轉(zhuǎn)彎處圓角半徑均為4。 2.3.4 孔 塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當(dāng)孔太復(fù)雜時(shí)，會(huì)使熔體流動(dòng)困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，因此在塑件上設(shè)計(jì)孔時(shí)，應(yīng)盡量采用簡(jiǎn)單孔型。由于型芯對(duì)熔體有分流作用，所以在孔成型時(shí)周圍易產(chǎn)生熔接痕，導(dǎo)致孔的強(qiáng)度降低，故設(shè)計(jì)孔時(shí)孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都稍大于孔徑，并且孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強(qiáng)度和剛度。 該塑件表面有兩個(gè)通孔，分別是放置手機(jī)攝像機(jī)及音響的孔。 2.4 注射成型工藝過(guò)程分析 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)、材料及質(zhì)量，確定其成型工藝過(guò)程為： 第一步：為使注射過(guò)程順利和保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)對(duì)所用的設(shè)備和塑料作好以下準(zhǔn)備工作。 1）成型前對(duì)原材料的預(yù)處理 根據(jù)注射成型對(duì)物料的要求，檢驗(yàn)物料的含水量，外觀色澤，顆粒情況并測(cè)試其熱穩(wěn)定性、流動(dòng)性和收縮率等指標(biāo)，對(duì)原材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)熱干燥，由于ABS材料吸水率極低，故成型前一般不必進(jìn)行干燥處理（如有需要，一般可在70 ～ 80℃下干燥2～4h）。 2）料筒的清洗 在初用某種塑料或某一注射機(jī)之前，或者在生產(chǎn)中需要改變產(chǎn)品、更換原料、調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都需要對(duì)注射機(jī)（主要是料筒）進(jìn)行清洗或拆換。 柱塞式注射機(jī)料筒的清洗常比螺桿式注射機(jī)困難，因?yàn)橹搅贤矁?nèi)的存料量較大而不易對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)，清洗時(shí)必須拆卸清洗或者采用專用料筒。對(duì)螺桿式通常是直接換料清洗，也可采用對(duì)空注射法清洗。 3）脫模劑的選用 脫模劑是使塑料制件容易從模具中脫出而敷在模具表面上的一種助劑。一般注射制件的脫模，主要依賴于合理的工藝條件與正確的模具設(shè)計(jì)。在生產(chǎn)上為了順利脫模，常用的脫模劑有：硬脂酸鋅，液體石蠟（白油），硅油。對(duì)ABS材料，可選用硬脂酸鋅，因?yàn)榇嗣撃┏埘０匪芰贤?，一般塑料都可使用? 第二步: 注射成型過(guò)程 完整的注射過(guò)程表面上共包括加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模幾個(gè)步驟，但實(shí)際上是塑化成型與冷卻兩個(gè)過(guò)程。 第三步：制件的后處理注射制件經(jīng)脫模或機(jī)械加工后，常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，目的是為了消除存在的?nèi)應(yīng)力，以改善和提高制件的性能及尺寸穩(wěn)定性。制件的后處理主要有退火和調(diào)濕處理。該塑料制件材料為ABS，可采用退火處理1～3小時(shí)。 2.5 型腔數(shù)目的確定 綜合考慮塑件的尺寸以及設(shè)計(jì)要求，為提高塑件成功概率，并從經(jīng)濟(jì)型的角度出發(fā)，節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模8，進(jìn)行加工生產(chǎn)。 2.6 分型面的選擇 2.6.1 分型面的設(shè)計(jì) 將模具適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或幾個(gè)可以分離的主要部分，它們的接觸表面分開(kāi)時(shí)能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當(dāng)成型時(shí)又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為分型面，它是決定模具結(jié)構(gòu)的重要因素，每個(gè)塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件能完好的成型的先決條件。 選擇分型面時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮： 1）分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； 2）使塑件在開(kāi)模后留在動(dòng)模上； 3）分型面的痕跡不影響塑件的外觀； 4）澆注系統(tǒng)，特別是澆口能合理的安排； 5）使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上； 6）使塑件易于脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)； 7) 應(yīng)盡量減少分型面的數(shù)量，最好只有一個(gè)分型面。這樣可簡(jiǎn)化操作過(guò)程，提高鑄件精度 (因 多一個(gè)分型面，鑄型就增加一些誤差)； 8) 有利于排氣； 9) 考慮注射機(jī)的技術(shù)規(guī)格。 綜合考慮各種因素，并根據(jù)本模具制件的外觀特點(diǎn)，采用圖2-3平面作為其分型面。 圖2-3 分型面的選擇 2.6.2 型腔的布局 型腔的布局與澆注系統(tǒng)的布置密切相關(guān)，型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都通過(guò)澆注系統(tǒng)從總壓力中均等的分得所需的壓力，以保證塑料熔體均勻地充滿每個(gè)型腔，使各型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。這就要求型腔與主流道之間的距離盡可能短，同時(shí)采用平行流道。由于本設(shè)計(jì)中塑件是上下兩部分配合裝配使用，需要相同的注射工藝參數(shù)，以達(dá)到高的成功率，該模具采用對(duì)稱式布局，以求達(dá)到良好的澆注質(zhì)量，型腔布局如圖2-4所示。 圖2-4型腔布局 第三章 注射機(jī)選型及確定工藝參數(shù) 3.1 參數(shù)計(jì)算 3.1.1 計(jì)算塑件的一次注射量 （由UG軟件測(cè)得）； ,在此我們?nèi)。? ； ； ； 。 3.1.2 計(jì)算塑件的鎖模力 （由UG軟件測(cè)得）； ； （查表）； ； 。 綜合以上對(duì)一次注射量和鎖模力的計(jì)算，我們初步選擇注射機(jī)的類型為XS-ZY-125。 3.2 確定成型工藝參數(shù) 3.2.1確定熱塑性塑料的成型時(shí)的工藝參數(shù) 查《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》,可知ABS的成型工藝參數(shù)可繪制成如下表格（據(jù)實(shí)際情況作適當(dāng)調(diào)整）。 表3-1 ABS注射成型的工藝參數(shù) 塑 料 ABS 注射機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min) 30～60 噴 嘴 形 式 直通式 溫度/0C 180～190 料筒溫度/0C 前端 200～210 中段 210～230 后 端 180～200 模具溫度/0C 50～70 注射壓力/MPa 70～90 保壓壓力/MPa 50～70 注射時(shí)間/s 3～5 保壓時(shí)間/s 15～30 冷卻時(shí)間/s 15～30 成型周期/s 40～70 注1：預(yù)熱和干燥均采用鼓風(fēng)烘箱； 2：凡潮濕環(huán)境使用的塑料，應(yīng)進(jìn)行調(diào)濕處理，在100～1200C水中加熱2～18h。 3.2.2 確定注射機(jī)的主要計(jì)算參數(shù) 通過(guò)查找《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》這一文獻(xiàn)，可將XS-ZY-125注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)可繪制成如下表格： 表3-2 XS-ZY-125注射機(jī)部分主要技術(shù)參數(shù) 型 號(hào) XS-ZY-125 額定注射量/CM3 125 螺桿直徑/mm 42 噴嘴直徑/mm 2～3 注射壓力/MPa 120 注射行程/mm 115 注射時(shí)間/s 1.6 螺桿轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min) 29、43、56、69、83、101 注射方式 螺桿式 鎖模力/KN 900 最大注射面積/CM2 320 最大開(kāi)(合)模行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 200 動(dòng)定模固定板尺寸 拉桿空間 合模方式 液壓-機(jī)械 液壓泵 流量/(L/min) 100 壓力/MPa 6.5 電動(dòng)機(jī)功率/KW 11 螺桿驅(qū)動(dòng)功率/KW 4 加熱功率/KW 5 機(jī)器外形尺寸/mm 3.3模架的選用 根據(jù)分析、計(jì)算并綜合考慮塑件尺寸，我們選用了非標(biāo)準(zhǔn)模架，其結(jié)構(gòu)和規(guī)格尺寸大致如下： 定模板厚度 A=50mm 動(dòng)模板厚度 B=50mm 模腳厚度 C=7mm 模架最大尺寸 230×350mm×221mm 3.4注射機(jī)主要參數(shù)的校核 3.4.1 最大注射壓力的校核 最大注射壓力是指注射機(jī)料筒內(nèi)柱塞或螺桿施加于熔融塑料的單位面積上的壓力，它用于克服熔料流經(jīng)噴嘴、澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力。而注射機(jī)的最大壓力必須大于成型制品所需要的注射壓力。在我們所選用的注射機(jī)中它的最大注射壓力為119MPa，而鍵盤按鍵的原料為ABS，所需注射壓力為70～90MPa，小于該注射機(jī)的最大注射壓力，故我們所選注射機(jī)符合規(guī)定要求。 3.4.2 最大注射量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的質(zhì)量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好是注塑機(jī)的最大注塑量的80%。所以選用的注塑機(jī)最大注塑量應(yīng)滿足： (3-1) 故 而我們所選用的注射機(jī)XS-ZY-125的額定注射量是125，大于23.785，所以注射機(jī)基本符合要求。 3.4.3 模具閉合高度的校核 注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度是指動(dòng)模板閉合后達(dá)到規(guī)定鎖模力時(shí)動(dòng)模板和定模扳的最大與最小距離,因此所設(shè)計(jì)模具閉合高度應(yīng)處在注射機(jī)規(guī)定的模具最大與最小厚度范圍內(nèi),即 (3-2) 在我們所選的注射機(jī)XS-ZY-125中, ，而我們所設(shè)計(jì)的模具的厚度，在該范圍內(nèi)，故所選注射機(jī)符合要求。 綜合以上校核分析，我們最終確定選用型號(hào)為XS-ZY-125的塑料注射機(jī)進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 第四章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道，澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類，本設(shè)計(jì)中采用普通側(cè)澆口澆注系統(tǒng)。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在注射模具的設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注射成型周期的塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接的影響，正確設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)對(duì)獲得優(yōu)質(zhì)的塑料制品極為重要。 4.1 確定澆注系統(tǒng)的原則 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素： a. 塑料成型特性：設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成型特性的要求，以保證塑件質(zhì)量； b. 模具成型塑件的型腔數(shù)目：設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模二腔或一模多腔，澆注系統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì)； c. 塑件大小及形狀：根據(jù)塑件大小、形狀壁厚、技術(shù)要求等因素，結(jié)合選擇分型面同時(shí)考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式、進(jìn)料口數(shù)量及位置，保證正常成型，還應(yīng)注意防止流料直接沖擊嵌件及細(xì)弱型芯受力不均以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量弊病和部位等問(wèn)題，從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地； d. 塑件外觀：設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除、修整進(jìn)料口方便，同時(shí)不影響塑件的外表美觀； e. 冷料：在注射間隔時(shí)間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質(zhì)量，故設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施。 4.2 主流道的設(shè)計(jì) 流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部分開(kāi)始，到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。它是塑料最先進(jìn)入模具的通道，和噴嘴在同一軸心上，所以熔料在主流道內(nèi)并不改變流動(dòng)方向。主流道的形狀大多為圓錐形，但也有呈圓柱形或扁圓柱形。 a.主流道的尺寸 由于主流道要與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，所以在注射模中主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套。在臥式或立式注射機(jī)上使用的注射模中，主流道垂直于模具分型面。為了使塑料凝料能從主流道中順利拔出，需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，具有2°～6°的錐角，內(nèi)壁有Ra0.8μm以下的表面粗糙度，圓錐孔小端直徑D常為4～8mm，注意小端直徑必須大于噴嘴直徑d約0.5~1mm，否則主流道中的凝料無(wú)法拔出，并且我們需要注意一下幾點(diǎn)： 1.球面凹坑深度H為3~5mm； 2.主流道長(zhǎng)度L以小于60mm為佳，最長(zhǎng)不宜超過(guò)95mm，且主流道常開(kāi)設(shè)在可拆卸的主流道襯套上； 3.其材料常用T8A，熱處理淬火后硬度53~57HRC。 根據(jù)以上要求，我們將噴嘴直徑設(shè)計(jì)為3，噴嘴球面半徑為11，并繪制如圖4-1的澆注部件圖： 圖4-1 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套 b.主流道襯套的形式 將主流道襯套和定位球設(shè)計(jì)成兩個(gè)零件，然后配合固定在模板上，襯套與定模板的配合采用。 c.主流道襯套的固定 主流道襯套的固定，采用2個(gè)M5X20的螺絲直接鎖附固定。 4.3分流道的設(shè)計(jì) 分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動(dòng)通道，是主流道與澆口之間的通道。在多型腔的模具中分流道必不可少，而在單型腔的模具中，有時(shí)則可省去分流道。在分流道的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減小流道的容積，總之分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)。 在分流道的設(shè)計(jì)中，我們主要需要考慮以下兩點(diǎn)： 1.分流道的截面形狀 常用的流道截面形狀有圓形、梯形、U形和六角形等。在流道設(shè)計(jì)中要減少在流道內(nèi)壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，又希望流道的表面積小，因此可用流截面積與周長(zhǎng)的比值來(lái)表示流道的效率。 2.分流道的尺寸 因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地估計(jì)分流道的直徑。 綜合考慮以上因素，并由于該塑件排布比較緊湊，且采用側(cè)澆口，故采用如圖4-2的流道方式。 圖4-2 主流道和側(cè)澆口的位置 4.4澆口的設(shè)計(jì) 澆口又叫進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的通道。它有兩個(gè)功能：一是對(duì)塑料熔體流入型腔起著控制作用；另一個(gè)是當(dāng)注射壓力撤銷后封鎖型腔，使型腔中尚未固化的塑料不會(huì)倒流。常向的澆口形式有直接澆口，側(cè)澆口，點(diǎn)式澆口，扇形澆口，圓盤式澆口，環(huán)形澆口等。在我們所設(shè)計(jì)的鍵盤按鍵中，綜合考慮模具以及塑件成型的特點(diǎn)，我們最后選擇了澆口的類型為側(cè)澆口。 澆口的位置選擇原則： 澆口的位置與塑件的質(zhì)量有直接影響。在確定澆口位置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： a. 熔體在型腔內(nèi)流動(dòng)時(shí)，其動(dòng)能損失最小。要做到這一點(diǎn)必須使 (1)流程(包括分支流程)為最短； (2)每一股分流都能大致同時(shí)到達(dá)其最遠(yuǎn)端； (3)應(yīng)先從壁厚較厚的部位進(jìn)料； (4)考慮各股分流的轉(zhuǎn)向越小越好。 b. 有效地排出型腔內(nèi)的氣體。 根據(jù)澆口選用原則和為保證塑件表面質(zhì)量及美觀效果，我們將澆口設(shè)計(jì)在了塑件的側(cè)壁位置上，如圖4-3所示： 圖4-3 澆口位置圖 4.5冷料穴的設(shè)計(jì) 主流道的末端需要設(shè)置冷料穴以往上制品中出現(xiàn)固化的冷料。因?yàn)樽钕攘魅氲乃芰弦蚪佑|溫度低的模具而使料溫下降，如果讓這部分溫度下降的塑料流入型腔會(huì)影響制品的質(zhì)量，為防止這一問(wèn)題必須在沒(méi)塑料流動(dòng)方向在主流道末端設(shè)置冷料穴以便將這部分冷料存留起來(lái)。 冷料穴一般開(kāi)設(shè)在主流道對(duì)面的動(dòng)模板上，其標(biāo)稱直徑與主流道直徑相同或略大一些，這里取為，最終要保證冷料體積小于冷料穴體積。冷料穴的z形式有多種，這里采用倒錐形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它與推桿配用，開(kāi)模時(shí)倒錐形的冷料穴通過(guò)內(nèi)部的冷料先將主流道凝料拉出定模，最后在推桿的作用下將冷料和和主流道凝料隨制品一起被頂出動(dòng)模。 第五章 注射模成型零部件的設(shè)計(jì) 模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制品的空間稱為型腔。構(gòu)成模具型腔的零部件稱成型零部件。一般包括凹模、凸模、型環(huán)和鑲塊等。成型零部件直接與塑料接觸，成型塑件的某些部分，承受著塑料熔體壓力，決定著塑件形狀與精度，因此成型零部件的設(shè)計(jì)是注射模具的重要部分。 成型零部件在注射成型過(guò)程中需要經(jīng)常承受溫度壓力及塑料熔體對(duì)它們的沖擊和摩擦作用，長(zhǎng)期工作后會(huì)發(fā)生磨損、變形和破裂，因此必須合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)形式，準(zhǔn)確計(jì)算其尺寸和公差并保證它們具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的表面質(zhì)量。 5.1 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求的前提下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮。 5.1.1 凹模的設(shè)計(jì) 凹模也稱為型腔，是用來(lái)成型制品外形輪廓的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體嵌入式、局部鑲嵌式和四壁拼合式等多種類型。 本設(shè)計(jì)中采用整體嵌入式凹模，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，牢固可靠，不容易變形，成型出來(lái)的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，并縮小整個(gè)模具的外形結(jié)構(gòu)尺寸，該模具具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖5-1： 圖5-1 型腔3D圖 5.1.2 凸模的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)中零件結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，深度不大，但經(jīng)過(guò)對(duì)塑件實(shí)體的仔細(xì)觀察研究發(fā)現(xiàn)，塑件采用的是整體式型芯。這樣的型芯加工方便，便于模具的維護(hù)，型芯與動(dòng)模板的配合可采用，具體結(jié)構(gòu)形式見(jiàn)圖5-2： 圖5-2 型芯3D圖 5.2 成型零部件工作尺寸的計(jì)算 成型零部件工作尺寸是指成型零部件上直接決定塑件形狀的有關(guān)尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型腔和型芯之間的位置尺寸，以及中心距尺寸等。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定成型零部件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素有塑件的收縮率，模具成型零部件的制造誤差，模具成型零部件的磨損及模具安裝配合方面的誤差。這些影響因素也是作為確定成型零部件工作尺寸的依據(jù)。 由于按平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量計(jì)算型芯型腔的尺寸有一定的誤差（因?yàn)槟＞咧圃旃詈湍＞叱尚土悴考谑褂弥械淖畲竽p量大多憑經(jīng)驗(yàn)決定），這里就只考慮塑料的收縮率計(jì)算模具盛開(kāi)零部件的工作尺寸。通過(guò)以下計(jì)算公式，我們分別求得各個(gè)尺寸。 注：式中ABS的平均收縮率為,取, 將以上計(jì)算所得結(jié)果繪制成表5-1： 表5-1 成型件尺寸匯總表 結(jié)構(gòu) 類別 塑件尺寸 公 式 模具尺寸 型腔 內(nèi)型尺寸 深度尺寸 型芯 外形尺寸 高度尺寸 第六章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6.1 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)概述 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對(duì)模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內(nèi)的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內(nèi)通入冷卻水，將熱量帶走。模具的冷卻主要采用水循環(huán)冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。對(duì)于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設(shè)計(jì)中的ABS，僅需要設(shè)置冷系統(tǒng)即可，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。 6.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 塑料注射成型是將熔融狀態(tài)的塑料高壓注入模腔，其后熔料在模腔中冷卻到塑料的熱變形溫度以下固化成型。該過(guò)程是由熔料和模具的溫差實(shí)現(xiàn)的，由于不同的成型材料要求不同的模具溫度（模具溫度應(yīng)低于塑件熱變形溫度），若模具溫度過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)影響塑件的質(zhì)量和生產(chǎn),以下三點(diǎn)便是對(duì)其的具體分析： a.過(guò)高：溢料，縮孔，塑件固化時(shí)間長(zhǎng)，注射周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率低； b.過(guò)低：熔料流動(dòng)性差，塑件應(yīng)力增大，出現(xiàn)填充不良、熔接痕、缺料及表面不光澤等缺陷； c.不均勻：出現(xiàn)收縮率偏差，塑件變形等問(wèn)題； 所以模具設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮冷卻或加熱裝置來(lái)調(diào)節(jié)模具溫度，以下幾點(diǎn)便是具體的調(diào)整措施： a.當(dāng)成型時(shí)料溫不足，為了使模具達(dá)到成型要求的模溫，則應(yīng)考慮加熱裝置； b.成型壁厚大于20mm的塑件時(shí)，則應(yīng)考慮加熱裝置； c.當(dāng)料溫使模溫超過(guò)成型要求的模溫，則應(yīng)考慮冷卻裝置； d.一般成型熱塑性塑料時(shí)，模具需要冷卻；熱固性塑料的模具需要加熱； 綜合考慮以上四點(diǎn)，以及結(jié)合我們所設(shè)計(jì)的鍵盤按鍵塑料模具自身來(lái)分析，很明顯我們可以確定，在我們所設(shè)計(jì)的模具中需要加以冷卻。 6.3 模具冷卻系統(tǒng)的組成及目的 模具冷卻系統(tǒng)包括:冷卻水道,模具溫度控制器及加熱組件等。 模具冷卻的目的有以下幾點(diǎn)： a.縮短成型周期：通過(guò)有效的冷卻手段使模具保持在塑料的熱變形溫度以下； b.提高塑件質(zhì)量：防止脫模變形； c.適應(yīng)特殊需要：適應(yīng)特殊需要包括注射結(jié)晶性塑料時(shí)，為控制塑料的結(jié)晶度，改善其綜合性能，一般要求保持較高的模具溫度；大型模具注射成型前需預(yù)熱；對(duì)特殊需要的模具局部加熱以及熱流道系統(tǒng)的加熱等。 6.4 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 冷卻水道位置取決于成品形狀的不同的壁厚,原則上冷卻水道設(shè)置在塑料自模具熱傳導(dǎo)困難的地方,根據(jù)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則,冷卻水道應(yīng)圍繞模具的成型的成品,且盡量排列均勻一致，具體有以下幾點(diǎn)原則。 1.冷卻水道應(yīng)與成型面各處距離相等，排列與成型面形狀盡可能相符，在符合要求的前提下，冷卻水孔盡可能多，直徑盡可能大，如圖： 圖6-1 冷卻水道結(jié)構(gòu)示意圖 2.各冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在15-20 mm范圍內(nèi)距離太近則冷卻不均勻，太遠(yuǎn)則效率低。水孔直徑一般取Ф8-12mm，孔距最好為水孔直 徑的的5倍； 3.水孔通過(guò)鑲塊時(shí),注意加“O”型環(huán)，防止鑲套管漏水； 4.水孔不能與任何物干涉； 5.水孔距頂針孔，入子孔，螺絲孔等不宜太近要≧5mm； 6.水路應(yīng)便于加工，盡量避免從成型面打水孔； 7.冷卻水通道內(nèi)不能有滯留區(qū)，已經(jīng)循環(huán)過(guò)的水必須排出，不可回流繼續(xù)循環(huán)等等。 6.5 模具的冷卻類型 6.5.1 冷卻水道的聯(lián)結(jié)方式 a.串聯(lián)式--冷卻介質(zhì)從入口流入直徑始終相等的水道,依次通過(guò)成型區(qū)后從出口排出； b.并聯(lián)式—冷卻介質(zhì)從入口流入主干水道，分成若干分支,然后匯入出水主干水道排出。 a.串聯(lián)式 b.并聯(lián)式 圖6-2 串、并聯(lián)接的冷卻方式 注：并聯(lián)式布局中進(jìn)出口主干水道ΦD的橫截面積應(yīng)大于各支路Φd的橫截面積之和。 6.5.2 型腔的冷卻形式 型腔冷卻具有各式各樣的結(jié)構(gòu)，以下便是幾種較常見(jiàn)的冷卻形式： 1.多層循環(huán)式冷卻：用于塑件精度要求較高的大型模具； 2.側(cè)面循環(huán)式冷卻：在組合面上設(shè)置冷卻水道，考慮密封問(wèn)題； 3.平面螺旋式冷卻：用于型腔較淺、底部平面度要求較高的塑件； 4.串、并聯(lián)式冷卻：用于多型腔模具的冷卻； 5.螺旋水道式冷卻：用于較深的整體組合式型腔的冷卻； 6.5.3型芯的冷卻形式 由于冷卻收縮，塑件對(duì)型芯的包緊力大于型腔，因而型芯的溫度對(duì)塑件冷卻的影響比型腔大多得，故型芯的冷卻尤為重要，但因型芯總是設(shè)在動(dòng)模一側(cè)，故其冷卻會(huì)受到一定限制，故設(shè)計(jì)時(shí)需考慮冷卻和頂出系統(tǒng)應(yīng)互不干擾。 基本形式： 圖6-3 型芯的基本冷卻形式 其余的型芯冷卻形式還包括隔板式冷卻、螺旋式冷卻、小型芯冷卻、并聯(lián)冷卻、串聯(lián)冷卻、噴流式冷卻等。 a.冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應(yīng)該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設(shè)置是在凸模塊與凹模塊內(nèi)，設(shè)在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應(yīng)維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應(yīng)維持3~5倍直徑，冷卻孔道直徑通常為6~12 mm，故在此冷卻孔道直徑取8mm。 綜合以上分析，將分析結(jié)果以圖形的形式呈現(xiàn)出來(lái)，我們最終采用如圖6-4的冷卻水路系統(tǒng)： 圖6-4 模具冷卻水路圖 第七章 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 7.1 斜頂側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu) 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)主要分為三大類， 按照側(cè)向抽芯動(dòng)力來(lái)源的不同，注射模的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)可分為手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)、機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)以及液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)等三大類。 1.手動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是指利用人工在開(kāi)模前(模內(nèi))或脫模后(模外)使用專門制造的手工工具抽出側(cè)向活動(dòng)型芯的機(jī)構(gòu)。這類機(jī)構(gòu)操作不方便，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，而且受人力限制難以獲得較大的抽芯力；但這種模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，常用于產(chǎn)品的試制、小批量生產(chǎn)或無(wú)法采用其他側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。 2.機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是指開(kāi)模時(shí)，依靠注射機(jī)的開(kāi)模力作為動(dòng)力，通過(guò)有關(guān)傳動(dòng)零件(如斜導(dǎo)柱、彎銷等)將力作用于側(cè)向成型零件使其側(cè)向分型或?qū)⑵鋫?cè)向抽芯，合模時(shí)又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位的機(jī)構(gòu)。這類機(jī)構(gòu)雖然使模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但其抽芯力大，生產(chǎn)效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，且不需另外添置設(shè)備，因此，在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用 3.液壓側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是指以壓力油作為分型與抽芯動(dòng)力，在模具上配制專門的抽芯液 壓缸(也稱抽芯器)，通過(guò)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成側(cè)向抽芯與復(fù)位。這種抽芯方式傳動(dòng)平穩(wěn)，抽芯力較大，抽芯距也較長(zhǎng)，抽芯的時(shí)間順序可以自由地根據(jù)需要設(shè)置。但這種機(jī)構(gòu)增加了操作工序，而且需要配置專門的液壓抽芯器及控制系統(tǒng)，不過(guò)在現(xiàn)代的注射機(jī)中均隨機(jī)帶有抽芯的液壓管路和控制系統(tǒng)，所以采用液壓作側(cè)向分型與抽芯也十分方便。 綜合考慮模具以及塑件的工作需求和成型要求，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我采用了機(jī)動(dòng)側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。 7.2 概念 斜頂又稱斜推桿，斜推桿是常見(jiàn)的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)之一，它常用于制品內(nèi)側(cè)面存在凹槽或凸起結(jié)構(gòu)，強(qiáng)行推出會(huì)損壞制品的場(chǎng)合。它是將側(cè)向凹凸部位的成型鑲件固定在推桿板上，在推出的過(guò)程中，此鑲件作斜向運(yùn)動(dòng)，斜向運(yùn)動(dòng)分解成一個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和一個(gè)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，其中的側(cè)向運(yùn)動(dòng)即實(shí)現(xiàn)側(cè)向抽芯。 斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長(zhǎng)而細(xì)的斜推桿，此時(shí)采用整體式的斜推桿于彎曲變形。 圖7-1 斜推桿抽芯機(jī)構(gòu) 斜推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn) （1）要保證復(fù)位可靠。斜推桿的復(fù)位有些列方法： a.斜推桿上端面有碰穿孔，碰穿孔由非安裝斜推桿的那一半模成型。合模時(shí)由成型碰穿孔的內(nèi)模鑲件推動(dòng)斜推桿復(fù)位。 b.斜推桿上端面無(wú)碰穿孔，可以將斜推桿向外做大5~8mm，合模時(shí)由另一邊的內(nèi)模鑲件推回復(fù)位。 c.在組合式斜推桿中，可以將斜推桿的另一邊復(fù)位桿，合模時(shí)利用復(fù)位桿將斜推桿推回復(fù)位。 d.若上述方法無(wú)法做到，也可單純利用頂針將斜推桿推回復(fù)位。但這種復(fù)位精度較差。 （2）在斜推桿近型腔一端，須做6~10mm的直身位，并做一2~3mm的掛臺(tái)起定位作用，以避免注塑時(shí)斜推桿受壓而移動(dòng)。設(shè)計(jì)掛臺(tái)亦方便加工、裝配及保證內(nèi)側(cè)凹凸結(jié)構(gòu)的精度。 （3）斜推桿上端面應(yīng)比動(dòng)模鑲件底0.05～0.1mm，以保證推出時(shí)不損壞制品。 （4）斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿?dòng)時(shí)，不能與制品內(nèi)的其他結(jié)構(gòu)（入圓柱、加強(qiáng)筋或型芯等）發(fā)生干涉； （5）沿抽芯方向制品內(nèi)表面有下降弧度時(shí)，斜推桿側(cè)移時(shí)會(huì)損壞制品。解決方案有：a.制品減料做平，但須征得客戶同意；b.斜推桿底部導(dǎo)軌做斜度α，使斜推桿延遲推出。 （6）當(dāng)斜推桿上端面和鑲件接觸時(shí)，推出時(shí)不應(yīng)碰到另一側(cè)制品。 （7）斜推桿在推桿固定板上的固定方式見(jiàn)上圖3.9. （8）當(dāng)斜推桿較長(zhǎng)或較細(xì)時(shí)，在動(dòng)模板上加導(dǎo)向塊，幫助頂出及回位時(shí)的穩(wěn)定性。加裝導(dǎo)向塊時(shí)其動(dòng)模必須和內(nèi)模鑲件組合一起切割。 （9）斜推桿與內(nèi)模的配合公差取H7/f6，斜推桿與模架接觸處避空。 （10）增強(qiáng)斜推桿剛性：a.在結(jié)構(gòu)允許的情況下，盡量加大斜推桿橫截面尺寸；b.在可以滿足側(cè)向抽芯的情況下，斜推桿的傾斜角“α”盡量選用較小角度，斜角α一般不大于15°，并且將斜推桿的側(cè)向受力點(diǎn)下移。斜推桿材料應(yīng)不同于與之摩擦的鑲件材料，否則易磨損粘結(jié)。斜推桿材料可以用鈹銅。 （11）斜推桿及下面導(dǎo)向塊表面應(yīng)作氮化處理，以增強(qiáng)耐磨性。 7.3 斜推桿傾斜角的確定 斜推桿的傾斜角度取決于側(cè)向抽芯距離和推桿板推出的距離H。它們的關(guān)系見(jiàn)圖11.1，計(jì)算公式如下： tanα=S/H 其中：S=側(cè)向凹凸深度S1+(2～3)mm 圖11.1 幾何關(guān)系 斜推桿的傾斜角度不能太大，否則，在推出過(guò)程中斜推桿會(huì)受到很大的扭矩的作用，從而導(dǎo)致斜推桿磨損，甚至卡死或斷裂。 斜推桿的斜角一般為3°～15°,常用5°～10°。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，這一角度不能太小。 在本設(shè)計(jì)中S=1mm，tanα=4°，通過(guò)校核，H為28mm，復(fù)合模具的脫模行程。 圖7-1 斜頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 第八章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 塑件從模具上取下以前還有一個(gè)從模具的成型零部件上脫出的過(guò)程，使塑件從成型零部件上脫出的機(jī)構(gòu)稱為脫模機(jī)構(gòu)。主要由推出零件，推出零件固定板和推板，推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向和復(fù)位部件等組成。 8.1 脫模機(jī)構(gòu)的選用原則 a.使塑件脫模時(shí)不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）； b.推力分布依脫模阻力的的大小要合理安排； c.推桿的受力不可太大，以免造成塑件的被推局部產(chǎn)生隙裂； d.推桿的強(qiáng)度及剛性應(yīng)足夠，在推出動(dòng)作時(shí)不產(chǎn)生彈性變形； e.推桿位置痕跡須不影響塑件外觀； 8.2 脫模機(jī)構(gòu)類型的選擇 推出機(jī)構(gòu)按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)，液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。根據(jù)推出零件的類別還可分為推桿推出機(jī)構(gòu)、套管推出機(jī)構(gòu)、推板推出機(jī)構(gòu)、推塊推出機(jī)構(gòu)、利用成型零部件推出和多元件綜合推出機(jī)構(gòu)等。 綜合考慮塑件外形及其工藝，在本次設(shè)計(jì)中采用推板加推桿推出機(jī)構(gòu)使塑料制件順利脫模。 8.3 推桿機(jī)構(gòu)具體設(shè)計(jì) 該塑件采用了6mm的直推桿，其分布情況如圖8-1所示，這些推桿均勻的分布在產(chǎn)品邊緣處，使制品所受的推出力均衡。推桿與推桿孔配合一般為，其配合間隙不大于所用溢料間隙，以免產(chǎn)生飛邊，ABS塑料的溢料間隙為，詳見(jiàn)圖8-1。 圖8-1：推桿布局圖 第九章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9.1 排氣的概述 排氣是注射模設(shè)計(jì)中不可忽視的一個(gè)問(wèn)題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正?？焖俪淠?，同時(shí)氣體壓縮所產(chǎn)生的熱使塑料燒焦，在充模速度大、溫度高、物料黏度低、注射壓力大和塑件過(guò)厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會(huì)滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對(duì)注射模的排氣系統(tǒng)要求就更為嚴(yán)格。 閉合的模具型腔與外界的聯(lián)系有兩個(gè)通道：一是澆注系統(tǒng)，即型腔與注射機(jī)料筒聯(lián)系的物料通道；另一個(gè)就是模具的排氣系統(tǒng)，即型腔與大氣連通的氣體通道。 模內(nèi)氣體來(lái)源： 1.型腔和澆注系統(tǒng)中存在空氣——主要來(lái)源； 2.塑料原料中含有水分，在注射溫度下蒸發(fā)； 3.塑料及塑料添加劑揮發(fā)或化學(xué)反應(yīng)生成氣體。 排氣不良的危害： 1.阻礙塑料熔體正?？焖俪淠?； 2.氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦； 3.在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件壁厚過(guò)大的情況下，氣體會(huì)浸入塑件內(nèi)部，造成氣孔、組織疏松等缺陷。 圖9-1 模具排氣不良可能產(chǎn)生的缺陷 9.2 排氣的類型 模具型腔排氣方式主要有以下幾種： 1.利用配合間隙排氣 對(duì)于中小型模具的簡(jiǎn)單型腔，可利用推桿和推桿孔的配合間隙排氣，也可利用活動(dòng)型芯孔的間隙排氣。 2.利用燒結(jié)金屬塊排氣 如果型腔最后填充的部位不在分型面上，其附近又無(wú)可供排氣的推桿或活動(dòng)型芯，可在型腔深處鑲嵌用燒結(jié)金屬塊制成的排氣塞，如圖9-2： 圖9-2 燒結(jié)金屬塊排氣 3.開(kāi)設(shè)排氣槽排氣 對(duì)于分型容易產(chǎn)生氣體的塑料熔體，或在成型具有部分薄壁的制品以及采用快速注射工藝時(shí)，常在分型面上開(kāi)設(shè)排氣槽進(jìn)行排氣，常用排氣槽的形式為燕尾式，如圖9-3： 圖9-3：燕尾式排氣槽排氣 由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)