拔鍵器的塑料注塑模具設(shè)計(jì)-注射模含NX三維及4張CAD圖,拔鍵器,塑料,注塑,模具設(shè)計(jì),注射,nx,三維,cad 拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì) 摘 要 塑料是可塑性很好的一種合成高分子材料，在現(xiàn)如今早已被應(yīng)用到生活中各個(gè)領(lǐng)域，為了大批量生產(chǎn)各種塑件，因此塑料模具是必不可少的，此篇論文是關(guān)于拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括塑料件材料工藝分析，塑件結(jié)構(gòu)公藝分析，型芯型腔尺寸確定，分型面的選擇，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的布置。本模具采用一模兩腔、側(cè)澆口進(jìn)料的兩板式機(jī)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)公藝分析之后，使用AutoCAD、UG8.5等軟件來(lái)設(shè)計(jì)注塑模 關(guān)鍵詞：分型面；塑料；澆注系統(tǒng) Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 2 2 塑件成型工藝分析 3 2.1 塑件結(jié)構(gòu)材料分析 3 2.1.1 塑件材料分析 3 2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析 3 2.1.3 尺寸精度 4 2.1.4 拔模斜度 4 2.2 注塑機(jī)的選擇 4 2.2.1 計(jì)算塑件體積與質(zhì)量 4 2.2.2 確定型腔數(shù)量 4 2.2.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù) 4 2.2.4 選擇注塑機(jī) 5 2.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)置 6 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 7 3.1 分型面的選擇 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 8 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 8 3.2.2 分流道設(shè)計(jì) 8 3.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 9 4 模具設(shè)計(jì)方案 2 4.1 型腔的位置的設(shè)計(jì) 2 4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì) 2 4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 4.3.1 頂出方向 3 4.3.2 頂出距離 3 4.3.3 頂出方式 3 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設(shè)計(jì) 3 5 模架選擇與計(jì)算 4 5.1 模架設(shè)計(jì)思路 4 5.2 模架型號(hào)的選用 4 6 相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn) 5 6.1動(dòng)定模尺寸 5 6.2 高度尺寸 5 6.3 開模行程 5 7 模具制圖 6 總 結(jié) 9 致 謝 10 附 錄 11 參考文獻(xiàn) 12 前 言 塑料模具是模具分類中的一個(gè)大類，在中國(guó)，塑料模具產(chǎn)值已經(jīng)占到全部模具產(chǎn)值的三分之一左右。近年來(lái)，塑料模具的生產(chǎn)質(zhì)量、核心技術(shù)和高新制造能力發(fā)展的迅速，有些高新技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水品。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，催發(fā)了整個(gè)模具行業(yè)的飛速發(fā)展，作為“機(jī)械之母”的模具，迎來(lái)一個(gè)又一個(gè)的春天。 21世紀(jì)以來(lái)，科技融入生活的節(jié)奏越來(lái)越快，人們?cè)诟惺艿娇萍嫉谋憷耐瑫r(shí)，對(duì)于產(chǎn)品的要求也是越來(lái)越高，這更是督促著商家不斷的提高產(chǎn)品的質(zhì)量、外觀、性能，注重產(chǎn)品的客戶體驗(yàn)等等，這就形成了一個(gè)良性循環(huán)，使得整個(gè)行業(yè)的制造水品不斷的發(fā)展與進(jìn)步。 前一段時(shí)間我買了一個(gè)機(jī)械鍵盤，在增加了游戲體驗(yàn)的同時(shí)也激發(fā)了我對(duì)鍵盤的研究，對(duì)于普通的鍵盤而言，機(jī)械鍵盤針對(duì)于不同的用途有相應(yīng)的加強(qiáng)和側(cè)重，黑軸游戲體驗(yàn)感強(qiáng)，青軸段落感強(qiáng)便于輸入等等，不過(guò)使用時(shí)間長(zhǎng)了之后會(huì)有大量的灰塵進(jìn)入到鍵帽的縫隙中，鍵帽和軸之間空間狹小，摘取不易，這個(gè)時(shí)候就需要用到這個(gè)便利的小工具-拔鍵器了。 作為機(jī)械鍵盤的后備零件，拔鍵器的整體設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單輕巧，采用常最見(jiàn)的聚乙烯作為原料，原料易??；同時(shí)取決于其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，對(duì)相關(guān)的設(shè)備要求不高，制造簡(jiǎn)易，生產(chǎn)量極大，市場(chǎng)上很常見(jiàn)，所以我決定將這個(gè)塑件作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我將拔鍵器找到，將已手邊的塑件作為藍(lán)本，在UG8.5中建模，使用AutoCAD 2008出工程圖，在設(shè)計(jì)整個(gè)模具的過(guò)程中查閱了的專業(yè)資料，結(jié)合老師的指導(dǎo)和指正，終于將整個(gè)塑料模具設(shè)計(jì)完成。 1 設(shè)計(jì)任務(wù) 本次設(shè)計(jì)任務(wù)為拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì)，塑件見(jiàn)圖1-1、1-2，此塑件的材料為L(zhǎng)DPE,作為市場(chǎng)上比較常見(jiàn)并且常用的一種產(chǎn)品，要求設(shè)計(jì)的塑料模具可以大批量生產(chǎn)此塑件。 圖1-1零件 圖1-2 塑料零件 2 塑件成型工藝分析 2.1 塑件結(jié)構(gòu)材料分析 2.1.1 塑件材料分析 低密度聚乙烯（LDPE）是使用時(shí)間較早，應(yīng)用范圍較廣，消費(fèi)量很大的一種塑料，在世界上，聚乙烯的產(chǎn)量居各種塑料產(chǎn)量之首。聚乙烯的比重一般處在0.91~0.97g/,軟化點(diǎn)在120以上，制品在80～100范圍內(nèi)可以使用，在-70條件下仍有非常好的柔軟性，耐化學(xué)腐蝕和抗有機(jī)溶劑的能力都很強(qiáng)，但是質(zhì)地非常的柔軟，機(jī)械強(qiáng)度不高，成型收縮率也很大（約為1.5%～3.6%）。 成型收縮率范圍及收縮值大，方向性非常的明顯，容易變形、翹曲。應(yīng)該控制模溫，保持冷均勻、穩(wěn)定；流動(dòng)性好且對(duì)壓力變化敏感，分型面應(yīng)該研磨。宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度應(yīng)快，保壓充分；冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，模具應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)；質(zhì)軟易脫落，塑件有淺的側(cè)凹槽時(shí)可強(qiáng)行脫模。 3] 2.1.2 塑件結(jié)構(gòu)分析 圖2-1 塑料零件 從圖2-1中可得知，塑件的整體結(jié)構(gòu)教簡(jiǎn)單，塑件薄壁厚度不大，同時(shí)對(duì)表面精度要求也不高，因?yàn)樗芗](méi)有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，所有不考慮復(fù)雜的結(jié)構(gòu)等，適宜用一般注塑模機(jī)構(gòu)。 2.1.3 尺寸精度 塑件中并沒(méi)有標(biāo)注相應(yīng)的尺寸精度與公差，所以采用一般精度即MT6，依據(jù)GB/TI4486-93,公差為0.94mm。 2.1.4 拔模斜度 塑件在脫模的過(guò)程中，塑件會(huì)附著在模具型面上，使整個(gè)塑件脫模困難，為了便于脫模，故設(shè)置拔模斜度，最為常用的拔模斜度為30′~1°30′，本次拔模斜度取30′。 2.2 注塑機(jī)的選擇 2.2.1 計(jì)算塑件體積與質(zhì)量 (1)體積計(jì)算：通過(guò)軟件UG8.5中實(shí)體建模可得該塑件的體積為V≈2.5。 (2)質(zhì)量計(jì)算：低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/，所以質(zhì)量為ω=ρV=2.3g。 2.2.2 確定型腔數(shù)量 根據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)分析，結(jié)合經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的同時(shí)又能滿足相關(guān)的精度要求，決定采用一模兩腔的模具結(jié)構(gòu)形式，型芯型腔分布在A、B板中心線的兩側(cè)，這樣既利于澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的排列布置。 2.2.3 選擇注塑機(jī)的工藝參數(shù) 塑件材料為L(zhǎng)DPE，查資料表2-1的相關(guān)資料得到熱塑性塑料注塑成形的工藝參數(shù)。 表2-1 常用熱塑性塑料注射成形的工藝參數(shù) 塑料 低壓聚乙烯LDPE 注射壓力/ 60~100 注塑機(jī)類型 柱塞式 保壓壓力/ 40~50 螺桿轉(zhuǎn)速/（r/min） — 注射時(shí)間/s 0~5 噴嘴 形式 直通式 保壓時(shí)間/s 15~60 溫度/ 150~170 料筒溫度/ 前段 170~200 冷卻時(shí)間/s 15~60 中段 — 后段 140~160 模具溫度/ 30~45 成形時(shí)間/s 40~140 2.2.4 選擇注塑機(jī) 該塑料零件采用注射成型方式，一模兩腔的，因此能夠計(jì)算出一次的注射成型的過(guò)程中所用到的塑料量的值為：=2+=2x2.3+2.3x20%=5.6g。 根據(jù)手冊(cè)數(shù)據(jù)，所以選擇XS-ZS-22型號(hào)的國(guó)產(chǎn)注塑機(jī)，注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表2-2。 表2-2 注塑機(jī)部分主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) XS-ZS-22 一次注射量/ 20 螺桿直徑/ 20 注射壓力/ 78 注射方式 雙柱塞 鎖模力/kN 250 最大注射面積/ 90 模具最大開（合）模行程/mm 160 模具最大厚度/mm 180 模具最小厚度/mm 60 動(dòng)、定模固定板尺寸a×b(mm×mm) 250×280 拉十空間a或a×b(mm或mm×mm) 235 噴嘴圓弧球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 2 頂出形式 四側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 2.3冷卻系統(tǒng)的設(shè)置 圖2-2 冷卻系統(tǒng) 圖2-3 冷卻系統(tǒng)(俯視) 冷卻系統(tǒng)如圖2-2顯示，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)工藝分析及材料工藝分析，應(yīng)在設(shè)置水冷系統(tǒng)，水冷類型為普通水冷，連續(xù)冷卻。 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 分型面的選擇 圖3-1 分型面 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，選擇的分型面如圖3-1所示，取中間做分型面，動(dòng)、定模開模時(shí)，塑件停留在型芯上，再選擇頂桿推出機(jī)構(gòu)推出塑件。 ⑴ 分模面位置應(yīng)該盡量的設(shè)在塑件脫模的方向最大的投影邊緣的部位。 ⑵ 分型面的應(yīng)該確保塑件留在動(dòng)模一側(cè)，并利于動(dòng)模頂出頂出。 ⑶ 分型面的選擇應(yīng)該盡量避免形成側(cè)孔，盡量做到行位結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)該避免前模行位。 ⑷ 合理的安排澆注系統(tǒng)的位置，特別是澆口的位置。 2] 3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.2.1 主流道設(shè)計(jì) 主流道的形狀都是有由澆口套的形狀決定的，為了方便于脫模，主流道在設(shè)計(jì)的過(guò)程中大多采用的是圓錐形，兩板模的主流道錐度一般取2°~10°。 圖3-2 主流道設(shè)計(jì) 主流道設(shè)置如圖3-2所示，同時(shí)根據(jù)表2-2得出： 噴嘴孔直徑=2mm； 噴嘴前端球面半徑=12mm。 同時(shí)根據(jù)已得出的結(jié)論可以求出： 主流道進(jìn)口端球面半徑= +(1～2)=12+(1～2)mm，取=14mm。 3.2.2 分流道設(shè)計(jì) 對(duì)于多腔布置，要盡量用平衡式分流道，即保證每個(gè)型腔澆口位置相同且分流道長(zhǎng)短一致。 因?yàn)樵撍芗切⌒偷牧慵医Y(jié)構(gòu)非常的簡(jiǎn)單，同時(shí)塑件的壁厚與形狀都不屬于簡(jiǎn)易的情況，同時(shí)因?yàn)槭褂玫乃芰喜牧贤瑫r(shí)具有非常良好的流動(dòng)性，所以我們選擇選擇單點(diǎn)進(jìn)料的方式。將分流道設(shè)計(jì)成圓形道的截面,相對(duì)而言會(huì)減小加工難度。同時(shí)根據(jù)分析得出確定D=4mm。 3.2.3 澆口的設(shè)計(jì) 圖3-3 澆口設(shè)計(jì) 塑件對(duì)與精度的要求并不高，選擇側(cè)澆口利于加工。 側(cè)澆口的優(yōu)點(diǎn)： 13 （1）側(cè)澆口的截面形狀相對(duì)的簡(jiǎn)單，加工起來(lái)很方便。 （2）側(cè)澆口可根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)，非常靈活地選擇澆口的位置進(jìn)行注塑。 （3）由于側(cè)澆口的截面尺寸小，因此去除澆口非常的容易，而且留下的痕跡非常的小。 1] 4 模具設(shè)計(jì)方案 4.1 型腔的位置的設(shè)計(jì) 如圖4-1所示，塑料零件的整體結(jié)構(gòu)偏向于簡(jiǎn)易，沒(méi)有什么需要特別分型的地方，在這樣的情況之下我們有幾種方式來(lái)排列，可以選擇左右對(duì)稱分布和前后對(duì)稱分布兩種排列方式。 如果我們是選擇前后排列的方式的話，那么相應(yīng)的就需要選擇更大尺寸的模架，這樣會(huì)增加相應(yīng)的成本：選擇左右排列的情況下，可以在節(jié)約成本的情況下選擇最小的模架，相對(duì)兩種排列方式的比較，我們選擇中心對(duì)稱的左右分布。 圖4-1 零件 4.2 成型零件的結(jié)構(gòu)位置的設(shè)計(jì) 在塑料模具中的型芯和型腔都是采用鑲嵌式裝在A、B板上的，鑲嵌式型芯型腔如果在生產(chǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)損壞，便于更換和維修，同時(shí)在制作模具的過(guò)程中，便于加工提高效率，同時(shí)在配置冷卻系統(tǒng)的過(guò)程中更加便利。 4.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推桿在塑料模具中，為使產(chǎn)品、流道和廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)進(jìn)行所設(shè)置的相關(guān)機(jī)構(gòu)。 4.3.1 頂出方向 動(dòng)模頂出。 4.3.2 頂出距離 頂出距離一般規(guī)定制品脫離模具被頂出的距離為5~10mm。 4.3.3 頂出方式 頂出方式選擇圓頂桿推出的當(dāng)時(shí)，圓頂桿在各種形狀的頂桿中是最普通最簡(jiǎn)單的頂出裝置，同時(shí)圓頂桿及圓頂桿孔都非常易于加工和處理，因此已被作為標(biāo)準(zhǔn)件廣泛使用與頂出，頂針首先需要經(jīng)過(guò)淬火處理，使其頂針具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性來(lái)支持長(zhǎng)時(shí)間的模具開合。 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設(shè)計(jì) 圓推桿直徑應(yīng)盡量的取大些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，盡量避免使用1.5mm以下的推桿。推桿直徑在2.5mm以下而且位置足夠時(shí)要做有拖推桿，大于2.5mm都做無(wú)托推桿，因?yàn)檎麄€(gè)塑件顯得小巧精致，根據(jù)塑件的尺寸我選擇了兩種圓推桿，一種直徑為2.5mm,一種直徑為1.5mm。 圖4-2 推出機(jī)構(gòu) 5 模架選擇與計(jì)算 5.1 模架設(shè)計(jì)思路 選用什么樣的模架應(yīng)由塑件的特點(diǎn)和模具的型腔數(shù)量來(lái)決定，在模架選用之前首先應(yīng)該確認(rèn)成型鑲件的尺寸。 模架選用的基本原則有下面幾點(diǎn)： ①選擇模架的過(guò)程中，在經(jīng)濟(jì)和強(qiáng)度比最優(yōu)的情況下選擇較小規(guī)格的模架。 ②我們?cè)谶x擇模具的時(shí)候應(yīng)該考慮到注塑的容模量，在一般的情況下會(huì)優(yōu)先的的選擇工字模模架，如果是說(shuō)比注塑機(jī)容模量大的時(shí)候我們選擇直身模架。 ③選擇模架的過(guò)程中要根據(jù)塑件相對(duì)應(yīng)的進(jìn)澆方式和模具結(jié)構(gòu)的需要來(lái)選擇相應(yīng)的模架，做到合理最優(yōu)，可以優(yōu)先嘗試大水口的模架，如果在不能滿足所需的時(shí)候，可以選擇細(xì)水口模架。 5.2 模架型號(hào)的選用 模架選用型號(hào)為龍記大水CI-1820 尺寸：A板：180×200×30( mm ) B板：180×200×40(mm)。 圖5-1 模架 6 相關(guān)數(shù)據(jù)的校驗(yàn) 6.1動(dòng)定模尺寸 180×200＜250×280，合格。 6.2 高度尺寸 60＜180=180（模具最大厚度與最小厚度），合格。 6.3 開模行程 80mm（澆注凝料長(zhǎng)度）+5mm（塑件內(nèi)部高度）+20mm（塑件高度）+5mm（塑件推出余量）=110mm＜160mm（開模行程），合格。 整體校核通過(guò)。 7 模具制圖 圖7-1 裝配圖 圖7-2 型芯零件圖 圖7-3 型腔零件圖 總 結(jié) 剛開始寫畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候我有些猶豫，也許是忙碌過(guò)后必然會(huì)懶惰，學(xué)生會(huì)卸任之后整個(gè)人都變得慵懶，上課也再是每時(shí)每刻都在聽或都在記筆記，所以到真正的接觸到注塑模的時(shí)候，我還有些一知半解的，不過(guò)看著辛勤的老師和忙碌的同學(xué)們，我覺(jué)得還是需要做出一份應(yīng)該有的答卷，來(lái)總結(jié)三年來(lái)的成果。 我選的題目是自己在生活中無(wú)意中發(fā)現(xiàn)的小工具，它并不起眼，不過(guò)卻是一種科技步入生活的附屬品，體現(xiàn)了商家的細(xì)致。雖然說(shuō)是定了論文的題目，但是怎么入手來(lái)真正的設(shè)計(jì)還是個(gè)問(wèn)題，在這個(gè)過(guò)程中我感受到了知識(shí)儲(chǔ)備不足的痛苦，在很多需要專業(yè)數(shù)據(jù)和分析的過(guò)程中遇到了不少的溝坎，在這個(gè)時(shí)候就要感謝一直陪伴在我身邊的老師和同學(xué)們了，是他們幫我度過(guò)了一個(gè)又一個(gè)的難關(guān)，因?yàn)橛械臅r(shí)候死讀書就是讀死書，根據(jù)自己查閱到的資料來(lái)分析往往會(huì)陷入到思維的死角和純理論上去，對(duì)于大家的幫助，我感到快樂(lè)并摯上萬(wàn)分的感謝。 一套完整的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)整個(gè)大學(xué)期間所學(xué)的各種只是的總結(jié)，就是一個(gè)小小的零件，想要將他的模具設(shè)計(jì)出來(lái)反而不是那么簡(jiǎn)單，首先你要知道設(shè)計(jì)一套模具的順序是什么，如何設(shè)計(jì)一套模具，模具中有些什么，這樣設(shè)計(jì)是不是符合機(jī)械原理等等，在動(dòng)手設(shè)計(jì)的過(guò)程中還會(huì)用到AutoCAD、UG8.5、Moldflow等等各種各樣軟件，當(dāng)同一個(gè)零件在不同的軟件間流傳分析的過(guò)程中，更是考驗(yàn)了自己對(duì)各類軟件的掌握與運(yùn)用。 設(shè)計(jì)是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，也是一個(gè)完整的過(guò)程，有的時(shí)候設(shè)計(jì)了一套方案，在徹底完成之前總是要經(jīng)歷無(wú)數(shù)次的修改，根據(jù)整體的結(jié)構(gòu)、機(jī)械原理、設(shè)計(jì)思路等等來(lái)做完善，所以每一份完整的模具設(shè)計(jì)都是經(jīng)歷過(guò)千錘百煉才得已面世的。 在這整個(gè)的拔鍵器的塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程中我收獲了很多的感悟，也更加熟練的掌握了專業(yè)技能，感謝在設(shè)計(jì)過(guò)程中幫助過(guò)我的老師和同學(xué)們。 致 謝 說(shuō)起來(lái)的話畢業(yè)設(shè)計(jì)寫到這里也預(yù)示著即將結(jié)束了，也代表著畢業(yè)離我們真的不遠(yuǎn)了，在感慨時(shí)間飛逝的同時(shí)也是回憶著從大一到現(xiàn)在的生活，有歡快有沮喪，有激動(dòng)有失落，突然一下子好多畫面都模糊了起來(lái)，不知道是不是人不善于回憶，還是有意的將往事塵封，等到而立之年再拿出來(lái)品味，不過(guò)作為青年的我不會(huì)考慮這些，海闊憑魚躍，挑高任鳥飛！正是嘗試和拼搏的年齡，不會(huì)停留，勇往直前。 本論文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下才得以完成的，首先要感謝導(dǎo)師不厭其煩的指導(dǎo)和督促，是導(dǎo)師的指引讓我走到今天！其次要感謝我身邊的好朋友們，正是他們給我?guī)?lái)了信心和堅(jiān)持！ 在此之外還要感謝中德工程學(xué)院的各位領(lǐng)導(dǎo)和老師，是他們給了我展示自我的機(jī)會(huì)，讓我在大學(xué)生活中改變自我，提高自我，這段經(jīng)歷我會(huì)銘記，在此向他們致以誠(chéng)摯的謝意！ 附 錄 附件1：拔鍵器的塑料模具裝配圖。 附件2：型芯零件圖。 附件3：型腔零件圖。 附件4：塑件零件圖。 參考文獻(xiàn) [1]范玉成. 基于Pro/E汽車中網(wǎng)注塑模具設(shè)計(jì)研究. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2011. 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