電腦鍵盤按鍵注塑模具設(shè)計

摘 要 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。本次設(shè)計的題目是電腦鍵盤按鍵注射模具設(shè)計， 本次設(shè)計是根據(jù)零件的實體形狀結(jié)構(gòu)，通過測繪得到各個尺寸，用 AutoCAD 繪制裝配圖及零件圖。通過本課題能夠幫助我系統(tǒng)了解塑料的工藝性及注塑成型的有關(guān)成型原理、工藝特點(diǎn)等，正確分析成型工藝對模具的要求；掌握模具結(jié)構(gòu)及零部件的設(shè)計、計算方法、模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計程序等；了解其它模具有關(guān)知識及模具 CAD/CAM；本課題還與機(jī)械制圖、公差配合、材料學(xué)、模具制造工藝學(xué)等課程關(guān)系緊密，是所學(xué)知識綜合應(yīng)用。 關(guān)鍵詞: 模具制造；塑料管套；工藝；注塑成型 AbstractMold is a kind of basic manufacturing technology and equipment, its purpose is to control and limit of material (solid or liquid) flow, the form of need. With mold manufacturing parts for its high efficiency, products of good quality and low material consumption, low production cost and widely used in manufacturing.The world mold market in short supply, the leading exporter of mould is the United States, Japan, France, Switzerland and other countries. China mold export quantity is few, but China mold and die locksmith technology level is high, low labor costs, armed with some advanced numerical control molding equipment, improve the quality of mould processing, shorten the production cycle, communication channels, and foreign trade mold exports will have great development. Mold technology research and development, improve the level of mould technology, to promote the development of the national economy has a special important significance.The topic of this design is plastic injection mold design, the design is according to the shape of the entity of the parts structure, various size is obtained by surveying and mapping, using AutoCAD drawing assembly drawing and part drawing. Through this topic system that can help me understand about forming principle of technology of plastics and plastic injection molding, process characteristics, etc., correctly analyze the requirement of the molding process of mould; To grasp the method of design and calculation of the die structure and parts, die structure characteristics and design procedures, etc.; Understand other mould related knowledge and mould CAD/CAM; This topic is also working with mechanical drawing, tolerance matching, material science, closely tied to mould manufacturing technology, and course, is the integrated application of knowledge.Keywords: Mould manufacturing；Plastic sleeve；Process; Injection molding目 錄引言. 11 緒論. 21.1 我國塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向. 22 模具結(jié)構(gòu)的確定. .32.1塑件的工藝分析.。.32.2確定注射機(jī)的型號. 42.3確定模具結(jié)構(gòu)方案.63 模具各個部件的設(shè)計.83.1分型面位置的確定.8 3.2流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計.83.3支承零部件的設(shè)計.113.4推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計.123.5抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計.143.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng).154 塑料及模具零件材料的選擇及其加工工藝.16總結(jié). 17謝詞. 19參考文獻(xiàn).20-XXX程設(shè)計（論文）報告用紙第 21 頁 共 20 頁引言改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 注塑成型是使熱塑性或熱固性模塑料先在加熱機(jī)筒中均勻塑化，而后由柱塞或移動螺桿推擠到閉和模具的模腔中成型的一種方法。注射成型有稱注塑模塑，是一種注射兼模塑的成型方法。注射方法是聚合物組分的粉料或粒料，通過注射機(jī)料斗，進(jìn)入機(jī)筒內(nèi)，通過機(jī)筒外部加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的剪切摩擦熱，使物料經(jīng)歷了加熱，輸送，排氣，壓縮混合，均勻等作用而塑化。塑化的物料在噴嘴的阻擋下，積于機(jī)筒的前端，然后借助柱塞或螺桿向塑化好的的物料軸向施壓，則高溫熔體經(jīng)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入已閉合好的低溫模具中，再經(jīng)歷保壓，冷卻定型可開啟模具，頂出制品，得到與模腔幾何尺寸及精度相似的塑料制品。上述這種注塑方法是塑料成型加工最普遍也是最早的成型方法，早在19世紀(jì)80年代就出現(xiàn)了最簡單纖維素的塑料制品。注塑成型具有一次能成型出形狀復(fù)雜，尺寸精度高和帶有金屬嵌件等特點(diǎn)。因此，今年來發(fā)展較快，其成型產(chǎn)品占目前塑料制品生產(chǎn)量的20%-40%。注塑成型正繼續(xù)向著高速化，自動化，精密化的方向發(fā)展。用注塑方法生產(chǎn)的塑料品種十分廣泛。除了大多數(shù)的熱塑性樹脂，如PE，PP，PVC，PS，ABS，PA，POM等。通用塑料和工程塑料外，還有他們的共聚，共混，增強(qiáng)，填充材料等。今年來高分子材料的種類增加并不快，但是通過各種化學(xué)，物理的方法改性。這些材料和工藝的出現(xiàn)，促進(jìn)了成型設(shè)備的發(fā)展，同時也滿足了國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的需要。1 緒論1.1 我國塑料模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向在現(xiàn)代生產(chǎn)中，注塑模具以其特定的形狀通過一定的方式使原料成型，是大批量生產(chǎn)各種產(chǎn)品和日用品的重要工藝裝備。隨著科技水平的不斷提高以及社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式的要求越來越高，模具的使用越來越廣泛。世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，大力發(fā)展模具工業(yè)，提高模具制造水平。模具工業(yè)正朝著高品質(zhì)、高效率及低成本的方向發(fā)展，其在國民經(jīng)濟(jì)中的地位正日益提高。模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)業(yè)制造技術(shù)的重要標(biāo)志之一。研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。一、我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值為360億元，其中塑料模約占30%左右。在未來，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。表一、國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表項目國外國內(nèi)注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m非淬火鋼模具壽命1060萬次1030萬次淬火鋼模具壽命160300萬次50100萬次熱流道模具使用率80%以上總體不足10%標(biāo)準(zhǔn)化程度7080%小于30%中型塑料模生產(chǎn)周期一個月左右24個月在模具行業(yè)中的占有量3040%2530%據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。 二、我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ?1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。2 模具結(jié)構(gòu)的確定2.1 塑件的工藝分析該塑件的材料為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）它的基本特征：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。這三種組分各自的特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度，丁二烯使ABS堅韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑料有較的光澤。密度為1.02-1.05g/cm。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也在不迅速下降。ABS有良好的機(jī)械強(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、無機(jī)鹽類對ABS幾乎無影響，但在酮、醛、酯、中會溶解或形成乳濁液。ABS不溶于大部分醇類，ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品引起開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。ABS的缺點(diǎn)就是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70左右，熱變形溫度93左右，且耐氣候性差，在紫外線作用先易變硬發(fā)脆。塑料件性能：（1）力學(xué)性能：屈服強(qiáng)度為50Mpa、拉伸強(qiáng)度38 Mpa、斷裂伸長率35%、拉伸彈性模量1.8、彎曲彈性模量1.4、彎曲強(qiáng)度80Mpa、布氏硬度9.7HBS、密度1.021.16g/cm3、比體積1.021.16、吸水性0.20.4、熔點(diǎn)130160。1分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 塑件相對一般塑料件較小，其整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸測量不便，但符合一般塑件的設(shè)計要求，主要設(shè)計特征是抽芯機(jī)構(gòu)。實體如圖：圖1 計算機(jī)按鍵造型圖2 塑件精度確定 考慮塑件工作要求不高，故選一般精度。公差等級為4級，平均收縮率為0.4%。2.2確定注射機(jī)的型號根據(jù)塑料件的體積及主流道、分流道的容量來確定注射機(jī)的型號。圖2 計算機(jī)按鍵造型圖1 初選注射機(jī)確定型腔數(shù)根據(jù)塑件的形狀估算其體積和重量采用相似取值來計算。V1=（14*12）+（18*18）*10/2=24603V2=7*6*12=5043 V3=8*0.5*0.4*4=6.43V4=1/3(0.5*3*2)*2=23V5=（7-0.8）*（6-0.8）*12=386.883 V6=（14-0.4）*（12-0.4）+（18-0.4）*（18-0.4）*（10-0.4）*1/2=2244.0963塑件體積為V = V1+ V2- V3 -V4 -V3 V6=324.6243塑件重量為Gs =V=1.02*324.624=0.33 g (ABS的密度=1.021.16g/cm3)根據(jù)塑件的計算重量或體積，選擇設(shè)備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)當(dāng)未限定設(shè)備時，須考慮以下因素：注射機(jī)額定注射量Gb，每次注射量不超過最大注射量的80% 即 n=(0.8GbGj)/Gs 式中n型腔數(shù) Gj澆注系統(tǒng)重量(g) Gs塑件重量(g) Gb注射機(jī)額定注射量(g)估算澆注系統(tǒng)的體積Vj，分流道為U型草截面的澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)估算結(jié)果：V1=16+（1625）1/2+2524/3=1532.32 mm3 V2=46460=5760 mm3 V3=8311=24mm3 Vj=1532.32+5760+24=7316 mm3=3.32 cm3澆注系統(tǒng)重量Gj=3.321.18=4.64g 設(shè)n=4 則得： Gb=（n Gs+ Gj）/0.8 =（80.33 +8.64）/0.8g =14.1g從計算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格表4.2 選用XSZS22型注射機(jī)。根據(jù)塑件精度，由于該塑件精度較低， 故采用多型腔模具，即n=4。生產(chǎn)批量該塑件屬大批量生產(chǎn)，故宜采用取多型腔模具。2 注射機(jī)型號的確定鎖模力的校核Fz= P(nA+A1)<Fp =126*（2*8.2+2.07） =50.426.3* 105P 其中Fz=熔融塑件分型面上的漲開力NP=塑件熔體對型腔的成型壓力，其大小為注射壓力的80%A=單個塑件在模具上的投影面積A1=澆注系統(tǒng)在模具上的投影面積3 開合模行程的校核SH1+H2+（510）mmS注射機(jī)最大開模行程為280mm H1為10mm H2為125mm 取135mm即合格。H1推出距離（脫模距離） H2包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度mm2.3確定模具結(jié)構(gòu)方案1 確定成型位置由于塑件內(nèi)部形狀比較復(fù)雜，故要設(shè)計小型芯，凹模型腔設(shè)計在中間板上，在凹模型腔內(nèi)設(shè)計一個小型芯。采用環(huán)形4個型腔分布在模板中。圖3 模具結(jié)構(gòu)裝配圖1.動模座板 2.推板 3.推桿固定板 4復(fù)位桿 5.墊塊 6.支撐板 7.動模板 8.定模板 9.定模座板 10.定模固定螺釘 11.斜導(dǎo)柱 12.型心 13.滑塊 14彈簧 15.定距螺釘 16.推板固定螺釘2 確定分型面位置由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆口系統(tǒng)設(shè)計、塑件結(jié)構(gòu)工藝及尺寸精度、塑件的推出、排氣等多種因素的影響，因此在選擇分型面時應(yīng)綜合分析比較。該塑件需要側(cè)抽芯，所以根據(jù)其特點(diǎn)及表面質(zhì)量要求，采用平直分型，（其分型面如圖3 A-A）所示：3 脫模原理合模時，在導(dǎo)柱和導(dǎo)套的導(dǎo)向定位下，動模和定模閉和。型腔由定模板上的凹模固定在動模板上凸模組成，并由注射機(jī)合模系統(tǒng)提供的鎖模力鎖緊。然后注塑機(jī)開始注塑，塑料熔體經(jīng)定模板的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔，待熔體充滿型腔并經(jīng)過保壓，補(bǔ)縮和冷卻定型和開模。開模時，通過斜導(dǎo)柱11作用于側(cè)型芯滑塊13，迫使其在動模板的到滑槽內(nèi)向外滑動，直至塑件和滑塊完全分開，從而完成側(cè)抽芯動作。這時，注射機(jī)合模系統(tǒng)帶動動模板7后退，模具從動模7和定模8分型面分開（即A-A），塑件包在凸模上隨動模一起后退，同時拉料桿將澆注系統(tǒng)的主流道凝料從澆口套中拉出，動模移動到一定的距離的時候，注射機(jī)的頂桿接觸推板2，推動機(jī)構(gòu)開始動作，使推桿和拉料桿分別將塑件及澆注系統(tǒng)的凝從凸模和冷料穴中推出，塑件與澆注系統(tǒng)凝料用人工一起從模具中落下，至此完成一次注射過程。合模是，推桿機(jī)構(gòu)靠復(fù)位桿并準(zhǔn)備下一次注射。（其模具結(jié)構(gòu)三維如圖4）所示：圖4 模具結(jié)構(gòu)三維線框圖3 模具各個部件的設(shè)計3.1成型零部件設(shè)計1 型腔的尺寸計算：尺寸 公差數(shù)值/mm 計算結(jié)果18 0.20 Lm+0z=（1+0.4%）*18-0.76*0.20 00.20*1/3=17.92 0+0.0712 0.18 Lm+0z=（1+0.4%）*12-0.76*0.18 00.18*1/3=11.910+0.0615 0.18 Lm+0z=（1+0.4%）*15-0.76*0.18 00.18*1/3=14.92 0+0.06 R1 0.12 Lm+0z=（1+0.4%）*1-0.76*0.12 00.12*1/3=0.91 0+0.04 R0.15 0.12 Lm+0z=（1+0.4%）*0.15-0.76*0.12 00.12*1/3=0.058 0+0.047 0.16 Lm+0z=（1+0.4%）*7-0.76*0.16 00.16*1/3=6.90+0.056 0.16 Lm+0z=（1+0.4%）*6-0.76*0.16 00.16*1/3=5.88 0+0.052 0.12 Lm+0z=（1+0.4%）*2-0.76*0.12 00.38*1/3=1.92 0+0.04 0.5 0.12 Lm+0z=（1+0.4%）*0.5-0.76*0.12 00.12*1/3=0.410+0.0410 0.12 Lm+0z=（1+0.4%）*10-0.76*0.16 00.12*1/3=9.91 0+0.05 6.8 0.16 Lm+0z=（1+0.4%）*6.8-0.76*0.16 00.16*1/3=6.71 0+0.052 型心的尺寸計算：尺寸 公差數(shù)值/mm 計算結(jié)果14 0.18 lm0-z =(1+0.4%)*14+0.75*0.18 0-0.187=14.4060-0.06 2.8 0.12 lm0-z =(1+0.4%)*2.8+0.75*0.12 0-0.187=2.90 0-0.04 5.6 0.12 lm0-z =(1+0.4%)*5.6+0.75*0.12 0-0.087=5.71 0-0.049 0.16 lm0-z =(1+0.4%)*9+0.75*0.16 0-0.057=9.15 0-0.052 0.12 lm0-z =(1+0.4%)*2+0.75*0.12 0-0.087=2.09 0-0.04R0.25 0.12 lm0-z =(1+0.4%)*0.25+0.75*0.12 0-0.087=0.3 0-0.048 0.18 lm0-z =(1+0.4%)*8+0.75*0.18 0-0.127=8.16 0-0.0611 0.18 lm0-z =(1+0.4%)*11+0.75*0.18 0-0.127=11.17 0-0.063 成型零部件的強(qiáng)度與剛度計算 整體式矩形型腔結(jié)構(gòu)與組合式型腔相比剛性大。底板與側(cè)壁為一整體，這樣型腔底部不會出現(xiàn)溢料間隙，所以在計算型腔時，變形量的控制主要是為了保證塑件尺寸精度和順利脫模。3.2流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計1 主流道、分流道設(shè)計：1）主流道是連接注射機(jī)的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機(jī)的噴嘴在同一軸線上，斷面為圓形，帶有一定的錐度。a、為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設(shè)計成圓錐形，其錐度為2 4，取4。對流動性差的塑料，也可取3 6，過大會造成流速減慢，易成渦流。內(nèi)壁粗糙度為Ra0.63。b、主流道大端呈圓角，其半徑常取r=13mm，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。R取2mm。c、在保證塑件成型良好的情況下，主流道的長度盡量短，否則將會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多而影響注射成型。d、為了使熔融塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑，其半徑r2=r1+(12mm)。其小端直徑D=d+(0.51mm),凹坑深度常取34mm，取4mm。2）分流道設(shè)計：分流道是主流道與澆口之間的通道，一般分設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向的作用。a、分流道的長度和斷面尺寸分流道的長度取決于模具型腔的總體布置方案和澆口位置，從輸送熔體時的減少壓力損失和熱量損失及減少澆道凝料的要求出發(fā)，應(yīng)力求縮短。L取14mm分流道斷面尺寸ABS取4.89.5取8mm。b、分流道的斷面形狀為U形(如圖5)圖5 分流道二維圖要減少流道沒的壓力損失，流道的截面積大、表面積小，以減少傳熱損失。 H/d=0.9,h=6*0.9=5.4,x/d=0.7,x=8*0.7=5.6.2 分流道的布置:1）分流道的布置取決于型腔的布局，兩者相互影響。 采用平衡式布置要求從主流道至各個型腔的分流道，其長度、形狀、截面尺寸等都必須對應(yīng)相等，達(dá)到各個型腔的熱平衡和塑料流動平衡。 2）分流道與接口的連接:分流道與接口的連接處于加工成斜面并 用圓弧過度，有利于塑料容體的流動及填充。如圖6所示：倒圓角 圖6 分流道三維線框圖3 冷料穴和拉料桿的設(shè)計冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。一般位于主流道對面的動模板上或處于分流道的末端。作用是：（1）注系統(tǒng)道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體的沖填速度，又影響了成型塑件的質(zhì)量。（2）便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。拉料桿采用Z字型（如圖7）固定在推桿固定板上，工作時依靠Z字型鉤將主流道凝料拉出澆口套，推出后由于鉤子的額方向性而不能自動脫落，需要人工取料。圖7 拉料桿二維圖4 澆口形式與尺寸: 澆口形式采用側(cè)澆口，一般開設(shè)在分型面上，從塑料件的外側(cè)進(jìn)料。特點(diǎn)是澆口截面形狀簡單，加工方便；能對澆口尺寸進(jìn)行精密加工；澆口位置選擇比較靈活；以便改善沖模形狀；去除澆口方便，痕跡小。5 澆口套的設(shè)計:澆口套與注射機(jī)的定位孔配合的直徑比注射機(jī)的定位孔直徑小0.10.3mm，以便于裝模，模具大，該間隙也應(yīng)大些；材料常用T8A，HRC5357。澆口套設(shè)計如圖8所示： 圖8 澆口套三維圖3.3支承零部件的設(shè)計1 支承板設(shè)計支承板是墊在動模型腔下面的一塊平板，其作用是承受成型時塑料熔體對動模型腔或型芯的作用力，以防止型腔底部產(chǎn)生過大的撓曲變形或防止主型芯脫出型芯的固定板。其中相關(guān)尺寸根據(jù)模架而定.如圖9所示： 圖9支承板三維圖2 墊塊設(shè)計用于支承動模成型部分并形成推出運(yùn)動空間的零件。其中相關(guān)尺寸根據(jù)模架而定。3 模座板、定模座板的設(shè)計定模座板使定模固定在注射機(jī)的固定工作臺面上的模板。動模座板使動模固定在注射機(jī)的移動工作臺面上的模板。其中相關(guān)尺寸根據(jù)模架而定。定模板如圖10如圖10 定模板三維圖4 推桿固定板設(shè)計推桿固定板設(shè)計如圖11所示： 圖11 推桿固定板三維圖3.4推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計1 采用推桿推出 截面成圓形，在推桿固定板上的孔應(yīng)為d+1mm,推桿臺肩部分常為d+5mm；推桿工作部分與模板或型芯上推桿孔的配合常采用H8/f的間隙配合，視推桿直徑的大小與不同的塑件品種而定；推桿的材料采用T8A熱處理要求HRC5054，推桿工作端配合部分的粗糙度Ra取0.8m;圓形推桿直徑的d=6。推桿位置的選擇1） 推桿的位置應(yīng)選擇在脫模阻力最大的地方。2） 塑件各處的推模阻力相等時需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，素件推出平穩(wěn)和不變形。應(yīng)考慮推桿本身的強(qiáng)度和剛度。2 推桿的設(shè)計1） 推桿的材料采用T8A熱處理要求HRC5055，推桿工作端配合部分的粗糙度Ra取0.63m;推桿如圖12所示： 圖12 推桿三維圖3 導(dǎo)柱的設(shè)計用于動模與定模間或推出機(jī)構(gòu)零件的定位與導(dǎo)向。導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出812mm,以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。導(dǎo)柱為國家標(biāo)準(zhǔn)GB4169.484帶頭導(dǎo)柱的規(guī)格，導(dǎo)柱的材料為T8A淬硬到HRC5055；導(dǎo)柱、導(dǎo)套如圖（13.14）所示： 圖13 導(dǎo)套 圖14 導(dǎo)柱4 復(fù)位桿的設(shè)計 復(fù)位桿如圖15所示，材料T8A 圖15 復(fù)位桿3.5抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計1分型面的設(shè)計 分型面為定模與動模的分界面。分型面的選擇主要從以下方面考慮：使塑件在開模后留在動模上；分型面的痕跡不影響塑件的外觀；澆注系統(tǒng)應(yīng)合理安排；使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上；使塑件易脫模。綜合考慮設(shè)計如圖四所示。2側(cè)向分型與抽心機(jī)構(gòu)側(cè)向分型與抽心機(jī)構(gòu)是在開模力或推出力的作用下，斜導(dǎo)柱驅(qū)動側(cè)型芯或側(cè)向成型塊完成側(cè)向抽芯或側(cè)向分型的動作。1)斜導(dǎo)柱的設(shè)計 斜導(dǎo)柱的形狀及技術(shù)要求 斜導(dǎo)柱的形狀成圓形，工作端成錐臺形傾斜角a，一般取=a+2。3。 斜導(dǎo)柱固定端與模板之間采用H7/f6過渡配合，斜導(dǎo)柱工作部分與滑快上斜導(dǎo)孔之間的配合采用H11/m6或兩者之間采用0.40.5mm的大間隙配合。 斜導(dǎo)柱與側(cè)滑塊上的斜導(dǎo)空之間間隙可放大到23mm。斜導(dǎo)柱的材料多為T8，熱處理要求硬度HRC55582)斜導(dǎo)柱的傾斜角一般在設(shè)計時取a25。最常用的是12。a22。取15。楔緊塊的楔緊角a= a +23mm3)外抽芯斜導(dǎo)柱長度計算斜導(dǎo)柱長度及計算見圖16。 圖16 斜導(dǎo)柱L=L1+L2+L3+L4+（510）=D/2*tga+h/cosa+d/2*tga+s/sina+6.4=68式中 h斜導(dǎo)柱固定板的厚度s抽心距d 斜導(dǎo)柱工作部分的直徑4)內(nèi)抽芯斜導(dǎo)柱長度計算 L=L1+L2+L3+L4+（510）=D/2*tga+h/cosa+d/2*tga+s/sina+6.4=82圖17斜導(dǎo)柱二維圖3導(dǎo)滑槽的設(shè)計斜導(dǎo)柱的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)工作時，側(cè)滑塊是在有一定精度要求的導(dǎo)滑槽內(nèi)沿一定的方向作往復(fù)移動的。根據(jù)側(cè)型芯的大小、形狀和要求不同，導(dǎo)滑槽的形式也不同，采用整體式T形槽。材料為45#，熱處理要求HRC5058。3.6溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)模具溫度是指模具型腔和型心的表面溫度。模具溫度是否合適、均一與穩(wěn)定，對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀、外觀和尺寸精度多有重要的影響。模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的就是要通過控制模具的溫度，使注射成型塑件有良襖的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)效率。設(shè)置冷卻效果良好的冷卻水回路的模具是縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率最有效的方法。如果不能實現(xiàn)均一的快速冷卻，則會使塑件內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力而導(dǎo)致產(chǎn)品變形或開裂，所以應(yīng)根據(jù)塑件的形狀、壁厚及塑料的品種，設(shè)計與制造出能實現(xiàn)均一、高效的冷卻回路。下面介紹冷卻回路。并且要做到使冷卻介質(zhì)在回路系統(tǒng)內(nèi)流動暢通，無滯留部位。1、 冷卻水道應(yīng)盡量多、截面尺寸應(yīng)盡量大2、 冷卻水道離模具型腔表面的距離一般取1015mm3、 冷卻水道出入口的布置4、 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮方向設(shè)置5、 冷卻水道的布置應(yīng)避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位及避開導(dǎo)柱孔、螺釘孔、銷釘孔。經(jīng)綜合考慮在定模板設(shè)置兩條直通式 2 8的冷卻水道，其水嘴如圖18：圖18 水嘴4 塑料及模具零件材料的選擇及其加工工藝4.1 塑料零件的加工塑料成型工藝卡XXX大學(xué)塑料成型工藝卡片資料編號班級210共 1 頁第 1 頁零件名稱塑料管套材料牌號ABS設(shè)備型號XS-ZY-60裝配圖號材料定額每模件數(shù)1件零件圖號單件重量0.33g工裝號零件草圖材料干燥設(shè)備溫度/70-80時間/h1-2料筒溫度（）后段/160170中段/200220前段/180200噴嘴/250260模具溫度/4080時間 注射/s05保壓/s2060冷卻/s1550壓力注射壓力/MPa70120背壓/MPa后處理溫度時間定額輔助/min時間單件/min檢驗編制審核設(shè)計總結(jié)本次課程設(shè)計是在學(xué)完了塑料成型工藝及模具后進(jìn)行的，是重要的實踐環(huán)節(jié)，是與課堂教學(xué)相結(jié)合的重要環(huán)節(jié)，是一次學(xué)知識，學(xué)方法，增加興趣，培養(yǎng)能力，提高素質(zhì)的綜合性實踐活動。所設(shè)計的模具符合塑件的基本特征，能夠利用一次分型及推出機(jī)構(gòu)將塑件成型，結(jié)構(gòu)合理。主要零部件都是在常見類型中結(jié)合塑件形狀來設(shè)計的，所用計算方法常見、適用，結(jié)構(gòu)合理，計算正確。公式來源于權(quán)威手冊，可靠，計算經(jīng)反復(fù)檢查，準(zhǔn)確。通過本次課程設(shè)計，使我學(xué)到了以下知識：1.對所學(xué)的塑料模具設(shè)計及以前的專業(yè)知識進(jìn)行了一次全面而系統(tǒng)的復(fù)習(xí)。了解了拿到一個產(chǎn)品后如何下手的流程:塑件材料品的性能分析,制件工藝性分析,設(shè)備的選擇,型腔數(shù)目的選擇和確定,分型面的確定,澆注系統(tǒng)的確定,成型零件的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計,推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計及模架的選擇和調(diào)溫系統(tǒng)的確定。這一完整的流程會不僅對我們將來從事本行業(yè)有很大的幫助,而且告訴了我做事要有條有理的道理。2.查閱資料的能力。課堂上所學(xué)的知識畢竟是有限的,課程設(shè)計就告訴了我們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有資源去獲得所需要的知識,簡言之就如何學(xué)習(xí),課程設(shè)計讓我們有了這樣一個訓(xùn)練自己的學(xué)習(xí)方法的平臺,對我們不久的將來如何適應(yīng)工作是個很好的啟發(fā)。3.認(rèn)識到了自己在專業(yè)知識上的欠缺和實際經(jīng)驗的不足。比如:在選擇模具材料時,我不能夠做到合適的選取,只是硬搬別人的東西,對于公差和配合的選取,也是這樣,對于選用多大的配合間隙以及不能從零件制造的工藝性方面考慮零件的尺寸,粗糙度,形位公差是否標(biāo)注的合理。等等這些告訴了我在專業(yè)知識上的欠缺和現(xiàn)場經(jīng)驗的不足。這些都為我今后的學(xué)習(xí)和工作指明了方向。 致 謝本次設(shè)計是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師敏銳的學(xué)術(shù)思想，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，認(rèn)真的工作作風(fēng)使學(xué)生受益非淺。值此成文之際，特向老師致以忠心的感謝和誠摯的敬意。在設(shè)計過程當(dāng)中，得到同窗好友的支持以及在AutoCAD2007軟件應(yīng)用、參考資料提供等方面的具體性指導(dǎo)和幫助，在此我向他們表示深深的謝意。非常感謝他們同我一起學(xué)習(xí)和生活。最后，深深地感謝默默支持本人完成學(xué)業(yè)的父母及親友，感謝他們?yōu)槲宜龀龅臒o私奉獻(xiàn)和巨大支持！謹(jǐn)向所有在本文的完成中給予關(guān)懷和幫助而在此無法一一提及的老師、同學(xué)和朋友致以誠摯的謝意！ 此致 敬禮 2014.01.04參考文獻(xiàn)1. 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005,10.2. 楊占堯.塑料模具課程設(shè)計指導(dǎo)與范例.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2009,6.3. 洪惠良,沈建峰.塑料成型模具技術(shù)實訓(xùn).北京：國防工業(yè)出版社,2010，4.4. 魏思亮,李時駿.互換性與技術(shù)測量.北京：北京理工大學(xué)出版社,2009,8.5. 羅正斌.模具制造技術(shù).長沙：湖南大學(xué)出版社,2008.8.6 塑料模設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.7 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計.北京：高等教育出版社,2005