计算机按键注塑模.docx
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计算机按键注塑模
毕业设计说明书
设计题目：
计算机按键注塑模
班级：
—
姓名:
指导老师：
完成时间：
毕业设计（论文）任务书
系部：
材料工程系
专业：
模具设计与制造
学生姓名：
学号:
设计（论文）题目：
计算机按键注塑模设计
起迄日期:
—
指导教师：
发任务书日期
毕业设计（论文）任务书
1.本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的:
该课题来源于杨占尧老师主编的《塑料模具设计图册》P244—油管接头注塑模。
在完成该课题之后，应对注塑工艺生产较为熟悉，能熟练掌握相关设计手册的使用，能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制，能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。
2.本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
（1）塑件的结构工艺分析；
（2）计算机按键注塑模设计，绘制模具总装图一张;
（3）画出非标准件零件的零件图；
（4）
编写设计说明书一份；
（5）编制主要零件加工工艺过程卡。
原始资料：
塑件图及其尺寸如右图所示，
材料：
ABS
生产批量：
大批量生产
企鹅332554595有删减有CAD图+
插图清单
图1-1分型面的选择3
图2-1分型面的设计6
图2-2型腔排列方式8
图2-3型腔结构9
图2-4型芯结构10
图5-1导柱15
图7-1闭合高度17
表格清单
表3-1型腔工作尺寸计算11
表3-2型芯的工作尺寸计算12
表10-1型芯2机械加工工艺过程卡22
表10-2推件板机械加工工艺卡23
摘要
该设计较系统的介绍了简单注塑模具的设计过程。
同时对塑件的成形工艺及模具成型结构对塑件质量的影响进行了分析。
在设计过程中，首先对塑件进行工艺分析，了解塑件的材料、形状、尺寸及精度要求，参考工艺的可行性，选择满足要求的工艺方案。
然后我按照设计要求对组成注塑模具的成型零部件、浇注系统、导向机构、脱模结构、侧向分型与抽芯机构、加热与冷却系统、排气系统和其它零部件进行设计。
在模具设计过程中较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。
从控制制件尺寸精度出发，对计算机按键注塑模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸。
模具零件设计完毕后，对重要的工作结构和零件进行了校核。
校核结束后对模具安装并调试。
从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD进行各零件的设计
关键词：
工艺分析；塑件成型；浇注系统；模具结构；校核
Abstract
Thisdesignsystematicintroductionhassimplycastthemoldthedesignprocess.
Meanwhiletomodelledtheformedcraftandthemoldtakesshapethestructuretomodelaqualitytheinfluencetocarryontheanalysis.Inthedesignprocess,firsttomodelstocarryonthecraftanalysis,understoodmodelsamaterial,theshape,thesizeandtheprecisionrequest,thereferencecraftfeasibility,thecraftplanwhichthechoiceanswersthepurpose.ThenItocomposeaccordingtothedesignrequestcastthemoldtotakeshapethesparepart,pourthesystem,theguidanceorganization,thedrawingofpatternsstructure,lateraldividingwithpulloutthecoreorganization,heatupwiththecoolingsystem,theexchaustgassystemandothersparepartscarryonthedesign.Inmolddesignprocessmanyconsiderationsmoldstructureadjustment,easyreplacementandmoldcost.Embarksfromthecontrolworkpiecesizeprecision,moldedeachmaindimensiontothecomputerpressedkeynotetocarryonthetheoreticalcalculation,bydeterminedeachworkcomponentsthesize.Afterthemoldcomponentsdesignfinished,hascarriedontheexaminationtotheimportantworkstructureandthecomponents.Aftertheexaminationhadfinishedtomoldinstallmentanddebugging.Designsfromthemoldtothesparepartprocessingcraftaswellastheassemblycraftandsooncarriesonthedetailedelaboration,andcarriesonvariouscomponentsusingCADthedesign.
Keyword:
Craftanalysis;Modelstotakeshape;Poursthesystem;Moldstructure;Examination
作为模具设计与制造专业的学生，能进行简单模具设计是我们应该掌握的一项基本技能。
毕业在即，为了加强我们对已过三年中所学知识的掌握，老师为我们安排了毕业设计。
毕业设计（论文）是经过指导老师评审的原始设计（研究）成果，具有一定的独创性，它所探讨的问题比较专深，对所研究的问题的阐述比较系统。
老师要求我们对毕业设计严格对待，我们也是这样做的，所做的设计基本可以满足工厂的生产要求。
模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。
美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，
同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。
日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。
如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。
80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为
245亿，至2002年我国模具总产值为360亿元，其中塑料模约占30%左右。
在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
近年来，我国的模具工业一直以每年13%左右的增长速度快速发展。
据预测，我国模具行业在“十五”期间的增长速度将达到13%〜15%。
模具钢的需求量也将以年12%的速度递增，全国年需求量约70万吨左右，而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种的60%，每年进口模具钢约6万吨。
我国每年进口模具约占市场总量的20%左右,已超过10亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上。
纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。
模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。
因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。
目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。
现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。
21世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。
追求的目标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。
可见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是：
――大力普及、广泛应用CAD/CAE/CAM技术，逐步走向集成化。
现代模具设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。
――提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模一一推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工
艺，满足模具制造的需要。
――开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。
――研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。
――开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。
在科技发展中，人是第一因素，作为模具专业的学生，深感责任的重大。
在小的方面讲，模具设计与制造的水平的高低可换来个人的荣誉和财富的多少；在大的方面讲，我们的模具设计与制造水平也是一个国家模具制造水平的缩影，关系到祖国模具工业能否繁荣。
因此我们要特别认真，使自己变为有用的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平，实现祖国的繁荣与富强。
第1章
模塑工艺规程的编制
该塑件是计算机键盘上的一个按键，其塑件如图1-1所示。
本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。
企鹅332554595有删减有CAD图.
1.1塑件的工艺性分析
1）塑件的原材料分析
该塑件材料选用ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）。
属于热塑性塑料，ABS具有超强的易加工性能、外观特性、低蠕变性和优越的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度,ABS是一种三元共聚物，因此兼有三种组元的共同性能，是有具有坚韧、质硬、刚性的材料，耐电能力和耐化学性能较好。
ABS具有吸湿性，在注塑成型之前要进行干燥。
在80C〜90C下最少干燥两个小时，且温度的波动应小于0.1%。
ABS流动性较差,内浇口外表面外观不好，熔接痕显著，升温时制件精度较好。
2）塑件的结构分析
从零件图上分析，该零件总体长度为长方形，内部有三个凹槽，中间凹槽上部有阶梯孔。
该塑件长18mm,宽6mm.中间凹槽上部较小，较小部分截面为长方形，截面第10页共31页
尺寸长4.6mm,宽3mm,高度为3mm,较大部分截面形状为正方形，边长为4.6mm,高度为10.5mm另外两个凹槽呈对城分布，截面均为正方形，边长尺寸为3mm高度为13.5mm倒角为0.745°。
从零件的壁厚来看，塑件的最大壁厚为3mm,最小壁厚为0.7mm,壁厚差为2.7mm,壁厚分布不均匀，但塑件体积和质量较小，所以不会出现成型困难。
3）塑件的尺寸精度分析
制件的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，塑料件未注公差，由于该制件的原材料为ABS，成型条件相对较严格，
精度选择可参照《塑料成型工艺与模具设计》表2-18,选塑件精度等级为5级。
再由《塑料成型工艺与模具设计》查表2-17对应塑件尺寸公差，可得各部分尺寸
如下；180.10、6°o.1、30.1、13.50.32、4.60.0.1、OF0。
^。
塑件的尺寸精度中等偏下，根据现有条件，对应模具相关零件的尺寸加工可以保证。
4）塑件的表面质量分析
塑件表面要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质，因为塑件外表面要与人
手接触，所以要求表面尽量光滑，塑件表面没有其它要求，所以比较容易成型。
1.2计算塑件的体积和质量
计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。
塑件的体积=整个塑件形状所包围体积-塑件低部凹槽体积-倒角部分所用空间体积。
所以塑件体积V=18X6X15-3X3X13.5X2-（4X4X10.5+3X3X4）-（0.7X0.7X18+0.7X0.7X4）=1620-243-204-1.078=1171.922立方毫米
塑件的总体积=1171.922X8=9375.376立方毫米
塑件的总质量=塑件的总体积X塑件材料的密度=9375.376X1.1X1%。
=10.31克
本塑件采用一模八腔的模具结构，考虑起外形尺寸。
注塑时所需压力和工厂现有的设备情况，初步选用注塑机为SYS-45型。
1.3塑件注塑工
喷嘴温度：
选用170C
注塑压力：
选用80mp
模具温度：
选用70T
收缩率：
（0.3〜0.8）%
注塑时间：
30s
保压：
选用60mp
保压时间：
5s
冷却时间：
30s
预热：
（2〜3）小时
1.4注射机的选用
塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。
注射容量以容积
（cmi）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按“模具设计与制造简明手册”中式2-54校核：
V件W0.8V注
式中V件塑件与浇注系统的体积（cm3）;取V件=9.4cm3;
V注注射机的注射容量（cmi）；
0.8――最大注射容量利用系数。
则有：
217.75cmfwV注
根据V注》9.4c卅和“模具设计与制造简明手册”表2-40初步选取的注射机型号为SYS-45其主要参数如下：
螺杆直径（mr）©22;
注射量（cmi）:
45;
注射压力（MPa：
122.5;锁模力（kN）:
40;
最大注射面积（cmi）:
95;
模具尺寸（mm：
300X180;模板行程（mr）i：
700;
喷嘴：
球半径（mm：
12;孔直径（mm：
©3;
第2章注塑模的结构设计
注塑模结构设计主要包括：
分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、推出机构的设计等内容。
生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的塑化能力,最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影
响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；
（1）按注射机的额定锁模力确定型腔数量N1
公式：
N1=（F/PC）/A—B/A
参数：
F注塑机的锁模力N
PC型腔内的平均压力MPa
本塑件在注塑时采用一模八腔。
综合考虑浇注系统，模具的复杂程度等因素拟采取如图2-2所示的型腔排列方式。
如此排列型腔的优点是，熔料进入型腔后到另一端的料流长度较短，有利于塑件成型。
］卩卩卩
□
bbb
0
图2-2型腔的排列方式
企鹅332554595有删减2.4浇注系统设计
浇注系统设计包括主流道设计、分流道设计、冷料井设计、浇口设计。
浇注系统设计原则是：
排气良好；流程短；防止型芯和嵌件变形；整修方便；防止塑件翘曲变形；合理设计冷料穴或溢料槽；除满足以上各点外，浇注系统的断面积和长度尽量取小值以减少浇注系统的塑料量，从而减少回收料。
（1）主流道设计。
根据设计手册查得国产SYS-45型注塑机的有关尺寸:
喷嘴前端孔径：
do=3mm；
喷嘴前端球面的半径：
Ro=12mm根据主流道与喷嘴的关系：
R=Ro+（1~2）mm
D=do+（0.5T）mm
取主流道球面半径R=13mm；取主流道的小端直径d=4mm。
主流道开设在分型面上，因此不需要沿轴线上拔出凝料，一般为等粗的圆柱形成椭圆柱形。
断面形状还有半圆形和梯形，以椭圆形主流道断面应用最广。
根据喷嘴与主流道关系，为了提高塑料的流动速度，使塑料均衡进入各型腔，取主流道直径为8mm.
（2）分流道设计
流道的形状及尺寸，因根据塑件的体积、壁厚形状的复杂程度、注塑速度、分流道长度等因素来确定。
本塑件的形状不算复杂，熔料填充型腔比较容易。
根据型腔的排列方式可知分流道的长度较短，为了便于加工、为了减少热传损失少,提高流道效率采用圆形做分流道截面，查表得分流道直径取2mm
D:
分流道直径
W塑件质量
L:
分流道长度
根据经验值，分流道长度一般取5〜8mm这取5mm
（3）冷料井的设计
冷料井易稍大于主流道直径，但为了易于加工，降低加工难度和提高生产效
率，取冷料井直径与主流道相等，冷料井长度取值范围为4〜5mm这里取4mm
（4）浇口设计
根据塑件的成型要求及型腔的排列方式，选用侧浇口较理想，因为塑件结构比较简单，且体积较小，无成型困难等问题，所以选择从塑件低部一端处进料，
料由薄处往厚处流，而且模具结构上采用镶拼式型腔，有利于填充、排气。
故采用截面为矩形的侧浇口，查表初选尺寸为（bxlxh）1mmx1mM2mm试模时修正。
2.5成型零件结构设计
成型零件的结构设计，是以成型符合质量要求的塑料制品为前提，但必须考虑金属零件的加工性及模具制造成本。
a凹模的结构设计。
该塑件的成型模具采用一模八腔的结构形式，考虑加工的难易程度和材料的价值利用等因素，模具采用镶嵌式结构，其结构形式如图2-3所示。
该结构能节约优质刚才使用可靠且置换方便。
凹模结构
b凸模的结构设计。
该模具采用组合式凸模，每个型腔内有三个小凸模。
凸模主要是与凹模相结合构成模具的型腔，在中间型芯和侧型芯的结构形式如图2-4所示。
nnO
企鹅332554595有删减有CAD图”
第3章模具设计的有关计算
本设计中成型零件工作尺寸计算时均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。
根据设计手册查表可得ABS的收缩率S=0.3〜0.8%，故平均收缩率Sep=0.55%，考虑到模具制造的现有条件，模具制造公差取z=/3o
3.1型芯和型腔的工作尺寸计算
型腔的工作尺寸计算见表1-1
表3-1型腔的工作尺寸计算
类别
序号
模具零件名称
塑件尺寸
计算公式
工作尺寸
0.7X45°
Lm=
（Ls+Ls
SCp%-3△/
1
定模镶块
4）
z
0
0.700.05
Lm=
（Ls+Ls
SCP%-3△/
型
腔
的
4.0200.1
4）
z
0
4.000.03
计
Lm=
（Ls+Ls
SCP%-3△/
算
2
定模镶快
16.0200J
4）
z
0
16.000.1
Lm=
（Ls+Ls
SCP%-3△/
4.0200.1
4）
z
0
4.000.03
型腔镶块2底部厚度计算
计算公式：
Th=L..3pmb4b
计算结果：
10mm
型腔的深度计算
计算公式：
HM=Hs+HsScP-2△/3
计算结果：
14.580.1mm
参数：
Lm—凹模径向尺寸
Ls—塑件的公称尺寸
Sep—塑件的平均收缩率△—塑件公差值
Se—凹模的磨损
Smax—塑件的最大收缩率Smin—塑件的最小收缩率
Hs—凹模制造公差
Pm—型腔压力
p—材料的许用应力
Hm—凹模的深度尺寸型芯的工作尺寸计算见表1-2
表3-2型芯的工作尺寸计算
类别
序号
塑件尺寸
计算公式
型芯的工作尺寸
型芯的计算
1
.a0.1
4.60.1
Lm=Ls+LsScp+3△/4
4.6600.06
10.50.1
Lm=Ls+LsScp+2△/3
10.5500.05
30.1
30.1
Lm=LS+LSSCP+3°/4
3.05°0.05
30.1
Lm=LS+LSSCP+2^/3
3.0800.05
2
30.1
30.1
Lm=Ls+LsSCP+3△/4
3.05爲
150.1
Lm=Ls+Lsscp+2△/3
15.1000.05
型芯中心距尺寸可由经验公式Lm=Ls△/2得出中心距尺寸为7.8mm
3.2型腔侧壁厚度计算
由于所设计的模具为组合嵌块式模腔，可按下面公式计算型腔的侧壁厚
侧壁厚计算公式:
tc
PMhl
第4章模具加热与冷却系统的计算
ABS的i取3.5105J/kg
c—4178j/kgV——冷却水的体积流量（m3/min）；
G――单位时间内注入模具内的塑料熔体的质量（kg/h）；
i——塑料成型时在模具内释放的热焓量（J/kg）；
C――冷却水的比热容［J/（kg?
K）］；
――冷却水的密度（kg/m3）;
ti――冷却水的出口温度「C）；
t2――冷却水的进口温度（C）
根据体积流量V查表可知设计中需要的冷却水管非常小，因为模具每分钟所需要的冷却水非常小，故可不设冷却系统，依靠空冷方式冷却模具即可。
第5章导向与定位机构计算
导柱导向机构用于动定模具之间的开合模导向和脱模机构的运动导向，任何一副模具在动定模具之间都设有导向机构，导向机构有定位作用、导向作用、承载作用、保持运动平稳作用。
5.1导柱设计
导柱导向通常由
企鹅332554595有删减有CAD图.
■，带导套的
导向孔用于生产批量大或导向精度高的模具。
无论带导套或不带导套的导向孔，都不应设计为盲孔，盲孔会增加模具闭合时的阻力，并使模具不能紧密闭合。
经分析，由于该制件的制造精度要求不高，为了简化模具结构和缩短生产周期，可以不必设计导套，只设计一个和导柱匹配的导向孔即可。
第6章脱模机构设计
脱模机构的运动要准确、可靠、灵活、无卡死现象，机构本身要有足够的强度和刚度，足以克服脱模力。
该塑件结构简单，采用一次脱模即可，选用推件板脱模机构，推件板脱模结构的优点是顶出力均匀、力量大、运动平稳、塑件不容易变形、表面无顶痕、结构简单且不需要设置复位机构。
该脱模机构包括推板、推杆、推板固定板。
6.1脱模力计算
&Eslf
'（1m）（1f）
参数：
t—塑件壁厚
取0.7mm
m
—塑料的泊松比
取0.38
f—塑件与模具的摩擦系数
取0.25
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