计算器键盘的注射模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20*届毕业设计说明书 计算器键盘的注射模设计 系 、 部： 学生姓名： 指导教师： 职称 专 业： 班 级： 完成时间： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 摘 要 本文详细介绍了计算器键盘注射模具的设计。基于 建模， 在完成塑件结构分析后，确定采用一模两腔、点浇口进料的三板式模具。根据基体尺寸，模架从标准模架库中调用。针对塑件两侧有四个侧凹，特优化设计了斜顶机构，并对该机构的加工工艺、使用效果进行了阐述。同时，本文对浇注系统、成型零件、脱模机构、斜顶杆侧抽芯机构、合模导向机构、温度调节系统、排气系统和部分零件的加工工艺也做了完整的设计计算。 关键词 ：注射模；点浇口；斜顶杆机构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of of in of a to D in of so in At in of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 前言 . 1 1 塑件工艺分析 . 1 件结构分析 . 3 料成型工艺分析 . 3 模斜度的确定 . 5 定模具的结构形式 . 6 腔数量的确定 . 6 腔排列形式的确定 . 6 2 注射机型号的确定 . 7 射量的计算 . 7 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需 要的锁模力计算 . 7 射机型号的确定 . 7 射机工艺参数的校核 . 8 模力的校核 . 8 大注射量的校核 . 8 模行程的校核 . 8 3 浇注系统的设计 . 10 道设计 . 10 流道的设计 . 10 流道衬套的形式 . 10 流道的设计 . 11 料井的设计 . 12 口设计 . 13 型面的设计 . 13 气槽的设计 . 14 4 成型零部件的设计和计算 . 15 模结构设计 . 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 模结构设计 . 15 型零件工作尺寸的计算 . 16 腔壁厚计算 . 18 5 模体（模架）的确定 . 21 6 合模导向及定位机构设计 . 22 柱导向机构 . 22 套设计 . 23 7 脱模机构的设计和计算 . 24 计原则及分类 . 24 模推出机构的设计原则 . 24 模机构的分类 . 24 模阻力的计算 . 25 模机构的选用 . 25 品推出的基本方式 . 25 件的推出机构 . 26 注系统凝料脱出机构 . 27 8 侧向分型抽芯机构设计 . 28 芯距的计算 . 28 顶侧抽芯机构 . 28 9 温度调节系统的设计和计算 . 30 却系统的设计 . 30 却时间的计算 . 31 却参数的计算 . 32 10 模具零件选材及制造工艺 . 34 具各零件的选材 . 34 具零件制造工艺 . 34 构件类零件工艺设计 . 34 板类零件工艺设计 . 35 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 腔类零件工艺设计 . 36 11 模具工作过程与模具装配 . 37 具装配 . 37 具工作过程 . 38 结 论 . 39 致 谢 . 40 参考文献 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 前言 随着注射成型技术的不断发展，塑料制品已经深入到日常生活中的每 个角落。由于塑料件重量轻 ， 生产方便，价格便宜，大到成人用品，小到儿童玩具，几乎全部采用塑料件生产。塑料件的模具结构设计，应根据企业实际生产的具体要求来进行模具结构设计。 模具生产水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品成本质量、效益和新产品的开 发能力。我国塑模技术近几年取得很大发展。大型塑料模已可生产 34 英寸大屏幕彩电塑壳模具， 6 千克容量洗衣机全套塑模及汽车保险杠。精密注射模方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和 600 腔塑封模具。汽辅成型技术已得到广泛应用。 现在 日本有名 模具生产企业 ，如 东芝机械、富士精密、名古屋金型和三贵金型株式会社等 及我国 广州，东莞，深圳等地 已使用 一些先进模具生产与制造技术。如用 或 行产品的 3D 造型和分模，使用做刀路，用日本的 统或台湾的加工中心进 行模具型腔和型芯的加工，用高速加工中心做铜电极，用三坐标测量仪来检验。 （ 1） 未来 塑料 模具工业和技术的主要发展方向将是： 模具 维化、智能化、网络化方向发展。进入二十一世纪以后， 模具基本上全部采用计算机辅助设计和制造 。 用户设计的零件图形从互联网输出，先进 塑件分析 ，再进行三维模具设计。设计时根据用户的设备条件和 成型 工艺，协商讨论确定模具方案。 使用 该软件可以模拟 注射 过程，并在计算机显示器上用不同的颜色显示出 注射时 物料流动速度、温度、压力变化 ，由此判断模具设计的合理性 。 由于采用 术大大减少了制造过程中模具的修整和试 模的 工作量。设计的模具确定之后，使用 件为 床或加工中心编制加工用的数控程序。数控程序编制好后，可先在计算机上模拟加工过程，以检验数控程序的正确性。在确认数控程序没有问题时，可通过与厂内局域网连接的直接数控(算机将数控程序传送至选定的 毛坯准备和装卡完毕之后，便可以进行加工。 因此模具企业应 大力普及、广泛应用 术，逐步走向 模具软件功能集 成化，模具设计分析制造的三维化，模具软件应用网络化，同时还应 强调信息的集成，强调技术、人和管理的集成。 (2)发展中的模具先进制造技术 塑料模具制造中对于一些复杂的型腔，需 采用先进的制造技术 ，如 高速数控 、 加工三买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 坐标测量机 ，电火花，线切割等， 以实现优质、高效、低耗和灵活生产 。 高速数控加工采用先进的 成设计和制造系统，进行图形交互的自动数控编程，这种方法速度快、精度高、直观、使用简便和便于检查 。 一般高速数控切削的主轴转速比普通数控切削转速高 1 10 倍。高速数控切削的另一个内涵是采用高的进给速度。 维持切削力不变，提高转速就能够提高切除率，减少切削时间；维持进给速度在普通切削水平，提高转速就能够降低切削力，可以加工较细或较薄的模具零件。研制大功率高速主轴，功率100转速 100000 转 /今后发展的方向。 (3)快速成型与制模技术最新发展 快速经济制模技术与传统的机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求，是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术，概括起来，有以下几种类别快速原型制造技术简称 80 年代后期发展起来的一种新型制造技术。美国、日本、英 国、以色列、德国、中国都推出了自己的商业化产品，并逐渐形成了新型产业。 已经商业化的几种典型快速成型工艺 包括： 激光立体光刻技术 (13、 叠层轮廓制造技术 ( 熔融沉积成型技术 ( 三维印刷成型技术 (3 电弧喷涂成型制模技术 、 电铸成型技术 、 型腔表面精细花纹成型的蚀刻技术 。 (4)模具研磨抛光向自动化、智能化方面发展 由于抛光对模具制造的重要性，抛光技术发展很快，目前对先进的自动化、智能化抛光技术研究已取得很大进展，主要有：电火花成型加工后的电解质抛光、超声波研磨和抛光、仿形自动 抛光、数控抛光。 (5)模具标准件应用广泛 模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于 30%，而先进国家均高于 70%，每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3% 8% 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 塑件工艺分析 件结构分析 下图是计算器 外壳 ，该产品主要用于计算器的外壳上，两侧各有 2个侧凹（见图 1），要求表面光滑、无明显的浇口痕迹，固采用限制性浇口（点浇口）。利用斜顶杆机构来实现侧抽芯。考虑到该塑件注射 时要有一定的流动性，以及抗冲击性等因素所以选择 丙烯腈 苯乙烯共聚物）。在本设计中选用的收缩率为 色调：不透明、灰色 材料： 度：约 2件不允许有裂纹和变形缺陷） 生产纲领：大批量 脱模斜度： 精度等级： 4（一般精度， 料成型工艺分析 （ 1）化学和物理性能： 二烯、苯乙烯 3种单体合成。每种单体都有不同性能：丙烯腈具有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯 具有坚韧性、抗冲击特性；在本设计中选用的收缩率为 苯乙烯具（ 1）化学和物理性能： 丙烯腈、丁二烯、苯乙烯 3 种单体合成。每种单体都有不同性能：丙烯腈具有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；在本设计中选用的收缩率为 有图 1 塑件样图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 易加工、高光洁度、高强度的特性。从形态上看， 种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯 一个是聚丁二烯橡胶分散相。 此市场上产生了不同品质的 料。不同品质的材料提供不同的特性，如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲性能等。 （ 2）成型特点：流动性中等，有超强的易加工性、外观特性、低蠕变性和优异的尺寸稳定性及很高的冲击强度。 （ 3）注塑工艺及模具条件： 干燥处理： 有有吸湿性，注塑成型之前要进行干燥。建议干燥条件： 80最少干燥 2小时，且材料温度波动应保证小于 熔化温度： 210建议温度： 245。 模具温度： 25（模具温度将影响塑件光洁度，模具温度较低则会导致成型制品的光洁度较低） 注射压力： 50 注射速度：中等高速。 （ 4）典型应用范围：汽车仪表板、电话机壳体、打字机外壳、电冰箱及日常生活用品。 （ 5） 、 2、 3、 4 表 1 力学性能 材料性能 性聚苯乙烯 屈服强度 /0 33 抗拉强度 /8 38 断裂伸长率 /% 35 曲强度 /0 56 弯曲弹性模量 /压强度 / 3 72 抗剪强度 / 4 简支梁冲击强度 (无缺口 )/(kJ/m) 261 89 简支梁冲击强度 (缺口 )/(kJ/m) 11 氏硬度 2 物理性能 材料性能 璃纤维增强 密度 /(g/ ) 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 比体积 /( /g) 水性 /%(24 小时 ) 长时间 明度或透光度 表 3 热性能 材料性能 璃纤维增强 计算收缩率（ %） 点 (粘流温度 )/ 130 160 热变形温度 / 45N/ 180N/ 90 108 83 103 116 121 112 116 线膨胀系数 /(10 ) 热容 /J/( K) 1470 热导率 /W/(mK) 烧性 /( /慢 慢 表 4 料成形条件 材料性能 烯腈 苯乙烯共聚物） 密度（ g/ ） 热 温度（ ） 80 85 2 3 时间（ h） 料筒 温度 （ ） 后段 150 170 165 180 180 200 中段 前段 喷嘴温度（ ） 170 180 模具温度（ ） 50 80 注射压力（ 60 100 螺杆转速（ r/ 30 适用注射机类型 螺杆、柱塞均可 模斜度的确定 由于制品冷却后产生收缩时会紧紧包在凸模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤、擦毛等，在制品设计时应考虑其表面在合理的脱模斜度。 定模具的结构形式 腔数量的确定 塑件精度要求一般，精度等级为 4，生产批量比较大，可以采用一模多腔的形式。但是考虑到塑件两侧各有两个侧凹，在脱模时需要侧抽芯。同时根据经验，在模具中每增加一个型腔，制品尺寸精度要降低 4；再加上考虑到经济因素，初定为一模二腔的模具形式。 模腔排列形式的确定 采用一模两腔的出模方式，考虑到腔与腔之间的距离，并保证刚度与强度及受力均衡，固采用对称式，外壳的排模尺寸是 14图 2所示。 图 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 注射机型号的确定 射量的计算 根据 建模得到塑件的质量为 m=度由表可查得 =（在此设计中取 ），所以塑件的体积为： 而流道凝料的质量1此按 m 的 来计算。由于是一模两腔，则总的注射量是： 件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需要的锁模力计算 根据 建模，对塑件投影面积分析得 1A 为 流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 2A ，在模具设计前是个未知数，根据多型腔模的统计分析，大致是塑件在分型面上的投影面积的 , 结合本设计的实际情况取 总的投影面积计算为： 1121 22 所以： 从而得到 锁F 型胀 式中，锁F 注射机的额定锁模力（ N）； 型F 模具型腔内塑料熔体平均压力（ 一般为注射压力的 常为 20 40 此设计中取 35 锁F 5 0 4 5 7 2 胀F N，则 锁F 825 射机型号的确定 注射模规格的确定主要是根据塑件的大 小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下进行注射机相关参数的计算。在本设计中，根据每一生产周期的注射量和锁模力的计算值，初步选用由浙江塑料机械厂生产的 20卧式注射机，主要技术参数如表 5所列： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 表 5 注射机主要技术参数 理论注射量 / 200 螺杆（柱塞）直径 / 42 注射压力 /50 注射速率 /(g/s) 120 塑化能力 /(g/s) 70 螺杆转速 /(r/0 220 锁模力 /200 拉杆内间距 / 355385 移模行程 / 350 最大模具厚度 / 400 最小模具厚度 / 230 锁模型式 双曲肘 喷嘴口直径 / 3 定位孔直径 / 125 喷嘴球半径 / 射机工艺参数的校核 模力的校核 锁模力为注射机锁模装置用于夹紧模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模腔时，会产生使模具沿分型面分开的胀模力。所选注射机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。 即： 锁F 型胀 由于在选择注射机的时候就已经计算了锁模力，因此所选注射机的锁模力是符合要求的。 大注射量的校核 为确保塑件质量，注射模一次成形的塑料重量（塑件和流道凝料重量之和）应该在公称注射量的 35% 75%范围内，最大可达 80%，最低不应小于 10%1 。 公公公公则而塑件和流道凝料重量之和 上述范围内，故最大注射量符合要求。 模行程 的校核 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。对于液压 最大开模行程由注塑机曲肘机构的最大行程决定，与模具厚度无关。买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 双型面注射模，其开模行程按下式校核 21 a+(5 10) 式中 S 注塑机的最大开模行程（） 塑件脱出距离 （也可作为凸模高度）（） 塑件高度（） a 中间板与定模的分开距离（） 已知 4； 4 a=65以 2+a+(5 10)=14+14+65+(5 10)=98 103（） 又由于 20 卧式注射机的移模行程为 350 103 350 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 浇注系统的设计 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道。其作用是使塑料平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外部轮廓清晰的塑件。浇注系统分为普通浇注系统和无流道浇注系统两大类。本设计采用普通的浇注系统，包括流道（由主流道、分流道和冷料井三部分组成） 和浇口。 道设计 流道设计包括主流道、分流道和冷料井的设计。 流道的设计 主 流道通常位于模具中心塑料熔体入口处，是连接注射机喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，端面为圆形，带有一定的锥度，便于塑料熔体按序顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地被拔出。主流道的尺寸直接影响到塑件熔体的流动速度和充模时间，甚至塑件的质量。主要设计参数如 下： (1)形状：圆锥形； (2)半锥角： 2； (3)内壁的粗糙度为 m，抛光时沿轴向进行； (4)主流道大端呈圆角， r=2。 (5)喷嘴球的半径 r=15 ，则凹坑的球面半径 R=17； (6)喷嘴孔径 d=3 ；小端直径D=大端直径为 。 (7)主流道长度取 25 。 图 3 主流道 由于采用的是点浇口进料的三板式模具，要用推流道板使流道凝料自动坠落，故浇口套与推流道板的滑动配合部分设计有 15的锥度，以保证使用安全，动作可 靠。 流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，由于采用的是三板模，且主流道长度一般不超过 60为好，因而模具流道部分设计成整体式主流道衬套形式。选用优质钢材进行加工和热处理，一般采用碳素工具钢，如： 处理硬度为 53 57流道衬套和定位圈设计成整体式， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5785857如图 3 4所示： 图 4 流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流 图 3转向的作用。在本设计中，因是两型腔模具 ，所以必须设置分流道，在此采用 U 字形截面流道。要减少流道内的压力损失，则希望流道的截面积大、流道的表面积小，以减少传热损失。对于 U 形流道而言，其热量损失仅大于圆形和正方形截面的分流道，但其加工容易，又比圆形和正方形截面的分流道容易脱模， 1）分流道的布置形式 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔，分流道的布置形式有平衡式和非 平衡式两种，此设计中采用的是平衡式布置，以使各型腔同时均衡的进料，从而保证各型腔成型出来的塑件在强度、性能、重量上的一致性。其形状如图 5所示。 2）分流道长度、截面尺寸 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口的位置，从输送熔体时的减少压力损失和热量损失及减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。 对于壁厚小于 3 （此塑模壁后为 1质量在 200 式中 W 流经分流道的塑料量 （ g） 图 5 分流道示意图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 L 分流道长度 （） D 分流道直径，（） 其中 n 为型腔数目 m 为塑件质量 （ g） 在本设计中结合实际情况，取 L=230= 2 g 则 5 D ，取 7 R=值为 3 H=值为 6图 6所示） 3）分流道的表面粗糙 度 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较理想，因此分流道内表面粗糙度并不要求很低，一般为 样表面稍不光滑，有助于增大塑料熔体的外层流动阻力，避免熔流表面滑移，使中心层具有较高的剪切速率。此处 料井的设计 冷料井一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道的末端。其作用就是存放料流前峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝，开模时又能够将主流道中冷凝料拉出。冷料井直径宜稍大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。 本 设计中对于冷料井的选择是按照设计的目的来选择的。设计的目的是要实现自动脱模。所以选择如下图的冷料井，它很容易将主流道凝料拉离定模，当其被推出时又很容易脱落。示意图如 7所示： 此外，由于分流道较长，则将分流道的尽头沿料流前进方向延长作为分流道冷料井，以贮存前锋冷料，其长度设计为分流道直径的 2倍。 图 6 分流道 截面形状 1板 2- 动模座板 3- 流道拉料杆 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 口设计 浇口是连接分流道和型腔的一段细短的通道（除直接浇口以外），它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算 ，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模时加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的 3%9%，截面形状为矩形或圆形，面粗糙度不低于 浇口的主要作用是： （ 1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； （ 2）易于切除浇口凝料； 在本设计中，塑件表面要求不留下痕迹，不影响外观，结合塑件为薄板状结构，为减少翘曲变形，故采用多点浇口（橄榄形或菱形浇口）具体表示形式见图 8： 323051图 3 - 6 点 浇 口 示 意 型面的设计 分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。在封闭模腔中成型塑件，为了减小模腔中脱出时的阻力，要求塑件应带有适当的脱模斜度，也要求模具两半部分的接触面（即分型面）应相对于所成型的塑件，安排适当的位置，这就要正确的选择分型面。分型面的选择原则是： （一） 便于塑件脱模 （ 1）应有利于侧面分型和抽芯； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模内； （ 3）应合理安排塑件在型腔中的方位； （二）考虑和保证塑件的外观不遭损坏 （三） 尽量保证塑件尺寸的精度要求 （四） 有利于排气 （五） 尽量使模具加工方便 分型面一般设在塑件断面尺寸最大处，但在此设计中由于采用的是点浇口，需要三板模，存在两个分型面，把型芯设在动模一边，型腔设在定模一边，开模后塑件留在动模，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 有利于塑件的脱模。即动模板和定模板两接触面为分型面，流道板和定模板接触面为分型面（详图见装配图）。 气槽的设计 在注塑成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中有的气体外，还有塑件受热或凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，使塑件产生气泡，或使塑料熔接面不良而引起缺陷，因而须进行排气设置 。 1）排溢设计 ： 排溢