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齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 齐 齐 哈 尔 大 学 毕业设计 (论文 ) 、 题 目 电脑键盘注射模具设计 院（系） 机械工程学院 专业班级 机械 032 班 学生姓名 姜 鹏 指导教师 陈 集 成 绩 2007 年 06 月 17 日 注射 模设计 的三维 模型 发展 如今，为了使注塑工艺变得更简单，很多嵌入式 软件 都在高级 3D 注塑平台 的基础上开发出来的 ，诸如有限元分析 ，计算机辅助制造，注射模设计，模拟以及形象化 设计 。 这些软件都 是 很 有利的 。然而 ，它 关非没有缺点 。事实上， 这些 嵌入式软件也可以通过 低级的 3这篇文章 查阅了各种各样基于 3刊和方法 ， 主要是关于 软件方面。首先， 提出了一种基于 3 法，这种观点通过 使用 基于 在已建立的模具设计中的模具设计概念，文中说明了 一种被叫做 件。 在 一个 T 平台 上，面向对象的编程语言被用来 开 发这种软件。 关键字： 3D 模型 ； 计算机辅助设计 ; 注射 模 设计； 1. 介绍 三维计算机辅助设计系统已经越来越被 用 来 加速产品 的实现 过程。涉及产品 自动化 设计过程 的第一步是 3建模过程中，这种 3D 模型的建立称为 数字化 建模 ，这种 数字化 建模得到 的3是 生产过程自动化 。 组 件部件 的 3 模 仅仅是 第 一 步。 还有许多的其他辅助 任务 必须在零件被生产之前完成。 这些任务包括有限元分析 、夹 具和固定装置的 设计 、注射 模 设计 、 计算机 辅助制造 、模拟 和形象化 设计 。 当今 很多 在高级 3务。 这种 3台提供 了一个具 有编程的用户界面和风格 的嵌入式软件。 结果，这 种嵌入式软件的 开发时间 大幅度地减少 。 这 种方法 在很多方面 都 是有利的 ， 但是，它 也有它的缺点，特别是从长远的角度考虑 。为 了为现有 的软件 开发另外一种嵌入式软件 ，那些开发者必须 兼顾 很多 现有的限制条件，必需与源 软件的风格一致。那些开发者必须 利用系统所提供的各种库函数来实现各种 功能性 操作， 大多数的 终 端用户需要源软件 和嵌入式软件 。 不过， 在很多情况，他们可能对使用 只有嵌入式的软件 更感兴趣 。 在注射 模设计 过程中 就有这种情况的例子，不过，这些用户必须购买包括很多 他们不需要的 特征 和功能 的整个软件包 ， 这 么大的 程序通 常是 硬件上所必需的，同时 这也 意味着会 费用 更高 。这 嵌 入式软件也 很大程度上 依赖 源软件的 发展 。一旦源软件 版本被更新 ，那些嵌入式软件的开发者必须采取相应的行动， 如果这些 应用在一个低级的平台上发展 ，这些缺点可能 会 不存在 。事实上， 这些 嵌入式软件 可 以 使用低级的 3D 模型更灵活和更轻便性 发展 。 在很多 情况下 ，这样的 操作 既可行又有利 。传统上，注射 模设计可以 直接 在计算机辅助设计系统 执行 ， 整个注射 模 ， 可能由数百个组件部件 组成 ，在计算机辅助设计系统 (例如 程师和 建模和装配， 因为注射 模 设计过程是 反复 的， 所以重新建 模 和装配是相当 费时 ， 在这个方面， 像这些基于特征的 程师 以及 D. 计算机辅助设计系统 比像 D 计算机辅助设计系统的更有优势， 为加速注射模 设计 工艺的发展 ， 这种嵌入式软件在 3，这种附加应用 的例子 包 括在国立新加坡大学发展，基于 能 模型设计和 装配系统 )、 专家 模具 设计者 (基于 模型制作者 (基于 . 因为 以上每一个都 基于 特定的计算机辅助设计系统，所以都没有嵌入 兼容性。在 1994年，1基于 在 1997年，2 在几何建模之间的联系标准化之间提出了互访结构模型， 他的目标是 在基于 D 应用以及 容性 ，只不过它包括三维建模 。 在这篇文章里，作者试图 直接 发展一种 质量轻的使用低级的 3射 模 设计应用 ， 并把 重点放 在 软件开发的 灵活性 和 速度 上。设计概念和程序 来 自 4,5 、模具 设计和 3D 装配中 应用。 尽管这些讨论 仅仅 局限于 注射模设计，这种方法学能很容易地被应用在其他基于 3且有相似的作用， 开发者工具的结合 就 是为 了 这 个 目的 而 选择的。在方法学被讨论之前 ，对于其中的一些先提出的工具作一个简短的介绍， 他们 分别 是 本 、 本和 微软公司基础 种类。 作模具 设计应用 能 模型设计和 装配 ) 是 在基于 3在一个 叫做 算机辅助设计系统之上发展 起来的。 该发展正在通过 使用 系统所提供的编程接口 (实现 。 该 软件 通过提供常用的设计工具促 使 模具 设计者能够迅速 进行设计。 在设计 中所需的常用的 标准 组件部件，可以在软件里预先创建并且可能被容易被设计者调用。 这 很大程度上 降低 了 设计时间。 模具 设计过程 可 分成几 个 阶段， 以一种固定的方式给设计者们 提供 模具设计方法。 它 们 便是： 1. 数据准备。 2. 填充 系统设计 。 3. 模具 基础设计。 4. 插 件与零件 设计。 5. 冷却系统设计。 6. 滑板和提升 设计。 7. 注射 系统设计。 8. 标准零件库 。 每个阶段 都 可以被认为是一个独立的模件 设计过程。 基于 3微。 成功地 建立 模型基础模件 意味着 在发展其它模件过程中 也是可行的 。 3用 作 3计为基于 3D 模型数据系统的核心。实体建模有必要被用作 。 1 建造并且操作 实体。 2. 计算 质量 和惯性矩，并且进行 干涉检测。 3. 以多种方式输出实体。 4. 在特定 的 数据库或者档案内 储存实体并且可以稍后提取出来。 在计算机辅助设计中， D 模型设计软件。 它是它独特的 公差模拟运作功能 使 得 它能以其它格式接收和存储数据。因此 且它也是独立应用发展的高级平台。 基于 3过 它的 3个界面中的一个相连接。 这些 被称这之为 心界面、模型界面以及底端界面。 型界面位于建模系统的顶部，通过这些方法来建模和 对实体进行操作以及控制建模的功能。底端界面位于建模窗口的底部。 当需要执行集中数据或系统类型操作时建模者便需要它。 它由 3个部分组成： 函数 、图形输出和外形几何 ，以下 分别对其 作出简短的介绍。 I 和 程序员进入 接口 他们是 建模功能的标准库 。程序员 在他们的程序里称之为建模功能。 因为以我们选择使用 数 函数 是一必须由应用程序员编写的 功能， 当 数据 必须被存储或者提取时需要使用该功能。当 使用 应 用 程序员必须首先决定怎样管理数据的存储， 通过 该功能 通过 该功能转存数据 通常与写 入文件或导出文件 有关 。 文件的形式和 及存储 位置 在写该功能时被确定。 的输出 对 图形输出功能是由应用程序员所编写的另一种功能。 对 需要 计者 来说， 图形数据是由 然后 3是图形卡片的 一个软件接口 可以为我们提供我们所需的数据包。 形几何 外形几何学可以为用户几何类型的发展 (例如机构内部及表面的曲线 )提供功能 操作。它通常与在 4. 使用 向对象的程序设计 面向对象的程序设计 ( 无 可 争议 地成为软件开发者的选择。它是在 目前所存在的软件中 最高级的开发软件。 微软公司 这样的一个软件包。 它刻划了许多基于因特网和基于 发工具 。 在这些工具中 包含有 于 架 。 它以强大的开发特性和功能性，例如自动编码基于 为应用程序员提供 开发工具。 这大大改进 了 生产 效率 。我们 使用的程序的 整个用户界面是 使用 5. 系统设计 基于 3加应用的直接发展 的问题正待解决。 在最高的水平上它由 3个主要阶段组成。 首先，必要特征和嵌入式应用软件功能的识别： 第二， 应用框架的设计与开 发 ； 最后， 具有合适的开发工具的框架中个别模件的设计与开 发 。 要 软 件的 识别 种 3只提供许多 库函数 以及 3架 。 因此， 那些开发者 有必要识别和开发 3辅助设计系统中其他的必要设施 。 为了识别所需的设施，理解两者之间 的 差异是很重要。 表格 1 总结 了 3要设备的差别 。其中的一些 设备，例如特征和参数 建模 ， 在耗时与 技术上 都 要求 有 发展。因为大多数的嵌入式软件不使用源程序中的所有 设备 ， 只 通过开发这些使用低级 3产单独的版本是很有 可能的 。 表格 1从第 7条到第 9是 使用基于 3要条件 。 通过研究 嵌入式的应用的必要条件，其他必要的设备的要求也可以被鉴定。然后提出了该应用程序的一个框 架，该框架是基于由 于 3对 于 由开发的工具和 备， 开发了 一种框架 。 它专门 被设计 以使单个编程模件之间的差异最小化。这将导致编程代码发生小程度的变化。 事实上，程序代码使用起来更加的轻便各更有助于维修，而且将来的发展前景也是相当好的。 这 个 框架 的概述 在图 2里 得以 说明 ， 各种各样的模件 的详细情况 被在以后的章节里讨论。 A) 户界面 。 因此，在每一个阶段基于 3涉及到从头开始设计用户界面。相关的必要开发内容 包含： 1. 基于 3置和显 示。 2. 交互式图表的接口和 全部应用功能操作的执行程序 。 D 开发者 (B)图 层 的设置 因为 不同的基于 3不同程度上需 要 不同的 3该框架必须为用户提供这些变量的设置 。一个 3 层 的设置 (参阅图 2)被概念化来解决这些变化。 这是 基于 别。开发的程度 取决于 建模的 要求 情况。 图表一 由 3算机辅助设计系统 所提供的设施 的摘要 3施 ： 1. 基本 3模和通用功能以及高级功能和特殊功能； 2. 由整个系统提供的装配多种 库函数 ； 3. 基于特征的 建模 ； 4. 不 经常被 提供的参数 建 模 ； 5. 系统常 提供的低级 建模 功能 ； 6. 系统提供的不完全草图； 7. 系统不常 提供的交互式用户界面 ； 8. 系统所提供的 三维物体基本概念 框架功能和库函数的可视化； 9. 系统所提供 文件管理系统 的 基本概念和 多 个信息库 功能的 完全发展 。 除 了要满足应用条件中的变量要求外， 3程接口。这样的一个接口能也其他基于 33 个主要部分组成。他们可分别被用于 33D 数据管理。 I . 33 装配模件是所有这 3个部分中最重要和最精心制作的部分。它 与 由大多数计算机辅助设计系统提供 应用编程 接口 (似。该 模件 由一基于 3它可用于核心应用模件的发展。大多数 3于单个基于 3他更多的高级 特性后来也被增加进来了。 3。 在三维物体的 显 示 窗口用户范围需要一个团体软件图表接口。图表的输出以及所选择的图表的接口经常被在基于 3及视图对象管理和转变之中。为这个目的而开发了一个类别库函数。 3D 数据管理。 3件是在 函数 之上被开发出来的。 函数 是 存在于使存档以及 3此开发了一种使用 函数 来处理的类 型 选择器。 1. 3 2. 诸如打开和保存 3 用模 块 (C) 这些是位于 3些模块的 设计的主要取决于 应用的属性并且相互之间的差别很大。在这个领域已经正在进行很多有研发工作 主要 发展的工作的大部分被进行。然而，研发的难易主要取决于 3 D) 通 常，基于 3自于其他已存软件模块或应用模块的功能性操作。因此，诸如此类的连接是可能存在的。在这篇文章的应用部分就为这样的一个例子加以说明了。 5 3 单个模块 的发展 在进行一个合适设计之前 ，对每个模块都得进行研究和分析，它的开发难易很大程度上取决于所选的框架和开发者设置层。 下一部分说明 了注射模设计的 3施 情况。 6. 实施 情况 应用系统设计，开发了 基于 3计 。 这被 通过 使用 前面章节所述的开发者工具获得的。因为模型基础需要更大范围的 3括装配的生成，所以选用它来加以说明。 用框架和所需要的条件 对于识别开发工作，专门设定了了一个应用框架。发展的工作鉴定。 图 3说明 了基于 在每个模件里的 详细 要求 在 讨论如下： 户界面 (A) 模型 基础设计是一个反复的过程。 模型 设计者 首先从目录中选择了一个标准 模型，然后对模型的尺寸进行修改直到所有的条件都得以满足。 因此， 为了这个目的有必要考虑使用 交互式用户界面 。 使用 包括： 1. 菜单条栏目、菜单项和工具条按钮的创建、显 示和管理 ，以便更方便地进行应用的功能性操作。 2. 引导用户或获得用户输入的 对话 框 的 创建、显示和 管理 3. 显示区域 内各种视角的创建、显示和管理。 4. 拖动的 鼠 标的 作用。 序 操作 设计 。 应用之后的结果如 图 4中所示， 它是一个典型的其于 D 开发者 (B)设置 层 对 基于 3析 ，然后识别一下即将开发的模块。 基于 3 1. 创建初始模型 (例如矩形 ， 圆柱 ，圆锥 )； 2. 创 建圆角和倒角； 3. 进行 布尔运算 ： 并集和差集； 4. 变换操作 ： 变换 和旋转 ； 5. 对象属性的管理，诸如名字和颜色； 6. 创建引用特征； 7. 创 建总装配和子 装配 ； 因为 以上这些应用不是那么的 广泛，所以可以开了一个基础建模集。有了单个模块的 详细 开发情况，就可以给开发者设置层添加更多的功能。 每个模 块的全部要求条件将在以后的章节加以说明。 I . 3一个 模型 基础基本上 是许多组件部件的集合，诸如键和螺丝。 为了 使 模型基础设计变得容易 ，设计者 必须提供一个事先已经准备好的模型基础库。 通过选择特别的尺寸， 可以生成 一个标准 的模型基础件。为了使这些变得容易 ，识别和开发了基于 3功能与前面 因为该编码是面向对象的，在需要的时候，它们很容易被延伸以 适应其他模型设计模块。 3使用 图表的输出和 作为图表界面的 用 来为 3们包括： 择的颜色 给 3 2. 用所选择的颜色给 3图 7和图 8分别用阴影和线框的模式给3； 3. 用 所选择的颜色在屏幕上给 其他 3色； 4. 在模型基础装配中用不同的颜色分别给单个组件着色； 5. 交互式视图变换 (诸 如旋转， 变换和缩放 )； 6. 装配树显 示和操作。 3D 数据管理。 开发独立应用程序的好处之一就是它的 轻便性 ，所以采用最大的轻便性打开的形式是很 重要 的。因此以原先的 替代新的 文件形式。一个 模型 基础 件 的数据管理要求包括如下内容： 1. 打开， 保存，另存为和 关闭 件。 2. 打开，保存，另存为和 关闭 件。 3. 输入和输出零件 文件。 C) 为了 促进 标准 模型基础组件的自动 生 成，系统必须提供一个模型基础零部件库 , 其尺寸大小取决于 目录中的 标准 值。为使设计 容 易 进行 ， 需对这些尺寸进行顺序修改， 这个模件 详细情况将在 第 行 讨论。 据库支持 (D) 一个标准 模型 基础 件 需要 用 将近 100个参数 来对单个组件的尺寸和位置进行完全描述。 这些参数 的大部分都是相互 联系 的并且可以从其它数据库中获得。 因此， 一个数据库文件 需要被用来存储基于目录的标准模型基础件的参数。 据库形式被使用在 行 直接存 储数据库文件。在 用数据存取 对象 (一套被用作抽取和管理数据库城相关参数的功能。 础设计的发展 模型基础 模件由 3个主要部分组成， 即，模型基础组件生成、模型基础装配生成、 模型基础类选择和自定义模件。 第 4个部分 被称作为模型基础参数管理，也是被用来开发为应用提供数据支持。 这些 已经图表中 5中说明了。注 注射模设计的开发部分的细节内容讨论如下： I . 零部件 库的生成 有了 3持 ，为模型基础的标准组件部件被创建和存储在组件库中。 通过 规 定 合适的尺寸，这些组件部件可以被生成而且可以被模型基础装配生成器所使用。 使用 3D 图层设置并将组件库生成器各标准模型基础集中并存储在装配库中。当 提 供 从数据库中提取特定参数集时 ， 由于 它得到了 特别的参数支持 ，所以特定的标准模具基础装配可以自动地 参数 管 理 者 参数管 理 者将模型基础应用模件和数据库支持连接起来。 当一个 特定的标准模型 基础 被选择后，它的为模型基础装配的相应参数已经从数据库中提取出来并且发送到组件库生成器和装配生成器中。 除 此 以外，参数 管理者也 允许 用户为了设计的目的而对参数进行修改。 模型基础 设计者。 模型 基础设计者 为两个主要目的服务。首先，允许用户选择来自装配生成器的标准模型基础。其次，通过允许模型基础设计者修改所选择 的模型基础的尺寸来使模型基础设计变得容易。 该 样品代码给那些 模型基础 来生成功能 。从图 9中我们可以注意到使用了许多代表模型基础的参数的变量的功能， 这是 用于装入那些零部件生成各种各样的模型基础零部件的创造。装配生成器然后使用那些零部件和那些参数集来确定模型装配基础的创建，正如 在 3 一样，在样本程序中没有直接被叫作 今 的 模型基础设计应用能 意识到在工厂要求设计的注射模基础设计的全部功能性设计情况。 因为 模型 基础是 用的 3以它 的 成功开发意味着开发 了 一完全基于 3 7. 结论 高级编程语言 的发展 已经允许 程序员用参数来重新使用编程代码，该编程代码存在于象微软公司基金类型那样的对象里。 这些 强大的特征已经使程序员从更多的编程标准函数的程序和建立用户界面中分离出来了。 他们现在能够 把精力集中在软件的核心组成部分，从而增加生产效率。这导致发展独立版本的软件诸如 算机辅助设计和计算机辅助制造可行性提高。不过 目前，这种方法是 既耗时的而且技术要求高。 尽管 如此， 它还是 可行 的而且前景是非常好 的 。 通过 把几种高级的开发者工具 结合 起来，我们已经设法增加了这些工具开发注射模设计的应用能力。 迄今 为止 ，只有 模具设计工艺的前三个阶段得以编码。 这 给随后的模型设计模件的开发奠定了基础。 该 方法 也可以很容易地在包含标准组件设计的其他软件中实施 。 这些包括 夹具 和 固定设备设计、冷铸、和 生产产品自动化。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 1 第 1 章 绪论 塑料工业发展情况及选题依据 我们日常生活、生产中所使用到的各种工具和产品，大到机床的 各种塑料产品的 外壳，小到一个 塑料 螺丝、纽扣以及各种家用电器的 零部件 ，无不与模具有着密切的联系 1。随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大。如家用电器，仪表仪器，建筑材料，汽车工业，日用五金等众多领域。一个合理设计的塑料件往往能替代多个传统金属零件。工业产品和日用品塑料化的趋势不断上升。一个国家模具生产能力的强弱，水平的高低，直接影响着许多 工业部门的新产品的开发和旧产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。采用模具生产制件具有生产效益高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点。模具成型已成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最有潜力的发展方向。而注塑模又是模具生产中采用最普遍的方法。世界塑料成型模具中，约 60%为注塑模 2。在国民经济中，模具工业已成为五大支柱产业 机械、电子、汽车、石油化工和建筑的基础。随着社会的发展，它将发挥更加重要的作用。 目前模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信 息网络等多科学，是一个综合性多科学的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型，更精密，更复杂及更经济的方向发展。模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化，无图化，精细化，自动化的方向发展。目前极需提高的共性技术比如：建立在 高模具设计的现代化，信息化，智能化，标准化水平，以及先进的模具加工技术与制造技术的综合 3。 我这次设计的课题正是基于现在的实际情况而选题的 。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 2 国模具工业概况 在中国，人们已经越来越认识到 模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学 家工程研究中心、北京机电研究所精 冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献 3。 中国虽然在很早以前就制造和使用模具，但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方，因此一直发展缓慢。 1984 年成立了这个模具工业协会， 1987 年模具首次被列入机电产品目录，当时全国共有生产模具的厂点 6000 家，总 产值约为 30 亿元。随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具工业得到快速发展。在市场竞争中，企业的模具生产技术提高很快，规模不断发展，提高很快 4。 我国塑料模具的设计与制造目前主要依赖设计人员的经验和工艺人员的技巧，设计的合理性只有通过试模才知道，制造的缺陷主要靠反复修模来纠正。这不仅难以保证模具的质量，而且使模具的设计与制造周期长，成本高，特别对大型、精密、复杂的中高档模具，问题更为突出。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 3 由于 应用，特别是 20 世 纪 80 年代开始中国许多模具制造厂从国外引进了许多软件，包括冲压模、级进模、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等相应软件，使中国模具设计制造水平有很大提高，也产生了较大的经济技术和社会效益。但由于人才缺乏和基础工作较差，引进的软件未能很好应用及发挥其应有的效益现象普遍存在，这是今后应十分重视和有待解决的问题 5。 现在，中国已能生产精度达 2命可达 2 亿冲次以上。在大型塑料模具方面，中国已能生产 34 英寸大屏幕彩电和 65英寸背投影式电视的塑壳模具， 10容量洗衣机全套塑料件模具及汽车 保险杠，整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，中国已能生产照相机塑料件模具多行腔小模数齿轮模具及精度达 5m 的 2560 腔塑封模具等。在大型精密复杂铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模和汽车后桥齿轮箱压铸模及汽车发动机壳体的铸造模具。在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中高档新型轿车的部分覆盖件模具。子午线轮胎活络模具，铝合金和塑料门窗异材挤出成型模，精铸或树脂快速成型拉延模等，也已达到相当高水平，可与进口模具媲美 6。 业设计内容概述 毕业设计课题确定为电脑键盘的 单 型腔注射模具设计。设计内容主要是常用注射机与注射模的关系及选用，材料的选用，成型部分的设计，浇注系统的设计，排溢引气系统的设计，脱模机构的设计， 温度调节系统 设计，复位系统的设计及模体设计 ，各种支承部件，导向零件 等。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 4 第 2 章 方案 确定 件分析 塑件外形分析 该塑件为 电脑键盘 （壳类） ，外表为 平面 ，壁厚为 2体 视 图如图 2示： 图 2-1 a 键盘 上表面图 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 5 图 2-1 b 键盘底部图 塑件的尺寸、公差及设计基准 塑件尺寸为 4501609含按键高度）。塑件要求为一般精度为 3 级，则尺寸公差取 塑件设计以 上 端面为基准，进行设计。 塑件所用塑料名称、性能及工艺参数 塑件选用材料为 具体参数如下： 密度（ g/ (取 熔点： 130 160 C 吸水率： ( 收缩率（ %）： （取 模具温度（ C ）： 5080 （取 50） 料筒温度（ C ）： 150200 喷嘴温度（ C ）： 1701807 塑件结构要素 塑件脱模斜度：对 料而言， 型芯： 351 （取 40） 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 6 型腔： 40120（取 1） 圆角：为防止塑件转角处的应力集中，改善充模特性，转角处采用圆角过渡。 R（ （取 8 注射机 的选择 最大注塑量： 由 V （ BL+ 241 R） 9 （ 1 V （ 4516422） 720288(0% 360(B塑件的宽度（ ） L塑件的长度（） R塑件圆弧部分的半径（） 注塑压力：因为塑件形状简单，熔体流动性好、壁薄、尺寸大，所以据经验注塑压力选 100140可。（取 120 锁模力： F 锁 P 腔 A/100010 （ 1 F 锁 30106 450160 4122106/1000 2160 P 腔 型腔压力（ 由表 2得， 30 塑件及流道系统在分型面上的投影面积。 开模行程校核 (S)： S 11 （ 1 S 7 10 8 25(凸模凸出部分高度 (取出塑件间隙 (顶杆顶出富裕量 (510 (取 8总上，选取 400 卧式注塑机，其主要参数为： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 7 最大注塑体积 / 610 螺杆直径 /60 注塑压力 / 151 注塑速率 (g/s)： 310 锁模力 /2400 最小模具厚度 /310 定位孔直径 /160 喷嘴球半径 / 3512 拟定模具结构方案 理想的模具结构应充分发挥成型设备的厚力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺要求（如塑件的几何形状，尺寸精度，表面光洁度等）和生产经济要求（成本低，效率高。使用寿命长，节省劳动力等），由于影响因素很多，可先从以下几方面做起： （ 1）塑件成型。按塑件形状结构合理确定，其成型位置，同成型位置在程度上影响模具的复杂性。鉴于塑件外形及模具空间的充分利用，要用 中间成型。 （ 2）行腔布置。根据塑件的形状大小，结构特点。尺寸精度，批量大小及模具制造的难易，成本高低等确定型腔的数量与排列方式。根据经验每增加一个型腔，塑件尺寸精度降低 4%，此处根据塑件要求及设计任务要用单型腔。 （ 3）选择分型面。分型面位置的选取要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等。此方案中，依据塑件小孔的垂直方向为竖直方向作为最大分型面。 （ 4）确定浇注系统 包括 主 流、分流道、冷料井、浇口的形状、大小和位置。主浇道的设计符合模具设计标准。由此单型腔、分流道以捷径为原则逼近浇口 。冷料井作成 Z 形以便于脱模。 （ 5）选择脱模方式 考虑开模、分型的方法与顺序，推杆的组合方式、齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 8 合模导向与复位机构的设置以及侧向抽芯机构的选择与设计和模具空间的成分利用，采用二次开模机构。 （ 6）模温调节 冷却水道的形状、尺寸与位置，特别是与模腔壁间的距离及位置关系。都影响塑件产品的质量和成型周期。而考虑冷却效果初步设想采用圆孔水道。 （ 7）确定主要零件的结构与尺寸 考虑成型与安装的需要及制造与装配的可能，根据能选材料，通过理论计算或经验数据，确定型腔、型芯、导柱、导套、推杆等重要零件 的 结构与尺寸以及安装固定 、定位、导向等方法。 （ 8）支承与连接 合理的将模具的各个组成部分通过支承块、模板、销钉、螺钉等支承与连接零件，按使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构 13。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 9 第 3 章 模具总体结构设计 浇注系统 注系统的总体构成 浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道，其由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。 流道设计 主流道是指从注塑机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段。 1. 主流道的结构设计 对于所 选的卧式注塑机：熔融塑料首先经过主流道，故它的大小直接影响塑料的流速及填充时间。主流道的断面设计为圆形，这样在有限的空间内增大了截面积。 为了便于从主流 道 中拉出浇注系统的凝料及熔体膨胀，主流道设计成带锥度的圆柱，其锥角 2 4（取 3），过大会使流速减慢。 主流道大端面呈圆角，其半径常取 r 13 2，以减少料流转向过渡时的阻力。 为确保塑料从喷嘴完全进入主流道而不溢出，主流道对接处设计成 半球形凹坑。如图 3示。具体关系为： 2 351362主流道对接处半径 (注塑机喷嘴球半径 (喷嘴球半径接触富裕量 (凹坑深度 (一般 34 3齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 10 图 3流道 为了保证塑件成型良好， L(主浇道长度 )取最小，减小凝料 L ( 25(20 3) 42主浇道长度 (凹坑深度 (浇口套凸台高度 (主浇道主要部分长度 (2. 浇口套设计 由于主浇道要 与 高温塑料及喷嘴接触和碰撞，所以要模具的主流道部分通常设计成可以拆卸更换的主流道衬套。为了选用优质钢材和单独加工和热处理，采用分体式。为方便定位，设计圆盘凸出定模端面的高度 H 为： H (510) 分流道设计 分流道是指主流道与浇口之间的这一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的过 渡 段，也是浇注系统中通过断面积 变化和塑料转向的过渡段，能使塑料得到平稳的转换。 1. 分流道的程度及端面尺寸 由经验得， 流道断面直径为 0于塑件的实际尺寸，取 5图 3示 。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 11 图 3流道 2. 分流道截面形状 考虑效率，圆形截面积大，表面积小，效率最高，且分流道的中心与浇口中心线共线，故采用圆形截面。但加工相对困难。采用梯形或 料熔体在流道中流动时。表层冷凝冻结，起绝 热 作用，熔体仅在流道中心流动，因此为实现理想状态的流道中 心线与浇口中心线共线， 故 采用圆形截面。 3. 分流道的布置 由设计要求，采用单型腔，根据塑件形状采用分流道平衡式布置。 4. 分流道与浇口的连接 分流道与浇口连接处加工成斜面，并用圆弧过渡。，利于塑料熔体的流动。 口设计 浇口是连接分流道与型腔的一段细短的通道，它是浇注系统的关键部分，浇口的形状、数量和位置对塑件的质量影响很大。其作用有：一是塑料熔体流经的通道；二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 1. 浇口形式设计 潜伏式浇口脱模时，有较强的冲击力，易堵塞浇口，侧浇口适用于两板流下明显的浇口痕 。同时， 料性能为低粘度、故采用点浇口。这要求采用三板式结构，以脱出流道凝料。由表 4查得，壁厚 2d 为 1浇口长度 :l 1图 3示。齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 12 图 3口 2. 浇口位置的选取原则 浇口位置的选择应避免产生喷射和蠕动（蛇形流） 浇口应开设在塑件断面最厚处。 浇口位置的选择应使塑料的流程最短， 料流变向最少，以减少动能损失，良好填充。 浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。 浇口位置的选择应减少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。 浇口位置的选择应防止料流将型腔、型芯等挤压变形。鉴于此，对本塑件浇口选于沿长边一侧接近两端 1/4 处。如图 3示。 图 3口 型面的设计 分型面是打开模具取出塑件浇注系统凝料的面。 1. 确保塑件尺寸精度 为满足同轴度，防止错腔要求，使塑件全部在定模中成型，且塑件表面呈 平面型 ，故可以采用较小的脱模斜度。 2. 确保塑件表面质量 分型面尽可能选择在不影响外观的部位以及分型面处产生的飞边容易加工修整部位。 根据产品实际考虑，我把分型面选在键盘外壳底面的最大面积处。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 13 3. 考虑模具结构 尽量简化脱模部件，为便于塑件脱模，应使塑件在开模时尽可能留于动模，即只要上塑件与动模结合力大于塑件与定模结合力即可。在满足此要求前提下，尽可能使塑件与定模有一定结合力，而不将塑件与模具的结合力全部放于动模中 14。 鉴于分型面以上选取原则及塑件断面尺寸最大和点浇口的应用，采用双分型面，如图 3示。 图 3 型 面 气槽的设计 对于成型大中型塑件的模具，需要排出的气体质量多，通常应开排气槽。排气槽应设在分型面凹槽一边。排气槽的位置以处于熔体流动末端为好。排气槽宽度 b (35)度 h 小于 度 l 于 料，有经验 3图 3示 12。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 14 3 41 2 3 4 5图 3排气槽 成型部分及零部件 腔数的确定 型腔数的确定 ： 根据锁模力确定型腔数目 设锁模力为 F（ N），型腔压力为 P（ ,每一塑件的投影面积为齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 15 A1(浇注系统的投影面积为 A2(则有： n件废锁 A 13 （ 3 1 7 0102 4 0 0 在这 采用单型腔模具成型。 般凹凸模结构设计 1. 凹模结构设计 凹模是成型塑件外形的主要部件，其结构随塑件的形状和模具的加工方法而变化。 整体方式强度、刚性好、结构简单。考虑塑件形状采用完全整体式凹模块：它是由整块金属材料直接加工而成的，如图 3示。这种形式的凹模结构简单，牢固可靠，不易变形，成塑的塑件质量较好。但机械加工较困难，故适用于形状简单的塑件。 图 3模 2. 凸模的结构设计 凸模上成型塑件内形的成型零件。根据塑件的特殊形状的成型要求，采用完全整体式凸模。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 16 型零件工作尺寸 1. 凹模径向尺寸：（平均收缩率法 14）。图 3示为塑件外形（外径）与型腔内形（内径）的对应关系。 2 图 3型凹槽 0 C PD d d Q X S +腔 （ ）（ 3 式中 5% X 综合系数 取 1/3 m 模具成型尺寸设计公差 m 取（ 1/5） S （ 450+450 1/2 = 0 C PD d d Q X S +腔 （ ）（ 160+160 1/2 = 型腔深度尺寸 ： 0() C PH h h Q X S 腔（ 3 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 17 式中 5% X 综合系数 取 1/3 m 模具成型尺 寸设计公差 m 取（ 1/5） 9+9 1/2 腔壁厚计算 1. 型腔的强度及刚度要求： 塑料模具型腔的侧壁和底壁厚度的计算是模具设计中 经常 遇到的重要问题，尤其对 大 型模具更为重要。目前，许多单位都凭经验 决定，但常因为估计不准而造成面具报废或浪费材料，为此，建立科学的计算方法实属必要。目前，常用计算方法有按强度条件和按刚度条件计算两大类，但实际的塑件模具却要求既并不允许因为强度不足而发生明显的变形，甚至破坏，也不允许用刚度不足而发生过大变形。因此，要求 逐一对 强度及刚度加以合理考虑。 在注塑成型过程中，型腔所受的力有 塑料 熔体 的 压力，合模时的压力，开模时的拉力等，其中最主要的是熔体的压力，在塑料熔体压力作用下，型腔将产生有应力及变形。如果型腔侧壁和壁厚不够，当型腔中产生的内应力超过材料的许用应力时，型腔 即发生强度破坏。与此同时，刚度不足侧发生过大的弹性变形，从而产生溢料和影响塑件尺寸及成型精度，也可能导致脱模困难。但理论分析和实践表明，模具对刚度及强度的要求并非同时兼顾。对于大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，应按刚 度计算。强度计算的条件是满足各种受力状态下的许用应力。刚度计算的条件则因模具特殊性，从几个方面考虑： 要防止溢料。模具型腔的某些配合面当高压塑料熔体注塑时，会产生足以溢料的间隙。对 言，间隙为 应保证塑件精度。 塑件均有尺寸要求，这就要求模具塑腔具有齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 18 良好的刚性，即塑料注入时不产生过大的弹性变形。最大弹性变形值可取塑件允许公差的 1/5。 要利于脱模。当变形量大于塑件冷却收缩时，塑件的周边将被型腔紧紧的包住而难以脱模，强制顶 出 易使塑件划 伤 或损坏，因此型腔允许弹性变形量应小于塑件的收缩值。 2. 型腔壁厚的计算： 图 3 腔 侧壁厚度： 首先按强度计算： 12()（ 3 = . 1 0 5 0 . 4 1 5 1180 M a p =按刚度计算： 143()（ 3 = 14 35 0 . 0 50 . 9 3 0 0 . 4 1 5 1 9()2 . 1 1 0 =过对强度和刚度的比较， 在满足两者的情况下，所以选择壁厚为8 底板 厚度： 首先按强度计算： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 19 （ 3 = 0 . 5 0 . 4 1 5 1160180 m p a =刚度计算： 143()p （ 3 = 14 350 . 0 2 7 7 0 . 4 1 5 1 9()2 . 1 1 0 0 . 0 5 =合从刚度和强度方面考虑，我 们选择的底板厚度为 66中： E模具材料的弹性模 量 （ 碳钢 10 P型腔压力 约为 51 p 刚度条件，即允许变形量 ( p 模具材料的许用应力（ 取 180 为凹模型腔侧壁厚度 (为凹模型腔底板厚度（ 模机构 模机构的构成与功能 脱模机构的作用 是 将型件和浇注凝料等与模具松动分离（称为脱齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 20 出），然后把从模具脱出的塑件和浇注系统凝料等从模内取出，即脱模动作分为脱出和取 出 两个步骤。本设计中脱出和取出两个动作之间，有明显的界限（前者液压脱出，后者动力来源为人工）。 出机构的方式 根据塑件质量要求，采用非掉落取出。即塑件 或 浇注系统 凝料等从模具中被拿出。取出动作依靠人工，在脱出部件使 其 从模具脱出呈悬挂状时，将其取出而离开模具。 出机构设计原则 在注塑成型的每一个循环中，塑件必须由模具型腔中或凸模上松动分离（即脱出），脱出塑件的机构，就叫塑件脱出机构。浇注系统凝料等也要从模内脱出，这种机构就叫浇注系统凝料等的脱出机构。本设计采用三模两开式，塑件与浇注系统用两个单独的脱出机构。 1. 脱出机构设计基本考虑 为了保证塑件在顶出过程中不变形或损坏，必须正确分析对模腔粘附力的大小及其所在部位，以便选择合理的顶出方式和顶出装 置，使顶出力将以均匀合理的分布。顶出位置应设置在阻力大的地方， 再 有就是使塑件不易变形的部位。在选择顶出位置时，尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，尤其是用顶杆顶出时更应注意这个问题。另外，与塑件直接接触的脱出零件的配合间隙 要 保证不溢料，以免塑件上留下飞刺痕迹。 2. 脱出机构的结构 在设计模具结构时，必须考虑在开模过程中保证塑件留在具有顶出装置的那一部件，即留于动模上，这样可简化顶出机构。但因塑件结构的关系，不便留于动模时，亦可采取一些措施，强制塑件留于动模中，或是塑件在开模后由定模上的顶出机构顶出。 脱出机构要求工作可靠，动作节奏点清晰，运动灵活，制造方便，配换容易，且本身具有足够的强度和刚度。根据注塑顶出装置的形式，模具上要相应采用一定的形式。 3. 所需 顶出行程、抽芯距、开模行程计算 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 21 顶出行程： S 顶 h 凸 e 9 3 12( ) S 顶 所需顶出行程 ( ) h 凸 型芯成型高度 ( ) e顶出行程富裕量 ( )，取 2 3 抽芯距： 由于电脑键盘无需侧抽芯，故无需抽芯机构。 开模行程：对于双分型面模具来说（如图 3示） 图 3分型面 S 开 a e 9 7 5 10 31 ( ) 动 定 模型芯突出分型面的高度总和 ( ) 塑件 及浇注系统 在开模方向上的总投影高度 ( ) a 浇注系统在开模方向的总投影高度 ( ) e取件 及取出浇注系统凝料 的开模行程富裕量 ( ) 4. 所需 顶出力、抽拔力、开模力计算 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 22 顶出力的决定与抽拔力的计算相同，塑件与型腔的粘附力，多由塑件收缩引起，因此顶出塑件时所需 的顶出力必须克服粘附力所引起的摩擦阻力。 塑件在冷凝收缩时要产生对型芯的包紧力所产生的抽拔阻力及机械传动的摩擦力，才能抽出活动型芯。对于不带通孔的壳体塑件，抽拔时还要克服大气压造成的阻力。在开始抽拔拔瞬间，所需的力称为其始抽拔力，以后抽拔所需的力称为相继抽拔力，前者比后者大，因此计算抽拔力时应以起始抽拔力为准。 由公式 3 Q co ss s f 3 1c o i t a o 6 04 5 0( 6 0634 4492N P塑件的收缩应力 (N/ ) （由于键盘属于模内冷却的塑件，故取 24 /101960 ） A塑件包紧型芯的侧面积 ( ) f摩擦系数，一般 f 取 脱模斜度，一般 1 2(取 1) Q抽拔力 (N) 顶出力：包括塑件从凸模的脱出力，通过顶出的侧面抽芯力转化来的顶出力，顶出机构惯性力和摩擦力，潜伏式浇口的切断力，流道 及 冷 料井的顶出力，其他脱出力转化来的顶出力等。 所需 开模力： 包括型腔真空负力、模具及注射机模板惯性力、摩擦力、塑件从凹模中的脱出力、侧抽芯力转化来的开模力、主流道的凝料的脱出力、点浇口的切断力等。 件的脱出机构设计 为了顶出塑件，必须根据脱出机构的设计原则，使用一定形式的塑齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 23 件直接接触的顶出元件。一般顶出机构的顶出元件有顶杆、顶管、推板、活动镶块等。这里采用顶杆。为了使顶出元件能够顶出塑件，必须将顶出元件直接或通过中间过渡的顶出杆连接到顶出板上。注塑机的顶出机构顶出模具的顶出板运动可靠而带动顶出元 件将塑件顶出。为了保持顶出板运动可靠灵活且不致于由于各种因素使顶出元件扭曲，折断或卡住等，导出板应有导向装置。在塑件被取出而进入到下一个注塑操作循环时，顶出机构要进行复位，所以顶出机构上要有用于复位的元件。为了提高顶出板在复位后与模具的动模板有较好的接触性能和方便复位极力的调整，可采用限位钉安装于顶出板与模具的动模座板之间。 根据塑件分析，采用顶杆顶出机构。顶杆顶出机构是最简单最常用的一种形式，因它制造简单，更换方便，顶出效果好，故广泛应用于生产中。本设计采用两种顶杆： 1. 顶杆选取： 普通顶杆：如图 3示，为 单节式顶杆，配合部分和固定部分做成一致。它只起顶出塑件的作用，本身只有端面参与成型。 图 3杆 成型顶杆：该种顶杆除了顶出塑件外，本身还直接参与成型，它可以做成与塑件的某一部分的形状相同。 （如图 3示） 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 24 图 3型顶杆 2. 顶杆在塑件上的布局： 顶杆的位置应选在顶出阻力大的地 方，也即使塑件不易变形的部位。如图所示，侧面处阻力最大，因此顶杆设于此处 为宜 。由于塑件形状相对简单 ，且是规则的矩形，故顶杆在塑件上均等分布，使电脑键盘在顶出的过程中受力均匀。 如图 3示。 图 3杆布局 3. 顶杆固定及配合： 顶杆与顶杆孔的配合 可 采用 H8/ H7/合表面的粗糙度，一般为 杆在顶杆固定板中的固定形式如图 3示齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 25 顶杆直径要比固定孔的直径小 。图 3杆固定 4. 顶杆直径 d、长度 L 的确定： （顶杆如图 3示） 图 3杆 d 顶3 ) (取 10 ) L h 凸 1 h 动垫 S 顶 2 h 顶 固 （ 3 7 0 12 5 20 ) 式中 ： h 凸 凸模的总高度 ( ) h 动垫 动模板的厚度 ( ) S 顶 顶出行程 ( ) h 顶固 顶杆固定板的厚度 ( ) 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 26 1富裕量，一般为 ，表示顶杆端面比型腔高出。 2顶出行程富裕量 ( )，一般为 3 6 弹簧并紧后高度 ( )（ 顶出板和动模垫板间加弹簧） 5. 顶出中附属零部件 顶出板：顶出板由顶杆固定板及其垫板组成，用于固定元件作用，常用 45 钢制成。最好经调质处理， 235 限位钉：为了提高顶出板在复位后与模具的动模座板有比较好的接触性能和方便复位距离的调整，可采用限位钉装于顶出 板 与模具的动模之间。所有限位钉的高度必须一致。限位钉数目取 4 ，均布于动模座板上。通常与动模过盈配合。限位钉用 质，热处理 55可用 45 钢，并经条调质好处理， 235 顶出导向零件：在顶出塑件时为了防止垫板和顶杆折断顶杆，尤其对细长顶杆更应该防止产生这种折断现象，故常设导向零件。 在这里 设导柱两个。导柱通常用 质做成，淬火 55 60图 3 图 3向零件 复位杆： （回程杆或反顶杆） 它的作用 是 将已经完成顶出塑件的顶板回复到注塑成型时的原始位置。复位杆必须装在固定顶杆的同一固定板上，而且各个复位杆的长度必须一 致，且复位杆端面常低于模板平面 。复位杆的材质用 ，淬火 55 60体形式如图 3示。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 27 图 3位杆 d=12 D=17 H=6 L=50 弹簧：为了提高顶出的平稳和起缓冲作用，在顶出板与动模垫板之间加上弹簧。如图 3示。 图 3簧 浇注系统凝料的脱出部件设计 结合塑件二次开模的特点，利用侧凹切断点浇口凝料。如图所示结构，在分流道尽头钻一斜孔，开模时由于斜孔内的冷凝料的限制，使浇注系统凝料在浇口处与塑件切断，然后由于冷料井倒锥的作用，钩住浇注系统凝料脱离斜孔，最后由中心顶杆顶出浇注系统凝料。侧凹部分结构如图 3示，斜孔角度 15 30，直径 3 5 ，斜孔深度为 512 。齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 28 图 3出装置 料机构 拉料机构采用拉料杆。拉料杆头部 做成 Z 字形，可将主流道的凝料钩出，开模时即可将该凝料从主流道中拉出。拉料杆的尾部是固定在动模垫板上的。故在一次开模时，凝料被拉于定模上。开模之后，将凝料取下。此处，由于塑件的特殊结构，不采用拉料杆而用冷料井来完成凝料的脱出。 拉料杆结构如图 3示。 图 3料杆结构 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 29 向抽芯及合模导向机构 向抽芯机构设计 鉴于塑件的特殊结构， 无需侧抽芯，所以侧抽芯机构不必设计，塑件能够很好的完成塑件的顶出。 模导 向机构设计 导向零件的作用是：模具在进行装配和调模试机时，保证动、定模之间一定的方向和位置。导向零件要受到一定的侧向力，起导向和定位的作用。当模具牢靠装于注塑机上后。模具在注塑过程中，如果模具上没有精定位装置，动、定模的正确定位则由注塑机的拉杆精度保证；如果模具上有精定位装置，动、定模的正确定位则由模具的精定位装置保证。 1. 导向结构的总体设计 导向零件应合理地均匀分别在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心到模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱后 发生变形。 根据模具的形状与大小，本副模具采用 4 个导柱。在实际中，为了简化加工工艺，可采用四个直径相同的导柱；但数量分布不对称，此处采用导柱位置对称但中心距不同。如图 3示。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 30 图 3向结构布置 由于塑件留于动模，所以为了便于脱模，导柱安装于 定 模。 为了保证分型面很好 的 接触，导柱在分型面处制有承屑槽，一般是削去一个面。如图 3示 。 图 3屑槽 图 3向孔 各导柱及导向孔的轴线应保证平行，否则将影响合模的正确度，甚至破坏导向零件。如图 3示。 在合模时，应保证导向零件首先接触，避免凸模先进入型腔，导致损坏成型零件。 2. 导柱的设计 导柱结构如图 3示，采用带头导柱。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 31 图 3柱 导柱选用材料为 处理 50 55差 t 为 6 级。 导柱长度必须比凸模端面的高度，高出 6 8 ，以免在导柱 未导正方向之前凸模先进入型腔相碰而损坏。 导柱的直径根据模具尺寸来确定。查表 1得知， 40 导柱常见安装固定如图 3示。导柱尾部通常应埋入模板内，固定部分按 H7/渡配合，导柱滑动部分按 H8/隙配合。导柱工作部件的表面粗糙度可为 图 3柱的安装 导柱应具有坚硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此采用碳素 工具 钢（ 淬火处理，硬度 55上。 3. 导向孔的设计 （无导套式） 导向孔直接开设在模板上，这种形式的导向孔加工简单，适用于小批量生产，精度要求不高的模具，导向孔应做 成通孔。如果做成盲孔，则不但因孔内空气无法逸出，对导柱的进入有反压缩作用，而且落 入 孔内的废料也不易清除，有碍导柱导入。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 32 为了使导柱顺利地进入导向孔，在导向孔的前端应有 倒 固定圆角。导向孔的滑动部分 H8/隙配合，表面粗糙度 却系统 一般注塑到模具内的塑料温度为 200C 左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在 60C 以下，热塑性塑料 注塑成型后， 应该 对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快 的 传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可以迅速脱模，提高塑件定型质量和生产效率。对于 言，属粘度低、流动性好的塑料，且塑件稍大，为缩短成型周期，需设置冷却系统。 却装置设计分析 尽量保证塑件收缩均匀，保持模具热平衡。 冷却系统水孔的数量越多越好，孔径越大，则对塑件冷却也就越均匀。 水孔与型腔表面各处最好有相同的距离，即水孔的排列与型腔尽量相吻合，当塑件壁厚不均时，厚壁处水孔应靠近型腔一些，距离要小。一般水边离型腔距离不得小于 10 ，常用 12 15 。 浇口处加强冷却。有；不熔融塑料填充时，浇口附近温度最高，距浇口越远温度越低。因此，浇口附近应加强冷却，通入冷水，而在温度较低的外侧只需通过经热交换后的温水即可。 降低入水和出水的温差。否则易使 模具 的温度分布不均。 冷却水通道要避免接近塑件的熔痕部位，以免熔接不牢，影响强度。 冷却系统的设计要考虑尽量避免其与模具结构中其他部分的干涉现象。 冷却通道的进口与出 口接头尽量不要高出模具外表面，即要埋入模板内，以免 模具 在运输过程中造成损坏。 冷却水通道要易于加工和清理。一般孔径设计为 8 12 。 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 33 却装置的理论计算 理论计算即计算模具的冷却面积与冷却分布造成的不同温度分布，以便设计冷却回路。求得恰当的冷却管道直径和长度，满足冷却要求。 1. 传热面积计算： 如果忽略模具同空气对流，热辐射与注塑机结合厂所散失的热量，假设塑料熔体在模内释放的热量，全部由冷却水带走，则模具冷却时需要冷却水的体积流量可按下式计算： 如考虑结晶形塑 件的熔解潜热，则每千克塑料释放的总热量为： 焓 15 （ 3 =350+1680 =2030J/kg a每千克塑料所放出的总热量 取 350J/有 Q= （ 3 在不考虑其他热量损失的情况下，可以认为塑件所放出的热量全部被冷却介质所带走。 Q=21） （ 3 式中： W每小时所需冷却水的质量。 kg/h 冷却水出口温度 (C) （取 50C ） 冷却水进口温度 (C) （取 25C ） C冷却介质的比热容 J/() 所以每小时所需要的冷却是的质量是： W=)( 32 =)( 32 3 =)2550( 3 0)2 0 3 03010360(3036 =h 冷却水管所需的传热面 积： 齐齐哈尔大学毕业设计（论文）用纸 34 )(3600 （ 3 =)25200(333500 =中 Q为每小时传递的热量，上式中有计算。 模具的平均温度 冷却水的平均温度 系数，取 以冷却系统的总长度是： = 3 =却水孔的 数目的确定，由于模具尺寸限制，设水孔的长度为 在这里我们取 8 根。 n 冷却水孔的数目 l 每根水孔的长度（ m） L 冷却水孔的总长度 (m) 冷却回路的布置 根据塑件形状及所需冷却温度分布要求以及浇口位置等。设计出不同的冷却回路。 1. 型腔冷却回路 众所周知，在成型过程中，型腔被温度较高的熔融塑料填满随塑料冷却，型腔内快速升温，故设置冷却回路。根据塑件形状分析，采用在型腔附近钻冷却水孔，如图 3示。因型腔较浅，采用直通 式冷却水孔。 齐齐哈尔大学毕业设计
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