【毕业设计论文】按钮开关支架注射模设计毕业设计说明书（论文）（理工科专业学生用）【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 按钮开关支架注射模设计毕 业设计说明书 目 录 1 引言 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 1 . 1 模具的概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 1 . 2 国内外模具的现状及发展 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 2 方案分析与设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 2 . 1 塑料注射模具的设计步骤 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 2 . 2 毕业设计任务要求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 2 . 3 方案设计与分析 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 按钮开关支架注射模的详细设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 1 塑料注射成型机的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 2 注射模具分型面的选择 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 4 注射模具成型零件和模体的设计 . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 5 注射模具的顶出机构的设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 6 塑料注射模具的温度调节系统设计 . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 3 . 7 模具结构设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 4 注射模加工工艺设计 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 4 . 1 坯料确定 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 4 . 2 模板的平面加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 5 塑料注射模具型腔常用加工方法及设备 . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 5 . 1 型腔的普通切削加工方法及设备 . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 5 . 2 型腔的特种加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 结束语 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 致 谢 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 参 考 文 献 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .错误！未定义书签。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 引言 1 . 1 模具的概述 模具， 是金属与非金属压力成形加工工艺系统的专业工业装备， 是专用成型工具， 是专用技术产品。 模具实现工业化和商品化生产，是制造业生产技术进步和水平的标志，是制造业 现代化的工业基础。 在我国模具工业总产值中，冲压模具占 5 0 % ，塑料模具占 3 3 % ，压铸模具占 6 % ， 其他模具各占 1 1 % 。模具是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、电 子通讯、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。模具因其 生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而获得广泛应用，与其它加工制 造业所无法比拟的 1 。 模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。塑料注射模 具是现在所有塑料模具中使用最广的模具，能够成型复杂的高精度的塑料制品。设计 塑料注射模具首先要对塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我们常说的 A B S 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体采用乳液、本体或悬浮聚合法生产， 使其具有三种单体的优越性能和可模塑性，在一定的温度和压力下注射到模具型腔， 产生流动变形，获得型腔形状，保压冷却后顶出成塑料产品 2 。 现代模具设计与制造技术，涉及机械工程、信息与电子工程、冶金与材料工程、 工程管理等学科专业范围。优化模具系统结构设计和型件的 C A D / C A E / C A M ，并使之趋 于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降 低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期；研究、应用针对各种类模具型件所采用的 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和新产品试制， 应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模 等，应当是未来 5 2 0 年的模具生产技术的发展趋势。所以在这种情况下, 研究这一 课题是具有现实意义的。 1 . 2 国内外模具的现状及发展 1 . 2 . 1 国外模具技术发展及目前水平 模具产品是工业产品制造的基础，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的 重要标志之一。西方发达国家为了适应工业产品品种多、更新快、市场竞争激烈的局 面，加强了对生产周期短、精度高、寿命长、成本低的模具产品的研究和开发，近十 多年来，国外先进国家的模具技术水平得到了飞速发展： ( 1 ) C A D / C A M / C A E 技术的应用 在欧美 C A D / C A M / C A E 已成为塑模企业普遍应用的技术。在 C A D 的应用方面已经超 越了甩掉图板，二维绘图的初级阶段。目前 3 D 设计已达到了 7 0 % 、8 9 % ，P r o / E ，U G ， C I 以 T R O N 等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成 2 D 设计，同时也获得 3 D 模型，为 N C 编程和 C A D / C A M 的集成提供了保证。应用 3 D 设计，还在设计时进行装配 干涉的检查，以保证设计和工艺的合理性。在欧美的塑模企业中，为了提高 C A D 技术 的效率，塑模标准件的采用率一般在 8 0 % 以上 1 。 ( 2 ) 激光技术的应用日益受到重视 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方 面。快速成形是根据C A D 的数据, 不借助任何机械加工工具, 通过逐层增加材料的方法 ( 如聚合、粘结、烧结等) 快速制造出零件原型或零件实物, 故也称快速原形制造( 缩 写为P R M ) 技术。快速成形技术主要有立体光固造型( S L A ) , 选择性激光烧结( S L S ) , 分层实体制造( L O M ) 等。该技术将C A D 技术、激光技术、C N C 技术、材料加工和材料 科学技术有机地结合起来, 给模具制造业带来了根本性的变革 2 。 与传统的模具设计制 造相比, 它能比数控加工更快、更方便地设计并制造出各种复杂的原型, 使模具的制造 成本和生产周期减少1 / 2 , 明显提高生产率。国内的一些大型企业集团, 如海尔、春 兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面, 并取得显著的经济效 益。 ( 3 ) 模具材料先进 随着模具工作条件的日益苛刻，对模具的质量，特别是钢的纯净度、等向性的水 平提出了更高的要求。 为达此目的$ 国外普遍采用电炉外精炼工艺生产纯净度高的模 具钢， 对于大截面锻压模块和大型的钢材规定采用真空处理。对于纯净度要求更高 的模具钢，大部分采用电渣重熔，以进一步提高钢的纯净度、致密度、等向性和均匀 性，减少偏析。 因此，模具钢的质量有了较大提高。为了加强竞争力量，适应经济 全球化的发展趋势， 国外模具钢的生产从分散趋向于集中， 并多家公司进行跨国合并， 为了更好地进行竞争，这些公司都建成了完善的技术先进的模具钢生产线和模具钢科 学研究基地，形成几个世界著名的工模具生产和科研中心，以满足迅速发展的模具工 业。 1 . 2 . 2 国内模具技术发展及目前水平 我国模具行业近年来发展很快, 据不完全统计, 目前模具生产厂点共有2 万多家, 从业人员约5 0 万人, 全年模具产值约3 6 0 亿元, 总量供不应求, 出口约2 亿美元, 进口 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 约1 0 亿美元。 当前, 我国模具行业的发展具有如下特征: 大型、精密、复杂、长寿命 中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平; 塑料模和压铸模成比例增 长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速; 股份制改造步伐加快等。 从地区分布来看, 以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南 沿海地区发展快于中西部地区, 南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集 中的省份是广东和浙江, 其模具产值约占全国总产值的6 0 % 以上。我国模具总量虽然 已位居世界第三, 但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家, 模具 商品化和标准化程度也低于国际水平 3 。 全球制造业正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移, 中国正成为世界制造业 的重要基地。 制造业模式的变化, 必将产生对新技术的需求, 也必将导致 C A D 技术的发 展。 同时, 由于网络技术的大面积应用, 正如 1 0 年前由于成本的大幅度下降, 使得微机 进入千家万户改变我们的生活一样, 网络应用的普及将在更大程度上改变制造业的模 式。随着中国加入 W T O , 逐渐成为世界制造业的重要基地, 将要求我国的产品要有创新 性, 并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造 的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线, 模 具工业除其需要“高技艺”的从业人员外, 还需要更多的“高技术”来保证。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 2 方案分析与设计 2 . 1 塑料注射模具的设计步骤 2 . 1 . 1 塑料件的工艺性分析 ( 1 ) 本课题是对按钮开关支架的注射模设计。首先对按钮开关支架进行观察并进 行测绘，尺寸大都是估算值，无特殊要求，尺寸公差按 I T 7 级精度查取 1 1 。 ( 2 ) 塑件结构工艺性分析： ( a ) 塑件厚度为 2 m m ，壁厚均匀，塑件成型性能良好； ( b ) 塑件本身有内螺纹，用自动脱螺纹方便脱模； ( c ) 从塑件结构看，设置一个分型面。 ( 3 ) 塑件表面要求光滑无裂痕，未明确粗糙度值的按 R a 6 . 3 要求。 2 . 1 . 2 按钮开关支架材料的选择 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 2 . 2 范围内，在众多的材料中只有比木材的相对密 度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合金铝还要高。 塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻璃及陶瓷材料。 且塑料材料具有优异的加工性能。 按钮开关支架选择的材料为聚乙烯( P E ) 。聚乙烯在常温下成白色蜡状半透明颗 粒，柔而韧，易变形，无毒。他密度小，耐热氧化性能好。聚乙烯成型工艺性好，生 产效率高，且价格便宜。 2 . 1 . 3 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图入手， 根据塑件的具体情况， 经过认真考虑、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。以下就是装配草图中应考虑到的几个重要部分： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 1 ) 成型零件的结构及安装方法：塑件成型的好坏直接影响塑件质量、加工的难 易程度。选择合理的成型位置能使成型结构在现有的设备状况下，基本满足技术上的 需要，易于加工、易于修改维修和更换。 ( 2 ) 确定浇口位置及结构形式：模具设计中的一个重要环节就是浇口套的位置确 定。浇口位置是保证浇注塑件快速和均匀的关键，所以我们要在保证塑件表面不受损 伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料穴的位置形状、大小及排气方法等，使注 射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注塑料。 ( 3 ）确定分型面的位置和结构形式：分型面是塑件取出时和浇注系统分离的接触 面。一般情况下我们在设计时应根据塑料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形 式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑 设计。 ( 4 ) 选择成型设备：根据塑件的具体情况，选择相适应的注射机并进行模具设计。 成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是最大投影面积。根据这两个 参数及可选用合适的成型设备。 ( 5 ) 侧抽机构的确定：根据塑件侧壁凹凸槽或孔及螺纹结构选择合适的侧抽机构。 ( 6 ) 顶出机构的确定：定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动 模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，碍，折实顶出机构在注射机顶杆的 驱动下将成型塑件从动模中顶出。 ( 7 ) 确定温度调节方式：温度的控制直接影响了塑件成型的尺寸、质量、外观和 效率， 所以每个模具都必须尽可能好的设计温度控制部分， 为了取得较好的冷却效果， 对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺寸形状等，并预先考虑流出足够 的冷却水路的安装空间。 ( 8 ) 确定主要结构件的尺寸：通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮廓， 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 这时应确定导向机构的导柱及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和安 装位置，以及各组合部分的连接形式及所必须的支承板、支承块等。 2 . 1 . 4 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按 1 ：1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 2 . 2 毕业设计任务要求 本课题是按钮开关支架注射模的设计。要求对塑件进行测绘，并完成其 C A D 三维 造型设计。按钮开关支架注射模要求一模两件，并自动脱螺纹。完成该注射模具装配 图设计，全部零件图纸设计，模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及完成该注射模具 的制造工艺设计。 2 . 3 方案设计与分析 具体方案如图 3 . 1 示。开模时，模具沿分型面开始分型，动模后退，带动斜导柱 9 ，使得动模板 1 1 两侧移动，推杆 1 4 向上顶出，使制品向前移动，达到自动脱件目 的。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 - 动模座板；2 - 限位杆；3 - 支承板；4 - 螺钉；5 - 弹簧；6 - 定模座板；7 - 定位圈；8 - 型芯；9 - 斜导柱；1 0 - 挡板；1 1 - 动模板；1 2 - 垫块；1 3 - 型芯；1 4 - 推杆；1 5 - 垫块；1 6 - 推板； 图 2 . 3 装配图 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 按钮开关支架注射模的详细设计 3 . 1 塑料注射成型机的选择 3 . 1 . 1 注射成型机的分类 ( 1 ) 注射机按外形特征可分为立式、卧式、直角式三种 1 3 。 ( a ) 立式注射机：它的注射装置与合模机构都在同一竖直线上。优点: 占地少，模 具拆装方便，易于安放嵌件。缺点: 重心高，加料困难; 容积较小。 ( b ) 卧式注射机：目前使用最广泛的注射成型机械。它的注射装置与合模装置方 向在同一水平线上横卧安装。优点: 重心低，操作及维修方便，塑件可自行脱落，易 实现自动化。缺点: 模具安装麻烦，嵌件安放不稳，机器占地较大。 ( c ) 角式注射机：它的注射装置与合模装置方向呈垂直排列。优点、缺点介于立 式注射机和卧式注射机之间。特别适用于成形中心不允许有浇口痕迹的平面塑件。 ( 2 ) 注射机按塑料在料筒的塑化方式不同可分为柱塞式注射机和螺杆式注射机。 ( a ) 柱塞式注射机；注射柱塞直径为2 0 m m 1 0 0 m m 的金属圆杆，当其后退时物料自 料斗定量地落入料筒内，柱塞前进，原料通过料筒与分流梭的腔内，将塑料分成薄片， 均匀加热，并在剪切作用下塑料进一步混合和塑化，并完成注射。多为立式注射机， 注射量小于3 0 g 6 0 g ，不易成形流动性差、热敏性强的塑料。 ( b ) 螺杆式注射机：螺杆在料筒内旋转时，将料斗内的塑料卷人，逐渐压实、排 气和塑化，将塑料熔体推向料筒的前端，积存在料筒顶部和喷嘴之间，螺杆本身受熔 体的压力而缓慢后退。当积存的熔体达到预定的注射量时，螺杆停止转动，在液压缸 的推动下，将熔体注入模具。卧式注射机多为螺杆式。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 1 . 2 塑料注射机通用的主要装置组成： ( 1 ) 注射装置：它的主要作用是使固态的塑料均匀的塑化成熔融状态，并以足够 的压力和速度将融料注入模腔中。它的主要部件有：料筒、料筒加热器、料斗、计量 装置、螺杆、螺杆的驱动装置、喷嘴及其驱动装置。 ( 2 ) 合模机构：它的主要作用是保证成型模具有可靠的开合动作。因为在注射过 程中进入模腔中的融料有较高的压力，这就要求合模装置给予模具足够的夹紧力、即 锁模力，防止模具在融料高压力下推开。它的主要部件有：机架、定动模板、拉杆、 合模油缸及肘节。 ( 3 ) 顶出装置：它的作用在开模到一定距离后，驱动模具的顶出装置，将部件从 模具中顶出。 ( 4 ) 机械和液压传动及电气控制系统：注射成型是塑料塑化、模具闭合、压力、 温度调节、注射入模、保压、制品固化定型、开模、顶出塑件等多道工序连续准确的 发生过程，这些连续动作都是由机械和液压传动及电气控制的。 工作前，模具分别安装在动模及定模上，注射模的动模板、定模板应分别与注射 机动模板、定模板上的螺孔相适应。模具在注射机上的安装方法通常有螺栓固定和压 板固定两种。 塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，否则塑件 无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况: 一是当注射机采用液压机械联合 作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并不受模具厚度的影 响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注射机采用液压机械联合作用的锁 模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决定，并受模具厚度的影响即注射机 最大开模行程与模具厚度有关。 3 . 1 . 3 注射成型机的计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 1 ) 注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚乙烯时在对空注射条件下，注射机 螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。由于聚乙烯的密度为 1 . 3 0 4 - 1 . 0 6 ， 即它的单位容量与单位质量向近，所以在目前实际中为便于计算，有时还沿用过去的 习惯，通常也用其质量可作粗略计量。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力， 标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体 积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 V m 。 V m 0 . 8 V z 式中 V m 成型零件与浇注系统体积总和，c m 3 ； V m 注射机最大注射容量，c m 3 ； 估算：V m = 3 . 1 4 （2 2 1 - 1 . 8 2 0 . 8 ）2 = 8 . 8 4 c m 3 ( 2 ) 最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说 在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S ，只能小于这个 数据时才能正常可靠的注射。 S = 2 3 . 1 4 2 2 = 2 5 . 1 2 c m 3 式中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； ( 3 ) 模具的闭合高度 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定 着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合 下列的要求： H小H H大 式中 H小注射机允许的最小厚度，m m ； H小注射机的实际闭合高度，m m ； H小注射机允许的最大厚度，m m ； H = 1 0 + 2 0 + 2 0 + 2 5 + 3 2 + 5 0 + 2 0 = 1 7 7 m m ； ( 4 ) 模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便 于注射机顶杆通过。 ( 5 ) 定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采 取动配合的连接形式，以保证模具体对中。 ( 6 ) 模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此 注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射 模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。同时，注射模动、定模上的紧固螺栓 孔，也应与注射机压板上的标准螺孔一致。 综合考虑上述条件，注射机选择 X S - Z S - 2 2 型号。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 注射模具分型面的选择 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定， 但大体上有平面式分型面、 阶梯式分型面、 斜面式分型面、曲面式分型面 1 4 。 3 . 2 . 2 分型面选择的基本原则 选择分型面的基本原则： ( 1 ）尽量使塑件开模时留在动模一侧； ( 2 ) 分型面应有利于排气； ( 3 ) 保证塑件外观质量要求； ( 4 ）有利于塑件分型和抽芯动作； ( 5 ) 有利于塑件脱模； ( 6 ) 考虑侧向分型面与主分型面的协调； 3 . 3 注射模具浇注系统的设计 3 . 3 . 1 注射模具浇注系统的组成 模具的浇注系统包括主流道、分流道、浇口及冷料穴，它是将熔融的塑料从注射 机喷嘴进入模具型腔所经的通道。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以 采用一模多腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周 期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下 原则： ( 1 ）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象； ( 2 ）型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 3 ）系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大 则塑料耗费大） ：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小； ( 4 ）对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及 分流道尽可能平衡布置； ( 5 ）满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量； ( 6 ）浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕 不应影响塑件的外观； ( 7 ）合理设计冷却穴； 3 . 3 . 2 注射模具主流道的设计 ( 1 ）主流道的设计 主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料 熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道 凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由 于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是 将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬 硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减 断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流 道设计成锥形，锥度为 2 4 ，内表面的粗糙度为 R a 0 . 8 微米。 主流道的设计遵循以下几点原则： ( a ) 为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设 计成圆锥形，锥度取 2 4 ，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为 R 0 . 8 u m ； ( b ) 主流道出口端呈过渡圆弧，其半径取 r = 1 m m 3 m m , 以减少流速转向过渡的阻 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 力； ( c ) 在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的 凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形； ( d ) 为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对 接，主流道对接处设计成半球形凹坑通常主流道进口端凹坑的球面半径 S r 要比喷嘴 球面半径 S r 大 1 m m 2 m m , 凹入深度约 5 m m ，为了补偿主流道与喷嘴的对中误差， 主流道进口端的直径 D 应比喷嘴出口直径 d 大 0 . 5 m m 1 m m ； ( e ) 由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部 分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作 定位环，圆盘凸出定模端面的长度一般定为 5 m m 1 0 m m ，大型模具时为 1 5 m m 左右。 ( f ) 浇口套的设计 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 T 8 A 、T 1 0 A 等材料制造，热处理淬火硬度 5 3 H R C 5 7 H R C 。主流道浇口套及其固定形式如图 3 . 4 所示。 图 3 . 4 主流道浇口套及其固定形式 注射机的 X S - Z S - 2 2 喷嘴球半径为 1 2 m m ，喷嘴孔径为 3 m m 。所以要使浇口套端 面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 1 3 m m ，圆锥孔的小端 直径则应大于喷嘴口内径，取 4 m m 。 3 . 3 . 3 注射模具分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等，圆形和正方形截面流 道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积） ，塑料熔体的温度下降小， 阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产 中较常用的截面形状为梯形、半圆形及 U 形。 ( 1 ）分流道的设计要点总体归纳如下： ( a ) 分流道的设计时应采用较小的截面积，以便在试模时为必要的修正留有余地； ( b ) 在可能的情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失； ( c ) 保证熔体迅速和均匀地充满型腔； ( d ) 分流道和型腔的分布原则是排列紧凑，间距合理； ( e ) 在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。 ( 2 ）分流道的长度 分流道的长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置，从在输送熔料时减少 压力损失，热量损失和减少浇道凝料的要求出发，应力求缩短。 ( 3 ）分流道的布局 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据按钮开关支架注射模 要求一模两腔的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形 状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送 料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造 成份流道过长的缺点。分流道的截面形状选择半圆形截面，它的效率比圆形稍差，但 加工起来比圆形截面要简单。 3 . 3 . 4 注射模具浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择直 接影响到塑件能否完好的、高质量的注射成形。浇口可分成限制性浇口和非限制性浇 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒 类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺 寸最小的部位。 ( 1 ) 注射模浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐 式浇口和爪形浇口。 ( a ) 直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单 型腔模具。它的特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间长等；有利于消除深型 腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影面积最小，模具结构紧 凑，注射机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口困难，去除后会留有较 大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 ( b ) 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔 处，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口。它具有直接浇口的一系列优点， 而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形等缺陷。 ( c ) 侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状 多为( 扁槽) ，是限制性浇口，侧浇口广泛使用在多型腔单分型面注射模上。特点是 由于浇口截面小，减少了浇注系统塑料的消耗量，同时去除浇口容易，不留明显痕迹。 ( d ) 环形浇口 对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口。环形浇口的特点是进料均 匀。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好型腔中的空气容易排出，熔接痕可 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 基本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 ( e ) 轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进 料。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多且去除浇口容易。这类浇口在生产中比 环形浇口应用广泛多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮辐浇口的缺点是增加 了熔接痕，会影响塑件的强度。 ( f ) 爪形浇口 爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，其头部与主流道 有自动定心的作用，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺 点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 ( 2 ) 浇口的选择 浇口位置的选择原则： ( a ) 尽量缩短流动距离； ( b ) 避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； ( c ) 浇口应开设在塑件厚壁处； ( d ) 考虑分子定向的影响； ( e ) 减少熔接痕，提高熔接强度。 根据以上几点原则加上模具一模两腔的要求， 我选择侧浇口。 侧浇口为扁平形状， 可以大大的缩短冷却时间，缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的 外观。浇口设置在塑件表面，浇口截面形状简单，容易加工，且注射效率高。 3 . 3 . 5 冷料穴和钩料脱模装置 冷料穴设置在主流道的末端，即主流道正对面的动模板上。它的作用是用来储存 注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料。在注射时，如果它们进 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 入流道，将堵塞流道并减缓料流速度。进入型腔，将在塑件上出现冷疤或冷斑。推板 式钩料装置由冷料穴、钩料杆组成，钩料杆安装在型芯固定板上，不与顶出系统联动。 3 . 4 注射模具成型零件和模体的设计 3 . 4 . 1 注射模具型腔的结构设计 型腔的结构形式大致可以分为以下几种： ( 1 ）整体式 整体式型腔由整块材料加工而成的型腔。它的优点是：强度和刚度都相对较高， 且不易变形，塑件上不会产生拼模缝痕迹。 ( 2 ) 整体组合式 型腔由整块材料制成，用台肩或螺栓固定在模板上。它的主要优点是便于加工， 特别是在多型腔模具中，型腔单个加工后，在分别装入模板，这样容易保证各型腔的 同心度以及尺寸精度要求，并且便于部分成型件进行处理等。 ( 3 ) 局部组合式 型腔由整块材料制成，但局部镶有成型嵌件的局部组合式型腔。局部组合式型腔 多于型腔较深或形状较为复杂，整体加工比较困难或局部需要淬硬的模具。 ( 4 ) 完全组合式 完全组合式是由多个螺栓拼块组合而成的型腔。它的特点是，便于机加工，便于 抛光研磨和局部热处理。节约优质钢材。这种形式多用于不容易加工的型腔或成型大 面积塑件的大型型腔上。 按钮开关支架注射模的型腔部分不是很复杂，可利用点火花进行。这里选择整体 式型腔。 3 . 4 . 2 注射模具型芯的结构设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 型芯的结构形式大体有：a ) 整体式；b ) 整体复合式；c ) 局部组合式；d ) 完全组合 式。 3 . 4 . 3 注射模具成型零件的尺寸确定 ( a ）型腔尺寸计算 型腔的各部分尺寸一般都是趋于增大尺寸，因此应选择塑件公差的 1 / 2 ，取负 偏差，再加上- 1 / 4 的磨损量，而型芯深度则再加上- 1 / 6 的磨损量，这样的型芯的计 算尺寸的表述如下。 ( 1 ) 型腔的径向尺寸的计算式： () + += 0 * 00 4 3 1SDD 式中 D0型芯的最小基本尺寸； * 0 D塑件的最大基本尺寸； S 塑件的平均收缩率，S = 0 . 0 2 ； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型腔的各径向尺寸： mmD40 * 0 = mmD O 38. 0 0 36.39 + = 2 ) 型腔的深度根据尺寸的计算公式 () + += 0 * 00 3 2 1SHH 式中 0 H 型腔深度的最小尺寸； 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 * 0 H塑件的最大基本小尺寸； S 塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型腔的各深度尺寸： 10 * 0 =Hmm mmH 14. 0 00 5 . 9 + = ( 2 ）型芯尺寸的计算 型芯的各部尺寸除特殊情况外都是趋于缩小尺寸, 因此应选择塑件公差的 1 / 2 , 取 正偏差, 再加上+ 1 / 4 的磨损量, 而型芯高度则加上+ 1 / 6 的磨损量. 型芯的计算尺寸 表达如下。 ( a ) 型芯的径向尺寸的计算式： () 0 * 00 4 3 1 +=Sdd 式中 0 d 型芯的最大基本尺寸； * 0 d 塑件的最小基本尺寸； S 塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型芯的各径向尺寸： mmd36 * 0 = mmd 0 16. 00 1 .38 = ( b ) 型芯的高度尺寸的计算： 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 () 0 * 00 3 2 1 +=Shh 式中 0 h 型芯高度的最大尺寸； * 0 h塑件内形深度的最小尺寸； S 塑件的平均收缩率； 塑件的公差，取八级精度； 模具制造公差，按 1 / 4 选取； 根据公式计算得型芯的各高度尺寸： mmh8 * 0 = mmh 0 14. 00 5 . 8 = ( 3 ) 螺纹型芯的尺寸计算 ( a ) 中径尺寸的计算 0 222 4 3 +=Sddd M 式中 M d2螺纹型芯中径尺寸； 2 d塑件内螺纹中径基本尺寸； S 塑件平均收缩率； 塑件中径公差； 螺纹型芯中径制造公差，= 0 . 0 2 ； 根据公式计算得螺纹型芯的中径尺寸：mmd M 0 02. 02 7 .26 = ( b ) 外径尺寸的计算 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 () 0 +=dSddM 式中 M d螺纹型芯外径尺寸； d塑件内螺纹外径基本尺寸； S 塑件平均收缩率； 塑件中径公差； 螺纹型芯中径制造公差，= 0 . 0 3 ； 根据公式计算得螺纹型芯的外径尺寸：mmd M 0 03. 01 28= ( c ) 内径尺寸的计算 () 0 111 +=Sddd M 式中 M d螺纹型芯内径尺寸； d塑件内螺纹内径基本尺寸； S 塑件平均收缩率； 塑件中径公差； 螺纹型芯中径制造公差，= 0 . 0 3 ； 根据公式计算得螺纹型芯的内径尺寸：mmdM 0 03. 0 25= ( 4 ）圆柱螺旋弹簧的尺寸计算 本设计中模具开模用到圆柱螺旋弹簧来定距，这样做的好处在于可以控制模具开 模的距离。圆柱螺旋弹簧的尺寸计算表达如下： d = D2- D1 D = D1+ d n = G d / 8 ( Fm a x- F0) C 3 * H = d * n + 2 * d 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 式中 d 弹簧丝直径； D1内径； D2外径； D 中径； n 有效圈数； H 自由高度； C 旋绕比 D / d ; G 切变模量； 根据公式计算得弹簧丝的直径尺寸：d = 2 m m ; 中径的尺寸：D = 1 0 . 5 m m 有效圈数：n = 6 自由高度：H = d * n + 2 d = 1 6 m m 3 . 5 注射模具的顶出机构的设计 3 . 5 . 1 注射模具的顶出机构 顶出机构的分类： 按驱动方式分类可分为手动顶出、机动顶出、液压顶出和气动顶出。 按模具结构分类可分为一次顶出、二次顶出、螺纹顶出、浇注系统自动切断顶出。 ( 1 ) 推出机构的结构组成 将塑料制品及浇注系统中的凝料从模具中脱出的机构称为推出机构，也叫顶出机 构或脱模机构。推出机构的动作通常是由安装在注射机上的机械顶杆或液压缸的活塞 杆来完成的。 结构组成：由推出、复位和导向零件组成。 ( 2 ) 结构分类 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 手动推出、机动推出、液压或气动推出。 ( 3 ) 结构设计要求 塑件尽量留在动模, 塑件在推出过程中不变形, 塑件的外观质量不损坏, 合模时应 使推出机构能够正确复位, 动作可靠。 ( 4 ) 结构设计 ( a ) 推杆推出机构 推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自 由度较大，而且推杆截面大部分为圆形，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配合 精度推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，因此在生产 中广泛应用。 但