按钮开关支架注射模设计

1、按钮开关支架注射模设计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50%，塑料模具占33%，压铸模具占6%，其他模具各占11%。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

2、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ABS 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CAD/CAE/CAM，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

3、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520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 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

4、来，国外先进国家的模具技术水平得到了飞速发展： (1)CAD/CAM/CAE技术的应用在欧美CAD/CAM/CAE已成为塑模企业普遍应用的技术。在CAD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3D设计已达到了70%、89%，Pro/E，UG，CI以TRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时也获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D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CAD技术的效率，塑模标准件的采用率一般在80%以上1。(2)激光技术的应用日益受到重视激光技术在模具制造中的应用主

5、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CAD 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PRM) 技术。快速成形技术主要有立体光固造型(SLA) ,选择性激光烧结(SLS) ,分层实体制造(LOM) 等。该技术将CAD 技术、激光技术、CNC 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,

6、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

7、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。122 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50 万人,全年模具产值约360 亿元,总量供不应求,出口约2亿美元,进口约10 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

8、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60 %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CAD 技术的发展。同时,由于网络技术的大面积应用,正如10 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WTO ,逐渐成为世

9、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。2 方案分析与设计21 塑料注射模具的设计步骤211 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IT7级精度查取11。(2)塑件结构工艺性分析：(a) 塑件厚度为2mm，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

10、；(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6.3要求。212 按钮开关支架材料的选择塑料材料的相对密度在0.832.2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(PE)。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。213 绘制模具装配草图模具装配图的设计应先从

11、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：(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。

12、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

13、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，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。214 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

14、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CAD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CAD三维造型

15、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11两侧移动，推杆14向上顶出，使制品向前移动，达到自动脱件目的。 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；10-挡板；11-动模板；12-垫块；13-型芯；14-推杆；15-垫块；16-推板； 图2.3 装配图3 按钮开关支架注射模的详细设计31 塑料注射成型机的选择311 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13。(a)立式注射机：它的注射装置与合模

16、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20mm100mm的金属圆杆，当其后退时物料自

17、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30g60g，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。 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

18、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

19、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。313 注射成型机的计算(

20、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1.304-1.06，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Vm。 Vm0.8Vz式中 Vm成型零件与浇注系统体积总和，cm3 ；Vm

21、注射机最大注射容量，cm3 ； 估算：Vm=3.14×（22×1-1.82×0.8）×2=8.84 cm3 (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=2×3.14×22=25.12 cm3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

22、必须符合下列的要求： HHH式中 HHH32 注射模具分型面的选择321 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14。322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；33 注射模具浇注系统的设计331 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

23、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；(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

24、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；332 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

25、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Ra0.8微米。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R0.8um；主流道出口端呈过渡圆弧，其半径取r=1mm3mm,以减少流速转向过渡的阻力；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；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

26、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Sr要比喷嘴球面半径Sr大1 mm 2 mm,凹入深度约5 mm，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 mm 1 mm；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5mm10mm，大型模具时为15mm左右。注射机的喷嘴球半径为12 333 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。分流道截面的形状可以是圆形、半圆

27、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

28、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。334 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

29、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。(a)直接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 (d)环形浇口(e)轮辐式浇口(f)爪形浇口(2)浇口的选择尽量缩短流动距离；(b)避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷；(c)浇口应开设在

30、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。335 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

31、联动。34 注射模具成型零件和模体的设计341 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

32、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。342 注射模具型芯的结构设计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。343 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

33、尺寸的计算式： 式中 D0型芯的最小基本尺寸；塑件的最大基本尺寸；S塑件的平均收缩率，S=0.02；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： 2)型腔的深度根据尺寸的计算公式 式中 型腔深度的最小尺寸；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： (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： 式中型芯的

34、最大基本尺寸； 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： (b)型芯的高度尺寸的计算： 式中 型芯高度的最大尺寸；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： (3)螺纹型芯的尺寸计算(a)中径尺寸的计算 式中螺纹型芯中径尺寸；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，=0.02；根据公式计算得螺纹型芯的中径尺寸：(b)外径尺寸的计算 式中螺纹型芯外径尺寸；塑件内螺纹外径基本尺寸；S塑件平均

35、收缩率；塑件中径公差；螺纹型芯中径制造公差，=0.03；根据公式计算得螺纹型芯的外径尺寸：(c)内径尺寸的计算式中螺纹型芯内径尺寸；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，=0.03；根据公式计算得螺纹型芯的内径尺寸：(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+dn=Gd/8(Fmax-F0)C3*H=d*n+2*d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

36、直径尺寸：d=2mm;中径的尺寸：D=10.5mm 有效圈数：n=6自由高度：H=d*n+2d=16mm35 注射模具的顶出机构的设计351 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(2)结构分类(3)结构设计要求(4)结构设计352 自动脱螺纹机构对于某些带有螺纹的塑件，采用自动脱螺纹机构方便塑件的取出，而且运动平稳，塑件不易变形。在该模具设计中考虑到塑件体积不是很大且有内螺纹，所以选择自动脱螺纹机构。36 塑料注射模具的温度调节系统设计在注射

37、成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求不尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，

38、模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。(1）低的模具温度可降低塑件的收缩率。(2）模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。(3）对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。(4）随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。(5）提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率

39、，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为2000C左右，而从模具中取出塑件的温度约为600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度。因按钮开关支架使用的塑料是PE，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：(1）确定加热或是冷却；(2）模温均一，塑件各部分同时冷却；(3）采用低的模温，快速且大量通冷却水；温度调节

40、系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。361 模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于3根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据书上的经验值取4根，冷却水口口径为6mm.另外，具冷却系统的过程中，还应同时遵循：(1）浇口处加强冷却；(2）冷却水孔到型腔表面的距离相等；(3）冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；(4）冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。(5）进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。(6）冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内

41、，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。362 模具加热系统的设计因在PE要求的熔融温度较高。而且流动性能为中性，同时在注射时模具温度要求在600C左右，所以该模具必须加热。模具加热方法包括：热水，热空气，热油及电加热等。由于电加热清洁、结构简单、可调节范围大，所以在该模具中应用电加热。37 模具结构设计模具结构设计在方案和详细设计计算的基础上采用三维CAD系统进行具体设计。目前的CAD软件很多，如工程图设计普遍采用的二维AutoCAD，功能强大的三维设计加工软件UG、Pro/Engineer等，还有易学易用的Solid Work、Solid Edge等。设计采用自上而下、上下结合的设计方法。

42、首先根据模具结构方案进行各主要零件的三维造型和设计，然后进行装配体装配设计，在装配设计过程中发现的干涉碰撞等结构问题再进行修改，最后完善零件的设计1517。4 注射模加工工艺设计塑料模具的零件类型很多，加工条件不同其加工方法各不相同。目前模具的主要加工手段有：经济低精度的通用加工、电火化成型与线切割加工、精密数控加工、高速切削加工等。由于按钮开关支架注射模精度要求一般，模具结构尤其是型腔结构复杂程度一般，因此模具的加工立足于经济、可行，故采用了普通加工与电火花成型结合的工艺方法。根据零件类型下面简单分析一下主要类型零件的加工工艺。41 坯料确定坯料是指模具零件采用材料的原始状态。一般情况下，采用标准棒料或板材，也可采用锻造坯料。在专业模具企业中，对性能要求不高的材料多采用标准规格材料，而对性能要求较高发材料要经锻造，然后经热出路调质后具有适当硬度和便于加工抛光的专用模具用钢切割成坯料，这种形式加工余量小，节省了人