計(jì)算機(jī)按鍵的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯含UG三維及7張CAD圖1模4腔-獨(dú)家.zip
計(jì)算機(jī)按鍵的注塑模具設(shè)計(jì)-塑料注射模側(cè)抽芯含UG三維及7張CAD圖1模4腔-獨(dú)家.zip,計(jì)算機(jī),按鍵,注塑,模具設(shè)計(jì),塑料,注射,模側(cè)抽芯含,UG,三維,CAD,獨(dú)家
計(jì)算機(jī)按鍵的注塑模具設(shè)計(jì)
摘要
20世紀(jì)塑料材料的制品如雨后春筍一樣涌現(xiàn)，當(dāng)然這樣的興起是因?yàn)樗旧淼奶攸c(diǎn)，包括有價(jià)格低廉、易塑型、強(qiáng)度大等等。就現(xiàn)在來說，塑料制品已經(jīng)在很多的方面得到了應(yīng)用，諸如日常的生活、醫(yī)療所使用的設(shè)備、電子電器制品方面、汽車內(nèi)部設(shè)備等。
塑料制品有很多種成型的方法，本設(shè)計(jì)使用的是最常使用的注塑方式——注射成型，進(jìn)行計(jì)算機(jī)按鍵注塑模具設(shè)計(jì)。
本設(shè)計(jì)的模具設(shè)計(jì)對(duì)象為計(jì)算機(jī)按鍵，前期對(duì)于設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行了相關(guān)的測(cè)量，數(shù)據(jù)的記錄等；中期主要是使用UG三維設(shè)計(jì)軟件根據(jù)前期測(cè)量的數(shù)據(jù)建立立體模型，并在塑件模型的基礎(chǔ)上利用UG制造內(nèi)的模具型腔模塊對(duì)計(jì)算機(jī)按鍵作出相應(yīng)的注塑模模具設(shè)計(jì)，包括有塑件元件、滑塊分型面、主分型面、澆口等，并且加入相應(yīng)的模架、澆口、流道等；后期則是以之前作出的成果為基礎(chǔ)使用CAD軟件繪制出相應(yīng)的二維圖，也就是工程圖，更加清晰的顯示出塑件的結(jié)構(gòu)以及模具的機(jī)構(gòu)。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)按鍵；注塑模具；滑塊分型面；主分型面；模架
Abstract
In twentieth Century, plastic products sprung up like mushrooms. Of course, such a rise is due to its own characteristics, including low price, easy molding, high strength and so on. For now, plastic products have been applied in many aspects, such as daily life, medical equipment, electronic and electrical products, automotive internal equipment, etc.
There are many molding methods for plastic products. This design uses the most commonly used injection way -- injection molding, and computer key press injection mold design.
The design of the mold design object for the computer keys for early design objects were related to the measurement data records; interim is mainly to establish three-dimensional model according to the measured data using UG 3D design software, and make the corresponding injection mould design of computer key module using the mold cavity UG made in the foundation the plastic model, including plastic element, slider type face, the main parting line, gate, and add the corresponding mold gate runner; the latter is to make the results before rendering the 2D map corresponding to the basis of the use of CAD software, which is the engineering diagram, show the structure the plastic parts and mold structure more clearly.
Key words: computer keypad; injection mold; slide block surface; main split surface; mold frame
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 前言 - 1 -
1.1注塑成形的概述 - 1 -
1.1.1我國(guó)注塑成形的發(fā)展情況 - 1 -
1.1.2國(guó)外注塑成形的發(fā)展情況 - 2 -
1.1.3我國(guó)注塑成形中存在的問題以及未來發(fā)展分析 - 3 -
1.2本課題研究?jī)?nèi)容 - 4 -
第2章計(jì)算機(jī)按鍵的工藝性分析 - 5 -
2.1概述 - 5 -
2.2塑件分析 - 5 -
2.3 塑件材料的確定 - 6 -
2.3.1 塑件材料的選擇 - 6 -
2.4 材料各項(xiàng)的性能 - 7 -
2.4.1 主要特性 - 7 -
2.4.2 技術(shù)指標(biāo) - 7 -
2.4.3 制件壁厚 - 8 -
2.4.4 精度 - 8 -
2.4.5 尺寸公差 - 8 -
2.4.6計(jì)算機(jī)按鍵的工藝參數(shù) - 8 -
2.5計(jì)算機(jī)按鍵的體積計(jì)算和型腔的分布 - 8 -
2.5.1 體積 - 8 -
2.5.2質(zhì)量 - 9 -
2.5.3型腔布局 - 9 -
2.6 脫模斜度 - 10 -
2.7 注塑設(shè)備的選擇和主要參數(shù)的確定 - 10 -
2.7.1計(jì)算機(jī)按鍵注塑機(jī)的選擇 - 10 -
2.7.2計(jì)算機(jī)按鍵選擇注塑機(jī)的的詳細(xì)參數(shù) - 10 -
2.8注塑機(jī)重要參數(shù)的校核 - 11 -
2.8.1最大注射量的校核 - 11 -
2.8.2計(jì)算機(jī)按鍵注射壓力 - 12 -
2.8.3鎖模力的校查 - 12 -
2.8.4校核計(jì)算機(jī)按鍵開模的行程 - 13 -
2.9 選擇計(jì)算機(jī)按鍵標(biāo)準(zhǔn)的模架 - 13 -
第3章計(jì)算機(jī)按鍵分型面的設(shè)計(jì) - 15 -
3.1概述 - 15 -
3.2選擇計(jì)算機(jī)按鍵分型面 - 15 -
3.3 本章小結(jié) - 16 -
第4章計(jì)算機(jī)按鍵澆注系統(tǒng) - 17 -
4.1計(jì)算機(jī)按鍵主流道設(shè)計(jì) - 17 -
4.1.1計(jì)算機(jī)按鍵澆口套設(shè)計(jì) - 17 -
4.1.2澆口套的固定形式 - 17 -
4.2計(jì)算機(jī)按鍵分流道的設(shè)計(jì) - 18 -
4.2.1 分流道的設(shè)計(jì) - 18 -
4.2.2澆口的尺寸 - 19 -
4.3 冷料穴 - 19 -
第5章 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)按鍵模具成型零部件 - 20 -
5.1計(jì)算機(jī)按鍵型腔的設(shè)計(jì) - 20 -
5.2計(jì)算機(jī)按鍵型芯的設(shè)計(jì) - 21 -
5.3成型零部件工作尺寸 - 21 -
第6章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) - 24 -
6.1概述 - 24 -
6.2頂桿頂出機(jī)構(gòu) - 24 -
6.3 脫模力的計(jì)算 - 26 -
6.4推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 - 26 -
第7章 冷卻系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 28 -
7.1 冷卻管道的工藝 - 28 -
7.1.1 冷卻管道的直徑計(jì)算 - 28 -
7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 30 -
7.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) - 30 -
第8章 模具相關(guān)機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) - 32 -
8.1機(jī)構(gòu)相關(guān)零件的概念 - 32 -
8.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 - 32 -
8.3支承作用的部件 - 33 -
8.4（動(dòng)、定）模板 - 33 -
8.5合模過程中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu) - 33 -
8.5.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 - 33 -
8.5.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) - 34 -
8.5.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì) - 34 -
8.6螺栓 - 35 -
8.7螺釘（緊固、限位） - 35 -
8.8垃圾釘 - 35 -
第9章 模具零部件材料選擇 - 36 -
9.1模具的選材及熱處理要求 - 36 -
9.2模具的裝配圖 - 36 -
9.3過程分析 - 37 -
9.4 成型零件材料選用 - 38 -
9.5注射模用鋼種 - 38 -
第10章 經(jīng)濟(jì)分析 - 39 -
第11章 總結(jié) - 41 -
致 謝 - 42 -
參考文獻(xiàn) - 43 -
V
第1章 前言
1.1注塑成形的概述
注塑成形是指，在一定的溫度下，利用螺桿對(duì)高溫液化后的塑料進(jìn)行攪拌或者柱塞的作用，再使用高壓將熔融的塑料壓入模具型腔中，經(jīng)過一定時(shí)間的保壓、冷卻使得液態(tài)塑料凝固硬化定型，從而最終獲得所需要塑件制品的方法。
可以大致將注射過程分為6個(gè)階段來看：
(1)加料：將塑料原料加入到料斗中，這里的原材料最好預(yù)先進(jìn)過加熱。
(2)塑化：通過對(duì)溫度的控制使得加入的原材料融化，即塑料成為液態(tài)，可流動(dòng)。
(3)充模：這個(gè)過程需要具有一定的壓力才能使液態(tài)原料填入磨具型腔中。
(4)保壓：在充模即將結(jié)束的時(shí)候，注射機(jī)的噴嘴不斷的向型腔補(bǔ)料的過程，一般情況下，保壓的壓力為最大的填充壓力的85%左右，保壓過程時(shí)間的長(zhǎng)短不同也會(huì)對(duì)塑件造成各種不同的影響，所以要控制好保壓的時(shí)間長(zhǎng)度。
(5)冷卻：從澆口到型腔內(nèi)的液態(tài)塑料原料都冷卻凝固，方便后續(xù)將塑件取出的過程。
(6)脫模：最后是將硬化之后的塑件從型腔中脫離取出的過程[1]。
根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在日本沖壓模和塑料膜的生產(chǎn)企業(yè)各自占有百分之四十的比例；而韓國(guó)塑料膜就有43.9%的比重，沖壓模是44.8%；新加坡塑料膜占有的比例都已經(jīng)到了百分之六十。
注射成型技術(shù)作為最常用的塑料成型工藝方法，但是自身也存在一定的缺陷，隨著高新技術(shù)的快速發(fā)展，現(xiàn)在也存在一些新型的技術(shù)，比如微型注塑、泡沫型注塑、水輔形式的注塑、仿真技術(shù)等等[2]。
1.1.1我國(guó)注塑成形的發(fā)展情況
目前，塑料模工業(yè)在我國(guó)已經(jīng)大概經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，從起步到現(xiàn)在，模具的水平也已經(jīng)相應(yīng)有了非常大的提高。
塑料工業(yè)的不斷發(fā)展致使對(duì)塑料模具的要求也越來越高標(biāo)準(zhǔn)[3]。
與此同時(shí)，由于今年進(jìn)口模具中，對(duì)于高精密、大型、形狀復(fù)雜、使用壽命長(zhǎng)的模具的需求量占大多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口數(shù)量和提高國(guó)產(chǎn)化率等角度出發(fā)，這一類高檔模具在市場(chǎng)上的份額將會(huì)進(jìn)一步增加[4]。
塑料工業(yè)也隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)有了更進(jìn)一步的增長(zhǎng)，企業(yè)技術(shù)裝備、市場(chǎng)開發(fā)能力、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等方面也隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)也都有了相應(yīng)的提高，同時(shí)也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，對(duì)于注塑產(chǎn)品的配套服務(wù)需求量也有了一定幅度的增大，這給注塑行業(yè)帶來了一定的機(jī)遇和發(fā)展。
現(xiàn)今，我國(guó)在注塑行業(yè)的加工能力已經(jīng)上達(dá)到350萬噸了，而單機(jī)注塑加工容量的范圍也擴(kuò)大到了4g——5wg,預(yù)計(jì)超過6wg（目前我國(guó)內(nèi)蒙古生產(chǎn)最大容量的注塑機(jī)的容量已超過10萬克，像是擠出加工儲(chǔ)料缸、機(jī)械方式的傳動(dòng)、銷釘和鎖模，但仍然不能注塑成型高精密型的產(chǎn)品）。在第三世界國(guó)家之中，可以說是名列前茅，已經(jīng)能夠基本滿足我國(guó)注塑行業(yè)的生產(chǎn)需求，但是總的技術(shù)水平在國(guó)際上只能算得上是三、四檔次。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用包括本文筆者用到的CAD以及UG都在注塑模具設(shè)計(jì)與制造過程中起到了很大的作用，不僅提高了生產(chǎn)的效率，也改變了原先的僅僅只能依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的弊端，也能減少實(shí)際制模過程中制模造成成本提高的問題的下降，雖然如此，我國(guó)注塑模具方面相對(duì)來說還是比較薄弱。
1.1.2國(guó)外注塑成形的發(fā)展情況
1872年，海雅特同他的兄弟艾塞亞注冊(cè)了第一部柱塞式注射機(jī)的專利權(quán)。
20世紀(jì)40年代，由于第二次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)，造成了市場(chǎng)上對(duì)于價(jià)格便宜以及大量生產(chǎn)的產(chǎn)品的巨大需求。
1946年，第一臺(tái)注塑機(jī)由美國(guó)一名名叫詹姆斯德利的發(fā)明家制造出來，這使得能夠更精確地控制注射速度以及質(zhì)量產(chǎn)生的物品。
1951年，第一臺(tái)螺桿式注射機(jī)在美國(guó)被研制出來，雖然他沒有進(jìn)行相關(guān)的專利申請(qǐng)，但是這種裝置的使用一直持續(xù)到現(xiàn)在。
在上世紀(jì)年代，亨德利緊接著就開發(fā)了首個(gè)氣體輔助型的注射成型技術(shù)，并且能夠允許生產(chǎn)。
形狀復(fù)雜的或者中間有孔（并不是完全實(shí)體）的產(chǎn)品，并且能夠迅速冷卻。不僅提高了設(shè)計(jì)方面的靈活性，更是減少了生產(chǎn)時(shí)間和成本上的浪費(fèi)。
近年來，由于家電汽車、日常生活用品、機(jī)械精密加工等工業(yè)的迅速發(fā)展給注射成型技術(shù)的發(fā)展帶來了強(qiáng)大的推動(dòng)力。
1.1.3我國(guó)注塑成形中存在的問題以及未來發(fā)展分析
我國(guó)的注塑行業(yè)在設(shè)計(jì)制造等方面和德國(guó)、美國(guó)、法國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比還是落后許多，主要體現(xiàn)在一下幾點(diǎn)：
（1）國(guó)內(nèi)的自配率不足，中低型模具處于供過于求，中高檔模具則是處于供小于求的情況，在模具的精度高低、壽命長(zhǎng)短、成本高低、制造周期長(zhǎng)短等方面與大部分發(fā)達(dá)國(guó)家還存在差距。注塑成型設(shè)備，目前我國(guó)模具的容量范圍2g--92000g、微克量范圍從最少的6.5mg到最大160mg、超精密范圍也能到0.1um--0.6um、國(guó)內(nèi)容量范圍最小4g，最大50000g、微克量2.5g、精密：0.01mm至0.03mm，存在著相當(dāng)大的差距，不僅僅是模具精密加工制造技術(shù)，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比之下連大型模具的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)也存在著一定的差距，精密模具高檔模具絕大部分現(xiàn)在仍然是依靠進(jìn)口提供[5]。
（2）模具設(shè)計(jì)技術(shù)方面的人才不足，模具方面的科研開發(fā)以及技術(shù)攻關(guān)投入較少。缺乏產(chǎn)品自主開發(fā)生產(chǎn)的能力，其中很大一部分都是以仿制為主，能做到的只有相對(duì)的“國(guó)產(chǎn)化”，而不是完全，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力的知名產(chǎn)品幾乎沒有[5]。
（3）工藝裝配水品還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，使需要修復(fù)的情況增多，造成鉗工比例過高。與國(guó)外相比而言，我國(guó)的制品深加工技術(shù)，具體表現(xiàn)在產(chǎn)品的表面加工、噴涂、多點(diǎn)超波焊接、熱焊接等等。
（4）標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)和設(shè)計(jì)的水平相較之下低，商品化的程度也是一樣。
（5）材料的質(zhì)量和性能差，技術(shù)不夠，對(duì)生產(chǎn)成本和周期等方面有很大影響。國(guó)外成型技術(shù)發(fā)展動(dòng)向“多層三明注塑成型技術(shù)”、“超聲波輔助成型技術(shù)”、“細(xì)微孔成型技術(shù)”和“注塑減壓成型技術(shù)”等等，我國(guó)市場(chǎng)和技術(shù)上尚屬空白[5]。
另外，模具產(chǎn)業(yè)的大能耗、低生產(chǎn)率、高污染是當(dāng)務(wù)之急。
我國(guó)注塑模具的發(fā)展方向：根據(jù)現(xiàn)在存在的問題也可以知道現(xiàn)在應(yīng)該往大型、微型和精密化的方向發(fā)展，這樣才能彌補(bǔ)現(xiàn)在注塑模具存在的問題與不足；其次，致力于發(fā)展熱流道技術(shù)，提高塑件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，節(jié)約原材料；發(fā)展氣輔模具，降低成本，當(dāng)然這樣的前提是必須要保證產(chǎn)品的質(zhì)量[6]；以及發(fā)展高壓直射成型技術(shù)，減小局部應(yīng)力應(yīng)變從而提高塑件的質(zhì)量；注重節(jié)能環(huán)保，保護(hù)環(huán)境；注重快速經(jīng)濟(jì)模具的發(fā)展，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期；重視在材料的選擇上盡量?jī)?yōu)質(zhì)和相應(yīng)先進(jìn)的表面處理技術(shù)的運(yùn)用[7]。
1.2本課題研究?jī)?nèi)容
研究對(duì)象是計(jì)算機(jī)按鍵。
注塑模具的設(shè)計(jì)步驟：塑件工藝性分析；主要從材料、幾何形狀、尺寸精度和表面粗糙度五個(gè)方面進(jìn)行；分型面的確定。分型面指的是，模具上用來取出塑件和凝料的可以將其分離出來的接觸表面[2]；型腔的布局。型腔的數(shù)量一般是由注塑機(jī)的最大注射量和最大鎖模力確定的；澆注系統(tǒng)的確定，包括有流道（主、分），澆口（本設(shè)計(jì)使用的是點(diǎn)澆口）以及冷料穴；排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；型腔和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；模架尺寸和類型的確定；注塑機(jī)的選擇和參數(shù)校核；模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)置[1]。
本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：
（1）測(cè)繪塑件的尺寸；
（2）熟練運(yùn)用UG結(jié)合測(cè)繪的尺寸建立三維模型；
（3）熟悉模具設(shè)計(jì)的具體過程和相關(guān)原則；
（4）利用CAD軟件對(duì)最后設(shè)計(jì)出的模具進(jìn)行裝配圖以及零件圖等的繪制；
（5）在UG三維軟件中建立塑件的實(shí)體模型；
（6）在CAD中畫出模具設(shè)計(jì)之后的裝配圖以及零件圖；
（7）編寫設(shè)計(jì)論文和相關(guān)報(bào)告。
這次我的設(shè)計(jì)是通過對(duì)計(jì)算機(jī)按鍵的塑料的模具設(shè)計(jì)及其其他各成型零件的工藝設(shè)計(jì)，鍛煉了我對(duì)塑料得制品設(shè)計(jì)及注射塑料工藝的選擇能力、各種工藝的改進(jìn)和解決、塑模結(jié)構(gòu)改進(jìn)能力，深刻的學(xué)習(xí)了各種三維和CAD二維軟件。
通過了這一次計(jì)算機(jī)按鍵課題，我運(yùn)用已學(xué)各種知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行塑模的研究，學(xué)會(huì)分析和解決計(jì)算機(jī)按鍵塑模具出現(xiàn)的問題。這既是對(duì)我四年以來所學(xué)各方面知識(shí)的一次全面總結(jié)，也是一次提高自己綜合能力和解決實(shí)際問題能力的機(jī)會(huì)，為以后在塑模等這類工作奠定了很好的基石。
第2章計(jì)算機(jī)按鍵的工藝性分析
2.1概述
本設(shè)計(jì)是以計(jì)算機(jī)按鍵為例子，使用UG的制造模塊中的模具型腔對(duì)塑件進(jìn)行的模具設(shè)計(jì)，包括有收縮率，塑件元件，參考工件，滑塊分型面，主分型面，型芯，型腔等等最后還進(jìn)行了制模過程進(jìn)行相關(guān)的檢驗(yàn)。本章將計(jì)算機(jī)按鍵的工藝設(shè)計(jì)分析，確定本文的計(jì)算機(jī)按鍵材料收縮的性質(zhì)和密度。通過三維體積計(jì)算,然后確定的計(jì)算機(jī)按鍵腔數(shù)量及其布置，從而選擇計(jì)算機(jī)按鍵對(duì)應(yīng)型號(hào)的注塑機(jī)和模具基架。
2.2塑件分析
圖2.1為制品的三維立體圖。該計(jì)算機(jī)按鍵工件它的圖上面可以見到，這個(gè)是生活中很好見到的塑件工件，使用在各個(gè)領(lǐng)域中，因?yàn)檫@個(gè)塑件制作是以ABS材料為材料的，所以這個(gè)模具的澆注系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)是粗和短，熔料的時(shí)間不需要很長(zhǎng),結(jié)合零件的外表要求，模具采用潛澆口。這樣確保了零件的精度,也能提高計(jì)算機(jī)按鍵的效率和性能。從零件大致可以將該塑件看成一殼體，有一個(gè)方向需要脫模，上下脫模，前后脫模，左右也需要脫模，如何將塑件脫模是現(xiàn)在最主要的問題。
圖2.1 塑件三維
圖2.2 塑件二維
2.3 塑件材料的確定
2.3.1 塑件材料的選擇
通過對(duì)計(jì)算機(jī)按鍵零件使用環(huán)境與用量的考量，最終決定使用ABS塑料作為計(jì)算機(jī)按鍵的材料。
ABS是沒有毒的、沒有任何味道，表面呈現(xiàn)略黃色，形成的塑料制件具有很強(qiáng)的強(qiáng)度，它的密度是1.02到1.05g/cm3，它的收縮率為0.3到0.8%之間。ABS它吸水的能力很厲害。它的流動(dòng)性不是很強(qiáng)。
對(duì)于ABS來說一般的打擊不會(huì)使它變形的，并且，它的溫度很緩慢變化的有良好的保溫性和耐低溫性。它而且有優(yōu)秀的機(jī)械強(qiáng)度。和物理性能例如，一些酸，溫度高低對(duì)它幾乎沒有影響，它的化學(xué)性能也非常優(yōu)秀。
ABS的硬度也非常好，和一般的材料比它在硬度方面有著良好的優(yōu)越性。材料的吸水性很低。這個(gè)它的缺點(diǎn)也是顯而易見的它不抗熱，不適合連續(xù)工作，因?yàn)樗B續(xù)工作溫度為70℃上下當(dāng)它的溫度超過93℃時(shí)它的形狀就會(huì)發(fā)生變化。它在夏天因?yàn)樽贤饩€很高特別輕易變的表面干硬從而使它干裂脆化。
2.4 材料各項(xiàng)的性能
2.4.1 主要特性
當(dāng)ABS的溫度升高時(shí)它的粘度也隨著升高，故而成型時(shí)它的壓力也很高。它的塑料上的坡度應(yīng)該要大一點(diǎn)，非常容易出現(xiàn)熔接痕的情況，一般的的形成方式下，塑料制件的外形例如側(cè)邊面厚度，和它的表面變化對(duì)于零件來說沒有什么大的影響。在需求塑料制件要有很高的精度時(shí)，模具的溫度要把握好大概50℃到60℃之間就好了。
2.4.2 技術(shù)指標(biāo)
表2-1 ABS=技術(shù)的指標(biāo)見下[2]
密度
1.02～1.16
比體積
0.86～0.98
吸水率
0.2～0.4
收縮率s
0.4～0.7
熔點(diǎn)
130～160
硬度HB
9.7
R121
拉強(qiáng)度
60
拉伸彈性模量
體積電阻率
彎曲強(qiáng)度
80
熱變形溫度
t/c
0.46MP
90～108
沖擊韌度
無缺口
261
0.185MP
83～103
缺口
11
2.4.3 制件壁厚
計(jì)算機(jī)按鍵的平均壁厚為1.50mm，壁厚是比較均勻的。
2.4.4 精度
計(jì)算機(jī)按鍵精度不是固定不變的，它會(huì)受到各個(gè)其他方面的引導(dǎo)而變得和以前相比有很大的不同。注塑的環(huán)境溫度等外部原因。和模具的結(jié)構(gòu)也都會(huì)影響精密塑膠零件生產(chǎn)。精密塑膠計(jì)算機(jī)按鍵的精度水平(sj1372 - 1978),使用ABS - 5級(jí)的精度水平。
2.4.5 尺寸公差
計(jì)算機(jī)按鍵上其尺寸的精度公差：精密塑膠計(jì)算機(jī)按鍵的精度水平(sj1372 - 1978),使用ABS - 5級(jí)的精度水平。
2.4.6計(jì)算機(jī)按鍵的工藝參數(shù)
表2-2 ABS注射的工藝參數(shù)
2.5計(jì)算機(jī)按鍵的體積計(jì)算和型腔的分布
2.5.1 體積
根據(jù)UG對(duì)計(jì)算機(jī)按鍵的測(cè)量
可得制件的體積為V=1.22cm3
圖2.3 體積計(jì)算
2.5.2質(zhì)量
根據(jù)UG軟件的分析可得：
體積 =1213.98mm3
并由已知 密度 = 1.05000000 g/cm3 可得：
質(zhì)量 =1.275g
考慮ABS的材料特性，計(jì)算機(jī)按鍵的尺寸精度，計(jì)算機(jī)按鍵的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)成本和批量等等各種因素，將模具型腔設(shè)計(jì)成一模四腔。
計(jì)算機(jī)按鍵模具一次注射成型可加工4個(gè)計(jì)算機(jī)按鍵塑件，塑件的總質(zhì)量為：4×1.275g≈5.1g
2.5.3型腔布局
型腔分部情況的不同也會(huì)影響到相應(yīng)的脫模機(jī)構(gòu)的選定、分型面的選定、流道的分部等等的變化。根據(jù)本設(shè)計(jì)來說，計(jì)算機(jī)按鍵內(nèi)部結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，四面都有孔型結(jié)構(gòu)，需要四面抽芯，所以采用一模四腔，為了節(jié)約成本也保證了計(jì)算機(jī)按鍵平衡澆注系統(tǒng)的性能。
計(jì)算機(jī)按鍵排位圖：
圖2.4型腔分布圖
2.6 脫模斜度
由于熱脹冷縮的原理制作好的塑件經(jīng)過冷卻會(huì)變小，從而使里面的零件相互擠壓，擠壓在一塊抱住在一起，使成型后的零件不容易取出來，會(huì)損壞塑料制件。破壞成型的塑料制件。
為了能更好的從模具中取出塑件，在設(shè)計(jì)模具時(shí)要在取出塑件方向的平行內(nèi)外表面更加的仔細(xì)。本設(shè)計(jì)采用0.5度脫模角度
2.7 注塑設(shè)備的選擇和主要參數(shù)的確定
2.7.1計(jì)算機(jī)按鍵注塑機(jī)的選擇
因?yàn)檫@個(gè)計(jì)算機(jī)按鍵是一次性生產(chǎn)很多的產(chǎn)品，既需要考慮生產(chǎn)時(shí)怎么樣劃算，提高它的性價(jià)比，又要思考的它的外在因素思考。
這個(gè)計(jì)算機(jī)按鍵注塑機(jī)選擇的是XS-ZY-125
2.7.2計(jì)算機(jī)按鍵選擇注塑機(jī)的的詳細(xì)參數(shù)
計(jì)算機(jī)按鍵注射機(jī)參數(shù)：
型 號(hào)
XS-ZY-125
理論注射量(最大)/cm3
125
螺桿(柱塞）直徑/mm
42
注射壓力/MPa
119
注射行程/mm
115
注射時(shí)間/s
1.6
摞桿轉(zhuǎn)速(r/min)
29、43、56、69,83,101
注射方式
螺桿式
鎖模力/kN
900
最大成型面積/cm2
320
模具髙度(最大)/mm
300
（最?。?mm
200
模版尺寸、mm
拉桿間距/mm
260×290
合模方式
肘桿
油泵流量/(L/min)
100J2
壓力/MPa
6.5
電動(dòng)機(jī)功率/kW
11
螺桿驅(qū)動(dòng)功率/kW
4
加熱功率/kW
5
外形尺寸/m
3.34×0. 75×1.55
電源電壓/V
380
電源頻率/Hz
50
機(jī)器質(zhì)量/t
3.5
2.8注塑機(jī)重要參數(shù)的校核
2.8.1最大注射量的校核
最大注射量是指注射機(jī)在對(duì)空注射的前提條件下，注射螺桿或柱塞應(yīng)作一次相的最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量[11]。
設(shè)計(jì)中以機(jī)床主要來源，和每一個(gè)注入量不得超過注射機(jī)的最大注射百分之八十計(jì)算:
V塑≤0.8V注 （2.1）
式中 V塑 即注射成型注射最大容量，cm3；
V注 計(jì)算機(jī)按鍵澆注系統(tǒng)的體積的總數(shù),cm3；
0.8 容量的比例系數(shù)。
本設(shè)計(jì)中，注射量校核如下：
由UG的分析→測(cè)量→體積可得：
V?！?.22cm3, V澆≈2.99cm3 （2.2）
V塑＝V模＋Ｖ澆
=1.22X4+3≈7.88cm3
最后得出V注≥V塑/0.8=7.88/0.8≈9.85cm3；
設(shè)計(jì)中選定的計(jì)算機(jī)按鍵注塑機(jī)容量的為125cm3，零件的實(shí)際需求明顯小于總?cè)萘浚弦蟆?
2.8.2計(jì)算機(jī)按鍵注射壓力
注射壓力檢查的選擇中應(yīng)考慮注塑塑料零件注射壓力、注射壓力低于注塑機(jī),注塑機(jī)的選擇完全同意條款的注射壓力。
參考書本和其他塑澆書籍,產(chǎn)品計(jì)算機(jī)按鍵ABS材料屬性,并給予建議的壓力,最終確定計(jì)算機(jī)按鍵80 MPA的所需的注射壓力,和注塑機(jī)注射壓力可以達(dá)到145MPA
2.8.3鎖模力的校查
注塑機(jī)鎖模力必須大于其額定擴(kuò)張的力，也就是脹模力。漲模力等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上不發(fā)生重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)該小于注塑機(jī)的額定鎖模力，這樣才能不發(fā)生溢?；蛘邼q模的現(xiàn)象[8]。
型腔壓力Pc大致可以照下面進(jìn)行基本計(jì)算：
既而
在型腔的壓力計(jì)算好以后，照著以下的式子可以檢查修正已經(jīng)定好的鎖模力。
T>KPcA
式中： T為注塑機(jī)的鎖模力，KN；
K為安全系數(shù)，大概在1.1到1.2之間；
因?yàn)橛?jì)算機(jī)按鍵的鎖模力滿足上面，既而這個(gè)計(jì)算機(jī)按鍵的注塑機(jī)可以使用。
2.8.4校核計(jì)算機(jī)按鍵開模的行程
模具開模以后為了便于取出計(jì)算機(jī)按鍵制件，這就要求有足夠開模得距離，所謂的模具行程，在這設(shè)計(jì)是模具打開和關(guān)閉過程的動(dòng)模和動(dòng)模板移動(dòng)的距離。
注塑模具打開行程有限,設(shè)計(jì)模具的大小必須檢查選擇的注射機(jī)模具進(jìn)度,相應(yīng)模具型腔的距離。
式中 --模具的推出距離
--澆注系統(tǒng)長(zhǎng)度和零件的高度
結(jié)合裝配圖，可以算出開模距離需要H=135mm以上
經(jīng)計(jì)算，符合要要求。
2.9 選擇計(jì)算機(jī)按鍵標(biāo)準(zhǔn)的模架
根據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)按鍵塑件的綜合分析，確定該零件采用點(diǎn)交口的雙分型面的模具，GB/T12556.1-12556.2-1990《塑料的注射模中小型模架》可選擇FI型的模架，其基本結(jié)構(gòu)如下：
圖2.5 計(jì)算機(jī)按鍵模架選擇
第3章計(jì)算機(jī)按鍵分型面的設(shè)計(jì)
3.1概述
計(jì)算機(jī)按鍵模具正?？梢苑殖蓛蓚€(gè)或兩個(gè)以上的主要部分。接觸表面分離取出塑料碎片和澆注系統(tǒng)設(shè)置，也是一個(gè)重要因素是決定模具結(jié)構(gòu)，塑料零件的分型面可能只有一個(gè)選擇，可能有幾個(gè)選項(xiàng)。合理選擇分型面更是完整的塑料成型的必要條件。
3.2選擇計(jì)算機(jī)按鍵分型面
所謂分型面：傳統(tǒng)上來說它是在模具設(shè)計(jì)過程中用來分割工件模型的面，它可以由一個(gè)或者是多個(gè)面（可以是平面或者曲面）特征組成的，分型買的選擇對(duì)于之后模架尺寸的確定也有很大的影響，所以分型面的選擇和設(shè)計(jì)上花費(fèi)的時(shí)間最多。
1)選擇分型面應(yīng)促進(jìn)塑料部件的簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)。
2)分型面應(yīng)選擇要不影響外觀質(zhì)量的塑料部件，使其容易清洗和恢復(fù)。
3)設(shè)計(jì)應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。
4)有利于排氣
5)有利于模具零件加工
6)分型面選擇應(yīng)考慮到計(jì)算機(jī)按鍵注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)
本設(shè)計(jì)運(yùn)用了分型面工具進(jìn)行修剪、合并等工具來設(shè)計(jì)分型面，本設(shè)計(jì)不僅僅一個(gè)分型面的設(shè)計(jì)，包括了主分型面，滑塊分型面兩種，分型面的選擇也保證在開模過程中留在動(dòng)模一側(cè)，這樣可以方便之后頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。結(jié)合上敘的要求，分型面設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)按鍵零件最大輪廓面處，具體由圖所示：
圖3.1 中間分型面
3.3 本章小結(jié)
本章從計(jì)算機(jī)按鍵零件的外形出發(fā)，結(jié)合了模具的加工設(shè)計(jì)，排氣結(jié)構(gòu)，塑件的最后注塑工藝加工等，選擇出了合理的分型面，并在圖上給出參考的指示。
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第4章計(jì)算機(jī)按鍵澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機(jī)的噴嘴部分與模具型腔之間相連接的進(jìn)料通道，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、進(jìn)澆口和冷料穴等四部分組成[9]。
澆注系統(tǒng)的作用是在融化材料能夠順利的填充到型腔，讓材料順利的流通，這樣能提高塑料零件的內(nèi)在質(zhì)量。因此需要成型速度和有序,壓力損失小,更少的熱量,排氣條件好，注塑完成后澆注系統(tǒng)設(shè)置材料很容易被分開塑料或切除,并離在塑料零件上留下更小的痕跡。
在模具設(shè)計(jì)中，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性會(huì)對(duì)塑件的尺寸、質(zhì)量以及結(jié)構(gòu)造成很大的影響，一般最好遵守以下的要求：
（1）要盡量避免過度保壓以及保壓不足；
（2）將澆注系統(tǒng)的斷面和長(zhǎng)度盡量較小和縮短；
（3）盡可能做到同步填充；
4.1計(jì)算機(jī)按鍵主流道設(shè)計(jì)
4.1.1計(jì)算機(jī)按鍵澆口套設(shè)計(jì)
它的主要功能是把注塑機(jī)出嘴口射出的塑料熔融的液體流進(jìn)去分流道或型腔。它的外形是圓錐形這個(gè)形狀，為了能更好的使塑料熔融的液體順暢流動(dòng)和流動(dòng)管道已經(jīng)冷卻物料抽出。
圓錐形的設(shè)計(jì)一般都在主流道上采用。錐度在1~2°。內(nèi)壁粗糙度在Ra≈0.63μm。
4.1.2澆口套的固定形式
通常在直澆口設(shè)置往往有一個(gè)定位環(huán),在小模具,澆注口可以設(shè)置和定位圈成一部分。我這次的設(shè)計(jì)采用兩件分開設(shè)計(jì)。是通過2-M6螺絲固定在定模座板上，具體如下圖：
圖4.2 澆口套與定位環(huán)
4.2計(jì)算機(jī)按鍵分流道的設(shè)計(jì)
4.2.1 分流道的設(shè)計(jì)
分流道布局方式:在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮把損失減小到最低限度,盡量避免流道的壓力熔體溫度降低,還應(yīng)該考慮減少分流河道容量和壓力平衡,因此平衡式分流器。如圖所示：
圖4.2 布局圖
分流道的長(zhǎng)度：分流道設(shè)計(jì)比較的簡(jiǎn)單，根據(jù)本次模具設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長(zhǎng)度L1取40mm，
分流道截面形狀：選擇流動(dòng)行好的,分流道分流效率高、容易加工的截面[2]，這里選擇圓形流道
4.2.2澆口的尺寸
澆口是是塑料熔融的液體進(jìn)去型腔的大門。澆口的外形狀況對(duì)形成的計(jì)算機(jī)按鍵制件的好壞有著密切的關(guān)系。由于側(cè)接澆口制造簡(jiǎn)單，在實(shí)線中比較實(shí)用能加快生產(chǎn)，對(duì)于這些所以采取潛澆口是最為正確的，其具體的布局如下：
根據(jù)書本的澆口厚度此次模具設(shè)計(jì)h=0.2～0.8mm（不能大于塑件壁厚的1/2），長(zhǎng)度L=0.7～1.5mm，寬度根據(jù)具體情況定。
圖4.5 澆口流道
4.3 冷料穴
冷料穴為澆注系統(tǒng)其中的一個(gè)組成部分[10]。
一般情況下冷料穴會(huì)和拉料桿組合使用，本冷料穴是存儲(chǔ)塑料熔體流動(dòng)前鋒冷材料，防止冷料堵住澆口和進(jìn)入型腔里，此外，模具里的主流鉤住在保留在動(dòng)模里的功能。這里我選擇的是采用Z字形的末端與主澆口相結(jié)合的拉料桿。
第5章 設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)按鍵模具成型零部件
注塑?？梢苑殖蓜?dòng)模和定模兩部分。而模具中的零件按其作用又可分為成型零件和結(jié)構(gòu)零件，一套模具之所以將模架和內(nèi)模成型零件分開，目的是為了加工和維修方便，降低成本，并保證模具有足夠的壽命。模架采用普通鋼材，以降低成本；成型零件采用優(yōu)質(zhì)模具鋼，以提高模具的強(qiáng)度、剛度和耐磨性[15]。
5.1計(jì)算機(jī)按鍵型腔的設(shè)計(jì)
凹模是裝在定模板里的鑲件。用以成型塑料制品的外表面。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)隨制品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而變化。凹模有整體式和組合式兩種。組合式凹模的剛性不及整體式，且易在塑料制品表面留下痕跡，影響美觀，模具結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。但組合式凹模可以通過配合間隙來排氣，減少凹模熱變形；對(duì)于凹模中易磨損的部位采用組合式，可以方便模具的維修，避免整體的凹模的報(bào)廢[15]。
型腔它的構(gòu)造不一樣按不同的構(gòu)造可以包括很多種例如整體嵌入式等。大致的是材料在受力時(shí)抵抗變形的能力較強(qiáng)，它的強(qiáng)度也比較好。這個(gè)只適用于簡(jiǎn)單的模具型腔。
因?yàn)檫@個(gè)模具比較簡(jiǎn)單，是個(gè)比較小的模具大致屬于中小形的，外表面要要求簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，不需要難度，完全式對(duì)于計(jì)算機(jī)按鍵來說是最好的選擇。
設(shè)計(jì)中采用整體式凹模。
圖5.1 計(jì)算機(jī)按鍵型腔圖
5.2計(jì)算機(jī)按鍵型芯的設(shè)計(jì)
因?yàn)榱慵疃容^大，為了便于加工，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所以來說對(duì)于計(jì)算機(jī)按鍵來說選擇一定是組合式。
組合式凸模注意以下幾點(diǎn)：
（1） 小型芯盡量鑲餅。小型芯容易損壞，為方便加工及方便損壞后更換，常采用鑲餅結(jié)構(gòu)。小型芯單獨(dú)加工后再嵌入凸模中，公差配合取H7/m6。小型芯盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件[15]。
（2） 非圓形小型芯，裝配部位宜做成圓形。這樣易于加工，而成形部分做成異型，注意型芯要加防轉(zhuǎn)銷。
（3） 復(fù)雜型芯可將凸模做成數(shù)件再拼合，組成一個(gè)完整的型腔。
圖5.2 計(jì)算機(jī)按鍵型芯圖
5.3成型零部件工作尺寸
工作尺寸是特指已經(jīng)完成塑件的零件直接決定這個(gè)塑料制件外形一系列尺寸，主要是凸模的一些主要外形物理尺寸。為了保證塑件優(yōu)劣程度，模具設(shè)計(jì)時(shí)相應(yīng)的完工零部件工作尺寸與精度是按照塑料制件它的的外形與精度等級(jí)來確定的。下面的是影響它的尺寸和精度不穩(wěn)定的幾個(gè)原因：
1、成形收縮率：在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，成形收縮率的變化明顯，既而引發(fā)塑料件尺寸的偏差很多，塑件尺寸的變化值為
2、塑料磨具的組合縫隙的誤差：在模具中形成的零件由于組合縫隙的震蕩，使塑件原本的尺寸動(dòng)搖。完工零件的外形大小精度和方位精度應(yīng)該不受模具的配合間隙誤差影響
1. 凹模的內(nèi)形尺寸：
式中：L凹為型腔內(nèi)形尺寸(mm)；
L塑為塑件外徑基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際外形尺寸；
K為塑料平均收縮率(%)，此處取0.5%
Δs為塑件公差，查表知ABS塑件精度等級(jí)取5級(jí)；塑件基本尺寸在3~6mm范圍內(nèi)取0.24mm;18~24mm范圍內(nèi)取0.24mm;80~100mm范圍內(nèi)取1.00mm;在100~120mm公差取1.14mm；在140~160mm公差取1.44mm;在200~225mm公差取1.92mm;在280~350mm公差取2.5mm;在315~355mm公差取2.8mm
所以型腔尺寸如下：
L1=[18×(1+0.005)-(3/4)×0.50]=18.09
型腔深度的尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)-(2/3)Δ] （5.7）
式中： h凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、K 含義如（1）式中。
H1=[15×(1+0.005)-(2/3)×0.20]=15.07
2）凸模的外形尺寸計(jì)算：
L=[L(1+k)+(3/4) Δ] （5.8）
式中： L凸模/型芯外形尺寸(mm)；
L為塑件內(nèi)形基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。
所以型芯的尺寸如下：
L1=[15×（1+0.005）+（3/4）×0.74]=15.08
型芯的深度尺寸計(jì)算：
h=[h(1+k)+ (2/3)Δ] （5.9）
式中： h為凸模/型芯高度尺寸(mm)；
h為塑件內(nèi)形深度基本尺寸(mm),即塑件的實(shí)際內(nèi)形深度尺寸；
Δs 、k含義如（1）式中。型芯的高度分別為：
H1=[13.5×（1+0.005）+（2/3）×0.44]=13.57
第6章 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
6.1概述
在注射動(dòng)作結(jié)束后，制品在模具內(nèi)冷卻成型，由于體積收縮，對(duì)型芯產(chǎn)生包緊力，當(dāng)其從模具中推出時(shí)，就必須克服因包緊力二產(chǎn)生的摩擦力[15]。
在注塑模中，講冷卻固化后的塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中安全無損壞地推出的機(jī)構(gòu)成為脫模系統(tǒng)，也叫推出系統(tǒng)或頂出機(jī)構(gòu)。安全無損壞是指制品被推出時(shí)制品不變形，不損壞，不粘模，無頂白，推桿位置不影響制品美觀，制品被推出時(shí)不會(huì)對(duì)人或模產(chǎn)生安全事故[15]。
6.2頂桿頂出機(jī)構(gòu)
推桿包括圓推桿、扁推桿及異形推桿。其中圓推桿推出時(shí)運(yùn)動(dòng)阻力小，推出動(dòng)作靈活可靠，損壞后也便于更換，因此在生產(chǎn)中廣泛使用[15]。
本設(shè)計(jì)中，頂出系統(tǒng)采用扁頂桿頂出機(jī)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)就是將零件從型芯的推出，所以推出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是模具中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。
脫模（推出）機(jī)構(gòu)有三大組成：一、推出；二、復(fù)位；三、導(dǎo)向。
根據(jù)自身的設(shè)計(jì)在機(jī)動(dòng)、液壓、手動(dòng)三種方式中選擇了機(jī)動(dòng)頂出。
為了使圓形的頂桿能較好的將塑件推出，在加工中將推桿的光潔度達(dá)到0.8以上。其結(jié)構(gòu)和位置如下圖所示
圖6.1 頂桿示意圖
頂桿總長(zhǎng)度為：
h桿=[h凸+б1]+h動(dòng)墊+[S頂+б2]+h頂固
式中： h桿 為推桿的總長(zhǎng)度；
h凸 為凸模的總高度；
h動(dòng)墊 為動(dòng)模墊板的厚度；
S頂 為頂出行程；
h頂固 為頂桿固定板的厚度；
б1為富裕量，一般為（0.05～0.1）mm，表示頂桿端面應(yīng)比腔型的平面高出；
б2為頂出行程富裕量，一般為3～6mm。
根據(jù)以上公式計(jì)可得，推桿的總長(zhǎng)度為120.5mm。
6.3 脫模力的計(jì)算
脫模力指的是塑料部件從核心需要克服阻力。這是脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。對(duì)于在實(shí)際中各類形狀的殼類塑件的脫模力，我們將其簡(jiǎn)化為圓筒形或矩形進(jìn)行近似計(jì)算。其計(jì)算方法有簡(jiǎn)單估算法和分析計(jì)算法，下面本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)單估算法對(duì)該模具的脫模力進(jìn)行計(jì)算。
塑件對(duì)型芯包緊的脫模阻力計(jì)算公式如下[11]：
式中——塑料的拉伸彈性模量（Mpa），取2.0×103Mpa，見參考文獻(xiàn)[11]表2.6-1；
——塑料的平均收縮率，取0.55%；
——塑料的松泊比，取0.3；
——型芯的脫模斜度，取0；
h——型芯脫模方向的高度，45mm；
——脫模力修正系數(shù)，其計(jì)算公式為
=≈=0.45
——塑件與鋼材表面的靜摩擦因數(shù)，取0.45，見參考文獻(xiàn)[11]表2.6-1；
——厚壁塑件的計(jì)算系數(shù)，其計(jì)算公式為
==3.85
將以上數(shù)值代入公式后，計(jì)算得其脫模阻力≈3531.128N。
6.4推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位
當(dāng)介紹了注塑模具的機(jī)構(gòu)工作,每一個(gè)過程,是一個(gè)往復(fù)運(yùn)動(dòng),除了推桿和復(fù)位桿配合的滑動(dòng)模板,其余都處于浮動(dòng)狀態(tài)。推桿固定板和推桿的重量不應(yīng)影響推桿,也應(yīng)該支持指導(dǎo)部分，這對(duì)大中型模具尤其如此。此外,考慮到往復(fù)運(yùn)動(dòng)的靈活和平滑的啟動(dòng)機(jī)制,必須指導(dǎo)的設(shè)計(jì)。發(fā)射后機(jī)構(gòu)打開模具塑料部件,在接下來的注入,也必須重新啟動(dòng)機(jī)制[14]。
推出機(jī)構(gòu)用可用多種方式復(fù)位，如彈簧復(fù)位，強(qiáng)制回位和回針復(fù)位，一般模具設(shè)計(jì)追求安全可靠，同時(shí)采用這三種方法。復(fù)位桿應(yīng)對(duì)稱布置，長(zhǎng)取2~4根，長(zhǎng)度與推桿相同。
彈簧復(fù)位是一種簡(jiǎn)單復(fù)位方法，它具有先行復(fù)位功能，數(shù)跟彈簧裝在動(dòng)模板與推板之間，推出塑件時(shí)彈簧被壓縮，當(dāng)注射機(jī)的頂桿后退，彈簧即將推板推回。
第7章 冷卻系統(tǒng)與排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模的溫度控制系統(tǒng)包括冷卻和加熱兩方面，但絕大多數(shù)都是要冷卻，因?yàn)槿荏w射入模具時(shí)的溫度一般在200~300℃之間，制品從模具中推出時(shí)，溫度一般在60~80℃之間。溶體釋放的熱量都被模具吸收，模具吸收了溶體的熱量溫度必然升高，為了滿足模具溫度對(duì)注塑工藝的要求，需要將模具中的熱量源源不斷地帶走，以便對(duì)模具溫度進(jìn)行較精確的控制。將模具溫度控制在合理的范圍內(nèi)的這部分結(jié)構(gòu)就叫溫度控制系統(tǒng)。注塑模溫度控制系統(tǒng)包括冷卻水管、冷卻睡膽、鈹銅冷卻、噴流冷卻等，溫度控制的介質(zhì)包括水、油、鈹銅和空氣等[15]。
溫度調(diào)節(jié)對(duì)于塑件的尺寸以及相應(yīng)的精度都會(huì)有很大的影響，所以設(shè)計(jì)相關(guān)的溫度調(diào)節(jié)機(jī)制是非常有必要的。不管哪一種塑料實(shí)行注塑成型，都能找到一個(gè)大概相對(duì)比較正好的溫度，這個(gè)溫度限度里面，一定要構(gòu)造出模具溫度的調(diào)制體系。
這里我選擇的是冷卻水路，基本使用原則如下：
冷卻水道它的數(shù)量要盡可能多、冷卻使用的孔徑要盡量大；
冷卻通過的水道要盡量與型腔表面的距離一致；
尤其是澆口處一定要加強(qiáng)冷卻；
進(jìn)水口和出水口之間的距離要盡可能的小；
設(shè)計(jì)是應(yīng)該將冷卻水道沿著塑件中原料的收縮方向設(shè)置；
盡量避免在塑件容易產(chǎn)生熔接痕的地方設(shè)置。
7.1 冷卻管道的工藝
1、形成零件因?yàn)闇囟茸兓怂耐庑魏驮瓉聿灰粯恿?，升高塑料件的及格率。采納許可的的模溫可以升高它的尺寸準(zhǔn)確性。并可縮短成形，使生產(chǎn)更加的快捷。
2、 塑件變形 應(yīng)該選取比較合適的使模具可以馬上變冷的賄賂，
3、 尺寸不能變化太大，防止尺寸產(chǎn)生變化在存放和運(yùn)用進(jìn)程中；對(duì)于柔性塑料（如聚烯烴等）運(yùn)用低模溫能有效地保證塑件尺寸平穩(wěn)。
7.1.1 冷卻管道的直徑計(jì)算
通過比較最終確定本次設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)采用循環(huán)水冷卻方法。
已知塑料品的質(zhì)量是202.02g，查《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》P221塑件厚度與所需冷卻時(shí)間的關(guān)系可知。注射時(shí)間為5s。前后操作時(shí)間大概為10s。通過計(jì)算可知每小時(shí)可以做360次。用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為27℃，水呈湍流狀態(tài)
1．求塑料制品在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q
查《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》P221得度ABS成型時(shí)放出的熱量焓量為從而求出
(7.1)
2．求冷卻水的體積流量
(7.2)
式中
ρ：冷卻水的密度；
c：為冷卻水比熱容。
3．求冷卻管道直徑d
查《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》P223表，取。
4．求冷卻水在管道內(nèi)的流速V
(7.3)
5．求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱系數(shù)α
查《塑料模具技術(shù)手冊(cè)》P219表3-38，取(水溫為30oC)。
(7.4)
6．求冷卻管道總傳熱面積Ａ
(7.5)
7．求冷卻水孔總長(zhǎng)度
(7.6)
8．求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)n
(7.7)
所以應(yīng)該取1孔。
7.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
冷卻水管道在本次的設(shè)計(jì)分布在型腔和型芯里面，直徑為6mm。在其與固定板連接時(shí)采用密封片，另一端的兩個(gè)孔分別接進(jìn)水孔和出水孔。
圖7.1 冷卻水管的設(shè)計(jì)圖
此次的設(shè)計(jì)中，冷卻水道選擇6mm管，環(huán)在零件的四個(gè)方向。冷卻管道的數(shù)目為4根。這樣分布在零件的兩側(cè)這樣以保證更好的散熱效果。
7.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑料熔體充填模具型腔必須在模具澆注系統(tǒng),空氣和塑料在成型過程中模具以外的低分子揮發(fā)氣體放電順利。如果腔氣體生產(chǎn)因?yàn)楦鞣N各樣的原因不能清潔,塑料部分可以形成泡沫,焊接、表面輪廓不清楚和填充不滿成型缺陷,如其他氣體的存在會(huì)產(chǎn)生背壓和減少模具填充速度,所以設(shè)計(jì)的模具型腔排氣時(shí)必須考慮的問題。為當(dāng)?shù)刎毟F造成的排氣腔填充困難,除了排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì),也可以考慮打開溢流槽,用于保存冷材料也持有的一部分氣體,有時(shí)采取這樣的措施是非常有效的[14]。
注塑模具通常排在以下三個(gè)方面
1)使用配合間隙排氣
2)在分型面開設(shè)排氣槽
3)使用排氣孔
對(duì)于簡(jiǎn)單的小模腔,可以利用推桿,活動(dòng)核心,插入和雙重保護(hù)鼓固定模板的核心與配合間隙排氣。配合間隙不能超過0.5毫米,通常0.03 - 0.05毫米。
由于本次設(shè)計(jì)中模具尺寸不大，本設(shè)計(jì)中采用間隙排氣的方式，而不另設(shè)排氣槽，利用間隙排氣，以不產(chǎn)生溢料為宜，其值與塑料熔體的粘度有關(guān)。
第8章 模具相關(guān)機(jī)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)
8.1機(jī)構(gòu)相關(guān)零件的概念
注塑模具中的注射成型模具包括有成型相關(guān)的零部件以及結(jié)構(gòu)相關(guān)零部件，下面就結(jié)構(gòu)相關(guān)零部件的內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，主要詳細(xì)介紹標(biāo)準(zhǔn)模架、合模過程中使用的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及起支承作用的零部件，其中支承作用的零部件又包括有固定板（動(dòng)模板、定模板）、（動(dòng)、定）模座、墊板、支承板等等構(gòu)成。
8.2標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
注射模中最基礎(chǔ)的就是模架，他可以將所有的部件聯(lián)系成為一個(gè)大的整體，筆者根據(jù)自己的塑件選擇了相關(guān)的模架，如圖所示：
圖8.1 模架結(jié)構(gòu)圖
8.3支承作用的部件
支承部件的作用主要是固定以及支承，主要包括有固定板、支承件、模座以及墊板等。
8.4（動(dòng)、定）模板
只要是要保證塑件元件能全部放在里面，一般情況下一半包括在動(dòng)模板一半在定模板中。
8.5合模過程中的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)
8.5.1導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用
1、 定位件用：模具閉合后。
2、 能夠保證上下開閉運(yùn)動(dòng)的正確。
3、 保證零件的尺寸精確和各要求。
4、 在模具的加工和裝配過程中也起定位作用。
5、 便于裝配和調(diào)整。
6、 導(dǎo)向作用
7、 承受一定的側(cè)向的壓力。
其作用是保證好動(dòng)模以及動(dòng)模和零部件之間能準(zhǔn)確的配合，對(duì)準(zhǔn)，從而保證塑件的尺寸和相應(yīng)的精度要求，避免部件之間的干涉和碰撞，主要導(dǎo)柱導(dǎo)向與錐面定位。
根據(jù)本身設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選擇了導(dǎo)柱導(dǎo)向的形式來保證相關(guān)的尺寸和精度，選擇導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式。
圖8.2 導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)約形式及尺寸
本設(shè)計(jì)中采用帶頭導(dǎo)柱，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，從而簡(jiǎn)了模具，設(shè)計(jì)中采用4根導(dǎo)柱，四角分布，導(dǎo)柱的長(zhǎng)度高出動(dòng)模具10mm，這樣能更好的定位。
導(dǎo)柱和模板之間采用配合，導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間采用配合
導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要采用耐磨和硬度高的材料，本次設(shè)計(jì)才用T8A材料，硬度50-55HRC
8.5.2 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)
(1)導(dǎo)料銷應(yīng)合理地統(tǒng)一在模具分型面、外模具的導(dǎo)柱中心,應(yīng)該有足夠的距離,以保證模具的強(qiáng)度。
(2)列的長(zhǎng)度應(yīng)該高于核心的高度結(jié)束6 - 8毫米,為了避免碰撞與凹模核心進(jìn)入凹模和損害。
(3)導(dǎo)柱和導(dǎo)套應(yīng)該有足夠的耐磨度和強(qiáng)度。
(4)為了使導(dǎo)料銷可以順利進(jìn)入導(dǎo)套,指導(dǎo)部門應(yīng)在年底圓錐形或半球形,導(dǎo)向套的前端應(yīng)該倒角。
(5)導(dǎo)料銷位于動(dòng)態(tài)模型可以保護(hù)的核心并不愛受傷,而位于一側(cè)固定模具方便順利脫模取出塑料部分,所以可以根據(jù)需要,決定如何組裝。
(6)、導(dǎo)料銷與滑動(dòng)部分形式H8 / f8,導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合根據(jù)H7 /轉(zhuǎn)k6固定部分,與導(dǎo)向套直徑根據(jù)編輯/轉(zhuǎn)k6;
(7)除了移動(dòng)模,模組之間的導(dǎo)料銷、導(dǎo)套,通常在動(dòng)態(tài)模型板與推板之間設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套,以確保發(fā)射機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)動(dòng)。
(8)導(dǎo)料銷直徑應(yīng)根據(jù)模具的大小決定,選擇標(biāo)準(zhǔn)框架數(shù)據(jù)供參考。
8.5.3導(dǎo)套的設(shè)計(jì)
（1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且加油槽；
（2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出6～8mm；
（3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分；
（4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架
（5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f7或H8/f7的
（6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4μm；
（7）導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H8/h8間隙配合，固定部分按H7/m6過渡配合
8.6螺栓
螺栓單獨(dú)使用幾乎沒有什么用處，配合上螺母之后就不一樣了，可以起到將被連接的零件或者結(jié)構(gòu)件連接起來，最常用的屬六角頭螺栓，本設(shè)計(jì)使用的就是這種螺栓，配合上螺母將下模座、墊板以及動(dòng)模板連接在一起，緊固這三個(gè)部分。
8.7螺釘（緊固、限位）
螺釘有很多功能，包括有定位，緊固，限位，支承等等作用，下面分別用圖9-3、9-4、9-5、9-6表示出該設(shè)計(jì)使用的螺釘形狀。
圖8-3 螺栓 圖8-4 緊固螺釘 圖8-5 限位螺釘 圖8-6 支承螺釘
8.8垃圾釘
主要作用是使得垃圾能夠漏掉，分部只要是在推桿下，墊在動(dòng)模座與推桿固定板之間，這里選擇的厚度為5。
圖8.7 垃圾釘
第9章 模具零部件材料選擇
9.1模具的選材及熱處理要求
表9-1 零部件的熱處理
零部件
選材
熱處理
動(dòng)模座板和定模座板
45鋼板
調(diào)質(zhì) 28~32HRC
推板
45鋼板
調(diào)質(zhì) 28~32HRC
推桿固定板
45鋼板
調(diào)質(zhì)
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