電腦鍵盤注射模具設(shè)計-注塑模具【3張CAD高清圖紙和文檔】【注塑模具JA系列】

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實訓總結(jié) 姓名：熊亞輝 班級：08模具 2 學號0810403234 為期一個月的金工實習結(jié)束了,在這近一個月的時間,感覺無論是從老師還是從從事學習的內(nèi)容方面都收獲了不少,真的感激這次經(jīng)歷。 ? 對于金工實習,我想作為一名工科學生是必須要經(jīng)歷的。一個不接觸工廠,不接觸機器的工科人的經(jīng)歷是不完整的,所以學校的金工實習課程就給我們提供了這樣的一種平臺讓我們能充分的對工廠、對工具、對機器產(chǎn)生認知,進而了解和熱愛。金工實習在機器的操作,自身的動手能力和對工具運用技巧的了解方面都給了我很大的幫助。 ? 實踐的過程真的能夠體悟到一種快樂,當然麻煩時時都有,可以說整個過程一直是痛苦并快樂著。每一個工種如今想起來似乎都是歷歷在目,而其中的快樂與痛苦更讓人珍惜。 ??鑄造已給我留下了很深的印象?？赡苁俏易鍪绿^繁瑣了,在鑄模填砂時老師建議要填得緊一些,于是我便一遍一遍的砸實所填的沙子,浪費了很多的時間,當別人已經(jīng)開始第二個模具填砂的時候,我的第一個模具剛剛添了一半,最后晃晃張張的忙完了整個工序,當我們最后評分完畢清理的時候才發(fā)現(xiàn),我填的那些跟磚塊一樣堅硬,我發(fā)現(xiàn)這并不是什么好事,想一想有些時候太認真也不是好事,過猶不及嘛!做工的時候兼顧質(zhì)量是一方面,另一方面也要注意速度啊。 ??還有的就是計算機輔助設(shè)計(CAD)了,奇妙的建模,精彩的形狀,我沒有想到我竟然可以學習可以理解的如此之快,當然這其中也要十分感激老師詳細的講解和幫助! ??金工實習在另一個方面也給了我很大的鍛煉機會。每次我總是工廠里最后一個離開的人,我不是說我有多認真,說我有多細致,只是我知道我的動手能力很差,我需要的就是耐心的一步步循序漸進的鍛煉自己,真正提升自身的實操能力。我的動手能力很差,通常被人一個小時可以做好的東西我卻要2,3個小時,而2,3個小時之后我還不一定比人家做的好,我也很急,也很想提高自己的速度,可是沒能做到,一有了速度就丟了質(zhì)量,想起了質(zhì)量有落下了速度,整個金工實習下來我依舊沒能夠平衡好自己的時間分配,但我絕對相信我學到了很多。 ??我知道,我學到了很多。首先說是一種耐心,不單單是鉗工,每一個工種,都是需要一份耐心一份認真和一份堅持才能夠做好的,每一個工種都是一個任務(wù),如何將每一個任務(wù)完成的恰到好處就是平衡點的把握,就是需要一種平靜的心態(tài),一種耐心。 ??其次是細心,什么工種都需要細心的觀察才能夠體悟到其中的內(nèi)涵。才能對這個工種有一定的掌握,每一個零部件的加工,每一個機器手柄的操作方向,每一個鍵盤上的按鈕都需要我們來用一顆細心來觀察來掌握其中暗藏的使用方法,只有也這種細心才能夠?qū)γ總€工種的工作原理有一定的理解。 ??再次是小心,每一個工種實習前都要講一下安全的問題,在整個金工實習的最開始部分講得也是安全,所以小心為重。聽到實習老師將給我們那么多發(fā)生在車床上悲慘的事情,真的很觸動人心,令人悚然。我再也不會,帶著手套操作車床;再也不會,在離開時忘記關(guān)閉機器電源;再也不會,私自亂動設(shè)備……因為我知道這種小心是與你的生命相聯(lián)系的,我需要保證的生命的長久與健康,如果僅僅因為馬虎,大意,不聽老師話而出現(xiàn)事故那這個代價實在是太大了。 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 2008 級學生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 系別 機電工程系 選 題 教 師 姓 名 陳青云 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 專業(yè)技 術(shù)職務(wù) 高級 中級 初級 √ 申報課題名稱 塑料插座 課題類別 設(shè)計 論文 其它 課題來源 生產(chǎn)實踐 科研 實驗室建設(shè) 自擬 √ √ 課題簡介 包括了材料的工藝分析、塑料的選用以及對比方案、塑料種類與模具設(shè)計的關(guān)系、模具的結(jié)構(gòu)、注射機的選擇、模具設(shè)計的有關(guān)計算、注塑機參數(shù)校核、模具結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計計算以及塑料注射模具技術(shù)要求和總裝要求。 設(shè)計(論文)要求(包括應(yīng)具備的條件) 1、論文規(guī)范，符合學院格式要求 2、要求進行方案比較，選擇合理的工藝設(shè)計 3、合理選擇產(chǎn)品材料，選擇正確的進行表面熱處理 4、計算準確，論據(jù)充分 5、圖紙規(guī)范 課題預(yù)計 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計 難易程度 難 一般 易 是否是新 擬課題 是 否 √ √ √ 所在專業(yè)審定意見 負責人(簽名)： 年 月 日 注：1、該表作為學生綜合畢業(yè)實踐課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論，負責人簽名后生效； 2、該表的填寫針對1名學生綜合畢業(yè)實踐時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學選擇，應(yīng)在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題），并且在“設(shè)計（論文）要求”一欄中加以體現(xiàn)； 3、課題簡介一欄主要指研究設(shè)計該課題的背景介紹及目的、主要內(nèi)容、意義； 4、“設(shè)計（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄：主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事該課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場地、文獻資料等）； 5、課題一旦被學生選定，此表須放在學生“綜合畢業(yè)實踐材料袋”中存檔。 附件2： 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論 文) 任 務(wù) 書 題 目 機械平板鍵盤的模具設(shè)計 系 別 機電工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 屆 別 2011 班級 08模具(2)班 姓 名 熊亞輝 學號 0810403234 指導(dǎo)教師 陳青云 職稱 助教 顧問老師 趙宇 職稱 工程師 畢設(shè)地點 江蘇申久化纖有限公司 教研室主任 何玉林 系 主 任 尹玉珍 發(fā)放日期：2010年11月26日 畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)書 姓 名 熊亞輝 學號 0810403234 系別 機電工程系 題 目 塑料插座設(shè)計 副 標 題 題目來源 自擬 團隊 是[ ] 否[√ ] 1．課題來源及選題依據(jù)： 1.模具工業(yè)的發(fā)展 2.當前塑料模技術(shù)發(fā)展趨勢 3.塑料模技術(shù)發(fā)展趨勢 4.畢業(yè)設(shè)計要求 畢業(yè)設(shè)計是完成教學計劃達到?？粕囵B(yǎng)目標的重要環(huán)節(jié)，是教學計劃中綜合性最強的實踐教學環(huán)節(jié)，對培養(yǎng)學生思想、工作作風及實際能力，提高畢業(yè)生全面素質(zhì)有很重要的意義。 5.畢業(yè)設(shè)計的課題 該生的實習單位主要生產(chǎn)電腦鍵盤外殼，本著理論和實踐結(jié)合的目的，該生自擬了題目，選擇電腦鍵盤的注射模為課題。課題難易適中。學生在學習期間以及學習了相關(guān)知識，針對此課題學生易于下手，而且已經(jīng)有相應(yīng)的工藝，工藝已經(jīng)很成熟，要求學生提供的設(shè)計說明書要按要求書寫，重在分析，掌握模具設(shè)計的工藝程序，學生可以把在校的理論知識進行綜合運用，從而達到畢業(yè)實習目的。 2．本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 1、論文符合學院的規(guī)定格式。 2、可以進行方案比較，選擇合理的工藝設(shè)計。 3、合理選擇產(chǎn)品材料，正確進行表面熱處理。 4、注意產(chǎn)品的保養(yǎng)與維護。 5、通過查閱各種注塑模具設(shè)計手冊一級相關(guān)文章和書籍，對計算機鍵盤的選用材料的性能進行分析，并對塑件結(jié)構(gòu)進行分析。 6、注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計算塑件的投影面積，通過注塑量的校核、注塑力的校核、瑣模力的校核、安裝部分的尺寸校對、開模行程的校核、頂出裝置的校核、結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號。 7、確定收縮率與分型面，通過查閱手冊材料的收縮率，并且確定具體的分型面。 3．進度安排(包括起迄日期、主要工作內(nèi)容等)： 起迄日期 工作內(nèi)容 備注 2010.11.29-2010.12.05 熟悉課題，為設(shè)計收集資料 2010.12.06-2010.12.12 提交開題報告 2010.12.13-2011.04.26 完成初步設(shè)計，將設(shè)計內(nèi)容交給教師，填寫中期檢查表，進行中期檢查。 2011.04.27-2011.05.08 根據(jù)指導(dǎo)老師意見進行完善修改 2011.05.09-2011.05.12 提交畢業(yè)設(shè)計（論文）及相關(guān)資料 4． 參考文獻： [1] 齊衛(wèi)東.塑料模具設(shè)計與制造[M],北京.高等教育出版社，2004 [2] 塑料模具技術(shù)手冊編委會.塑料模具技術(shù)手冊[M],北京.機械工業(yè)出版社，1997（輕工模具手冊） [3] 編寫組. 塑料模設(shè)計手冊[M],北京.機械工業(yè)出版社，1994 [4] 馮炳堯.模具設(shè)計與制造簡明手冊[M],上海.上?？茖W技術(shù)出版社，1985 [5] 李秦蕊.塑料模具設(shè)計[M],西安.西安工業(yè)大學出版社，1988 [6] 李德群.塑料成型模具設(shè)計[M],武漢.華中理工大學出版社，1990 [7] 張如彥.塑料注射成型與模具[M],北京.中國鐵道出版社，1987 [8] 航空工業(yè)部塑料模具編制組.塑料注射模具機構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計.1982 [9] 閻亞林.塑料模具圖冊[M],北京.高等教育出版社，2004。 [10] 陳錫棟 、周小玉.實用模具技術(shù)手冊[M],北京.機械工業(yè)出版社2002。 [11] 屈華昌.塑料成形工藝與模具設(shè)計[M],北京.高等育出版社，2001。 [12] 許發(fā)樾.模具標準應(yīng)用手冊[M],北京.機械工業(yè)出版社，1994 [13] 葉偉昌.刀量模具設(shè)計簡明手冊[M],北京.機械工業(yè)出版社，1995 [14] 虞傳寶.冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計資料[M],北京.機械工業(yè)出版社，1993 [15] 模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書編委會.模具常用機械設(shè)計[M],北京.機械工業(yè)出版社，2003 指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽字： 2010年11 月26日 系審查意見： 負責人簽字： 2010年11 月26日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 姓 名 熊亞輝 學號 0810403234 班 級 08模具（2）班? 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)教師 陳青云 實習單位 名 稱 ?江蘇申久化纖有限公司 實習單位 地 點 ?江蘇省太倉市 實習單位 指導(dǎo)教師 ?趙宇 實習單位 聯(lián)系電話 ?18796431167 畢業(yè)論文(設(shè)計)進展情況(已完成內(nèi)容、待完成內(nèi)容、存在問題和解決辦法、指導(dǎo)教師意見) 2010年12月完成選題審題表，任務(wù)書得網(wǎng)上填寫。 2011年2月在畢業(yè)設(shè)計論文網(wǎng)上填寫中期檢查表。 2011年3月完成對論文的基本框架。 在此期間有很多不懂的專業(yè)知識，經(jīng)過請教指導(dǎo)老師，問題已基本解決 2011年4月份完成論文的詳細內(nèi)容。 2011年5月回校答辯。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 畢業(yè)實習情況 學生簽名： 年 月 日 綜合畢業(yè)實踐鑒定表 學生姓名 熊亞輝 學號 0810403234 專業(yè) 08模具（2）班 畢業(yè)實踐單位 江蘇省太倉市申久化纖有限公司 畢業(yè)實踐內(nèi)容 技術(shù)員 參與指導(dǎo)畢業(yè) 實踐人員情況 (姓名、技術(shù)職務(wù)) 劉佳飛 車間主任 畢業(yè)實踐單位 鑒定意見 該員工工作態(tài)度良好，做事認真，負責，能謙虛向別的同事學習，做事情自主性比較強。 向上心較強，素質(zhì)高，以自己最大能力完成工作內(nèi)容，與團隊的協(xié)作能力較強，望該員工能繼續(xù)以積極的態(tài)度更好的工作。 檢查人簽名 年 月 日 附件4： HCIT-QF-JW053 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 綜合畢業(yè)設(shè)計(論文)成績評分表 題 目 機械平板鍵盤的模具設(shè)計 系 別 機電工程系 專 業(yè) 08模具（2）班 屆 別 2008 班級 08模具2 學生姓名 熊亞輝 學號 0810403234 指導(dǎo)教師 陳青云 職稱 講師 顧問老師 趙宇 職稱 中級工程師 年 月 日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 指導(dǎo)教師評分與評價意見表 題 目 塑料插座 學生姓名 熊亞輝 學號 0810403234 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)教師 陳青云 職稱 講師 百分比 評 分 項 目 滿分分數(shù) 實得分數(shù) 指 導(dǎo) 教 師 評 分 （30%） 1、學習、工作態(tài)度、完成任務(wù)情況 4 2、查閱中外文獻資料、綜合運用所學知識能力 5 3、實驗技能、分析與計算能力（包括計算機應(yīng)用能力） 6 4、綜合實踐能力（包括工程設(shè)計、試驗方案設(shè)計、工藝分析、產(chǎn)品剖析、規(guī)程擬定）和圖面質(zhì)量 6 5、論文質(zhì)量（包括數(shù)據(jù)處理、結(jié)論及分析正確性、邏輯性） 6 6、有獨特見解或創(chuàng)造性 3 累計 30 指導(dǎo)教師評語 是否同意答辯：是【 】 否【 】 是否推薦為優(yōu)秀論文：是【 】 否【 】 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 評閱教師評分與評價意見表 題 目 塑料插座 學生姓名 熊亞輝 學號 0810403234 專業(yè) 模具設(shè)計與制造 指導(dǎo)教師 陳青云 職稱 講師 百分比 評 分 項 目 滿分分數(shù) 實得分數(shù) 評 閱 教 師 評 分 （30%） 1、查閱中外文獻資料、綜合運用所學知識能力 6 2、專題調(diào)查、分析與計算能力（包括計算機應(yīng)用能力） 6 3、寫作能力（結(jié)構(gòu)嚴謹、條理清晰、語句通順） 6 4、論文質(zhì)量（包括選題、數(shù)據(jù)處理、結(jié)論及分析正確性、 邏輯性） 6 5、有獨特見解或創(chuàng)造性 6 累計 30 評閱教師評語 是否同意答辯：是【 】 否【 】 是否推薦為優(yōu)秀論文：是【 】 否【 】 評閱教師簽名： 年 月 日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 答辯小組評價意見表 題 目 塑料插座 學生姓名 熊亞輝 學號 0810403234 專業(yè) 08模具（2）班 指導(dǎo)教師 陳青云 職稱 講師 是否有重大原則性問題：是[ ] 否[ ] 百分比 評 分 項 目 滿分分數(shù) 實得分數(shù) 答 辯 小 組 評 分 （40%） 1、答辯準備、口述表達簡明扼要、突出重點 15 2、回答問題的正確性、知識深度和廣度 20 3、回答問題中有獨特見解 5 累 計 40 答辯情況記錄(答辯主要問題或答辯評語) 是否推薦為優(yōu)秀論文：是【 】 否【 】 答辯小組 成員簽名 答辯小組組長簽名： 年 月 日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 (論文)成績登記表 系別 專業(yè) 屆別 學 號 學生姓名 班級 三級評分（百分制） 最后成績 （五級制） 指導(dǎo) 教師 評閱 教師 答辯 小組 合計 成績 系(負責人)簽章 年 月 日 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 綜合畢業(yè)實踐說明書（論文） 標題：機械平板鍵盤的模具設(shè)計 系 別： 機電工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學 號： 0810403234 姓 名： 熊亞輝 指導(dǎo)教師： 陳青云 2011年5月15日 摘 要 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具對人們的生活影響越來越大了，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國的模具水平在近幾年也得到了很大的發(fā)展。 在本次設(shè)計過程中，主要設(shè)計了計算機鍵盤的注射模具。分析了塑件的形狀尺寸，擬訂了模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，并選定了所需的注射機的型號，設(shè)計了模具的成型部分，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等，并對模具進行了分模。重點設(shè)計了模具的成型部分，并繪制了模具的裝配圖和動模定模圖。 關(guān)鍵詞：注射模;動模;定模;分模 目 錄 摘 要 1 目 錄 2 引言 4 1 緒論 4 1.1 模具工業(yè)的概況 4 2 確定模具結(jié)構(gòu)方案 5 2.1 塑件分析 5 2.1.1. 塑件外形分析 5 2.1.2. 塑件的尺寸、公差及設(shè)計基準 6 2.1.3. 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù) 6 2.1.4. 塑件結(jié)構(gòu)要素 6 2.2 注射機的選擇 7 2.3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 8 3 模具設(shè)計的有關(guān)計算 9 3.1 澆注系統(tǒng) 9 3.1.1 澆注系統(tǒng)的總體構(gòu)成 9 3.1.2 主流道設(shè)計 9 3.1.3 分流道設(shè)計 10 3.1.4 澆口設(shè)計 11 3.2 分型面的設(shè)計 12 3.2.1 排氣槽的設(shè)計 13 3.3 成型部分及零部件 14 3.3.1 型腔數(shù)的確定 14 3.3.2 一般凹凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 3.3.3 成型零件工作尺寸 14 3.3.4 型腔壁厚計算 16 3.4 脫模機構(gòu) 18 3.4.1 脫模機構(gòu)的構(gòu)成與功能 18 3.4.2 取出機構(gòu)的方式 18 3.4.3 脫出機構(gòu)設(shè)計原則 18 3.4.4 塑件的脫出機構(gòu)設(shè)計 20 3.5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出部件設(shè)計 24 4 拉料及導(dǎo)柱設(shè)計 25 4.1 拉料機構(gòu) 25 4.2 側(cè)向抽芯及合模導(dǎo)向機構(gòu) 25 4.2.1 側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計 25 4.2.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 25 4.3 冷卻系統(tǒng) 28 4.3.1 冷卻裝置設(shè)計分析 28 4.3.2 冷卻裝置的理論計算 28 4.3.3 冷卻回路的布置 30 5 模體與支承連接零件 32 5.1 模體結(jié)構(gòu)設(shè)計 32 5.2 其他零件——吊裝設(shè)計 33 結(jié)束語 33 致 謝 35 參考文獻 36 機械平板鍵盤模具設(shè)計 引言 畢業(yè)設(shè)計課題確定為機械鍵盤的單型腔注射模具設(shè)計。設(shè)計內(nèi)容主要是常用注射機與注射模的關(guān)系及選用，材料的選用，成型部分的設(shè)計，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，排溢引氣系統(tǒng)的設(shè)計，脫模機構(gòu)的設(shè)計，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計，復(fù)位系統(tǒng)的設(shè)計及模體設(shè)計，各種支承部件，導(dǎo)向零件等。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。 IT行業(yè)的興起，引發(fā)著模具制造業(yè)的巔峰，富士康、三星公司的模具設(shè)計越發(fā)得到關(guān)注，本設(shè)計就電腦類機械鍵盤進行模具設(shè)計，根據(jù)對塑件的使用性能.材料選用和成型工藝等進行分析，設(shè)計出既節(jié)省材料又增加工作效率的鍵盤設(shè)計。 1 緒論 1.1 模具工業(yè)的概況 在討論注塑模設(shè)計之前，先要對國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個較清晰的了解，這也就使我們對本課題的意義有所了解。首先要對模具有一個整體的認識。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料。 在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認識到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。目前，從事模具技術(shù)研究的機構(gòu)和院校已達30余家，從事模具技術(shù)教育的培訓的院校已超過50余家。其中，獲得國家重點資助建設(shè)的有華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室，上海交通大學CAD國家工程研究中心、北京機電研究所精沖技術(shù)國家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學橡塑模具國家工程研究中心等。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 中國雖然在很早以前就制造和使用模具，但一直未形成產(chǎn)業(yè)。由于長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方，因此一直發(fā)展緩慢。1984年成立了這個模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當時全國共有生產(chǎn)模具的廠點6000家，總產(chǎn)值約為30億元。隨著中國改革開放的日益深入，市場經(jīng)濟進程的加快，模具及其標準件、配套件作為產(chǎn)品，制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具工業(yè)得到快速發(fā)展。在市場競爭中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術(shù)提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很快。 我國塑料模具的設(shè)計與制造目前主要依賴設(shè)計人員的經(jīng)驗和工藝人員的技巧，設(shè)計的合理性只有通過試模才知道，制造的缺陷主要靠反復(fù)修模來糾正。這不僅難以保證模具的質(zhì)量，而且使模具的設(shè)計與制造周期長，成本高，特別對大型、精密、復(fù)雜的中高檔模具，問題更為突出。 由于CAD/CAE/CAM的應(yīng)用，特別是20世紀80年代開始中國許多模具制造廠從國外引進了許多軟件，包括沖壓模、級進模、塑料模、壓鑄模、橡膠模、玻璃模、擠壓模等相應(yīng)軟件，使中國模具設(shè)計制造水平有很大提高，也產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟技術(shù)和社會效益。但由于人才缺乏和基礎(chǔ)工作較差，引進的軟件未能很好應(yīng)用及發(fā)揮其應(yīng)有的效益現(xiàn)象普遍存在，這是今后應(yīng)十分重視和有待解決的問題。 2 確定模具結(jié)構(gòu)方案 2.1 塑件分析 2.1.1. 塑件外形分析 該塑件為機械鍵盤（殼類），外表為平面，壁厚為2mm。具體視圖如圖2-1所示： 圖2-1 鍵盤圖 2.1.2. 塑件的尺寸、公差及設(shè)計基準 (1) 塑件尺寸為450×160×9MM（不含按鍵高度）。塑件要求為一般精度為3級，則尺寸公差取0.56mm. (2) 塑件設(shè)計以上端面為基準，進行設(shè)計。 2.1.3. 塑件所用塑料名稱、性能及工藝參數(shù) 塑件選用材料為 ABS ，具體參數(shù)如下： 密度（g/cm3）：1.02~1.16 (取1.10) 熔點：130～160 oC 吸水率：(0.2～0.4)% 收縮率（%）： 0.4~0.7 （取0.5%） 模具溫度（oC）：50~80 （取50） 料筒溫度（oC）：150~200 噴嘴溫度（oC）：170~180[7] 2.1.4. 塑件結(jié)構(gòu)要素 (1) 塑件脫模斜度：對ABS塑料而言， 型芯：35ˊ~1o （取40ˊ） 型腔：40ˊ~1o20ˊ（取1o） (2) 圓角：為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善充模特性，轉(zhuǎn)角處采用圓角過渡。 R（0.2~0.5） （取0.2） 2.2 注射機的選擇 (1) 最大注塑量： 由V ＝（B·L+） （2-1） ＝（45×16＋×22）×0.4 ＝720×0.4 ＝288(cm3) 995.6÷80%＝360(cm3) B——塑件的寬度（㎝） L——塑件的長度（㎝） R——塑件圓弧部分的半徑（㎝） (2) 注塑壓力：因為塑件形狀簡單，熔體流動性好、壁薄、尺寸大，所以據(jù)經(jīng)驗注塑壓力選100~140Mpa?即可。（取120 Mpa） (3) 鎖模力： F鎖＞P腔×A/1000 （2-2） F鎖＝[30×106×﹙450×160＋×22]×106]/1000 ＝2160﹙kN) P腔——型腔壓力（Mpa），由表2-2查得，30 Mpa A ——塑件及流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積。 (4) 開模行程校核(S)： S＞L1＋L2＋δ （2-3） S＝7＋10＋8＝25(mm) L1——凸模凸出部分高度(mm) L2——取出塑件間隙(mm) δ——頂桿頂出富裕量(5~10mm) (取8mm) 總上，選取SZ-630/2400臥式注塑機，其主要參數(shù)為： 最大注塑體積/cm3： 610 螺桿直徑/mm：60 注塑壓力/ Mpa：151 注塑速率(g/s)：310 鎖模力/KN：2400 最小模具厚度/mm：310 定位孔直徑/mm：Φ160 噴嘴球半徑/mm?：35[12] 2.3 擬定模具結(jié)構(gòu)方案 理想的模具結(jié)構(gòu)應(yīng)充分發(fā)揮成型設(shè)備的厚力（如合理的型腔數(shù)目和自動化水平等），在絕對可靠的條件下使模具本身的工作最大限度地滿足塑件的工藝要求（如塑件的幾何形狀，尺寸精度，表面光潔度等）和生產(chǎn)經(jīng)濟要求（成本低，效率高。使用壽命長，節(jié)省勞動力等），由于影響因素很多，可先從以下幾方面做起： （1）塑件成型。按塑件形狀結(jié)構(gòu)合理確定，其成型位置，同成型位置在程度上影響模具的復(fù)雜性。鑒于塑件外形及模具空間的充分利用，要用中間成型。 （2）行腔布置。根據(jù)塑件的形狀大小，結(jié)構(gòu)特點。尺寸精度，批量大小及模具制造的難易，成本高低等確定型腔的數(shù)量與排列方式。根據(jù)經(jīng)驗每增加一個型腔，塑件尺寸精度降低4%，此處根據(jù)塑件要求及設(shè)計任務(wù)要用單型腔。 （3）選擇分型面。分型面位置的選取要有利于模具加工、排氣、脫氣、脫模、塑件的表面質(zhì)量及工藝操作等。此方案中，依據(jù)塑件小孔的垂直方向為豎直方向作為最大分型面。 （4）確定澆注系統(tǒng) 包括主流、分流道、冷料井、澆口的形狀、大小和位置。主澆道的設(shè)計符合模具設(shè)計標準。由此單型腔、分流道以捷徑為原則逼近澆口。冷料井作成Z形以便于脫模。 （5）選擇脫模方式 考慮開模、分型的方法與順序，推桿的組合方式、合模導(dǎo)向與復(fù)位機構(gòu)的設(shè)置以及側(cè)向抽芯機構(gòu)的選擇與設(shè)計和模具空間的成分利用，采用二次開模機構(gòu)。 （6）模溫調(diào)節(jié) 冷卻水道的形狀、尺寸與位置，特別是與模腔壁間的距離及位置關(guān)系。都影響塑件產(chǎn)品的質(zhì)量和成型周期。而考慮冷卻效果初步設(shè)想采用圓孔水道。 （7）確定主要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸 考慮成型與安裝的需要及制造與裝配的可能，根據(jù)能選材料，通過理論計算或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿等重要零件的結(jié)構(gòu)與尺寸以及安裝固定、定位、導(dǎo)向等方法。 （8）支承與連接 合理的將模具的各個組成部分通過支承塊、模板、銷釘、螺釘?shù)戎С信c連接零件，按使用與設(shè)計要求組合成一體，獲得模具的總體結(jié)構(gòu)[13]。 3 模具設(shè)計的有關(guān)計算 3.1 澆注系統(tǒng) 3.1.1 澆注系統(tǒng)的總體構(gòu)成 澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機噴嘴開始到型腔為止的塑料流動通道，其由主流道、分流道、澆口及冷料穴組成。 3.1.2 主流道設(shè)計 主流道是指從注塑機噴嘴與模具接觸的部位起到分流道為止的一段。 (1)主流道的結(jié)構(gòu)設(shè)計 A對于所選的臥式注塑機：熔融塑料首先經(jīng)過主流道，故它的大小直接影響塑料的流速及填充時間。主流道的斷面設(shè)計為圓形，這樣在有限的空間內(nèi)增大了截面積。 B 為了便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料及熔體膨脹，主流道設(shè)計成帶錐度的圓柱，其錐角2°~ 4°（取3°），過大會使流速減慢。 C 主流道大端面呈圓角，其半徑常取r＝1~3mm(取2mm)，，以減少料流轉(zhuǎn)向過渡時的阻力。 D 為確保塑料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，主流道對接處設(shè)計成半球形凹坑。如圖3-1所示。具體關(guān)系為： R2＝R1＋δ＝35mm＋1mm ＝36mm R2——主流道對接處半徑(mm) R1——注塑機噴嘴球半徑(mm) δ——噴嘴球半徑接觸富裕量(mm) L1——凹坑深度(mm).一般3~4mm,取3mm 圖3-1 主流道 E 為了保證塑件成型良好，L(主澆道長度)取最小，減小凝料 L＝L3＋(L2－L1) ＝25mm＋(20－3) mm＝42mm L——主澆道長度(mm) L1——凹坑深度(mm) L2——澆口套凸臺高度(mm) L3——主澆道主要部分長度(mm) (2) 澆口套設(shè)計 由于主澆道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以要模具的主流道部分通常設(shè)計成可以拆卸更換的主流道襯套。為了選用優(yōu)質(zhì)鋼材和單獨加工和熱處理，采用分體式。為方便定位，設(shè)計圓盤凸出定模端面的高度H為：H＝(5~10) mm 3.1.3 分流道設(shè)計 分流道是指主流道與澆口之間的這一段，它是熔融塑料由主流道流入型腔的過渡段，也是澆注系統(tǒng)中通過斷面積變化和塑料轉(zhuǎn)向的過渡段，能使塑料得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換。 (1) 分流道的程度及端面尺寸 由經(jīng)驗得，ABS分流道斷面直徑為3.5~10mm，鑒于塑件的實際尺寸，取5mm。如圖3-2所示。 圖3-2 分流道 (2) 分流道截面形狀 考慮效率，圓形截面積大，表面積小，效率最高，且分流道的中心與澆口中心線共線，故采用圓形截面。但加工相對困難。采用梯形或U字型截面時，塑料熔體在流道中流動時。表層冷凝凍結(jié)，起絕熱作用，熔體僅在流道中心流動，因此為實現(xiàn)理想狀態(tài)的流道中心線與澆口中心線共線，故采用圓形截面。 (3)分流道的布置 由設(shè)計要求，采用單型腔，根據(jù)塑件形狀采用分流道平衡式布置。 (4)分流道與澆口的連接 分流道與澆口連接處加工成斜面，并用圓弧過渡。，利于塑料熔體的流動。 3.1.4 澆口設(shè)計 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀、數(shù)量和位置對塑件的質(zhì)量影響很大。其作用有：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。 (1) 澆口形式設(shè)計 潛伏式澆口脫模時，有較強的沖擊力，易堵塞澆口，側(cè)澆口適用于兩板流下明顯的澆口痕。同時，ABS塑料性能為低粘度、故采用點澆口。這要求采用三板式結(jié)構(gòu)，以脫出流道凝料。由表查得，壁厚2mm時，d為1.0~3.0mm(取1mm);澆口長度:l＝1mm。如圖3-3所示。 圖3-3 澆口 (2) 澆口位置的選取原則 A澆口位置的選擇應(yīng)避免產(chǎn)生噴射和蠕動（蛇形流） B 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。 C 澆口位置的選擇應(yīng)使塑料的流程最短，料流變向最少，以減少動能損失，良好填充。 D 澆口位置的選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。 E 澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕，增加熔接牢度。 F 澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔、型芯等擠壓變形。鑒于此，對本塑件澆口選于沿長邊一側(cè)接近兩端1/4處。如圖3-4所示。 圖3-4澆口 3.2 分型面的設(shè)計 分型面是打開模具取出塑件澆注系統(tǒng)凝料的面。 (1) 確保塑件尺寸精度 為滿足同軸度，防止錯腔要求，使塑件全部在定模中成型，且塑件表面呈平面型，故可以采用較小的脫模斜度。 (2)確保塑件表面質(zhì)量 分型面盡可能選擇在不影響外觀的部位以及分型面處產(chǎn)生的飛邊容易加工修整部位。根據(jù)產(chǎn)品實際考慮，我把分型面選在鍵盤外殼底面的最大面積處。 (3)考慮模具結(jié)構(gòu) 圖3-5 分型面 盡量簡化脫模部件，為便于塑件脫模，應(yīng)使塑件在開模時盡可能留于動模，即只要上塑件與動模結(jié)合力大于塑件與定模結(jié)合力即可。在滿足此要求前提下，盡可能使塑件與定模有一定結(jié)合力，而不將塑件與模具的結(jié)合力全部放于動模中。 鑒于分型面以上選取原則及塑件斷面尺寸最大和點澆口的應(yīng)用，采用雙分型面，如圖3-5所示。 3.2.1 排氣槽的設(shè)計 對于成型大中型塑件的模具，需要排出的氣體質(zhì)量多，通常應(yīng)開排氣槽。排氣槽應(yīng)設(shè)在分型面凹槽一邊。排氣槽的位置以處于熔體流動末端為好。排氣槽寬度b＝(3~5)mm,深度h小于0.05mm，長度l＝0.7mm。對于ABS塑料，有經(jīng)驗3mm。如圖3-6所示[12]。 1-分流道 2-澆口 3-排氣槽 4-導(dǎo)向溝 5-分型面 圖3-6 排氣槽 3.3 成型部分及零部件 3.3.1 型腔數(shù)的確定 型腔數(shù)的確定： 根據(jù)鎖模力確定型腔數(shù)目 設(shè)鎖模力為F（N），型腔壓力為P（Mpa）,每一塑件的投影面積為A1(mm2)，澆注系統(tǒng)的投影面積為A2(mm2)，則有： n＝[13] （3-1） ＝1.27 故在這采用單型腔模具成型。 3.3.2 一般凹凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 （1）凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計 凹模是成型塑件外形的主要部件，其結(jié)構(gòu)隨塑件的形狀和模具的加工方法而變化。 整體方式強度、剛性好、結(jié)構(gòu)簡單?？紤]塑件形狀采用完全整體式凹模塊：它是由整塊金屬材料直接加工而成的，如圖3-7所示。這種形式的凹模結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不易變形，成塑的塑件質(zhì)量較好。但機械加工較困難，故適用于形狀簡單的塑件。 圖3-7 凹模 （2） 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 凸模上成型塑件內(nèi)形的成型零件。根據(jù)塑件的特殊形狀的成型要求，采用完全整體式凸模。 3.3.3 成型零件工作尺寸 （1） 凹模徑向尺寸：（平均收縮率法）。圖3-8所示為塑件外形（外徑）與型腔內(nèi)形（內(nèi)徑）的對應(yīng)關(guān)系。 圖3-8 成型凹槽 （3-2） 式中 --型腔內(nèi)形尺寸 --塑件外形基本尺寸（mm） --塑件平均收縮率 5% X綜合系數(shù) 取1/3 模具成型尺寸設(shè)計公差 ?。?/5-1/3）S =（450+4500.5%-1/20.56） = =（160+1600.5%-1/20.56） = 型腔深度尺寸： （3-3） 式中 --型腔內(nèi)形尺寸 --塑件外形基本尺寸（mm） --塑件平均收縮率 5% X綜合系數(shù) 取1/3 模具成型尺寸設(shè)計公差 ?。?/5-1/3） =9+90.5%-1/20.56 = 3.3.4 型腔壁厚計算 (1) 型腔的強度及剛度要求： 塑料模具型腔的側(cè)壁和底壁厚度的計算是模具設(shè)計中經(jīng)常遇到的重要問題，尤其對大型模具更為重要。目前，許多單位都憑經(jīng)驗決定，但常因為估計不準而造成面具報廢或浪費材料，為此，建立科學的計算方法實屬必要。目前，常用計算方法有按強度條件和按剛度條件計算兩大類，但實際的塑件模具卻要求既并不允許因為強度不足而發(fā)生明顯的變形，甚至破壞，也不允許用剛度不足而發(fā)生過大變形。因此，要求逐一對強度及剛度加以合理考慮。 在注塑成型過程中，型腔所受的力有塑料熔體的壓力，合模時的壓力，開模時的拉力等，其中最主要的是熔體的壓力，在塑料熔體壓力作用下，型腔將產(chǎn)生有應(yīng)力及變形。如果型腔側(cè)壁和壁厚不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過材料的許用應(yīng)力時，型腔即發(fā)生強度破壞。與此同時，剛度不足側(cè)發(fā)生過大的彈性變形，從而產(chǎn)生溢料和影響塑件尺寸及成型精度，也可能導(dǎo)致脫模困難。但理論分析和實踐表明，模具對剛度及強度的要求并非同時兼顧。對于大尺寸型腔，剛度不足是主要問題，應(yīng)按剛度計算。強度計算的條件是滿足各種受力狀態(tài)下的許用應(yīng)力。剛度計算的條件則因模具特殊性，從幾個方面考慮： A 要防止溢料。模具型腔的某些配合面當高壓塑料熔體注塑時，會產(chǎn)生足以溢料的間隙。對ABS而言，間隙為0.05mm。 B 應(yīng)保證塑件精度。塑件均有尺寸要求，這就要求模具塑腔具有良好的剛性，即塑料注入時不產(chǎn)生過大的彈性變形。最大彈性變形值可取塑件允許公差的1/5。 C 要利于脫模。當變形量大于塑件冷卻收縮時，塑件的周邊將被型腔緊緊的包住而難以脫模，強制頂出易使塑件劃傷或損壞，因此型腔允許彈性變形量應(yīng)小于塑件的收縮值。 (2) 型腔壁厚的計算： 圖3-9 型腔 A 側(cè)壁厚度： 首先按強度計算： （3-4） =7.95mm 再按剛度計算： （3-5） =3.27mm 通過對強度和剛度的比較，在滿足兩者的情況下，所以選擇壁厚為8mm B 底板厚度： 首先按強度計算： （3-6） =65.54mm 按剛度計算： （3-7） =10.15mm 綜合從剛度和強度方面考慮，我們選擇的底板厚度為66mm 式中： E——模具材料的彈性模量（Mpa），碳鋼2.10 P——型腔壓力.約為0.4 ——剛度條件，即允許變形量(mm) 0.04—0.05 ——模具材料的許用應(yīng)力（Mpa） 取180Mpa。 ——為凹模型腔側(cè)壁厚度(mm) ——為凹模型腔底板厚度（mm） 3.4 脫模機構(gòu) 3.4.1 脫模機構(gòu)的構(gòu)成與功能 脫模機構(gòu)的作用是將型件和澆注凝料等與模具松動分離（稱為脫出），然后把從模具脫出的塑件和澆注系統(tǒng)凝料等從模內(nèi)取出，即脫模動作分為脫出和取出兩個步驟。本設(shè)計中脫出和取出兩個動作之間，有明顯的界限（前者液壓脫出，后者動力來源為人工）。 3.4.2 取出機構(gòu)的方式 根據(jù)塑件質(zhì)量要求，采用非掉落取出。即塑件或澆注系統(tǒng)凝料等從模具中被拿出。取出動作依靠人工，在脫出部件使其從模具脫出呈懸掛狀時，將其取出而離開模具。 3.4.3 脫出機構(gòu)設(shè)計原則 在注塑成型的每一個循環(huán)中，塑件必須由模具型腔中或凸模上松動分離（即脫出），脫出塑件的機構(gòu)，就叫塑件脫出機構(gòu)。澆注系統(tǒng)凝料等也要從模內(nèi)脫出，這種機構(gòu)就叫澆注系統(tǒng)凝料等的脫出機構(gòu)。本設(shè)計采用三模兩開式，塑件與澆注系統(tǒng)用兩個單獨的脫出機構(gòu)。 (1) 脫出機構(gòu)設(shè)計基本考慮 為了保證塑件在頂出過程中不變形或損壞，必須正確分析對模腔粘附力的大小及其所在部位，以便選擇合理的頂出方式和頂出裝置，使頂出力將以均勻合理的分布。頂出位置應(yīng)設(shè)置在阻力大的地方，再有就是使塑件不易變形的部位。在選擇頂出位置時，盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)λ芗庥^影響不大的部位，尤其是用頂桿頂出時更應(yīng)注意這個問題。另外，與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙要保證不溢料，以免塑件上留下飛刺痕跡。 (2) 脫出機構(gòu)的結(jié)構(gòu) 在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時，必須考慮在開模過程中保證塑件留在具有頂出裝置的那一部件，即留于動模上，這樣可簡化頂出機構(gòu)。但因塑件結(jié)構(gòu)的關(guān)系，不便留于動模時，亦可采取一些措施，強制塑件留于動模中，或是塑件在開模后由定模上的頂出機構(gòu)頂出。 脫出機構(gòu)要求工作可靠，動作節(jié)奏點清晰，運動靈活，制造方便，配換容易，且本身具有足夠的強度和剛度。根據(jù)注塑頂出裝置的形式，模具上要相應(yīng)采用一定的形式。 (3) 所需頂出行程、抽芯距、開模行程計算 A 頂出行程： S頂＝h凸 ＋e ＝9＋3 ＝12(㎜) S頂——所需頂出行程(㎜) h凸——型芯成型高度(㎜) e——頂出行程富裕量(㎜)，取2～3㎜ B 抽芯距： 由于電腦鍵盤無需側(cè)抽芯，故無需抽芯機構(gòu)。 C 開模行程：對于雙分型面模具來說（如圖3-10所示） 圖3-10 雙分型面 S開＝H1＋H2＋a＋e ＝9＋7＋5＋10 ＝31 (㎜) H1——動定模型芯突出分型面的高度總和(㎜) H2——塑件及澆注系統(tǒng)在開模方向上的總投影高度(㎜) a—— 澆注系統(tǒng)在開模方向的總投影高度(㎜) e——取件及取出澆注系統(tǒng)凝料的開模行程富裕量(㎜) (4)所需頂出力、抽拔力、開模力計算 頂出力的決定與抽拔力的計算相同，塑件與型腔的粘附力，多由塑件收縮引起，因此頂出塑件時所需的頂出力必須克服粘附力所引起的摩擦阻力。 塑件在冷凝收縮時要產(chǎn)生對型芯的包緊力所產(chǎn)生的抽拔阻力及機械傳動的摩擦力，才能抽出活動型芯。對于不帶通孔的殼體塑件，抽拔時還要克服大氣壓造成的阻力。在開始抽拔拔瞬間，所需的力稱為其始抽拔力，以后抽拔所需的力稱為相繼抽拔力，前者比后者大，因此計算抽拔力時應(yīng)以起始抽拔力為準。由公式3-8得 Q′＝ （3-8） ＝4492N P——塑件的收縮應(yīng)力(N/㎡) （由于鍵盤屬于模內(nèi)冷卻的塑件，故取） A——塑件包緊型芯的側(cè)面積(㎡) f——摩擦系數(shù)，一般f＝0.15～0.2 (取0.2) α——脫模斜度，一般α＝1°～2°(取1°) Q′——抽拔力(N) 頂出力：包括塑件從凸模的脫出力，通過頂出的側(cè)面抽芯力轉(zhuǎn)化來的頂出力，頂出機構(gòu)慣性力和摩擦力，潛伏式澆口的切斷力，流道及冷料井的頂出力，其他脫出力轉(zhuǎn)化來的頂出力等。 所需開模力：包括型腔真空負力、模具及注射機模板慣性力、摩擦力、塑件從凹模中的脫出力、側(cè)抽芯力轉(zhuǎn)化來的開模力、主流道的凝料的脫出力、點澆口的切斷力等。 3.4.4 塑件的脫出機構(gòu)設(shè)計 為了頂出塑件，必須根據(jù)脫出機構(gòu)的設(shè)計原則，使用一定形式的塑件直接接觸的頂出元件。一般頂出機構(gòu)的頂出元件有頂桿、頂管、推板、活動鑲塊等。這里采用頂桿。為了使頂出元件能夠頂出塑件，必須將頂出元件直接或通過中間過渡的頂出桿連接到頂出板上。注塑機的頂出機構(gòu)頂出模具的頂出板運動可靠而帶動頂出元件將塑件頂出。為了保持頂出板運動可靠靈活且不致于由于各種因素使頂出元件扭曲，折斷或卡住等，導(dǎo)出板應(yīng)有導(dǎo)向裝置。在塑件被取出而進入到下一個注塑操作循環(huán)時，頂出機構(gòu)要進行復(fù)位，所以頂出機構(gòu)上要有用于復(fù)位的元件。為了提高頂出板在復(fù)位后與模具的動模板有較好的接觸性能和方便復(fù)位極力的調(diào)整，可采用限位釘安裝于頂出板與模具的動模座板之間。 根據(jù)塑件分析，采用頂桿頂出機構(gòu)。頂桿頂出機構(gòu)是最簡單最常用的一種形式，因它制造簡單，更換方便，頂出效果好，故廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)中。本設(shè)計采用兩種頂桿： (1) 頂桿選?。? A 普通頂桿：如圖3-11所示，為單節(jié)式頂桿，配合部分和固定部分做成一致。它只起頂出塑件的作用，本身只有端面參與成型。 圖3-11 頂桿 B 成型頂桿：該種頂桿除了頂出塑件外，本身還直接參與成型，它可以做成與塑件的某一部分的形狀相同。（如圖3-12所示） 圖3-12 成型頂桿 (2) 頂桿在塑件上的布局： 頂桿的位置應(yīng)選在頂出阻力大的地方，也即使塑件不易變形的部位。如圖所示，側(cè)面處阻力最大，因此頂桿設(shè)于此處為宜。由于塑件形狀相對簡單，且是規(guī)則的矩形，故頂桿在塑件上均等分布，使電腦鍵盤在頂出的過程中受力均勻。如圖3-13所示。 圖3-13 頂桿布局 (3) 頂桿固定及配合： 圖3-14 頂桿固定 頂桿與頂桿孔的配合可采用H8/f8或H7/e7。配合表面的粗糙度，一般為Ra0.08～0.4μm。頂桿在頂桿固定板中的固定形式如圖3-14所示頂桿直徑要比固定孔的直徑小0.5～1.0㎜。 (4) 頂桿直徑d、長度L的確定：（頂桿如圖3-15所示） 圖3-15 頂桿 d＝ （3-9） ＝8.6 (㎜) (取10㎜) L＝[h凸＋δ1]＋h動墊＋[S頂＋δ2]＋h頂固＋δ （3-10） ＝7＋0.1＋0＋12＋5＋20 ＝44.1 (㎜) 式中 ： h凸——凸模的總高度(㎜) h動墊——動模板的厚度(㎜) S頂——頂出行程(㎜) h頂固——頂桿固定板的厚度(㎜) δ1——富裕量，一般為0.05～0.1㎜，表示頂桿端面比型腔高出。 δ2——頂出行程富裕量(㎜)，一般為3～6㎜ δ——彈簧并緊后高度(㎜)（頂出板和動模墊板間加彈簧） (5) 頂出中附屬零部件 A 頂出板：頂出板由頂桿固定板及其墊板組成，用于固定元件作用，常用45鋼制成。最好經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，235HB。 B 限位釘：為了提高頂出板在復(fù)位后與模具的動模座板有比較好的接觸性能和方便復(fù)位距離的調(diào)整，可采用限位釘裝于頂出板與模具的動模之間。所有限位釘?shù)母叨缺仨氁恢?。限位釘?shù)目取4-6個，均布于動模座板上。通常與動模過盈配合。限位釘用T8材質(zhì)，熱處理55HRC左右；亦可用45鋼，并經(jīng)條調(diào)質(zhì)好處理，235HB。 C 頂出導(dǎo)向零件：在頂出塑件時為了防止墊板和頂桿折斷頂桿，尤其對細長頂桿更應(yīng)該防止產(chǎn)生這種折斷現(xiàn)象，故常設(shè)導(dǎo)向零件。在這里設(shè)導(dǎo)柱兩個。導(dǎo)柱通常用T8材質(zhì)做成，淬火55～60HRC。如圖3-16所示。 圖3-16 導(dǎo)向零件 D 復(fù)位桿：（回程桿或反頂桿）它的作用是將已經(jīng)完成頂出塑件的頂板回復(fù)到注塑成型時的原始位置。復(fù)位桿必須裝在固定頂桿的同一固定板上，而且各個復(fù)位桿的長度必須一致，且復(fù)位桿端面常低于模板平面0.02～0.05㎜。復(fù)位桿的材質(zhì)用T8、T10等，淬火55～60HRC。具體形式如圖3-17所示。 圖3-17 復(fù)位桿 d=12mm D=17mm H=6mm L=50mm E 彈簧：為了提高頂出的平穩(wěn)和起緩沖作用，在頂出板與動模墊板之間加上彈簧。如圖3-18所示。 圖3-18彈簧 3.5 澆注系統(tǒng)凝料的脫出部件設(shè)計 圖3-19 脫出裝置 結(jié)合塑件二次開模的特點，利用側(cè)凹切斷點澆口凝料。如圖所示結(jié)構(gòu)，在分流道盡頭鉆一斜孔，開模時由于斜孔內(nèi)的冷凝料的限制，使?jié)沧⑾到y(tǒng)凝料在澆口處與塑件切斷，然后由于冷料井倒錐的作用，鉤住澆注系統(tǒng)凝料脫離斜孔，最后由中心頂桿頂出澆注系統(tǒng)凝料。側(cè)凹部分結(jié)構(gòu)如圖3-19所示，斜孔角度15°～30°，直徑3～5㎜，斜孔深度為5～12㎜。 4 拉料及導(dǎo)柱設(shè)計 4.1 拉料機構(gòu) 拉料機構(gòu)采用拉料桿。拉料桿頭部做成Z字形，可將主流道的凝料鉤出，開模時即可將該凝料從主流道中拉出。拉料桿的尾部是固定在動模墊板上的。故在一次開模時，凝料被拉于定模上。開模之后，將凝料取下。此處，由于塑件的特殊結(jié)構(gòu)，不采用拉料桿而用冷料井來完成凝料的脫出。 拉料桿結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 圖4-1拉料桿結(jié)構(gòu) 4.2 側(cè)向抽芯及合模導(dǎo)向機構(gòu) 4.2.1 側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計 鑒于塑件的特殊結(jié)構(gòu)，無需側(cè)抽芯，所以側(cè)抽芯機構(gòu)不必設(shè)計，塑件能夠很好的完成塑件的頂出。 4.2.2 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向零件的作用是：模具在進行裝配和調(diào)模試機時，保證動、定模之間一定的方向和位置。導(dǎo)向零件要受到一定的側(cè)向力，，起導(dǎo)向和定位的作用。當模具牢靠裝于注塑機上后。模具在注塑過程中，如果模具上沒有精定位裝置，動、定模的正確定位則由注塑機的拉桿精度保證；如果模具上有精定位裝置，動、定模的正確定位則由模具的精定位裝置保證。 (1) 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計 A 導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分別在模具的周圍或靠近邊緣的部位，其中心到模具邊緣應(yīng)有足夠的距離，以保證模具的強度，防止壓入導(dǎo)柱后發(fā)生變形。 B 根據(jù)模具的形狀與大小，本副模具采用4個導(dǎo)柱。在實際中，為了簡化加工工藝，可采用四個直徑相同的導(dǎo)柱；但數(shù)量分布不對稱，此處采用導(dǎo)柱位置對稱但中心距不同。如圖4-2所示。 圖4-2 導(dǎo)向結(jié)構(gòu)布置 C 由于塑件留于動模，所以為了便于脫模，導(dǎo)柱安裝于定模。 D 為了保證分型面很好的接觸，導(dǎo)柱在分型面處制有承屑槽，一般是削去一個面。如圖4-3所示。 圖4-3 承屑槽 圖4-4 導(dǎo)向孔 E 各導(dǎo)柱及導(dǎo)向孔的軸線應(yīng)保證平行，否則將影響合模的正確度，甚至破壞導(dǎo)向零件。如圖4-4所示。 F 在合模時，應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸，避免凸模先進入型腔，導(dǎo)致?lián)p壞成型零件。 (2) 導(dǎo)柱的設(shè)計 A 導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)如圖4-5所示，采用帶頭導(dǎo)柱。 圖4-5 導(dǎo)柱 B 導(dǎo)柱選用材料為T8，熱處理50～55HRC，公差t為6級。 C 導(dǎo)柱長度必須比凸模端面的高度，高出6～8㎜，以免在導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向之前凸模先進入型腔相碰而損壞。 D 導(dǎo)柱的直徑根據(jù)模具尺寸來確定。查表[1]得知，Φ40 E 導(dǎo)柱常見安裝固定如圖4-6所示。導(dǎo)柱尾部通常應(yīng)埋入模板內(nèi)，固定部分按H7/m6過渡配合，導(dǎo)柱滑動部分按H8/f8間隙配合。導(dǎo)柱工作部件的表面粗糙度可為Ra0.4μm。 圖4-6 導(dǎo)柱的安裝 F 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此采用碳素工具鋼（T8）經(jīng)淬火處理，硬度55HRC以上。 (3) 導(dǎo)向孔的設(shè)計（無導(dǎo)套式） 導(dǎo)向孔直接開設(shè)在模板上，這種形式的導(dǎo)向孔加工簡單，適用于小批量生產(chǎn)，精度要求不高的模具，導(dǎo)向孔應(yīng)做成通孔。如果做成盲孔，則不但因孔內(nèi)空氣無法逸出，對導(dǎo)柱的進入有反壓縮作用，而且落入孔內(nèi)的廢料也不易清除，有礙導(dǎo)柱導(dǎo)入。 為了使導(dǎo)柱順利地進入導(dǎo)向孔，在導(dǎo)向孔的前端應(yīng)有倒固定圓角。導(dǎo)向孔的滑動部分H8/f8間隙配合，表面粗糙度Ra0.4μm。 4.3 冷卻系統(tǒng) 一般注塑到模具內(nèi)的塑料溫度為200°C左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60°C以下，熱塑性塑料ABS在注塑成型后，應(yīng)該對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快的傳給模具，以便使塑件可靠冷卻定型并可以迅速脫模，提高塑件定型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對于ABS而言，屬粘度低、流動性好的塑料，且塑件稍大，為縮短成型周期，需設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 4.3.1 冷卻裝置設(shè)計分析 (1) 盡量保證塑件收縮均勻，保持模具熱平衡。 (2)冷卻系統(tǒng)水孔的數(shù)量越多越好，孔徑越大，則對塑件冷卻也就越均勻。 (3)水孔與型腔表面各處最好有相同的距離，即水孔的排列與型腔盡量相吻合，當塑件壁厚不均時，厚壁處水孔應(yīng)靠近型腔一些，距離要小。一般水邊離型腔距離不得小于10㎜，常用12～15㎜。 (4)澆口處加強冷卻。有；不熔融塑料填充時，澆口附近溫度最高，距澆口越遠溫度越低。因此，澆口附近應(yīng)加強冷卻，通入冷水，而在溫度較低的外側(cè)只需通過經(jīng)熱交換后的溫水即可。 (5)降低入水和出水的溫差。否則易使模具的溫度分布不均。 (6)冷卻水通道要避免接近塑件的熔痕部位，以免熔接不牢，影響強度。 (7)冷卻系統(tǒng)的設(shè)計要考慮盡量避免其與模具結(jié)構(gòu)中其他部分的干涉現(xiàn)象。 (8)冷卻通道的進口與出口接頭盡量不要高出模具外表面，即要埋入模板內(nèi)，以免模具在運輸過程中造成損壞。 (9)冷卻水通道要易于加工和清理。一般孔徑設(shè)計為8～12㎜。 4.3.2 冷卻裝置的理論計算 理論計算即計算模具的冷卻面積與冷卻分布造成的不同溫度分布，以便設(shè)計冷卻回路。求得恰當?shù)睦鋮s管道直徑和長度，滿足冷卻要求。 (1) 傳熱面積計算： 如果忽略模具同空氣對流，熱輻射與注塑機結(jié)合廠所散失的熱量，假設(shè)塑料熔體在模內(nèi)釋放的熱量，全部由冷卻水帶走，則模具冷卻時需要冷卻水的體積流量可按下式計算： 如考慮結(jié)晶形塑件的熔解潛熱，則每千克塑料釋放的總熱量為： [15] （4-1） =350+1680 =2030J/kg a——每千克塑料所放出的總熱量 取350J/kg 又有 Q=nGa （4-2） 在不考慮其他熱量損失的情況下，可以認為塑件所放出的熱量全部被冷卻介質(zhì)所帶走。 Q=Cw（） （4-3） 式中： W——每小時所需冷卻水的質(zhì)量。kg/h t1——冷卻水出口溫度(°C) （取50°C） t2——冷卻水進口溫度(°C) （取25°C） C——冷卻介質(zhì)的比熱容[J/(kg·K)] 所以每小時所需要的冷卻是的質(zhì)量是： W== （4-4） =12.7kg/h 冷卻水管所需的傳熱面積： （4-5） =3.5m2 式中 Q——為每小時傳遞的熱量，上式中有計算。 TM ——模具的平均溫度 TW ——冷卻水的平均溫度 ——系數(shù)，取0.6 所以冷卻系統(tǒng)的總長度是： （4-6） =111.5m 冷卻水孔的數(shù)目的確定，由于模具尺寸限制，設(shè)水孔的長度為0.5米。 n=7.4根 在這里我們?nèi)?根。 n ——冷卻水孔的數(shù)目 l ——每根水孔的長度（m） L ——冷卻水孔的總長度(m) 4.3.3 冷卻回路的布置 根據(jù)塑件形狀及所需冷卻溫度分布要求以及澆口位置等。設(shè)計出不同的冷卻回路。 (1) 型腔冷卻回路 眾所周知，在成型過程中，型腔被溫度較高的熔融塑料填滿隨塑料冷卻，型腔內(nèi)快速升溫，故設(shè)置冷卻回路。根據(jù)塑件形狀分析，采用在型腔附近鉆冷卻水孔，如圖4-7所示。因型腔較淺，采用直通式冷卻水孔。 圖4-7 冷卻水孔 (2) 型芯冷卻回路 由于成型過程中，型芯總是被溫度很高的熔融塑料包圍著，因此，型芯材料的熱傳導(dǎo)問題就顯得非常關(guān)鍵。為了解決型芯的散熱問題，雖然可有使用熱傳導(dǎo)率較高的材料制造型芯（如鈹青銅材料）。如前所述，鈹青銅的導(dǎo)熱系數(shù)是鋼的1.8～3.3倍，但因鈹青銅的力學強度比鋼差，并且大量使用鈹青銅材料會使模具成本大幅度提高，所以絕大多數(shù)情況下，解決這一問題最好的辦法是在型芯中設(shè)置冷卻水道，利用冷卻水道中冷卻液的溫度和流速來控制型芯的問題，達到制品散熱的目的。 對于本塑件尺寸較大，采用圖4-8所示的冷卻水道布置。值得注意的是，在制作這種冷卻水道時，型芯側(cè)面的水道封堵一定要平整，避免因出現(xiàn)側(cè)面凸凹而影響制品脫模。 圖4-8 冷卻水孔布置 (3) 模具冷卻水道的水嘴（出、入水口）正確位置 A 模具安裝在注塑機之后，其冷卻水道的水嘴出入水口，不能正對著注塑機的拉桿，以免安裝困難。 B 冷卻水道的水嘴最好裝在注塑機的背后（即注塑機操作人員的另一側(cè)），以免影響操作。 C 對于自動成型的模具（如臥式）注塑機，其冷卻水道的水嘴最好不要設(shè)置在模具頂端，以免給機械操作者帶來不便（如拆、裝水管時，冷卻液容易流入型腔）。 D 避免將冷卻水道的水嘴安裝在模具底面，因為在自動成型時（臥式機），由于水管的限制，會影響制件與“料把”的脫落，形成“料堆”。 (4) 冷卻系統(tǒng)的零件 A 水嘴：主要用來連接冷卻通道的入口和出口，使冷卻水導(dǎo)入模具的冷卻系統(tǒng)，并使在模具中吸收了熱量的水離開模具。水嘴一般用黃銅材料制成，對于要求不高的模具可用一般結(jié)構(gòu)鋼制成。 B 螺塞：主要用來構(gòu)造水路，起截流的作用。要求高的模具要用黃銅材料的螺塞，要求不高的模具可用鋼材料。 C 密封圈：主要用來保證冷卻回路不泄露。 D 密封膠帶：主要用來使螺塞與冷卻通道、水嘴冷卻通道連接處不泄露。 E 軟管：主要作為連接并構(gòu)造模外冷卻回路的作用，一般為橡膠材料做成。 5 模體與支承連接零件 5.1 模體結(jié)構(gòu)設(shè)計 模體即常說的模架，是注塑模的骨架和基體，模具的每有部分都寄生于其中，通過它將模具的每一部分有機的聯(lián)系在一起。標準模架一般包括定模底板、定模固定板、動模固定板、動模底板、動模墊板、墊塊、頂出固定板、頂出墊板、導(dǎo)柱、復(fù)位桿等 。 根據(jù)塑件的外形尺寸及型腔壁厚，同時考慮模具制造周期，選用標準模架。通過查閱手冊得： 根據(jù)要求本模具是的中小模具，故選用： 模板： 寬度——400mm 長度——600mm 厚度——100mm 底座： 寬度——600mm 寬度——450mm 厚度——35mm（動模定模都是） 墊塊： 寬度——68mm 厚度——120mm 推板： 厚度——30mm 寬度——260mm 支承板、推件板、推桿固定板的厚度分別為： 60mm、30mm、25mm。 導(dǎo)柱直徑——35mm 導(dǎo)套直徑——45mm 復(fù)位桿直徑——20mm 六角螺釘直徑——M 12 內(nèi)六角螺釘直徑——M 12[17] 確定模架 如圖5-1所示。 圖5-1 模架 5.2 其他零件——吊裝設(shè)計 對于大、中形模具，為了方便模具在制造、裝配、裝模生產(chǎn)和儲運，通常在模具上開設(shè)一定尺寸的吊裝螺孔，以便安裝吊環(huán)。小型模具可不進行吊裝設(shè)計，但有時根據(jù)需要，也可設(shè)計吊裝螺孔。 吊裝螺孔通常在動模板、動模墊板、動模固定板、定模固定板、定模板、墊塊、頂出板等上均需開設(shè)。一般螺孔位置在模具裝于注塑機上事，模板上下端面的中央。若在一個端面上需開設(shè)兩個螺孔，則在端面上沿中心對稱開設(shè)。另外，在尺寸較大且較沉的形芯凸模、凹模等鑲塊上的適當位置也需開設(shè)吊裝螺孔。螺孔尺寸的大小要保證吊環(huán)的強度足夠，并能使吊環(huán)的螺牙全部利用，即要保證螺孔有一定的深度。 結(jié)束語 本次設(shè)計主要對機械鍵盤進行了模具設(shè)計，完成了鍵盤面板的整體設(shè)計和零部件的設(shè)計等，對模具設(shè)計的整個過程有了很明確的認識和深刻的理解。 在設(shè)計過程中，首先對塑件的性能進行了分析，進而依據(jù)分析結(jié)果采取方案，選擇了合理的注塑機型號，并對方案的合理性進行了論證。 最后通過對機構(gòu)設(shè)計的分析，來設(shè)計和選擇與之相適應(yīng)的零部件，以完成最終的模具機構(gòu)整體設(shè)計。查閱模具設(shè)計與加工速查手冊，選擇了符合模具注射要求的標準模架。 致 謝 本論文是在陳青云老師的親切關(guān)懷和指導(dǎo)下完成的。陳青云老師的學識、嚴謹求實的治學態(tài)度和樸素的生活作風，為我樹立了學習的榜樣，也將在我的人生道路上一直鼓勵著我前進。兩三個多月來陳老師在學習工作和生活上給予我無微不至的關(guān)懷和照顧，在此我對恩師表示最由衷的謝意！ 感謝設(shè)計過程中給予我?guī)椭耐瑢W以及協(xié)同合作的同學！三個多月來，大家團結(jié)協(xié)作共同創(chuàng)造了輕松愉快的工作氣氛，這使我終身難忘。 感謝我所有的朋友們，感謝你們帶給我的無盡歡樂以及在工作上對我的無私幫助。 感謝我的父母，感謝他們對我始終如一的關(guān)懷和鼓勵。在此謹向他們表示衷心的感謝和深深的祝福！ 參考文獻 [1]周永泰. 中國模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展[M].電加工與模具,2005. （247）. 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