2921 計(jì)算機(jī)按鈕模具設(shè)計(jì),計(jì)算機(jī),按鈕,模具設(shè)計(jì) 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表學(xué)生姓名 黃林波 學(xué) 號(hào) 061304339 指導(dǎo)教師 杜 偉課題名稱 計(jì)算機(jī)按鈕注塑模具設(shè)計(jì)難易程度 偏難 適中 偏易選題情況工作量 較大 合理 較小任務(wù)書 有 無開題報(bào)告 有 無符合規(guī)范化 的要求外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 一般 差工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢中期工作匯報(bào)及解答問題情況優(yōu) 良 中 差中期成績(jī)?cè)u(píng)定：所在專業(yè)意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué) 生 姓 名 : 黃 林 波 學(xué) 號(hào): 061304339 設(shè)計(jì)(論文) 題目：計(jì)算機(jī)按鈕模具設(shè)計(jì) 起 迄 日 期: 2009 年 3 月 11 日~5 月 20 日 指 導(dǎo) 教 師: 杜 偉 2009 年 3 月 11 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)任 務(wù) 書1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：本畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題來源：來自于工廠工件；目的：設(shè)計(jì)一副合格的計(jì)算機(jī)按鈕注塑模具，能有效的來注塑出零件，注塑生產(chǎn)出合格的零件。2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：計(jì)算機(jī)按鈕1.計(jì)算機(jī)按鈕塑件的結(jié)構(gòu)工藝分析；2.注塑模具設(shè)計(jì)，繪制模具總裝圖及全部的工作零件圖；3. 編寫設(shè)計(jì)說明書；所在專業(yè)審查意見：負(fù)責(zé)人： 年 月 日系部意見：系領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：計(jì)算機(jī)按鈕模具設(shè)計(jì)系 部 材 料 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 模 具 063 學(xué)生姓名 黃 林 波 學(xué) 號(hào) 061304339 指導(dǎo)教師 杜 偉 年 月 日河南機(jī)電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書插圖清單1. 塑件圖………………………………………………………………………62. 型腔分布圖…………………………………………………………………83. 分型面圖…………………………………………………………………94. 澆注系統(tǒng)圖…………………………………………………………………105. 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖……………………………………………………………13摘要熱塑性塑件的注塑，是注射模中最基本的一種，根據(jù)計(jì)算機(jī)按鈕的造型，分析可得，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沒有特殊工藝要求，公差等級(jí)低，易于實(shí)現(xiàn)大批量注塑生產(chǎn)，總體構(gòu)思過程；首先收集資料，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)工藝性、材料收縮率、注射機(jī)器的規(guī)格、壽命措施、分型面設(shè)置、澆口形式、本廠的加工設(shè)備和技術(shù)、其他相關(guān)資料等。其次是模具結(jié)構(gòu)，型腔、型芯配置及結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、澆道系統(tǒng)、排氣方式、模具材料、模架形式、標(biāo)準(zhǔn)間的選用。根據(jù) PS 的性能，通過查閱機(jī)械制造手冊(cè)，合理控制塑件的收縮率，確定模具型腔、型芯的設(shè)計(jì)尺寸及強(qiáng)度計(jì)算校核，鎖模力平衡的確定、澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、澆道和澆口平衡校核；計(jì)算機(jī)按鈕結(jié)構(gòu)不需要側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯力的計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)；推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算推頂力；排氣方式選用。關(guān)鍵字：計(jì)算機(jī)按鈕 澆道系統(tǒng) 分型面 AbstractThermoplastic injection molding of plastic parts, injection mold is the most basic kind of button in accordance with computer modeling, analysis available, relatively simple structure, there is no special process requirements, a low tolerance level, easy to achieve high-volume injection molding production, the overall idea of the process; First of all, the collection of information technology in accordance with the structure of plastic parts, material shrinkage, injection machine specifications, life measures set up surface, gate the form of factory processing equipment and technology, other relevant information. Followed by the mold structure, cavity, core configuration and structure, cooling system, core-pulling mechanism, the introduction agencies, runner system, the exhaust means, mold materials, mold form of the choice of standard room. Reasonable control of the contraction rate of plastic parts to determine the mold cavity, the design of core size and strength check calculation, runner and gate balance check; computer side buttons do not need to draw the structure of the core institutions, the calculation of core-pulling power; cooling system design; the introduction of mechanical design, push the top edge computing; exhaust mode selection. Keywords: plastic parts of the structure of process systems design runner runner system cavity, core機(jī) 械 加 工 工 序 卡 工序名稱 粗車 工序號(hào) 02零件名稱 拉料桿 零件號(hào) 00-09零件重量 同時(shí)加工零件數(shù) 1材 料 毛 坯牌 號(hào) 硬 度 型 號(hào) 重 量Cr12 45HRC設(shè) 備名 稱 型 號(hào)夾 具名 稱輔 助工 具車床 三角卡盤 游標(biāo)卡尺安 裝 工 步 安裝及工步說明 刀 具 量 具 走 刀長(zhǎng) 度 走 刀次 數(shù) 切 削 深 度 進(jìn)給量 主 軸轉(zhuǎn) 速 切 削速 度 基 本工 時(shí)一次 1 車上平面 75°車刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min800r/min一次 1 車下平面 75°車刀 游標(biāo)卡尺 0.5 2 1 200㎜/ min800r/min一次 2 車兩端面 90°車刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ min1300r/mi一次 2 車兩端面 90°車刀 游標(biāo)卡尺 0.5 1 1 60㎜/ 300r/mimin1設(shè) 計(jì) 者 黃林波 指 導(dǎo) 教 師 杜偉 共 頁 第 頁零件號(hào) 零 件 名 稱 機(jī) 械 加 工 工 藝 過 程 卡 00-04 定模板設(shè) 備 夾 具 刀 具 量 具工序號(hào) 工 序 名 稱名 稱 型 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格工 時(shí)5 下料(90㎜×￠100㎜) 鋸床 直尺10 粗銑六面 銑床 虎鉗 標(biāo)準(zhǔn) 面銑刀 游標(biāo)卡 尺15 磨削 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標(biāo)卡 尺20 鉗工 鉆床 虎鉗鉆刀、鉸刀、攻絲刀高度尺、游標(biāo)卡尺25 熱處理（淬火、回火） 電熱爐 火鉗30 磨削 磨床磁力夾具、虎鉗砂輪 游標(biāo)卡 尺35 線切割 線切割 機(jī)床 復(fù)式支撐夾具 銅絲 游標(biāo)卡 尺40 鉗工 研磨工 具 游標(biāo)卡 尺編制 黃林波 校對(duì) 審核 批準(zhǔn) 目 錄1.緒論………………………………………………………………………………12.塑件的工藝性分析………………………………………………………………6 2.1.1 塑料特性分析 ………………………………………………………………62.1.2 塑件材料成型能 ……………………………………………………………72.1.3.塑件成型工藝參數(shù)的確定…………………………………………………73 模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇……………………………………………………83.1 模具的基本結(jié)構(gòu)………………………………………………………………83.2 確定行腔數(shù)目及布置…………………………………………………………83.3 選擇分型面……………………………………………………………………93.4 確定澆注系統(tǒng)…………………………………………………………………93.4.1澆口位置的選擇……………………………………………………………103.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………113.6 推出方式………………………………………………………………………123.7 確定模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)……………………………………………………………133.8 確定排氣方式…………………………………………………………………134. 選擇成型設(shè)備并校核有關(guān)參數(shù)………………………………………………144.1計(jì)算塑件的體積………………………………………………………………144.2計(jì)算塑件的質(zhì)量………………………………………………………………144.3有關(guān)參數(shù)………………………………………………………………………145. 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算…………………………………………………………155.1成型零件工作尺寸的計(jì)算……………………………………………………156. 模具的試模與修模……………………………………………………………176.1塑件粘著模腔…………………………………………………………………176.2粘著模芯………………………………………………………………………176.3 粘著主流道 …………………………………………………………………176.4成型缺陷………………………………………………………………………186.4.1 注射填充不足 ……………………………………………………………186.4.2溢邊…………………………………………………………………………186.4.3制件尺寸不準(zhǔn)確……………………………………………………………197. 總結(jié)……………………………………………………………………………208. 致謝……………………………………………………………………………219. 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………22計(jì)算機(jī)按鈕模具設(shè)計(jì)1 緒 論目前，我國(guó)注塑模具開發(fā)比較晚，技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在注塑成型基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，模具材料比較傳統(tǒng)，在新材料研發(fā)方面及模具加工技術(shù)與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相差甚遠(yuǎn)，直接導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大。1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國(guó)模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 2 萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人，2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿，2004 年模具產(chǎn)值 530 億元。進(jìn)口模具 18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長(zhǎng) 18%、32.4%和 45.9%。進(jìn)出口之比 2004 年為3.69:1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13.2 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。 近年來， 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速；國(guó)企股份制改造步伐加快等。雖然說我國(guó)模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。我國(guó)尚存在以下幾方面的不足:第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳.我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中經(jīng)常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合 1 萬美元，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是 15～20 萬美元，有的高達(dá) 25～30 萬美元，與之相對(duì)的是我國(guó)相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 2 頁 共 21 頁第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長(zhǎng)期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，對(duì)模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國(guó)的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括以下幾方面: 1） 模具日趨大型化； 2）在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)； 4）在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5）提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7）模具的精度將越來越高； 8）模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化； 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 3 頁 共 21 頁9）研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程； 10）開發(fā)新的成形工藝和模具。1.3 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為 600～650 億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。 國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004 年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家。2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90 家，這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15～20 萬美元，有的達(dá)到 25～30 萬美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70%以上，而我國(guó)才達(dá)到 45％．1.4 計(jì)算機(jī)按鈕模具的設(shè)計(jì)與制造方面計(jì)算機(jī)模具的設(shè)計(jì)思路熱塑性塑件的注塑，是注射模中最基本的一種，根據(jù)計(jì)算機(jī)按鈕的造型，分析可得，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，沒有特殊工藝要求，公差等級(jí)低，易于實(shí)現(xiàn)大批量注塑生產(chǎn)，總體構(gòu)思過程；首先收集資料，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)工藝性、材料收縮率、注射機(jī)器的規(guī)格、壽命措施、分型面設(shè)置、澆口形式、本廠的加工設(shè)備和技術(shù)、其他相關(guān)資料等。其次是模具結(jié)構(gòu)，型腔、型芯配置及結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、澆道系統(tǒng)、排氣方式、模具材料、模架形式、標(biāo)準(zhǔn)間的選用。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 4 頁 共 21 頁根據(jù) PS 的性能，通過查閱機(jī)械制造手冊(cè)，合理控制塑件的收縮率，確定模具型腔、型芯的設(shè)計(jì)尺寸及強(qiáng)度計(jì)算校核，鎖模力平衡的確定、澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、澆道和澆口平衡校核；計(jì)算機(jī)按鈕結(jié)構(gòu)不需要側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，抽芯力的計(jì)算；冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)；推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算推頂力；排氣方式選用。 ① 為了保證達(dá)到塑件要求為了保證達(dá)到塑件形狀、精度、表面質(zhì)量要求。對(duì)分型面的設(shè)計(jì)方法、拼接縫的位置、抽芯措施、出模斜度數(shù)值、熔接縫的位置、防止出現(xiàn)氣孔和型芯偏斜的方法及型腔、型芯的加工方法。②合理地確定型腔為了提高塑件的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益，在注塑機(jī)容量能滿足要求的前提下，應(yīng)計(jì)算出較合理的型腔數(shù)。隨型腔的數(shù)量增多，每一個(gè)塑件的模具費(fèi)用有所降低。型腔數(shù)的確定一般與塑件的產(chǎn)量、成型周期、塑件的質(zhì)量、成型設(shè)備、成型費(fèi)用等因素有關(guān)。③澆口和澆道設(shè)置由于澆口對(duì)塑件的形式、尺寸精度、熔接縫位置、二次加工和商品價(jià)格等有較大影響，因而必須首先對(duì)澆道和澆口與具體塑件的成型關(guān)系進(jìn)行探討。現(xiàn)在可以用注射模 CAE 的流動(dòng)分析軟件對(duì)澆道和澆口系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。這對(duì)保證模具成功地進(jìn)行設(shè)計(jì)有很大作用。④模具制造成本估算在最合理型腔數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員根據(jù)塑件的總生產(chǎn)量對(duì)模具成本做出估算，并從選材料、加工難易程度等方面提出降低模具生產(chǎn)成本的措施。同時(shí)，對(duì)所需的標(biāo)準(zhǔn)件及所采用特種加工方法的種類進(jìn)行選擇。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 5 頁 共 21 頁2.塑料工藝與模具設(shè)計(jì)2.1 塑件工藝性分析塑件的成型工藝性分析河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 6 頁 共 21 頁如上圖 1名稱：計(jì)算機(jī)按鈕材料：PS2.1.1 塑件材料特性PS 聚苯乙烯是僅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料品種，聚苯乙烯無色無味、透明、有光澤、無毒無味，落地發(fā)出清脆的金屬聲音，密度為 1.05g/cm3,聚苯乙烯是目前最理想的高頻絕緣材料，可以與熔融的石英相媲美。聚苯乙烯化學(xué)穩(wěn)定性良好。能耐堿、硫酸、磷酸、10%~~30%的鹽酸、稀硝酸及其他有機(jī)酸的腐蝕，但不耐硝酸及氧化劑的腐蝕，對(duì)水、乙醇、汽油、植物油及各種鹽溶液的也有足夠的耐腐蝕能力。但耐熱性低，只能在不高的溫度下使用，質(zhì)地硬而脆，塑件由于應(yīng)力而易開裂，聚苯乙烯的透明性很好，透光率很高，光學(xué)性能僅次于有機(jī)玻璃，其著色能力優(yōu)良，能染成各種鮮艷的色彩。為了提高聚苯乙烯的耐熱性和降低其脆性，常用改性聚苯乙烯和聚苯乙烯為基體為的共聚物，從而大大擴(kuò)大了聚苯乙烯的用途。2.1.2 塑件材料成型性能聚苯乙烯性脆易裂，易出現(xiàn)裂紋，所以成型塑件脫模斜度不宜過小，頂出是受力要均勻；熱賬系數(shù)大，塑件中不宜有嵌件，否則會(huì)因兩者熱賬系數(shù)相差太大而開裂；由于流動(dòng)性好，應(yīng)注意模具間隙，防止形成飛邊，且模具設(shè)計(jì)中大多用點(diǎn)澆口形式；河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 7 頁 共 21 頁適宜用高料溫、高模溫、低注射壓力成型，并延長(zhǎng)注射時(shí)間，以防止縮孔及變形，降低應(yīng)力，但料溫過高容易出現(xiàn)銀絲，料溫低或脫模多，則塑件透明性差。2.1.3.塑件成型工藝參數(shù)的確定查相關(guān)手冊(cè)得到 PS（抗沖）塑件的成型工藝參數(shù)：密度： 1.03～1.05g/cm 3;收縮率： 0.3%～0.8%;預(yù)熱溫度：80～85℃ 預(yù)熱時(shí)間 2～3h；料筒溫度 后段 140～160℃噴嘴溫度 160～170℃模具溫度 20～60℃注射壓力 60～100Mpa成型時(shí)間 注射時(shí)間 40～90s,保壓時(shí)間 15～40s.冷卻時(shí)間 20～50s3.模具結(jié)構(gòu)方案及模架的選擇3.1 模具的基本結(jié)構(gòu)塑件采用注射成型生產(chǎn)。為保證拼縫痕少和好澆注，采用側(cè)澆口澆注系統(tǒng)形式。3.2 確定行腔數(shù)目及布置塑件形狀較簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大，所以應(yīng)使用多行腔注射模具。根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力 F 的要求來確定型腔數(shù)目 n ，即河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 8 頁 共 21 頁n 12pAF??式中 F——注射機(jī)額定鎖模力（N）P——型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力（MPa）A1、A 2——分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積（mm 2）所以模具采用一模四腔，平衡式的型腔布置，模具結(jié)構(gòu)尺寸較小，制造加工方便，生產(chǎn)效率高，塑件成本較低。型腔布置如下圖2 圖23.3選擇分型面塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求， 分型面位置選擇的總體原則，是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模及簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇。a) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。b) 保證塑件的精度要求。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 9 頁 共 21 頁c) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊。d) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。e〕便于模具加工制造。本實(shí)例中塑件的分型面位置如圖3所示：圖33.4確定澆注系統(tǒng)澆口可分為限制性和非限制性澆口兩種。我們將采用限制性澆口。限制性澆口一方面通過截面積的突然變化，使分流道輸送來的塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度，提高剪切速率，使其成為理想的流動(dòng)狀態(tài)，迅速面均衡地充滿型腔，另一方面改善塑料熔體進(jìn)入型腔時(shí)的流動(dòng)特性，調(diào)節(jié)澆口尺寸，可使多型腔同時(shí)充滿，可控制填充時(shí)間、冷卻時(shí)間及塑件表面質(zhì)量，同時(shí)還起著封閉型腔防止塑料熔體倒流，并便于澆口凝料與塑件分離的作用。由公式：b=(0.6⌒0.9) /30AT=(0.6⌒0.9)ρ可以求出澆口的各值：寬度b為1.6、澆口的厚度為t為0.2、澆口的長(zhǎng)度取1.0mm.分流道截面采用半圓截面流，其半徑為3mm，主流道為圓錐形。上端直徑為注射機(jī)噴嘴相配合，下端直為￠8mm.澆口的形式如下圖4：河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 10 頁 共 21 頁3.4.1澆口位置的選擇模具設(shè)計(jì)時(shí)，澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格，初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊顾芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇，通常要考慮以下幾項(xiàng)原則：1) 盡量縮短流動(dòng)距離。2) 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處。3) 必須盡量減少熔接痕。4) 應(yīng)有利于型腔中氣體排出。5) 考慮分子定向影響。6) 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng)。7) 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷。8) 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響這里我們選在制件的側(cè)面?？梢苑奖氵M(jìn)料。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 11 頁 共 21 頁3.5成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)凹模采用整體嵌入式凹模，可以節(jié)約模具成本，也可方便以后的更換。這了防止嵌入件松動(dòng)和旋轉(zhuǎn)才用防脫胎吊緊螺釘。型芯由動(dòng)模板上的孔固定，型芯與推件板采用錐面配合以保證配合緊密，離止塑件產(chǎn)生飛。另外，錐面配合可以減小推件板在推出制件運(yùn)動(dòng)時(shí)與型芯的磨損。3.6推出方式由塑件形狀為圓殼形而且壁厚較薄，使用推桿出容易在塑件上留下推出痕跡，不宜采用。所以采用推件板推出機(jī)構(gòu)完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出力均勻，塑件在推出時(shí)變形小，推出可靠。推件板設(shè)計(jì)的要點(diǎn)a) 推件板與型芯應(yīng)呈 3°~10°的推面配合，以減少遠(yuǎn)動(dòng)摩擦，并起輔助定位以防止推件板偏心而溢料；推件板與型芯側(cè)壁之間應(yīng)有 0.20~0.25mm 的間隙，以防止兩者間的擦傷而或卡死，推件板與型芯間的配合間隙以不產(chǎn)生塑料溢料為準(zhǔn)，塑料的最大溢料間隙可查表，推件板與型芯相配合的表面粗糙度可以取 Ra0.8~0.4μm。b) 推件板可用經(jīng)調(diào)質(zhì)處理的 45 鋼制造，對(duì)要求比較高的模具，也可以采用T8 或 T10 等材料，并淬硬到 53~55HRC，有時(shí)也可以在推件板上鑲淬火襯套以延長(zhǎng)壽命。c) 當(dāng)用推件板脫出元通孔的大型深腔殼體類塑件時(shí)，應(yīng)在型芯上增設(shè)一個(gè)進(jìn)氣裝置，以避免塑件脫模時(shí)在型芯與塑件間形成真空。d) 推件板復(fù)位后，在推板與動(dòng)模座板間應(yīng)留有為保護(hù)模具的 2~3mm 空隙。開模行程與推出機(jī)構(gòu)的校核對(duì)雙分型面注射模，開模行程為：S 機(jī) H=H1+H2+a+(5~10)mm?式中，H 1——為塑件推出距離河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 12 頁 共 21 頁H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度S 機(jī) ——注射機(jī)移動(dòng)板最大的行程H——所需開模行程a——中間板與定模分開距離其開模行程 H 應(yīng)小于動(dòng)模移動(dòng)板與定模固定板之間的最大距離 S0 減去模具厚度 H1，即，H S0-H1?對(duì)于雙分型面注射模H S0- ????10~521?a3.7確定模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般生產(chǎn)ABS材料塑件的注射模具不需要加熱。模具的冷分兩部分，一部分是凹模的冷卻，一部分是型芯的冷卻。凹模冷卻回路形式采用直流式冷卻回路，該回路是由定模板上的四條直徑為10mm的冷卻水道。如下圖5：模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)圖5定模板板冷卻回路形式采用隔板式管道冷卻回路。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 13 頁 共 21 頁3.8確定排氣方式利用分型面間隙排氣就可以4.選擇成型設(shè)備并校核有關(guān)參數(shù)4.1計(jì)算塑件的體積V=3026.40㎜ 34.2計(jì)算塑件的質(zhì)量計(jì)算塑件的質(zhì)量是為了選擇注塑機(jī)及確定模具型腔數(shù)。根據(jù)有關(guān)手冊(cè)查的ρ=1.05g/㎝ 3所以 ，塑件的質(zhì)量為 W= ρV=3026.40×1.05×10-3=3.18g4.3有關(guān)參數(shù)根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模四件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸、對(duì)塑件原材料的河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 14 頁 共 21 頁分析及注射是所需的壓力情況，參考模具設(shè)計(jì)手冊(cè)柱塞式注射機(jī)：SZ—SZ—630/3500 其有關(guān)參數(shù)如下最大注射量 634/cm 3注射壓力 150MP鎖模力 3500/KN最大模具厚度 500/mm移模行程式 490/mm拉桿內(nèi)間距 545mmX485mm噴嘴球半徑 18mm噴嘴口孔徑 4mm 該模具外形尺寸為300mm*500mm*450mm,小于注射機(jī)拉桿間距和最大模具厚度，可以方便安裝在注射機(jī)上。經(jīng)校核注射機(jī)的最大注射量、注射壓力、鎖模力和開模行程等參數(shù)均能滿足使用要求，故可用。5.模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算5.1成型零件工作尺寸的計(jì)算取ABS的平均收縮率0.6%，塑件未注公差按照MT5級(jí)精度公差選取，因而各尺寸為：￠15 -00.38 ￠3 +0.230×40－0.1 11 -00.74 3.5±0.01 9±0.025.1.1型腔內(nèi)形尺寸： D M=[D+DS-△/2-δ Z/2] 0+ΔzDM1=[15+15*0.6-0.38/2-0.38/6] 0+0.38/6=12.990+0.06DM1=[3+3*0.6-0.5/2-0.5/6] 0+0.5/6=4.470+0.085.1.2型芯外形尺寸的計(jì)算 d M=[d+ds+△/2+δ Z/2] –δ 0河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 15 頁 共 21 頁dM=[11+11*0.6+0.1+0.05] -00.05=17.75-00.05dM2=[3+3*0.6+0.25+0.25/3] -00.08=4.97 -00.085.1.3型腔深度尺寸計(jì)算： H M1=[H+HS-△/2-δ Z/2] 0+ΔzHM1=[9+9*0.6-0.38/2-0.38/6] 0+Δz=14.150+0.06HM1=[3.5+3.5*0.6-0.64/2-0.64/6] 0+Δz=4.170+0.105.1.4型芯高度尺寸計(jì)算 h m=[h+hs+△/2+δ Z/2] –δ 0hm=[4+4*0.6+0.38/2+0.38/6] -0.10=6.65-00.065.1.5型腔中心尺寸：L M=[L+LS]±б Z/2LM=[20+20*0.6]±0.05=32 ±0.05河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 16 頁 共 21 頁6.模具的試模與修模試模中所獲得的樣件是對(duì)模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。6.1塑件粘著模腔制品粘著在模腔上，是指塑件在模具開啟后，與設(shè)計(jì)意圖相反，離開型芯一側(cè)，滯留于模腔內(nèi)，致使脫模機(jī)構(gòu)失效，制品無法取出的一種反?，F(xiàn)象。其主要原因是：1） 注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高。2） 注射保壓和注射高壓時(shí)間過長(zhǎng)，造成過量充模。3） 冷卻時(shí)間過短，物料未能固化。4) 檢查工件的加工精度是否達(dá)標(biāo)或增加脫模試劑6.2粘著模芯河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 17 頁 共 21 頁1） 注射壓力和保壓壓力過高或時(shí)間過長(zhǎng)而造成過量充模，尤其成型芯上有加強(qiáng)筋槽的制品，情況更為明顯。2） 冷卻時(shí)間過長(zhǎng)，制件在模芯上收縮量過大。3） 模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。4) 檢查脫模斜度是否夠用5) 排氣槽是否通暢6) 塑件工藝性差，及時(shí)改進(jìn)塑件工藝性6.3 粘著主流道1） 閉模時(shí)間太短，使主流道物料來不及充分收縮。2） 料道徑向尺寸相對(duì)制品壁厚過大，冷卻時(shí)間內(nèi)無法完成料道物料的固化。3） 主流道襯套區(qū)域溫度過高，無冷卻控制，不允許物料充分收縮。一旦發(fā)生上述情況，首先要設(shè)法將制品取出模腔（芯），不惜破壞制件，保護(hù)模具成型部位不受損傷。仔細(xì)查找不合理粘模發(fā)生的原因，一方面要對(duì)注射工藝進(jìn)行合理調(diào)整；另一方面要對(duì)模具成型部位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修正，直到認(rèn)為達(dá)到要求，方可進(jìn)行二次注射。6.4成型缺陷當(dāng)注射成型得到了近乎完整的制件時(shí)，制件本身必然存在各種各樣的缺陷，這種缺陷的形成原因是錯(cuò)綜復(fù)雜的，一般很難一目了然，要綜合分析，找出其主要原因來著手修正，逐個(gè)排出，逐步改進(jìn)，方可得到理想的樣件。下面就對(duì)度模中常見的成型制品主要缺陷及其改進(jìn)的措施進(jìn)行分析。6.4.1 注射填充不足所謂填充不足是指在足夠大的壓力、足夠多的料量條件下注射不滿型腔而得不到完整的制件。這種現(xiàn)象極為常見。其主要原因有：a. 熔料流動(dòng)阻力過大這主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形狀、尺寸不利于熔料流動(dòng)。盡量采用整圓形、梯形等相似的形狀，避免采用半圓形、球缺形料道。熔料河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 18 頁 共 21 頁前鋒冷凝所致。塑料流動(dòng)性能不佳。制品壁厚過薄。b. 型腔排氣不良這是極易被忽視的現(xiàn)象，但以是一個(gè)十分重要的問題。模具加工精度超高，排氣顯得越為重要。尤其在模腔的轉(zhuǎn)角處、深凹處等，必須合理地安排頂桿、鑲塊，利用縫隙充分排氣，否則不僅充模困難，而且易產(chǎn)生燒焦現(xiàn)象。6.4.2溢邊（毛刺、飛邊、拼鋒）與第一項(xiàng)相反，物料不僅充滿型腔，而且出現(xiàn)毛刺，尤其是在分型面處毛刺更大，甚至在型腔鑲塊縫隙處也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射過量b. 鎖模力不足c. 流動(dòng)性過好d. 注射壓力大，及時(shí)調(diào)整注射壓力6.4.3制件尺寸不準(zhǔn)確初次試模時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)制件尺寸與設(shè)計(jì)要求尺寸相差較大。這時(shí)不要輕易修改型腔，應(yīng)行從注射工藝上找原因。a. 尺寸變大注射壓力過高，保壓時(shí)間過長(zhǎng)，此條件下產(chǎn)生了過量充模，收縮率趨向小值，使制件的實(shí)際尺寸偏大；模溫較低，事實(shí)上使熔料在較低溫度的情況下成型，收縮率趨于小值。這時(shí)要繼續(xù)注射，提高模具溫度、降低注射壓力，縮短保壓時(shí)間，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸變小注射壓力偏低、保壓時(shí)間不足，制在冷卻后收縮率偏大，使制件尺寸變??；模溫過高，制件從模腔取出時(shí)，體積收縮量大，尺寸偏小。此時(shí)調(diào)整工藝條件即可。通過調(diào)整工藝條件，通常只能在極小范圍內(nèi)使尺寸京華，可以改變制件相互配合的松緊程度，但難以改變公稱尺寸。c. 加料量過多或過少河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 19 頁 共 21 頁采用定量加料總結(jié)當(dāng)老師出題的那天，就開始在想，這模具怎么辦，心里沒有一點(diǎn)兒底，一片空白，經(jīng)過大量的查閱資料，與動(dòng)手畫圖后，才找到點(diǎn)信心。幾次給老師的查閱，和聊天中，了解了設(shè)計(jì)的流程，怎么樣去完成任務(wù)書，和在設(shè)計(jì)中要注意的問題與解決方案，比如，成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，凹模采用組合式可以簡(jiǎn)化復(fù)雜的機(jī)加工藝，有利于模具成型零件的熱處理和模具的修復(fù)；圖紙的明細(xì)表中應(yīng)有零件的材料、規(guī)格、數(shù)量、備注等一些內(nèi)容；開模次序的確定,并采用相應(yīng)機(jī)構(gòu)來確保這種開模次序的實(shí)現(xiàn)?；剡^頭來看我的設(shè)計(jì)，唉，真的是如此的簡(jiǎn)單，如果要在工作崗位上，相信這些就不值得一提了，人生只有在慢慢的進(jìn)步過程中才會(huì)長(zhǎng)大，假如你不做這個(gè)設(shè)計(jì)，從而現(xiàn)在收獲還是從零開始，或許哪天自己真真踏上這設(shè)計(jì)的旅程，肯定來不急后悔。在這我忠心感謝老師現(xiàn)場(chǎng)的指導(dǎo)與遠(yuǎn)程協(xié)助。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 20 頁 共 21 頁致謝首先向我的指導(dǎo)老師杜偉致謝，他仔細(xì)審閱了本文的全部?jī)?nèi)容并對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)思路提出了許多改進(jìn)性的建議。杜偉老師扎實(shí)的知識(shí)，誠(chéng)懇的為人，對(duì)工作認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，讓我永難忘記。設(shè)計(jì)中對(duì)我嚴(yán)格的要求，自我認(rèn)為甚至是苛刻的要求。雖然讓我很頭痛但使我受益匪淺，真的感激他。感謝母?！幽蠙C(jī)電高等?？茖W(xué)校，感謝諸位恩師的的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學(xué)習(xí)及實(shí)踐環(huán)境，使我學(xué)到了許多新的知識(shí)，掌握了一定的操作技能。感謝和我在一起進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的同窗翁坤同學(xué)，我們做的是同一個(gè)制件但用的卻是不同的方案和他在一起討論、研究使我受益非淺。也認(rèn)識(shí)到了自己的差距和不足。寫到最后，我非常慶幸在三年的的學(xué)習(xí)和生活中認(rèn)識(shí)了很多可欽可敬的老師和可愛的的同學(xué)，并感激師友的教誨和幫助！寫到這里突然有一種離別的傷痛，我想說一聲老師我們畢業(yè)了，我們也會(huì)努力地。同學(xué)們海闊憑魚躍，天高任鳥飛，鳥不飛天高在哪里？同學(xué)們讓我們展翅高飛吧！河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第 21 頁 共 21 頁參考文獻(xiàn)：1.楊占堯，塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，高等教育出版社，2008 12.蔣繼宏,王效岳編繪.注塑模具典型結(jié)構(gòu) 100 例. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,20003.屈華昌主編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì), 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 19984.賈潤(rùn)禮, 程志遠(yuǎn)主編. 實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社,20005.付宏生, 劉京華編著. 注塑制品與注塑模具設(shè)計(jì). 北京: 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