按键导板注塑模具设计毕业设计论文

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1、 I毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书摘要摘要按键导板为家用电器上的常规原件，其作用是连接按块与电路触点，为非外观件，仅需具有适当的外观质量即可。但需具有合理的强度和刚度，具有一定的抗冲击能力。由于按键导板需要与其他零件装配，因此要求具有合理的尺寸精度、装配精度。同时要求注射操作简便易行，模具更换方便，周期短，注射成型过程可完全自动化，生产效率高，经济效益好。设计过程中主要完成的工作有拟定模具整体结构、选择合理的注塑机、完成浇注系统、抽芯机构、导柱导向机构、脱模机构以及冷却系统等。完成了型腔和型芯工作尺寸的计算，侧抽芯机构的相关计算和顶出机构的相关计算，以保证模具的生产安全和生产质量

2、。最后绘制出模具的总装图。在本套模具的设计过程中，有二个难点值得注意：一是侧向成型装置，本塑件上有侧凹结构，其脱模方向与分型方向不一致，故采用斜滑块侧向分型；二是抽芯机构结构的设置，该模具成型的塑件下侧有小挂钩，采用斜导柱侧向抽芯，其斜导柱固定在定模、侧滑块型芯安装在动模的侧向抽芯。该模具采用了四个方向同时抽芯的结构，斜导柱固定在推件板内，4 个侧滑块型芯安装在动摸板内。为防止模具分开时侧滑块型芯产生侧向位移，模具设置了四个限位螺钉来限制型芯的移动。模具采用了在塑件顶部直接进料的浇注系统。设计过程中将灵活利用大学中所学的基础知识以及专业课知识，理论联系实际，所设计的模具具有工程意义，运用可靠，

3、可以用于生产实践。关键词关键词：按键导板；侧向成型；抽芯机构；浇注系统 IIAbstractButton guide plate on a regular household appliances originals, whose role is to connect the circuit contacts in blocks, non-appearance of the pieces, only to have the proper appearance quality. But need to have a reasonable strength and stiffness, has a

4、 certain impact resistance. As button guide plate assembly and other parts required, so the accuracy required to have a reasonable size, the assembly precision. Also requires the injection operation is simple, easy to replace mold, short cycle injection molding process can be fully automated, high p

5、roduction efficiency, good economic returns.The design process was completed for the work intended mold the overall structure, a reasonable choice of injection molding machines, complete gating system, pulling mechanism, guide pillar guide mechanism, stripping agencies and cooling systems. Completed

6、 the cavity and core work size calculations, side core-pulling mechanism underlying computing and related calculations ejection mechanism to ensure mold production safety and production quality. Finally draw the mold assembly drawing.In this set of mold design process, there are two difficulties are

7、 worth noting: First, laterally forming device, the plastic parts on the concave side of the structure, its parting direction and parting direction is inconsistent, so the use of oblique lateral slide type; Second, core pulling structure set, the molding of plastic parts under side of a small hook,

8、using the angle pin side core, the angle pin fixed to the fixed mold, side slider mounted on the movable mold core the side core. The mold used four directions simultaneously pumping core structure, angle pin fixed to the push member board, four side slider mounted on the movable core Moban inside.

9、In order to prevent the mold core are separated side slider of lateral displacement of the mold set the four stop screws to limit the movement of the core. Mold plastic parts used in the feed directly on top of the casting system.In the design process, the basic knowledge learned before will be empl

10、oyed flexibly, and theory will be integrated with practice . The mold is of engineering significance and reliable, and can be used in the production practice. III Key words: Button guide plate; side molding; pulling mechanism; gating system IV目录目录摘要摘要.IABSTRACT.II目录目录 .III第第 1 章章 绪论绪论.11.1 引言.11.2 塑

11、料模具在国民经济中的作用.11.3 塑料成型模具发展趋势.31.4 设计任务.4第第 2 章章 模具结构的拟定和注射机的初步确定模具结构的拟定和注射机的初步确定.52.1 塑件成型工艺的可行性分析.52.1.1ABS 的使用性能.62.1.2 加工特性.72.1.3 主要性能指标.72.1.4ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施.82.2 拟定模具结构形式.82.2.1 分型面的选择.82.2.2 确定型腔数量.92.3 注射机型号的确定.102.3.1 模具所需塑料熔体注射量计算.102.3.2 锁模力分析.112.3.3 选择注射机型号.11第第 3 章章 模具结构设计模具结构设计.133

12、.1 浇注系统设计.133.1.1 主流道的设计.143.1.2 定位圈设计.153.1.3 分流道的设计.163.1.4 浇口的设计.183.1.5 浇口类型的选择.183.1.6 浇口位置的选择.203.1.7 冷料穴和拉料杆的设计.213.2 注射模具成型机构设计及计算.22 V3.2.1 成型部件的结构设计.223.2.2 成型部件的计算.233.2.3 型腔长、宽方向尺寸计算.243.2.4 型芯的长、宽方向尺寸计算.253.2.5 型腔深度和型芯高度方向的尺寸计算.263.3 侧成型机构的设计.263.3.1 抽芯力的确定.273.3.2 抽芯距离的确定.283.3.3 斜导柱的形

13、式.283.3.4 斜导柱倾斜角的选择.283.3.5 斜导柱长度的计算.293.3.6 斜导柱直径的计算.293.4 脱模机构的设计.303.4.1 脱模机构的要求.303.4.2 塑件的推出机构.313.4.3 脱模力的计算.323.4.4 推出零件尺寸的确定.333.4.5 推出机构的导向.333.4.6 复位机构的设计.343.5 冷却系统的设计.343.5.1 设计原则.343.5.2 冷却系统的设计.35第第 4 章章 模架选择及注塑机的几何校核模架选择及注塑机的几何校核.374.1 模架的选择.374.2 注塑机的几何校核.38结结 论论.40参考文献参考文献.41致致 谢谢.4

14、3附件附件 1.44附件附件 2.56青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书1 第第 1 章章 绪论绪论1.1 引言引言模具是利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。在各种材料加工工业中广泛地使用着各种模具，例如金属铸造成型使用的砂型或压注模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具及成型陶瓷、玻璃等制品使用的各种模具。塑料模具是指用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。模具是工业生产中的重要工艺装备。模具工业是国民经各部门发展的重要基础之一。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱，模具质量的优劣，直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效

15、益的提高。对塑料模具的全面要求是:尺寸精度、外观、物理性能等各方面均能满足使用要求的优质制品。高效率、自动化、操作简便。结构合理、制造容易、成本低廉。尽量减少开模、合模和取制件过程中的手工劳动。为此常采用自动开合模及自动顶出机构。合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具1.2 塑料模具在国民经济中的作用塑料模具在国民经济中的作用塑料模具（简称塑模）的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。塑模是现代塑料工业中的重要工艺装备。塑模工业是国民经济的基础工业。用塑模生产成形零件的主要优点是制造简单、材料利用率高、生产效率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的

16、经济效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产效率等有直接的关系。因而世界各国对塑模的现代设计与制造技术都极为关注。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书2 近年来国外对塑模的热浇道、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的成果。塑模广泛应用于成型塑料制品，它利用塑料在高温下所具有的流动性或可塑性，将其成型为具有一定形状和尺寸，并通过化学或物理变化，定型为塑料制品。在塑料加工工业中，普遍使用有以下几种塑模：（1）压缩成型的塑料模具，它是将塑料原料直接加入敞开的塑模型腔内，当塑模闭合后，在加压和加热的作用下，塑料成为流动状

17、态并充满型腔，然后通过化学或物理变化使塑料硬化定型。（2）压入成型的塑料模具，它是成型热固性塑料或封装电器元件等用的一种塑料成型模具，这种塑模设有单独的加料室。成型及加料前先闭模，然后将塑料放入加料室内预热加压成粘流状态时，再使塑料通过塑模的浇注系统，以高速挤入塑模型腔中去，继续加热加压，直到完成塑料的固化而成型。（3）挤出成型的塑料模具，它是将放入料斗中的原料由螺旋送入加热室，在加热室的模具端，加热成粘流状态的塑料，在挤出机的高压和高速作用下，通过具有一定断面形状的机头（口模）和定型模（套）而挤出成型。它主要用于热塑性塑料，个别也有用于热固性塑料的塑件成型。（4）注射（塑）成型的塑料模具，它

18、是将塑料原料注射在注射机的加热料桶内，受热呈熔融状态，在注射机的螺杆或柱塞的推动下进入塑模型腔，是塑料在型腔内硬化成型。此外，还有发泡成型塑模，真空成型塑模、吹塑成型塑模、玻璃纤维增强塑料成型塑模等等，但这些塑模的设计是建立在以上所述常用的集中塑模设计基础上，且比较简单。随着塑模成型方法的不断出现，必然将还会产生各种新型塑料的新型成型模具。近年来我国塑料工业生产的发展速度很快，塑料的应用正普及到国民经济领域的各个部门。采用塑模加工的塑件也很多，如各种管材、板材、异型材、复合管材、发泡型材及棒材等，都广泛用于纺织品、医药品、化学物品、机密仪器、日用品及机械行业中的齿轮、轴承等机械零件，在汽车、飞

19、机、造船业中的仪表、车门、内衬等，化学工业中的贮槽、贮罐、填料等，电子及电信工业中的电线、电缆绝缘层及防护套等也得到广泛的应用，特别是在建筑工业中塑料的应用更为青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书3 广泛， “以塑代木，以塑代金属”为人类钻寻求解决替代有限的木材和贵重金属材料开辟了新途径。当前在我国塑料战线上出现了许多新的塑膜结构和新的塑模的加工方法，为我国塑料模具的设计与制造走向现代化提供了有利条件。据资料介绍，国外一些工业比较先进的国家在塑模的设计与制造方面，已经采用CAD/CAM 系统，这对提高塑料制品质量，缩短塑模制造周期，降低塑件成产成本方面取得较好经济效益。1.3 塑料成型模具发

20、展趋势塑料成型模具发展趋势近年来，塑料成型加工机械和成型模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、长寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。 (1) 加深理论研究随着对塑料成型加工原理的研究越来越深入，模具设计已由经验设计阶段逐步向理论计算设计方面发展。这些理论为塑料模具的计算机辅助设计和辅助工程奠定了基础。 (2) 高效率、自动化如多层多型腔注射模结构、各种自动脱出产品和流道凝料的脱模机构、自动分型抽芯机构、热流道浇注系统注射模具以及高效冷却结构。高效自动化的模具与高速自动化的成型设备相配合对提高生产效率、提高产品质量，降低生产成本起了很大作用。(3) 大型、超小型及高精度随

21、着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器等采用了许多大型、精密和高寿命的塑料制品，如汽车壳体、洗衣机桶、传动齿轮、轴承等。大型模具设计要求作详细准确的理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。高精度模具要求配合精度和运动精度都很高，耐磨损，模温控制精确，在高压下成型，收缩变形小。 (4) 革新模具制造工艺塑料模具制造中最困难的部分是型腔，特别是异形复杂型腔的加工，若采用各种坐标机床、仿形机床、光控机床、数控机床等来代替传统的机械加工方法，这样不仅缩短制模周期、提高模具精度，而且还降低了劳动强度和生产成本。采青岛理工大学本科毕业设计（

22、论文）说明书4 用精密铸造、冷挤压、电加工等新工艺技术给模具型腔加工带来了巨大方便(5) 模具计算机辅助设计(CAD)、辅助工程(CAE) CAD 软件的主要功能是几何造型技术，它将制品图形立体地精确地显示在屏幕上，完成制件设计的绘图工作，对制品或模具进行力学分析。CAE 软件中流动软件可以模拟熔体在模内的流动过程，冷却分析软件可模拟熔体的凝固过程和在模内的温度变化，预测可能出现的问题，如制品缺陷、翘曲、变形、内应力等，使计算结果优化。 (6) 标准化 模具标准化包括塑料注射模零件标准、塑料注射模零件技术条件、塑料注射模模架标准、塑料注塑模技术条件等，其中零件标准包括导柱、导套、推杆、模板等。

23、模具标准化为塑料模具设计和制造都带来极大的方便，由于标准件可以直接购买，因此模具设计制造者只需精心设计和加工型腔，这样使塑料模具设计和制造周期大为缩短，成本降低，质量得到保证。目前发达国家标准化程度达到 30%以上，我国标准化程度不高，还需大力推广，充实完善。1.4 设计任务设计任务1.设计任务：设计一套生产大按键导板和小按键导板的注塑模具，要求批量生产。主要内容包括：（1）独立拟定塑件的成型工艺，正确选用成型设备。（2）合理的选择模具结构。根据塑件图的技术要求，提出模具结构方案，并使之结构合理，质量可靠，操作方便。（3）正确的确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。（4）所设计的模具应

24、当制造工艺性良好，造价便宜。（5）充分利用塑料成型优良的特点，尽量减少后加工。(6）设计的模具应当能高效、优质、安全可靠地生产，且模具使用寿命长。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书5 第第 2 章章 模具结构的拟定和注射机的初步确定模具结构的拟定和注射机的初步确定2.1 塑件塑件成型工艺的可行性分析成型工艺的可行性分析本次设计的模具为大按键导板和小按键导板注塑模，在进行模具设计之前，现对该制品进行分析：(1）要生产的塑件其一为小按键导板，选用材料为ABS工程塑料，塑件外观图如图2-1所示，该塑件底部挂钩起定位作用，中间圆柱用来固定弹簧，按键导板为家用电器上的常规原件，其作用是连接按块与电路

25、触点，为非外观件，仅需具有适当的外观质量即可。但需具有合理的强度和刚度，具有一定的抗冲击能力。由于按键导板需要与其他零件装配，因此要求具有合理的尺寸精度、装配精度。同时要求注射操作简便易行，模具更换方便，周期短，注射成型过程可完全自动化，生产效率高，经济效益好。图 2-1 小按键导板外观图（2）其二要生产的塑件为大按键导板，选用材料为 ABS 工程塑料，塑件外观图如图 2-2 所示，其外观图和小按键导板类似，除尺寸上大一些外，就是塑件有有侧凹凸结构。该塑件底部挂钩同样起定位作用，中间圆柱用来固定弹簧，按键导板为家用电器上的常规原件，其作用是连接按块与电路触点，为非外观件，青岛理工大学本科毕业设

26、计（论文）说明书6 仅需具有适当的外观质量即可。但需具有合理的强度和刚度，具有一定的抗冲击能力。由于按键导板需要与其他零件装配，因此要求具有合理的尺寸精度、装配精度。同时要求注射操作简便易行，模具更换方便，周期短，注射成型过程可完全自动化，生产效率高，经济效益好。图 2-2 大按键导板外观图成型工艺分析：要求塑件要有均匀的壁厚，保证底部挂钩处在注射生产的过程中能够使融料充分填充成型。该产品壁厚大约为2.3mm，壁厚较均匀，过渡平缓，在ABS 的壁厚要求范围内，可顺利成型，脱模斜度为1.521，脱模斜度合理。塑件尺寸与精度分析：模具制造的精度、塑件收缩率的波动和模具磨损等原因均可影响塑件的尺寸精

27、度。塑件精度直接影响着模具的制造成本、制造周期和使用寿命，因此应在满足使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。大按键导板和小按键导板要求有较高的表面粗糙度和透明度，同时其精度要求较高，选用 3级精度可满足要求1。2.1.1ABS 的使用性能的使用性能1、综合性能良好，刚性好，冲击强度高、力学强度较高，且要求在低温下也不迅速下降。2、耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学腐蚀性以及良好的电气性能。3、易于加工，加工尺寸稳定性和表面光泽好，容易涂装，着色4、主要应用：汽车、器具、电子/电器、建材、ABS 合金/共混物。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书7 2.1.2 加工特性加工特性1、无定型塑料，其品

28、种较多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成型条件；2、吸湿性强，含水量应小于 0.3%，必须充分干燥，对表面要求光泽的塑件应长时间的预热干燥3、流动性中等，比聚苯乙烯，AS 差，但比聚碳酸酯，聚氯乙烯好，溢边量0.04mm 左右；4、成型时宜取高料温、高模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更适宜取高）但必须注意料温对物性影响较大，料温过高易分解（分解温度250，比聚苯乙烯易分解） ，对要求精度较高的塑件，模温宜取（50-60），对于光泽及耐热型料模温，宜取(60-80)。注射压力应比成型聚苯乙烯时高，用柱塞式注塑机成型时，料温为（180-230），注射压力为

29、（100-140）MPa ,用螺杆式注塑机成型时，料温为（160-220），注射压力为（70-100）MPa。5、易产生熔接痕，模具设计时要注意浇注系统设计，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面会呈现“白色”痕迹。2.1.3 主要性能指标主要性能指标表 2.1 ABS 的主要性能指标名称参数单位数值密度g/ cm31.021.16质量体积cm3/g0.860.98吸水率%（24 小时长时间）0.20.4收缩率%0.40.7物理特性溢边值mm0.04屈服强度MPa21拉伸强度MPa50力学性能断裂伸长率%35青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书8 拉伸弹性模量%1.8成型压力

30、MPa60100成型温度C210300热变形温度C45N/为2cm90108，180 N/ 为 831032cm比膨胀系数105/C7.0比热容J/(kgK)1470热性能热导率W/(mK)0.2632.1.4ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为 70C 左右，热变形温度约为 92C） 、耐气候性差（在紫外线作用下易发生变硬变脆等现象） 。消除措施：加大主流道、分流道、浇口尺寸；加大喷嘴；增大注射压力提高模具预热温度。2.2 拟定模具结构形式拟定模具结构形式2.2.1 分型面的选择分型面的选择分型

31、面是决定模具结构形式的一个重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有密切的关系。在塑件设计阶段，就应考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模设计中的一个关键因素。在选择时应考虑一下问题：（1（根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动、定模上的配置；青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书9 （2（塑件的生产批量；（3（浇注系统的形式和位置；（4（型腔的溢流和排气条件；

32、（5（模具加工的工艺性。分型面的设计过程如下： 通常，以塑件的最大轮廓线为分型线，即分型面应选在制品的最大外形尺寸之处，否则无法顺利脱模，分型面不能影响外观，如图 2-3 所示的位置为非外观位置，不影响外观。根据塑件的最大投影面积处，取其塑件的上表面为分型面。 图 2-3 模具分型面示意图 2.2.2 确定型腔数确定型腔数量量当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。由于大按键导板和小按键导板尺寸（长为 200mm，宽为 130mm，高为 2mm） ，由于塑件的外缘均为侧向结构，需要设置滑块，占据一定的模板空间。再综合考虑大按键和小按键在最终产品装配体的使用比例为 1:2，因

33、此型腔数目也应为 1:2。最终所确定的型腔排布如图 2-4 所示。分型面分型面分型面青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书10 图 2-4 型腔排布示意图2.3 注射机型号的确定注射机型号的确定除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、注射所需的的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的相关性能参数密切相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者的有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。2.3.1 模具所需塑料熔体注射量模具所需塑料熔体注射量计算计算 （2-1）21mnmm式中

34、 m一副模具所需塑料的质量或体积(g 或 cm3)；n初步选定的型腔数量；m1单个塑件的质量或体积(g 或 cm3)；m2浇注系统的质量或体积(g 或 cm3)。塑件体积 V =3.62cm31青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书11 塑件质量=V =0.93.62=3.258g1m1浇注系统的体积按塑件体积的 0.6 倍计算，由于该模具采用一模一腔，故浇注系统凝料体积为V2=V10.6=3.620.6cm3=2.172cm3所以，该模具一次注射所需塑料 ABS 的体积为 V0=V1+V2=5.792 质量为 m=1.6=5.21281m2.3.2 锁模力分析锁模力分析 （2-2）21AnA

35、A （2-3）型pAnAFn)(21式中 A塑件及流道凝料在分型面上的投影面积(cm2)；A1单个塑件在分型面上的投影面积(cm2)；A2流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积(cm2)，通常取 0.35 A1； 模具所需的锁模力(N)；nF塑料熔体对型腔的平均压力(MPa)；型p9.8cm21A0.353.43cm22A1A=23.0321AnAA型p2.3.3 选择注射机型号选择注射机型号根据上面计算得到的 m 和值来选择一种注射机，注射机的最大注射量mF（额定注射量 G）和额定锁模力 F 应满足 mG （2-4）式中 -注射系数，取 0.8。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书12

36、=g，m化为体积得 V根据以上的计算初步选定型号为 XS-ZY-3000 型卧式注射机，其主要技术参数见表 4-1。表 2.2 XS-ZY-3000 型注射机主要技术参数理论注射容积(cm）3000螺杆直径(mm)120注射压力(MPa)113注射速率(g/s)718塑化能力(g/s)245螺杆转速(r/min)10266锁模力(kN)6300拉杆内间距 (mm)900800移模行程(mm)1120模具最大厚度(mm)960模具最小厚度(mm)400锁模形式液压模具定位孔直径(mm)40青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书13 第第 3 章章 模具结构模具结构设计设计3.1 浇注系统设计浇注

37、系统设计浇注系统的设计是塑料模具设计中最重要的问题之一，浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，它能使塑料熔体平稳有序地填充型腔，并在填充和凝固过程中把注射压力充分传递到各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑件。浇注系统设计是否合理直接影响塑件的外观、物性、尺寸精度和成形周期；直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易。设计浇注系统时应遵循以下基本原则：（1）要适应塑料的成型工艺性能了解塑料的成型工艺性能，如塑料熔体的流动特性，温度、剪切速度对粘度的影响，型腔内的压力周期等，使浇注系统适应于所用塑料的成型特性要求，以保证塑件质量。（2）要能保证塑件的质量尽量减少停滞现象：停滞现

38、象容易使工件的某些部分过度保压，某些部分保压不足，从而使內应力增加许多。 尽量避免出现熔接痕：熔接痕的存在主要会影响外观，使得产品的表面较差；而出现熔接痕的地方强度也会较差。 尽量避免过度保压和保压不足：当浇注系统设计不良或操作条件不当，会使熔料在型腔中保压时间过长或是承受压力过大就是过度保压。它会使产品密度较大，增加內应力，甚至出现飞边。尽量减少流向杂乱：流向杂乱会使工件强度较差，表面的纹路也不美观。（3）尽量减小及缩短浇注系统的断面及长度 减少塑料熔体的热量损失与压力损失；减小塑料用量和模具外形尺寸，降低成本。（4）型腔布局要合理尽量采用平衡式布局，从而保证在同一时间内塑料熔体充满各型腔，

39、而且使青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书14 每个型腔入口的压力相等；型腔布置和浇口开设部位力求沿模具轴线对称，避免在模具的单面开设浇口，以防止模具承受偏载而产生溢料现象；使型腔及浇注系统在分型面上投影的中心与注射机锁模机构的锁模力作用中心相重合，以使锁模可靠、锁模机构受力均匀（5）有利于型腔中气体的排出浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个角落，使型腔及浇注系统中的气体有序排出，保证充填过程中不产生紊流，避免因气体积存而引起凹陷、气泡、烧焦等塑件成型缺陷。（6）防止型芯的变形和嵌件的位移 应尽量避免塑料熔体直接冲击细小型芯和嵌件，以防止熔体冲击力使细小型芯变形、使嵌件位移。（7）保

40、证塑件外观质量应使浇注系统凝料与塑件容易分离，浇口痕迹易于清除修整、无损塑件的美观和使用，所以浇口应开设在隐蔽的地方。（8）提高生产效率在满足各型腔充满的前提下，尽可能使塑件不进行或少进行后加工，以缩短成型周期，提高生产效率。该模具采用普通流道浇注系统，包括主流道，分流道，浇口，冷料穴。3.1.1 主流道的设计主流道的设计主流道是指从注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道，熔融塑料进入模具是首先要经过它。它与注塑机喷嘴必须在同一轴线上，塑料熔体在主流道中不改变流动方向，为了便于模具维护和延长模具的使用寿命，主流道通常做成可拆卸的浇口套，和密封注射熔体的注射喷嘴配套使用。主流道的其他设计要求1如下：

41、1、为便于凝料从主流道中拔出，将主流道设计成锥形，其锥角 =1，内壁的粗糙度为a=0.4m，并且要求抛光。2、为了减小料流的压力损失，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径 r=1mm。3、浇口套的材料采用 4Cr5MoSiV1，进行淬火处理，硬度为 4852HRC。根据以上原则，现设计主流道浇口套尺寸如图 3-1 所示 。 （中间）青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书15 图 3-1 主流道浇口套结构图3.1.2 定位圈设计定位圈设计为了使模具主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，并使模具浇口套与注射机喷嘴孔精确定位，以及防止浇口套从模内滑出，应在模具上安装定位圈，其大小应比注射机上模具定位

42、孔直径小 0.20.3mm，为了使定位圈的更换方便，现采用特殊型定位圈，材料选用 45 钢，经正火处理硬度为 183-235HBS，尺寸如图 3-2 所示。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书16 图 3-2 定位圈结构图 3.1.3 分流道的设计分流道的设计分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中塑料熔体由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 1、分流道的形状及尺寸：采用圆形流道，它的比表面积小，热量损失和流

43、动阻小，但流道应分别开设在动定模两个部分，对机械加工精度要求比较高。对于流动性不太好的塑料或薄壁塑件，采用圆形流道。直径尺寸：分流道的直径过大，不仅浪费材料, 而且冷却时间增长, 成型周期也随之增长, 造成成本上的浪费；分流道的直径过小，材料的流动阻力大, 易造成充填不足, 或者必须增加射出压力才能充填。根据产品的重量或投影面积，选择分流道直径为 5mm。2、影响分流道设计的因素（1）塑件的几何形状、壁厚、尺寸大小及尺寸的稳定性，内在质量及外观质量的要求。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书17 （2）塑料的种类，及塑料的流动性、收缩率、熔融温度、熔融温度区间和固化温度。（3）注射机的压力、

44、加热温度及注射速度。（4）主流道及分流道的脱落方式。（5）型腔的布置、浇口的位置及浇口的形式选择。3、对分流道的要求（1）塑料流经分流道时的压力损失要小。（2）分流道的固化时间应大于塑件的固化时间，以利于压力的传递及保压。（3）保证塑料熔体迅速而均匀地进入各个型腔。（4）分流道长度应尽可能短，其容积小。（5）便于加工及刀具的选择。（6）每节分流道要比下一节分流道打 10%20%。4、分流道长度：长度应尽量短，且少弯折。L=38mm5、分流道表面粗糙度 一般取 0.63m1.6m 即可。6、分流道的布置形式 采用平衡式布置：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸都是对应相等的。 7、

45、分流道剪切速率的校核=3.3q/Rn=315s 符合要求。式中 q分流道的体积流量(cm/s) q=1.003+3.542=8.083cmRn分流道截面的当量半径（cm）Rn=0.25cm青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书18 图 3-3 分流道截面图 3.1.4 浇口的设计浇口的设计浇口是浇注系统的关键部分，浇口的型状和尺寸对制件质量影响很大，其作用是将塑料熔体引入型腔、防止熔体向流道回流、有助于充模、易于切除尾料等。3.1.5 浇口类型的选择浇口类型的选择 常用的浇口类型包括：（1）直接浇口 优点是浇口截面积较大，流动阻力小模具结构简单紧凑，流动渠道短，便于加工；保压补缩作用强，易于完

46、整成型；有利于排气及消除熔接痕。缺点是除去浇口凝料比较困难，塑件上有明显的浇口痕迹；在浇口附近热量集中，冷却较慢，影响成型效率；容易产生内应力，引起塑件变形；只适用于单腔模具。（2）侧浇口 广泛用于一模多腔的模具中，适用于成型各种形状的塑件。侧浇口分为：1）矩形侧浇口：广泛应用于中小型制品的多型腔注射模。其特点为：可以大大缩短浇口的冷却时间，从而缩短成型周期。易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观。灵活选择浇口位置。浇口设在分型面上，而且浇口截面形状简单，容易加工和调整尺寸。适用于一模多腔的模具。 青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书19 2）扇形侧浇口：广泛应用于长条或扁平薄件。其特点为

47、：熔融的塑料流经浇口时横向得到较均匀的分配。易切除浇口，但影响塑件的美观。容易加工，并能随时调整浇口尺寸。扇形侧浇口适用于一模多腔的模具。扇形侧浇口为扁平形状，可以大大缩短浇口的冷却时间，从而缩短成型周期。 3）平缝式侧浇口：适用于薄板状或长条状制品。其特点为：熔体平稳通经平缝式浇口，均匀的流入型腔。切除浇口，痕迹明显。浇口为扁平形状，可以大大缩短浇口的冷却时间，从而缩短成型周期。适用于一模多腔的模具。 （3）点浇口 适用于点浇口流动性较好的塑料制品。其特点为：1由于浇口的截面积尺寸较小，有利于熔体的流动，从而能获得外形清晰、表面光泽的塑料制品。2塑料制品的浇口易切除。3多型腔时采用点浇口容易

48、平衡浇注系统4由于点浇口的直径较小，所以注射压力的损失较大，而引起收缩率大。5为清除浇注凝料，必须另设一模板，即形成两个分型面的三板式模具。6在成型大型制品时，采用多点进料形式。7成型薄壁的塑件容易发生开裂现象。（4）潜伏浇口 潜伏式浇口的位置选择范围更广；在开模时即可实现自动切断浇口凝料，容易实现自动化生产；点浇口模具必须另加一块模板二次开模才能取出凝料。潜伏式浇口只用二板式一次开模即可；不适用于脆性材料，以免浇口断裂，堵塞浇注通道。由于直接浇口只能单腔，而大按键导板和小按键导板属于家族模，故直接浇口不适用；而侧浇口中，虽然成型一模多腔，但是不论是扇形浇口还是扁平式浇口都会有很明显的痕迹留下

49、，对其装配有影响，所以也不选用侧浇口；而对于点浇口来说，首先，点浇口设置在分型面上，而对于大按键导板+小按键导板这套青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书20 模具来说，其分型面恰好不是其最主要的外观面，且不会留下很大的痕迹，其次，点浇口必须另加一块模板二次开模才能取出凝料，增加一块板，而此模具需采用二次开模，所以采用点浇口 图 3-4 分流道截面图 3.1.6 浇口位置的选择浇口位置的选择1、为了不影响产品外观，将浇口设计在如图 5-4 所示的位置。2、如图 5-4 所示的浇口位置非装配位置，不影响塑件的使用性能。 3、本塑件为家族模，浇口应设在中心位置，设在如图 3-4 位置有利于防止熔接

50、痕的产生。4、浇口与分流道接触的地方采用圆角 r=1 过渡。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书21 图 3-5 浇口位置3.1.7 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用是储存注射间歇期间，喷嘴前端由散热造成温度降低而产生的冷料同时开模时，主流道冷料穴起到将主流道的凝料从浇口套中拉出的作用。冷料穴一般设计在主流道末端，当分流道较长时，在分流道的末端有时也设冷料穴。冷料穴的底部常做成曲折的钩形或倒锥形，使冷料穴兼有分模时将主流道凝料从流道衬套中拉出并滞留在动模一侧的作用，或与拉料杆配合使用。常见带拉料杆的冷料穴有钩形头冷料穴、倒锥形冷料穴和环槽形冷料穴。此处选择倒锥形冷料穴，并

51、在冷料穴底部设置推杆，如图 5-7 所示。图 3-6 冷料穴及拉料杆示意图冷料穴拉料杆浇口位置浇口位置浇口位置青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书22 由图 3-6 看出，在分流道末端分别设置了六个冷料穴。其原因是：（1）由于本套模具生产的塑件的长度较大，容易在融料流动的过程中，因温度降低过快而引起融料流动缓慢或者凝固，从而引起浇口堵塞或进入型腔，所以在分流道末端设置冷料穴；（2）在分流道末端设置冷料穴，可以很好的防止在融料填充过程中因冷却而造成的融料融合不好的现象。3.2 注射模具成型机构设计及计算注射模具成型机构设计及计算成型零部件是指构成模具型腔的零件，是直接用以成型制品的部分。通常包

52、括型腔、型芯、镶块等。成型零部件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。其设计内容包括：（1）由塑件的形状、使用要求、成型特性确定型腔的总体结构，并确定镶块，成型辅助件的位置及结构。（2）决定动、定模的具体样式。（3）根据计算塑件尺寸和成型收缩率大小计算成型零件对应的成型尺寸。（4）安装成型部件的型腔侧壁和底板厚度的计算。3.2.1 成型部件的结构设计成型部件的结构设计成型部件的结构类型有：整体结构、整体嵌入结构、镶拼组合结构大按键导板和小按键导板需具有适当的外观质量即可，要求具有合理的尺寸精度、装配精度，应尽量避免出现拼接痕，因此采用

53、整体式的型腔如图 6-1青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书23 图 3-7 整体嵌入式型腔3.2.2 成型部件的计算成型部件的计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸（含长、宽）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零件的工作尺寸与精度。影响塑件尺寸的因素主要的有以下几个：（1）成型零件的制造误差。成型零件的制造误差包括成型零件的加工误差和安装、配合误差两个方面，设计时一般应将成型零件的制造误差控制在塑件的相应公差的 1/3 左右，通常取 IT6-9 级。本次设计中，取精度

54、等级为 8 级。（2）成型零件的磨损。造成成型零件磨损的主要原因是塑料容体在型腔中的流动以及脱模时塑件与型腔的摩擦，而以后者造成的磨损为主。本次设计中，垂直脱摸方向上由于磨损量非常小，可以忽略不计。而平行于脱摸方向上磨损较大，根据经验，取塑件公差的 1/6。（3）塑料的成型收缩。成型收缩不是塑料的固有属性受材料、成型参数、塑件结构等因素的影响。本次选用的是 ABS 塑料，同时考虑到此塑件尺寸较大，取平均收缩率为 0.30.8%。青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书24 大按键导板和小按键导板表面质量要求较高，另外有配合部分，精度要求亦较高，设计所用塑件选用 3 级精度，对应模具为 8 级精度

55、。ABS 的收缩率为0.30.8%，取 Scp=（0.3%+0.8%）/2=0.65%（平均收缩率） 。按平均收缩率计算型芯尺寸，由以下公式： 型腔径向尺寸： L = LS+ LSScp-X （6-1）mz0型芯径向尺寸：=+SCP+X （6-2）mlslsl0z式中 Ls：塑件外形基本尺寸；：塑件内形基本尺寸；sl：塑件公差；LM：型腔基本尺寸；l 为型芯基本尺寸；mSCP：塑料的平均收缩率；X： 修正系数，一般在 1/2-3/4 之间变化，在此取 3/4；Z：制造公差 Z。3.2.3 型腔长、宽方向尺寸计算型腔长、宽方向尺寸计算塑件精度为 MT3 级，对应公差在文献1可查阅。1. 塑件外形

56、长为mm，=1.74mm74. 10490取 z=/3=1.20/3=0.58mm由公式（6-1）可知型腔长度方向尺寸：Lm = LS+ LSScp3/4 z0=490+4900.65%-3/41.74z0= 58. 0088.491青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书25 2. 塑件外形宽为mm，=1.30mm30. 10338取 z = /3 = 1.10/3 = 0.43mm由公式（6-1）可知型腔宽度方向尺寸：L m = Ls+ LsScp3/4z0 =338+3380.65%-3/41.30z0=mm43. 0022.3393.2.4 型芯的长、宽方向尺寸计算型芯的长、宽方向尺寸计

57、算1. 塑件内形长为 464mm，=1.74mm74. 10取 Z =/3=1.20/3=0.58mm由公式（6-2）可知型芯长度方向由公式（6-2）可知型芯长度方向 = + Scp+3/4 mlslsl0z=464+4640.65%+3/41.74 0z=058. 042.4672. 塑件内形宽为mm，=1.30mm30. 10317取 Z =/3=1.10/3=0.43mm由公式（6-2）可知型芯宽度方向= + Scp+3/4 mlslsl0z=317+3170.65%+3/41.100z青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书26 = 043. 043.3193.2.5 型腔深度和型芯高度

58、方向的尺寸计算型腔深度和型芯高度方向的尺寸计算型腔深度方向尺寸： （6-3）3/0230)1()(scpmHSHz型芯高度方向尺寸： （6-4）03/320)1()(scpmhShz式中 Hm模具型腔深度基本尺寸； Hs塑件凸起部分尺寸； hm模具型芯高度基本尺寸； hs塑件孔或凹槽深度尺寸。1. 塑件凸起部分最大尺寸为，=0.92mm，由公式（6-3）知mm092. 0202型腔深度方向最大尺寸 3/92. 0032092. 0202%)65. 01()(zmH =mm30. 0070.2022. 塑件凹槽部分最大尺寸为，=0.86mm，由公式（6-4）知mm86. 00199型芯高度方向最

59、大尺寸 03/86. 032086. 0199%)65. 01()(zmh =mm028. 095.2003.3 侧成型机构的设计侧成型机构的设计当在注射成型的塑件具有与开合模方向不同的侧向结构时，塑件就不能直接由推杆等推出机构推出脱模，此时，模具上成型该处的零件必须制成可侧向移动青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书27 的活动型芯以便在塑件脱模推出之前，先将侧向成型零件抽出，然后再把塑件从模内推出，否则就无法脱模。设计时应注意以下问题：（1）防止产生横向飞边，影响脱模；（2）防止镶拼处错位，使痕迹残留在塑件的表面；（3）避免嵌件有尖角，影响外观；（4）镶块和孔的配合长度应尽量短。如图 7-

60、1 塑件图所示，塑件采用侧向成型机构。图 3-8 塑件侧成型结构3.3.1 抽芯力的确定抽芯力的确定对于图 7-1 所示的结构需用斜导柱侧向抽芯结构。由于塑件包紧在侧向型芯或粘附在侧向型腔上，因此在各种类型的侧向分型与抽芯机构中，侧向分型与抽芯时必然会遇到抽拔的阻力，侧向分型与抽芯的力（简称抽芯力）一定要大于抽拔阻力。塑件的抽芯力可按如下公式计算； (7-1) )sincos( ApFt式中 F t抽芯力；A塑件包络型芯的面积；塑件对钢的摩擦系数，一般为 0.10.3；青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书28 脱模斜度；p塑件对型芯单位面积上的包紧力，一般情况下，模外冷却的塑件，p 取（2.

61、43.9）107Pa；模内冷却的塑件，p 取（0.81.2）107Pa塑件包络型芯面积 A=751.23cm2F t=751.2310-61.0107( 0.2cos1.5- sin1.5) =132.7kN3.3.2 抽芯距离的确定抽芯距离的确定侧向抽芯距一般比塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度大 23mm，用公式表示为s=s+(23) (3-2)式中 s -抽芯距，mm； s-塑件上侧凹、侧孔的深度或侧向凸台的高度，mm。 s =30+3=33mm 所以，本次设计的抽芯距离为 33mm。3.3.3 斜导柱的形式斜导柱的形式斜导柱的形式很单一，有倾斜角、固定部分、工作部分，导向部分与滑块

62、的间隙可以按 H11/f11 配合或取 0.51.0mm 的间隙，在此选用留有 1mm 间隙。3.3.4 斜导柱倾斜角的选择斜导柱倾斜角的选择在斜导柱侧向分型与抽芯机构中，斜导柱与开合模方向的夹角称为斜导柱的倾斜角 ，它是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数。根据文献2可知，斜导柱的倾斜角可分为三种情况，本模具为侧型芯滑块抽芯方向与开合模方向垂直的状况，通常取 1222。而且，通常抽芯距长时，可取大些；抽芯距短时，可适当取小些；抽芯力大，时可取小些；抽芯力青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书29 小时可取大些。由于抽芯距非常短，综合考虑其他因素，取。0153.3.5 斜导柱长度的计算斜导柱

63、长度的计算在侧型芯滑块抽芯方向与开模方向垂直时，斜导柱的工作长度 L 与抽芯距s及倾斜角有关，即 （7-3）sinsL 所以，mm.512715sin3301L斜导柱的长度为 54321LLLLLLz mmsdhd)105(sintan2costan22（7-4） 式中 -斜导柱总长度；ZL -斜导柱固定部分直径；2d -斜导固定部分的高度；h -斜导柱工作部分直径；d -侧向抽芯距。s 所以，mm，取值196815sin3315tan22015cos8815tan22300001ZL200mm。3.3.6 斜导柱直径的计算斜导柱直径的计算可用查表的方法确定斜导柱的直径。先按已求得的抽芯力和选

64、定的斜导柱eF青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书30 倾斜角在表 10.1 1中查出最大弯曲力，然后根据和以及斜导柱倾斜角wFwFwH的数值在表 10.2 1 中查出斜导柱的直径。d本设计中，抽芯力=70.5KN,斜导柱倾斜角，mm，按照cF015200wH上述方法查得斜导柱的直径mm。斜导柱尺寸如图:30d3.4 脱模机构的设计脱模机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置为脱模机构，也常称为顶出机构。脱模机构组成：推出部件、推出导向部件、复位部件。3.4.1 脱模机构的要求脱模机构的要求塑件推出是注射成型过程中最后一个环节，推出质量的好

65、坏将最后决定塑件的质量，因此对脱模机构有以下要求：（1）塑件留于动模模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的动模上。若因塑件几何形状的关系，不便留在动模时，应考虑对塑件的外形进行修改或在模具结构上采取强制留模措施，若实在不易处理时，则在定模上设脱模装置。（2）塑件不变形损坏必须正确地分析塑件对模腔的附着力的大小和所在部位，选择合适的脱模方式和脱模位置，从而保证塑件在脱模过程中不变形。由于塑件收缩包紧型芯，因此顶出力作用点应尽可能靠近型芯。且顶出力应施于塑件刚度强度最大的部位，如筋部，凸缘等处，作用面积应尽可能大一些。塑件与型腔的附着力，它与塑料的收缩率、塑件的几何形状、模具温度、冷却

66、时间、脱模斜度以及型腔的表面光洁度有关，应综合上述因素来确定脱模零件青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书31 的结构尺寸。（3）良好的塑件外观顶出塑件的位置应尽量设在塑件内表面或隐蔽处，以免损伤塑件的外观。（4）结构可靠工作可靠、运动灵活、制造方便、配换容易。有足够的刚度、强度和耐磨性。本套模具的设计采用推管脱模机构，优点为推管以环形周边接触塑件，故推塑件力量均匀，塑件不易变形，不会留下明显的推出痕迹。驱动方式为机动脱模，靠注射机的开模动作脱出塑件，开模时塑件先随动模一起移动，到一定位置时，通过注射机推动推板及顶杆固定板，推管将塑件推出。推管抽芯用于形成塑件的圆柱腔。3.4.2 塑件的推出机构塑件的推出机构（1）采用推管结构，每个塑件由一根推管推出，共用 24 根。（2）推管应设在脱模阻力大的地方。（3）推管应均匀布置。（4）推管应设在塑件强度、刚度较大的地方。（5）推管直径与模板上的推管孔采用 H7/f7 配合。（6）推管与推杆固定板，通常采用单边 0.5mm 的间隙，这样可以降低加工要求，又能在多推管的情况下，不因各板上的推管孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。（7）推管采