拔鍵器的塑料注塑模具設計-注射模含NX三維及4張CAD圖,拔鍵器,塑料,注塑,模具設計,注射,nx,三維,cad 拔鍵器的塑料模具設計 摘 要 塑料是可塑性很好的一種合成高分子材料，在現如今早已被應用到生活中各個領域，為了大批量生產各種塑件，因此塑料模具是必不可少的，此篇論文是關于拔鍵器的塑料模具設計，主要內容包括塑料件材料工藝分析，塑件結構公藝分析，型芯型腔尺寸確定，分型面的選擇，冷卻系統(tǒng)的設計，頂出機構的布置。本模具采用一模兩腔、側澆口進料的兩板式機構，在結構公藝分析之后，使用AutoCAD、UG8.5等軟件來設計注塑模 關鍵詞：分型面；塑料；澆注系統(tǒng) Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 設計任務 2 2 塑件成型工藝分析 3 2.1 塑件結構材料分析 3 2.1.1 塑件材料分析 3 2.1.2 塑件結構分析 3 2.1.3 尺寸精度 4 2.1.4 拔模斜度 4 2.2 注塑機的選擇 4 2.2.1 計算塑件體積與質量 4 2.2.2 確定型腔數量 4 2.2.3 選擇注塑機的工藝參數 4 2.2.4 選擇注塑機 5 2.3冷卻系統(tǒng)的設置 6 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計 7 3.1 分型面的選擇 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 8 3.2.1 主流道設計 8 3.2.2 分流道設計 8 3.2.3 澆口的設計 9 4 模具設計方案 2 4.1 型腔的位置的設計 2 4.2 成型零件的結構位置的設計 2 4.3 推出機構的設計 3 4.3.1 頂出方向 3 4.3.2 頂出距離 3 4.3.3 頂出方式 3 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設計 3 5 模架選擇與計算 4 5.1 模架設計思路 4 5.2 模架型號的選用 4 6 相關數據的校驗 5 6.1動定模尺寸 5 6.2 高度尺寸 5 6.3 開模行程 5 7 模具制圖 6 總 結 9 致 謝 10 附 錄 11 參考文獻 12 前 言 塑料模具是模具分類中的一個大類，在中國，塑料模具產值已經占到全部模具產值的三分之一左右。近年來，塑料模具的生產質量、核心技術和高新制造能力發(fā)展的迅速，有些高新技術已經達到國際水品。隨著社會的不斷進步，經濟的不斷發(fā)展，催發(fā)了整個模具行業(yè)的飛速發(fā)展，作為“機械之母”的模具，迎來一個又一個的春天。 21世紀以來，科技融入生活的節(jié)奏越來越快，人們在感受到科技的便利的同時，對于產品的要求也是越來越高，這更是督促著商家不斷的提高產品的質量、外觀、性能，注重產品的客戶體驗等等，這就形成了一個良性循環(huán)，使得整個行業(yè)的制造水品不斷的發(fā)展與進步。 前一段時間我買了一個機械鍵盤，在增加了游戲體驗的同時也激發(fā)了我對鍵盤的研究，對于普通的鍵盤而言，機械鍵盤針對于不同的用途有相應的加強和側重，黑軸游戲體驗感強，青軸段落感強便于輸入等等，不過使用時間長了之后會有大量的灰塵進入到鍵帽的縫隙中，鍵帽和軸之間空間狹小，摘取不易，這個時候就需要用到這個便利的小工具-拔鍵器了。 作為機械鍵盤的后備零件，拔鍵器的整體設計簡單輕巧，采用常最見的聚乙烯作為原料，原料易??；同時取決于其簡單的結構，對相關的設備要求不高，制造簡易，生產量極大，市場上很常見，所以我決定將這個塑件作為我畢業(yè)設計的課題。 在設計的過程中我將拔鍵器找到，將已手邊的塑件作為藍本，在UG8.5中建模，使用AutoCAD 2008出工程圖，在設計整個模具的過程中查閱了的專業(yè)資料，結合老師的指導和指正，終于將整個塑料模具設計完成。 1 設計任務 本次設計任務為拔鍵器的塑料模具設計，塑件見圖1-1、1-2，此塑件的材料為LDPE,作為市場上比較常見并且常用的一種產品，要求設計的塑料模具可以大批量生產此塑件。 圖1-1零件 圖1-2 塑料零件 2 塑件成型工藝分析 2.1 塑件結構材料分析 2.1.1 塑件材料分析 低密度聚乙烯（LDPE）是使用時間較早，應用范圍較廣，消費量很大的一種塑料，在世界上，聚乙烯的產量居各種塑料產量之首。聚乙烯的比重一般處在0.91~0.97g/,軟化點在120以上，制品在80～100范圍內可以使用，在-70條件下仍有非常好的柔軟性，耐化學腐蝕和抗有機溶劑的能力都很強，但是質地非常的柔軟，機械強度不高，成型收縮率也很大（約為1.5%～3.6%）。 成型收縮率范圍及收縮值大，方向性非常的明顯，容易變形、翹曲。應該控制模溫，保持冷均勻、穩(wěn)定；流動性好且對壓力變化敏感，分型面應該研磨。宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度應快，保壓充分；冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，模具應設有冷卻系統(tǒng)；質軟易脫落，塑件有淺的側凹槽時可強行脫模。 3] 2.1.2 塑件結構分析 圖2-1 塑料零件 從圖2-1中可得知，塑件的整體結構教簡單，塑件薄壁厚度不大，同時對表面精度要求也不高，因為塑件沒有非常復雜的結構，所有不考慮復雜的結構等，適宜用一般注塑模機構。 2.1.3 尺寸精度 塑件中并沒有標注相應的尺寸精度與公差，所以采用一般精度即MT6，依據GB/TI4486-93,公差為0.94mm。 2.1.4 拔模斜度 塑件在脫模的過程中，塑件會附著在模具型面上，使整個塑件脫模困難，為了便于脫模，故設置拔模斜度，最為常用的拔模斜度為30′~1°30′，本次拔模斜度取30′。 2.2 注塑機的選擇 2.2.1 計算塑件體積與質量 (1)體積計算：通過軟件UG8.5中實體建模可得該塑件的體積為V≈2.5。 (2)質量計算：低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/，所以質量為ω=ρV=2.3g。 2.2.2 確定型腔數量 根據該塑件的結構分析，結合經濟實惠的同時又能滿足相關的精度要求，決定采用一模兩腔的模具結構形式，型芯型腔分布在A、B板中心線的兩側，這樣既利于澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的排列布置。 2.2.3 選擇注塑機的工藝參數 塑件材料為LDPE，查資料表2-1的相關資料得到熱塑性塑料注塑成形的工藝參數。 表2-1 常用熱塑性塑料注射成形的工藝參數 塑料 低壓聚乙烯LDPE 注射壓力/ 60~100 注塑機類型 柱塞式 保壓壓力/ 40~50 螺桿轉速/（r/min） — 注射時間/s 0~5 噴嘴 形式 直通式 保壓時間/s 15~60 溫度/ 150~170 料筒溫度/ 前段 170~200 冷卻時間/s 15~60 中段 — 后段 140~160 模具溫度/ 30~45 成形時間/s 40~140 2.2.4 選擇注塑機 該塑料零件采用注射成型方式，一模兩腔的，因此能夠計算出一次的注射成型的過程中所用到的塑料量的值為：=2+=2x2.3+2.3x20%=5.6g。 根據手冊數據，所以選擇XS-ZS-22型號的國產注塑機，注塑機主要技術參數見表2-2。 表2-2 注塑機部分主要技術參數 型號 XS-ZS-22 一次注射量/ 20 螺桿直徑/ 20 注射壓力/ 78 注射方式 雙柱塞 鎖模力/kN 250 最大注射面積/ 90 模具最大開（合）模行程/mm 160 模具最大厚度/mm 180 模具最小厚度/mm 60 動、定模固定板尺寸a×b(mm×mm) 250×280 拉十空間a或a×b(mm或mm×mm) 235 噴嘴圓弧球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 2 頂出形式 四側設有頂桿，機械頂出 2.3冷卻系統(tǒng)的設置 圖2-2 冷卻系統(tǒng) 圖2-3 冷卻系統(tǒng)(俯視) 冷卻系統(tǒng)如圖2-2顯示，根據上述結構工藝分析及材料工藝分析，應在設置水冷系統(tǒng)，水冷類型為普通水冷，連續(xù)冷卻。 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計 3.1 分型面的選擇 圖3-1 分型面 根據塑件的結構設計分析，選擇的分型面如圖3-1所示，取中間做分型面，動、定模開模時，塑件停留在型芯上，再選擇頂桿推出機構推出塑件。 ⑴ 分模面位置應該盡量的設在塑件脫模的方向最大的投影邊緣的部位。 ⑵ 分型面的應該確保塑件留在動模一側，并利于動模頂出頂出。 ⑶ 分型面的選擇應該盡量避免形成側孔，盡量做到行位結構簡單，應該避免前模行位。 ⑷ 合理的安排澆注系統(tǒng)的位置，特別是澆口的位置。 2] 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 3.2.1 主流道設計 主流道的形狀都是有由澆口套的形狀決定的，為了方便于脫模，主流道在設計的過程中大多采用的是圓錐形，兩板模的主流道錐度一般取2°~10°。 圖3-2 主流道設計 主流道設置如圖3-2所示，同時根據表2-2得出： 噴嘴孔直徑=2mm； 噴嘴前端球面半徑=12mm。 同時根據已得出的結論可以求出： 主流道進口端球面半徑= +(1～2)=12+(1～2)mm，取=14mm。 3.2.2 分流道設計 對于多腔布置，要盡量用平衡式分流道，即保證每個型腔澆口位置相同且分流道長短一致。 因為該塑件是小型的零件且結構非常的簡單，同時塑件的壁厚與形狀都不屬于簡易的情況，同時因為使用的塑料材料同時具有非常良好的流動性，所以我們選擇選擇單點進料的方式。將分流道設計成圓形道的截面,相對而言會減小加工難度。同時根據分析得出確定D=4mm。 3.2.3 澆口的設計 圖3-3 澆口設計 塑件對與精度的要求并不高，選擇側澆口利于加工。 側澆口的優(yōu)點： 13 （1）側澆口的截面形狀相對的簡單，加工起來很方便。 （2）側澆口可根據塑件的形狀特點，非常靈活地選擇澆口的位置進行注塑。 （3）由于側澆口的截面尺寸小，因此去除澆口非常的容易，而且留下的痕跡非常的小。 1] 4 模具設計方案 4.1 型腔的位置的設計 如圖4-1所示，塑料零件的整體結構偏向于簡易，沒有什么需要特別分型的地方，在這樣的情況之下我們有幾種方式來排列，可以選擇左右對稱分布和前后對稱分布兩種排列方式。 如果我們是選擇前后排列的方式的話，那么相應的就需要選擇更大尺寸的模架，這樣會增加相應的成本：選擇左右排列的情況下，可以在節(jié)約成本的情況下選擇最小的模架，相對兩種排列方式的比較，我們選擇中心對稱的左右分布。 圖4-1 零件 4.2 成型零件的結構位置的設計 在塑料模具中的型芯和型腔都是采用鑲嵌式裝在A、B板上的，鑲嵌式型芯型腔如果在生產的過程中出現損壞，便于更換和維修，同時在制作模具的過程中，便于加工提高效率，同時在配置冷卻系統(tǒng)的過程中更加便利。 4.3 推出機構的設計 推桿在塑料模具中，為使產品、流道和廢料從模具中順利脫出，保證生產的持續(xù)進行所設置的相關機構。 4.3.1 頂出方向 動模頂出。 4.3.2 頂出距離 頂出距離一般規(guī)定制品脫離模具被頂出的距離為5~10mm。 4.3.3 頂出方式 頂出方式選擇圓頂桿推出的當時，圓頂桿在各種形狀的頂桿中是最普通最簡單的頂出裝置，同時圓頂桿及圓頂桿孔都非常易于加工和處理，因此已被作為標準件廣泛使用與頂出，頂針首先需要經過淬火處理，使其頂針具有足夠的強度和耐磨性來支持長時間的模具開合。 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設計 圓推桿直徑應盡量的取大些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，盡量避免使用1.5mm以下的推桿。推桿直徑在2.5mm以下而且位置足夠時要做有拖推桿，大于2.5mm都做無托推桿，因為整個塑件顯得小巧精致，根據塑件的尺寸我選擇了兩種圓推桿，一種直徑為2.5mm,一種直徑為1.5mm。 圖4-2 推出機構 5 模架選擇與計算 5.1 模架設計思路 選用什么樣的模架應由塑件的特點和模具的型腔數量來決定，在模架選用之前首先應該確認成型鑲件的尺寸。 模架選用的基本原則有下面幾點： ①選擇模架的過程中，在經濟和強度比最優(yōu)的情況下選擇較小規(guī)格的模架。 ②我們在選擇模具的時候應該考慮到注塑的容模量，在一般的情況下會優(yōu)先的的選擇工字模模架，如果是說比注塑機容模量大的時候我們選擇直身模架。 ③選擇模架的過程中要根據塑件相對應的進澆方式和模具結構的需要來選擇相應的模架，做到合理最優(yōu)，可以優(yōu)先嘗試大水口的模架，如果在不能滿足所需的時候，可以選擇細水口模架。 5.2 模架型號的選用 模架選用型號為龍記大水CI-1820 尺寸：A板：180×200×30( mm ) B板：180×200×40(mm)。 圖5-1 模架 6 相關數據的校驗 6.1動定模尺寸 180×200＜250×280，合格。 6.2 高度尺寸 60＜180=180（模具最大厚度與最小厚度），合格。 6.3 開模行程 80mm（澆注凝料長度）+5mm（塑件內部高度）+20mm（塑件高度）+5mm（塑件推出余量）=110mm＜160mm（開模行程），合格。 整體校核通過。 7 模具制圖 圖7-1 裝配圖 圖7-2 型芯零件圖 圖7-3 型腔零件圖 總 結 剛開始寫畢業(yè)設計的時候我有些猶豫，也許是忙碌過后必然會懶惰，學生會卸任之后整個人都變得慵懶，上課也再是每時每刻都在聽或都在記筆記，所以到真正的接觸到注塑模的時候，我還有些一知半解的，不過看著辛勤的老師和忙碌的同學們，我覺得還是需要做出一份應該有的答卷，來總結三年來的成果。 我選的題目是自己在生活中無意中發(fā)現的小工具，它并不起眼，不過卻是一種科技步入生活的附屬品，體現了商家的細致。雖然說是定了論文的題目，但是怎么入手來真正的設計還是個問題，在這個過程中我感受到了知識儲備不足的痛苦，在很多需要專業(yè)數據和分析的過程中遇到了不少的溝坎，在這個時候就要感謝一直陪伴在我身邊的老師和同學們了，是他們幫我度過了一個又一個的難關，因為有的時候死讀書就是讀死書，根據自己查閱到的資料來分析往往會陷入到思維的死角和純理論上去，對于大家的幫助，我感到快樂并摯上萬分的感謝。 一套完整的畢業(yè)設計是對整個大學期間所學的各種只是的總結，就是一個小小的零件，想要將他的模具設計出來反而不是那么簡單，首先你要知道設計一套模具的順序是什么，如何設計一套模具，模具中有些什么，這樣設計是不是符合機械原理等等，在動手設計的過程中還會用到AutoCAD、UG8.5、Moldflow等等各種各樣軟件，當同一個零件在不同的軟件間流傳分析的過程中，更是考驗了自己對各類軟件的掌握與運用。 設計是一個反復的過程，也是一個完整的過程，有的時候設計了一套方案，在徹底完成之前總是要經歷無數次的修改，根據整體的結構、機械原理、設計思路等等來做完善，所以每一份完整的模具設計都是經歷過千錘百煉才得已面世的。 在這整個的拔鍵器的塑料模具設計過程中我收獲了很多的感悟，也更加熟練的掌握了專業(yè)技能，感謝在設計過程中幫助過我的老師和同學們。 致 謝 說起來的話畢業(yè)設計寫到這里也預示著即將結束了，也代表著畢業(yè)離我們真的不遠了，在感慨時間飛逝的同時也是回憶著從大一到現在的生活，有歡快有沮喪，有激動有失落，突然一下子好多畫面都模糊了起來，不知道是不是人不善于回憶，還是有意的將往事塵封，等到而立之年再拿出來品味，不過作為青年的我不會考慮這些，海闊憑魚躍，挑高任鳥飛！正是嘗試和拼搏的年齡，不會停留，勇往直前。 本論文是在導師的悉心指導下才得以完成的，首先要感謝導師不厭其煩的指導和督促，是導師的指引讓我走到今天！其次要感謝我身邊的好朋友們，正是他們給我?guī)砹诵判暮蛨猿郑? 在此之外還要感謝中德工程學院的各位領導和老師，是他們給了我展示自我的機會，讓我在大學生活中改變自我，提高自我，這段經歷我會銘記，在此向他們致以誠摯的謝意！ 附 錄 附件1：拔鍵器的塑料模具裝配圖。 附件2：型芯零件圖。 附件3：型腔零件圖。 附件4：塑件零件圖。 參考文獻 [1]范玉成. 基于Pro/E汽車中網注塑模具設計研究. 哈爾濱工業(yè)大學，2011. [2]高樹存. 注射模分型面的選擇. 模具制造，2008. [3]褚建忠. 塑料模具設計基礎及項目實踐. 浙江大學出版社，2015. [4] 符宇. 基于數據分析和優(yōu)化的曲面薄殼注塑件翹曲變形研究. 南昌大學，2015. [5] 陳懷民. 淋浴花灑本體圓弧抽芯機構及模具設計. 福建工程學院學報，2010. [6] 張維和. 塑料成型工藝與模具設計. 化學工業(yè)出版社，2014. [7] 劉西文. 沖壓與塑料成型設備-第二版. 中國輕工業(yè),2010. [8] 吳光明. 塑料模具設計. 機械工業(yè)出版社，2011. [9] 任登安. 塑料模具制造技術. 機械工業(yè)出版社，2013. [10] 翁其金. 塑料模塑成型技術第2版. 機械工業(yè)出版社，2011. XXXX 設計（XX）任務書 課題名稱： 拔鍵器的塑料模具設計 學生姓名： 學 號： 院（系）： 專業(yè)班級： 指導教師： 起止日期 年 月 日至 年 月 日 一、課題來源、目標及意義 拔鍵器是生活中比較常見的物品，作為一種鍵盤的配件，拔鍵器注塑成型精度要求不高，很適合做模具畢業(yè)生的研究項目。 研究改項目是為了將所學的知識融會貫通，在整體設計的過程中，不只是對書本上的知識的完善，更是對所學軟件的考察，通過本次畢業(yè)設計，學生將對注塑模有更進一步的了解。 對于本次設計，學生將綜合運用所學知識，完成材料的選用、材料的工藝分析、模具的結構設計、型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。 二、畢業(yè)設計（論文）內容及要求 本次設計通過對注塑件的分析與計算，合理選擇結構，并對各個參數進行校核，設計出一副合理、經濟、適用的拔鍵器注塑模具。 本次設計對于學生的能力有很大的提升，意義蠻大，熟悉型芯型腔尺寸的確定；繪制型芯型腔等主要零件的零件圖；頂料方式的選擇；根據鎖模力，注射量等選擇注塑機；模具裝配圖的繪制。 三、畢業(yè)設計（論文）進程安排 序號 設計（論文）各階段名稱 計劃時間 1 畢業(yè)設計輔導，學生進行相關準備工作，選題并審批。 年11 月15日 前 2 教師下發(fā)任務書，學生完成開題報告，教師審核。 年11 月28日 前 3 學生上交開題報告，開始設計。教師指導 年11 月29日至 年12 月12日 4 學生完成畢業(yè)設計，并上報周記5次，教師指導 年12 月12日至 年3月1日 5 學生提交畢業(yè)設計材料（電子稿與紙質稿）。 年3 月3日前 6 畢業(yè)設計答辯。 年 月 日 四、參考書及參考文獻 [1] 范玉成. 基于Pro/E汽車中網注塑模具設計研究. 哈爾濱工業(yè)大學，2011. [2] 符宇. 基于數據分析和優(yōu)化的曲面薄殼注塑件翹曲變形研究. 南昌大學，2015. [3] 高樹存. 注射模分型面的選擇. 模具制造，2008. [4] 陳懷民. 淋浴花灑本體圓弧抽芯機構及模具設計. 福建工程學院學報，2010. [5] 張維和. 塑料成型工藝與模具設計. 化學工業(yè)出版社，2014. [6] 劉西文. 沖壓與塑料成型設備-第二版. 中國輕工業(yè),2010. [7] 吳光明. 塑料模具設計. 機械工業(yè)出版社，2011. [8] 任登安. 塑料模具制造技術. 機械工業(yè)出版社，2013. [9] 翁其金. 塑料模塑成型技術第2版. 機械工業(yè)出版社，2011. [10] 褚建忠. 塑料模具設計基礎及項目實踐. 浙江大學出版社，2015. 指導教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）: 設計(XX)開題報告 題 目： 拔鍵器的塑料模具設計 學生姓名： 學 號： 院（系）： 專業(yè)班級： 指導教師： 年 月 日 一、課題來源、選題依據、課題研究目的、應用價值 拔鍵器是生活中比較常見的物品，作為一種鍵盤的配件，拔鍵器注塑成型精度要求不高，很適合做模具畢業(yè)生的研究項目。 此次設計拔鍵器項目是為了將我們所學的知識融會貫通，在整體設計的過程中，不只是對書本上的知識的完善，更是對自己所學軟件的考察，比如用UG畫模具三維立體圖、AutoCAD繪模具裝配二維圖等，通過本次畢業(yè)設計，我們將對塑料模具設計流程有更進一步的了解，本次畢業(yè)設計也會用到Moldflow模流分析，更貼近企業(yè)設計，同時節(jié)省開模時間。 對于本次設計，我們將綜合運用所學知識，完成材料的選用、材料的工藝分析、模具的結構設計、型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。在以后的設計模具時，我們就知道怎樣能不能更好的選擇分型面的等問題，在以后的工作中設計模具時，我們就知道該怎樣去合理設計合理模具。讓我們對塑料模具的設計產生更大的興趣。 二、課題研究的基本思路、研究的關鍵問題和研究手段（途徑） 對于拔鍵器的設計而言，我們首先要考慮的就是我們所要設計的塑料件是否符合制造的要求，然后再運用模具注塑成型工藝及模具設計的基礎知識，分析塑件整體的性能要求，選擇出符合該制件的材料，之后再根據相應的分析結果來確定型芯和型腔的尺寸，調取模架，設計冷卻回路等等，建模成型之后再繪制主要零件圖、模具裝配圖繪制等等。 在此期間，我們將會遇到很多問題，其中要研究的關鍵問題主要有：塑件材料的選用、塑件的公差等級、注塑機的選擇等等。 還有一些細節(jié)方面，也是我們此次設計中將要遇到的問題，比如說水質零件圖時要考慮到型芯型腔的精度、尺寸。 再通過老師對注塑模相關知識的講解和翻閱很多的材料之后，我相信，我們會把上述問題一一解決。 三、論文的主體框架和主要內容概述 想要設計出一套完美的設計，必須掌握本設計塑料成型工藝及模具設計的基礎知識，設計一套完整的塑料模設計一般按以下的步驟來完成： 1、塑料件分析：1）功能分析2）塑件成型分析 2、成型工藝分析：1）塑件的選材 3、模具結構設計：1）分型面的選擇 2）型腔的布局3）澆注系統(tǒng)的設計4）推出機構的設計5）模架類型的選擇6）冷卻系統(tǒng)的設計7）排氣系統(tǒng)設計8）型芯型腔結構設計9)模具草圖繪制10）模具工作原理 4、模具尺寸計算與注塑機選擇：1）型芯型腔結構尺寸計算 2）模具機構尺寸計算3）注塑量的計算4）鎖模力的計算5）注塑機的選擇6）其他尺寸計算7）注塑機校核 5、模具圖紙的繪制：1）模具裝配圖的繪制）2）零件圖的繪制 以上5點基本上包括了設計一套模具所需的步驟和要求。同時，在之后的設計過程中，我們將通過查閱大量資料、手冊、標準等，結合教材上的知識也對塑料模具的組成結構（澆注系統(tǒng)、頂料方式）有了系統(tǒng)的認識。 四、論文工作進度與安排 起訖日期 工作內容 達到要求 畢業(yè)設計輔導，學生進行相關準備工作，選題并審批。 選題審批完成 教師下發(fā)任務書，學生完成開題報告，教師審核。 完成開題報告 學生提交開題報告并開始設計，教師指導。 開題報告審核完成，并已開始設計 老師指導，學生更改并定稿。 畢業(yè)設計最終稿完成 提交畢業(yè)設計材料（電子稿與紙質稿）。 材料上交完成 畢業(yè)設計答辯。 五、指導教師意見 指導教師： 年 月 日 六、所在專業(yè)負責人審查意見 專業(yè)負責人： 年 月 日 七、參考文獻閱讀清單（要求8篇以上） 序號 題 目（及作者） 出處 （書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等） 1 范玉成. 基于Pro/E汽車中網注塑模具設計研究 黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學，2011 2 符宇. 基于數據分析和優(yōu)化的曲面薄殼注塑件翹曲變形研究 江西：南昌大學，2015 3 高樹存、注射模分型面的選擇. 模具制造，2008. 4 陳懷民. 淋浴花灑本體圓弧抽芯機構及模具設計 福建工程學院學報，2010. 5 張維和. 塑料成型工藝與模具設計. 化學工業(yè)出版社，2014. 6 劉西文. 沖壓與塑料成型設備-第二版. 中國輕工業(yè),2010. 7 吳光明. 塑料模具設計. 機械工業(yè)出版社，2011. 8 任登安. 塑料模具制造技術. 機械工業(yè)出版社，2013. 9 翁其金. 塑料模塑成型技術第2版. 機械工業(yè)出版社，2011. 10 褚建忠. 塑料模具設計基礎及項目實踐. 浙江大學出版社，2015 拔鍵器的塑料模具設計 摘 要 塑料是可塑性很好的一種合成高分子材料，在現如今早已被應用到生活中各個領域，為了大批量生產各種塑件，因此塑料模具是必不可少的，此篇論文是關于拔鍵器的塑料模具設計，主要內容包括塑料件材料工藝分析，塑件結構公藝分析，型芯型腔尺寸確定，分型面的選擇，冷卻系統(tǒng)的設計，頂出機構的布置。本模具采用一模兩腔、側澆口進料的兩板式機構，在結構公藝分析之后，使用AutoCAD、UG8.5等軟件來設計注塑模 關鍵詞：分型面；塑料；澆注系統(tǒng) Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 設計任務 2 2 塑件成型工藝分析 3 2.1 塑件結構材料分析 3 2.1.1 塑件材料分析 3 2.1.2 塑件結構分析 3 2.1.3 尺寸精度 4 2.1.4 拔模斜度 4 2.2 注塑機的選擇 4 2.2.1 計算塑件體積與質量 4 2.2.2 確定型腔數量 4 2.2.3 選擇注塑機的工藝參數 4 2.2.4 選擇注塑機 5 2.3冷卻系統(tǒng)的設置 6 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計 7 3.1 分型面的選擇 7 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 8 3.2.1 主流道設計 8 3.2.2 分流道設計 8 3.2.3 澆口的設計 9 4 模具設計方案 10 4.1 型腔的位置的設計 10 4.2 成型零件的結構位置的設計 10 4.3 推出機構的設計 11 4.3.1 頂出方向 11 4.3.2 頂出距離 11 4.3.3 頂出方式 11 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設計 11 5 模架選擇與計算 12 5.1 模架設計思路 12 5.2 模架型號的選用 12 6 相關數據的校驗 13 6.1動定模尺寸 13 6.2 高度尺寸 13 6.3 開模行程 13 7 模具制圖 14 總 結 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻 20 前 言 塑料模具是模具分類中的一個大類，在中國，塑料模具產值已經占到全部模具產值的三分之一左右。近年來，塑料模具的生產質量、核心技術和高新制造能力發(fā)展的迅速，有些高新技術已經達到國際水品。隨著社會的不斷進步，經濟的不斷發(fā)展，催發(fā)了整個模具行業(yè)的飛速發(fā)展，作為“機械之母”的模具，迎來一個又一個的春天。 21世紀以來，科技融入生活的節(jié)奏越來越快，人們在感受到科技的便利的同時，對于產品的要求也是越來越高，這更是督促著商家不斷的提高產品的質量、外觀、性能，注重產品的客戶體驗等等，這就形成了一個良性循環(huán)，使得整個行業(yè)的制造水品不斷的發(fā)展與進步。 前一段時間我買了一個機械鍵盤，在增加了游戲體驗的同時也激發(fā)了我對鍵盤的研究，對于普通的鍵盤而言，機械鍵盤針對于不同的用途有相應的加強和側重，黑軸游戲體驗感強，青軸段落感強便于輸入等等，不過使用時間長了之后會有大量的灰塵進入到鍵帽的縫隙中，鍵帽和軸之間空間狹小，摘取不易，這個時候就需要用到這個便利的小工具-拔鍵器了。 作為機械鍵盤的后備零件，拔鍵器的整體設計簡單輕巧，采用常最見的聚乙烯作為原料，原料易?。煌瑫r取決于其簡單的結構，對相關的設備要求不高，制造簡易，生產量極大，市場上很常見，所以我決定將這個塑件作為我畢業(yè)設計的課題。 在設計的過程中我將拔鍵器找到，將已手邊的塑件作為藍本，在UG8.5中建模，使用AutoCAD 2008出工程圖，在設計整個模具的過程中查閱了的專業(yè)資料，結合老師的指導和指正，終于將整個塑料模具設計完成。 1 設計任務 本次設計任務為拔鍵器的塑料模具設計，塑件見圖1-1、1-2，此塑件的材料為LDPE,作為市場上比較常見并且常用的一種產品，要求設計的塑料模具可以大批量生產此塑件。 圖1-1零件 圖1-2 塑料零件 2 塑件成型工藝分析 2.1 塑件結構材料分析 2.1.1 塑件材料分析 低密度聚乙烯（LDPE）是使用時間較早，應用范圍較廣，消費量很大的一種塑料，在世界上，聚乙烯的產量居各種塑料產量之首。聚乙烯的比重一般處在0.91~0.97g/,軟化點在120以上，制品在80～100范圍內可以使用，在-70條件下仍有非常好的柔軟性，耐化學腐蝕和抗有機溶劑的能力都很強，但是質地非常的柔軟，機械強度不高，成型收縮率也很大（約為1.5%～3.6%）。 成型收縮率范圍及收縮值大，方向性非常的明顯，容易變形、翹曲。應該控制模溫，保持冷均勻、穩(wěn)定；流動性好且對壓力變化敏感，分型面應該研磨。宜用高壓注射，料溫均勻，填充速度應快，保壓充分；冷卻速度慢，因此必須充分冷卻，模具應設有冷卻系統(tǒng)；質軟易脫落，塑件有淺的側凹槽時可強行脫模。 3] 2.1.2 塑件結構分析 圖2-1 塑料零件 從圖2-1中可得知，塑件的整體結構教簡單，塑件薄壁厚度不大，同時對表面精度要求也不高，因為塑件沒有非常復雜的結構，所有不考慮復雜的結構等，適宜用一般注塑模機構。 2.1.3 尺寸精度 塑件中并沒有標注相應的尺寸精度與公差，所以采用一般精度即MT6，依據GB/TI4486-93,公差為0.94mm。 2.1.4 拔模斜度 塑件在脫模的過程中，塑件會附著在模具型面上，使整個塑件脫模困難，為了便于脫模，故設置拔模斜度，最為常用的拔模斜度為30′~1°30′，本次拔模斜度取30′。 2.2 注塑機的選擇 2.2.1 計算塑件體積與質量 (1)體積計算：通過軟件UG8.5中實體建?？傻迷撍芗捏w積為V≈2.5。 (2)質量計算：低密度聚乙烯的密度為ρ=0.92 g/，所以質量為ω=ρV=2.3g。 2.2.2 確定型腔數量 根據該塑件的結構分析，結合經濟實惠的同時又能滿足相關的精度要求，決定采用一模兩腔的模具結構形式，型芯型腔分布在A、B板中心線的兩側，這樣既利于澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的排列布置。 2.2.3 選擇注塑機的工藝參數 塑件材料為LDPE，查資料表2-1的相關資料得到熱塑性塑料注塑成形的工藝參數。 表2-1 常用熱塑性塑料注射成形的工藝參數 塑料 低壓聚乙烯LDPE 注射壓力/ 60~100 注塑機類型 柱塞式 保壓壓力/ 40~50 螺桿轉速/（r/min） — 注射時間/s 0~5 噴嘴 形式 直通式 保壓時間/s 15~60 溫度/ 150~170 料筒溫度/ 前段 170~200 冷卻時間/s 15~60 中段 — 后段 140~160 模具溫度/ 30~45 成形時間/s 40~140 2.2.4 選擇注塑機 該塑料零件采用注射成型方式，一模兩腔的，因此能夠計算出一次的注射成型的過程中所用到的塑料量的值為：=2+=2x2.3+2.3x20%=5.6g。 根據手冊數據，所以選擇XS-ZS-22型號的國產注塑機，注塑機主要技術參數見表2-2。 表2-2 注塑機部分主要技術參數 型號 XS-ZS-22 一次注射量/ 20 螺桿直徑/ 20 注射壓力/ 78 注射方式 雙柱塞 鎖模力/kN 250 最大注射面積/ 90 模具最大開（合）模行程/mm 160 模具最大厚度/mm 180 模具最小厚度/mm 60 動、定模固定板尺寸a×b(mm×mm) 250×280 拉十空間a或a×b(mm或mm×mm) 235 噴嘴圓弧球半徑/mm 12 噴嘴孔直徑/mm 2 頂出形式 四側設有頂桿，機械頂出 2.3冷卻系統(tǒng)的設置 圖2-2 冷卻系統(tǒng) 圖2-3 冷卻系統(tǒng)(俯視) 冷卻系統(tǒng)如圖2-2顯示，根據上述結構工藝分析及材料工藝分析，應在設置水冷系統(tǒng)，水冷類型為普通水冷，連續(xù)冷卻。 3 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計 3.1 分型面的選擇 圖3-1 分型面 根據塑件的結構設計分析，選擇的分型面如圖3-1所示，取中間做分型面，動、定模開模時，塑件停留在型芯上，再選擇頂桿推出機構推出塑件。 ⑴ 分模面位置應該盡量的設在塑件脫模的方向最大的投影邊緣的部位。 ⑵ 分型面的應該確保塑件留在動模一側，并利于動模頂出頂出。 ⑶ 分型面的選擇應該盡量避免形成側孔，盡量做到行位結構簡單，應該避免前模行位。 ⑷ 合理的安排澆注系統(tǒng)的位置，特別是澆口的位置。 2] 3.2 澆注系統(tǒng)的設計 3.2.1 主流道設計 主流道的形狀都是有由澆口套的形狀決定的，為了方便于脫模，主流道在設計的過程中大多采用的是圓錐形，兩板模的主流道錐度一般取2°~10°。 圖3-2 主流道設計 主流道設置如圖3-2所示，同時根據表2-2得出： 噴嘴孔直徑=2mm； 噴嘴前端球面半徑=12mm。 同時根據已得出的結論可以求出： 主流道進口端球面半徑= +(1～2)=12+(1～2)mm，取=14mm。 3.2.2 分流道設計 對于多腔布置，要盡量用平衡式分流道，即保證每個型腔澆口位置相同且分流道長短一致。 因為該塑件是小型的零件且結構非常的簡單，同時塑件的壁厚與形狀都不屬于簡易的情況，同時因為使用的塑料材料同時具有非常良好的流動性，所以我們選擇選擇單點進料的方式。將分流道設計成圓形道的截面,相對而言會減小加工難度。同時根據分析得出確定D=4mm。 3.2.3 澆口的設計 圖3-3 澆口設計 塑件對與精度的要求并不高，選擇側澆口利于加工。 側澆口的優(yōu)點： 23 （1）側澆口的截面形狀相對的簡單，加工起來很方便。 （2）側澆口可根據塑件的形狀特點，非常靈活地選擇澆口的位置進行注塑。 （3）由于側澆口的截面尺寸小，因此去除澆口非常的容易，而且留下的痕跡非常的小。 1] 4 模具設計方案 4.1 型腔的位置的設計 如圖4-1所示，塑料零件的整體結構偏向于簡易，沒有什么需要特別分型的地方，在這樣的情況之下我們有幾種方式來排列，可以選擇左右對稱分布和前后對稱分布兩種排列方式。 如果我們是選擇前后排列的方式的話，那么相應的就需要選擇更大尺寸的模架，這樣會增加相應的成本：選擇左右排列的情況下，可以在節(jié)約成本的情況下選擇最小的模架，相對兩種排列方式的比較，我們選擇中心對稱的左右分布。 圖4-1 零件 4.2 成型零件的結構位置的設計 在塑料模具中的型芯和型腔都是采用鑲嵌式裝在A、B板上的，鑲嵌式型芯型腔如果在生產的過程中出現損壞，便于更換和維修，同時在制作模具的過程中，便于加工提高效率，同時在配置冷卻系統(tǒng)的過程中更加便利。 4.3 推出機構的設計 推桿在塑料模具中，為使產品、流道和廢料從模具中順利脫出，保證生產的持續(xù)進行所設置的相關機構。 4.3.1 頂出方向 動模頂出。 4.3.2 頂出距離 頂出距離一般規(guī)定制品脫離模具被頂出的距離為5~10mm。 4.3.3 頂出方式 頂出方式選擇圓頂桿推出的當時，圓頂桿在各種形狀的頂桿中是最普通最簡單的頂出裝置，同時圓頂桿及圓頂桿孔都非常易于加工和處理，因此已被作為標準件廣泛使用與頂出，頂針首先需要經過淬火處理，使其頂針具有足夠的強度和耐磨性來支持長時間的模具開合。 4.3.4 圓推桿規(guī)格大小設計 圓推桿直徑應盡量的取大些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，盡量避免使用1.5mm以下的推桿。推桿直徑在2.5mm以下而且位置足夠時要做有拖推桿，大于2.5mm都做無托推桿，因為整個塑件顯得小巧精致，根據塑件的尺寸我選擇了兩種圓推桿，一種直徑為2.5mm,一種直徑為1.5mm。 圖4-2 推出機構 5 模架選擇與計算 5.1 模架設計思路 選用什么樣的模架應由塑件的特點和模具的型腔數量來決定，在模架選用之前首先應該確認成型鑲件的尺寸。 模架選用的基本原則有下面幾點： ①選擇模架的過程中，在經濟和強度比最優(yōu)的情況下選擇較小規(guī)格的模架。 ②我們在選擇模具的時候應該考慮到注塑的容模量，在一般的情況下會優(yōu)先的的選擇工字模模架，如果是說比注塑機容模量大的時候我們選擇直身模架。 ③選擇模架的過程中要根據塑件相對應的進澆方式和模具結構的需要來選擇相應的模架，做到合理最優(yōu)，可以優(yōu)先嘗試大水口的模架，如果在不能滿足所需的時候，可以選擇細水口模架。 5.2 模架型號的選用 模架選用型號為龍記大水CI-1820 尺寸：A板：180×200×30( mm ) B板：180×200×40(mm)。 圖5-1 模架 6 相關數據的校驗 6.1動定模尺寸 180×200＜250×280，合格。 6.2 高度尺寸 60＜180=180（模具最大厚度與最小厚度），合格。 6.3 開模行程 80mm（澆注凝料長度）+5mm（塑件內部高度）+20mm（塑件高度）+5mm（塑件推出余量）=110mm＜160mm（開模行程），合格。 整體校核通過。 7 模具制圖 圖7-1 裝配圖 圖7-2 型芯零件圖 圖7-3 型腔零件圖 總 結 剛開始寫畢業(yè)設計的時候我有些猶豫，也許是忙碌過后必然會懶惰，學生會卸任之后整個人都變得慵懶，上課也再是每時每刻都在聽或都在記筆記，所以到真正的接觸到注塑模的時候，我還有些一知半解的，不過看著辛勤的老師和忙碌的同學們，我覺得還是需要做出一份應該有的答卷，來總結三年來的成果。 我選的題目是自己在生活中無意中發(fā)現的小工具，它并不起眼，不過卻是一種科技步入生活的附屬品，體現了商家的細致。雖然說是定了論文的題目，但是怎么入手來真正的設計還是個問題，在這個過程中我感受到了知識儲備不足的痛苦，在很多需要專業(yè)數據和分析的過程中遇到了不少的溝坎，在這個時候就要感謝一直陪伴在我身邊的老師和同學們了，是他們幫我度過了一個又一個的難關，因為有的時候死讀書就是讀死書，根據自己查閱到的資料來分析往往會陷入到思維的死角和純理論上去，對于大家的幫助，我感到快樂并摯上萬分的感謝。 一套完整的畢業(yè)設計是對整個大學期間所學的各種只是的總結，就是一個小小的零件，想要將他的模具設計出來反而不是那么簡單，首先你要知道設計一套模具的順序是什么，如何設計一套模具，模具中有些什么，這樣設計是不是符合機械原理等等，在動手設計的過程中還會用到AutoCAD、UG8.5、Moldflow等等各種各樣軟件，當同一個零件在不同的軟件間流傳分析的過程中，更是考驗了自己對各類軟件的掌握與運用。 設計是一個反復的過程，也是一個完整的過程，有的時候設計了一套方案，在徹底完成之前總是要經歷無數次的修改，根據整體的結構、機械原理、設計思路等等來做完善，所以每一份完整的模具設計都是經歷過千錘百煉才得已面世的。 在這整個的拔鍵器的塑料模具設計過程中我收獲了很多的感悟，也更加熟練的掌握了專業(yè)技能，感謝在設計過程中幫助過我的老師和同學們。 致 謝 說起來的話畢業(yè)設計寫到這里也預示著即將結束了，也代表著畢業(yè)離我們真的不遠了，在感慨時間飛逝的同時也是回憶著從大一到現在的生活，有歡快有沮喪，有激動有失落，突然一下子好多畫面都模糊了起來，不知道是不是人不善于回憶，還是有意的將往事塵封，等到而立之年再拿出來品味，不過作為青年的我不會考慮這些，海闊憑魚躍，挑高任鳥飛！正是嘗試和拼搏的年齡，不會停留，勇往直前。 本論文是在導師的悉心指導下才得以完成的，首先要感謝導師不厭其煩的指導和督促，是導師的指引讓我走到今天！其次要感謝我身邊的好朋友們，正是他們給我?guī)砹诵判暮蛨猿郑? 在此之外還要感謝中德工程學院的各位領導和老師，是他們給了我展示自我的機會，讓我在大學生活中改變自我，提高自我，這段經歷我會銘記，在此向他們致以誠摯的謝意！ 附 錄 附件1：拔鍵器的塑料模具裝配圖。 附件2：型芯零件圖。 附件3：型腔零件圖。 附件4：塑件零件圖。 參考文獻 [1]范玉成. 基于Pro/E汽車中網注塑模具設計研究. 哈爾濱工業(yè)大學，2011. [2]高樹存. 注射模分型面的選擇. 模具制造，2008. [3]褚建忠. 塑料模具設計基礎及項目實踐. 浙江大學出版社，2015. [4] 符宇. 基于數據分析和優(yōu)化的曲面薄殼注塑件翹曲變形研究. 南昌大學，2015. [5] 陳懷民. 淋浴花灑本體圓弧抽芯機構及模具設計. 福建工程學院學報，2010. [6] 張維和. 塑料成型工藝與模具設計. 化學工業(yè)出版社，2014. [7] 劉西文. 沖壓與塑料成型設備-第二版. 中國輕工業(yè),2010. [8] 吳光明. 塑料模具設計. 機械工業(yè)出版社，2011. [9] 任登安. 塑料模具制造技術. 機械工業(yè)出版社，2013. [10] 翁其金. 塑料模塑成型技術第2版. 機械工業(yè)出版社，2011.