畢業(yè)設計（論文）-塑料鍵盤按鈕注塑模設計

1、塑料鍵盤按鈕注塑模設計學 生；XXX指導老師；XXX（湖南農(nóng)業(yè)大學工學院，長沙 410128）摘 要：本設計課題是鍵盤按鈕注塑模具的輔助設計與制造，分為注塑模具的設計、工藝參數(shù)的校核、成形零件的加工工藝三部分。首先用Pro/E進行鍵盤按鈕的三維造型，然后根據(jù)鍵盤按鈕的結構特點進行了模具的設計。此模具的結構較為復雜，動模和定模都采用了鑲拼結構關鍵詞：鍵盤按鈕，注塑模，型腔。Abstract: This design topic is the keyboard button casts the mold the assistance design and the manufacture, divi

2、des into casts the mold the design and opens and closes the mold animation as well as the assembly animation three parts.First uses Pro/e to carry on the keyboard button the three dimensional modelling, then has designed the mold core, the drawing of patterns and the overall construction according t

3、o the keyboard button unique feature.This mold structure was easy, to move the mold and the bottom die all uses has inlaid puts together the structure.Key words: The keyboard button, pours the mold, the die space.1 前言模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依

4、靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，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。 1999年8月20日黨中央和國務院發(fā)布的關于加強技術創(chuàng)新發(fā)展高科技實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的決定指出：要在電子信息特別是集成電路設計與制造、網(wǎng)絡及通訊、計算機及軟件、數(shù)字化電子產(chǎn)品等方面，在生物技術及新醫(yī)藥、新技術、新能源、航天航空、海洋等有一定基礎的高新技術產(chǎn)業(yè)領域，加強技術創(chuàng)新

5、，形成一大批擁有自主知識產(chǎn)權、具有競爭優(yōu)勢的高新技術產(chǎn)業(yè)。要加強傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術升級。注重電子信息等技術與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的嫁接，大幅度提高國產(chǎn)技術裝備的水平。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟，如青島海信模具 、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位

6、采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率不到10%,與國外的5080%相比，差距較大。  在制造技術方面，CAD/CAM/CAE技術的應用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UG II、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促

7、進和推動了我國模具CAD/CAM技術的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應用且價格較低等特點為進一步普及模具CAD/CAM技術創(chuàng)造了良好條件。經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具發(fā)展開發(fā)、結構的調(diào)整以及企業(yè)管理等方面中國塑料模具工業(yè)已顯示出以下新的發(fā)展趨勢。在模具的質(zhì)量、交貨周期、價格、服務四要素中，越來越的用戶將交貨周期放在首位.大力增強主動開發(fā)能力。模具企業(yè)不能等有了合同，才根據(jù)用戶要求進行塑膠模具設計。目前，青島海爾模具公司等企業(yè)的 “你給我一個概念，我還你

8、一個產(chǎn)品”的一站式服務模式以及太倉求精模塑公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已被越來越多的企業(yè)所接受。 隨著模具企業(yè)的設計和加工水平的提高，模具的制造正在從過去主要依靠鉗工的技藝而轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕揽考夹g。這一趨勢不但使得模具的標準化程度不斷提高，而且使得模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促進了整個模具工業(yè)水平的提高，同時也要加強塑膠模具工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展。 模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方向迅速發(fā)展。在信息社會中，作為一個高水平的現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應用已遠遠不夠。 總之，中國塑料模具具有光輝燦爛的前景。只有那些能夠把握機遇、開拓市場、不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的塑膠模具企業(yè)和

9、能夠生產(chǎn)高技術含量模具的企業(yè)，才能在競爭激烈的市場中占有一席之地。2 擬定模具的結構型設計21 塑件成型工藝分析 （1） 該塑件是一塑料鍵盤按鈕，如圖2-1所示，塑件壁厚屬薄壁塑件，生產(chǎn)批量為中批量生產(chǎn)，材料為聚苯乙烯（PS），成型工藝性很好，可以注射成型。  圖2-1 零件圖（2） 材料為聚苯乙烯（PS），。成型特點：1.無定形料,吸濕小,不須充分干燥,不易分解,但熱膨脹系數(shù)大,易產(chǎn)生內(nèi)應力.流動性較好,可用螺桿或柱塞式注射機成型. 2.宜用高料溫,高模溫,低注射壓力,延長注射時間有利于降低內(nèi)應力,防止縮孔.變形. 3.可用各種形式澆口,澆口與塑件圓弧連接,以免去處澆口時損壞塑件.

10、脫模斜度大,頂出均勻塑件壁厚均勻,最好不帶鑲件,如有鑲件應預熱。成型收縮率% ，成型溫度：170-250 。主要用途： 適用于管材、板材、薄膜、容器、單絲、各種儀器零件等。主要用于發(fā)泡成型，用作保溫、隔熱、防震、包裝材料及漂浮制品。通用型（R）適用于包裝材料；阻燃型（F）適用于建筑、絕熱材料，聚苯乙烯的經(jīng)常被用來制作泡沫塑料制品。聚苯乙烯還可以和其他橡膠盒等等。通用的聚苯乙烯是苯乙烯的聚合物，外觀透明，但有發(fā)脆的缺點，因此，通過加入聚丁二烯可制成耐沖擊性聚苯乙烯（HTPS）。聚苯乙烯的主要生產(chǎn)方法有本體聚合、懸浮聚合和溶液聚合。  通常,選擇塑件的材料依

11、據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求,以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù).對于常溫工作狀態(tài)下的結構件來說,要考慮的主要是材料的力學性能,如屈服應力,彈性模量,彎曲強度,表面硬度等.該塑件對材料的要求首先必須是透光性好,其次才是成型難易和經(jīng)濟性問題,以下是對幾種透光性能較好材料的性能對比，如表一所示。表一 材料的特性塑料名稱PSPCPMMA拉伸強度/MPa6672彎曲強度/MPa11095113斷裂伸長率/%280100落球沖擊強度J/m16422洛氏硬度（M）11582101氧指數(shù)（OI） 熱變形溫度/85134100維卡軟化點/105153120馬丁耐熱溫度/112體積電阻率/·c

12、m1010×101010吸水率%透光度/%88929393霧度%3折射率價格（元/噸）1150123033000410001950020700以上的性能分析對比中看出,在透光度方面三種材料相差不大，成型特性上以聚碳酸酯為好，由于是一般性民用品，所以價格上是需要考慮的，我們主要要求是價格和透光度,其它如拉伸強度,斷裂伸長率等則是次要考慮的指標(這由塑件的工作環(huán)境決定),最終選定PS為塑件材料.因為除了質(zhì)脆和抗拉強度不如其它兩種材料外，它所擁有的特性符合我們的塑件要求，但這些不是我們主要考慮的。2.2 分型面位置的確定分型面就是分開模具取出塑件的那個面，而如何確定分型面，需要考慮的因素比

13、較復雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、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應綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時一般應遵循以下幾項原則：a)分型面必須開設在零件斷面輪廓最大的地方，這樣才能保證塑料制品能夠脫模 b)使型腔深度最淺 c)使塑件外形美觀，容易清理 d)盡量避免側向抽芯e)使分型面容易加工 f)保證塑件的精度要求g)使側向抽芯盡量短 ，抽芯越短，斜抽移動的距離越短，一方面能減少動、定模的厚度，減少塑件尺寸誤差；另一方面有利于脫模，保證塑件制品精度 。h)有利于排氣

14、 。 根據(jù)塑件的結構形式，分型面選在塑件的最大輪廓處，如圖2-2所示。圖2-2 分型面2.3 確定型腔數(shù)量和排列方式2.3.1 型腔數(shù)量的確定該塑件的精度除了給定尺寸有精度要求，其余的為中等要求，而又是中批量生產(chǎn)，可以采用一模多穴的形式，各方面的考慮，初定為一模兩穴的模具形式。2.3.2 型腔排列方式的確定型腔方式如圖2-3所示。 圖 2-3 型腔的排布 模具結構形式的確定從上面分析中可知，本模具采用一模兩穴二板模，推桿推出，流道采用平衡式，澆口采用潛伏式或側布置，兩邊帶側抽芯，確定模具結構形式為FUTABA-SC型的單分型面注射模。 如圖2-4所示： 4-2 模具結構形式2.5 注射機型號的

15、確定251 初選注射機通過Pro/E建模分析，塑件cm3,初選注射機的型號為XZ-ZY-125臥室注射機。則12526.4，符號要求。 塑件和凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力計算流道凝料(包括澆口)在分型面的投影面積A2，在模具設計前是個未知值，根據(jù)多型腔模的分析，A2是每個塑件在分型面上的投影面積A1nA1來進行估算，所以 A=n A1+ A2= nA1nA1 x2x=1095.12 mm2式中A1=mm2。 Fm=Ap =x30=N=KN式中型腔壓力取30Mpa( 因是薄壁零件，澆口又是側澆口，壓力損失大，取大一點)。2.5.3 注射機的主要參數(shù)根據(jù)每一生產(chǎn)周期的注射機的有關參數(shù)的校核

16、和鎖模力的計算值，可以選擇XZ-ZY-125臥室注射機（上海塑料機械廠），見表2：表2：注射機的主要技術參數(shù)標稱注射容量/ cm3104推出形式兩側推出注射行程/mm160兩側推出時中心距/mm230注射壓力/Mpa150模板行程/mm300注射時間/ s模板最大模厚/mm300合模力/KN900模板最小模厚/mm200螺桿轉(zhuǎn)速/(r/min)10140定位圈尺寸/mm100噴嘴球半徑/mm18噴嘴孔直徑/mm4注射方式螺桿式塑化能力/(g/s)10 3 模具澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)控制著塑件成型過程中充模和補料兩個重要階段，對塑件質(zhì)量

17、關系極大。澆注系統(tǒng)是指從注塑機噴嘴進入模具開始，到型腔入口為止的那一段流道。普通模具的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。3.1 主流道設計    主流道尺寸根據(jù)所選注射機，則主流道小端尺寸為 D=注射機噴嘴尺寸+(0.51)=4+0.5=mm SR=噴嘴主流道球面半徑球面半徑+（12）=11+2=13mm3.1.2 主流道襯套形式主流道襯套如圖3-1所示，材料為T8A鋼，熱處理淬火后表面硬度為53HRC57HRC。圖3-1主流道襯套 主流道凝料體積計算q主=779 .35mm³1cm³ 主流道剪切速率校核由經(jīng)驗公式 r=(3.3x3= s

18、-1<5x103 s-1式中 qv= q主+ q分+ q塑=+2x= cm3Rn=(4+2.8)/4=mm=cm  分流道設計 3.2.1 分流道設計的原則多型腔模設計時型腔布置和分流道不止應同時加以考慮，有：a) 盡量保證個型腔同時充滿，并均衡的補料，保證個塑件的性能、尺寸盡可能一致。b) 各型腔的距離恰當，應有足夠的空間排布冷卻水道、螺釘?shù)龋⒂凶銐虻拿娣e承受注射壓力。c) 在滿足以上的情況下盡量縮短流道的長度，降低澆注系統(tǒng)的凝料重量。d) 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心盡量在注射機鎖模力的中分流通的設計如圖3-2所示：圖3-2 分流道的設計 分流道的長度第一級分流

19、道 L1=28mm 分流道凝料體積計算q分24mm3cm33.2.4 分流道剪切速率校核由經(jīng)驗公式rq/Rn33s-13 s-1<5x103 s-1。則剪切速率校核合格。式中 q= =(2x)/1=cm3 Rn=cm式中 t注射時間，取1s；A 圓形的面積（cm2）c圓形周長（cm） 澆口設計澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的最短通道，它是澆注系統(tǒng)的一個關鍵部分。在注塑模設計中常用的的澆口形式有直接澆口、側澆口（又稱邊緣澆口）、扇形澆口、膜狀澆口、點澆口、潛伏式澆口、護耳澆口等澆口設計位置設計的原則： 1.澆口位置應防止制品翹曲變形。2.澆口位置應有利于分子取向，提高塑件壽命

20、。3.模塑成型時，澆口位置應當避免噴射現(xiàn)象。4.澆口位置應有利于充模流動、排氣和補料。5.減少熔接痕，增加熔接牢度。6.澆口位置應防止料流將型芯或嵌件擠歪變形。本設計的澆口如圖3-3所示。圖3-3 側澆口鍵盤按鈕要求外面比較光滑，然而側澆口能很好的讓塑件和凝料脫離，并能保證塑件的表面質(zhì)量。本設計采用的側的澆口。澆口尺寸的確定，由經(jīng)驗公式得 d=nk=x1x4.4872=mm2mm式中 A=mm2(塑件的表面積)； n塑料材料的系數(shù)?。?k塑件壁厚的函數(shù)值取13.4 冷料井設計冷料井位于主流道的正對面的動模板上，或處于分流道的末端。其主要作用是聚集開始注射時候的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影

21、響塑件的質(zhì)量開模是又能將主流道的凝料拉出。本設計的冷料井如圖3-4所示：圖3-4 冷料穴4 注塑模成型零部件結構設計模具中確定塑件幾何性狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。本設計中成型零件就是成型鍵盤按鈕表面的凹模，成型內(nèi)表面的型芯（凸模）。 41 成型零件的結構設計 凹模（型腔）型腔采用整體嵌入式如圖4-1 圖4-1 型腔 型芯由于型芯結構比較小，采用整體式型芯。如圖4-2所示：成型塑件內(nèi)的表面的零件稱凸?；蛐托荆渲饕校褐餍托?、側型芯、活動鑲件、螺紋型芯和螺紋型環(huán)等.鍵盤按鈕塑件包括側型芯和側型芯組成。 圖4-2 型芯側型芯的結構設計側型芯的結構如圖4-3所示：圖4-3 側型芯4.2 成型零

22、件材料的鋼件的選用鍵盤按扭是中批量生產(chǎn)，成型零件所選的鋼材要有一定的耐磨性和良好的抗疲勞性；機械加工性能也應良好，所以構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用Gr12。型芯脫模高度比較大，容易磨損，應該采用硬度較高的模具鋼Gr12,淬火后表面硬度為52HRC58HRC。4.3 成型零件尺寸計算影響塑件尺寸精度的因素較為復雜，主要存在以下幾方面a）、零件的制造公差；b）、設計時所估計的收縮率和實際收縮率之間的差異和生產(chǎn)制品時收縮率波動；c）、模具使用過程中的磨損。以上三方面的影響表述如下： 制造誤差z=ai=a(0.45 3D)其中，D 被加工零件的尺寸，可被視為被加工模具零件的成型尺寸；z 成型零件的制造

23、公差值；    i 公差單位；a 精度系數(shù)，對模具制造最常用的精度等級。 成型收縮率波動影響 塑件從溫度較高的模具中取出冷卻到室溫后,其尺寸或體積發(fā)生收縮變小的現(xiàn)象,叫做塑件成型收縮性,收縮性的大小以塑件收縮尺寸的單位長度百分比來表示就是塑料件的成型收縮率。s=(LM-LS)/LMX100%其中，s 塑件成型收縮率；L M 模具成型尺寸；LS 塑件對應尺寸。 磨損對尺寸的影響 為簡便計算，凡與脫模方向垂直的面不考慮磨損量，與脫模方向平行的面才考慮磨損。考慮磨損主要從模具的使用壽命來選定，磨損值隨產(chǎn)量的增加而增大；此外，還應考慮塑料對鋼材的磨損情況；同時還應考慮模具材料的耐模

24、性及熱處理情況，型腔表面是否鍍鉻、氮化等。有資料介紹，小型模具的最大磨損量可取塑件總誤差的1/6（常取0.02mm），而對于大的模具則應取1/6以下。對中小型塑件來說，成型零件磨損量對塑件的總誤差有一定的影響，而對于大的塑件來說影響很小。在以上理論基礎上，下面按平均收縮率來計算成型尺寸，查得的聚苯乙烯（PS）收縮率為Sq=（0.290.76）%,所以，平均收縮率為：Scp=0.52%考慮到實際的模具制造條件和工件的實際要求，塑件的尺寸公差按GB/T18001998的IT8級精度選取。型腔工作部位尺寸：        型腔徑向尺寸：LM =（1+Scp）L

25、s-X +0z        型腔深度尺寸：H M =（1+Scp）Hs-X+0z        型芯徑向尺寸：lM=（1+Scp）Ls+X0-z        型芯高度尺寸：hM=（1+Scp）hs+X0-z    型芯中心距尺寸：C=C(1+ Scp)+- z/2式中     Ls - 塑件外型徑向基本尺寸的最大尺寸（mm）    ls -  塑件內(nèi)型徑向基本尺寸的最小尺寸（mm）  

26、0; Hs - 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）    hs -  塑件內(nèi)型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）    X -  修正系數(shù)  取0.50.75    -  塑件公差    z-  模具制造公差  一般?。?/31/4）塑件外形尺寸：25-0 、-033 塑件內(nèi)形尺寸：24 +00.033 、17+00.027 (1)型腔徑向尺寸計算定模型腔徑向尺寸： LM =（1+Scp）Ls-X+0z=(1+0.0052)x253+03x1/3 =1+0

27、1(2)型芯外徑尺寸 動模型芯外徑尺寸：lM=（1+Scp）Ls+X0-z=(1+0.0052)x24+0.75x0.033-0 =-0(3)型腔深度尺寸  動模型腔深度尺寸 ： H M =（1+Scp）Hs-X+0z=(1+0.0052)x3+03x1/3 =+01(4)型芯高度尺寸 動模型芯高度尺寸： hM=（1+Scp）hs+X0-z=(1+0.0052)x1727-027x1/3 =-00.009 成形零件的尺寸如下圖所示：4.4 型腔壁厚的計算4.4.1 型腔底壁厚度計算根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)法，查表得th=mm，而設計的底壁厚為20mm,符合要求。 型

28、腔側壁厚度計算根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)公式tct+17=60x0.2+17=29mm，而設計的的壁厚為40mm,符合要求。 5. 合模導向和定位機構設計導向機構主要有導向、定位、承受側壓力三個作用，為了使合模動作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設四根導柱，將導柱開設在動模側即導柱正裝，為保護型芯，避免合模時凸模進入凹模時由于方位搞錯而損壞模具或由于定位不準而互相碰傷，設在動模上的導柱長度高出型芯68mm，導柱采用有肩導柱和導套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合H7/k6，導向段與導向孔間采用動配合H7/f7，固定段表面粗糙度為Ram導向段表面用Ram，導柱需要有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因

29、此采用T08A，經(jīng)淬火處理5255HRC。導套選用帶軸肩連接的導套，導套內(nèi)孔與導柱之間為動配合H7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合H8/k7，粗糙度內(nèi)外表面均用Ram，材料選用T08A，表面硬度為5055HRC。6 模架的確定根據(jù)型腔的布局可以看出，型腔嵌件尺寸為120x60又根據(jù)兩邊側抽芯，以及導柱、連桿螺釘布置應占的位置、推出問題,可以得出結論選擇模架大小為350X200的模架。如圖6-1所示：定模板厚度：A=65mm動模板厚度：B=50mm墊快厚度：C=60mm模具厚度 H=50+A+B+C=(50+65+50+60)mm=225mm模具外形尺寸 200mm×350mm&

30、#215;225mm圖 6-1 模架的結構圖7 排氣槽的設計鍵盤按紐成型型腔體積比較小，注射時間比較短，采用側澆口與型腔的間隙排氣：還通過型芯與型腔的間隙排氣；頂桿與型腔的間隙排氣。如果對于中大型塑件一定要通過計算，開設一定的排氣槽，方可保證產(chǎn)品質(zhì)量。8 脫模推出機構的設計制件推出（頂出）是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時應遵循下列原則。8.1. 推出機構應盡量設置在動模一側 由于推出機構的動作是通過裝在注射機合模機構上的頂桿來驅(qū)動的，所以一般情況下，推出機構設在動模一側。正因如此，在分型面設計時應盡量注意，開

31、模后使塑件能留在動模一側。8.2. 保證塑件不因推出而變形損壞為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設計時應仔細分析塑件對模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。8.3 機構簡單動作可靠推出機構應使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。8.4 良好的塑件外觀 推出塑件的位置應盡量設在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和

32、非裝飾面，對于透明塑件尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。8.5 合模時的正確復位 設計推出機構時，還必須考慮合模時機構的正確復位，并保證不與其他模具零件相干涉。推出機構的種類按動力來源可分為手動推出，機動推出，液壓氣動推出機構。這里采用一次推出機構的推桿推出機構，它是注射模中使用最廣的一種脫模機構，制造簡便，滑動阻力小，可在塑件上任意位置配置，更換方便，脫模效果好。本塑件采用8根2mm等截面的標準推桿，由于采用圓形推桿容易達到推桿與孔的加工和配合精度，因此采用圓形推桿，使用圓形推桿還可以減少滑動阻力，推桿損壞后容易更換。 推出機構如圖8-1所示： 圖8-1 推

33、出機構9 側抽芯機構的設計 抽芯形式其結構如圖9-1所示圖9-1 抽芯形式結構圖9.1 側向分型與抽芯機構的設計當注射成型側壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑件時,模具上成型該處的零件就必須制成可側向移動的零件,以便在脫模之前先抽掉側向成型零件,否則就無法脫模.帶動側向成型零件作側向移動（抽拔與復位）的整個機構稱為側向分型與抽芯機構9.2 側向分型與抽芯分型的分類根據(jù)動力來源的不同,側向分型與抽芯機構一般可分為機動、液壓或氣動以及手動等三大類型。根據(jù)塑件結構尺寸和抽芯力大小進行合理選用。 側向型芯或側向成型模腔從成型位置到不妨礙塑件的脫模推出位置所移動的距離稱為抽芯距,用s表示。為了安全起見,側向抽芯

34、距離通常比塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度大2mm3mm,但某些特殊零件（如繞線骨架）,就不能簡單地使用這種方法,必須作圖計算來確定抽芯距離。抽芯力的計算同脫模力計算相同.9.3 斜導柱側向分型與抽芯機構斜導柱側向分型與抽芯機構是利用斜導柱等零件把開模力傳遞給側型芯或側向成型塊,使之產(chǎn)生側向運動完成抽芯與分型的動作。這類側向分型抽芯機構的特點是結構緊湊、動作安全可靠,加工制造方便,是設計和制造注射模抽芯時最常用的機構,但它的抽芯力和抽芯距受模具結構的限制,一般使用與抽芯力不大及抽芯距小于80mm的場合。斜導柱側向分型與抽芯機構主要由與開模方向成一定角度的斜導柱、側型腔或型芯滑塊、導滑槽

35、、楔緊塊和側滑塊定距限位裝置等組成。9.4 側向分型抽芯距的確定一般情況下，側向抽芯距通常比塑件上的側孔、側凹的深度或側凹凸臺的高度大23mm。塑件側孔深為mm，。（1+3）mm即4mm。9.5 側向分型抽芯力的計算其中，F(xiàn)c抽芯力（N）c側型芯成形部分的截面平均周長。h側型芯成形部分的高度。p塑件對側抽芯的收縮力（包緊力），模內(nèi)冷卻的塑件，p（0.81.2）X 107 Pa。取p1.0 X 107 Pa。塑件在熱關態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)，一般u0.150.2，取u0.18。側抽芯的脫模斜度或傾余角，取20°。代入上式得: Fc=x10-6x7KN9.6 斜導柱的設計9 斜導柱形狀采用圓

36、形截面的斜導柱，其圖如9-2。圖9-2 斜導柱9 斜導柱傾角一般在設計時不大于25°，最常用為15°20°，通常抽芯距短時取小些，抽芯距長時取大些;抽芯力大時可取小些，抽芯力小時可取大些。另外，斜導柱在對稱布置時，抽芯力可相互抵消，可取大些，而斜導柱非對稱布置時，抽芯力無法抵消，要取小些。綜上所述，因模具的斜導柱為對稱布置，且抽芯距較小，抽芯力也不大，取15°。9 斜導柱的直徑計算由抽芯力Fc，傾角15°，查表得最大彎曲力Fw、Hw，根據(jù)Fw和Hw以及，查表得斜導柱直徑為d=9mm，而斜導柱抬肩直徑比斜導柱直徑單邊大2mm，則斜導柱抬肩直徑D=

37、14mm。9 斜導柱的長度計算根據(jù)圖9-3可以計算出斜導柱的長度。 式中 L1、L2-斜導柱固定部分長度 , (L1為0mm)； L4-斜導柱工作部分長度； L5-斜導柱引導部分長度（510mm）,這里L5取5mm； L-斜導柱總長度； D-斜導柱固定部分抬肩直徑； a-斜導柱斜角； S抽-抽芯距； ha-斜導柱安裝板的厚度。圖9-3 斜導柱長度的確定根據(jù)計算，可以確定斜導柱的長度為74mm,如圖9-4所示：圖9-4 斜導柱9. 斜導柱的材料及安裝配合斜導柱的材料多為T8,T10等碳素工具鋼，也可以用45鋼滲碳處理。此斜導柱的材料選T8。由于斜導柱經(jīng)?；瑒幽Σ粒瑹崽幚硪笥捕菻RC52。表面粗

38、糙度Raµm。斜導柱與其固定的模板之間采用過度配合H7/m6。為了運動的靈活，滑塊上斜導孔與斜導柱之間可以采用較松的間隙配合H11/gmm的間隙，這樣在開模的瞬間有一個很小的空行程，使滑塊和活動型芯末抽動前強制塑料制品脫出凹模或凸模，并使鎖緊塊先脫離滑塊，然后再進行抽芯。9 滑塊與導滑槽的設計1）.側型芯與滑塊的連接形式如圖8-4所示：圖8-4 側型芯與滑塊的連接方式2）. 滑塊的導滑形式為了保證側型芯可靠地抽出和復位，保證滑塊在移動過程中平穩(wěn)、無上下躥動和卡死現(xiàn)象，必須保證滑塊與導滑槽很好的配合和潤滑?；瑝K與導滑槽的配合為H7/h7，其結構形式為圖8-5所式。 圖8-5滑塊的導滑形

39、式3）.滑塊的定位裝置 為了保證斜導柱的伸出端可靠的進入滑塊的斜孔，滑塊在抽芯后必須停留在一位軒為此必須設滑塊限位裝置，滑塊限位裝置要靈活可靠，如圖8-1所示最邊緣的那個限位螺釘。4）.楔緊塊 活動型芯和滑塊一般用鎖緊塊鎖住。它的主要作用是防止側型芯在注射成型時因受力產(chǎn)生移動。因為它要承受注射壓力，所以應選用可靠的方式和模塊相連接，同時楔緊塊的斜角應比導柱斜角 大2°3°，否則斜導柱無法帶動滑塊。10 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計 模具的溫度直接影響到塑件成型的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，由于冷卻水道的位置、結構形式、表面狀況、水的流速、模具的材料等很多因素都會影響模具的熱量向冷卻水傳遞，精確計

40、算比較困難。實際生產(chǎn)中，通常都是根據(jù)模具的結構來確定冷水水路，通過調(diào)節(jié)水溫、水速來滿足要求，。PS要求模具溫度較低（小于80C），設模具溫度為40C，因此模具僅需要設置冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)設計的原則：、盡量保證塑件收縮均勻，維持模具的熱平衡、冷卻水孔的數(shù)量越多，孔徑越大，則對塑件的冷卻效果越均勻。、盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。、澆口處加強冷卻。、應降低進水與出水的溫差。、合理選擇冷卻水道的形式。、合理確定冷卻水管接頭位置。、冷卻系統(tǒng)的水道盡量避免與模具上其他機構發(fā)生干涉現(xiàn)象。、冷卻水管進出接頭應埋入模板內(nèi)，以免模具在搬運過程中造成損壞。101 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的重要性1）.模具溫度及其

41、調(diào)節(jié)系統(tǒng)對塑件質(zhì)量的影響。模具的溫度穩(wěn)定、冷卻速度均勻可以減少塑料的成型收縮率的波動，是塑件減少變形、保證尺寸穩(wěn)定的根本條件。2）.模具溫度及其調(diào)節(jié)系統(tǒng)對生產(chǎn)效率的影響。據(jù)實驗表明，塑料熔體在注射模中穩(wěn)定注射時，其溫度由200C降至60C，其釋放的熱量中的5%是以輻射、對流的方式散發(fā)到大氣中，其余95%的熱量都是由冷卻介質(zhì)（水）帶走，模具的冷卻時間一般約占整個注射循環(huán)周期的2/3，可見注射的生產(chǎn)效率主要取決模具的冷卻時間。10.2 冷卻系統(tǒng)的計算1 ). 冷卻水的體積流量qv=WQ/c1()2 1000x4.187x(26.5-25)=0.00518 m3/min式中 W單位時間（每分鐘）內(nèi)注

42、入模具中的塑料質(zhì)量（kg/min）,按每分鐘注射2次,即cm3x0.93(g/ cm3)x2次/ming/minkg/min； Q1單位質(zhì)量的塑件在固時所放出的熱量，聚苯乙烯2kJ/kg；冷卻水的密度（1000kg/m3）；c1冷卻水的比熱容（4.178Kj/(kg. C)）C）；冷卻水入口的溫度（25C）；2). 冷卻管道直徑為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，查資料d=8mm。3). 冷卻水在管道內(nèi)的流速由式 v=4x0.00518)(81000)2ms    m/s,達到湍流狀態(tài)，所選管的直徑合理。4). 冷卻管道孔壁與冷卻水之間的傳熱膜系數(shù)h=(pv)d=3.6x7.22(1

43、000x1.28)(81000)kj(m2.h.0)5). 冷卻管道總傳傳熱面積A=60QW1h220932.6x40-(26.5+25)2)=m2=6550mm26).模具上應開設的冷卻水孔數(shù) n=AdL7).冷卻水孔的排布圖,如圖10-1所示圖10-1 冷卻水孔的排布11 注射機的有關參數(shù)的校核 由注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n n=(kMt/3600-m2)/m1=(0.75x8x30x3600/3600-0.6x2x8.05)/8.05=21.16>2，型腔數(shù)校核合格。式中 k-注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8； M-注射機的額定塑化量（8g/s）; t-成型周期，

44、因塑件小，壁厚不大，取30s ； m1-單個塑件的質(zhì)量和體積,取g； m2-澆口系統(tǒng)所需質(zhì)量和體積（g 或 cm32m1。 注射壓力的校核 PekP0=1.3x100=130 Mpa,而Pe=150 Mpa,注射壓力校核合格。式中 k-取1.3（見塑料模具設計指導式2-10）； P0-取100Mpa。 鎖模力的校核鎖模力是指當高壓熔體充滿模具型腔時，會在型腔內(nèi)產(chǎn)生一個很大的力，力圖使模具分型面漲開，其值等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上總的投影面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。作用在這個面上的力應小于注塑機的額定鎖模力F. FKAPMpa，而F=900KN，鎖模力的校核合格。式中 K鎖模力的安全系數(shù)，一般取1

45、.11.2。開模行程和模板安裝尺寸校核 根據(jù)型腔的布局可以看出，型腔嵌件尺寸為120x60,又根據(jù)兩邊側抽芯，以及導柱、連桿螺釘布置應占的位置、推出問題，選擇SC型，模架尺寸為200mmx350mm的標準模架，就能符合要求。S max S= H1+H2+（510）S max-注射機的最大開模行程（mm）S-模具所需開模距離（mm）H1-塑件脫模距離（mm）H2-包括澆注流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）S=60+40+18.5+10=12mmS max S=128.5則開模行程在注射機的行程之內(nèi)，所以合格。 12 模具裝配圖裝配圖如圖所示：11-1 裝配圖13 典型零件的加工工藝規(guī)程13.1 型腔的加工藝規(guī)程:型腔加工工藝過程如下：1） 下料：用軋制的圓棒料在鋸床上切斷。2） 鍛造：將棒料鍛成122X62X42的長方體毛坯。3） 退火：經(jīng)鍛造后的毛坯必須進行退火，以消除鍛造后的內(nèi)應力，并改善其加工性能。4） 銑床加工：銑矩形122X62X42六個平面，留精磨余量0.30.5mm。銑兩邊的槽、分流道、澆口留精磨余量0.30.5mm。5） 劃線：劃出各孔位置，并在孔中心處鉆中心眼。6） 孔加工：加工各螺紋孔和8的孔。7） 磨銷加工：精磨長方體的六個平面，保證它們