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1开关面板注射模设计2目录摘要………………………………………………………………3第一章塑件成型工艺性分析…………………………………4第一节设计课题………………………………………………………4第二节塑件成型工艺性分析……………………………………………52.1塑件工艺性分析……………………………………………………52.2塑料工艺性分析……………………………………………………62.3注塑模工艺条件……………………………………………………7第二章模具总体结构方案……………………………………9第一节分型面为位置的确定……………………………………………9第二节型腔数量和排列方式的确定……………………………………102.1型腔数目的确定……………………………………102.2型腔排列形式的确定……………………………102.3浇注系统设计………………………………………11第三节成型零件的结构设计和计算……………………………………143.1零件的结构设计………………………………143.2成型零件的尺寸及动模垫板厚度的计算……16第四节侧抽芯机构的设计………………………………………………18第五节脱模机构的设计………………………………………………19第六节冷却系统的设计…………………………………………………20第七节排气系统的设计…………………………………………………21第八节刚强度校核………………………………………………………21第九节模具注塑机相关技术参数………………………………………21第十节总装配图和零件图的绘制………………………………………22总结……………………………………………………………………………24参考文献………………………………………………………………………253摘要本次综合实验针开关面板实物，设计出其模具各部件零件，并建立各个模具零部件装配图，并最终在CAD软件中装配为一整体。利用Pro/ENGINEER三维建模工具建立各个零部件的实体及其装配图，实现实物产品的数字化建模与装配。利用Pro/ENGINEER的模具创建模块创建面板的模具，再利用Pro/ENGINEER的基本特征的创建方法，如利用拉伸、旋转、扫描、倒圆角等创建出面板模具的各个实体结构，如：型芯，型腔，分型面，型腔布局等。利用Pro/ENGINEER的见面的基本特征造型创建内部的部件，如定位部件、螺孔、安装按键的孔洞、冷却水道等。在根据创建的型芯型腔调出标准模架。最终调入Pro/ENGINEER的各个标准件，如流道套，模柄等。创建好基本的装配体后，在根据设计将装配体导入工程图当中，完成模具的装配过程。最终完成模具的装配图出图和零件图出图。4第一章塑件成型工艺性分析第一节设计课题本次课程设计的零件为开关面板，结构如图1.11(a)、1.11（b）所示。大批量生产。材料ABS。图1.11（a）制件零件图第二节塑件成型工艺性分析图1.11（b）制件示意图52.1塑件工艺分析1、塑件的尺寸该塑件壁厚均匀，均为2mm，满足该塑料最小壁厚要求，有利于零件的成型。塑件尺寸的大小受制于以下因素：a)取决于用户的使用要求。b)受制于塑件的流动性。c)受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。2、塑件尺寸公差标准a)影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。b)塑件结构的复杂程度。c)模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等）。d)成型工艺因素（模塑成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）。e)成型设备的控制精度等。其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。未注公差的尺寸许偏差计算，查表取MT6。2、塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性与表面粗糙度，其与模塑成型工艺、塑料的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损程度等相关。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要低1-2级。63、塑件结构分析该塑件由一个方盒组成，结构简单，利于模塑成型。⑴适合与注塑成型。2.2塑料工艺性分析1一般性能ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低其制品可着成各种颜色，并具有90%的高光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其它材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS的氧指数为18.2，属易燃聚合物，火焰呈黄色，有黑烟，烧焦但不滴落，并发出特殊的肉桂味。ABS是一种综合性能十分良好的树脂�在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%～0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%～0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为34—38mN/cm。ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。2力学性能ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中7较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。3热学性能ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差，耐候性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70—107℃（85左右），制品经退火处理后还可提高10℃左右。对温度，剪切速率都比较敏感；ABS在－40℃时仍能表现出一定的韧性，可在-40℃到85℃的温度范围内长期使用。热分解温度270以上。4电学性能ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。5环境性能ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。2.3注塑模工艺条件注射温度：180～270℃（适宜加工温度范围220～250）；模具温度：一般模温65～85℃，生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求70～80，动模温度要求50～60.（模具温度将影响塑件光洁度温度较低则导致光洁度较低）。注射压力：采用较高的注射压力。8注射速度：中高速度。料量控制：每次注射量仅达标准注射量的75%第二章：模具总体结构方案第一节分型面为位置的确定9分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。a)分型面应选在塑件外形最大轮廓处。b)便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。c)保证塑件的精度要求。d)满足塑件的外观质量要求。e)便于模具加工制造。f)对成型面积的影响。g)对排气效果的影响。h)对侧向抽芯的影响。通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在面板截面积最大且利于开模取出，选在塑件的底平面上。如图2.11第二节型腔数量和排列方式的确定图2.11分型面示意图102.1型腔数目的确定型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力F的要求来确定型腔数目n，即n12pApAF式中F——注射机额定锁模力（N）P——型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）A1、A2——分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）该塑件为大批量生产，可采用一摸多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸，模具结构尺寸的大小关系，以及各种成本费用的关系，我们根据上述公式初步定位一模两腔的结构形式。2.2型腔排列形式的确定多腔模式尽量采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的位置对称。由于该设计采用的是一模两腔的布置，故采用直线对称排布。如下图2.21：112.3浇注系统设计1、主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。浇口套形状结构如图2.22所示，其设计要点：1.注塑机喷嘴头的球面半径与其接触的模具主流道始端的球面半径要稳合，一般前者比后者小0.5～1mm；2.主流道大端直径应比分流道深度大1.5mm以上；图2.21型腔布局及其排列形式示意图图2.22浇口套结构示意图122、分流道的设计分流道的布置形式在设计时应考虑尽力减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。分流道的长度由于分流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可尽量选小一点。单边分流道长度可取25mm.分流道当量直径D=3.8mm分流道截面形状常用的分流道截面形状有圆形，梯形，U形等。本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大。分流道的截面尺寸分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，本设计中采用梯形截面加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，一般采用下面的经验公式可确定其截面尺寸：42654.0LmB（式1）BH32（式2）式中B―梯形大底边的宽度（mm）m―塑件的重量（g）L―分流道的长度（mm）H―梯形的高度（mm）13得出B=10mm,H=3.3mm,L=25mm。分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般Ra1.25～2.5um此处Ra1.6.另外，其脱模斜度一般在1°~10°之间，这里取脱模斜度为2°。分流道示意图如图2.23所示：3、交口形式的确定浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统中截面最小的部分�但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。浇口尺寸取决于塑件尺寸、形状和塑料的性能。根据一般经验，浇口厚度为与浇口连接处的塑件壁厚的1/3至2/3。浇口宽度为浇口厚度的5~10倍，大型塑件的情况下可超过10倍。浇口长度通常为0.7~2毫米。浇口与塑件连接的部位，应成R0.5的圆角或0.5×45°的倒角。浇口与流道连接的部部位一般斜度为30°~45°，并以R1~2的圆弧和流道底面相接。在模具制作中浇口尺寸应先选取小值，再根据试模情况逐渐放大到合适尺寸。根据零件成型的的特点，我们选用侧浇口。浇口厚度t=1mm,宽度w=8mm,长度l=10mm。侧浇口示意图如图2.24所示：图2.23分流道示意图14第三节成型零件的结构设计和计算3.1零件的结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。1、型腔结构设计型腔是成型制品的外表面的成型零件。按型腔结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析,本设计采用整体式型腔。整体式型腔，适用于小型塑件的多腔模具中。最常用的嵌入装配方法是台肩垫板式，我们采用此安装方法。其他装配方法还有通图2.24侧浇口示意图15孔螺钉联接式，沉孔螺钉联接式。型腔的结构示意图如图2.31所示：2、型芯的结构设计型芯是成