毕业设计（论文）-计算机按键注塑模设计

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1、2011届学生毕业论文（设计） 存档编号： 毕业论文（设计）论 文 题 目： 计算机按键注塑模设计 【英 文】：Design of injection mould computer key 系 部：机电与建筑工程学部 专 业 模具设计与制造 姓 名： 学 号： 指 导 老 师： 2015 年 04 月 28 日 绪 论作为模具设计与制造专业的学生，能进行简单模具设计是我们应该掌握的一 项基本技能。毕业在即，为了加强我们对已过三年中所学知识的掌握，老师为我 们安排了毕业设计。毕业设计（论文）是经过指导老师评审的原始设计（研究） 成果，具有一定的独创性，它所探讨的问题比较专深，对所研究的问题的阐述

2、比 较系统。老师要求我们对毕业设计严格对待，我们也是这样做的，所做的设计基 本可以满足工厂的生产要求。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又 是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁 力工业” 。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ；德国则认为是所有工 业中的“关键工业” ；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ， 同时也是“整个工业发展的秘密” ，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业 年产值达到 13000 亿日元，远远超过日本机床总产值 9000 亿日元。如今，世界模 具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工

3、业。 80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%，1999 年我国模具工业产值为245 亿，至 2002 年我国模具总产值为 360 亿元，其中塑料模约占 30%左右。在未 来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。近年来，我国的模 具工业一直以每年 13%左右的增长速度快速发展。据预测，我国模具行业在“十 五”期间的增长速度将达到 13%15%。模具钢的需求量也将以年 12%的速度递 增，全国年需求量约 70 万吨左右，而国产模具钢的品种只占现有国外模具钢品种 的 60%，每年进口模具钢约 6 万吨。我国

4、每年进口模具约占市场总量的 20%左右， 已超过 10 亿美元，其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50%以上。纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国 模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益 和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此， 模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高 新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具 的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。

5、现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研 究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。21 世纪模具行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目 标是提高产品的质量及生产效率，缩短设计及制造周期，降低生产成本，最大限 度地提高模具行业的应变能力，满足用户需要。可见，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是：大力普及、广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术，逐步走向集成化。现代模具 设计制造不仅应强调信息的集成，更应该强调技术、人和管理的集成。 提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具 的进口量，增加模具的

6、出口量。 在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型， 以及高压注射成型技术，满足产品的成型需要。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础， 其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性 能，大大地提高模具质量。我国模具商品化、标准化率均低于 30%，而先进国家 均高于 70%，每年我们要从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具 进口额的 3%8%。发展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出 产品的原型与模具，降低成本推向市场。 积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料，满足特殊产品的需要。 推广应用高

7、速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺，满足模具制造 的需要。 开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。 研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提 高模具的开发效率与成功率。开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设 计技术。在科技发展中，人是第一因素，作为模具专业的学生，深感责任的重大。在 小的方面讲，模具设计与制造的水平的高低可换来个人的荣誉和财富的多少；在 大的方面讲，我们的模具设计与制造水平也是一个国家模具制造水平的缩影，关 系到祖国模具工业能否繁荣。因此我们要特别认真，使自己变为有用的模具人才， 搞好技术创新，提高模具设计制造

8、水平，实现祖国的繁荣与富强。第 1 章 模塑工艺规程的编制该塑件是计算机键盘上的一个按键，其塑件如图 11 所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。1.1 塑件的工艺性分析1)塑件的原材料分析 该塑件材料选用 ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)。属于热塑性塑料,ABS 具有超强的易加工性能、外观特性、低蠕变性和优越的尺寸稳定性以及很高的抗 冲击强度, ABS 是一种三元共聚物,因此兼有三种组元的共同性能,是有具有坚韧、 质硬、刚性的材料,耐电能力和耐化学性能较好。ABS 具有吸湿性,在注塑成型之前 要进行干燥。 在 8090下最少干燥两个小时,且温度的波动应小于 0.1。 ABS

9、流动性较差,内浇口外表面外观不好,熔接痕显著,升温时制件精度较好。2) 塑件的结构分析从零件图上分析,该零件总体长度为长方形,内部有三个凹槽，中间凹槽上部有 阶梯孔。该塑件长 18mm,宽 6mm.中间凹槽上部较小,较小部分截面为长方形,截面 尺寸长 4.6mm，宽 3mm,高度为 3mm，较大部分截面形状为正方形,边长为 4.6mm， 高度为 10.5mm。另外两个凹槽呈对城分布,截面均为正方形,边长尺寸为 3mm,高度 为 13.5mm。倒角为 0.745。从零件的壁厚来看,塑件的最大壁厚为 3mm,最小壁 厚为 0.7mm,壁厚差为 2.7mm,壁厚分布不均匀,但塑件体积和质量较小,所以

10、不会出 现成型困难。3） 塑件的尺寸精度分析 制件的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具 制造误差，塑料件未注公差，由于该制件的原材料为 ABS，成型条件相对较严格， 精度选择可参照塑料成型工艺与模具设计表 218，选塑件精度等级为 5 级。 再由塑料成型工艺与模具设计查表 217 对应塑件尺寸公差，可得各部分尺寸 如下；18 0-0.1 、6 0 -0.1 、3 0 0.1 、13.5 + -0 0.3 32 2 、4.6 0 -.0 1.1、0.7 0 -0.16 。塑件的尺寸精度中等偏下， 根据现有条件，对应模具相关零件的尺寸加工可以保证。4) 塑件的表面质量分析

11、塑件表面要求没有缺陷、毛刺、内部不得有导电杂质,因为塑件外表面要与人手接触,所以要求表面尽量光滑,塑件表面没有其它要求,所以比较容易成型。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数。 塑件的体积=整个塑件形状所包围体积塑件低部凹槽体积倒角部分所用空间 体积。 所以塑件体积 V=186153313.52-（4410.5+334）-（0.7 0.718+0.70.74）=1620-243-2041.078=1171.922 立方毫米 塑件的总体积=1171.9228=9375.376 立方毫米 塑件的总质量=塑件的总体积塑件材料的密度=9375.3761.11

12、=10.31 克 本 塑件采用一模八腔的模具结构，考虑起外形尺寸。注塑时所需压力和工厂现有 的设备情况，初步选用注塑机为 SYS-45 型。1.3 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和参考工厂实际应用的情况，ABS 的成型工艺参数可做如下选 择： （试模时，可根据实际情况作适当调整）注塑温度：包括料桶温度和喷嘴温度。 料桶温度：后段温度选用 160 中段温度选用 170 前段温度选用 200 喷嘴温度：选用 170 注塑压力：选用 80mp 模具温度：选用 70 收缩率 ： （0.30.8） 注塑时间：30s 保 压：选用 60mp 保压时间：5s 冷却时间：30s 预 热： （23）小时1.

13、4 注射机的选用塑件成形所需的注射总量应该小于所选注射机的注射量。注射容量以容积 （cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按 “模具设计与制造简明手册”中式 2-54 校核：第 2 章 注塑模的结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列 方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、推出机构的设 计等内容。2.1 分型面的设计 模具设计中，分型面的选择很关键，它决定的模具的结构。选择分型面时， 应该根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 选择分型面的原则是：塑件脱出方便、模具结构简单、型腔排气顺利、确保 塑件

14、质量、无损塑件外观、设备利用合理。 该塑件为计算机按键，表面没有特殊要求，但外表面常与人手接触，故要求 外表面光滑无毛刺，所以不能把分型面设在外表面。为了有利于排气，塑料溶体 的末端应在分型面上。塑件结构比较简单，不必采用侧抽芯，但是塑件内有凹槽，分型面应该取在塑件的最大表面处。为了降低模具的复杂程度和加工难度。故选 用图 2-1 所示的分型方式比较合理。 2.2 模腔数量的确定塑件的生产属大批量生产，宜采用多型腔注塑模具，其型腔个数与注塑机的 塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济 性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量；（1） 按注射机的额定锁模力确定型腔数量 N1（2） 注射机注塑量确定型腔数目 N2 2.3 确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模八腔。综合考虑浇注系统，模具的复杂程度等因素 拟采取如图 2-2 所示的型腔排列方式。如此排列型腔的优点是，熔料进入型腔后 到另一端的料流长度较短，有利于塑件成型。 成型。2.4 浇注系统设计浇注系统设计包括主流道设计、分流道设计、冷料井设计、浇口设计。浇注 系统设计原则是：排气良好；流程短；防止型芯和嵌件变形；整修方便；防止塑 件翘曲变形；合理设计冷料穴或溢料槽；除满足以上各点外，浇注系统的断面积 和长度尽量取小值以减少浇注系统的塑料量，从而减少回收料。冷料井易稍