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(xiàn)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(shù)量 4 2.2.3 選擇注塑機的工藝參數(shù) 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(shù)據(jù)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(jù)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(shù)量 根據(jù)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(shù) 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(shù)。 表2-1 常用熱塑性塑料注射成形的工藝參數(shù) 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(jù)手冊數(shù)據(jù)，所以選擇XS-ZS-22型號的國產注塑機，注塑機主要技術參數(shù)見表2-2。 表2-2 注塑機部分主要技術參數(shù) 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(jù)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(jù)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(jù)表2-2得出： 噴嘴孔直徑=2mm； 噴嘴前端球面半徑=12mm。 同時根據(jù)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(jù)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(jù)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(xiàn)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(jù)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(shù)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(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)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(xiàn)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(shù)據(jù)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(jù)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(shù)次的修改，根據(jù)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(xiàn)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(wǎng)注塑模具設計研究. 哈爾濱工業(yè)大學，2011. 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