键盘按键注射模设计

按键注射模设计

09成型Y2

周建林

09120635

目录

一、序言

二、零件图

三、塑件工艺分析

四、注射成型设备选择

五、确定模具的主要结构

六、注射机有关系数校核和最终选择

七、成型零部件的设计

八、模具冷却系统设计

九、模具总体结构设计

十、注射模具材料选择

十一、参考文献

一、序言

模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60％-90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特

别重要的意义。

本次设计的题目是计算机按键的注塑模具设计，本次设计是根据零件的实体形状结构，通过测绘得到各个尺寸，用 AutoCAD绘制装配图及零件图，用 Pro/E绘制实体图。通过本课题能够帮助我系统了解塑料的工艺性及注塑成型的有关成型原理、工艺特点等，正确分析成型工艺对模具的要求；掌握模具结构及零部件的设计、计算方法、模具结构特点及设计程序等；了解其它模具有关知识及模具CAD/CAM；本课题还与机械制图、公差配合、材料学、模具制造工艺学等课程关系紧密，是所学知识综合应用。

二、塑料制件零件图

本产品为大批量成产

材料ABS（黑）

推荐采用侧浇口成型，推杆推出

三、塑件工艺性分析

①使用性能、制件技术要求和生产要求

功能设计是要求塑件应具有满足使用目的功能，并达到一定的技术指标. 该塑件是计算机上的按键，承受外力很大，承受冲击载荷，振动，摩擦等情况很多；塑件的环境温度和室温相近，这使得在材料选择时对热变形温度，脆化温度，分解温度的要求降低。因此，塑件设计的原则是应该具有良好的力学性能，电绝缘性及耐磨损性，尺寸稳定性好，耐化学药品性，耐疲劳性，它的生产批量应该是大批大量生产，并且生产出来的塑件表面无明显的缺陷和毛刺和熔接痕等不良情况，内部不能有气孔。就必须考虑生产成本和模具寿命，在材料的选择时要综合各种因素，尽量选择价格低廉，成型性能较好的材料。

②塑件材料

根据塑件的设计原则，经过综合考虑，选择塑件材质为ABS 工

程塑料。它的化学名称为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，比重:1.05 克/立方厘米，成型收缩率:0.4-0.7% ，成型温度：200-240℃，干燥条件：80-90 2 ℃小时。

特点：

(1)综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好.

(2)与 372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可面镀

铬，喷漆处理.

(3)有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别。

(4)流动性比 HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。

用途：

适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。成型特性：

(1)无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求

光泽的塑件须长时间预热干燥80-90 度，3 小时。

(2)宜取高料温，高模温，但料温过高易分解(分解温度为>270 度)。对精度较高的塑件，模温宜取50-60 度，对高光泽.耐热

塑件，模温宜取60-80 度。

(3)如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。

(4)如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3-7 天后模具表面会残

存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

③塑件尺寸精度分析

在满足塑件的尺寸精度要求下，考虑到模具的制造成本问题，根据翁其金编的《塑料模塑成型技术》材料的成型建议及此零件的使用要求，对一些重要和次重要的尺寸精度为MT4级，其它尺寸均无公差要求，一般可采用MT5级精度[6]。该零件的尺寸精度属中等，对应模具相关零件尺寸的加工可保证。从塑件的壁厚上来看，厚度较为均匀。

④塑件表面质量分析

该塑件表面粗糙度只有塑件外形要求较高,其它部位没有较高粗糙度要求，取表面粗糙度为Ra0.8µm ，模腔表面的粗糙度要高于塑件，一般为塑件的 1/2，故为 Ra0.4µm 。还有就是要避免在分型面处出现毛边，注意孔处不出现锐边，表面无凹坑等缺陷。

⑤塑件的结构工艺分析

塑件厚度适中，壁厚较均匀，塑件成型性能良好；本身有一定的斜度，利于脱模；从塑件结构看，模具应设置一个分型面。

四、注射成型设备选择

㈠注射剂的初选

①塑件体积的计算

首先计算塑件的体积: V塑件 =830mm³（UG软件分析）

②计算塑件的质量

计算塑件的质量：M塑件= V塑件×=0.83×1.05=0.8715g

③注塑机的初选

考虑到简化浇注系统凝料和密度修正的因素，实际注射量（克重）按下式计算：M注射=1.4nM塑件/0.9≈1.6nM塑件=1.6×8×0.8715=11.1552g 考虑到生产中料筒中的预塑回流损失，注射工艺调整的余量等因素的影响，初选注射剂的校核条件按下式进行 G≥M注射/α（α为注射系数，课程设计中α=0.8）

G≥11.1552/0.8=13.944≈14g

⑴塑件投影面积的计算

A投为塑件及浇注系统沿开模方向的投影面积（mm²）；A型为单个塑件沿开模方向的投影面积（mm²）；A浇为浇注系统沿开模方向的投影面积（mm²）。为了简化计算A浇按A型的10%到30%计算。

A型=324mm²A浇=A型×20%=64.8mm²

A投=nA型+A浇=8×324+64.8=2656.8mm²

⑵型腔压力计算p

选用注射压力的30%到65%，其取值范围为20到40MPa

参阅《注塑模具设计指导》一书中“常用塑料注射时成型的模腔平均压力”ABS且具有较高精度要求的零件，选用p=35MPa

⑶锁模力计算

F胀=pA投=p(nA型+A浇)=35×2656.8=92.988KN

参阅《注塑模具设计指导》一书中的常用国产注塑机主要技术参数表格，出于保险设计，采用XS-Z-30的注塑机，公称注射量为30mm³