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畢 業(yè) 設 計（論文） 任 務 書
（學生任務書----指導教師填寫）
茲發(fā)給 畢業(yè)設計（論文）任務書，內(nèi)容如下：
一. 畢業(yè)設計：
手機按鍵注塑模設計
二．畢業(yè)設計內(nèi)容及目標
1. 根據(jù)三維實體圖分模；
2. 生成二維平面圖；
3． 書寫設計說明書；
4. 進行答辯；
5. 刻錄光碟，上交設計相關材料；
三．進度安排
時間
（周次）
工作內(nèi)容
預定目標及檢查方式
2010年12月6日前
完成畢業(yè)設計/論文任務書下發(fā)
學生領取畢業(yè)設計任務書
2010 年12 月13 日前
完成開題開題報告
學生通過系統(tǒng)提交開題報告
2011 年01 月8日前
完成畢業(yè)設計/論文第1 稿
學生通過系統(tǒng)提交第1 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄
2011 年02 月21日前
完成畢業(yè)設計/論文第2 稿，并配合指導教師完成中期檢查
學生通過系統(tǒng)提交第2 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄，進行畢業(yè)設計中期檢查
2011 年05 月21 日前
完成畢業(yè)設計/論文3 稿
學生通過系統(tǒng)提交第3 稿,教師修改、反饋修改意見并填寫指導情況紀錄
2011 年5月21 日前
完成畢業(yè)設計/論文定稿
學生通過系統(tǒng)提交定稿,教師填寫綜合質(zhì)量評定表
2011年6 月8～11 日
畢業(yè)設計（論文）答辯
學生完成答辯，教師評定成績并錄入系統(tǒng)；
四．本畢業(yè)設計任務書于
2010年 12 月 6 日發(fā)出，設計應于2011年 6 月 1 日前完成，然后提交畢業(yè)設計（論文）指導委員會進行答辯。
五．本畢業(yè)設計必須完成的內(nèi)容（指導教師可根據(jù)實際情況進行適當調(diào)整）
1.畢業(yè)設計（論文）開題報告（紙質(zhì)、電子版1 份）。
2.畢業(yè)設計（論文）說明書（紙質(zhì)、電子版1 份）。
3.畢業(yè)設計（論文）圖紙（紙質(zhì)、電子版1 份）。
4. 刻錄二維零件圖、三維實體圖設計說明書等（刻錄的光碟名以自己的學號命名）。
六．備注
1. 本任務書一式三份，專業(yè)教研室、指導教師、學生各執(zhí)一份；
2. 學生須將此任務書按裝訂要求進行裝訂。
專業(yè)教研室負責人： 審核 2009年 12 月 6 日
指導教師： 簽發(fā) 2009年 12 月 6 日
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畢業(yè)設計（論文）開題報告
課題名稱： 手機按鍵注塑模設計
院 （系）：
專業(yè)班 級：
學生姓名：
學 號：
指導教師：
年 十二 月 十 日
一、課題簡介：
本欄填寫：
課題的基本內(nèi)容
模具技術是工業(yè)的基本技術之一，它的發(fā)展對振興我國民族工業(yè)有著重大而深遠的意義。在各類模具中，注塑模具占有相當大的比例，得到了各行各業(yè)的廣泛應用。本次設計是手機按鍵注塑模設計，設計的基本內(nèi)容有：用所學軟件對產(chǎn)品進行分模；生成二維平面圖，即其模具結構圖、零件圖。此次設計的重點在于進膠位合理性。完成3D分模和2D排位。然后書寫設計說明書，進行論文答辯，提交材料，完成畢業(yè)設計。
二、選題依據(jù)（來源）及其意義：
本欄填寫：
1、為什么選這個題。
2、選題是否企業(yè)、公司的課題或項目，是與他人完成，還是獨立完成；或是校內(nèi)課題或實驗室建設項目，或是參與教師的課題
此題是手機按鍵注塑模的設計，它包括了我們所學專業(yè)的全部內(nèi)容，對我鞏固大學三年所學的知識和技能有著很大的幫助，同時也是對三年所學知識的總結，所以我選擇此題。
此產(chǎn)品為我們現(xiàn)代生活中不可缺少的，跟我們生活密切相關，通過此產(chǎn)品的設計使我們跟生產(chǎn)實際緊密的聯(lián)系起來，真正能做到學以至用。雖然簡單，但卻涉及了模具的很多的知識，我想通過此次畢業(yè)設計，相信對我的的軟件水平和繪圖水平將會有很大的提升，同時也對模具設計有了更進一步的了解，為以后自己從事模具行業(yè)打下了一定的基礎。
三、本課題的實施方案
本欄填寫：
1、設計和創(chuàng)作：① 完整描述實現(xiàn)方案，包括完成角度、采用方法、基本步驟等等
② 最終設計出什么方案，達到什么目的
③ 要有一份設計說明書
2、調(diào)查報告和論文：① 要寫出較詳細的完成方案，例如：先搜集資料，做好調(diào)研準備，然后調(diào)研基本情況，匯總、統(tǒng)計、提取、比較調(diào)研結果，最后再進行論證等
② 準確說明所要使用的方法
③ 最終目標要明確表述出來
本課題的實施方案按如下步驟實行：
1、根據(jù)給定三維產(chǎn)品圖進行分析，確定其用處，使用的塑料，和其外觀要求。
2、根據(jù)分析確定其進膠位的設計，和采用的模具類型。
3、對產(chǎn)品進行檢查，確定其分型面，利用軟件（UG4.0）進行3D分模。
4、導出2D圖，利用軟件（CAD）進行結構設計，畫出完整的模具結構圖。
5、通過老師的指導，完善結構圖。
6、書寫設計說明書，完成整套模具的設計.
說明書的完成方案如下：
1、 通過查找模具設計地相關資料，了解模具設計說明書的寫法。
2、 利用所學專業(yè)知識和對模具了解，寫出說明書初稿。
3、 經(jīng)老師批改意見，完善設計說明書。
四、論文（設計）工作進程：
日 期 安 排
工作內(nèi)容
2010.12..6~2010.12.13
完成開題報告
2010.12.13~2011.01.08
做好3D分模、完成畢業(yè)論文第一稿
2011.01.08~2011.02.21
完成2D圖第一稿，完成論文第二稿
2011.02.21~2011.05.21
完善2D圖，完成畢業(yè)論文第三稿
2011.05.21~2011.05.31
根據(jù)老師意見，完成畢業(yè)論文終稿
2011.06.08~2011.06.11
畢業(yè)設計答辯
五、主要參考文獻：
（注意中文、外文、譯著等各種參考文獻的名稱、作者、出版社等必須寫明的內(nèi)容和排列順序，下列的文獻寫法可供參考）
[1]李忠文、張洪偉編著：《注塑模設計方法與經(jīng)驗》遼寧科學技術出版社2009年
[2]朱光力主編：《模具設計與制造實訓》 高等教育出版社 2004年
[3]朱光力、萬金寶主編：《塑料模具設計》 清華大學出版社 2004年
[4]《塑料模設計手冊》編寫組主編：
《塑料模設計手冊》模具手冊之二 機械工業(yè)出版社 2004年
[5]宋玉恒主編：《塑料注射模具設計手冊》 航天工業(yè)出版社 1994年
[6]馮炳堯主編：《模具設計與制造簡明手冊》 上?？萍汲霭嫔?1998年
[7]溫松明主編：《互換性測量技術基礎》 湖南大學出版社 1996年
[8]張針主編：《模具設計與制造實例指導》 北京化學工業(yè)出版社 1997年
[9]成都科技大學、北京化工學院、天津輕工業(yè)學院合編：
《塑料成型模具》 中國輕工業(yè)出版社 1997年
[10]屈華昌主編:《塑料成型工藝與模具設計》 機械工業(yè)出版社 1996 年
指
導
教
師
意
見
本欄填寫：
1、 評語：
某某同學的題為《……》的畢業(yè)論文（設計）的開題報告較好（或一般），同意開題。
或此開題報告較好（或一般），同意開題。
2、 說明同意或不同意開題的理由：
3、 建議：
指導教師（簽名）：
年 月 日
專業(yè)意見
專業(yè)主任（簽名）：
年 月 日
6
1 2020 3 15 手機按鍵注塑模具設計 模具設計指導教師 一 產(chǎn)品信息二 模架選擇三 澆注系統(tǒng)設計四 冷卻系統(tǒng)設計五 頂出系統(tǒng)設計六 模具工作過程概述七 模具設計心得體會 2 2020 3 15 目錄 一 產(chǎn)品信息 材料 ABS 縮水率 1 005 領域 電子 名稱 手機按鍵 模架形式 二板模 入水方式 大水口 細水口 模仁數(shù) 4 答辨常用問題 二 模架的選擇根據(jù)產(chǎn)品與型心的大小 選擇CI4040的模架 如下圖 三 澆注系統(tǒng)設計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式 選用側澆口較為理想 如圖 四 冷卻系統(tǒng)的設計本次設計的塑件為一般大小 所以在本設計中應該用階梯式水路冷卻如圖 五 頂出系統(tǒng)設計由于塑件一般大小 沒有側向抽芯 經(jīng)過綜合地考慮采用頂針推出 如圖 六 模具工作過程概述 七 模具設計心得體會畢業(yè)設計總算完成了 從1月開始陸續(xù)完成本設計章節(jié) 直到今天這個畢業(yè)設計大體完成 從開始的選題到最后整個設計的完成耗時4個月 在這段時間 我遇到我遇到各種難題和挫折 尋遍相關資料 課本 以及在同學和老師的幫助下 我逐一解決難題 由于以前知識記得不牢固 使設計增加了難度 所以這幾個月的設計 可以說幾乎投入我全部精力和時間 通過這幾個月的畢業(yè)設計 不但使自己在專業(yè)知識方面得到了鞏固和加強 而且還豐富了自己在模具設計方面的經(jīng)驗 使自己在模具設計方面有了一個質(zhì)的飛躍 從而能夠運用自己所學的知識和技能去解決實際問題 為日后的工作打下了堅實的基礎
手機按鍵注塑模設計
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院 （系）：
學生姓名：
專業(yè)班級：
學 號：
指導教師：
目錄
摘要 1
Abstract 1
引言 3
第一章塑件成型工藝分析 5
1.1制品材料的性能 5
1.2 注射工藝選擇 7
1.2.1 ABS塑料的干燥 7
1.2.2 注射壓力 8
1.2.3 注射速度 8
1.2.4模具溫度 8
1.2.5 料量控制 8
第二章 模具與注射機的關系 9
2.1 塑件的體積計算 9
2.2 注射機的選擇 9
第三章注射模的結構設計 10
3.1 分型面的選擇 10
3.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 11
第四章 澆注系統(tǒng)的設計 12
4.1 主流道設計 12
4.2 分流道設計 13
4.3 澆口設計 14
第五章 成型零件的設計 15
5.1型腔徑向尺寸計算 15
5.2型芯外徑尺寸計算 16
5.3型腔深度尺寸計算 16
5.4型芯高度尺寸計算 16
5.5兩成型桿的中心距計算 16
第六章 脫模推出機構的設計與模架的選用 17
6.1脫模推出機構的設計 17
6.2模架的選用 17
第七章 注射機工藝參數(shù)校核 18
7.1 注射壓力的校核 18
7.2 鎖模力的校核 18
7.3 模具厚度的校核 19
7.4 開模行程的校核 19
第八章模具冷卻系統(tǒng) 19
第九章 試模及模具維修 21
9.1 模具的安裝 21
9.2 試模 21
9.3 模具的維修 21
第十章 結論 22
致謝 24
參考文獻 26
摘要
近年來，中國模具市場對精密、大型、復雜型、長壽命模具的需求量有所增長，預計到2010年，國內(nèi)模具市場需求量將在1，200億元人民幣左右。
綜合媒體6月4日報道，中國模具協(xié)會企業(yè)年報顯示：近年來，中國模具市場對精密、大型、復雜型、長壽命模具的需求量有所增長，預計到2010年，國內(nèi)模具市場需求量將在1，200億元人民幣左右。
專家分析，從1997年開始，隨著汽車、裝備制造業(yè)、家用電器的高速增長，中國國內(nèi)模具市場的需求開始顯著增長。雖然到2006年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達516億元，但屬“大路貨”的沖壓模具、壓鑄模具等約占總量的80％。已經(jīng)進入中國的少量外資模具企業(yè)開始生產(chǎn)各種高精大多功能模具，但目前仍供不應求。據(jù)有關專家預測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。
注射成型是塑料成型的一種重要方法，它主要適用于熱塑性塑料的成型，可以一次成型形狀復雜的精密塑件。
本次設計是手機按鍵注塑模具設計，本題已由指導老師給出產(chǎn)品。所以本題的重點是模具結構的設計。本人在此過程是用UG4.0進行分模，再用CAD進行模具結構設計。
Abstract
In recent years, the mould industry correctly of high-speed development of our national electric industry, the especially plastic mould has put forward higher and higher requirement, 2004, plastic mould proportion rise to 30% about already among whole mould trade, according to the estimation by relevant experts, during the following several years, Chinese plastic mould industry will also keep the average annual growth rate being up to more than 10% of the development at a high speed continuously. Our country plastic mould market in order to mould plastics mould to be demand most heavy, develop focal point the engineering plastics mould among them.
Inject an important method that shaping is plastic shaping, it is mainly suitable for the shaping of the hot plasticity plastics, the precision of all right shaping with complicated form moulds one. This subject is to regard the storage bucket cup of the juice extractor of the small electrical home appliances as the design model, regard it as the basis to inject the relevant knowledge of the mould, explain the plastics inject the design process of the mould.
Originally design and mould and design the note that feed cup for juice extractor carries on, utilize UG4.0 software to carry on entity's model in moulding one, have carried on craft analysis to a structure of moulding. Have define the mentality of designing, has confirmed that injects the craft course of shaping and carries on detailed calculation and check to each concrete part. The structure designed so can guarantee it is reliable that the mould works and uses, has guaranteed to cooperate with other parts one. Drew a set of moulds installation diagram and part picture with autoCAD finally.
This subject passes the injection mold design of feed cup for juice extractor, has consolidated and deepened a knowledge of studying, have make more satisfactory result, has reached the nticipated design intention
Keyword: Plastic mould; Inject shaping; Mold design;
引言
大學三年的學習已接近尾聲，而我們面臨的日最后一個任務就是完成畢業(yè)設計(論文)，它是大學生在學校學習的最后一個重要環(huán)節(jié),既是對學生學習、實踐與研究的全面總結，又是對學生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗，還是學生畢業(yè)資格與學位資格認證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面：
（1）培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識和基本技能進行分析與解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神。
（2）培養(yǎng)學生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學生分析和解決實際問題的能力。
（3）提高學生設計、計算和繪圖的能力。提高學生實驗研究和數(shù)據(jù)處理的能力。
（4）全面提高學生綜合分析、總結提高、編制設計說明書及撰寫科技論文的能力。
（5）提高學生外語、計算機應用能力。
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來越大，對經(jīng)濟的發(fā)展起著十分重要的作用。
近年來塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結構合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡單方便，效率高，容易實現(xiàn)自動化，還有維護保養(yǎng)方便。隨著模具設計與制造技術的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動化、大型、精密、長壽命的方向發(fā)展。
本次設計的題目是“手機按鍵注塑模具設計”，其內(nèi)容為：
（1）學會觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開模的細部特征；
（2）研究制件的排位方式和進澆方式，畫草圖確定模具的整體結構，保證結構能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；
（3）在深入研究制件的基礎上確定開模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；
（4）用UG4.0按照上步的結果把模具核心的部分：凸凹模分割出來，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂；
（5）進一步完善凸凹模和各細微結構；
（6）調(diào)用EMX中適合的模架完成模架設計；
（7）在UG4.0中出模具轉配圖和模仁圖，以及對模架板塊需要再加工的各組件出工程圖；
（8）把UG4.0工程圖轉入AUTOCAD中進行完善。
第一章 塑件成型工藝分析
2.1 制品材料的性能
本次設計的產(chǎn)品圖如下1.1所示，是手機按鍵的設計。材料是ABS，縮水率為5/1000，產(chǎn)品成成型后對尺寸要求高，而且表面平整光滑，無影響產(chǎn)品外觀的縮水痕、缺料、裂紋和變型的工藝缺陷。從產(chǎn)品的結構分析，塑件外型小，且沒有倒扣等復雜結構，為了方便人工去水口，采用錐形側澆口進料。，由于產(chǎn)品尺寸小，故采用一模54腔的兩板模結構。
1.1
1.2制品材料的性能
ABS是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯的簡稱。ABS是Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母縮寫）是一種強度高、韌性好、易于加工成型的熱塑性高分子材料。因為其強度高、耐腐蝕、耐高溫，所以常被用于制造儀器的塑料外殼。ABS電鍍制品可代替某些金屬，應用于汽車工業(yè)，電器儀表、裝潢、家具等方面。ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。
ABS為無定形聚合物，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例
同，在160~190℃范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。ABS吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是ABS重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復雜制品、大型制品成型。
ABS性能參數(shù)表
ABS
密 度
1.05
彎曲彈性模量
1.4
收 縮 率
0.3~0.8
壓縮強度
18~39
熔 點
130~160
熱變形溫度（45N/cm2）
65~98
缺口沖擊強度
11~20
模具溫度
60~80
硬 度
R62~86
噴嘴溫度
180~190
體積電阻率
1016
中段溫度
180~230
介電常數(shù)
60Hz2.4~5.0
后段溫度
150~170
擊穿電壓
-
注射壓力
60~100
外 觀
淺象牙色或白色不透明
塑化形式
螺桿式柱塞式
特 點
耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學及電性能好，易成型加工，可鍍鉻
材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為0．5％ ；溢料值為0．04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。
2.4 注射工藝選擇
2.2.1 ABS塑料的干燥
ABS塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前進行充分的干燥和預熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下[5]。
注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃下，干燥4～8h，干燥達8～16h可避免因微量水汽的存在導致制件表面霧斑。在此，由于鼠標外殼屬批量件要求自動化程度高實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮[。
表2.4: ABS工藝參數(shù)表
工藝參數(shù)
通用型ABS
料桶后部溫度
180~200
料桶中部溫度
210~230
料桶前部溫度
200~210
噴嘴溫度/℃
180~190
模具溫度/℃
50~70
ABS塑料非牛頓性較強，在熔化過程溫度升高時，其熔融降低很小，但一旦達到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍，如220～250℃)，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機械性能也下降。
2.2.2 注射壓力
ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力。但并非所有ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構造不算非常復雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。注制過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機會大，制件表面容易霧化。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強烈，容易造成粘模[6]。
2.2.3 注射速度
ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當注射速度過快時，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。
2.2.4模具溫度
ABS的成型溫度相對較高，模具溫度也相對較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85％，當生產(chǎn)具有較大投影面積制件時，定模溫度要求70～80℃，動模溫度要求50～60℃。臺燈固定夾屬中小型制件，形狀也不算復雜不用考慮專門對模具加熱。
2.2.5 料量控制
注塑機注塑ABS塑料時，其每次注射量僅達標準注射量的75％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標定注射量的50％[6]。
通常要確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。
第三章 模具與注射機的關系
模具型腔能否充滿與注射機允許的最大注射量密切相關，設計模具時，應保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機實際的最大注射的范圍內(nèi)。
3.1 塑件的體積計算
由于塑件是手機按鍵個數(shù)較多，所以只能近似的計算其體積。在UG4.0ngineer軟件上可算出塑件的總體積 V＝2530mm3
3.2 注射機的選擇
塑件的體積應該小于或者等于注射機的注射量。其關系式為：
V件≤0.8V注
V注——注射機的注射量
所以：V注≥V件÷0.8＝2350mm3=2.35cm3
由于模具是一模兩腔，所以模具塑件的總體積 V總=2.35×2=4.7cm3
估算澆注系統(tǒng)的凝料體積V凝料=0.5×V總=0.5×4.7=2.35cm3
所以估算的總體積為V=4.7+2.35=7cm3
由《塑料模具設計手冊》表2-40 熱塑性塑料注射機型號與主要技術規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積結果，初步選XS-ZY—500（立式）注射機。其主要技術規(guī)格如表5。 表5 XS-ZY—500（立式）注射機主要技術規(guī)格
螺桿直徑（mm）
Ф65
鎖模力（kN）
3500
注射容量（cm3）
500
最大注射面積（cm2）
1000
注射壓力（MPa）
145
模板行程（mm）
120
模具厚度（mm）
最大
450
噴嘴
（mm）
球半徑
12
最小
300
孔直徑
Ф4.5
定位孔直徑（mm）
Ф1000+0.06
中心孔徑（mm）
Ф30
第四章 注射模的結構設計
注射模的結構設計包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設置、模具工件零件的結構設計、側向分型與抽芯機構的設計等內(nèi)容。
4.1 分型面的選擇
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復雜。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：
1）盡量避免側凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。
2）盡量采用簡單分型面。
3) 分型面應選在塑件外形最大輪廓處。
4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，有利于設推出機構。
5) 保證塑件的精度要求。
6) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
7) 便于模具加工制造。
8）把抽芯或分型距離長的置于開模方向上。
9) 對成型面積的影響。
10) 對排氣效果的影響。
11）分型面設在臺階或轉角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。
12) 對側向抽芯的影響。
根據(jù)以上原則和結合實際情況下，本設計選用如圖1所示分型面：
圖1 分型面位置
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式
該塑件采用一模多腔成型，型腔布置在模具兩邊呈對稱狀態(tài)，這樣有利于澆注系統(tǒng)的模具平衡。排列方式如圖2所示。
圖2
第五章 澆注系統(tǒng)的設計
5.1 主流道設計
主流道與注射機噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應嚴密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應比注射機噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當主流道貫穿幾塊模板時，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無法脫出。主流道尺寸如圖3所示：
圖3 主流道設
根據(jù)設計手冊查得SYS-10型注射機噴嘴的有關尺寸：
噴嘴前端球面孔徑：d1＝2.5mm；
噴嘴前端球面半徑：SR1＝12mm；
SR2=SR1+（1-2）mm ；
d=d1+（0.5-1）mm；
取主流道球面半徑：SR2=13mm；
取主流道的小端直徑：d=3mm；
定位環(huán)直徑為100mm，定位環(huán)埋入5mm；
球面配合高度：h＝3～5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設計成圓錐形，其斜度為20，經(jīng)換算得：
主流大端直徑：D＝12mm;
主流道長度：L＝72mm。
5.2 分流道設計
① 分流道的設計原則
1）盡量保證各型腔同時充滿，并均衡地補料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。
2）各型腔之間距離恰當，應有足夠空間排布冷卻水道、螺釘?shù)?，并有足夠截面積承受注塑壓力。
3）分流道的斷面和長度設計，應在保證順利脫模的前提下，盡量取小，尤其對于小型塑件更為重要，有利于降低澆注系統(tǒng)凝料的重量。
4）型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應盡量接近注塑機鎖模力的中心，一般在模板的中心上。
5）分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般為1.6um即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。
6）當分流道較長時，在分流道末端應開冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質(zhì)量。
7）分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過渡，有利于塑件的流動及填充。否則會引起反壓力，消耗功能。
本設計選用圓形斷面分流道，它的直徑D一般在2～12mm范圍內(nèi)變動。長度一般在8～30mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當加長或縮短，但最短不宜小于8mm。否則會塑件修磨和分割帶來困難。由于本設計塑件較一般大小，故選用D＝3mm，L=20mm。
分流道的布置形式：分流道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應是，排列緊湊，能縮小模板的尺寸，減小流程，鎖模力求平衡。本設計采用非平衡式布局，如圖4所示：
圖4 分流道布局形式
5.3 澆口設計
澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關鍵部位，澆口的形狀和尺寸對塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個流道中斷面尺寸最小的部分，對充模流動起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。
本設計根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側澆口較為理想。這類澆口加工容易，修整方便，并可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進料位置，從塑件一側進料，有利于保證塑件的外觀，塑料的流動性也能得到保證。
澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，本設計采用斷面形狀為圓形的澆口，其直徑D＝0.6mm，澆口的長度L盡量短，對減小塑料熔體流動阻力和增加流速均勻有利，通常取L＝0.5～2mm,初選L＝1m.
第六章 成型零件的設計
常用型腔成型尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎上，當塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多[9]。考慮到手機按鍵摸具較簡單制造成本低，設計時間短故按平均收縮率法計算成型尺寸比較簡單易行[11]。
采用δZ ,δC取固定值的平均收縮率法：
Lm---------型腔的徑向工作尺寸Lm=[Ls+ Ls×Scp-（3/4）△]
Ls---------塑件的徑向圖樣尺寸
Scp--------收縮率的平均值，查表得ABS收縮率范圍是0.03~0.08
△---------塑件尺寸公差
δZ --------型腔制造公差
δC --------型腔最大許用磨損量，δC 取為塑件尺寸公差△的三分之一
表3.4: 公式表
δZ ,δC取固定值的平均收縮率法
型腔內(nèi)徑尺寸
型芯外徑尺寸
型腔深度尺寸
型芯高度尺寸
中心距尺寸
查手冊得ABS塑料收縮率波動為0.3~0.8%。
6.1型腔徑向尺寸計算（此題公差為自己標注）
以最大徑向尺寸計算，測量得Ls為125mm,塑件精度選為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差
查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm
Lm=[125+125×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.42]=125.650+042
6.2型芯外徑尺寸計算
以型芯最大徑向尺寸計算，測量得Ls為121 mm,塑件精度選為MT2對應的型腔加工精度為IT9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照A類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得△=0.42mm, δC=△/3=0.14mm
Lm=[121+121×（0.003+0.008）/2+(3/4) ×0.42]=121.7-0.420
6.3型腔深度尺寸計算
由UG4.0測量得型腔深度為6mm，以IT9精度等級制造型腔查手冊，按B類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.32mm，δC =0.1mm
Lm=[6+6×（0.003+0.008）/2-（3/4）×0.32]0+0.32
=5.790+0.32
6.4型芯高度尺寸計算
UG4.0測量得塑件高度尺寸為4mm，以IT9精度等級制造查手冊得，按A類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.20，δZ=0.067mm
hm=[4+4×(0.003+0.008)/2+(2/3) ×0.20] 0-0.067=4.15 0-0.067mm
6.5兩成型桿的中心距計算
Cs=132.3mm, 以IT9精度等級制造查手冊，按B類受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得△=0.30mm，δZ=0.11mm
Cm=[132.3+132.3×(0.003+0.008)/2]±0.055=133.028±0.055mm
第七章 脫模推出機構的設計與模架的選用
7.1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。
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，開模后使塑件能留在動模一側。
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。推力點應該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。
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。
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。
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，并保證不會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。
本設計由于塑件一般大小，沒有側向抽芯，經(jīng)過綜合地考慮，方案1，要設計推出機構只能采用頂針推出；
7.2模架的選用
本設計采用CI4040的標準模架，此模架設計采用自動脫模，所以適合標準模架。
CI-4040-A60-B80-C120
第七章 注射機工藝參數(shù)校核
7.1 注射壓力的校核
塑件成型所需要的注射壓力應小于或等于注射機的額定注射壓力，其關系按下式校核：
P成≤P注
式中 P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa）；
P注——所選注射機的額定注射壓力（MPa）。
本塑件成型材料為ABS，P成=110—140MPa，對于XS-ZY—500（立式）型注射機，P注=145MPa，因此P成≤P注 ，所以注射壓力滿足要求。
7.2 鎖模力的校核
模具所需的最大鎖模力應小于或等于注射機的額定鎖模力，其關系按下式校核：
P腔×F≤P鎖=150kN
式中 P腔——模具的型腔壓力；
F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；
P鎖——注射機的額定鎖模力（N）。
P腔=k×P成
k——損耗系數(shù)，這里取1/3；
P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa），P成=110—140MPa，這里P成取140MPa。
P腔=k×P成=1/3×140MPa=46.67MPa。
由UG4.0分析測量，估算塑件的表面積：A=10000mm2
注射機噴嘴球半徑12mm，孔直徑Ф2.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=3mm，分流道直徑d=6mm，分流道長度L=26mm。故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1=3×26.500 形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外