1、东莞理工学院城市学院 本 科 毕 业 设 计 毕业设计题目 ： 钥匙扣注塑模具设计 学生姓名： _万凯语 _ 学 号： _201236030143_ 系 别： _机电系 _ 专业班级： _机设 1 班 _ 指导教师姓名及职称：罗彦琦 讲师 起止时间 :2016 年 4 月 2016 年 6 月 目 录 目录 .错误 !未定义书签。 摘 要、关键词 .错误 !未定义书签。 一 . 概论 .错误 !未定义书签。 二、塑件成型工艺的可行性分析 . 8 2.1 产品技术要求 . 9 2.2 塑件 分析 11 三 、 注射成型机的选择与成型腔数的确定 11 3.1 注射成型机的选择 13 3.2 注塑机
2、的校核 14 四 、 浇注系统的设计 15 4.1 分型面位置的确定 16 4.2 确定型腔数量及排列方式 17 4.3 浇注系统的设计 18 4.4 凹模的结构设计 20 4.5 凸模的结构设计 21 五、 成型零件结构设计 22 5.1 成型零件工作尺寸的计算 . 22 5.2 模具成型零件的工作尺寸计算 23 六、排气系统的设计 24 6.1 排气不良的危害 25 6.2 排气系统的设计方法 25 七、 导向与脱模机构的设计 26 7.1 导向机构的作用和设计原则 27 7.2 导柱、导套的设计 28 7.3.顶出机构的设计 28 7.4 侧向分型与抽芯机构的类型 29 7.5. 斜顶抽
3、芯机构 . 31 八、 冷却系统 设计 32 8.1 冷却系统的设计原则 32 8.2 温度调节对塑件质量的影响 33 8.3 对温度调节系统的要求 34 8.4 冷却装置的设计要点 35 8.5 冷却水道的结构 35 九、 其它结构零部件 的设计 36 十、小结 36 十一、注释和参考文献 36 谢辞 37 摘要 本设计介绍了钥匙环注射成型的基本过程， 特别是单分型面注射模具的结构与工作原理， 对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了塑件成型工艺设计， 注射机的选择， 浇注系统的的设计， 成型零件的结构设计， 脱模推出机构的设计， 冷却系统的设计的过程。 并对标准模架的选择也作了相应的介绍
4、。 关键词： 塑料；注塑模具；钥匙环；模具结构； PROE 第 1 章 概 论 1.1 模具工业在国民经济中的地位 简而言之， 模具是用来成型物品的工具， 这种工具有各种零件构成， 不同的模具由不同的零件构成。 它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工 。 模具就是一个模型 ,按照这个模型做出产品来 ,但是模具是怎样生产出来的呢 ,可能除了模具专业人士大多数回答不出来 .模具已经在我们生活 当中起了不可替代的作用 ,我们的生活用品大部分离不开模具 ,如 ,电脑 ,电话机 ,传真机 ,键盘 ,杯子等等这些塑胶制品就不用说了 ,没有模具是做不出来的 .另外像汽车和摩托发动机的外罩也是
5、用模具做出来的 ,光一个汽车各种各样的模具就要用到 2万多个 .所以说现代生活模具的作用不可替代 . 模具工业又是高新技术产业化的重要领域。 用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平， 是推动模具工业技术进步的关键环节。 CAD CAE CAM 技术在模具工业中的应用， 快速原型制造技术的应用， 使模具的设计制造技术发生了重大变革。 模具的开发 和制造水平的提高， 还有赖于采用数控精密高效加工设备。 逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用， 也要与电子信息等高新技术嫁接， 实现高新技术产业化。 模具工业地位之重要， 还在于国民经济的五大支柱产业 机械、电子、汽
6、车、石化、建筑， 都要求模具工业的发展与之相适应。 机械、电子、汽车工业需要大量的模具， 特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具， 目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。 这几年， 我国每年要进口 几十 亿美元的模具。 我国石化工 业一年生产 500 多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂， 很大一部分需要塑料模具成形， 做成制品， 才能用于生产和生活的消费。 生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具， 需要大量的陶瓷模具 ;生产塑料管件和塑钢门窗， 也需要大量的塑料模具成形。 从五大支柱产业对模具的需求当中， 也可以看到模具工业地位之重要。 1.2 各种模具的分类和占有
7、量 模具主要类型有：冲模， 锻摸， 塑料模， 压铸模， 粉末冶金模， 玻璃模， 橡胶模， 陶瓷模等。 除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模， 因为他们一般都是依靠三维的模 具形腔使材料成型。 （ 1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。 冲模占模具总数的 50 以上。 按工艺性质的不同， 冲模可分为落料模， 冲孔模， 切口模， 切边模， 弯曲模， 卷边模， 拉深模， 校平模， 翻孔模， 翻边模， 缩口模， 压印模， 胀形模。 按组合工序不同， 冲模分为单工序模， 复合模， 连续模。 （ 2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。 按锻压设备不同，
8、锻模分为锤用锻模， 螺旋压力机锻模， 热模锻压力锻模， 平锻机用锻模， 水压机用锻模， 高速锤用锻模， 摆动碾压机用锻模， 辊锻机用锻模， 楔横轧机用锻模等。 按工艺用途不同， 锻模可分为预锻模具， 挤压模具， 精锻模具， 等温模具， 超塑性模具等。 （ 3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。 塑料模约占模具总数的 35 ， 而且有继续上升的趋势。 塑料模主要包括压塑模， 挤塑模， 注射模， 此外还有挤出成型模， 泡沫塑料的发泡成型模， 低发泡注射成型模， 吹塑模等。 （ 4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备， 压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型， 在高压下成型和结晶的一种特殊制造
9、方法。 压铸模约占模具总数的 6 。 （ 5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型， 按成型工艺分类粉末冶金模有：压模， 精整模， 复压模， 热压模， 粉浆浇注模， 松装烧结模等。 1.3 我 国注塑模 具工业的现状 注塑模具在量和质方面都有较快的发展，我国最大的注塑模具单套重量己超过 50 吨，最精密的注塑模具精度己达到 2 微米。制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达 6m/min 以上的高速塑料异型材 挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤
10、等各种模具。在 CAD/CAM 技术得到普及的同时， CAE 技术应用越来越广，以 CAD/CAM/CAE 一体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，特别是汽车、家电等工业快速发展，使得注塑模的发展迅猛。 整体来看我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量 供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。 二 产品技术要求和工艺分析 2.1 产品技术要
11、求 2.1.1 产品设计图 2.1.2 产品技术要求 塑料零件的材料为 ABS， 生产量较大， 属于大批量生产。 表面要求无痕， 表面粗糙度 Ra3.2。 未注倒角 R0.5， 未注尺寸公差取 MT5 级精度。 可查表 -常用材料模塑件公差等级和选用（ GB/T14486）、表 -模塑件 尺寸公差表（ GB/T14486）。 2.2 塑件的工艺分析 2.2.1 塑件结构工艺性 1、 制品简单， 壁厚均匀 ,不易产生缩孔 2、 塑件结构合理 ,可以避免塑件变形 3、 设有圆滑过度 ,减少应力集中 总之 ,塑件工艺性优良 2.2.2 塑件成型工艺性要求 (1) 该钥匙环 ， 要求塑件表面精度等级较
12、高， 其表面要求光洁美观， 其工作面成型时不允许有浇口、顶杆痕迹， 开模时要求不被定模型芯拉裂或者拉变形 。 所以 采用 的 浇口 形式要 保证其表面精度。 (2) 该塑件为 大 批量生产。 而且模具的结构简单， 为了 提 高模具的使用寿命 成本， 该塑件采用 整体 的结构。 2.3 塑件材质特性 零件 是采用 ABS 注塑成的。 查相关手册可知 ： 化学和物理特性 : 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 ,且可表面镀铬 ,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
13、点， 比 PMMA、 PC 等好， 柔韧性好。 5.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 . 成型性能 ： 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 . 2.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。 3.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
14、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。 塑料性能测试项目： 物理机械性能：密度 硬度 表面电阻率 介电性能 拉伸性能 冲击性能 撕裂性能 压缩性能 粘合强度 耐磨性能 低温性能 回弹性能 老化性能：热老化 臭氧老化 紫外灯老化 盐雾老化 氙灯老化 碳弧灯老化 卤素灯老化 耐液体性能：润滑油 汽油 机油 酸 碱 有机溶剂 耐水 燃烧性能：垂直燃烧 酒精喷灯燃烧 巷道丙烷燃烧 烟密度 燃烧速率 有效燃烧热值 总烟释放量 适用性能：耐液压 脉冲试验 导电性能 水密性 气密性 注塑模工艺条件 : 塑料 ABS 也可以说是聚苯乙烯的改性， 比 HIPS 有较高的抗冲击强度
15、和更好的机械强度， 具有良好的加工性 能， 可以使用注塑机、挤出机等塑料成型设备进行注塑、挤塑、吹塑、压延、层合、发泡、热成型， 还可以焊接、涂覆、电镀和机械加工。 ABS 的吸水性比较高， 加工前需进行干燥处理， 干燥温度为7085 ， 干燥时间为 26h； ABS 制品在加工中容易产生内应力， 如应力太大， 致使产品开裂， 应进行退火处理， 把制件放于 7080 的热风循环干燥箱内 24h， 再冷却至室温即可 。 典型应用范围 : ABS 树脂的最大应用领域是汽车、电子电器和建材。 汽车领域的使用包括汽车仪表板、车身外板、内装饰板、方向盘、隔音板 、门锁、保险杠、通风管等很多部件。 在电器方面则广泛应用于电冰箱、电视机、洗衣机、空调器、计算机、复印机等电子电器中。 建材方面， ABS 管材、 ABS 卫生洁具、 ABS 装饰板广泛应用于建材工业。 此外 ABS 还广泛的应用于包装、家具、体育和娱乐用品、机械和仪表工业中。 三 、 注射成型机的选择与成型腔数的确定 3.1 注射成型机的选择 3.1.1 估算零件 体积 塑件用 PROE 建模分析知， 体积为 V=1.62cm3， 由于此模具浇注系统 采用测浇口， 其浇注系统凝料较小， 浇注系统的体积为 0.5cm3 ， 由于采用的是一模 2 腔。
