本次毕业设计是设计一副开关按钮注塑模具，是在学校里所学的专业理论知识的实践，为以后设计模具打下了坚实的基础，设计一副模具需要考虑多方的因素，如：塑料的材料的性能、适宜的注射设备、浇注系统、分型面的选择、推出机构、侧向抽芯机构、冷却系统的的确定以及相关参数的校核等等。这些都是在进行模具设计的前期要进行考虑的，以提高模具工作的稳定及经济性。在实训中遇到了许多问题，通过查询资料及向老师同学请教，很快得以解决，在这过程中学到了设计模具的构思，以及在实际学习生活中遇到了困难该如何寻找解决方法，为将来的工作奠定了很好的基础。
通过对开关按钮的结构分析，需要采用侧向滑块抽芯机构，考虑到成型塑件的型腔很深，要设置一定的拔模斜度，使用的原材料为ABS，其流动性不好，通过模温的调节进行改善。通过对塑件的分析寻找有效的解决方案，为毕业设计做了铺垫。
关键词：模具、塑料、设计、成型、分型
模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高，传统的模具设计方法已无法适应当今的要求. 与传统的模具设计相比，计算机辅助工程（CAE）技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。
模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。
近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm，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等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术的应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无图制造。
在可持续发展和绿色产品被日益重视的今天，“绿色模具”的概念已逐渐被提到议事日程上来。即，今后的模具，从结构设计、原材料选用、制造工艺及模具修复和报废，以及模具的回收利用等方面，都将越来越考虑其节约资源、重复使用、利于环保，以及可持续发展这一趋向。
塑件工艺分析
塑件图
（1）开关按钮实体效果如图1-1
图1-1
材料：ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）
收缩率：0.55%
（2）塑件的三视图
塑件用塑料（ABS）成型特性及工艺参数
ABS材料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成。他们三者都有各自的特性，使ABS具有良好的综合力学性能。ABS树脂无毒、无味、呈微黄色或白色不透明，丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此ABS树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，所以加工成型前原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件需要一定的脱模斜度。
ABS在升高温度时粘度增高，需要压力就高，故塑件的脱模斜度宜稍大；它易吸水，成型时需要做干燥处理，在正常的成型条件下，壁厚、融料温度对收缩率的影响极少。在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50-60C°,在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60-80 C°。
ABS塑料主要的性能指标
密度 g/cm3 1.02~1.05
计算收缩率 % 0.3~0.8
熔 点 ℃ 130~160
热变形温度 45N/cm 65~98
弯曲强度 Mpa 80
拉伸强度 Mpa 35~49
拉伸弹性模量 GPa 1.8
弯曲弹性模量 GPa 1.4
压缩强度 Mpa 18~39
缺口冲击强度 kJ/㎡ 11~20
硬 度 HR R62~86
体积电阻系数 Ωcm 1013
击穿电压 Kv.mm-1 15
介电常数 60Hz3.7
ABS的注射成型条件
注塑机类型： 螺杆式
螺杆转速 (r/min) 30~60
喷嘴形式： 直通式
预热温度 0C 80-85
喷嘴温度/ 0C 170~180
后处理温度 0C 70
料筒前段/ 0C 165~180
料筒中段/ 0C 210~230
料筒后段/ 0C 180~200
注塑压力 MPa 70~90
保压力 MPa 50~70
预热时间 s 2-3
注射时间 s 20~90
高压时间 s 0~5
冷却时间 s 20~120
后处理时间 s 2-4
成型总周期 s 40~120
模具温度 0C 150~180
确定成型设备
注射机是生产热塑性塑料制件的主要设备，今年来在成型热固性塑料塑料中也得到应用。按其外形注射机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。工作时，模具安装在移动模板机固定模板上，由合模系统合模并将模具锁紧，注射系统将塑料原料送到料筒中加热塑化后，将熔融的塑料注入模具中，注射机设有电加热和冷却系统以调节模具温度，塑料在模具中成型后冷却，并由推出机构将塑件推出。
估算塑件体积和质量：
因为产品材料为ABS，通过查询资料知其密度为1.02~1.05g/cm3，收缩率为0.1~0.7，去中间值的收缩率为0.55﹪。确定其体积为5349.49mm3
选择注射机
根据塑件的成型性能、质量和体积来选择注射机台，查询有关资料可以选取机台型号为：XS—Z—60
其规格和性能如下表：
额定注塑量/cm3 60
螺杆直径/mm 38
外形尺寸/mm 3160X850X1550
注塑压力/MPa 122
注射行程/mm 170
注射方式 柱塞式
锁模力/KN 500
最大成型面积/cm3 130
最大开合模行程/mm 180
最小模厚/mm 70
最大模厚/mm 200
喷嘴圆弧半径/mm 12
喷嘴孔直径/mm 4
顶出形式 中心设有顶杆，机械顶出
动定模固定板尺寸/mm 330X440
拉杆空间/mm 190X300
合模方式 液压-机械
电动机功率/kw 11
螺杆驱动/kw
加热功率/kw 2.7
注射机的有关工艺参数校核
按射机的最大注射量进行校核
选取的机台型号XS--Z--60注射机的额定注塑量为60g,因此该注射机注射机是符合要求的。
式中 K-----注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8；
----注射机允许的最大注射量
m1----浇注系统所需材料质量或体积，g/cm3;
m-----单个塑件的质量或体积,g/cm3
n------型腔的数量。
按注射机的锁模力进行校核
=97.6（4520.9+462）=248.09KN
而XS--ZY--60注射机的锁模力为500KN，通过锁模力的校核该机台也是符合要求的。
式中 -----熔融塑料在分型面上的涨开力，N;
FP-----注射机的额定锁模力，N；
A------单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2;
A1-----浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2;
p-------塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般为注射压力的80%，MPa
塑件在模具中的位置与浇注系统的设计
塑件在模具中的位置
型腔数目的确定
在满足成型工艺的条件下，尽量安排多型腔的注射模具，以提高生产效率和减少制作模具的成本。 确定型腔数目由两种方法，一种是首先确定注射机的型号，再根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目；另一种方法是先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机。通过对对开关按钮的综合考量，型腔数目为一模四腔。
型腔的分布
在多型腔模具中，型腔的分布要使得各个型腔的塑料流动达到平衡状态，因为要保证各个型腔中的塑件的质量，所需的压力要均等且平衡，这样才能使得熔融塑胶均匀的充填到各个型腔中。通过对塑件的综合测评确定采用平衡式布置，其排布如图3-1
目 录
引言 5
1 塑件工艺分析 6
1.1 塑件图 6
1.2 塑件用塑料（ABS）成型特性及工艺参数 7
1.3 ABS塑料主要的性能指标 7
1.4 ABS的注射成型条件 8
2 确定成型设备 9
2.1 估算塑件体积和质量： 9
2.2 选择注射机 9
3 注射机的有关工艺参数校核 10
3.1 按射机的最大注射量进行校核 10
3.2 按注射机的锁模力进行校核 10
4 塑件在模具中的位置与浇注系统的设计 11
4.1 塑件在模具中的位置 11
4.1.1 型腔数目的确定 11
4.1.2 型腔的分布 11
4.1.3 分型面的选择 12
4.2 普通浇注系统设计 12
4.2.1 普通浇注系统的组成及设计原则 12
4.2.2 主流道设计 13
4.2.3 分流道设计 13
4.2.4 浇口的设计 15
4.2.5 冷料穴及拉料杆 16
4.2.6 排气系统的设计 16
5 成型零部件设计 17
5.1 成型零件的结构 17
5.1.1 凹模结构 17
5.1.2 型芯结构 17
5.2 成型零件工作部分的尺寸计算 18
5.2.1 计算成型零部件工作尺寸要考虑的因素 18
5.2.2 型腔径向和高度尺寸的计算 20
5.2.3 型芯径向和高度尺寸的计算 20
5.2.4 中心距尺寸的计算 21
5.3 成型零部件的强度与刚度计算 21
5.3.1 成型零件强度、刚度计算时考虑的要素 21
5.3.2 型腔侧壁和底板厚度的计算 22
6 结构零部件的设计 23
6.1 标准注射模架的选择（GB/T 12556.1—90） 23
6.2 支承板设计 23
6.3 合模导向机构的设计 23
6.3.1 导柱设计 23
6.3.2 导套设计 23
7 推出机构设计 23
7.1 推出机构组成与分类 23
7.2 推出力的计算 23
7.3 推杆位置的设置 23
7.4 推杆的直径 23
7.5 推杆的形状及固定形式 23
7.6 推出机构的导向与复位 23
8 侧向分型与抽芯机构设计 23
8.1 斜导柱设计 23
8.1.1 斜导柱的形状及技术要求 23
8.1.2 抽芯距的确定与计算 23
8.1.3 斜导柱的倾斜角 23
8.1.4 斜导柱有效工作长度与总长计算 23
8.1.5 斜导柱受力分析与直径计算 23
8.1.6 楔紧块设计 23
8.1.7 侧滑块的设计 23
9 温度调节系统 23
9.1 模具温度与塑料成型温度的关系 23
9.2 冷却回路的尺寸确定与布置 23
9.2.1 冷却回路尺寸的确定 23
9.2.2 冷却回路的布置 23
总 结 23
谢 辞 23
参考文献 23
产品图.dwg
定模-25.dwg
定模-F20.dwg
定模-F21.dwg
定模-F22.dwg
定模F23.dwg
定模F24.dwg
定模板.dwg
动定模装配图.dwg
动模-M20.dwg
动模-M21.dwg
动模-M22.dwg
动模-M23.dwg
动模板.dwg
滑槽.dwg
楔紧块.dwg
总装图.dwg
成型工艺卡.doc
开关按钮注射模设计.doc
