按键注塑模具设计说明书.doc

南华大学船山学院毕业设计说明书

南华大学船山学院

毕业设计(论文)

题 目 按键注射模设计
专业名称 机械设计制造及其自动化
指导教师 李 林 升
指导教师职称 教 授
班 级 机械二班
学 号 20119410215
学生姓名

2015年 5 月 30 日

摘 要
根据设计任务以及塑料制品的要求，了解材料的特性和塑件的用途，通过分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求。通盘考虑确定选择塑件制件尺寸。经过设计计算及网上的设计经验本模具采用一模两件，侧浇口进料，注射机采用海天80X2A型号，设置相应冷却系统，使用CAD绘制二维总装图和零件图，合理选择模具的加工方法。通过编写说明书，简单的插图系统地运用简要的文字，简单明了的示意图和和计算等分析塑件，以及通过机械设计手册选择注射机从而做出合理的模具设计。
i

English the mold

According to the requirement of the design task and plastic products, understand the characteristics of material and of the use of plastic parts, through the analysis technology of plastic parts, dimensional accuracy and other technical requirements. Choose plastics parts size into consideration to determine. Through the design calculation and the design of the online experience this mould with one module and two, side gate feed, injection machine adopts Haitian 80 x2a model, set up the corresponding cooling systems, the use of CAD drawing 2 d assembly drawing and part drawing, reasonable selecting mould machining method. By writing instructions, use brief words simple illustration system, simple and clear diagram and calculation and analysis of plastic parts, as well as the injection machine through mechanical design manual selection. So make reasonable mould design.

ii

目 录
1 绪论 1
1.1 塑料简介 1
1.2 注塑成型及注塑模的发展 2
2 ABS塑料材料分析 5
2.1 塑料材料的基本特性 5
2.2 ABS的性能指标 6
2.3 塑料材料成型性能 7
2.4 塑料材料主要用途 7
3 本设计塑件制品的工艺分析 8
3．1 本设计塑件的结构设计 8
3．2 本设计中塑件尺寸及精度 10
3．3 本设计中塑件表面粗糙度 11
3．4 本设计中塑件体积和质量的计算 11
4 按键注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 13
4．1 按键注射成型工艺过程分析 13
4．2 模具浇口种类的确定 14
4．3 模具型腔数目的确定 14
4．4 注射用机的选择和校核 15
4.5 模具注射量的校核 16
5 按键注射模具的结构设计 18
5．1 按键模具分型面的设计 18
5.2 按键模具型腔的布局 20
5．3 按键模具浇注系统的设计 22
5．4 按键注射模零部件的设计 28

iii

5．5 按键注射模的排气结构设计 32
5．6 按键注射模的脱模机构设计 33
5．7 注射模具的注射模温度调节系统 34
5．9 注射模具模架及标准件的选用 36
5.10 注射模具斜导柱侧向抽芯机构设计计算 37
6 注射模具材料的选用 40
6．1 注射模具成型零件材料选用 40
6．2 注射模铸造用钢种 40
总结 41
参考文献 42
致 谢 43

iv

1 绪论
在世界上模具产业是任何国家经济构成中的一项重要产业，在西方传统强国强大模具工业背景下，我国的日益壮大模具工业如何发展及追赶西方各国，已经受到人们的关注和和政府的高度重视。目前国内各个行业的业内人士已经充分认识到“模具是工业生产的基础工艺装备”。在如汽车、电机、电器、仪器、仪表、和通信等各大领域中，需要用到模具成型来生产的零件超过6到8成。不管是从精度方面，还是在零件的复杂程度上。保证产品较高的一致性、生产率和低消耗等方面来看。通过模具所生产出来的产品所具备的优秀能力，是目前使用其它的加工制造方法所不能达到的。而且用生产出来的产品所体现的价值，一般远远超过模具自身价值，有时候可以达到几十倍，甚至说上百倍也不是没有可能。从而使模具成为经济建设中的“效益放大器”，作为制造业中的一项基础产业，模具工业是将技术工艺转化为成果的有效途径，而且同时本身又是高新技术产业重要的组成部分。

1.1 塑料简介
塑料是高分子的化学合成材料，最主要的成分是树脂。以合成树脂或天然树脂作为合成塑料的基础材料。它有着在一定的温度和压力下具有良好流动性的化学特性。可以被人为制造的一些模型特定的模塑成型来得到事先设计的尺寸及相应的几何形状，因为塑料本身的化学特性使其在冷却的过程产生塑性变形。通过此种原理我们通过熔融原料让其在特定的模具内冷却成型，从而得到固化后的塑件。该过程加入相应的工艺流程不仅可以提高材料的原有性能，而且还能够保持塑件的形状在冷却后不发生改变。正因为该种材料众多优异性能的具备，所以目前在世界上塑料广泛应用于现代工业的生产以及人们的日常生活。塑料不管是在质量密度上，还是在强度、绝缘性能上都具有教传统材料有着不能比拟的优势。而它稳定的化学性能，良好的减摩耐磨性，以及在减振隔音等方面也有不错的性能等诸多优点。此外，塑料还可以用于防水、防潮、防透气等一些方面，甚至其防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能也不逊色于传统材料。让它在现代工业生产中大放异彩！目前世界上塑料从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个行业的发展趋势，总而言之塑料在国民经济的构成中有着不可替代的作用，塑料已然成为在各大加工制造行业中不可或缺的一种重要材料。

1.2 注塑成型及注塑模的发展
世界上将塑料通过相应的手段模塑成型为制品的生产方法有很多，一般常用的有吹塑，压塑，压缩，压注，压延和注射等。在工业生产中普遍采用的还是注射成型的方法来进行料成型加工！
注射成型加工的优点有：
（1）除开氟塑料这类，注射成型的方法几乎具备成型所有具有热塑性性质的塑料。
（2）注射成型具备能够一次性成型外形复杂、尺寸精度较高的塑料制品。而且便于实现全自动化生产且缩短生产周期等一系列优点。使该方法生产的塑料制品占目前塑料制件生产的30%左右。
注射成型也有以下的缺点：
（1）注射成型所使用的设备费用较高，需要生产工厂或企业具备相当的规模以及技术储备。
（2）因为模具的设计成本较高所限制，为了降低产品的生产成本注射成型的方法及其不适合批量较小及单件的塑料件的生产。
在进行模具设计之前，熟悉注射机相关的一些基本知识是必不可少的，注射机是注射成型的重要设备，通过使用注射机进行高温、高压加热使其熔融颗粒状的塑料材料以方便进行注射是注射成型过程中的重要工序。 
注射机是具备热塑性或热固性材料成型所用到最主要的设备。简而言之，注射机是注射成型的一个充分条件。也就是说有了注射机才有注射成型，才能够有通过注射成型的方法所得到的塑料制品！市场上注射机的种类繁多，一般可通过注射机的外形来划分种类。目前主流的注射机有立式、卧式、直角式三种，按系统装置划分注射机由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成。
注射成型原理的根本，就是利用塑料的化学性质在物理上的可挤压和可模塑特性，通过塑料冷凝后的塑性变形得到相关的塑料制品。
步骤可分为：
（1）首先将不同形态的塑料、成型物料融化，在这里我们可以通过注射机的料斗将材料送入到高温的机筒内进行加热使其熔融，让塑料的在高温高压的状态下成为粘流态熔体。
（2）在预先设计好的柱塞或螺杆的高压推动下，在料筒前端的喷嘴中的熔体以很大的流速通过，使其以医学上注射的方式进入闭合模具中温度较低的区域。
（3）通过闭合模具对熔体进行一段保压冷却定型时间后，然后开模。
作为注射成型生产的工艺装备，在工业生产中注射成型所使用的模具称之为注射。
目前使用的注射模的种类很多，然而影响模具的结构的因素有很多：比如
（1）塑料品种
（2）产品设计要求的的复杂程度
（3）注射机的种类
注射模具的基本结构一般由由动模和定模两大部分组成的！其他的一些结构基本上大同小异。在注射机的固定板上和移动板上分别安装的是定模部分和动模部分，动模、定模随着合模系统在注射成型中进行运动。在注射成型时通过导柱的导向使动模和定模而闭合。
在工业生产中模具工业使用注射模、塑料原材料以及注射机通过注射成型将三者生产制作工艺紧密的联系在一起。目前注射成型工艺所面临的核心问题就是如何采用更好的办法以便于得到塑化良好的塑料熔体，通过相应的方法在模具的型腔中进行注射，在稳定各种影响成型的因素的条件下冷却定型，使塑件制品达到设计所要求的质量。在确定下模具的结构及充分了解了所选用的注射机的结构以后，影响产品成型后质量的主要因素便是注射成型过程中对于工艺条件的如何选择及控制。
时间、压力、温度是影响注射成型质量的三大因素。在注射成型的过程中，特别是精密制品的成型，如何确立一组最好的成型条件不是一件容易的事情，因为在这一过程中能够影响成型条件的因素太多，有产品的设计形状、相应所设计的模具结构、通过分析计算后所采用的注射装备、原材料的采用、供电电压的波动以及生产时的环境温度等。
目前注塑成型可分两个阶段：
（1）设计或开发阶段，该阶段包括了对产品的论证设计、生产模具的设计及生产模具的制造
（2）生产阶段，这一阶段包括了购买材料、试模及成型。
相较于传统的注塑方法目前采用计算机辅助设计的工程技术具有相当大的优势！工厂在产品的正式生产前，由工厂的设计工程师们凭以前的设计经验与直觉来设计新模具。然而通过对该种方式所生产的模具进行装配，一般情况下需要对装配好的模具通过几次试模来发现存在的一些问题，之后的修改不仅仅是在设计需要设置新的工艺参数，最重要的是有时候甚至需要对塑料制品和模具设计进行重新改动，这样一来不仅无法达到降低生产成本的要求，甚至导致增加生产的成本，延长产品的开发周期，降低企业的竞争力也不是没有可能的！
对于模具的设计制造行业来说注射模流动分析软件是极为重要的！目前在市场上主要流行的、运用范围相对较为广泛的注射模流动模拟分析软件有MOLDFLOW公司开发的MOLDFLOW、GFLOW PLUS公司开发的CFLOW、华中科技大学开发的H-FLOW等。
采用CAE技术，即工程设计中采用计算机辅助工程来模拟分析模具的各方面性能。则可以在一定程度上代替过去传统的试模，以便于降低生产成本和生产周期。不仅如此，计算机辅助工程在技术上提供了从产品的设计到产品的生产的一整套解决方案，方便了设计者们可以在进行制造加工模具之前。对整个设计好的成型过程在计算机上通过CAE模拟技术进行计算分析，不仅仅可以提前找出问题以及及时解决。甚至还能够对模内熔体的填充、冷却、保压等情况进行准确模拟，以及在产品的制造过程中的应力分布、纤维、分子的趋向分布、产品的收缩和翘曲变形等情况，方便设计者能够在产品生产前尽早发现问题，及时修正参数，改进设计上的缺陷，而不是像传统方法那样等到试模以后再发现问题返修模具，节约了生产时间。CAE技术的出现不仅是对传统模具设计方法的一次改进，更是一次突破。而且对减少返修有着一定程度的减少甚至在避免模具报废、提高制品质量、降低生产成本、节约时间和缩短生产周期等，在技术、经济等各种层面上都具有重大的意义。

2 ABS塑料材料分析
2.1 塑料材料的基本特性
本设计中的塑料制品按设计要求采用的材料是：ABS！ABS的材料成分使其具有良好的耐热性、冲击性、耐化学药品性、耐低温性以及电气性能优异。
ABS中的三大成分所带来的好处有：
（1）丙烯腈成分使ABS材料拥有良好的耐化学药品的腐蚀性、耐热性及提升材料表面硬度。
（2）丁二烯成分使ABS材料更加的坚韧。
（3）苯乙烯成分使ABS材料在工业上具有良好的染色性以及加工性。
又因ABS价格较为便宜且原料易得，是一种热塑性良好的塑性材料。是世界上不管是在应用范围上还是在产量上都是名列前茅的工程塑料。ABS的化学性能较为稳定。在室温的条件下塑料无毒，没有气味，颜色呈现出微黄色，成型后的塑料制品的光泽较好、质地不透明，密度为--。材料还有具备良好的抗冲击强度，在耐磨性方面也有不俗的表现，化学稳定性。酸、碱、无机盐、水这类物质对ABS的影响几乎没有， 大部分的醇类及烃类溶剂也不会融化ABS。需要注意的是ABS与烃长期接触会软化，在酮，醛，酯，氯代烃中可以使其溶解或形成乳浊液。冰醋酸，植物油等对ABS塑料也有一定的影响，次类物品侵蚀ABS材料时会释放其应力引起材料开裂。
而且ABS有一定的硬度，优点是：
（1）引发ABS材料发生热变形所需要的温度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺等要高。
（2）该种材料尺寸稳定性较为良好，不仅易于成型加工，而且经过调色可以配成任何一种所需要的颜色。
其缺点是：
（1）ABS耐热性相较而言不高，可以保证其连续连续工作的温度为70左右，材料发生热变形的初始温度约为℃左右，所以在这方面ABS材料的耐气候性能较为不理想，而且在紫外线作用下的ABS材料化学性较差，材料容易变硬发脆。

2.2 ABS的性能指标 （以下参数测定温度条件为23℃）
表2.2 ABS的性能指标表
材料密度（）

拉伸弹性模量()

收缩率 （）

弯曲弹性模量()

熔融温度（℃）

压缩强度()

弯曲强度（）

缺口冲击强度()

拉伸强度 ()

硬度()

此外在材料的收缩率范围内，ABS材料热变形开始发生的温度为93-118℃。在这之后则为熔融状态，通过一些工艺手段对制品进行退火处理，可以使制品热变形的温度可以往上提高10℃左右。ABS材料的制品可在-40 100℃的温度范围内使用。其在℃的温度下情况下，材料依旧能够可以表现出一定的韧性！

2.3 塑料材料成型性能
（1）材料无定性、流动性一般、吸湿大。某些表面光泽要求较高的塑料制品需在80-90℃的温度条件下进行3个小时以上的预热干燥。
（2）材料的分解温度为≥270℃，故在温度不超过270℃的前提下尽量选取高料温、高模温。
（3）对于阻燃级或耐热级材料的成型，对于此类产品，需要对模具的表面进行按时清理、增加设计排气孔。
（4）为防止冷却速度过快，浇注系统的设计最好以短、粗为基本准则，需要注意内应力的变化。如有需要可改变浇口选用调整式浇口。
（5）产品生产时料温大小在很大程度上影响着制品的质量，温度过低会使产品表面光泽暗淡甚至造成缺料！温度过高会有溢边、变色气泡等现象出现。
（6）产品制造时模温对制品的质量有很大的影响，温度过低会使收缩率、伸长率、抗冲击强度变大。模温超过一定值却会造成冷却慢、容易粘模变形导致脱膜困难使得产品的成型周期变长。

2.4 塑料材料主要用途
ABS材料制品在机械制造工业上用途广泛，各行各业几乎都有涉及。如，电气行业上的风扇叶、键帽、扶手、塑料管连接等，汽车工业上用ABS制造汽车上的雨刮器、控制中枢、方向盘等。ABS材料制品还可应用在五金行业、玩具行业、电子行业、纺织机械等行业的日用零部件。

3 本设计塑件制品的工艺分析
在进行本课题设计之前需要对给定任务塑件的工艺性进行分析。如产品的外形结构、制品的大小、精度尺寸以及塑件表面质量的要求要进行详细研究和分析计算，只有通过严谨的设计计算才能确定生产所设计塑件的模具以及模具设计中所涉及的结构、精度等数据。
图1.1为按键3D视图，具体数据详见图纸，要求较低的模具成本，生产周期短、生产量较大且成型容易，在精度方面要求中等。

图3 按键3D视图

3．1 本设计塑件的结构设计
（1）脱模斜度
由于注射制品在生产时在冷却的过程中无法避免的会不同程度的产生收缩，所以在脱模前模具型芯或型腔中突出的部分会被制品紧紧的包住。因此设计者们在设计上为防止制品表面在脱模的过程中因脱模力过大而被拉伤特意设置的一种角度，便于制品脱模。所以出现制品与脱模方向平行的情况下就会在制品内外表面设置具有一定角度或者说是斜度，即所谓的脱模斜度。
脱模斜度有大有小，制品的几何形状、内壁的厚度大小及收缩率的高低都能影响脱模斜度角度的大小。斜度过小，不仅会在尺寸上严格限制制品，而且生产加工起来也相当困难，有时更会导致表面损伤或出现产品破裂。斜度过大时，这样来谁然说脱模较为方便，但是会影响产品的精度、尺寸，并造成原材料不必要的浪费。通过参考文献资料[1]可知，塑件的脱模斜度通常约取0.5-1.5。本设计采用ABS材料，所以型腔脱模斜度一般为。而型芯脱模斜度在本设计中则为
（2）塑件的壁厚
壁厚是影响塑件结构的最重要的因素之一，是任何一位设计着设计塑件时所必须考虑的问题之一。壁厚影响着在充模注射时物料熔体的流动、熔体的固化定型时所使用冷却的时间、塑件固化成型后的质量、塑件原材料的使用以及生产效率的快慢和生产成本密切相关。一般在满足客户的设计要求的前提下，所设计塑件制品的壁厚应尽可能的小。因为过大的壁厚不仅浪费使用原材料，还使得产品的性价比降低，变相提高生产成本。更为重要的是会影响模内塑件制品的冷却速度，加大塑件的成型周期，在技术层面上来看，过大的壁厚会导致气泡的产生，是制品有缩孔、凹陷等技术上的缺陷。反过来说壁厚太小则会导致制品的刚度不够，制品在进行脱模、装配、使用中会因为刚度上的问题发生变形，影响到客户的使用和制件装配的准确性。因此设计者在选择壁厚时应避免壁厚的过大和过小，尽量使塑件各处壁厚尽量均匀，从而避免塑件不会出现不均匀收缩等一系列的成型缺陷。根据前辈们的设计经验来看塑件壁厚一般取1～4左右，通常采用的数值为2～3左右。本设计所设计的按键应壁厚均匀，周边和顶部壁厚均为2左右。
（3）塑件的圆角
不管是金属制品还是塑料制品，应力集中一般都发生在设计上的转角处。所以在设计上设计者们应当减少此类现象的发生，并改善设计使塑件在生产制作的过程中保持较为良好的充模特性，设计中应应考虑到力学方面上的角度问题，因此在本设计为尽可能的避免上述现象经，通盘考虑决定采用圆角过度用于转角及连接处。在满足产品的设计要求时，塑件的各连接角处统一使用圆角，不小于的半径。在本设计中制品的外圆弧半径大于壁厚的0.3-0.5倍，内圆角的半径大约是壁厚的倍左右。
（4）孔
根据各方面塑料制品制作的经验，在制品上通常会带有通孔和盲孔，从最初设计的原则上来讲，这些孔可以使用型芯进行成型。如果制品上的孔过于复杂时，如此设计会使得在模具注射成型造成熔体流动困难等问题，且增大模具的加工难度，还提高了生产成本。所以本设计在塑件上设计此类孔时，采用的都是简单孔型。因为型芯的存在，所以在分流上型芯具有一定的作用，所以孔在成型时熔接痕迹很容易在其周围产生，是孔的强度不够，故设计时应该考虑到孔的强度问题保证孔径的大小能够满足孔的强度，而且在孔的周边应适量增加壁厚，用于保证塑件成型后的强度和刚度。

3．2 本设计中塑件尺寸及精度
塑料的品种和塑料熔体的流动性以及注射机规格决定了塑料制品的规格，即外形和大小。一般的情况相同条件下的大尺寸的塑件制品对塑料熔体的流动性要求较高，流动性较差的塑料则成型出的制品尺寸就比较小。从节约成本和环保的角度来看，一般只要能够满足制品的设计使用要求，通常情况下制品的结构设计中设计者都应当避免浪费尽可能的少占用空间，以便得到外形的结构尺寸相对较小的制品。本设计中塑件的采用材料为ABS，ABS的流动性能比较好，对于任何尺寸的塑料制品都适合使用。
塑件的设计尺寸精度的要求对模具结构的设计和模具的制造精度产生直接的影响，在设计模具时一切应当以塑件的设计尺寸精度做为基本要求。但是提高精度要求的同时增加了设计生产的难度，使成本增加。所以为降低难度和成本在设计时就应当精简尺寸，设计者需要在满足产品设计要求的前提下尽量降低产品的精度规格。尽管现在塑料制品在不同的领域替代金属在发挥作用，但是塑料与金属之间尊在的差异很大，所以设计者不能照搬金属零件的精度等级来确定塑件制品的精度等级。根据目前我国国内一般的成型水平，塑件的精度尺寸公差可以参照文献资料[2]表3-2塑件的尺寸与（来确定塑件的精度尺寸公差。根据设计任务书的要求，在本设计中的塑件尺寸均采用MT3级精度，未标注的则统一采用MT5级精度。

3．3 本设计中塑件表面粗糙度
塑件的表面粗糙度越低，则能达到的塑件的表面要求越高。为了避免塑件表面的粗糙度过高，塑件应当在注射时从工艺方面减少冷疤、云纹等疵点来提高制品的表面粗糙度，更主要的是取决于设计者所设计的模具型腔表面粗糙度。目前国内塑料行业产品的表面粗糙度一般在之间，在模腔内表壁上的粗糙度应不超过塑件的，即。模具在生产使用中不断的磨损型腔从而使模具表面的粗糙度的精度不断降低，所以在生产过程中为保持制品的表面粗糙度工人应当按时给模具型腔以抛光复原保证其粗糙度。
本设计中塑件外部所需要的表面粗糙度比内部要高许多，参考资料[2]外部采用粗糙度为Ra0.2，内部为0.4。

3．4 本设计中塑件体积和质量的计算
使用Proe软件对塑件进行测量利用3维分析得到质量和体积，使用软件中所带验证的功能，测出所设计塑件的质量（假定的密度为），即可以得出该塑件制品的体积为1.02质量为1.08克。计算如图3.4：

图3.4材料质量分析结果图

4 按键注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定
4．1 按键注射成型工艺过程分析
通过对按键的结构、材料及质量的分析与计算，可以确定其成型工艺过程如下：
第一步：在保证产品质量的前提下使注射过程尽可能的顺利，应对制作产品时所要用到的设备和材料作好准备。
（1）在注射前对原材料进行预处理
严格按照产品以及设备对物料性能的要求，对物料的所含水分、颗粒的色泽情况进行检测。并抽样测试物料原本拥有的性能及各项指标是否达标，对原材料按其材料特性进行制作前的适当预热干燥，不同与其他材料，材料不怎么吸水，所以塑件成型前的干燥处理不需要对进行。为谨慎起见，本设计选择将材料在 ℃的温度条件下干燥。
（2）注射机料筒的清洗
任何一种塑料或某一注射机在最开始使用的时候，或者在生产中客户要求改变所生产的产品、原料的更换、颜色的改变或发现在制品中发生分解时，都应该及时对注射机（一般是料筒，也是最主要的地方）进行有效清洗或更换。
在工程生产中柱塞式注射机的料筒的清洗相较螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内储存空间叫其他的注射机要大，清洗所必须的转动很难在该种注射机上实现。所以在清洗时一般选择的是拆卸清洗或者直接整个的更换料筒。对螺杆式的注射机则较为轻松通常是直接简单的换料清洗即可。
（3）模具脱模剂的选用
脱模剂是敷在模具表面的种常用助剂，目的是能够轻松的从模具中脱出所需要的制件。在使用注射成型的方法中，脱模主要依靠于所设计的脱模斜度。合理的工艺条件与正确的模具设计，可以使制件脱模事半功倍。在生产上为了使脱模能够顺利的进行，一般工厂都会使用如下常用的脱模助剂：硬脂酸锌、、液体石蜡等。对本设计而言，由于采用材料，脱模助剂则可采用硬脂酸锌。

第二步: 制件注射成型的过程
表面上看整个过程感觉就是加入物料、熔融物料、将熔体注射入模、稳定压强进行冷却最后脱模取出制品，但综合概括就只有两个过程：模具的塑化成型与冷却脱模。
第三步：按键成品后的处理
制件注射成型冷却脱模后，在制品中存在着内应力。在对产品进行表面除毛、抛光等简单的机械加工后，一般需要进行产品的后期处理。这样做的目的不仅是为了消除制件内部存在的应力，而且可以通过相应的工艺工序改善制件的性能和提高产品的稳定性。根据材料性质的不同就会有不同的处理办法及工艺，一般的处理有退火和调湿。本设计中塑件所采用的材料为，所以根据材料的性能采用制品退火处理。

4．2 模具浇口种类的确定
注射模由多个系统构成，而在模具中以选择好的注射机的喷嘴到模具内的型腔的熔体通道统称为浇注系统。该系统最根本的作用是在注射开始后能够使物料熔体在压力的作用下充满整个型腔并将压力传导至模具的各个部分。因此在设计之处浇注系统能否设计的好就已经决定此后生产的产品性能、外观及是不是容易塑造成型。从空间位置来看它从上到下依次由冷料穴到浇口然后是主流道最后是分流道组成。然而制品的成型是否能够顺利却又取决于在设计中浇口的选择或设计。
在设计任务指导书中对本设计中按键塑件制品的外表面质量要求较高。考虑到侧浇口的位置布置在中间的圆端面处，且模具组装后，采用该种浇口将会被遮挡，可以提高制品外表面的质量符合任务书的设计要求。因此采用侧浇口！

4．3 模具型腔数目的确定
考虑到在本设计中所设计的制品尺寸较小，且浇口为侧浇口，从实际出发考虑到产品的生产成功概率，并从环保方面出发，节约成本并提高产品的生产效率，且生产需求较大。综合考虑采用一模8腔，对制件进行加工生产。

4．4 注射用机的选择和校核
由于采用一模8腔，需要至少注射量为8*1.08=8.64g，流道水口废料3.03g，一模的熔体总注射量可达到，再根据注射是所需的注射压力等参数，综合以上因素考虑，在本设计中决定选用的注射机为海天。该注射机的注射方式为螺杆式，注射机相关性能参数如下表所示：
海天HTF80X2A：

表4.4 注射机性能表
型号
参数
单位

螺杆直径

理论注射容量

注射重量PS

注射压力

注射行程

螺杆转速

料筒加热功率

锁模力

移模行程

移模开距(最大)

液压顶出行程

液压顶出力

液压顶出杆数量

油泵电动机功率

油箱容积

机器尺寸(长×宽×高)

机器重量

最小模具尺寸(长×宽)

4.5 模具注射量的校核
（1）注射熔体量的校核
模具设计时，需考虑到的是成型所需要的熔体量需在所选用的注射机的总注射量（即：注射机的额定注射量）以内。校核公式为：

式中 --型腔数量
--单个塑件的体积（）
--浇注系统所需塑料的体积（）
本设计中：n=8 1.02 =2.9
M=8X1.02+2.9X1.05=11.67g
注塑机额定注塑量为119g 119X0.8=95.2g>11.67g
注射量符合要求
（2）模具开模行程的校核
任何模具在设计时就必须考虑到模具开模后能否轻松取出制件，所以设计上要预留能够取出制件的开模距离，模具在开合的过程中模具的动模固定板在次过程移动的距离即所谓的开模行程。
注射机型号的不同相应的开模行程也是不一样的，所以在设计模具的时候必须考虑到注射机的开模行程是否与自己设计能否匹配。因此对所选用的注射机的开模行程加以校核也是必不能少的步骤，这样可以使注射机的开模行程可以与所设计模具的开模距离相匹配。卧式注射机不同于立式，模具厚度决定了卧式注射机的开模行程，：

式中 --推出距离
--
=
本设计中 =130 =25mm =85+20=105 mm

经反复校核计算，以上数据符合设计要求。
（3）模具顶出装置的校核
设计中在设计模具中制品的推出机构时，对于注射机所采用的顶出形式需进行反复的计算和校核，要注意注射机的双顶杆能在推出制件时能够被在两侧模具推板所覆盖，且计算注射机的双顶杆的最大顶出距离能够满足塑件被从模具中顶出来。
海天80X2A为两侧推出机构的注射机。经查阅所选用注射能满足设计要求可以将制件从模具中脱出。

5 按键注射模具的结构设计
5．1 按键模具分型面的设计
分型面的最基本原理是能够合理的将模具按照一定比列分分成几个可以被分离的主要部分，但是不是符合上述要求的就是所谓的分型面。分型面要求在塑造成型时必须能起到封闭的作用，然而在注射或者成型后脱模时分型面的表面可以分开保证塑件的顺利取出或物料熔体流畅的进入到浇注系统。满足以上条件的特殊表面在学术上被称作分型面。分型面不仅仅能够影响甚至左右所设计的模具的结构，而且在任何一个塑料制品的模具中分型面存在一种或多种的选择。因此，设计者需要考虑到分型面的选择是否合理。在模具中没有一个好的分型面基本上做出来的产品是不可能达标的！所以对于分型面的选择要慎重，选好分型面对塑件的加工塑形有着事半功倍的效果。
设计时在如何选取分型面上，可以着手从如下方面去考虑选择：
1）因为分型面在成型后要求能够保证塑件的顺利取出，所以从数学几何的方面上来考虑。必须选在塑件的几何外形周长最大处，即分型面一般选在外形轮廓最大的地方；
2）模具有动、定模，分型面应该保证使塑件可以在开模之后只会落在模具的动模上面；
3）不管是何种塑件制品，都存在至少一种分型面可以保证产品的顺利制作而且不会影响到制件生产后的质量与美观；
4）无论是选择何种分型面，都应该保证在其前面所设计的模具系统能够运行。换句话说就是分型面的存在不会干扰模具内其他系统的正常工作；
5）所选择的分型面应当使推杆位于制件的下面，在本设计中则位于按键的内部。该处理方式可以使得制件表面不会存在因推杆突出导致的痕迹；
6）模具设计中的任何环节都必须要考虑的是如何顺便的保证制件的与脱模，对模具分型面的选择也不例外。
对以上因素进行通盘考虑，并根据在ProE中所绘制本设计中模具制件的3D外形特点，决定在该设计中在制件的外围轮廓最大处的平面上选择使用平面分型面，保证塑件能够在开模后停留在动模上。

图5.0 模具3维示意图

图5.1 分析面选择图

5.2 按键模具型腔的布局
型腔是模具中用以容纳物料熔体，是塑件塑造成型的地方也是模具所必不可少的。浇注系统与型腔类似于数学上的充分条件，如何布置浇注系统在根本上影响着型腔的布局。因为该布局必须能够使每个型腔内都拥有大小均等压力，在不考虑能量的损失（在这里将压力定义成能量以便于叙述）其各型腔的压力总和应约等于浇注系统的压力，用以保证在间隔很小的时间段内各个型腔内熔体能够均匀的充满。为了满足要求在使用平衡流道的情况下，只能使主流道与各个型腔的距离必须相等，而且满足设计要求的前提下该距离比较短。
在本设计中参考所选用的注射机的参数、浇口位置、考虑塑件模具的结构，在保证生产率的情况下选用对称式的型腔布局。
布局如图5.2所示

图5.2 型腔布局方式3维示意图

图5.2a 型腔布局方式

5．3 按键模具浇注系统的设计
浇注系统是整个模具中最核心的部分，所有的设计铺垫都是为该系统展开的。模具设计中浇注系统的正确设计对最后所得到的产品是否优良有着至关重要的影响！该系统往大处说可以包括注射机在内，一般而言在注射模中浇注系统指的是熔体从喷嘴到各个型腔的熔体流道，按方式的不同可分为普通流道和无流道凝料两种。本设计中考虑到前面一系列的设计计算，采用普通流道，如图5.3所示。

图5.3 普通流道3维示意图

分析图1.4.3普通流道3维示意图可知道该浇注系统的构成部分：
1、 主浇道一条
2、 4条分浇道
3、 一个浇口
4、 8个型腔
5、 8个冷料穴
是一种较为经典的普通型腔布局。
5．3．1 按键模具浇注系统原则的确定
本设计中在确定选用浇注系统时参考前辈们的设计经验，通盘考虑如下因素：
（1）原材料的化学性质以及成型后制品的物理性能：在设计时应当考虑材料自身所带的一些性质，选择合适的浇注系统能够与材料本身的性质想匹配，以保证塑件质量。
（2）设计时应该考虑到型腔采用的是哪种布局方式，型腔的数量与布局方式直接影响浇注系统的设计。
（3）根据制品的外形轮廓，尺寸大小、技术上能满足使用要求的最小壁厚。结合所设计好的内容，考虑分型面、浇口的位置以及进料口的多少、浇注系统选用何种形式等来设计模具浇注系统。仍需注意的是，需要反复的对模具内的零件进行受力分析，在计算上估计因受力问题导致可能的质量问题进行提前解决，消除塑件因物理方面带来影响。在设计的同时应保留修整的冗余空间。
（4）任何产品都讲究外表美观，所以在设计浇注系统的同时不仅仅需要考虑到该系统不会影响模具内的其他系统的正常运行，还需要制品在脱模完成后保证其能达到要求的产品外观。
（5）在注射成型的过程中，熔体从注射机中喷出。随着温度、压力的降低熔体会在喷嘴附近有一定的凝结，如何处理喷嘴附近熔体的凝结问题在设计时是需要考虑到的，随之而来的还有如何对这