电脑键盘按键注塑模具毕业设计

-武汉工程职业技术学院毕业论文课题名称模具设计与制造姓名郭虎学号1204180308专业电脑键盘按键注塑模具设计班级12级模具3班指导老师秦利萍2015年3月10日-摘要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。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。本次设计的题目是电脑键盘按键注射模具设计，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cad绘制装配图及零件图。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。关键词：模具制造；塑料管套；工艺；注塑成型-目录第一章绪论...............................................................................................................1第二章模具结构的确定...........................................................................................32.1塑件的工艺分析....................................................................................................32.2确定注射机的型号.................................................................................................42.3确定模具结构方案.................................................................................................5第三章模具各个部件的设计...................................................................................83.1成型零部件设计.....................................................................................................83.2流道的结构设计......................................................................................................93.3支承零部件的设计................................................................................................113.4推出机构的设计...................................................................................................133.5抽芯机构设计.......................................................................................................143.6温度调节系统.......................................................................................................16第四章塑料及模具零件材料的选择及其加工工艺.............................................174.1塑料零件的加工..................................................................................................17结论.............................................................................................................................18致谢.............................................................................................................................19参考文献.....................................................................................................................20第1页共20页-第一章绪论80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值为360亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%表1-1国内外塑料模具技术比较表所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。项目国外国内注塑模型腔精度0.005～0.01mm0.02～0.05mm型腔表面粗糙度Ra0.01～0.05μmRa0.20μm非淬火钢模具寿命10～60万次10～30万次淬火钢模具寿命160～300万次50～100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度70～80%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右2～4个月在模具行业中的占有量30～40%25～30%第2页共20页-提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。第3页共20页-第二章模具结构的确定2.1塑件的工艺分析该塑件的材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）它的基本特征：ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好的综合力学性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑料有较的光泽。密度为1.02-1.05g/cm。ABS有极好的抗冲击强度，且在低温下也在不迅速下降。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐类对ABS几乎无影响，但在酮、醛、酯、中会溶解或形成乳浊液。ABS不溶于大部分醇类，ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品引起开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点就是耐热性不高，连续工作温度为70℃左右，热变形温度93℃左右，且耐气候性差，在紫外线作用先易变硬发脆。塑料件性能：（1）力学性能：屈服强度为50Mpa、拉伸强度38Mpa、断裂伸长率35%、拉伸弹性模量1.8、弯曲弹性模量1.4、弯曲强度80Mpa、布氏硬度9.7HBS、密度1.02—1.16g/cm3、比体积1.02—1.16、吸水性0.2—0.4、熔点130—160℃。2.1.1分析塑件的结构工艺性塑件相对一般塑料件较小，其整体结构复杂，尺寸测量不便，但符合一般塑件的设计要求，主要设计特征是抽芯机构。实体如图：图2-1电脑按键造型图2.1.2塑件精度确定考虑塑件工作要求不高，故选一般精度。公差等级为4级，平均收缩率为0.4%。第4页共20页-2.2确定注射机的型号根据塑料件的体积及主流道、分流道的容量来确定注射机的型号。2.2.1初选注射机确定型腔数根据塑件的形状估算其体积和重量采用相似取值来计算。V1=[（14*12）+（18*18）]*10/2=2460㎜3V2=7*6*12=504㎜3V3=8*0.5*0.4*4=6.4㎜3V4=1/3(0.5*3*2)*2=2㎜3V5=（7-0.8）*（6-0.8）*12=386.88㎜3V6=[（14-0.4）*（12-0.4）+（18-0.4）*（18-0.4）]*（10-0.4）*1/2=2244.096㎜3塑件体积为V=V1+V2-V3-V4-V3–V6=324.624㎜3塑件重量为Gs=ρ·V=1.02*324.624=0.33g(ABS的密度ρ=1.02~1.16g/cm3)根据塑件的计算重量或体积，选择设备型号规格，确定型腔数当未限定设备时，须考虑以下因素：注射机额定注射量Gb，每次注射量不超过最大注射量的80%即n=(0.8Gb－Gj)/Gs式中n－型腔数Gj－浇注系统重量(g)Gs－塑件重量(g)Gb－注射机额定注射量(g)估算浇注系统的体积Vj，分流道为U型草截面的浇注系统。浇注系统估算结果：V1=[16π+（16π·25π）1/2+25π]×24/3=1532.32mm3V2=4×6×4×60=5760mm3V3=8×3×1×1=24mm3Vj=1532.32+5760+24=7316mm3=3.32cm3浇注系统重量Gj=3.32×1.18=4.64g设n=4则得：Gb=（nGs+Gj）/0.8=（8×0.33+8.64）/0.8g=14