按钮注塑模具毕业设计说明书1

按钮注塑模具毕业设计说明书摘 要 针对游戏机帽按钮，利用SolidWorks插件IMOLD进行了注塑模具设计。在确定注塑机型号的基础上，进行了按钮注塑模具各部件的设计，并对主流道和分流道的尺寸、顶杆的强度进行了校核。最后完成了模具三维造型的设计和工程图的绘制，并制作了模具的拆装爆炸视图。关键词：按钮；注塑模具；SolidWorks；IMOLD；爆炸图AbstractIn view of the game machine cap, ordinary button IMOLD plugin using SolidWorks for mould design. In determining the type of machine based on the button injection mould design, and all parts of the mainstream and the size of the word shunt, plunger, the intensity of the check. Finally completed the three-dimensional modelling of mold design and engineering drawing, and make the mold of the explosion.Keywords:Button; injection mould; solidWorks; IMOLD; explosions目 录摘 要IAbstractII第1章 绪 论11.1塑料成型模具在加工工业中的地位11.2塑料模具的现状11.3塑料成型模具的发展趋势2第2章 塑件工艺性分析32.1塑件原材料分析42.2塑件的尺寸精度、表面质量分析52.2.1塑件的尺寸精度分析52.2.2塑件表面质量分析92.3塑件的结构工艺分析52.4确定成型设备选择与模具工艺规程编制62.5塑件的注射工艺参数的确定72.5.1聚苯乙烯注射成型工艺参数72.5.2塑件的结构工艺性分析8第3章 注射模的结构设计93.1分型面的选择93.2型腔数目的确定及型腔布局103.3浇注系统的设计103.3.1主流道的设计113.3.2分流道的设计123.3.3浇口的设计123.4型芯、型腔结构的确定123.5冷料穴和拉料杆的设计133.6推出机构的选择133.7分模导向定位机构的设计143.8标准模架的确定14第4章 主要零部件的设计计算164.1成型零件工作尺寸计算164.2模具型腔壁厚的确定17第5章 成型设备的校核计算205.1模具闭合高度的确定和校核205.1.1模具闭合高度的确定205.1.2模具闭合高度的校核205.2锁模力的校核215.3模具安装部分的校核215.4模具开合模行程的校核215.5注射机注射量的校核22第6章 成型零部件的加工236.1精密注射模具的特点236.2模具制造钢材特点236.3模具机械加工要点256.4型腔的加工工艺256.5定模板的加工工艺266.6动模板的加工工艺28第7章 模具的试模与修模307.1粘着模腔307.2粘着模芯307.3粘着主流道317.4成型缺陷317.4.1注射填充不足317.4.2溢边（毛刺、飞边、批锋）327.4.3制件尺寸不正确32结 论.33参考文献34致 谢3535第1章 绪 论1.1 塑料成型模具在加工工业中的地位塑料成型所用的模具称为塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。目前，塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人们日常生活的各个领域，因此，对塑料模具生产不断向前发展起着推动作用。现代塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。其中，塑料成型模具的质量最为关键。要求塑料模具能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造简易、成本低廉。模具是决定最终产品性能、规格、形状及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使塑料成型生产过程顺利进行、保证塑料成型制件质量不可缺少的工艺装备，是体现塑料成型设备高效率、高性能和合理先进塑料成型工艺的具体实施者，也是新产品开发的决定性环节。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的应用快速上升，模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响日益重要。1.2 塑料模具的现状从塑料模具的发展状况看，中国的模具产品的10大类46个小类中，塑料模具占模具总量的40左右。如今，塑料在家电、汽车、电子、电器、通讯等产品中得到迅速而广泛的应用，在此进程中，塑料模具在整个模具产业中的比重将占到半壁江山，塑料模具在进出口中的比重更高达5060。据专家预测分析，今年进口模具依然以与汽车和家电配套大型的注塑模具、为集成电路配套的塑封模具、为电子信息产业和机械包装配套的多层、多腔、多材质、多色、精密度高的塑料模具为主；与此同时，中低档塑料模具出口将上升30左右。中国模具进口主要来源于日本、中国台湾、韩国等，出口货源和进口目的地以广东、上海、北京、江苏居多，而中国塑料模具出口目的地比较分散，主要是输往中国香港地区，其中不少为出口贸易。1.3 塑料成型模具的发展趋势目前为止，我国在塑料模的制造精度、模具标准化程度、制造周期、模具寿命以及塑料成型设备的自动化程度和精度等方面已经有了长足的进步。从塑料成型模具的设计理论、设计实践和制造技术出发，实践与制造大致有以下几个方面的发展趋势。（1）注重开发大型，精密，复杂模具:随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用:使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术:模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期:随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。第2章 塑件工艺性分析零件名称：按钮生产批量：大批量材料：聚苯乙烯（PS）未注公差取MT5级精度要求设计按钮模具(a)按钮零件二维图 （b）按钮零件三维图图2-1按钮零件图 塑件的工艺性分析包括塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的结构工艺分析，其具体分析如下。2.1 塑件原材料分析塑件原料使用聚苯乙烯，其特点见表2-2。表2-2塑件的原材料分析材料品种聚苯乙烯,属于热塑性塑料。结构特点无定形高聚物，透明。使用温度只能在较低温度下使用，热变形温度一般在7098。化学稳定性有一定的化学稳定性，能耐碱、硫酸、磷酸。10%30%的盐酸、稀硝酸及其他有机酸，但不耐硝酸及氧化剂的作用等。性能特点电绝缘性（尤其是高频绝缘性）优良，无色透明，透光率仅次于有机玻璃，着色性、耐水性良好，机械强度一般。成型特点无定性料，吸湿性小，不易分解；流动性较好（溢边值为0.03mm左右），可用螺杆或柱塞注射机成型；喷嘴用直通式或自锁式，但应防止飞边；易采用高料温、高模温、低注射压力、延长注射时间，有利于降低内应力，防止缩孔、变形。结论1. 流动性好采用螺杆或柱塞式注射机成型，喷嘴用直通式或自锁式；可采用各种形式的浇口，浇口和塑件应圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件；脱模斜度应大，顶出均匀，以防脱模不良而发生开裂变形。2. 温度敏性高，对料温应严格控制，否则会出现“银丝”、透明性差现象。3. 塑件壁厚均匀，最好不带嵌件（如有嵌件应预热），各面应圆弧连接，不宜有缺口、尖角。2.2 塑件的尺寸精度、表面质量分析2.2.1 塑件的尺寸精度分析该塑件标注的公差尺寸有，属于一般精度要求，其他尺寸均为未标注公差的自由尺寸，可按MT5查取公差，表2-3为塑件的主要尺寸及其公差（单位均为mm）。表2-3 塑件主要尺寸的公差要求部位尺寸尺寸公差部位尺寸尺寸公差外 型 尺 寸内 形 尺 寸3.5R1.8R3460.5R22.2.2 塑件表面质量分析该塑件要求外形美观，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra1.6m,而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。2.3 塑件的结构工艺分析具体分析如下：(1)从图纸上分析，该塑件基本上为回转体，该塑件一端圆周均匀分布6个的半圆形凸起花纹，花纹内部开了3.5mm的凹槽为工作部分，在花纹与大端接触处设计脱模容易，且飞边去除容易，设计合理。(2)该塑件另一端端部有R1.8mm的圆弧过渡，顶部有R34mm的球面凹陷，便于人手触摸，设计合理。综上所述，该塑件可采用注射成型加工。2.4 确定成型设备选择与模具工艺规程编制(1)计算塑件的体积 448.0316mm3。(2)计算塑件的质量 计算塑件的质量为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得=1.05g/cm3。所以，塑件的质量为：根据塑件形状及尺寸采用一模八腔的模具结构；考虑外形尺寸，对塑件及材料的分析及注塑时所需的压力情况，参考模具设计手册出初选柱塞式注射机：XS-Z-60。该注塑机的参数如表2-4所示。表2-4 注塑机的参数额定注射量/cm60螺杆直径/mm38注射压力/Mpa122注射行程/mm160注射方式柱塞式锁模力/kN500最大成型面积/cm130最大开合模行程/mm148模具最大厚度/mm200模具最小厚度/mm55喷嘴圆弧半径/mm24.5喷嘴孔直径/mm4动定模固定板尺寸/mm196x196拉杆空间/mm196x92合模方式液压-机械顶出方式中心顶出2.5 塑件的成型工艺的分析2.5.1 聚苯乙烯性能分析注射材料选择低压聚苯乙烯，英文缩写为EPS。聚苯乙烯无毒、无臭、无色具有较好的热稳定性和耐光性。1. 使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐腐蚀性，绝缘性能良好，易于成型和机械加工，适合制作一般的机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。2. 成型性能（1）无定形料,吸湿小,不须充分干燥,不易分解,但热膨胀系数大,易产生内应力.流动性较好,可用螺杆或柱塞式注射机成型。（2）宜用高料温,高模温,低注射压力,延长注射时间有利于降低内应力,防止缩孔.变形。（3）可用各种形式浇口,浇口与塑件圆弧连接,以免去处浇口时损坏塑件.脱模斜度大,顶出均匀.塑件壁厚均匀,最好不带镶件,如有镶件应预热。3. EPS的主要性能指标其性能指标见表2-1。表2-1 PE主要性能指标密度/gcm-31.041.07屈服强度/MPa6.19.6凝固放热量/kJkg-1590690拉伸强度/MPa1.55.0吸水性/%0.030.05拉伸弹性模量/MPa80-1200熔点/80100抗弯强度/MPa54计算收缩率(%)0.10.6抗压强度/MPa60比热容/kg3200弯曲弹性模量/MPa610-13002.5.2 EPS的注射成型过程及工艺参数1. 注射成型过程(1) 成型前的准备,对EPS的色泽、粒度和均匀度等进行检测，由于PE吸水性极小，成型前无需进行干燥；(2) 注射过程,塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段；(3) 塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理温度为40-50，处理时间为1620s。2. 注塑工艺参数(1) 注塑机： 螺杆式，螺杆转速为28r/min。(2) 料筒温度（）： 后段140160； 中段160170； 前段170200。(3) 喷嘴温度（）： 160180。(4) 模具温度（）： 6070。(5) 注射压力（MPa）： 60100。(6) 成型时间（s）： 36（注射时间取2，冷却时间22，辅助时间12）13。第3章 注射模的结构设计注射模结构设计主要包括：分型面的选择，模具型腔数目的确定及型腔的排列，浇注系统设计，型芯型腔结构的确定，推件方式，侧抽芯机构设计，模具结构零件设计等内容。3.1 分型面的选择根据塑件制品分型面的设计与选择原则，分型面应该设计在零件截面最大的部位，且不影响零件的外观。若采用如图3-1（a）所示的分型方法A-A水平分型，箭头朝向代表动模的位置；由于塑件凹槽包紧力的存在，塑件可能留在定模，为了使塑件脱模，必须设计定模退出机构，使模具结构变得复杂，模具的设计成本也相应提高；若采用图3-1（b）所示的分型方法，A-A水平分型塑件，塑件就包紧在动模型芯一侧，因而留在动模侧，这使模具的结构变得简单，因而选择该方法为模具设计的分型方案。(a)(b)图3-1 分型面3.2 型腔数目的确定及型腔布局（1）若采用一模一腔，由于此零件的外型尺寸很小，模架相对于这个模具显得特别大，这样就会造成设备资源的浪费，且不适合大批量生产。（2）若采用一模多件，生产效率高，资源的利用率也高，这里选用的是一模八腔矩形分布，模具尺寸适中，适合大批量生产，这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。型腔分布如图3-2所示。图3-2型腔分布3.3 浇注系统的设计3.3.1 主流道的设计根据参考文献1查得XS-Z-60型注射机喷嘴的有关尺寸如下：喷嘴半径： =12mm；喷嘴孔直径: =4mm；根据模具主流道与喷嘴的关系：mm；mm取主流道球面半径：R=14mm；取主流道的小端直径：d=4.5mm；为了让主流道凝料能顺利地从浇口套中拔出，将主流道设计成圆锥形，其斜度为26,经估算得主流道大端直径D=12mm，同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r =13mm的圆弧过渡，取r =2mm。取主流道长度L=55mm。3.3.2 分流道的设计分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度以及注射速率等因素有关。该塑件的体积比较小，形状也不复杂，本设计采用U型断面分流道，切削加工在动模上，加工易实现，且比表面积不大，热量损失和阻力损失不太大，查相关经验表格得U型分流道截面半径R=3mm，h=3.75mm,长度L=35m据此，该模具的分流道设计和U型分流道截面如图3-3所示。（a）分流道（b）U型分流道截面图3-3分流道设计3.3.3 浇口的设计1.若采用点浇口从塑件顶端进料,能保证塑件的质量很好,但模具结构复杂了,需采用三板两开式模具结构才能实现点浇口。 2.若采用平衡式侧浇口(见图3-4)，只需两开式模具结构就能实现开合模，而且所得到的型腔零件加工简单，且浇口容易去除,不影响制品的使用性能和外观质量，容易保证每个型腔内塑件尺寸，因此本设计采用平衡式侧浇口。图3-4 侧浇口3.4 型芯、型腔结构的确定型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。整体式型腔是直接在型腔板上加工，有较高的刚度和强度。但零件尺寸较大时加工和热处理都较困难。整体式型芯结构牢固，成型塑件质量好，但尺寸较大，消耗贵重模具钢多，不便加工和热处理。整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。组合式型腔是由许多拼块镶制而成，机械加工和热处理比较容易，能满足大型塑件的成型需要。组合式型芯可节省贵重模具钢，便于机加工和热处理，修理更换方便。同时也有利于型芯冷却和排气的实施。由于该塑件尺寸较小，最大只有13.5mm，且形状简单。若采用拼块组合式型腔，比较麻烦，需要至少8块拼块组成。所以，型腔采用整体式结构。考虑加工和热处理比较困难，型芯采用拼块组合式结构。3.5 冷料穴和拉料杆的设计冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免影响塑件的质量。冷料穴是浇注系统的结构组成之一，模具常用Z形拉料杆冷料穴。开模时，拉料杆头部的Z字形钩将主流道凝料钩住，使得凝料从主流道中脱出；拉料杆的底部固定在推板上，在推出塑件时凝料一同被推出，最后连同塑件一起脱出模外。其结构如图3-5所示。图3-5 Z形拉料杆冷料穴3.6 推出机构的选择1.若采用小推杆（图3-6）推出，每个零件左右对称布置两个推杆，一模就需至少16个均布的小推杆，且中间的凹坑需设计成形的型芯。2.若采用推管推出，一模就需8个均布的推管，且中间的凹坑也需设计成形的型芯。 3.由于零件的外形尺寸很小推出力也不大，可将顶杆直接设置凹坑的位置,顶杆参与成形，又起推出零件的作用，这就省去了成形的型芯，同时也简化模具的结构。图3-6推杆3.7 分模导向定位机构的设计该塑件精度要求不算高，塑件形状，型腔分布对称，无明显单边注射侧向力，可采用最为常见的导柱导套定位机构。在动模板、定模板间使用4对导柱、导套，便可满足合模导向和闭模后的定位。3.8 标准模架的确定综合考虑，本塑件采用一模八腔平衡布置、侧浇口一次分型结构、型腔的壁厚要求、塑件尺寸大小等多项因素。估算型腔模板的概略尺寸，查参考文献3表选取标准模板的尺寸为196196181。模架结构如图3-7所示。图3-7 模架 开模时定模板与动模板从分型面处分开,动模向后运动,z形拉料杆拉住浇注系统的冷凝料及塑料制品一起向后运动,当主流道中的凝料完全拉出一段距离后,注射机上的顶出杆经过动模座板中间的大孔,直接作用在推板上,使得浇注系统中的冷凝料和塑料按钮制品,在z形拉料杆和顶杆的作用下一起推出,完成脱模过程（图3-8）;合模时注塑机顶出杆复位,顶杆固定板在复位弹簧的作用下回到初始状态,动、定模板完全闭合回到成形位置,进入下一个工作循环。图3-8 模具脱模过程第4章 主要零部件的设计计算4.1 成型零件工作尺寸计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算。查参考文献3得改性聚苯乙烯的收缩率为Q=0.4%0.7%，故平均收缩率为 S=(0.4%+0.7%)/2=0.55%=0.0055 根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取z=/3。成型零件尺寸计算见表4-1。表4-1型芯型腔主要工作尺寸计算已知条件：平均收缩率Scp=0.3，模具制造公差z=/3类别零件图号名称塑件尺寸计算公式型芯或型腔工作部分尺寸型腔计算件2定模板13.2 13.03件3动模板10 9.98R2R1.86件2定模板R1.8R1.6621.88件3动模板43.86型芯计算件2定模板R34R34.610.50.656 6.24件3动模板3.53.684.2 模具型腔壁厚的确定塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度，本模具的凹模采用的是整体嵌入式，因此可用整体式圆形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚S和型腔底板厚度T，如图3-2所示。1.整体式圆形型腔侧壁厚的计算(1)按刚度条件计算时，其侧壁厚为： （4-1）式中 S型腔的 侧壁厚度，mm；P型腔内单位面积熔体压力,Mpa可取注射成型压力的25%50%,则P取45。图3-2塑料模具型腔h型腔高度，mm.本设计型腔高度为h=2mm；E型腔材料的弹性模量，Mpa(一般中碳钢E=2.1105Mpa,预硬化塑料模具钢E=2.2105Mpa)；型腔许用变形量，mm（查相关表得0.05mm，取=0.05mm）。将相关数据代入式（4-2）mm=0.463mm （4-2）（2)按强度条件计算，其侧壁厚度为：mm （4-3）式中 型腔材料的许用应力,Mpa (一般地，未经淬硬的钢材的许用应力取=78.498Mpa，对淬硬到HRC5358的钢材，取=137.2156.8Mpa,本设计中取=147Mpa)。2.整体式圆形型腔底板厚度的计算（1)按刚度条件计算，其底板厚度为： （4-4） 式中：H型腔底板的厚度，mm；r型腔内半径，mm（本型腔内半径r =6.75mm)。将相关数据代入式（4-4）中，得：mm=1.143mm（2)按强度条件计算，其底板厚度为： （4-5）将相关数据代入式（4-5）中，得：mm=3.25mm根据以上刚度、强度计算得出型腔的壁厚要求为：型腔侧壁厚度4.12mm；型腔底板厚度3.25mm。第5章 成型设备的校核计算5.1 模具闭合高度的确定和校核5.1.1 模具闭合高度的确定定模座板 =20mm;定模板 =30mm;动模板 =36mm;支承板 =20mm;垫块 =60mm;动模座板 =15mm;则该模具闭合高度(20+30+36+20+60+15)mm=181mm5.1.2 模具闭合高度的校核由于XS-Z-60型注射机所允许的模具最小厚度=70mm，模具最大厚度=200mm，而计算的模具闭合高度=181mm，所以模具闭合高度满足的安装条件。5.2 锁模力的校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所施加的最大夹紧力，注射机锁模力的校核关系式为： （5-1）式中：F注射机锁模力，查相关表得XS-Z-60型柱塞式注射机锁模力为500kN;K压力损耗系数，一般取1.11.2;P型腔内熔体的压力，本塑件P=45Mpa;A塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和，本模具中m2;将相关数据代入式（5-1）中，得：kN67mm，故该注射机的开模行程满足要求。5.5 注射机注射量的校核在一个注射成型周期内，注射模具内所需的塑料熔体总量（mi）与模具浇注系统的熔体和型腔容积有关，其值用下式计算： （5-3）式中：N型腔数量；ms单个制品的质量或体积，g或cm3；浇注系统和飞边所需的塑料质量或体积，g或cm3；已知N=8,ms0.448cm3，经估算1.476cm3；将相关数据代入式（5-3）中，得：XS-Z-60型注射机的额定注射量为=60cm3，为使注射成型过程稳定可靠，应有 mi=（0.10.8）=648cm3因此,该注射机的注射量满足模具的要求。以上分析证明：XS-Z-60型柱塞式注射机能满足要求，故可以采用。第6章 成型零部件的加工6.1 精密注射模具的特点1.精度要求高精密注射模具是用来成型精密塑件的模具，因而对精密模具零件的尺寸精度要求是非常高，必须是以微米（m）为单位进行测量。2.手式加工对机械加工的比例极小精密模具的最主要的制造特点是除了抛光和组装作业外，均不用手式加工。一般模具的机械加工和手式加工所占的百分比分别为60%70%和30%40%，而精密模具的机械加工和手式加工所占比例为90%10%。3.模具可进行淬火处理模具零件的硬度越高，则寿命也越高，为使淬火的模具零件具有高精度，则必须采用磨削加工或电加工。如前所述，当模具需进行拼装时，要求各拼块具有很高的精度。根据成型塑件的差异，在每次注塑过程中，模具处于高温曲内，因而当对模具零件采用低温回火后，在成型加工过程中，模具温度有又对零件进行重复回火而使硬度降低。同时还需要考虑残留奥氏体所引起的体积膨胀。一般回火温度至少应是成型加工时模具温度的两倍以上，并适应地进行低温处理以消除残留的奥氏体。6.2 模具制造钢材特点1.模具材料 模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。 在模具材料方面，常用冷作模具钢有CrwMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5 Cr4V2，新型冷作模具钢有65N6、012A1、CG-2、LD、GD、GM等；常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO 80M、QRO 90 SUPREME等；常用塑料模具钢有预硬钢（P20、SM1、B30）、时效硬化型钢（P21、PMS、SM2、日本NAKS5等）、热处理硬化型钢（MnCrWV、日本S-STAR、瑞典一胜百S-136等）、粉末模具钢（日本DEX40等）。多工位精密冲模硬质合金（YG20、YG25等）及钢结硬质合金（TLW50、GW50等）。 在模具表面处理方面，其主要趋势是：渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PVCD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：T:C、T:N、T:CN、T:AN、CrN、Cr7C3、W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术也日益受到普遍重视9。2.材料及热处理对退火钢、调质钢、预硬钢、全淬硬钢及析出钢等材料来说，其加工工序都不相同，使用铬钼钢板时，为了提高其机械性能，必须进行调质处理，调质硬度约为30HRC。加工程序为：粗加工调质处理半精加工精加工。在使用预应用钢时，根据钢板厚度和材质，有时热处理的效应没有达到钢板的中心部位。所以在粗加工后，需按照规定硬度再进行热处理。使用全淬硬钢时，则在粗加工后进行退火消除应力，然后按切屑加工、淬火、回火、磨削、电加工及精加工的程序进行加工。至于析出硬化钢、则需在机械加工后进行时效处理。对模具零件进行热处理，特别是进行淬火时，根据零件的形状将会产生不同程度的弯曲和变形，因而，粗加工后需进行退火处理，以消除残余应力。对尺寸精度要求很高的模具零件，如不消除内部应力，则精加工后常会出现变形。一旦在由淬火产生弯曲变形，则不宜使用压力机等进行校直。3.材料硬度和加工的难易程度材料硬度为HRC40时，可进行铣削加工，高速铣削是目前切削技术中应用最多的一种工艺技术，是一种以高主轴转速、快速进给 、较小的切削深度和间距为加工特征的高效、高精度数控加工方式。高速铣削具有工件温度低、切削力小、加工平稳、质量好、效率高（为普遍铣削加工的510倍）及可加工硬质材料（60HRC）等诸多优点，因而在模具加工中日益受到重视。高速铣削机床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、变速箱体压铸模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。国外高速加工机床主轴最高转速已超过100000R/min，快速进给速度可达120m/min，加速度可达12g，换刀时间可提高到12s9。对淬火钢必须使用磨屑加工或电加工。6.3 模具机械加工要点1.加工条件根据材料的硬度，可能采用的加工方法有一定的限制，加工效率也有高低。材料硬度为HRC40以下时可进行切削加工，切削加工的加工效率比磨削高。但表面粗糙度却比磨削加工差。材料硬度为HRC40以上时，则只能使用磨削加工或电加工。2.加工形状按加工形状决定采用的加工方法。对轴类加工、孔加工、镗孔加工、平面加工、齿形加工及沟槽加工等所用的加工机械是有限制的。6.4 型腔的加工工艺1. 下料；2. 锻造成37mm37mm27mm；3. 退火；4. 钻孔5mm5. 粗精车尺寸至35mm35mm25mm；6. 淬火、回火，达到5458HRC；7. 磨型腔各端面，与定模板配作满足要求；8. 钳工精修 （a）型腔二维图(b)型腔三维图图6-1 型腔6.5 定模板的加工工艺加工工艺：1. 下料；2. 锻造200mm200mm32mm；3. 退火；4. 铣六面至尺寸196.5mm196.5mm30.5mm；5. 平磨六面至尺寸196mm196mm30mm；6. 粗精车（镗）型腔；7. 钻孔并留有0.5mm的精加工余量；8. 与导套、动模板、型腔配作保证要求；9. 调质达到HB230270；10. 钳工精修。（a）定模二维图（b）定模版三维图图6-2定模板6.6 动模板的加工工艺加工工艺：1. 下料；2. 锻造200mm200mm38mm；3. 退火；4. 铣六面至尺寸铣六面至尺寸196.5mm196.5mm36.5mm；5. 平磨六面至尺寸196mm196mm36mm6. 粗精车（镗、铣）型腔；7. 铣分流道；8. 钻孔并留有0.5mm的精加工余量；9. 钻4-M10螺纹孔，并攻丝到满足要求；10. 与定模板、导套、型芯配合保证要求；11. 调质达到HB230270；12. 钳工精修。(a) 动模板二维图(b) 动模板三维图图 6-3动模板第7章 模具的试模与修模试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到样件。常因塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。7.1 粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使模腔机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是： 1.注射压力过高，或者注射保压压力过高。2.注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。3.冷却时间过短，物料未能固化。4.模芯温度高于模腔温度，造成反向收缩。5.型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。7.2 粘着模芯1.注塑压力和保压压力过高或时间过长而造成过量冲模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。2.冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。3.模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。4.机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。5.可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。7.3 粘着主流道1.闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。2.料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。3.主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。4.主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51mm。5.主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘膜发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。7.4 成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个改进，方可得到理想的样件。下面就对塑模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。7.4.1 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够大的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：1.熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形。球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。2.型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。3.锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。7.4.2 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺变大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有:1.注射过量2.锁模力不足3.流动性过好4.模具局部配合不佳5.模板翘曲变形7.4.3 制件尺寸不正确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应该从注射工艺上找原因。注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩量趋向小值，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸精华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。结论利用SolidWorks插件IMOLD实现了按钮注塑模具的设计。主要完成了该模具的模架、定模、动模、浇注系统、冷却系统、顶出系统等零部件的设计。通过对冷却管道和顶杆等关键部件的校核，证明了所设计系统的可靠性。最后对该套模具的技术经济进行了分析。所设计的模具可以生产出合格的模具。参考文献1 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计M.北京：高等教育出版社，20052 李学锋.模具设计与制造实训教程M.北京：化学工业出版社，20043 廖月莹，何冰强.塑料模具设计指导与资料汇编M.大连：大连理工大学出版社，20074 周桦，王晓澜，王江涛.模具工使用手册M.南昌：江西科学技术出版社，20045 王好，田宝善，田雁晨.塑料注射模具技巧与实训M.北京：化学工业出版社，20036 湛康焘.机械制图（第三册）M.上海：上海交通大学出版，20047 冯炳尧，韩泰东，蒋文森.模具设计与制造简明手册（第二版）M.上海：上海科学技术出版社，19988 彭建声，吴成明.简明模具工实用技术手册M.北京：机械而工业出版社，20039 模具实用技术丛书编委会. 模具材料与使用寿命M. 北京: 机械工业出版社, 200010 程培源. 模具寿命与材料M. 北京: 机械工业出版社, 200411 党茂根，骆志宾，李集仁. 模具设计与制造M. 西安: 西安电子科技大学出版社, 199512 徐进，陈再枝等. 模具材料应用手册M. 北京：机械工业出版社, 200113 王焕庭，李茂华，徐善国. 机械工程材料M. 大连,大连理工大学出版社， 200014 彭建声，秦晓刚. 模具技术问答（第2版）M. 北京,机械工业出版社，200315 吴兆祥，高枫. 模具材料及表面处理M.北京,机械工业出版社， 200216 模具实用技术丛书编委会. 模具精饰加工及表面强化技术 M. 北京: 机械工业出版社, 200017 黄毅宏，李明辉. 模具制造工艺M. 北京: 机械工业出版社, 2003致 谢能够顺利完成本次毕业设计，我要非常感谢唐庆菊老师对我的指导。一开始做毕业设计的时候，对于模具设计完全不懂。是唐老师给我找关于模具的各个方面的资料。在设计过程中每次遇到新的问题都是经过老师指教才解决的。不但在模具设计方面唐老师悉心指导，在别的方面老师也是我学习的榜样。经过和老师一学期的接触，我学到了很多。改变了以前做事不注重细节的坏习惯。也知道做任何事都得做到细处才会有收获。经过本次毕业设计，感受最深的有两点。一是对机械细节方面不应该模糊。大到机器的原理和结构，小到零件粗糙度的标注，这些都是一个身为学机械的人应该清楚的。二是对计算机的熟练。注塑模具的设计基本都是经过计算机来设计完成的。所以，对零件的三维造型和装配体的表示方法。都要会熟练的操作。这些就要求设计者必须熟练计算机。特别是三维建模和CAD软件。最后，再次非常非常感谢我的指导老师唐庆菊老师，感谢我的评阅老师。