摘要本设计是关于开关盒面板的注塑模具设计，通过注塑机注塑成形零件。

首先运用CAD对塑件进行二维图的绘制，再运用UG软件绘制塑件的三维模型。

设计过程中介绍了注塑机的选用，塑件的选材，浇注系统的设计，分型面及型腔数目的设计，导向、脱模及冷却系统的设计等，以及对模具的校核。

关键词：CAD制图，注射成型，开关面板目录一、绪论 (1)二、零件分析 (2)（一）塑料工艺分析 (2)（二）塑件的结构工艺性分析 (3)三、注塑机及模架的选择和参数校核 (3)（一）注塑机的选择 (3)（二）模架的选择 (3)（三）注塑机参数校核 (4)四、模具结构方案确 (6)（一）确定材料的成型工艺参数及条件 (6)（二）定成形位置和分型面 (6)（三）浇注系统形式 (7)（四）主流道的设计 (8)（五）浇口的设计 (8)（六）成型零部件的设计和计算 (12)（七）脱模机构的设计 (14)（八）冷却与加热系统 (14)（九）排气系统的设计 (15)（十）其他零部件的设计 (16)五、模具的生产过程 (16)六、模具零件图和装配图 (17)（一）成型零件图 (17)（二）模具装配图 (18)七、模具的装配 (18)八、模具的备料清单 (19)（一）标准件的清单 (19)（二）非标准件的清单 (19)九、模具价格估算 (20)十、结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)开关盒面板的注塑模具设计及模具价格估算郑嘉翔一、绪论随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工业的和日常用品工业的发展，塑料制件的需求量越来越大，质量要求也越来越高，要求成型塑件的模具的开发、设计与制造的水平也必须越来越高，因此模具设计水平的高低、模具制造能力的强弱以及模具质量的好坏，都直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着各种产品的质量、经济效益的增长以及整体工业水平的提高。

在塑料制件的生产中，高质量的模具设计、先进的模具设备、合理的加工工艺都是重要的条件，对于注射模也同样的的重要，一副优良的注射模可成型上百万次，注射模具有方便、易控制等特点。

模具CAD/CAM系统是计算机辅助某一种类型模具的设计、计算、绘画以及数控加工自动编程等的有机集成。

CAD/CAM技术具有高智力、知识密集、更新速度快、综合性强、效率高和初始投入大的特点，而标准化是实现注射模CAD系统的有效手段，设计数据的处理是注射模CAD中的一个重要问题，CAD系统具有广泛适应性。

注射成型是热塑性塑料成型的一中重要方法，它具有成型周期短、能一次性成型复杂、尺寸精确、带有金属或非金属的塑料制件。

注射成型的生产率高，易实现自动生产。

到目前为止，除氟塑料以外，几乎所有的热塑料都可以用注射成型的方法成型。

注射成型工艺包括成型前的准备、注射过程、和塑件的后处理。

注射成型的原理是：加入到料斗中的颗粒状或粉状的塑料被送至外侧安装电加热圈的料筒中塑化。

螺杆每次前进注射结束后，螺杆在料筒前端原地转动，被加热预塑的塑料在转动的螺杆作用下通过其螺旋槽送至料筒前端的喷嘴附近，螺杆的转动是塑料进一步塑化，料温在剪切摩擦热的作用下进一步提高并得以均匀化。

当料筒前端的熔料堆积造成对螺杆产生一定的压力时，螺杆就在转动中后退，直至与调整好的行程开关接触，具有模具一次注射量的塑料预塑和储料结束。

接着注射液压缸开始工作，与液压缸活塞相连接的螺杆以一定的速度和压力将熔料通过料筒前端的喷嘴注入温度较低的闭合模具型腔中，保压一定时间，熔融塑料冷却固化即可保持模具型腔所赋予的形状和尺寸。

开合模机构将模具打开，在推出机构的作用下，即可取出注射成型的塑料制件。

二、零件分析（一）塑料工艺分析材料的种类、成型特性与工艺参数塑件名称：开关面板塑件材料：ABS塑件产量：中批量工作要求：质量轻，光泽度好，耐腐蚀，密封性好，公差要求5级图1 制件该材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)，密度为1.02-1.05g/cm3，无毒、无味、呈黄色，成型的塑件有较好的光泽。

ABS有良好的机械强度和一定的耐磨、耐寒、耐水、耐油、化学稳定性和电气性能，而且有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。

其缺点是耐热性不高，紫外线作用下易变硬发脆。

其成型特点是：在升温时粘度增高，所以成型压力较高；ABS易吸水，故成型加工前应该进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小在要求塑件精度高时，模具温度可控制在50-60°C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60-80°C。

ABS 在机械工业上用来制造齿轮、外壳等。

在汽车领域，用ABS制造汽车扶手、加热器等。

（二）塑件的结构工艺性分析该塑件为较简单产品，为开关的外壳，外观要求光泽度好，量感舒适，其精度要求不高。

塑件尺寸公差（SJ1372)，选择5级。

三、注塑机及模架的选择和参数校核（一）注塑机的选择根据塑料的品种、塑件的结构、成型方法、生产批量、制品的体积或重量查塑料模设计手册拟定注塑机型号为：SZ-500/2000。

注塑机的参数见表1：表1 注射机主要技术参数最大注塑量/cm525 喷嘴前断孔径/mm 4锁模力/KN 2000 喷嘴球面半径/mm 15注射压力/MPa 153 定位孔直径/mm 160最小模厚/mm 280 拉杆间距/mm 460×460 最大开模行程/mm 450（二）模架的选择根据型腔、型芯和流道的布局，以及考虑到导柱、导套、限位拉杆、联接螺钉的位置和采用推杆推出等各方面的问题，拟定模架型号为A2-315x315-16-F1板60-B板50龙记标准模架。

模架结构如图2：图2 模架结构1.定模板尺寸塑件高度17.09mm ，在模板上还要开设冷却水道和分流道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此定模板厚度取60mm 。

2.凸模固定板尺寸凸模厚度为25mm ，在模板上还要布置循环水道，其直径为d ＝8mm ，因此凸模固定板厚度取50mm 。

3.支撑板尺寸支撑用于支撑动模，且还要在支撑板上设置水道取值为50mm 。

（三） 注塑机参数校核1.最大注塑量校核必须使一个成型周期内所需注射的塑料熔体的量（包括流道及浇口凝料和飞边）在注射机额定注射量的80%以内，其关系按下式校核：浇塑件机V nV V +≥8.0 (2) 式中：V 机——注塑机的额定注塑量，单位cm ³。

V 塑件——单个塑件的体积，单位cm3， V 塑件=102.3 cm ³ 。

V 浇——浇注系统和飞边所需要塑料的体积，单位cm ³，V 浇= 13.5 cm ³ 。

故 75.1448.05.133.1028.0==+≥＋浇塑件机V nV V （cm ³） 而我们选定的注塑机注塑量为：525 cm ³ ，所以满足要求。

2.合模力的校核应使注射机的合模力大于模具从分型面胀开的力，则)(J S m A nA P F +≥ (3) 式中：F —— 塑机的合模力（N ）Pm —— 料熔体在模腔内的平均压力，通常模腔压力为20～40Mpa 。

n —— 具型腔数目As 、Aj —— 别为塑件和浇注系统在分型面上的垂直投影面面积（mm2）经计算两者的面积和为14213 mm ²故 )(5.5681421340)(KN A nA P F J S m =⨯=+≥ 我们选定的注塑机的锁模力为：2500(KN)，故满足要求。

3.注射压力的校核注射机的最大压力应大于塑件成型所需的压力，即ch z P P ≥ (4) 式中：Pz ——注射机最大注射压力（Mpa ）Pch ——塑件成型所需的注射压力（Mpa ）聚甲基丙烯酸甲酯的注射压力为80～130 Mpa ，选定的注塑机的注射压力:153Mpa ，故满足要求。

4.模具闭合高度的确定和校核由于考虑到塑件的大小，由以上拟定模架为4040-AI-A 板60-B 板50的标准龙记模架可知：动模座板厚度30mm ，A 板厚度60mm ，B 板厚度50mm ，支撑板厚度50mm ，模脚厚度120mm ，定模座板厚度30mm 。

模具的闭合高度为: H 模=30+60+50+50+120+30=340mm注塑机最小闭合厚度 H 最小=280mm即 H 模>H 最小 ，故满足要求。

5.模具在注射机上的安装尺寸(1) 模具的长、宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合即模具长×宽<拉杆面积，模具的长×宽为450×400 < 注塑机拉杆的间距460×460。

(2) 喷嘴头的凸球面半径R1=15mm ，喷嘴的孔径d0=4mm 。

喷嘴头的凸球面半径R1与主浇道始端凹球面半径R 、喷嘴的孔径d0与主浇道衬套的孔径d 之间，分别保持如下关系：mm R R )21(1++= (5) mm d d )15.0(0-+= (6) 取喷嘴头的凸球面半径Rp=16mm ，主浇道衬套的孔径dp=5mm6.开模行程我们选用全液压式锁模机构注射机，其最大开模行程等于动模与定模之间最大开距（Lk ）减去模具的厚度（Hm ）.当模具厚度增大，则开模行程减少。

)105(21-++≥-=H H H L L m k (7) 式中：H 1—— 推出距离，单位mmH 2—— 包括浇注系统在内的塑件高度，单位mmL —— 注塑机开模行程因为 mm H L m k 110340450=-=-mm H H 10096625)105(21=++=-++故满足要求。

综上计算及校核，可选定注塑机型号为：SZ-500/2000，模架为A2-315 x315-16-F1板60-B 板50的标准龙记模架。

四、 模具结构方案确（一） 确定材料的成型工艺参数及条件查塑料手册可知，聚甲基丙烯酸甲酯的工艺参数及成型条件如下所示： 注射机类型：螺杆式注塑机料筒温度： 后段温度t1选用190℃中段温度t2选用200℃前段温度t3选用210℃喷嘴温度：选用210℃模具温度：选用80℃注射压力：选用90Mpa保压压力：选用50Mpa螺杆转速：选用30r/m（二） 定成形位置和分型面由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计机、塑件结构工艺性及尺寸精度等多种因数的影响，选择分型面时，应遵循以下几项基本原则；1.分型面应选择在塑件外形最大轮廓处2.分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模3.分型面的选择应保证塑件的精度要求4.分型面的选择应满足塑件的外观质量要求5.分型面的选择要便于模具的加工制造6.分型面的选择应有利于排气由于塑件外观完整，并没有其他结构，考虑塑件的外观质量，按分型面选择塑件外形最大的轮廓原则，将分型面取在塑件下端最大平面处。