按键类零件塑料模具的设计

按键注塑模具毕业设计

按键注塑模具毕业设计

毕业设计是大学生在校期间的一项重要任务，它不仅是对所学知识的综合运用，更是对学生综合素质的考验。在我即将毕业的时候，我选择了按键注塑模具作

为我的毕业设计课题。按键注塑模具是一种常见的塑料制品生产工艺，它在电

子产品、家电、汽车等领域都有广泛的应用。本文将从设计原理、制作工艺、

材料选择等方面进行探讨。

首先，按键注塑模具的设计原理是基于塑料注塑工艺的。注塑工艺是将熔化的

塑料通过高压注射进入模具中，经过冷却凝固后，得到所需的塑料制品。而按

键注塑模具是专门用来制作按键的模具，它的设计原理主要包括模具结构设计、流道设计和冷却系统设计。模具结构设计是指按键模具的整体结构设计，包括

模具的分型面、模具的开合方式、模具的导向系统等。流道设计是指将熔化的

塑料从注塑机注入模具中的流道设计，它直接影响到塑料在模具中的充填情况

和冷却效果。冷却系统设计是指为了加快塑料的冷却速度，提高生产效率，需

要在模具中设计冷却水道，使冷却水能够迅速将模具中的热量带走。

其次，按键注塑模具的制作工艺包括模具加工、模具调试和模具试模。模具加

工是按照设计图纸对模具进行加工制作的过程，它主要包括车、铣、磨、镗、

钻等工艺。模具调试是指在模具加工完成后，对模具进行调试，使其能够正常

工作。模具试模是在模具调试完成后，将模具安装到注塑机上进行试模，检验

模具的性能和制品的质量。模具制作工艺需要熟练的机械加工技术和注塑工艺

知识，同时还需要耐心和细致的态度。

最后，按键注塑模具的材料选择是非常重要的。模具材料的选择直接关系到模

手机键盘设计资料

Products（产品种类）

General Silicone Rubber 普通硅胶

Key-Film (IMD) 薄膜注塑键

Key-Film (IMD) + Rubber（KEY-Film+硅胶）

Plastic + Rubber (P + R)（塑料+硅胶）

TPE or General Rubber特别塑料或橡胶

*Various Options（其它选项）:

Metalic Spray（材料喷涂）

2nd Surface Printing（底面印刷）

Coating（保护层）

Chrome Plated （电镀）

Laser Etching （激光雕刻）…. .

工艺说明：

•目前市场流行IMD及P+R两大类按键，

•其中IMD类技术按键一般都会在1.20到1.50美元，P+R类技术按键一般都会在1.50到3.00美元。•按键设计与制作中常见的名词：

1、镭雕(Laser Etching)

2、丝印与移印

3、双色注塑

4、电镀（Plating）

5、IMD (In Mould Decortion)

6、P+R (Plastic+Rubber)

电镀（P l a t i n g）

在结构设计时有几点也要关注外形要适合于电镀处理：

1．表面凸起最好控制在0.1~0.15mm/cm，尽量没有尖锐的边缘。

2．如果有盲孔的设计，盲孔的深度最好不超过孔径的一半，负责不要对孔的底部的色泽作要求。

3．要采用适合的壁厚防止变形，最好在1.5mm以上4mm以下，如果需要作的很薄的话，要在相应的位置作加强的结构来保证电镀的变形在可控的范围内。

目录

摘要 (1)

绪论 (2)

1、塑件工艺性分析 (1)

1.1、塑件材料及性能 (2)

2、成型设备的选择 (3)

2.1、计算塑件有关参数 (3)

2.2、注射机的选择 (3)

2.3、锁模力的计算 (4)

2.4、塑件模塑成型工艺参数的确定 (4)

3、塑料模的结构设计 (6)

3.1、分型面位置的确定 (6)

3.2、型腔数目的确定及排列 (6)

3.3、浇注系统的结构 (7)

3.4、型芯及型腔结构的确定 (12)

3.5、推件方式的选择 (14)

3.6、冷却系统的设计 (15)

4、塑料模设计尺寸计算 (18)

4.1、成型零件尺寸设计 (18)

4.2、型腔和型芯尺寸的确定 (18)

4.3、标准模架的选择 (21)

4.4、复位杆 (23)

5、注射机参数校核 (25)

6、模具零件加工工艺过程 (26)

6.1、定模板加工工艺 (27)

6.2动模板加工工艺 (27)

6.3型芯加工工艺过程 (28)

6.4、型腔加工工艺过程 (29)

7、模具图纸绘制 (29)

7.1、模具装配图的设计绘制 (29)

7.2、模具零件图的绘制 (30)

8、模具的安装与调试 (30)

设计总结 (31)

参考文献 (32)

致谢 (33)

内容摘要：本说明书是关于按键注塑模具设计的详细过程。其内容共有七部分，主要包括塑件工艺性分析、成型设备的选择、塑料模的结构设计、塑料模的设计尺寸计算、注射机参数的校核、模具零件加工工艺过程，并绘制了相应的模具零件图和装配图。这次设计结合了塑件材料的性能及其体积质量小的特点设计出了一模多腔的模具，巩固了课堂所学内容，提高了计算和绘图能力。虽然是在阅读了大量技术文献的基础上完成的但由于个人水平有限，错误之处恳请大家给予指正。

前言

在毕业设计中能根据自己所学的知识、技术、能力、很好的设计出自己的模具是每一名学生对自己的基本要求。同时也能够对现代模具设计的水平有所了解。随着模具技术的迅速发展，模具设计与制造已成为一个行业越来越引起人们重视。

我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm,模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表一。

成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，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。

键子制作方法

1. 简介

键子（Keycap）是计算机键盘上的按键覆盖物，用于给按键提供标记和装饰作用。现如今，自制键子成为了一个流行的手工制作项目。本文将介绍如何制作自己的键子。

2. 材料准备

在制作键子之前，我们需要准备以下材料：

•键盘按键：可以购买现成的按键，或者从废旧键盘上拆下来。

•塑料原料：可以使用树脂、ABS等材料进行制作。

•键盖模具：可以购买现成的键盖模具，也可以自制。

•颜料或染料：用于给键子上色的材料。

3. 制作过程

第一步：制作键盖模具

如果你选择自制键盖模具，可以使用3D打印技术来制作模具。首先，使用3D 建模软件设计出键盖的形状和大小。然后，将设计好的模型导入到3D打印机中，进行打印。

第二步：准备塑料原料

将选定的塑料原料加热到一定温度，待其融化成液态后，即可准备进行下一步操作。

第三步：注塑成型

将融化的塑料原料倒入键盖模具中，然后用力将模具盖上，确保塑料原料充分填充键盖模具的每个角落。等待一段时间，直至塑料原料完全凝固。

第四步：修整键盖

取下键盖模具，将键盖从模具上取下。然后，使用打磨工具修整键盖的边缘和表面，以确保其光滑。

第五步：上色

使用颜料或染料给键盖上色。可以选择喷涂、刷涂或浸泡等方法进行上色。根据个人喜好，可以选用不同的颜色和效果。

4. 注意事项

在制作键子的过程中，需要注意以下几点：

•安全第一：在使用3D打印机或其他设备时，要注意安全操作，避免发生意外。

•小心选材：选择合适的塑料原料，确保其硬度和耐用性符合键盘使用要求。

•熟悉模具操作：如果选择自制键盖模具，需要熟悉模具的使用方法，以确保键子的成型效果。

按键一般来说分两种，橡胶类和塑料类。

橡胶类用的最多的是硅胶，塑料类指的是我们常用的塑料料，比如ABS，PC等。

我们在设计按键时，首先要考虑是，当按键设计未理想时，可能发生什么问题（我总结了以下几点)：

（一）按键按下时，卡在上盖部份，弹不回来，造成ＴＡＣＴＳＷ失效．

（二）按键用力按下时，整个按键下陷脱落于机台内部．

（三）按键组立完成后，ＴＡＣＴＳＷ就直接顶住按键，致使按键毫无压缩行程，造成ＴＡＣＴＳＷ失效．

（四）按键按下时，接触不到ＴＡＣＴＳＷ，致使无法操作．

（五）无法在按键面每一处按下，均获得ＴＡＣＴＳＷ动作（尤其是大型按键较易发生）．（六）外观设计未考虑周详，致使机构设计出之按键，使用时极易造成误动作．

（七）按键上下或者是左右方向装反，亦或是位置装错（未考虑防呆）．

（八）按键不易于装入上盖．

（九）按键脱落出于机台外部．

（十）按键未置于按键孔中心，即按键周围间隙不平均，此项对于浮动式按键是无可避免的，对于半或全固定式按键还需相当精度才可达到

只有尽可能的考虑周全，设计出来的产品才可能好，这也就是我们常说的设计要做DFMEA。

现在先说橡胶类的按键设计（主要是硅胶按键的设计）：

按键整个都是用硅胶（ｓｉｌｉｃｏｎＲｕｂｂｅｒ）押出，内底部附着一颗导电粒一起成型，

其优点为：

Ａ．按键顶为软性，操作触摸时，手感较舒服．Ｂ．可将数个按键一起同时成型，且每个按键可有不同

之颜色，供货商制作时较快，且产量也较多，机台组立时也较快，节省工时．Ｃ．表面不会缩水．

其缺点为：

Ａ．按键操作按下时，无有用ＴＡＣＴＳＷ之清脆响声，较无法用声音判别是否有动作．

键盘按键注塑模具设计

介绍

键盘是我们日常生活和工作中经常使用的输入设备，而键盘按键作

为键盘的核心部件之一，起到了传输输入信息的作用。键盘按键通常

由键帽和按键结构组成，而按键结构又依赖于注塑模具的设计和制造。本文将介绍键盘按键注塑模具的设计过程和注意事项。

注塑模具设计的步骤

注塑模具设计是一项复杂的工作，需要经过多个步骤来完成。下面

是注塑模具设计的一般步骤：

1.获取键盘按键的设计图纸和相关要求。

2.进行模具的整体设计，包括模具的尺寸、结构等。

3.设计模具的进模方式和喷嘴的位置。

4.进行模具的细节设计，包括模腔、模芯、冷却系统等。

5.根据模具的设计综合分析，进行模具的强度校核和模具的装配布置。

6.制定模具的制造工艺和制造工时计划。

7.完成模具的制造工作，包括机械加工、热处理等。

8.进行模具的试模和调试工作，包括模具安装、调节模具温度和压力等。

9.进行模具的各项性能测试，包括模具的寿命测试、运行稳定性测试等。

10.完成模具的验收和交付。

键盘按键注塑模具设计的注意事项

在进行键盘按键注塑模具设计时，需要注意以下几点：

选择合适的材料非常重要，对于键盘按键来说，要选择耐磨、耐高温、耐腐蚀的工程塑料，如ABS材料等。

模具结构设计

模具的结构设计应包括模腔、模芯、滑块、顶针等部分。应根据键盘按键的形状和尺寸，合理设计模具结构，并注意避免产品变形、缺陷等问题。

冷却系统设计

键盘按键注塑过程中，冷却系统的设计直接关系到注塑周期和产品质量。应根据键盘按键的尺寸和形状，设计合理的冷却系统，确保产品的一致性和稳定性。

绪论3

1.模塑工艺规程的编制5

1.1塑件的工艺性分析 (5)

5 6

1.2计算塑件的体积和质量 (6)

1.3塑件注塑工艺参数的确定 (7)

1.4塑料成型设备的选取 (7)

2.注塑模的结构设计8

2.1 分型面选择 (8)

2.2确定型腔的数目及排列方式 (9)

9 11

2.3 浇注系统设计 (11)

(11)

(12)

(13)

(13)

(14)

2.4 抽芯机构设计 (14)

(14)

(14)

(15)

(15)

2.4.5 滑块和导滑槽设计 (15)

2.4.6 导柱的设计 (15)

2.5 推出机构设计 (16)

2.6 成型零件结构设计 (16)

(16)

3.............................................................. 外壳注塑模具的有关计算18

4.模具加热和冷却系统的设计20

5.模具闭合高度确定20

5.1 计算模具的闭合高度 (21)

5.2校核注塑机的开，合模空间 (21)

21 21

6.注塑机有关参数的校核21

6.1 模具合模时校核 (21)

6.2 模具开模时校核 (22)

7.绘制模具总装图和非标零件工作图22

7.1 本模具总装图和非标零件工作图见附图 (22)

7.2 本模具的工作原理 (22)

结论23 致谢24

参考文献25

绪论

大学的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个实践环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。

随着工业的发展，工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。

目录

绪论....................................... 错误！未定义书签。

1.模塑工艺规程的编制....................... 错误！未定义书签。

1.1塑件的工艺性分析.................... 错误！未定义书签。

1.1.1塑件的原材料分析 .............. 错误！未定义书签。

1.1.2塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析错误！未定义书

签。

1.2计算塑件的体积和质量................ 错误！未定义书签。

1.3塑件注塑工艺参数的确定.............. 错误！未定义书签。

1.4塑料成型设备的选取.................. 错误！未定义书签。

2.注塑模的结构设计......................... 错误！未定义书签。

2.1分型面选择.......................... 错误！未定义书签。

2.2确定型腔的数目及排列方式............ 错误！未定义书签。

2.2.1模腔数量的确定 ................ 错误！未定义书签。

2.2.2型腔的排列方式 ................ 错误！未定义书签。

2.3浇注系统设计........................ 错误！未定义书签。

2.3.1主流道设计 .................... 错误！未定义书签。

2.3.2分流道设计 .................... 错误！未定义书签。

按键的结构设计

按键一般来说分两种，橡胶类和塑料类。

橡胶类用的最多的是硅胶，塑料类指的是我们常用的塑料料，比如ABS，PC等。

我们在设计按键时，首先要考虑是，当按键设计未理想时，可能发生什么问题（我总结了以下几点)：

（一）按键按下时，卡在上盖部份，弹不回来，造成ＴＡＣＴＳＷ失效．

（二）按键用力按下时，整个按键下陷脱落于机台内部．

（三）按键组立完成后，ＴＡＣＴＳＷ就直接顶住按键，致使按键毫无压缩行程，造成ＴＡＣＴＳＷ失效．

（四）按键按下时，接触不到ＴＡＣＴＳＷ，致使无法操作．

（五）无法在按键面每一处按下，均获得ＴＡＣＴＳＷ动作（尤其是大型按键较易发生）．（六）外观设计未考虑周详，致使机构设计出之按键，使用时极易造成误动作．

（七）按键上下或者是左右方向装反，亦或是位置装错（未考虑防呆）．

（八）按键不易于装入上盖．

（九）按键脱落出于机台外部．

（十）按键未置于按键孔中心，即按键周围间隙不平均，此项对于浮动式按键是无可避免的，对于半或全固定式按键还需相当精度才可达到

只有尽可能的考虑周全，设计出来的产品才可能好，这也就是我们常说的设计要做DFMEA。现在先说橡胶类的按键设计（主要是硅胶按键的设计）：

按键整个都是用硅胶（ｓｉｌｉｃｏｎＲｕｂｂｅｒ）押出，内底部附着一颗导电粒一起成型，

其优点为：

Ａ．按键顶为软性，操作触摸时，手感较舒服．Ｂ．可将数个按键一起同时成型，且每个按键可有不同

之颜色，供货商制作时较快，且产量也较多，机台组立时也较快，节省工时．Ｃ．表面不会缩水．

其缺点为：

Ａ．按键操作按下时，无有用ＴＡＣＴＳＷ之清脆响声，较无法用声音判别是否有动作．Ｂ．按键用力按下时，较易卡在上盖部份，弹不回来．

塑胶按键的设计

按键是电子产品中极其重要的结构件，常用按键按材质分为：塑料按键（Plastic key）、橡胶按键（Rubber key）、塑料+橡胶按键（P+R key）。随着塑料制造工艺的提高，塑料按键（Plastic key）尤其连体塑料按键以它整体造型好、后处理方便、组装简单等特点受到设计者欢迎。连体塑料按键结构要素主要包括按键的悬臂、定位及间隙。连体塑料按键在试装和使用中常出现按键手感僵硬、按键联动、卡键等问题，主要是由于上述结构要素的设计缺陷造成。本文结合作者多年的设计和注塑加工实践，给出连体塑料按键主要结构要素的设计经验，旨在为结构设计工作者提供设计经验。

一、悬臂

（一）悬臂尺寸。一般电子产品的按键悬臂厚度0.8-1mm，宽度1.2-2.5mm，长度10-20mm较合适。悬臂厚度小于0.8mm注塑时冲胶慢导致悬臂强度降低，厚度大于1mm悬臂弹性较差。根据悬臂的设计空间、弹性和强度要求，悬臂宽度可以设计等宽的；也可以设计渐变宽度的，悬臂长度大于10mm弹性较好，小于10mm会感觉按键手感僵硬。为提高短悬臂弹性，在悬臂与按键体连接处进行变壁厚处理，局部最薄壁厚0.5～0.6mm，变壁厚悬臂连接处一定采用圆角过渡，注塑浇口宜设计在悬臂附近，否则容易出现注塑不全缺陷。当然悬臂越薄，长度越长弹力越好，但长度超过20mm会给注塑走胶带来困难，同时出模、包装、运输极易变形，因此设计时要综合考虑上述因素。

（二）悬臂形状。以直臂设计最简单，如图1，如果悬臂不能伸的很长，可以做成S形或弧形悬臂，以增加悬臂长度，如图2、3。悬臂转弯和受力处须采用圆角过渡，避免注塑时材料在直角处受到剪切而产生应力集中，造成悬臂先天强度不良。如果做S形空间不够，可以做成上文提到的变壁厚悬臂，这样也能达到较好的手感效果。（三）悬臂数量。最好采用双悬臂结构，这样按键不易变形。如果只能采用单臂，单臂最好靠近按键长轴方向，按键上触动开关的柱子设计在长轴另一边，即使悬臂较短，但整个活动臂依然较长，按动也会很轻松，由于长单悬臂按键在注塑、后处理、运输等过程极易变形，因此尽量设计辅助悬臂，在装配前剪掉，这可以有效保护按键不变形，如图2。悬臂在短轴方向时，宜做成双悬臂，双悬臂的间距尽量宽一点，这样与按键触点柱子成三角形分布，能避免按键按动时偏斜，如图1。