鼠标底座注塑模设计（全套图纸）

毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 摘 要本文详细介绍了鼠标底座的注塑模具设计过程，塑件材料为具有良好综合性能的ABS。该设计从产品结构的工艺性和模具结构出发，详细介绍了模具的设计过程，包括浇注系统、模具成型部分的结构、冷却系统、注射机的选择及有关参数的校核和抽芯机构，同时还包括数控加工程序模具中的部分简单零件。该塑件内表面的侧面有两个突起部分，故采用斜推杆侧向抽芯机构,利用推杆和斜推杆的综合作用，将塑件推出，使其顺利脱模。在设计过程中，还采用了Pro/E进行建模、分模、计算等，以保证图纸的绘制质量和计算的精确性。然后，再利用AutoCAD画出整个模具的装配图。整个设计过程表明，模具可以达到此塑件所要求的加工工艺。模具结构紧凑，性能可靠，操作维修方便，生产效率高。关键词：鼠标底座；注射模具；斜推杆。ABSTRACTThis paper detailed introduced the injection mold design process of the mouse base，the material of the plastic part is the ABS which has excellent comprehensive performance. This design started from the product structure technology and the structure of mould. It had the detailed designing process of the molds gating system, the mold formation parts structure, the cooling system, the injection molding machines choice and the related parameters checking, core-pulling mechanism. Simultaneously, it had the NC machining program of some simple component of the mold .The plastic parts of the inner surface profile had two bumps, so adopted bevel push rod side core-pulling mechanism. Using the comprehensive effect of push rod and inclined push rod of plastic part to roll the plastic part out, stripping smoothly. In the design, using the Pro/E carries on the modeling, dividing the mold, the computation and so on, it had guaranteed the blueprint plan quality and the computation accuracy. Then, make use of the AutoCAD to draw the assembly drawing of whole mold. The whole design process shows that mold can achieve the required plastic part processing. The mould had compact structure, reliable performance, convenient operation and maintenance, high production efficiency.Keywords: Mouse base; Injection mould; Inclined push rod.毕业设计说明书论文(全套CAD图纸) QQ 36396305 目 录第一章 绪论 11.1 模具的国内外现状及发展趋势 11.2 塑料的概述 21.3 塑料的主要成型方法 31.4 计算机系统辅助设计CAD/CAE 31.5 鼠标注射模具的现状 41.6 设计目的及意义 4第二章 塑件成型工艺性分析 62.1 塑件的外形结构 62.2 ABS塑料性能的分析 72.3 ABS塑料的注射成型过程及工艺参数 82.4 塑件的尺寸和精度 92.5 塑件的表面质量 92.6 塑件的壁厚 92.7 脱模斜度 9第三章 模具的结构形式设计 103.1 分型面的确定 103.2 型腔数目和排列方式的确定 10第四章 注射机的选择 124.1 注射机的初步选择 124.1.1 计算塑件的体积和质量 124.1.2 选择注射机 134.2 注射机相关参数的校核 134.2.1 注射压力的校核 144.2.2 锁模力的校核 144.2.3 注射机安装模具部分相关尺寸的校核 144.2.4 开模行程校核与推出机构的校核 15第五章 浇注系统的设计 165.1 浇注系统的设计原则 165.2 主流道设计 165.3 分流道设计 185.4 冷料井设计 195.5 浇口设计 195.6 主流道剪切速率的校核 20第六章 成型零件的设计 216.1 成型零件的结构设计 216.1.1 凹模结构设计 216.1.2 凸模、型芯结构设计 216.2 成型零件工作尺寸的计算 226.2.1 凹模尺寸计算 226.2.2 型芯尺寸计算 236.3 模具型腔侧壁和底板厚度的计算 236.4 排气结构设计 24第七章 模架的确定 26第八章 脱模推出机构的设计 278.1 推出机构设计原则 278.2 推出方式的确定 278.3 脱模力的计算 278.4 确定推杆的数量和尺寸 28第九章 侧向抽芯机构的设计 29第十章 冷却系统的设计 3110.1 冷却系统的设计原则 3110.2 冷却介质的选择 3110.3 冷却系统的计算 32第十一章 模具的安装与工作过程 3411.1 模具的安装 3411.1.1 模具的安装原则 3411.1.2 试模 3411.1.3 模具合格的条件 3411.2 模具的工作过程 35第十二章 典型零件的数控加工 3612.1 定模座板的加工工艺过程 3612.2 定模座板的数控加工编程 37第十三章 结论 41参考文献 42致谢 43- 43 -第一章 绪论1.1模具的国内外现状及发展趋势 美国工业界认为“模具是美国工业的基石”，在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力”。又由于塑料具有易加工、价格低廉等诸多优良的性能和特点，近年来随着塑料材料的新发展，注射模具在许多领域得到了越来越广泛的应用，模具的设计与制造也因此得到了空前的发展，我国现拥有模具企业1.8万家，仅浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业久达到几千家，成为国内外知名的“模具之乡”和模具最具发展活力的地区之一。作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并可实现自动化生产，在我国其发展速度将会越来越快、达到前所未有的程度。未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势： （1）全面推广应用CAD/CAE/CAM 技术，由于产品更新换代的日趋频繁，产品精度要求越来越高，形状越来越复杂，对模具的要求也越来越高，实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。 （2）不断提高模具标准化程度，为了适应模具生产的需要，缩短模具制造周期，降低制造成本，模具标准化工作十分重要。 （3）优质材料及先进表面处理技术的应用，为了提高模具的使用寿命，提高产品的制造质量，优质材料及先进表面处理技术将得到更重视，同时也加快了新材料的研究。 （4）模具制造技术的高效、快速、精密化，随着模具制造技术的发展，许多新的加工技术、加工设备不断出现，模具制造手段越来越丰富，越来越先进。 （5）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。 （6）虚拟技术将得到发展及模具自动加工系统的研制和发展。1.2塑料的概述 塑料是在玻璃态下使用的高分子材料。它以合成树脂为基本成分，再加入各种添加剂，如填充剂、稳定剂、增塑剂、固化剂、润滑剂、着色剂、抗静电剂、发泡剂、溶剂、稀释剂等，经一定的温度和压力塑制成形，且在常温下能保持形状不变。塑料可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。热固性塑料成型后为不熔的材料；热塑性塑料受热时呈熔融状态，可反复成形加工。 根据塑料的应用范围，可将其分为通用塑料及工程塑料两大类。（1）通用塑料。通用塑料是指产量大、价格低的塑料，多用于一般工农业生产和日常生活之中，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等品种。聚乙烯。聚乙烯是由乙烯单体聚合而成的采用不同的聚合条件可得到不同性质的聚合物，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等。低密度聚乙烯广泛用于各种食品及用品的包装袋。高密度聚乙烯以及中密度聚乙烯适合作为液体、化肥以及重大物体的包装材料。聚氯乙烯。聚氯乙烯是由乙烯气体与氯化氢合成氯乙烯单体，再聚合成聚氯乙烯。硬质聚氯乙烯的强度高可在-1560使用。它的电绝缘性和化学稳定性也很好，常用于输送酸、碱、纸张等用的管道及化工耐腐蚀管道、通风管、气体管、输油管等。也用于制造灯座，插头、开关及其它电气、电信方面的用具。软质聚氯乙烯强度低，伸长率高，易老化，但具有密度小、隔热、隔音及防震等特点，多用于电线、电缆绝缘层、密封件，衬垫等。聚苯乙烯。聚苯乙烯具有很好的加工性能与电绝缘性，有良好的隔音、隔热及防震性能，广泛用做仪器的包装与隔热材料。聚丙烯。聚丙烯的强度、硬度及弹性模量等均优于高密度聚乙烯。它可在100不变形，同时电绝缘性优越，可用来制造机器上的某些零部件，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、汽车方向盘调节盖等。它还可以制作各种化工容器，管道，阀门配件，泵壳以及收音机、录音机的外壳。（2）工程塑料。工程塑料通常是指力学性能较好，并能在较高温度下长期使用的塑料。聚酰胺。聚酰胺的商业名称是尼龙或锦纶。它广泛用于100以下工作的机器、化学及电器零件。聚甲醛。它具有优良的综合力学性能，其抗拉强度达75MPa，弹性模量和硬度较高，抗冲击、抗疲劳、减摩性能好，可在104下长期使用。但遇火会燃烧，在大气中暴晒还会老化。聚砜。聚砜可用于高强度、耐热、抗蠕变的构件和电绝缘件，如各种电气设备的壳体、仪表盘、配电盘、真空泵叶片等。聚碳酸酯。聚碳酸酯具有优良的综合力学性能，冲击韧度尤为突出；透明度高，可染成各种颜色，被誉为“透明金属”；耐热性比一般尼龙、聚甲醛略高，且耐寒，可在-100145的温度范围内使用。它多用于制造机械工业中受载不大，但冲击韧度和尺寸稳定性要求较高的零件，如轻载齿轮、心轴、凸轮、蜗轮、蜗杆等，由于透明度高，在航空航天工业中也用于制造信号灯，挡风玻璃、座座舱罩等。聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有优良的耐腐蚀、耐老化及电绝缘性，几乎能耐所有化学药品的腐蚀包括王水。聚甲基丙烯酸甲酯。商业名称为有机玻璃。用它可制作飞机的座舱、弦窗、电视和雷达标图的屏幕、汽车挡风板、仪器和设备的防护罩、仪表外壳、光学镜片等。ABS塑料。ABS塑料具有坚韧、质硬、刚性好的综合力学性能，易于成形和电镀，耐热，耐腐蚀以及尺寸稳定性较好，可用于制造点击、仪表、电话、电视机、收录机的外壳及有关元件，还可用来制作汽车的方向盘、手柄以及化工管道与容器等。酚醛塑料。酚醛塑料具有耐热、绝缘、刚性大、化学性能稳定性好的特点。环氧塑料。它具有较高的强度、韧性及优良的绝缘性，并能耐-80155的冷热以及酸、碱、有机溶剂的浸蚀。但他的成本高于酚醛塑料。1.3塑料的主要成型方法随着加工温度的逐渐升高，塑料将经历玻璃态、高弹态、粘流态直至分解。处于不同状态下的塑料表现不同的性能，这些性能在很大程度上决定了塑料对加工的适应性、可模塑性、可延性、可纺性、可机加工性等。一般的，塑料的成型方法很多，主要有八种：（1）注射成型。注射成型是指通过注射机的螺杆或柱塞的作用，将熔融塑料注入闭合的模具型腔，经过保压、冷却、硬化定型后，即可得到模具成型出的塑件。（2）压塑成型。是将预热过的塑料原料放在经过加热的模具型腔内，凸模向下运动，在热和压力的作用下，塑料呈熔融状态并充满型腔，然后固化成型。（3）压铸成型。压铸成型是指通过压料柱将加料室内受热熔融的塑料经浇注系统压入加热的模具型腔，然后固化定型。（4）挤出成型。挤出成型是利用挤出机的螺旋杆加压，连续地将熔融的塑料从料筒中挤出，通过特定的截面形状的机头模成型并借助于牵引装置将挤出的塑料均匀拉出，同时冷却定型，获得截面形状一致的连续型材。（5）吹塑成型。它是将挤出的熔融塑料毛坯，置于模具内，借助压缩空气吹胀而贴于型腔壁上，经冷却硬化为塑料。此方法主要用于成型空心塑件。（6）压延成型。它将塑化的热塑性塑料，通过两道或多道旋转的滚筒间隙挤压延展，连续生产塑料薄膜或片材。（7）发泡成型。将发泡性树脂直接填入模具内，使受热熔融，形成气液饱和溶液，通过成核作用，形成大量微小泡核，泡核增长，制成泡沫塑件。常用发泡方法有三种：物理发泡法，化学发泡法和机械发泡法。（8）真空及压缩空气成型。把热塑性塑料板片固定在模具上，用辐射加热器进行加热，加热到软化温度后，用真空泵把板材和模具间的空气抽掉，靠大气的压力使板材贴合在模具的型腔表面，冷却后固化成型。1.4计算机系统辅助设计CAD/CAE这是20世纪70年代迅速发展起来的，到80年代已进入实用化。不同的软件可分别用于不同的塑料模具设计和对模具结构、产品质量进行分析，它由计算机硬件和专用软件组成。CAD软件的主要功能是几何造型技术，它将制品图形立体地精确地显示在屏幕上，完成制件设计的绘图工作，对制品或模具进行力学分析。而过程软件（CAE软件）中流动软件可模拟熔体在模内的流动过程。冷却分析软件可模拟熔体的凝固过程和在模内温度的变化，预测可能出现的问题，如制品缺陷、翘曲、变形、内应力等，使设计结果优化。 目前，诸如PRO/Engineer、UNIGRAPHICS NX系列等三维实体造型技术已经相当成熟，用户可以根据已有的三维实体模型，通过设定图幅，视图类型，投影方向，剖切等参数，自动生产所需的二维工程图。由于工程图中各个视图是由系统根据产品实体模型自动生成的，因而很好地解决了传统二维绘图中始终存在的投影线，截交线难求的问题。此外，所生成的二维工程图的参数与相应的三维实体模型的参数关联，当设计模型修改后，系统会自动刷新制图模型，从而彻底解决了由于设计修改引起的图档更新问题。除了关联性外，应用计算机辅助软件进行三维实体模型自动生成工程图的方法还有如下特点，具有一个直观的，易于使用的，图形化的用户界面，主模型方法支持并行工程，即当设计员在模型上工作时，制图员可以同时进行制图，可以控制隐藏线的可见性（不可见，虚线可见，实线可见）；大多数制图对象的编辑与建立是在同一对话框中，如尺寸符号等。1.5鼠标注射模具的现状 鼠标，也有人喜欢称之为滑鼠。鼠标的发明，从某种程度上说也使电脑得到了更好的普及，为广大电脑使用者带来了大大的方便，减少了使用键盘的时间，加大了操作速度，提高了效率，使人类从某种程度上得到解放。自此，鼠标和电脑就结下了不解之缘，特别是操作系统发展到了Windows时代，鼠标成了关键的输入设备。从基本的运行程序、复制文件、删除文件到系统的设置与调试，鼠标均必不可少。鼠标在现代计算机中的作用越来越重要，其主要发展趋势为人性化、多样化、个性化、精密化等。由此对鼠标注塑模具设计和制造也提出了更高的要求。传统的手工设计与制造方式早己满足不了注塑模具设计和制造的需要。因此采用采用CAD/CAM/CAE 技术将可以显著地提高塑料产品和塑料模具设计制造效率，减少了设计者的劳动量，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短了从产品设计、模具设计、模具制造到产品模塑生产的整个周期，增强企业对市场需求的应变能力。 1.6设计目的及意义 毕业设计是工科院校本科生培养计划的最后的最关键最重要的环节，是我们走进社会工作或者更深层的学习本专业知识的一个很好的准备。通过毕业设计，使自己对大学所学的知识有个总体的概括及复习，更主要的使以此来培养学生综合运用所学理论知识的技能、解决与分析实际问题的能力、独立钻研能力等，其主要目的为： （1）总结并巩固在校期间的学习成果，使所学的理论知识更综合、更系统。同时认识到自己的不足，使自己得到改进。 （2）通过毕业设计，使自己更清楚的认识到查找资料及网络资源的重要性。 （3）对设计中要解决的主要问题，在独立进行分析，研究的基础上，提出自己的见解，并完成所规定的设计任务，经历一次工程师的基本训练。 （4）通过毕业设计，培养自己吃苦的精神、一丝不苟的作风及培养良好的科学态度与工作作风。 （5）通过毕业设计，对于Auto-Cad，Pro/E等软件有了更好的运用和掌握。第二章 塑件成型工艺性分析2.1塑件的外形结构图2.1 塑件三维立体图图2.2 塑件三视图2.2 ABS塑料性能的分析（1）一般性能。ABS的外观为不透明呈象牙色的粒料，无毒、无味、吸水率低，其制品可着成各种颜色，并具有90%的光泽度。ABS的相对密度为1.05，ABS同其他材料的结合性好，易于表面印刷、涂层和镀层处理。ABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度和表面硬度，热变形温度比PA、PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在0.4%0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到0.2%0.4%，而且绝少出现塑后收缩。其临界表面张力为3438m*N/cm。ABS熔体的流动性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，与POM和HIPS类似。ABS的流动特性属非牛顿流体，其熔体粘度与加工温度和剪切速率都有关系，但对剪切速率更为敏感。（2）力学性能。ABS有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。即使ABS制品被破坏，也只能是拉伸破坏而不会是冲击破坏。ABS的耐磨性能优良，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和转速下的轴承。ABS的蠕变性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的弯曲强度和压缩强度属塑料中较差的。ABS的力学性能受温度的影响较大。（3）热学性能。ABS属于无定形聚合物，无明显熔点；熔体粘度较高，流动性差；热稳定性不好，耐热性较差，紫外线可使变色；热变形温度为70107，制品经退火处理后还可提高10左右。对温度、剪切速率都比较敏感；ABS在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40到80的温度范围内长期使用。（4）电学性能。ABS的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。（5）环境性能。ABS不受水、无机盐、碱醇类和烃类溶剂及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS的耐候性差，在紫外线的作用下易产生降解，置于户外半年后，冲击强度下降一半。（6）成型性能无定形料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求的塑件须长时间预热干燥8090,3小时。宜取高料温，高模温，但料温过高易分解（分解温度为270），对精度较高的塑料，模温宜取5060，对高光泽，耐热塑件，模温宜取6080。如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温，高模温，或者改变入水位等方法。如成形耐热级或阻燃级材料，生产37天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。（7）ABS主要性能指标。ABS主要性能指标见表2.1。表2.1 ABS主要性能指标性能参数性能参数密度/（g/cm)1.021.16屈服强度/（MPa）50质量体积/（cm/g）0.860.98抗拉强度（/MPa）38吸水率24h/（%）0.20.4拉伸弹性模/（GPa）1.8熔点/（）130160抗弯强度/（MPa）80线膨胀系数/（/）7.0弯曲弹性模量/（GPa）1.4计算收缩率/（%）0.40.7抗压强度/（MPa）53比热容/（J/(kg.K）1470抗剪强度/（MPa）24ABS树脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其特性是由三种的配比及每一种组分的化学结构，物理形态的控制，丙烯腈组分在ABS中表现的特性是耐热性、耐化学性、刚性、抗拉强度，丁二烯表现的特性是抗冲击强度，苯乙烯表现的是加工流动性、光泽性。这三种组分的结合，优势互补，使ABS树脂具有优良的综合性能。ABS具有刚性好、抗冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电气性能优良，易于加工，加工尺寸稳定性和表面的光泽好、易涂色、着色，还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工的性能。而制件为硬脆的特性，考虑到ABS综合性能及价格等问题选择ABS为原材料。2.3ABS塑料的注射成型过程及工艺参数注射成型的工艺过程包括：成型前的准备、注射成型过程以及塑件的后处理三个阶段。（1）成型前的准备。对ABS的色泽、细度和均匀度进行检验。由于ABS容易吸湿，成型前应进行充分的干燥。（2）注射过程。注射过程是塑料转变为塑件的主要阶段。它包括加料、塑化、注射、保压、冷却定型和脱模等步骤。塑料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，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流和冷却5个阶段。（3）塑件的后处理。采用调湿处理，其热处理条件为:处理介质为空气或水，处理温度为6075，处理时间为1620s。ABS的注射工艺参数有：（1）注射机：螺杆式；（2）螺杆转速（r/min）：30；（3）料筒温度（）：后段150170，中段165180，前段180200；（4）喷嘴温度（）：170180；（5）喷嘴形式：自锁式；（6）模具温度（）：5080；（7）成型时间（s）：30（注射时间1.6,冷却时间20.4，辅助时间8）。2.4塑件的尺寸和精度该塑件给出的尺寸均为自由尺寸，标注尺寸公差精度为MT3。 2.5塑件的表面质量 塑件的表面质量包括表面粗糙度和外观质量等。对于塑件外表面，在外观质量上要求从工艺上尽可能避免冷疤，云纹等疵点；在表面粗糙度上，表面粗糙度值为Ra0.8um。对于塑件内表面，表面粗糙度值为Ra1.6um。2.6塑件的壁厚 壁厚的大小主要与塑料品种、塑料制品大小及成型工艺条件等因素有关。塑件的壁厚一般在13mm范围内，最常用数值为23mm。若壁厚过小，成型时的流动阻力大，若因塑件结构所造成的壁厚差别过大，不但则浪费原料，增加塑件的成本，而且会增加成型时间和冷却时间，降低生产率，同时成型中各部分所需冷却时间不同，收缩率也不同，容易造成塑件的内应力和翘曲变形，还容易产生气泡，缩孔等缺陷。可将塑件过厚部分挖空使该塑件的壁厚均匀为2mm。基本满足要求。 2.7脱模斜度脱模斜度的取向要根据塑件的内外形尺寸而定。塑件内孔以型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状扩大方向标出，塑件外形以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度沿形状减小方向标出。当要求开模后塑件留在型腔内，塑件内表面的脱模斜度应大于外表面的脱模斜度。但ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小，选择该塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度为1。第三章 模具的结构形式设计3.1分型面的确定在塑件设计阶段，应该考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。在模具设计阶段，应首先确定分型面的位置，然后才选择模具的结构。分型面设计是否合理，对塑件质量、工艺操作难易程度和模具的设计制造都有很大影响。因此，分型面的选择是注射模具设计中的一个关键因素。分型面应选择在塑件断面轮廓最大的位置，以便顺利脱模。同时在选择分型面时考虑以下因素：（1）不应影响塑件的尺寸精度和外观，即分型面不破坏塑件光滑的外表面。（2）尽量简单，避免复杂形状，使模具制造容易。（3）不妨碍塑件脱模和抽芯，确保塑件开模后留在动模一侧。（4）有利于浇注系统的合理设置，特别是浇口位置。（5）尽可能与料流的末端重合，有利于排气。注射模具可分为单分型面注射模，双分型面注射模等。（1）单分型面注射模。单分型面注射模又称两板式模具，它是注射模中最简单又最常见的一种结构形式。这种模具可根据需要设计成单型腔，也可以设计成多型腔。构成型腔的一部分在动模，另一部分在定模。主流道设在定模一侧，分流道设在分型面上。开模后由于拉料杆的拉料作用以及塑件应收缩包紧在型芯上，塑件连同浇注系统凝料一同留在动模一侧，动模一侧设置的推出机构推出塑件和浇注系统凝料。一般对于塑件外观质量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此结构。（2）双分型面注射模。双分型面又称三板式注射模。与单分型面注射模相比，在动模与定模之间增加了一个可移动的浇口板（又称中间板），塑件和浇注系统凝料从两个不同的分型面取出。双分型面的种类较多，我们接触到的大致有以下几种：定距板式双分型面注射模、定距拉式双分型面注射模、定距导柱式双分型面注射模、拉钩式双分型面注射模、摆钩式双分型面注射模、尼龙拉钩式双分型面注射模。双分型面对于塑件外观质量要求比较高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各种双分型面结构。综合考虑塑件结构及表面质量要求，选择双分型面注射模，分型面形式为水平分型面。3.2型腔数目和排列方式的确定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生产效率和经济性，并保证塑件精度，模具设计时应确定型腔数目，常用的方法有四种：根据经济性确定型腔数目、根据注射机的额定锁模力确定型腔数目、根据注射机的最大注射量确定型腔数目、根据制品精度确定型腔数目。一般来说，大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构，综合考虑塑件工艺要求和结构复杂程度，拟定该塑件选择一模两腔，采用中心对称排列，排列形式如图3.1。图3.1 型腔排列方式第四章 注射机的选择注射模是安装在注射机上使用的工艺装备，因此设计注射模是应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具。注射机规格的确定主要是根据制品的大小及型腔的数目和排列方式，在确定模具结构型式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、开模距离等进行计算。根据这些参数选择一台和模具相匹配的注塑机，倘若用户已提供了注射机的型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须重新调整。4.1注射机的初步选择4.1.1 计算塑件的体积和质量根据本塑件的三维零件图及相关尺寸，利用Pro/E软件分析，结果如图4.1。图4.1 塑件的Pro/E分析结果塑件体积：V塑=14.16 cm。塑件的质量：m1=15.6g。流通凝料的质量m2还是一个未知数，由于此模具结构、浇注系统简单，且为一模两腔。根据以往设计模具的经验，我们可以取塑件质量的0.7倍，故注射量为：M= m1（1+0.7）2= 53.04g4.1.2选择注射机浇注系统凝料与塑件的总质量为M=53.04g，则总体积为V=M/1.1=48.22 g/cm。则有V/0.8=60.275 g/cm。根据以上计算，初步选定注射机型号为J54-S200/400型注射机。其主要技术参数见下表。表4.1 J54-S200/400型注射机参数项目J54-S200/400型注射机参数理论注射容积/cm3200400螺杆直径/mm55注射压力/MPa109注射行程/mm160注射时间/s1.8塑化能力/(g/s)16.8注射方式螺杆式合模力/N25.4105最大成型面积/cm2645移模行程/mm260最大模具厚度/mm406最小模具厚度/mm165模板尺寸/mm532634拉杆空间/mm290368合模方式液压-机械推出形式/mm中心推出电动机功率/kW18.5喷嘴球半径/mm12喷嘴口直径/mm44.2注射机相关参数的校核在模具设计之初和选择注射机之后，这种注射机是否合适，还要对该机型的其他技术参数进行校核。4.2.1注射压力的校核塑件成型时所需要的压力一般由塑料流动性、塑件结构和壁厚以及浇注系统类型等因素所决定，在生产实践中其值一般为70MPa150MPa。对于塑料为ABS的中等壁厚件，其注射压力参考值为100MPa130MPa。注射机的公称压力P=109MPa,基本满足要求。4.2.2 锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充满型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的胀型力，即F锁F胀=p腔A分式中：p腔模具型腔内塑料熔体的平均计算压力（MPa）； A分塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm）。 p腔选取常用值35MPa。塑件在分型面上的投影面积A塑，则A塑=5000mm。浇注系统在分型面上的投影面积A浇，A浇为A塑的0.20.5倍，取A浇=0.3A塑，所以A分=n（A浇+A塑）= n（0.3A塑+A塑）=12000 mm。则有：F胀=p腔A分=1200035=420kN注射机的公称锁模力F锁=900kN，锁模力安全系数k=1.11.2，取k=1.2，kF胀=1.2F胀=504kNF锁,所以注射机锁模力合格。4.2.3注射机安装模具部分相关尺寸的校核不同型号的注射机安装部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，以保证模具能顺利安装。需校核的主要内容有喷嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大与最小厚度及安装螺钉孔等。（1）喷嘴尺寸。注射机喷嘴头一般为球面，模具主流道始端凹球面半径SR应与喷嘴球面半径SRo相适应，即SR=SRo+1mm=12+1mm=13mm(2)定位圈尺寸。模具安装在注射机上必须使模具中心线与料筒，喷嘴的中心线相重合，定位圈与注射机固定模板上的定位孔呈间隙配合（H8/e8）。定位圈的高度，对小型模具为8mm10mm,对大型模具为10mm15mm，在此取10mm。 （3）模具厚度Hm也称模具闭合高度，必须满足 HminHmHmax 式中：Hmin注射机允许的最小模具厚度，即动定模之间的最小开合距离（mm）； Hmax注射机允许的最大模具厚度（mm）。根据设计估计本模具高度在200300mm之间满足设计要求。（4）模具长、宽尺寸与注射机拉杆间距离的关系。模具安装有两种方式，即从注射机上方直接吊入机内进行安装，或者先吊到侧面再由侧面推入机内安装，为安装方便，应使注射机拉杆内间距比模具尺寸10mm。（5）模具与注射机的安装关系。模具的安装固定形式有压板式与螺钉式两种。压板式安装灵活而被广泛采用，而螺钉式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安装比较麻烦，但对于大型模具的安装，这种安装安全可靠。本塑件可以选择螺钉安装。4.2.4开模行程校核与推出机构的校核。开模行程是指从模具中取出塑件所需的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S，由于注射机得锁模机构不同，开模行程可按两种情况进行校核。XS-ZY-125型注射机的锁模机构为液压机械联合作用，故选择开模行程与模厚无关的情况校核。其模板行程是由连杆机构的最大冲程所决定，而与模厚无关。对于单分型面注射模，所需开模行程H为H=H1+H2+(510)mmS式中：H1 推出距离（脱模距离）（mm）； H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)。所以该塑件的开模行程H=15+80+5mm=100mmS。第五章 浇注系统的设计浇注系统的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰，内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。从注塑机喷嘴至模具型腔的熔融树脂流路称之为流道，其浇口套内树脂流路称之为主流道，其余部分称之为分流道。分流道末端通向型腔的节流孔称之为浇口，在不通向型腔的分流道末端设置冷料井。浇注系统分为两大类，制品与固化的浇注系统一同从模具中取出的浇注系统称之为冷流道浇注系统。通过加热装置保持流道中树脂为熔融状态的称之为热流道浇注系统。5.1浇注系统的设计原则浇注系统设计是注射模具设计的一个重要环节它对注射成形周期和塑件质量，如外观、物理性能、尺寸精度灯，都有直接影响。设计时须注意如下原则：（1）尽可能采用平衡式布局，以便设置平衡式分流道。 （2）型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象。 （3）型腔排列要尽可能紧凑，以减小模具外形尺寸。 （4）热量及压力损失要小，为此浇注系统流程应该尽量短，断面尺寸尽可能的大，尽量减少弯折，表面粗糙度要低。 （5）确保均衡进科，即分流道尽可能采用平衡式布置。 （6）塑料消耗量少，在满足各个型腔充满的前提下，浇注系统的容积尽量小,以此减少塑件的耗量。 （7）排气良好，浇注系统应能顺利地引导塑料熔体充满型腔的各个角落，使型腔的气体能顺利的排出。（8）防止塑件出现缺陷。 （9）生产效率要高。 （10）塑料熔体的流动特性及注意塑件的外观质量。 考虑到制件的形状及外观的要求,布置形式如图5.1。5.2主流道设计主流道（也叫进料口），它是连接注射机料筒喷嘴和注射模具的桥梁，也是熔融的塑料进入模具型腔时最先经过的地方。主流道的大小和塑料进入型腔的速度及充模时间长短有着密切关系。若主流道太大，其主流道塑料体积增大，回收冷料多，冷却时间增图5.1 分流道设计长，使包藏的空气增多，如果排气不良，易在塑料制品内造成气泡或组织松散等缺陷，影响塑料制品质量，同时也易造成进料时形成旋涡及冷却不足，主流道外脱模困难；若主流道太小，则塑料在流动过程中的冷却面积相应增加，热量损失增大，粘度提高，流动性降低，注射压力增大，易造成塑料制品成形困难。在一般情况下，主流道不直接开设在定模板上，而是制造成单独的浇口套，镶定在模板上。小型注射模具，批量生产不大，或者主流道方向与锁模方向垂直的模具，一般不用浇口套，而直接开设在定模板上。主流道尺寸设计（1）主流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=4+（0.51）mm=（4.55）mm ,d取4.5mm。（2）主流道球面半径R=注射机喷嘴球头半径+(12)mm=12+(12)mm=13mm14mm, R取14mm。（3）球面配合高度 h=3mm5mm,取h=5mm。（4）主流道长度 L=80mm。（5）主流道大端直径 D=d+2Ltan5+280tan1.5mm=8.7mm 。式中=12，取1.5。主流道的凝料体积：V主=3.1480(4.35+2.25+4.352.25)/3=2827.8 mm=2.83 cm。主流道当量半径：Rn=(4.35+2.25)/2=3.3mm。主流道衬套设计如图5.2。图5.2 主流道衬套 5.3分流道设计多型腔模设计型腔和分流道布置应满足原则：尽量保证各型腔同时充满，并均衡地补料，以保证同模各塑件的性能、尺寸尽可能一致；各型腔之间距离恰当，应有足够空间排布冷却水流道、螺钉等，并有足够截面积承受注塑压力；在满足如上要求的情况下尽量缩短流道长度，降低浇注系统凝料重量。 本设计初选分流道为半圆形流道。这种分流道加工性能好，浇口开在流道中心线上，因此延长了浇口冻结时间。另外需要配合弯曲潜伏式浇口设计，便于加工衔接处。 根据推荐尺寸，选取一级分流道直径d1=8mm ，二级分流道直径d2=6mm。分流道长度由浇口位置布置和型腔布置而定。考虑到两方面的因素，分流道尽可能缩短其长度，降低浇注系统凝料的重量，不干涉到浇口在制件表面的位置排布，以免改变充模过程中熔料在型腔内均匀分布状况，影响制件成型工艺。 一级分流道长度L1=70mm ，二级分流道长度L2=48mm。凝料体积：V分=703.144/2+683.143/2=2436.64 mm=2.72 cm。分流道体积流量：q分=（2.72+14.16）/1.6=10.55 cm/s。则剪切速率：r分=3.310.551000/(3.141.75)=2.0710s-1。则分流道的剪切速率处于浇口主流道和分流道的最佳剪切速率510510之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。5.4冷料井设计 主流道冷料井位于主流道正对面的动模板上，或者处于分流道的末端。其作用使捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件的质量，开模的时候又能将主流道中的冷料拉出。冷料井直径稍微大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。本设计采用Z形冷料井。分流道冷料井一般采用两种形式：一种是将冷料井开设在动模的深度方向，其设计方式与主流道冷料井类似，另一种是将分流道在分型面上延伸成为冷料井。本设计采用第二种方法，形状为直径为6mm的半圆，长度为10mm。5.5浇口设计浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短流道它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量有很大的影响。浇口的主要作用是： （1）熔体充模后首先在浇口处凝固，当注射机的螺杆退回时，可防止熔体向流道回流。 （2）熔体在流经狭窄的浇口时，产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。（3）易于切除浇口凝料，二次加工方便。 （4）对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料，对于多浇口单型腔模具，浇口能用来平衡进料。 浇口位置的选择原则： （1）浇口选择有阻挡物最近的距离。 （2）浇口的尺寸及位置选择应避免产正喷射和蠕动。 （3）浇口应开设在塑件断面最厚处。 （4）浇口位置的选择应使塑料流程最短，料流变向最少。 （5）浇口位置选择应有利于型腔内气体的排出。 （6）浇口位置的选择应減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度。 （7）浇口位置的选择应防止料流将型腔，型芯，嵌件挤压变形。 考虑到鼠标底座要有使用要求及其外观的要求，本设计采用潜伏式浇口。形式如图5.3所示。图5.3 潜伏式浇口浇口大端直径3mm，浇口小端直径1mm，浇口长度14mm。浇口的体积流量：q浇=14.16/1.6=8.85 cm/s。浇口的当量半径：R浇=（1.5+0.5）/2=1mm。浇口的剪切速率：r浇=3.38.851000/(3.141)=9.310。则该浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5105之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。5.6主流道剪切速率的校核主流道的体积流量：q主=（2.83+2.72+14.162）/1.6=21.17 cm/s。主流道的剪切速率：r主=3.321.171000/(3.143.3)=6.1910。则主流道内熔体的剪切速率处于浇口主流道和分流道的最佳剪切速率510510之间，所以，主流道内熔体的剪切速率合格。第六章 成型零件的设计6.1成型零件的结构设计模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件，成型零件包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型过程中成型零件受到熔体的高压作用，料流的冲刷，脱模时与塑件间发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外还要求成型零件具有合理的结构和良好的加工工艺性，具有足够的强度，刚度和表面硬度。同时，还应该考虑零件的加工性及模具的制造成本。6.1.1凹模结构设计凹模也称为型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形轮廓。按结构形式的不同可分为整体式、整体嵌入式、局部镶拼式和四壁拼合式四种类型。（1）整体式凹模。凹模由整块材料制成，结构简单，成型塑件的质量较好，模具强度高，不易变形。但其加工工艺性差，热处理不方便，内尖角处易开裂，所以只适用于形状简单的塑件成型。（2）整体嵌入式凹模。对于多型腔模具，一般情况都是将每个型腔单独加工，然后压入模板中。凹模与模板采用小间隙配合或过渡配合。（3）局部镶拼式凹模。对于形状复杂易损坏的凹模，将难以加工或易损坏的部分设计成镶件形式，嵌入型腔主体上，以方便加工和更换。嵌入部分与凹模采用过渡配合H7/m6。（4）四壁拼合式凹模。对于大型的复杂凹模，可以采用将凹模四壁单独加工后镶入模套中，然后再和底板组合的方式。在此次设计中，考虑到塑件的精度，采用整体嵌入式凹模6.1.2凸模、型芯结构设计凸模是主要的成型零件，因此又称主型芯。凸模的作用是将压机的压力传递到塑件制品上，并压制塑料的内表面及端面。凸模由两部分组成：上端与加料室有配合关系，以防止熔料溢出并有导向作用；下端为成型部分并设有脱模斜度。凸模结构有整体式及组合式两种类型。（1）主型芯的结构。主型芯按结构可分为整体式和组合式两种，整体式是将型芯与模板制成一体，其结构牢固，但工艺性较差，同时模具材料耗费多，主要用于小型模具上的简单型芯。组合式型芯可以分为整体式嵌入型芯和镶拼式 这种类型型芯可以节约贵重的模具材料，便于加工，尺寸精度容易保证。一般模具的型芯都采用单独加工，然后镶入模板中。采用一定结构或方式对型芯进行周向或轴向定位。为了方便加工，形状复杂的型芯大多采用镶拼式组合结构。（2）小型芯的结构。小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯单独制造，然后嵌入模板中。对于异型芯，为了方便加工，常将型芯设计成两段，联接和固定段制成圆形，并用凸肩和模板连接。在此设计中，为了保证成型后的塑件精度，采用组合式凸模，包含主型芯和小型芯。6.2成型零件工作尺寸的计算成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用来构成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长和宽），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之间的位置尺寸等。任何塑件都有一定的几何形状和尺寸精度的要求，如有