059-計算機鼠標注塑模具設(shè)計

059-計算機鼠標注塑模具設(shè)計,059,計算機,鼠標,注塑,模具設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告題目：計算機鼠標注塑模具設(shè)計一、畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容簡介 鼠標：是計算機輸入設(shè)備的簡稱，分有線和無線兩種。也是計算機顯示系統(tǒng)縱橫坐標定位的指示器，因形似老鼠而得名“鼠標”（港臺作滑鼠）?！笆髽恕钡臉藴史Q呼應(yīng)該是“鼠標器”，英文名“Mouse”。鼠標的使用是為了使計算機的操作更加簡便，來代替鍵盤那繁瑣的指令。該設(shè)計題目為鼠標底座注塑模具設(shè)計，由于工作條件需要，塑件的外形應(yīng)符合人體工程學(xué)原理，故此塑件的外表面比較光滑。其壁厚較薄，平均厚度約為2mm。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，綜合考慮塑件工藝要求和結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，擬定該塑件選擇一模兩腔，采用中心對稱排列。 鼠標，也有人喜歡稱之為滑鼠。鼠標的發(fā)明，從某種程度上說也使電腦得到了更好的普及，為廣大電腦使用者帶來了大大的方便，減少了使用鍵盤的時間，加大了操作速度，提高了效率，使人類從某種程度上得到解放。從基本的運行程序、復(fù)制文件、刪除文件到系統(tǒng)的設(shè)置與調(diào)試，鼠標均必不可少。鼠標在現(xiàn)代計算機中的作用越來越重要，其主要發(fā)展趨勢為人性化、多樣化、個性化、精密化等。由此對鼠標注塑模具設(shè)計和制造也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的手工設(shè)計與制造方式早己滿足不了注塑模具設(shè)計和制造的需要。因此采用采用CAD/CAM/CAE 技術(shù)將可以顯著地提高塑料產(chǎn)品和塑料模具設(shè)計制造效率，減少了設(shè)計者的勞動量，提高設(shè)計制造質(zhì)量，減少試模修模時間，從而縮短了從產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計、模具制造到產(chǎn)品模塑生產(chǎn)的整個周期，增強企業(yè)對市場需求的應(yīng)變能力。塑件材料為具有良好綜合性能的ABS。該設(shè)計從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性和模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，詳細介紹了模具的設(shè)計過程，包括澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、注射機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核和抽芯機構(gòu)，同時還包括數(shù)控加工程序模具中的部分簡單零件。該塑件內(nèi)表面的側(cè)面有兩個突起部分，故采用斜推桿側(cè)向抽芯機構(gòu),利用推桿和斜推桿的綜合作用，將塑件推出，使其順利脫模。在設(shè)計過程中，還采用了Pro/E進行建模、分模、計算等，以保證圖紙的繪制質(zhì)量和計算的精確性。然后，再利用Auto CAD畫出整個模具的裝配圖。整個設(shè)計過程表明，模具可以達到此塑件所要求的加工工藝。模具結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，操作維修方便，生產(chǎn)效率高。按照次序設(shè)計澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型、推出脫模機構(gòu)、注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計、注塑模導(dǎo)向定位機構(gòu)及其它部件設(shè)計，并進行相關(guān)計算和校核。論文附件中加入塑料制品零件圖、工藝規(guī)程的編制卡片、裝配圖及重要零件圖和三位實體圖、開題報告、中期報告、外文翻譯、等等。二、設(shè)計（論文）進展狀況 圖一為鼠標底座的塑件圖：圖一 圖二為裝配圖爆炸圖：圖二 圖三為二維裝配圖主視圖草圖：圖三 （1）通過前期對塑件的實體測繪，完成零件2D圖和3D實體的繪制；（2）完成了一篇與本設(shè)計課題有關(guān)的外文翻譯；（3）分析塑件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響；（4）對塑件進行了結(jié)構(gòu)分析和有關(guān)計算，完成了注塑機的選擇； （5）確定了模具類型結(jié)構(gòu)，最終采用了斜導(dǎo)柱-滑快抽芯與分型結(jié)構(gòu)； （6）對模具的主要結(jié)構(gòu)進行了分析計算，并完成了模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計； （7）用CAD繪出了模具2D裝配圖； (8) 用CAD繪出了模具的大部分零件圖。三、存在問題及解決措施 （1）由于零件較大，采用一模兩腔，需要考慮兩腔的排布的方法。并且要考慮復(fù)雜脫模裝置。 （2）本塑件采用推桿、斜推桿的推出方式；推桿穿過的孔要保證垂直度，保證推桿能順暢的推出和返回。 （3）凹模、凸模結(jié)構(gòu)的設(shè)計，由于塑件形狀比較復(fù)雜所以型芯外形比較復(fù)雜。四、后期工作安排第12周： 運用CAD完善裝配圖及零件圖； 第13-14周： 繪制模架的三維爆炸圖；第15-16周： 完成模具零件的選材、工藝規(guī)程的編制、裝配圖及零件圖的繪制等工作；對所有圖紙進行校核；整理編寫設(shè)計說明書，所有資料請指導(dǎo)教師檢查； 第17-18周： 準備畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：計算機鼠標注塑模具設(shè)計1.畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1課題研究背景德國人說模具工業(yè)是金屬加工業(yè)中之王，美國人說模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石，羅馬尼亞人說模具就是黃金，而日本人說模具是促進社會繁榮富裕的動力，中國人說模具工是工業(yè)生產(chǎn)之母。這充分說明模具工業(yè)是制造業(yè)中最重要的基礎(chǔ)性行業(yè)，又被經(jīng)濟學(xué)家稱為“點鐵成金”的磁力工業(yè)。模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60%90%的產(chǎn)品的零件、組件和部件的生產(chǎn)加工。 1.2 研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況 模具種類有：沖模，鍛模，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的其他各種模具都屬于型腔模，因為他們一般都是依靠三維的模具型腔使材料成型。本次畢業(yè)設(shè)計主要是塑料模，故其他模具不談。而塑料模具是大批生產(chǎn)塑料制品的現(xiàn)代化專用成型工藝裝備的總稱。而且塑料是繼陶瓷和金屬之后的第三大材料，廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中。塑料模主要包括注射模，壓塑模，擠塑模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。 從20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近10年來，每年都以15%的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。2.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1研究的主要內(nèi)容 (1) 調(diào)研和收集資料，論述國內(nèi)外塑料模具設(shè)計的現(xiàn)狀和主要發(fā)展方向。 (2) 對給定的塑件進行測繪（零件的精度為4級，表面粗糙度Ra0.4，材料ABS），并繪出塑件零件圖。 (3) 分別設(shè)計成型零件、澆注系統(tǒng)、模架及其他模具零件。 (4) 繪制圖紙，其中包括：塑件零件圖；注射模具裝配圖；成型零件圖；其它結(jié)構(gòu)零件圖。 (5) 編寫設(shè)計說明書一份。 2.2選擇研究方案塑件為鼠標的下殼，主要形狀類似橢圓式長方體，下蓋左前方上有二個短形的支架，內(nèi)表面中心有一個中心孔和右前端有個一個小孔，因此有兩個內(nèi)側(cè)抽芯，且在內(nèi)表面四周還有四個小的支架等。如下圖所示：圖2.1鼠標下殼零件圖 方案1：選擇塑件外形最大輪廓處為分型面，采用整體式的直澆道，點澆口，澆口設(shè)在零件的上端面，選用臥式注射機，選用機動推出機構(gòu)脫模，機動內(nèi)側(cè)分型方式抽芯。此方案生產(chǎn)效率高，操作簡便，動作可靠，方便脫出流道凝料。方案2：選擇垂直方向中截面為分型面，采用整體式的直澆道，側(cè)澆口，澆口設(shè)在零件的側(cè)面，手動推出機構(gòu)脫模，用手動內(nèi)側(cè)分型方式抽芯。此方案的優(yōu)點是制造方便，但操作麻煩，生產(chǎn)率低，勞動強度大。經(jīng)過兩種方案的對比，方案1的可靠性高，經(jīng)濟性價比高，適合大批量生產(chǎn)，故選此次模具設(shè)計選用方案1。 2.3方案的初步設(shè)計在對塑件的外觀進行分析后，再對塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進行分析（尺寸精度、脫模斜度、表面粗糙度、形狀、壁厚等）， 進而對塑件的體積和質(zhì)量進行測量，確定材料的成型特性以及其工藝參數(shù)，選擇合適的澆注系統(tǒng)，對于這方面，本人還需要查找一些資料做進一步的比較和選擇，進而才能確定，之后則是確定塑件的型腔數(shù)量和校核（根據(jù)市場經(jīng)濟以及生產(chǎn)效率上的要求，以及多模型腔具有降低生產(chǎn)成本的優(yōu)勢，因此，本模具采用一模二腔，即型腔數(shù)量n=2。因型腔數(shù)量與注塑機的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量；而校核上，應(yīng)對注塑量、鎖模量、注塑壓力、模具安裝尺寸進行校核）。接著，是對分型面與澆注、排溢系統(tǒng)的設(shè)計，而分型面的設(shè)計原則有：1.分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；2.塑件的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模；3.應(yīng)保證塑件的精度要求；4.應(yīng)滿足塑件的外觀要求；5.要多方面學(xué)習(xí)模具的加工制造；6.減少塑件在合模分型面上的投影面積，可靠鎖模避免漲模溢料現(xiàn)象；7.應(yīng)有利于排氣；8.保證抽芯機構(gòu)順利抽芯。在接下來對分型面的確立上，就會根據(jù)這些原則去確定。另外，對于澆注系統(tǒng)的設(shè)計（主道流的設(shè)計、分道流的設(shè)計、澆口的設(shè)計以及冷料穴的設(shè)計），目前還不太清楚，還需查找更多資料進行學(xué)習(xí)，之后才能確定；之后，是對成型零部件的設(shè)計與計算（凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計、成型零件工作尺寸的計算、模架的選?。蛔詈螅菍γ撃C構(gòu)進行設(shè)計、合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計等。以上這些只是對鼠標下殼注塑模具設(shè)計做了初步的方向確定，而其中每一部分的設(shè)計和選擇上都需在之后的學(xué)習(xí)中中去完善和確定。3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作 3.1重點及難點:本課題研究的重點是模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計優(yōu)化選擇，應(yīng)用相關(guān)軟件進行零件圖和裝配圖繪制，以及對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析輸出開合模具結(jié)構(gòu)圖。難點在于抽芯機構(gòu)的設(shè)計和總體方案的優(yōu)化選擇，以及模具三維結(jié)構(gòu)剖析和開合模具圖輸出。 3.2前期工作： 3.2.1查閱了相關(guān)專業(yè)資料為設(shè)計做好準備； 3.2.2完成模具二維圖； 3.2.3進行了模具結(jié)構(gòu)的簡單分析，擬訂了兩套簡單結(jié)構(gòu)方案。4.完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫） 第1周：整理資料，寫開題報告（2013.12.22013.12.9） 第2周：初步完成零件圖，參加開題答辯（2013.12.102013.12.15）第3周：修改開題報告，寫開題申請表（2013.12.162013.12.23)第4周：整理資料方案設(shè)計所需的資料（2013.12.242013.12.31）第5-6周：設(shè)計方案（2014.1.12014.1.8)第7周：編寫中期報告（2014.1.92014.1.16） 第8-9周：繪制裝配圖和零件圖（2014.1.172014.1.24）第10周：零件強度的校核（2014.1.252014.2.3） 第11周：完成外文翻譯（2014.2.42014.2.11) 第12周：寫文獻綜述（2014.2.122014.2.19）第13-14周：撰寫畢業(yè)論文（2014.2.202014.3.4） 第15周: 答辯前準備（2014.3.42014.3.11） 指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見） 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 參考文獻1 葉久新,王群.塑料成型工藝及模具設(shè)計M.北京:機械工業(yè)出版社,2011:25-240. 2 大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機械制圖M.北京:高等教育出版社,2007:4-14.3 鄒青.機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計指導(dǎo)教程M.北京:機械工業(yè)出版社,2010：21-82.4 梁玲,趙春章.中文版Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 實用教程M.北京:清華大學(xué)出版 社,2008.51-325.5 周鳳云.工程材料及應(yīng)用M.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2002:101-140.6 覃鵬翱.圖表詳解模具設(shè)計技巧M.北京:電子工業(yè)出版社,2010:25-197.7 顧鋒，左曉明.AutoCAD 2005中文版基礎(chǔ)教程M.北京:機械工業(yè)出版社,2008:69-135.8 任曉虹.數(shù)控編程技術(shù)及應(yīng)用M.北京:國防工業(yè)出版社,2010:133-143.9 徐學(xué)林.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M.長沙:湖南大學(xué)出版社,2009:29-82.10 李志剛.中國模具工程大典第3卷M.北京:電子工業(yè)出版社,2007:257-400.11 齊衛(wèi)東.注塑模具圖集M.北京:北京理工大學(xué)出版社,2007:1-240.12 現(xiàn)代模具技術(shù)編委會，注塑成型原理與注塑模設(shè)計，國防工業(yè)出版社，1996.13 鄧明.現(xiàn)代模具制造技術(shù)M.化學(xué)工業(yè)出版社，2005.14 李學(xué)峰.型腔模設(shè)計M.西北工業(yè)大學(xué)出版社.15 丁聞.實用塑料成型模具設(shè)計手冊M.西安交通大學(xué)出版社.16 Stic Composite Prototypes: A Materials Alternative for Recycling Plastic and Glass Waste. Volume 5, Number 3 ,159-169.17 M.Heckele,W.BACHER,K.D. Mller, Springer Berlin / Heidelberg.Hot embossing-Thee molding technique for plastic microstructures. Volume 4, Number 3 ,122-124.18 Knowledge Engineering and Capitalization for Injection Mold Design.Suthep Butdee,ICIFE 2011. 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：計算機鼠標注塑模具設(shè)計計算機鼠標注塑模具設(shè)計摘 要本論文詳細介紹了鼠標底座的注射模設(shè)計過程，包括了塑件結(jié)構(gòu)的分析和材料的選擇、擬定模具結(jié)構(gòu)形式、選擇注塑機的型號、澆注系統(tǒng)的形式和澆口的設(shè)計、成型零件的設(shè)計、模架的確定和標準件的選用、合模導(dǎo)向機構(gòu)的確定、脫模推出機構(gòu)的確定、典型零件制造工藝、模具材料的選用等。在這個塑件的內(nèi)表面的側(cè)面有兩個突起部分，所以采用斜推桿側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)，通過運用斜推桿和推桿來推出塑件，使塑件能成功被脫模。同時，在設(shè)計的過程中，還利用Pro/E軟件來進行建模、分膜、計算等過程來確保所畫圖紙的數(shù)據(jù)的精確性。此外，還運用AUTOCAD來繪制整個模具的裝配圖、零件圖等。關(guān)鍵詞：鼠標底座；注射模具；斜推桿IComputer mouse injection mold designAbstract This article details the mouse base injection mold design process,including analysis of the structure of plastic parts and the choice of materials, study out mold structure form,select the model number of injection molding machine,form of gating system and the gate design,the design of molding parts,make sure the die carrier and selection of standard parts,determine the spotting oriented institutions,determine the stripping launch agency,typical parts manufacturing process, mold material optional and so on.The inner surface of the side of the plastic member has two projecting portions,so using inclined push rod side core pulling structure,through using oblique putt and push rod to launch the plastic parts,the plastic parts can be successfully demoulding.At the same time,in the design process,using Pro / E software for modeling, Parting, computing and other processes to ensure the accuracy of the data drawing painting. In addition,also use AUTOCAD to draw the entire mold assembly drawing, parts diagrams and so on.Keywords: Mouse base; Injection mold;Inclined push rodII目 錄1 緒論1 1.1注塑成型簡介1 1.2注塑行業(yè)存在的主要問題1 1.3國內(nèi)外模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢情況1 1.4鼠標注射模具的現(xiàn)狀32 鼠標底座的工藝性分析4 2.1塑件的外形結(jié)構(gòu)4 2.2塑件材料選擇5 2.3成型方法及其工藝的選擇5 2.4塑件的表面質(zhì)量7 2.5塑件的壁厚73 選取注射機8 3.1初選注射機8 3.1.1塑件體積和質(zhì)量的計算8 3.1.2注射機選型8 3.2型腔數(shù)量及注射機有關(guān)參數(shù)的校核9 3.2.1型腔數(shù)量校核9 3.2.2鎖模力的校核10 3.2.3注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核10 3.2.4開模行程校核與推出機構(gòu)的校核114 模具的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計12 4.1分型面的確定12 4.2型腔數(shù)量及排列方式選擇125 澆注系統(tǒng)的設(shè)計14 5.1主流道設(shè)計14 5.2分流道設(shè)計15 5.3冷料穴的設(shè)計16 5.4澆口設(shè)計16 5.5主流道剪切速率的校核176 成型零件的設(shè)計18 6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計18 6.1.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計18 6.1.2凸模、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計18 6.2成型零件工作尺寸的計算19 6.2.1凹模尺寸計算19 6.2.2型芯尺寸計算20 6.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算20 6.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計217 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計22 7.1推出機構(gòu)設(shè)計原則22 7.2推出方式的確定22 7.3脫模力的計算22 7.4確定推桿的數(shù)量和尺寸238 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計249 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計26 9.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)26 9.2冷卻介質(zhì)的選擇2610 模具的安裝與工作過程28 10.1模具的安裝28 10.1.1模具的安裝原則28 10.1.2試模28 10.1.3模具合格的條件28 10.2模具的操作和工作過程2911 定模座板的加工工藝過程3012 結(jié)論32致 謝33參考文獻34畢業(yè)設(shè)計（論文）知識產(chǎn)權(quán)聲明35畢業(yè)設(shè)計（論文）獨創(chuàng)性聲明36IV1 緒論1.1注塑成型簡介若要將塑料成型為制品，那么就有很多的生產(chǎn)方法可以實現(xiàn)，而當前最常用的生產(chǎn)方法有注射、擠出、吹塑等。其中，注射成型是塑料成型加工中最普遍采用的方法。除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此方法成型。它具有成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精度較高、易于實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點。因此廣泛用于塑料制件的生產(chǎn)中，其產(chǎn)口占目前塑料制件生產(chǎn)的30%左右。但注射成型的設(shè)備價格及模具制造費用較高，不適合單件及批量較小的塑料件的生產(chǎn)。要了解注射成型和注射模，首先得了解注射機的一些基本知識，注射機是注射成型的主要設(shè)備，依靠該設(shè)備將粒狀塑料通過高壓加熱等工序進行注射。注射機為熱塑性或熱固性塑料注射成型所用的主要設(shè)備，按其外形可分為立式、臥式、直角式三種，由注射裝置、鎖模裝置、脫模裝置、模板機架系統(tǒng)等組成。注射成型是根據(jù)金屬壓鑄成型原理發(fā)展而來的，其基本原理是利用塑料的可擠壓性和可模塑性。首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機的料斗送入高溫的機筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動下，以很大的流速通過料筒前端的噴嘴注射進入溫度較低的閉合模具中，進而在經(jīng)過一段保壓冷卻定型時間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。注射成型生產(chǎn)中使用的模具叫注射模，它是實現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。注射模的種類很多，其結(jié)構(gòu)與塑料品種、塑件的復(fù)雜程度和注射機的種類等很多因素有關(guān)，其基本結(jié)構(gòu)都是由動模和定模兩大部分組成的。定模部分安裝在注射機的固定板上，動模部分安裝在注射機的移動模板上，而在注射成型過程中，它隨注射機上的合模系統(tǒng)一起運動。注射成型時，動模部分與定模部分由導(dǎo)柱導(dǎo)向而閉合。一般注射模由成型零部件、合模導(dǎo)向機構(gòu)、澆注系統(tǒng)、側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)、加熱和冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)以及支承零部件組成2 。注射模、塑料原材料和注射機通過注射成型工藝聯(lián)系在一起。注射成型工藝的核心問題就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔體，并把它注射到型腔中去，在控制條件下冷卻定型，使塑件達到所要求的質(zhì)量。注射機和模具結(jié)構(gòu)確定以后，注射成型工藝條件的選擇與控制便是決定成型質(zhì)量的主要因素。注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力和時間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件并不是一件簡單的事情，因為影響成型條件的因素有很多，如制品形狀、注射裝備、原材料、環(huán)境溫度等。39 塑料模具的設(shè)計不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用計算機輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。通過運用CAE技術(shù)在計算機上對整個注射成型過程進行模擬分析，準確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義3。1.2注塑行業(yè)存在的主要問題 （1）在我國的注塑行業(yè)中，相對專業(yè)化的生產(chǎn)企業(yè)大多是由輕工業(yè)部門管轄下的五、六十年代所建的塑料制品廠，其特點有：生產(chǎn)規(guī)模小、分散廣、科技力量不強、資金缺乏等。而國內(nèi)一些原料生產(chǎn)基地和大型家電集團、汽車制造廠、建材廠等自主投資搞注塑配件，他們的生產(chǎn)規(guī)模、科學(xué)技術(shù)水平和產(chǎn)品市場擁有率都大大超過原有企業(yè)水平，市場競爭能力較強。這種上游產(chǎn)品往下發(fā)展，而下游產(chǎn)品往上發(fā)展，使我國處于中間狀態(tài)的注塑企業(yè)發(fā)展空間越來越小，注塑產(chǎn)品單一，企業(yè)生存和發(fā)展越來越難，瀕臨破產(chǎn)倒閉。 （2）我國注塑行業(yè)市場存在混亂狀況。個別鄉(xiāng)鎮(zhèn)私人企業(yè)，由于其負擔輕、稅賦低、勞動成本低、偷工減料以低檔次、低價格傾銷產(chǎn)品沖擊市場，阻礙我國注塑行業(yè)的健康有序發(fā)展。 （3）注塑行業(yè)重復(fù)建設(shè)、產(chǎn)能過剩、產(chǎn)品互相削價，致使經(jīng)濟效益大幅度滑坡。 （4）國內(nèi)多數(shù)注塑產(chǎn)品企業(yè)整體技術(shù)、裝備、水平與發(fā)達國家比還處于較落后狀態(tài)、產(chǎn)品開發(fā)能力差，創(chuàng)新少、深度加工跟不上市場需求。 （5）注塑制品加工離不開注塑設(shè)備和模具，而目前國內(nèi)能制造的最大注塑機鎖模力只有3600噸左右，注塑量未超過5萬克。同時全國模具廠缺乏龍頭企業(yè)，模具開發(fā)能力尚不及先進發(fā)達國家。 （6）原材料供應(yīng)方面。國內(nèi)自己生產(chǎn)原料品種牌號少，選擇余地小，不能滿足加工廠需求，每年還需大量進口原材料。國內(nèi)原材料供需矛盾突出。1.3國內(nèi)外模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢情況我國塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，雖然這在我國起步相對較晚，但發(fā)展卻很快，尤其是在近幾年中，無論是質(zhì)量方面，還是技術(shù)和制造能力上都取得了較好的成績?，F(xiàn)在CAD/CAM/CAE技術(shù)在塑料模的設(shè)計制造上應(yīng)用已越來越普遍，特別是CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，取得了很大成績。目前，使用計算機進行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計、數(shù)控機床加工的編程已成為精密、大型塑料模具設(shè)計生產(chǎn)的主要手段。應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進一步提高了塑料模的設(shè)計制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準備時間，而且還為擴大模具出口創(chuàng)造了良好的條件，也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計和制造周期。此外，氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高，模具壽命及效率不斷提高，同時還采用了先進的模具加工技術(shù)和設(shè)備。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而?！薄ⅰ靶《比匀皇且粋€必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說CAD/CAM/CAE技術(shù)將全面推廣，快速原型制造（RPM）及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展，高銑削加工、熱流道技術(shù)、氣體輔助注射技術(shù)及高壓注射成型將進一步發(fā)展。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及塑件質(zhì)量的提高，塑料模塑成型技術(shù)正向高精度、高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的方向發(fā)展。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。（1）塑料成型理論研究的發(fā)展對塑料充模過程中的流變行為研究不斷深入；對注射成型的流變理論有了更進一步探討；對擠出成型已初步建立起數(shù)學(xué)模型。（2）新的成型方法不斷出現(xiàn)在實驗、研究的基礎(chǔ)上，熱流道澆注系統(tǒng)實際應(yīng)用更為廣泛；熱固性塑料注射成型技術(shù)更為完善；氣體輔助注射成型技術(shù)得到實際應(yīng)用。（3）塑件更趨向精密化、微型化以及大型化據(jù)資料介紹，德國已研制出注射量只有0.1g的微型注射機，用于生產(chǎn)0.05g的塑件；我國也研制出0.5g的注射機，用于生產(chǎn)0.1g的手表軸塑件；另外，法國已擁有注射量達到170kg的超大型注射機。（4）開發(fā)新的模具材料如采用粉末冶金及噴射成型工藝制作出硬制合金、陶瓷及復(fù)合材料。（5）模具表面強化熱處理新技術(shù)應(yīng)用近年來，我國研制的PMS鏡面塑料模具以及美國的P 21以及日本的NAK 55鋼，就是在低級材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素后，經(jīng)過毛坯淬火與回火處理，使其硬度HRC，然后加工成型，再進行時效處理，使模具硬度上升到4050HRC，大大提高了模具的使用壽命。注塑成型又稱注射模塑或注射成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。除極少數(shù)幾種熱塑性塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以用此方法成型塑件。注塑成型可以成型各種形狀、滿足眾多要求的塑料制件。注塑成型已經(jīng)成功地運用于某些熱固性塑料制件、甚至橡膠制品的工業(yè)生產(chǎn)中。 本次設(shè)計我的課題是鼠標底座注塑模具設(shè)計，經(jīng)過閱讀了大量相關(guān)書籍以及計算之后，我醞釀的設(shè)計思路是：首先要分析、消化原始資料，確定模具的結(jié)構(gòu)方案，進行模具設(shè)計的相關(guān)計算，再繪制結(jié)構(gòu)草圖、繪制模具總裝圖和非標準零件工作圖，最后編寫設(shè)計說明書。1.4鼠標注射模具的現(xiàn)狀 從某種程度上而言，電腦的迅速普及也應(yīng)歸功于鼠標所帶來的作用，鼠標為電腦用戶帶來了極大的方便，減少了用戶運用鍵盤的時間，加大了操作速度，提高了效率，進一步促進了人類經(jīng)濟的發(fā)展速度。特別是在操作系統(tǒng)發(fā)展到了Windows時代，鼠標成了關(guān)鍵的輸入設(shè)備。從基本的運行程序、復(fù)制文件、刪除文件到系統(tǒng)的設(shè)置與調(diào)試，鼠標均必不可少。鼠標在現(xiàn)代計算機中的作用越來越重要，其主要發(fā)展趨勢為人性化、多樣化、個性化、精密化等。而對于當前網(wǎng)絡(luò)化時代而言，計算機與鼠標之間的關(guān)系已是密不可分，缺失了鼠標，用戶運用計算機的效率將會受到較大的影響，當然，一個好的鼠標，也能進一步的提高用戶對計算機的使用效率。因此，當前對鼠標注塑模具的設(shè)計和制造有了更高的要求。2 鼠標底座的工藝性分析2.1塑件的外形結(jié)構(gòu)圖2.1 塑件圖圖2.2 塑件三視圖2.2塑件材料選擇此塑件作為常用零件的底座，必須有一定的機械強度，抗沖擊性，耐磨損。因此，初選幾種強度大，耐磨損的常用塑料，進行各方面性能的比較，即通過力學(xué)性能、熱性能、機械性能、成型性能、化學(xué)性能和經(jīng)濟性能等多方面比較，選出最合適成型此鼠標底座。最終，材料選定為ABS，因為其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動性好，易于成型，成型收縮率小，而理論計算收縮率為0.5%，溢料值為0.04mm左右，比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。2.3成型方法及其工藝的選擇根據(jù)塑件所選用的材料為ABS和塑件的外形特征以及使用要求，選擇最佳的成型方法就是注射成型。1）成型工藝分析 （1）外觀要求 要求表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，防止產(chǎn)生熔接痕。（2）精度等級 此塑件對精度要求不高，采用一般精度4級。（3）脫模斜度 ABS屬于無定型塑料，成型收縮率較小，選擇該塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度為1。2）注射成型工藝過程及工藝參數(shù) 混料干燥螺桿塑化充模保壓冷卻脫模塑件后處理（1）ABS塑料的干燥性。ABS塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前應(yīng)進行充分的干燥和預(yù)熱，不但能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下。（2）注射成型時各段溫度ABS塑料非牛頓性較強，在熔化過程溫度升高時，其黏度降低較大，但一旦達到成型溫度（適宜加工的溫度范圍，如2000C-3000C），如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融黏度增大，注射更困難，塑件的機械性能也下降。ABS溫度相關(guān)工藝參數(shù)如表2-1所示。表2.1 ABS工藝參數(shù)表工藝參數(shù)通用型ABS料筒后段溫度/0C160-180料筒中段溫度/0C180-200料筒前段溫度/0C200-220噴嘴溫度/0C170-180模具溫度/0C50-80（3）注射壓力ABS熔融的黏度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力。但并非所有ABS制件都要施用高壓，考慮到本塑件不大、結(jié)構(gòu)不算非常復(fù)雜、厚度適中，可以用較低的注射壓力。注射過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了塑件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度8。壓力過小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機會大，缺件表面容易霧化。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強烈，容易造成粘模。對于螺桿式注射機一般取70MPa-100MPa。（4）注射速度 ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當注射速度過快時，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。此塑件為薄壁制件，且澆口類型為直接澆口，容易充型，只需保證一般的注射速度。（5）模具溫度 ABS比聚苯乙烯加工困難，宜取高料溫、模溫（對耐熱、高抗沖擊和中抗型樹脂，料溫更宜取高），料溫對物性影響較大、料溫過高易分解（分解溫度為250 0C左右，與在料筒中停留時間長短有關(guān)，比聚苯乙烯易分解），對要求精度較高塑料件模溫宜取500C-600C，要求光澤及耐熱型料宜取600C-800C。攝像頭用塑件屬中小型制件，形狀比較規(guī)則，故不用考慮專門對模具加熱。（6）料量控制 注塑機注塑ABS塑料時，其每次注射量僅達標準注射量的80%。為了提高塑件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標定注射量的50%為宜。通常要確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注射產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。2.4塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面質(zhì)量包括表面粗糙度和外觀質(zhì)量等。對于塑件外表面，在外觀質(zhì)量上要求從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等疵點；在表面粗糙度上，表面粗糙度值為Ra0.8m。對于塑件內(nèi)表面，表面粗糙度值為Ra1.6m。2.5塑件的壁厚 壁厚的大小主要與塑料品種、塑料制品大小及成型工藝條件等因素有關(guān)。塑件的壁厚一般在13mm范圍內(nèi)，最常用數(shù)值為23mm。若壁厚過小，成型時的流動阻力大，若因塑件結(jié)構(gòu)所造成的壁厚差別過大，不但則浪費原料，增加塑件的成本，而且會增加成型時間和冷卻時間，降低生產(chǎn)率，同時成型中各部分所需冷卻時間不同，收縮率也不同，容易造成塑件的內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形，還容易產(chǎn)生氣泡，縮孔等缺陷?？蓪⑺芗^厚部分挖空使該塑件的壁厚均勻為2mm?；緷M足要求。 3 選取注射機注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合要求的模具。3.1初選注射機3.1.1塑件體積和質(zhì)量的計算通過對該塑件進行計算和分析后，得出：塑件體積：V塑=14.16 cm。塑件的質(zhì)量：m1=15.6g。流通凝料的質(zhì)量m2還是一個未知數(shù)，由于此模具結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)簡單，且為一模兩腔。根據(jù)以往設(shè)計模具的經(jīng)驗，我們可以取塑件質(zhì)量的0.7倍，故注射量為：M= m1（1+0.7）2= 53.04g3.1.2注射機選型澆注系統(tǒng)凝料與塑件的總質(zhì)量為M=53.04g，則總體積為V=M/1.1=48.22 g/cm。則有V/0.8=60.275 g/cm。根據(jù)以上計算，初步選定注射機型號為G54-S200/400型注射機。其主要技術(shù)參數(shù)見下表3.1。表3.1 J54-S200/400型注射機參數(shù)項目J54-S200/400型注射機參數(shù)理論注射容積/cm3200400螺桿直徑/mm55注射壓力/MPa109注射行程/mm160注射時間/s1.8塑化能力/(g/s)16.8注射方式螺桿式合模力/N25.4105最大成型面積/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拉桿空間/mm290368合模方式液壓-機械推出形式/mm中心推出電動機功率/kW18.5噴嘴球半徑/mm12噴嘴口直徑/mm43.2型腔數(shù)量及注射機有關(guān)參數(shù)的校核在模具設(shè)計之初和選擇注射機之后，這種注射機是否合適，還要對該機型的其他技術(shù)參數(shù)進行校核。3.2.1型腔數(shù)量校核（1）計算注射機料筒塑化速率校核模具的型腔數(shù)n可用公式（3.1） (3.1) 212，故型腔數(shù)量校核合格。式中K為注射機最大注射量的利用系數(shù)，無定形塑料一般取0.8 M注射機的額定塑化量，該注射機為100800g/h t成型周期，取50s m1單個塑件的質(zhì)量或體積，m1=15.6g m2澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量或體積，取0.2nm1上表中注射速率、塑化能力是以PS為標準，而ABS的密度與PS相差不多，所以上述計算不需進行換算。3.2.2鎖模力的校核鎖模力是指注射機的鎖模機構(gòu)對模具所施加的夾緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模方向產(chǎn)生一個很大的脹型力。因此，鎖模力必須大于該模的脹型力，即：F鎖F脹=p腔A分式中：p腔模具型腔內(nèi)塑料熔體的平均計算壓力（MPa）； A分塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和（mm）。 p腔選取常用值35MPa。塑件在分型面上的投影面積A塑，則A塑=5000mm。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，A澆為A塑的0.20.5倍，取A澆=0.3A塑，所以A分=n（A澆+A塑）= n（0.3A塑+A塑）=12000 mm。則有：F脹=p腔A分=1200035=420kN 注射機的公稱鎖模力F鎖=900kN，鎖模力的安全系數(shù)為k=1.11.2，取k=1.2，kF脹=1.2F脹=504kNF鎖,所以注射機鎖模力合格。3.2.3注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核不同型號的注射機安裝部位的形狀和尺寸各不相同，應(yīng)對其噴嘴尺寸，定位圈尺寸，模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等方面進行校核，由此而確保模具能順利安裝。 （1）噴嘴尺寸。注射機噴嘴頭一般為球面，模具主流道始端凹球面半徑SR應(yīng)與噴嘴球面半徑SRo相適應(yīng)，即：SR=SRo+1mm=12+1mm=13mm （2）定位圈尺寸。模具安裝在注射機上必須使模具中心線與料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機固定模板上的定位孔呈間隙配合（H8/e8）。對小型模具而言，定位圈的高度為8mm10mm,而對大型模具的則為10mm15mm，在此取10mm。 （3）模具厚度Hm也稱模具閉合高度，必須滿足： HminHmHmax 式中：Hmin注射機允許的最小模具厚度，即動定模之間的最小開合距離（mm）； Hmax注射機允許的最大模具厚度（mm）。根據(jù)設(shè)計估計本模具高度在200300mm之間滿足設(shè)計要求。（4）模具長、寬尺寸與注射機拉桿間距離的關(guān)系。為了安裝方便，應(yīng)使注射機拉桿內(nèi)間距比模具尺寸10mm。（5）模具與注射機的安裝關(guān)系。模具的安裝固定形式有壓板式與螺釘式兩種。壓板式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。本塑件可以選擇螺釘安裝。3.2.4開模行程校核與推出機構(gòu)的校核開模行程是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機移動模板的最大行程S，由于注射機得鎖模機構(gòu)不同，開模行程可按兩種情況進行校核。XS-ZY-125型注射機的鎖模機構(gòu)為液壓機械聯(lián)合作用，故選擇開模行程與模厚無關(guān)的情況校核。其模板行程是由連桿機構(gòu)的最大沖程所決定，而與模厚無關(guān)9。 對于單分型面注射模，在進行開模的過程中，通常需要一定的開模行程，而在此所需開模行程H為：H=H1+H2+(510)mmS 式中：H1 推出距離（脫模距離）（mm）； H2包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度(mm)。所以該塑件的開模行程H=15+80+5mm=100mmS。4 模具的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計4.1分型面的確定在塑件設(shè)計階段，應(yīng)該考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設(shè)計階段，應(yīng)首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計是否合理，對塑件質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具的設(shè)計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模具設(shè)計中的一個關(guān)鍵因素。分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫模。同時在選擇分型面時考慮以下因素：（1）不應(yīng)影響塑件的尺寸精度和外觀，即分型面不破壞塑件光滑的外表面。（2）盡量簡單，避免復(fù)雜形狀，使模具制造容易。（3）不妨礙塑件脫模和抽芯，確保塑件開模后留在動模一側(cè)。（4）有利于澆注系統(tǒng)的合理設(shè)置，特別是澆口位置。（5）盡可能與料流的末端重合，有利于排氣。注射模具可分為單分型面注射模，雙分型面注射模等。（1）單分型面注射模。單分型面注射模又稱兩板式模具，它是注射模中最簡單又最常見的一種結(jié)構(gòu)形式。這種模具可根據(jù)需要設(shè)計成單型腔，也可以設(shè)計成多型腔。構(gòu)成型腔的一部分在動模，另一部分在定模。主流道設(shè)在定模一側(cè)，分流道設(shè)在分型面上。開模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應(yīng)收縮包緊在型芯上，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一同留在動模一側(cè)，動模一側(cè)設(shè)置的推出機構(gòu)推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對于塑件外觀質(zhì)量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結(jié)構(gòu)。（2）雙分型面注射模。雙分型面又稱三板式注射模。與單分型面注射模相比，在動模與定模之間增加了一個可移動的澆口板（又稱中間板），塑件和澆注系統(tǒng)凝料從兩個不同的分型面取出。雙分型面的種類較多，我們接觸到的大致有以下幾種：定距板式雙分型面注射模、定距拉式雙分型面注射模、定距導(dǎo)柱式雙分型面注射模、拉鉤式雙分型面注射模、擺鉤式雙分型面注射模、尼龍拉鉤式雙分型面注射模。雙分型面對于塑件外觀質(zhì)量要求比較高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用以上各種雙分型面結(jié)構(gòu)。綜合考慮塑件結(jié)構(gòu)及表面質(zhì)量要求，選擇雙分型面注射模，分型面形式為水平分型面。4.2型腔數(shù)量及排列方式選擇此鼠標底座用塑件屬中小型塑件，形狀比較規(guī)則，精度要求為一般，且為批量生產(chǎn)，但塑件一側(cè)有側(cè)孔，需進行抽芯，同時還有內(nèi)抽芯，且采用的是潛伏式澆口，故采用一模二腔的結(jié)構(gòu)形式，采用中心對稱排列。型腔的布置方式如圖4.1所示。圖4.1 型腔排列方式5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道，它的作用是將塑料熔體順利的充滿型腔的各個部位。具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，正確設(shè)計澆注系統(tǒng)對獲得優(yōu)質(zhì)的塑件極為重要。注射成型的基本要求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔，而影響順利充模的關(guān)鍵之一就是澆注系統(tǒng)的設(shè)計。澆口形式的選擇就決定了流道系統(tǒng)，而流道系統(tǒng)又決定了模具的結(jié)構(gòu)形式。本設(shè)計由于塑件是結(jié)構(gòu)比較簡單的實體類零件，在塑件底部邊緣采用側(cè)澆口是比較合理的形式，由于是實體類零件，同時塑件尺寸也不小，故不會影響塑料的流動，塑料能快速的充滿型腔，且在塑件的外表面沒有留下熔接痕，用于側(cè)澆口的模架結(jié)構(gòu)也比較簡單。因此，本套模具采用一模兩腔、側(cè)澆口的普通流道澆注系統(tǒng)。5.1主流道設(shè)計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導(dǎo)入分流道和型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的游去和開模時主流道凝料的順利拔出。其頂部設(shè)計成半球凹坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大1mm-2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出。由于主流道與注射機的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨立的主流道襯套，材料選用45鋼，并經(jīng)局部熱處理球面硬度38HRC-45HRC，設(shè)計獨立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進口直徑略大于噴嘴直徑0.5mm-1mm以避免溢料并且防止銜接不準而發(fā)生的堵截現(xiàn)象，其關(guān)系如圖5.1所示。圖5.1噴口與澆口套尺寸關(guān)系在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。主流道尺寸設(shè)計（1）主流道小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸+（0.51）mm=4+（0.51）mm=（4.55）mm ,d取4.5mm。（2）主流道球面半徑 R=注射機噴嘴球頭半徑+(12)mm=12+(12)mm=13mm14mm, R取14mm。（3）球面配合高度 h=3mm5mm,取h=5mm。（4）主流道長度 L=80mm。（5）主流道大端直徑 D=d+2Ltan5+280tan1.5mm=8.7mm 。式中=12，取1.5。 主流道的凝料體積：V主=3.1480(4.35+2.25+4.352.25)/3=2827.8 mm=2.83 cm。 主流道當量半徑：Rn=(4.35+2.25)/2=3.3mm。5.2分流道設(shè)計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開設(shè)在分型面上，起分流和轉(zhuǎn)向作用，分流道的長度取決于模具型腔的總體布置和澆口位置，分流道的設(shè)計應(yīng)盡可能短，以減少壓力損失，熱量損失和流到零料本設(shè)計初選分流道為半圓形流道。這種分流道加工性能好，澆口開在流道中心線上，因此延長了澆口凍結(jié)時間。另外需要配合彎曲潛伏式澆口設(shè)計，便于加工銜接處。 根據(jù)推薦尺寸，選取一級分流道直徑d1=8mm ，二級分流道直徑d2=6mm。分流道長度由澆口位置布置和型腔布置而定?？紤]到兩方面的因素，分流道盡可能縮短其長度，降低澆注系統(tǒng)凝料的重量，不干涉到澆口在制件表面的位置排布，以免改變充模過程中熔料在型腔內(nèi)均勻分布狀況，影響制件成型工藝。 一級分流道長度L1=70mm ，二級分流道長度L2=48mm。凝料體積：V分=703.144/2+683.143/2=2436.64 mm=2.72 cm。分流道體積流量：q分=（2.72+14.16）/1.6=10.55 cm/s。則剪切速率：r分=3.310.551000/(3.141.75)=2.0710s-1。則分流道的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最佳剪切速率510510之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。5.3冷料穴的設(shè)計 模具設(shè)計只有主流道冷料穴的設(shè)計。為避免前端冷料進入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對面設(shè)冷料井，對于臥式注塑機冷料穴設(shè)在與主流道末端相對的動模上。故主流道冷料穴設(shè)在動模板上，并設(shè)計了Z型拉料桿，開模時能將主流道中的冷料拉出。5.4澆口設(shè)計澆口是連接流道與型腔之間的一段細小短通道。它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質(zhì)量影響很大。本設(shè)計澆口采用側(cè)澆口，澆口截面積通常為分流道截面積的0.07倍-0.09倍，澆口長度約為0.5mm-0.75mm左右。澆口具體尺寸一般根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限值，然后在試模時逐步修正。澆口的主要作用是：（1）熔體充模后首先在澆口處凝固，當注射機的螺桿退回時，可防止熔體向流道回流。（2）熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時，產(chǎn)生摩擦熱，使熔體升溫，有助于充模。（3）易于切除澆口凝料，二次加工方便。（4）對于多型腔模具，澆口能用來平衡進料，對于多澆口單型腔模具，澆口能用來平衡進料。澆口位置的選擇原則：（1）澆口選擇有阻擋物最近的距離。（2）澆口的尺寸及位置選擇應(yīng)避免產(chǎn)正噴射和蠕動。 （3）澆口應(yīng)開設(shè)在塑件斷面最厚處。（4）澆口位置的選擇應(yīng)使塑料流程最短，料流變向最少。 （5）澆口位置選擇應(yīng)有利于型腔內(nèi)氣體的排出。（6）澆口位置的選擇應(yīng)減少或避免塑件的熔接痕增加熔接牢度。（7）澆口位置的選擇應(yīng)防止料流將型腔，型芯，嵌件擠壓變形。考慮到鼠標底座要有使用要求及其外觀的要求，本設(shè)計采用潛伏式澆口。形式如圖5.2所示。圖5.2 潛伏式澆口澆口大端直徑3mm，澆口小端直徑1mm，澆口長度14mm。澆口的體積流量：q澆=14.16/1.6=8.85 cm/s。澆口的當量半徑：R澆=（1.5+0.5）/2=1mm。澆口的剪切速率：r澆=3.38.851000/(3.141)=9.310。則該澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5105之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。5.5主流道剪切速率的校核主流道的體積流量：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。則主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最佳剪切速率510510之間，所以，主流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。6 成型零件的設(shè)計6.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模時與塑件發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能和良好的拋光性能。6.1.1凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模也稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓。按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為整體式、整體嵌入式、局部鑲拼式和四壁拼合式四種類型。 （1）整體式凹模。凹模由整塊材料制成，結(jié)構(gòu)簡單，成型塑件的質(zhì)量較好，模具強度高，不易變形。但其加工工藝性差，熱處理不方便，內(nèi)尖角處易開裂，所以只適用于形狀簡單的塑件成型。 （2）整體嵌入式凹模。對于多型腔模具，一般情況都是將每個型腔單獨加工，然后壓入模板中。凹模與模板采用小間隙配合或過渡配合。 （3）局部鑲拼式凹模。對于形狀復(fù)雜易損壞的凹模，將難以加工或易損壞的部分設(shè)計成鑲件形式，嵌入型腔主體上，以方便加工和更換。嵌入部分與凹模采用過渡配合H7/m6。（4）四壁拼合式凹模。對于大型的復(fù)雜凹模，可以采用將凹模四壁單獨加工后鑲?cè)肽Ｌ字?，然后再和底板組合的方式。在此次設(shè)計中，考慮到塑件的精度，采用整體嵌入式凹模6.1.2凸模、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是主要的成型零件，因此又稱主型芯。凸模的作用是將壓機的壓力傳遞到塑件制品上，并壓制塑料的內(nèi)表面及端面。凸模由兩部分組成：上端與加料室有配合關(guān)系，以防止熔料溢出并有導(dǎo)向作用；下端為成型部分并設(shè)有脫模斜度。凸模結(jié)構(gòu)有整體式及組合式兩種類型。（1）主型芯的結(jié)構(gòu)。主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種，整體式是將型芯與模板制成一體，其結(jié)構(gòu)牢固，但工藝性較差，同時模具材料耗費多，主要用于小型模具上的簡單型芯。組合式型芯可以分為整體式嵌入型芯和鑲拼式。這種類型型芯可以節(jié)約貴重的模具材料，便于加工，尺寸精度容易保證。一般模具的型芯都采用單獨加工，然后鑲?cè)肽０逯小２捎靡欢ńY(jié)構(gòu)或方式對型芯進行周向或軸向定位。為了方便加工，形狀復(fù)雜的型芯大多采用鑲拼式組合結(jié)構(gòu)。（2）小型芯的結(jié)構(gòu)。小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造，然后嵌入模板中。對于異型芯，為了方便加工，常將型芯設(shè)計成兩段，聯(lián)接和固定段制成圓形，并用凸肩和模板連接。在此設(shè)計中，為了保證成型后的塑件精度，采用組合式凸模，包含主型芯和小型芯。6.2成型零件工作尺寸的計算此塑件尺寸精度要求不高，只需計算型腔、型芯的幾個主要尺寸就可以了。塑件精度等級按GB/T144861993，ABS一般精度取MT3級，計算中按相應(yīng)公差來查取，采用平均值法來計算。影響塑件尺寸精度的主要因素有：（1）塑件收縮率波動所引起的尺寸誤差。（2）模具成型零件的制造誤差成型零件加工精度越低，成型塑件的尺寸精度也越低。（3）模具成型零件的磨損誤差。（4）模具安裝配合的誤差。一般情況下，收縮率的波動、模具制造公差和成型零件的磨損是影響塑件尺寸精度的主要原因。而收縮率的波動引起的塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸的增大而增大。因此生產(chǎn)大型塑件時，若單靠提高模具制造精度等級來提高塑件精度是比較困難和不經(jīng)濟的，應(yīng)穩(wěn)定成型工藝條件和選擇收縮率波動較小的塑料。生產(chǎn)小型塑件時，模具制造公差和成型零件的磨損，是影響塑件尺寸精度的主要因素，因此，因提高模具精度等級和減少磨損。6.2.1凹模尺寸計算（1）凹模的徑向尺寸：()計算公式為： （6.1）式中：塑件的平均收縮率（%）。ABS的收縮率為0.4%0.7%，所以 。是模具制造公差， ；其中=0.5mm。x是系數(shù)，一般在0.50.8之間，取x=0.6。（2）凹模的深度尺寸：HM ( HS1 =21mm ，HS2 =23mm ) 計算公式為： （6.2)查得塑件的制造公差分別為：；系數(shù)。 6.2.2型芯尺寸計算 （1）型芯徑向尺寸：lM ( ls1=50mm )計算公式為： (6.3)查得塑件的制造公差分別為：，系數(shù)x=0.6。 （2）型芯高度尺寸：hM ( hs1 =13mm，hs2 =20mm )計算公式為： (6.4)查得塑件的制造公差分別為：，；系數(shù)。 6.3模具型腔側(cè)壁和底板厚度的計算在注塑成型過程中，型腔主要承受塑料熔體的壓力，因此模具型腔應(yīng)當具有足夠的強度和剛度。如果型腔壁厚和底板的厚度不夠，當型腔中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過型腔材料本身的許用應(yīng)力時，型腔將導(dǎo)致塑性變形，甚至開裂。與此同時，若剛度不足將導(dǎo)致過大的彈性變形，從而產(chǎn)生型腔向外膨脹或溢料間隙。因此，有必要對型腔進行強度和剛度的計算，尤其對重要的、精度要求高的大型塑件的型腔，不能僅憑經(jīng)驗確定型腔壁厚和底板厚度10。模具型腔壁厚的計算，應(yīng)以型腔最大壓力為準。理論分析和生產(chǎn)實踐表明，大尺寸的模具型腔，剛度不足是主要矛盾，型腔壁厚應(yīng)以滿足剛度條件為準；而對于小尺寸的模具型腔，強度不足是主要矛盾，設(shè)計型腔壁厚應(yīng)以強度條件為準。以強度計算所需要的壁厚和以剛度計算所需要的壁厚相等時的型腔內(nèi)即為強度計算和剛度計算的分界值。在分界值不知道的情況下，應(yīng)分別按強度條件和剛度條件算出壁厚，取其中較大值作為模具型腔的壁厚。本設(shè)計為整體嵌入式矩形凹模，按剛度計算，側(cè)壁壁厚的計算公式為： （6.5）式中：h凹模深度（mm）；C參數(shù)，C=1.3；P模具型腔內(nèi)最大的熔體壓力（MPa）；型腔長寬比例參數(shù)；E模具材料的彈性模量（MPa）；模具剛性計算許用變形量（mm）。墊板厚度的計算，可根據(jù)經(jīng)驗公式：H=0.12250=30mm。6.4排氣系統(tǒng)的設(shè)計在塑料熔體填充注射模腔過程中，模腔內(nèi)除了原有的空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而形成的水蒸氣，塑料局部分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料助劑揮發(fā)（或化學(xué)反應(yīng)）所產(chǎn)生的氣體以及熱固性塑料交聯(lián)硬化釋放的氣體等；這些氣體如果不能被熔融塑料順利地排除模腔，將在制件上形成氣孔，接縫，表面輪廓不清，不能完全充滿型腔；同時，還會因為氣體被壓縮而產(chǎn)生的高溫灼傷制件，使之產(chǎn)生焦痕，色澤不佳等缺陷。模具的排氣可以利用排氣槽排氣，分型面排氣，利用型芯，推桿，鑲件等的間隙排氣。有時為了防止塑件在頂出時造成真空而變形，必須設(shè)置進氣裝置。如果情況特殊則必須開設(shè)排氣槽。由于本課題設(shè)計的是塑件端蓋的模具，有一個分型面，而且選擇的是ABS材料，該材料具有較好的流動性，因此，型腔內(nèi)的氣體完全可以由分型面和型芯與動模之間的軸向間隙進行排出。同時，該塑件的厚度也較小，所以該模具適合利益配合間隙直接進行排氣，不需要開排氣槽。7 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計7.1推出機構(gòu)設(shè)計原則在設(shè)計脫模推出機構(gòu)時應(yīng)遵循下列原則：（1）推出機構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動模一側(cè)。由于推出機構(gòu)的動作是通過裝在注射機合模機構(gòu)上的頂桿來驅(qū)動，所以一般情況下，推出機構(gòu)設(shè)置在動模的一側(cè)，。正因如此，在分型面設(shè)計時應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動模一側(cè)。（2）保證塑件不因推出而變形損壞。為了保證塑件在推出過程中不變形、不損壞，設(shè)計時應(yīng)仔細分析塑件對模具的包緊力和黏附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點應(yīng)作用在塑件剛性好的部位，如肋部、凸緣、殼體形塑件的壁緣處，盡量避免推力點作用在塑件的薄平面上，防止塑件破裂、穿孔，如殼體形塑件級筒形塑件多采用推板推出。從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。用推桿推出時，推桿作用在塑件表面的面積要進行計算，以防推出過大而使塑件發(fā)白或使塑件變形報廢。（3）機構(gòu)簡單、動作可靠。推出機構(gòu)應(yīng)使推出動作可靠、靈活，制造方便，機構(gòu)本身要有足夠的強度、剛度和硬度，以承受推出過程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。（4）良好的塑件外觀。推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或隱蔽面和非裝飾面，對于透明塑件尤其注意頂出位置和頂出形式的選擇，以避免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。（5）合模時的正確復(fù)位。設(shè)計推出機構(gòu)時，還必須考慮合模時推出機構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模具零件相干涉。7.2推出方式的確定本塑件采用推桿、斜推桿的推出方式。推桿與推桿孔有一段配合長度為推桿直徑的35倍的間隙配合（H8/f8）,防止塑料熔體溢出，其余部分為擴孔。擴孔的直徑比推桿大0.5mm（即d1=d2=d+0.5mm）。推桿穿過的孔要保證垂直度，保證推桿能順暢的推出和返回。7.3脫模力的計算塑件為薄壁塑件，塑件的橫截面形狀為矩形，其脫模力的計算公為： （7.1）式中：F脫模力（N）；E塑料的彈性模量（MPa）；S塑料成型的平均收縮率（%）；t塑件的壁厚（mm）；L被包型芯的長度（mm）；塑料的泊松比；脫模斜度（）；f塑料與鋼材之間的摩擦系數(shù)；A塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（）；K2由f和決定的無因次數(shù)，K2=1+fsincos。 （7.2）7.4確定推桿的數(shù)量和尺寸雖然推桿數(shù)目越多，推出效果越好，制品越平整。但是，如果采用過多的推桿會增加不必要的制造成本，另外還會影響到型芯和冷卻管道的布置。因此，在首先保證推出穩(wěn)定、可靠的情況下，應(yīng)該盡可能的減少推桿數(shù)目。確定推桿數(shù)目為3。有兩處內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)，所以斜推桿數(shù)目為2。圓形推桿的直徑計算公式： （7.3）式中：d推桿直徑（mm）；L推桿長度（mm）；F脫塑件的脫模力（N）；E推桿材料的彈性模量（MPa）；n推桿數(shù)目；k安全系數(shù)，取1.5。 ，取d=5mm。8 側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計當注射成型側(cè)壁帶有孔、凹穴、凸臺等的塑件時，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動的機構(gòu)，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件否則無法脫模。帶動側(cè)向成型零件做側(cè)向移動（抽拔與復(fù)位）的整個機構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。本設(shè)計采用斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯形式。斜推桿機構(gòu)里，是一個非常重要的參數(shù)，角度越小斜推桿的摩擦阻力越小，作用在斜推桿上的彎曲力也越小，斜推桿滑動的越順暢；但是角度越小，在相同的頂出距離的條件下抽芯量也越小。的大小直接影響到斜推桿機構(gòu)的使用空間，設(shè)計不恰當，可能會發(fā)生干涉現(xiàn)象。=59，這是斜推桿機構(gòu)中使用的最多的角度范圍。本設(shè)計的抽芯距離是3mm，推出距離是25mm， 3/tan8=21.4mm25mm。因此取=8。斜推桿的配位總長在120mm以下，在59之間。取斜推桿厚度為8mm，寬度為8mm。此外，還有斜推桿固定件的設(shè)計，具體設(shè)計尺寸如圖8.1和圖8.2。圖8.1 斜推桿固定件圖8.2 斜推桿9 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計注射模設(shè)計溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。由于本塑件采用的是ABS材料，其黏度中等、流動性較好，對模具溫度的要求不高，因此只要設(shè)計冷卻系統(tǒng)即可。9.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)（1）冷卻系統(tǒng)和冷卻介質(zhì)。一般注射到模具內(nèi)的塑料溫度為200左右，而塑件固化后從模具型腔中取出時其溫度在60以下。熱塑性塑料在注射成型后，必須對模具進行有效的冷卻，使熔融塑料的熱量盡快地傳給模具，使塑料可靠冷卻定型并可迅速脫模。對于黏度低、流動性好的塑料（如PE、PP、PS、PA66等），因為成型工藝要求模溫都不太高，所以用常溫水對模具進行冷卻。由于ABS的流動性為中等，且水的熱容量大，成本低，傳熱系數(shù)大，故該套模具亦采用常溫水進行冷卻。（2）冷卻系統(tǒng)的簡略計算。如果忽略模具因空氣對流、熱輻射以及與注射機接觸所散發(fā)的熱量，不考慮模具金屬材料的熱阻，可對模具冷卻系統(tǒng)進行初步和簡略的計算。9.2冷卻介質(zhì)的選擇冷卻介質(zhì)有冷卻水和壓縮空氣，但用冷卻水較多，因為水的熱容量大、傳熱系數(shù)大，成本低。用水冷卻，即在模具型腔周圍或內(nèi)部開設(shè)冷卻水道。由于ABS的黏度中等、流動性好，成型工藝要求模具溫度都不太高，所以常采用水對模具冷卻。（1）單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W