鼠标外壳注塑模毕业设计论文(整套).pdf

1目录前言摘要 第一 章 零件的工艺分析 41.1材料的选择 41.2产品工艺性与结构分析 5第二章 模具结构设计 62.1型腔数量以及排列方式 62.2初选注射机 。 62.3分型面的设计 72.4浇注系统与排溢系统的设计 92.5成型零件的设计 151.凹模的设计 152.型心尺寸的计算 213.模具型腔侧壁和底版厚度的计算 262.6推出机构的设计 292.7侧向分型与抽芯机构的设计 322.8注射机参数的较核 34前 言毕 业 设 计 是 在 修 完 所 有 课 程 之 后 ， 我 们 走 向 社 会 之 前 的 一 次综 合 性 设 计 。 在 此 次 设 计 中 ， 主 要 用 到 所 学 的 注 射 模 设 计 ， 以 及机 械 设 计 等 方 面 的 知 识 。 着 重 说 明 了 一 副 注 射 模 的 一 般 流 程 ， 即注 射 成 型 的 分 析 、 注 射 机 的 选 择 及 相 关 参 数 校 核 、 模 具 的 结 构 设计 、 注 射 模 具 设 计 的 有 关 计 算 、 模 具 总 体 尺 寸 的 确 定 与 结 构 草 图的 绘 制 、 模 具 结 构 总 装 图 和 零 件 工 作 图 的 绘 制 、 全 面 审 核 投 产 制2造 等 。 其 中 模 具 结 构 的 设 计 既 是 重 点 又 是 难 点 ， 主 要 包 括 成 型 位置 的 及 分 型 面 的 选 择 ， 模 具 型 腔 数 的 确 定 及 型 腔 的 排 列 和 流 道 布局 和 浇 口 位 置 的 选 择 ， 模 具 工 作 零 件 的 结 构 设 计 ， 侧 面 分 型 及 抽芯 机 构 的 设 计 ， 推 出 机 构 的 设 计 ， 拉 料 杆 的 形 式 选 择 ， 排 气 方 式设 计 等 。 通 过 本 次 毕 业 设 计 ， 使 我 更 加 了 解 模 具 设 计 的 含 义 ， 以及 懂 得 如 何 查 阅 相 关 资 料 和 怎 样 解 决 在 实 际 工 作 中 遇 到 的 实 际 问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助 ， 在此一一表示感 谢 ！ 由 于 实 践 经 验 的 缺 乏 ， 且 水 平 有 限 ， 时 间 仓 促 。 设 计 过 程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。在编写说明书过程中 ， 我参考了 塑料模成型工艺与模具设计 、实用注塑模设计手册 和 模具制造工艺 等有关教材 。 引用了有关手册的公式及图表 。 但由于本人水平的有限 ， 本说明书存在一些缺点和错误，希望老师多加指正，以达到本次设计的目的。绪 论第一节 塑料成型在工业生产中的重要性一、 塑料及塑料工业的发展塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物 ， 简称高聚物 。塑 料 其 余 成 分 包 括 增 塑 剂 、 稳 定 剂 、 增 强 剂 、 固 化 剂 、 填 料 及 其它配合剂。 塑 料 制 件 在 工 业 中 应 用 日 趋 普 遍 ， 这 是 由 于 它 的 一 系 列 特 殊的 优 点 决 定 的 。 塑 料 密 度 小 、 质 量 轻 。 塑 料 比 强 度 高 ； 绝 缘 性 能好 ， 介 电 损 耗 低 ， 是 电 子 工 业 不 可 缺 少 的 原 材 料 ； 塑 料 的 化 学 稳定 性 高 ， 对 酸 、 碱 和 许 多 化 学 药 品 都 有 很 好 的 耐 腐 蚀 能 力 ； 塑 料3还 有 很 好 的 减 摩 、 耐 磨 及 减 震 、 隔 音 性 能 也 较 好 。 因 此 ， 塑 料 跻身于金属 、 纤维材料和硅酸盐三大传统材料之列 ， 在国民经济中 ，塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。塑料工业的发展阶段大致分为一下及个阶段： 1.初 创阶段 30年 代以前 ，科学 家研制 分醛、 硝酸纤 维和聚酰胺等热塑料，他们的工业化特征是采用间歇法、小批量生产。2.发 展阶段 30年 代，低 密度聚 乙烯、 聚氯乙 烯等塑 料的工业化生产 ， 奠定了塑料工业的基础 ， 为其进一步发展开辟了道路 。3.飞跃阶段 50年代中期到 60年代末 ， 塑料的产量和数量不断增加，成型技术更趋于完善。 4.稳 定增长 阶段 70年 代以来 ，通过 共聚、 交联、 共混、 复合 、 增 强 、 填 充 和 发 泡 等 方 法 来 改 进 塑 料 性 能 ， 提 高 产 品 质 量 ，扩 大 应 用 领 域 ， 生 产 技 术 更 趋 合 理 。 塑 料 工 业 向 着 自 动 化 、 连 续化、产品系列化，以及不拓宽功能性和塑料的新领域发展。 我国 塑料工 业发展 较晚。 50年代 末，由 于万吨 级聚氯 乙稀装置的投产和 70年代中期引进石油化工装置的建成投产 ， 使塑料工业 有 了 两 次 的 跃 进 ， 于 此 同 时 ， 塑 料 成 型 加 工 机 械 和 工 艺 方 法 也得到了迅速的发展，各种加工工艺都已经齐全。塑 料 由 于 其 不 断 的 被 开 发 和 应 用 ， 加 之 成 型 工 艺 的 不 断 发 展成 熟 于 完 善 ， 极 大 地 促 进 了 成 型 模 具 的 开 发 于 制 造 。 随 着 工 工 业塑 料 制 件 和 日 用 塑 料 制 件 的 品 种 和 需 求 的 日 益 增 加 ， 而 且 产 品 的更 新 换 代 周 期 也 越 来 越 短 ， 对 塑 料 和 产 量 和 质 量 提 出 了 越 来 越 高的要求。 二、 塑料成型在工业生产中的重要作用模具 是工业 生产中 重要的 工艺装 备，模 具工业 是国民 经济各部门发展的重要基础之一 。 塑料模是指用于成型塑料制件的模具 ，它是型腔模的一种类型。模具 设计水 平的高 低、加 工设备 的好坏 、制造 力量的 强弱、模 具 质 量 的 好 坏 ， 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 产 品 质 量 和 经 济 效 益 的 提 高 。 美 国 工 业 界 认 为 “ 模具工业是美国工业的基础 ” ， 日本则称 “ 模具是促进社会繁荣富裕的劳动力 ” 。近年来，我国各行业对模具的发展都非常重视。 1989年 ， 国务院颁布了 “ 当前产业政策要点的决定 ” ， 在重点支持改造的产业 、产 品 中 ， 把 模 具 制 造 列 为 机 械 技 术 改 造 序 列 的 第 一 位 ， 它 确 定 了模 具 工 业 在 国 民 经 济 中 的 重 要 地 位 ， 也 提 出 了 振 兴 模 具 工 业 的 主4要任务。 三、 塑料成型技术的发展趋势一副好的塑料模具与模具的设计 、 模具材料及模具制造有很大的关系 。 塑料成型技术发展趋势可以简单地归纳为一下几个方面 :1.模 具 的 标 准 化 为 了 适 应 大 规 模 成 批 生 产 塑 料 成 型 模 具 和缩 短 模 具 制 造 周 期 的 需 要 ， 模 具 的 标 准 化 工 作 十 分 重 要 ， 目 前 我国标 准化程 度只达 到 20。 注射模 具零部 件、模 具技术 条件和 标准模架等有一下 14个标准：当 前 的 任 务 是 重 点 研 究 开 发 热 流 道 标 准 元 件 和 模 具 温 控 标 准装 置 ； 精 密 标 准 模 架 、 精 密 导 向 件 系 列 ； 标 准 模 板 及 模 具 标 准 件的先进技术和等向标准化模块等。 2.加强理论研究3.塑料制件的精密化、微型化和超大型化4.新材料、新技术、新工艺的研制、开发和应用 各 种 新 材 料 的 研 制 和 应 用 ， 模 具 加 工 技 术 的 革 新 ，CAD/CAM/CAE技术的应用都是模具设计制造的发展趋势。四、 CAD/CAM开发平台及其发展趋势CAD/CAM技术从诞生至今已有三十多年的历史 ， 历经二维绘图 、线框模型 、 自由曲面模型 、 实体造型 、 特征造型等重要发展阶段 ，其间还伴随着参数化 、 变量化 、 尺寸驱动等技术的融入 。通过三十多年的努力 ， CAD/CAM技术在基础理论方面日趋成熟 ，同 时 推 出 了 许 多 商 品 化 系 统 ， 诸 如 Pro/Engineer， UGII,CATIA，SolidWorks等 。 “ 美酒愈陈愈香 ” ， 但软件技术则不同 ， 停止就意味着被淘汰 ， CAD/CAM系统的开发正伴随着计算机软硬件技术的高速 发展向 着更高 、更深 层次方 向发展 。 AD/CAM系统 的开发 主要可分为三种方式 ： （ 1） 完全自主版权的开发 ， 一切需从底层做起 ；（ 2） 基于某个通用 CAD系统的二次开发 ， 如基于 AutoCAD软件的二 次 开 发 ； （ 3） 基 于 CAD/CAM软 件 平 台 的 开 发 ， 此 类 开 发 界 于 前两种方式之间 ， 较二次开发可以更深入核心层 ， 具有开发周期短 、见 效 快 、 系 统 稳 定 性 好 和 功 能 强 等 特 点 ， 当 然 平 台 的 价 格 也 很 昂贵 .当今比较流行的 CAD/CAM平台很多 ， 主要有 ACIS， PARASOLID，CAS.CADE， Pelorus， DESIGNBASE等 。可以 得知 CAD/CAM开发平台向着更深 、 更高层次发展 ， 同时不断 融 入 计 算 机 软 件 新 技 术 ， 并 呈 现 出 开 放 化 、 多 元 化 发 展 趋 势 。CAD/CAM平台发展趋势概括如下：(1)支 持多种 主流的 计算平 台，包 括 Windows95&NT， Apple5PowerMacintosh、 最流行的 UNIX工作站 （ 如 Sun， SGI， DECAlpha，HP9000， IBMRS/6000等 ） 。(2)采用面向对象技术 .对象具有封装性、多态性、继承性 ，使 对 象 模 块 化 、 即 插 化 ， 从 而 提 高 应 用 开 发 和 软 件 维 护 效 率 ， 增强 了 代 码 的 可 重 用 性 和 互 操 作 能 力 ， 最 终 达 到 改 善 应 用 整 体 质 量的目标 。(3)采 用 软 件 组 件 技 术 与 开 放 式 结 构 。 基 于 组 件 的 功 能 可 为设 计 者 提 供 很 大 程 度 的 柔 性 ， 通 过 组 件 技 术 提 供 的 功 能 模 块 ， 开发 者 可 方 便 地 把 它 嵌 入 到 应 用 中 ， 并 能 够 快 速 适 应 前 沿 技 术 和 扩展 核 心 功 能 .采 用 组 件 技 术 的 最 好 例 证 当 属 CAD软 件 新 军SolidWorks.SolidWorks利 用 PARASOLID作 为 实 体 几 何 建 模 器 ，从 开 发 到 推 出 极 其 迅 速 ， 在 很 短 的 时 间 内 就 提 供 了 优 质 的 软 件 产品 ， 而且从 1995年推出至今 ， 已成为很有竞争力的产品 ， 这些均主要得益于它采用了组件技术 .软件组件技术为开放奠定了基础 ，既然开放就应该统一标准 .目前在软件技术领域有两个重要标准 ，即 CORBA（ CommonObjectRequestBrokerArchitecture） 规 范和 IDL(InterfaceDefinationLanguage)规范 .CORBA的目标是要使异构分布环境内的不同应用系统之间能够互操作 ， IDL则是一种用来定义组件如何与 ORB交换信息的标准语言 。(4)支 持 混 合 维 造 型 线 框 、 曲 面 、 实 体 ， 在 数 据 结 构 层采 用 统 一 的 精 确 边 界 表 示 ， 支 持 流 形 与 非 流 形 拓 扑 ， 并 在 造 型 功能上做的越来越深入 、 广泛 .如 PARASOLID的复杂过渡处理 、 ACIS的可变形曲面、 CAS.CADE的参数化和特征等功能 。(5)提 供 更 用 户 化 的 功 能 。 传 统 的 CAD/CAM平 台 只 提 供 最 基本的几何造型功能 ， 如基本图形的绘制 、 基本体素的生成 .当今的平台则提供更上层的功能 ， 如特征造型 、 约束造型 .而且在提供造型 功 能 的 同 时 ， 提 供 诸 如 显 示 、 交 互 、 产 品 数 据 管 理 等 功 能 ， 即提 供 了 一 个 集 造 型 、 可 视 化 、 交 互 、 数 据 管 理 为 一 体 的 集 成 化 开发 环 境 。 这 种 集 成 开 发 环 境 可 大 大 提 高 开 发 者 的 开 发 效 率 ， 更 便于以 CAD/CAM为核心的集成化、一体化产品的开发 。第二节 塑料模具的分类塑 料 模 具 的 分 类 的 方 法 很 多 ， 按 照 塑 料 制 件 的 成 型 方 法 不 同可以分为以下几类：61.注射模（又称注塑模 ） ；2.压缩模；3.压注模；4.挤出模；5.气动成型模。以 上 是 常 见 的 成 型 方 法 ， 还 有 泡 沫 塑 料 成 型 模 、 搪 塑 模 、 浇铸模、回转成型模、聚四氟乙稀压锭模等。 第三节 毕业设计应达到的要求通过这次毕业设计 ， 应达到学校对毕业设计的要求 ， 同时对于本具体的塑料注射模的设计，应达到如下目的： 6.更深入了解聚合物的物理性能 、 流动性 、 成型过程中的物理、化学变化以及塑料的组成、分类及其性能。 7.更深入了解塑料成型的基本原理和工艺特点 ， 正确分析成型工艺对模具的要求。8.掌握各种成型设备对各类模具的要求。9.掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法 ， 能设计中等复杂模具。10.具有分析 、 解决成型现场技术技术问题的能力 ， 包括具有分析成型缺陷产生的原因和提出克服办法的能力。 11.在 设 计 中 熟 练 使 用 ProEngineer和 UG等 3D造 型 软 件 和AutoCAD等 2D绘图软件。12.结合以前学过的各门课程 ， 综合运用各种知识来完善这次毕业设计。13.在设计过程中 ， 还应该注意了解塑料模具的新工艺 、 新技术 和 新 材 料 的 发 展 动 态 ， 阅 读 外 文 资 料 ， 学 习 掌 握 新 知 识 ， 更 好地为本设计和振兴我国的塑料成型加工技术服务。摘要摘 要 ： 本 模 具 设 计 过 程 中 分 析 了 鼠 标 外 壳 的 工 艺 特 性 ， 并介绍了 ABS材料的成型工艺特点；在模具结构设计过程中提出了不 同 成 型 的 方 案 并 进 行 了 比 较 ， 采 取 了 最 隹 的 成 型 方 案 ； 同 时 ，详 细 地 分 析 了 模 具 结 构 与 计 算 。 最 后 还 对 模 具 的 成 型 零 件 进 行 了加 工 工 艺 的 分 析 和 设 备 的 校 核 ； 还 说 明 了 模 具 的 工 作 原 理 ， 对 模7具的装配还作了简单的介绍。 关键词： 鼠标外壳、 ABS、注射模具结构、侧向抽芯、成型零件工艺、装配。 第 1章零 件的 工艺 分析1.1材料的选择本 产 品 为 鼠 标 的 外 壳 后 盖 ， 首 先 从 它 的 使 用 性 能 上 分 析 必 须具 备 有 一 定 的 综 合 机 械 性 能 包 括 良 好 的 机 械 强 度 ， 和 一 定 的 耐 寒性 、 耐 油 性 、 耐 水 性 、 化 学 稳 定 性 和 电 器 性 能 。 能 满 足 以 上 性 能的塑料材料有多种 ， 但从材料的来源以及材料的成本考虑 ， ABS更适合些 。 ABS是目前世界上应用最广泛的材料 ， 它的来源广 ， 成本低 ， 符合塑料成型的经济性 。 因此 ， 在选用材料时 ， 考虑采用 ABS，并 且 作 为 鼠 标 的 一 个 外 壳 后 盖 ABS能 满 足 它 的 使 用 性 能 合 成 型 特性。8料 件 有 较 好 的 光 泽 。 密 度 为 1.02 1.05g/cm3， ABS（ 抗 冲 ）收缩率为 0.3 0.8， ABS（ 耐热 ） 收缩率为 0.3 0.8。 ABS具有及好 的 抗 冲 击 强 度 ， 且 在 低 温 下 也 不 迅 速 降 解 。 有 良 好 的 机 械 强 度和 一 定 的 耐 磨 性 、 耐 寒 性 、 耐 油 性 、 耐 水 性 、 化 学 稳 定 性 和 电 气性能。水、无机盐、碱、酸类对 ABS几乎无影响，在酮、醛、酯 、氯 代 烃 中 会 溶 解 或 形 成 乳 浊 液 ， 不 溶 于 大 部 分 醇 类 及 烃 类 溶 剂 ，但与烃长期接触会软化溶胀 。 ABS塑料表面受冰酸醋 、 植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 ABS有一定的硬度和尺寸稳定性 ，易于成型加工 。 经过调色可配成任何颜色 。 其缺点是赖热性不高 ，连 续 工 作 温 度 为 70 C左 右 ， 热 变 形 温 度 约 为 93 C左 右 。 耐 气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 根 据 ABS中 三 种 组 分 之 间 的 比 例 不 同 ， 其 性 能 也 略 有 差 异 ，从 而 适 应 各 种 不 同 的 应 用 。 根 据 应 用 不 同 可 分 为 超 高 冲 击 型 、 高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。9二、主要用途 ABS在机械工业上用来制造齿轮 、 泵叶轮 、 轴承 、 把手 、 管道 、电 机 壳 、 仪 表 壳 、 仪 表 盘 、 水 箱 外 壳 等 。 汽 车 工 业 上 用 ABS制 造汽 车 挡 泥 板 、 扶 手 、 热 空 气 调 节 管 、 加 热 器 等 ， 还 有 用 ABS夹 层板制小轿车车身 。 ABS还可以用来制作纺织器材 、 电器零件 、 文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、农药喷雾器及家具等。三、成型特点 ABS在升温是粘度增高 ， 所以成型压力较高 ， 塑料上的脱模斜度宜稍大 ； ABS易吸水 ， 成型加工前应进行干燥处理 ； 易产生熔接痕 ， 模 具 设 计 时 应 尽 量 减 小 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 。 要 求 塑 件 精 度 高时 ， 模具温度可控制在 50 60 C， 要求塑件光泽和耐热时 ， 应控制在 60 80 C。四、 ABS注射参数注射类型：螺杆式螺杆转速： 30 60r/min喷嘴类型：形式 直通式；温度 180 190 C料 筒 温 度 ： 前 段 200 210 C； 中 段 210 230 C； 后 段180 200 C模具温度： 50 70 C注射压力： 70 90MPa保压力 ： 50 70MPa注射时间： 3 5S保压时间： 15 30S冷却时间： 15 30S成型时间： 40 70S1.2产品工艺性与结构分析1.21尺寸的精度影 响 尺 寸 精 度 的 因 素 很 多 。 首 先 是 模 具 的 制 造 精 度 和 模 具 的磨 损 程 度 ， 其 次 是 塑 料 收 缩 率 的 波 动 及 成 型 时 工 艺 条 件 的 变 化 、塑 件 成 型 后 时 效 变 化 和 模 具 结 构 形 状 等 。 因 塑 件 的 尺 寸 精 度 往 往不高，应在保证使用要求的前提下尽可能选用低精度等级。塑 件 公 差 数 值 根 据 SJ1372-78塑 料 制 件 公 差 数 值 标 准 确 定 。10精 度 等 级 选 用 根 据 SJ1372-78选 择 ， 本 零 件 配 合 要 求 不 高 ， 精 度等级选择一般精度 ， 为级精度 ， 无公差值者 ， 按级精度取值 ，如表所示。表 塑件尺寸公差（ ）基本尺 寸 精度等级 基本尺寸 精度等级 0.120.4865800.381.6360.140.56801000.441.86100.160.611001200.502.010140.180.721201400.562.214180.200.801401600.622.418240.220.881601800.682.7塑 件 冷 却 时 收 缩 会 使 它 紧 紧 包 紧 型 芯 或 型 腔 中 的 凸 起 部 分 ，因 此 ， 为 了 便 于 从 塑 件 中 抽 出 型 芯 或 从 型 腔 中 脱 出 塑 件 ， 防 止 脱模 时 拉 伤 塑 件 ， 在 设 计 时 必 须 塑 件 内 外 表 面 沿 脱 模 方 向 留 有 足 够的 斜 度 。 脱 模 斜 度 取 决 于 塑 件 的 形 状 、 壁 厚 及 塑 料 的 收 缩 率 。 在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一些。 在 开 模 后 塑 件 留 在 型 腔 内 ， 查 表 可 知 ABS的 脱 模 斜 度 为 ： 型腔 ： 40 1 20 ； 型 芯 ： 35 1 。 如 果 开 模 后 塑 件 留 在 型腔 内 时 ， 塑 件 内 表 面 的 脱 模 斜 度 应 大 于 塑 件 外 表 面 的 脱 模 斜 度 ，即 以 上 值 反 之 。 在 本 次 设 计 的 塑 件 中 ， 设 ABS的 脱 模 斜 度 为 ： 型腔 ： 1 ， 型芯 ： 50 。 一般情况下 ， 脱模斜度不包括在塑件的公差范围内。五、壁厚 塑 件 的 壁 厚 对 塑 件 的 质 量 有 很 大 的 影 响 ， 壁 厚 过 小 成 型 时 流动 阻 力 大 ， 大 型 塑 件 就 难 以 充 满 型 腔 。 塑 件 壁 厚 的 最 小 尺 寸 应 满足 一 下 几 方 面 要 求 ： 具 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 ； 脱 模 时 能 够 受 推 出机 构 的 推 出 力 而 不 变 形 ； 能 够 受 装 配 时 的 紧 固 力 。 查 热 塑 性 塑 件最小 壁厚及 推荐壁 厚可知 ， ABS制件 最小壁 厚为 0.8， 中型塑件推荐壁厚为 1。同 一 塑 件 的 壁 厚 应 尽 可 能 一 致 ， 否 则 会 因 冷 却 或 固 化 速 度 不同 产 生 附 加 内 应 力 ， 使 塑 件 产 生 翘 曲 、 缩 孔 、 裂 纹 甚 至 开 裂 。 塑件 局 部 过 厚 会 出 现 凹 痕 ， 内 部 会 产 生 气 泡 。 在 要 求 必 需 有 不 同 壁1厚 时 ， 不 同 壁 厚 的 比 例 不 应 超 过 ， 且 应 采 用 适 当 的 修 饰 半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。 综 上 ， 根 据 塑 件 的 使 用 性 能 要 求 ， 本 塑 件 的 壁 厚 取 值 本 塑 件的壁厚 为 1.5。六、圆角塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外 ， 其它转角处都应用圆 角 过 渡 ， 这 样 才 不 会 因 在 转 角 处 应 力 集 中 ， 在 受 力 或 冲 击 震 动时 发 生 破 裂 ， 甚 至 在 脱 模 过 程 中 由 于 成 型 内 应 力 而 开 裂 ， 特 别 是在 塑 件 的 内 角 处 。 通 常 ， 内 壁 圆 角 半 径 应 是 壁 厚 额 一 半 ， 而 外 壁圆角半径为壁厚的 1.5倍，一般圆角不小于 0.5 。 。塑件各个圆角半径参见塑件零件图。七、孔的设计 由 于 需 要 ， 本 塑 件 有 设 置 圆 柱 孔 和 其 他 形 式 的 通 孔 ， 其 结 构参 数 见 零 件 图 。 由 于 这 些 孔 结 构 不 是 很 复 杂 ， 可 以 用 机 械 加 工 或电火化加工即可。 第 2章模 具结 构设 计注射模具的典型结构有单分型注射模 、 双分型注射模 、 斜导柱侧 向 分 型 与 抽 芯 注 射 模 、 斜 滑 块 侧 向 抽 芯 注 射 模 、 带 有 活 动 镶 件的注射模、定模带有推出装置的注射模等等。 跟据塑件的结构特征和使用要求，本模具采用双分型面结构 ，其 中 一 个 分 形 面 是 为 了 使 浇 注 系 统 的 冷 凝 料 自 动 脱 落 下 来 ， 而 另外一个分型面则是用于脱模了。 由于本塑件 侧壁有 2个与开模方向不一致的凹槽 ， 所以必须首先将成型这部分的型芯脱离出件 ， 才能将整个塑件从模具中脱出 。这种型芯通常称为侧型芯，并加工成可动形式。 这 里 考 虑 开 模 时 侧 向 抽 芯 与 分 型 与 塑 件 的 推 出 同 步 ， 故 可 采用 斜 滑 块 外 侧 抽 芯 机 构 。 这 里 采 用 斜 导 柱 在 定 模 上 ， 滑 块 在 动 模上 的 注 塑 模 结 构 。 斜 滑 块 使 用 压 条 安 装 在 动 模 凹 槽 内 ， 可 以 沿 凹槽 滑 动 。 斜 导 柱 固 定 在 定 模 上 。 斜 导 柱 与 滑 块 上 的 斜 孔 一 般 采 用12H8/f8或 H8/f7的配合 ， 在开模时 ， 滑块随着动模沿斜导柱向外侧运 动 ， 脱 离 出 件 。 为 了 保 证 制 品 的 精 度 （ 考 虑 到 只 靠 导 柱 对 斜 滑块 进 行 定 位 ， 怕 强 度 不 够 ， 影 响 制 品 的 尺 寸 精 度 ） 应 为 斜 滑 块 设计 定 位 装 置 。 这 里 采 用 限 位 块 的 形 式 ， 将 它 与 斜 滑 块 之 间 为 斜 面配 合 。 把 限 位 块 与 定 模 做 成 整 体 式 ， 这 样 在 注 塑 是 对 滑 块 起 到 定位作用，从而保证了制品的尺寸精度。2.1型 腔数 量以 及排 列方 式本 塑 料 制 件 为 鼠 标 的 外 壳 ， 生 产 的 批 量 较 大 ， 为 了 提 高 生 产 效率 ， 但 又 要 保 证 产 品 的 一 致 性 ， 故 不 宜 采 用 一 模 多 腔 的 形 式 ： 每增 加 一 个 型 腔 ， 由 于 型 腔 的 制 造 误 差 和 成 型 工 艺 误 差 的 影 响 ， 塑件 的 尺 寸 精 度 要 降 低 约 4%8%， 因 此 多 型 腔 模 具 （ n4） 一 般 不能 生 产 高 精 度 的 塑 件 。 因 此 ， 本 模 具 可 采 用 一 模 两 腔 的 形 式 ， 其布局示意图如下：2.2初 选注 射机注 塑 模 具 是 安 装 在 注 射 机 上 使 用 的 。 在 设 计 模 具 时 ， 除 了 应掌 握 注 射 成 型 工 艺 过 程 外 ， 还 应 对 所 选 用 的 注 射 机 的 有 关 技 术 参13数 有 全 面 的 了 解 ， 以 保 证 设 计 的 模 具 与 使 用 的 注 射 机 相 适 应 。 注射 机 是 生 产 热 塑 性 塑 料 制 件 的 主 要 设 备 ， 按 其 外 形 注 射 机 可 分 为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注射机。(一 )注塑量校核模具型腔能否充满与注塑机允许的最大注塑量密切相关，设计模式中 n 型腔数量，取双型腔m1 单个塑件的质量和体积（ g或 cm3）m2 浇注系统所需塑料质量和体积 （ g或 cm3）V 塑件的体积（ cm3）m 注塑机允许的最大注塑量（ g或 cm3）(二 )塑件锁模力校核在 确 定 型 腔 的 数 量 后 确 定 注 射 机 的 类 型 ， 参 考 教 材 塑 料 成型工艺与模具设计 式 4-3： 按注射机的额定锁模力确定型腔数 目n F-PA2/PA1式中 F 注射机的额定锁模力（ N） ；A1 单个塑件在模具分型面上的投影面积（ 2） ；A2 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ 2） ；P 塑料容体对型腔的成型压力 (MPa)， 其大小一般是注射压力大小见本说明书表二。 由上面的公式得 F PA2+PA1 np值查本说明书表二 （ 注射压力在 60 100之间 ） ， 取中间值 p=80Mpa， A1=9828 2， A2=112 2，故 F 80 130 80 9828 2=8960 1572480=1582880(N)合 1582.88KN。本模具所需要的锁模力 1581.44KN，符合条件的注射机有多种 ， 在 此 是 初 步 选 用 XS-ZY-250注 射 机 。 下 面 是 XS-ZY-250注 射机的技术规格： 表三 螺杆直径 注射容量 注射压力 锁模力 50 250 2 130MPa 1800KN最大注射面积 最大模具厚度 最小模具厚度 中心孔径14500 2 350 250 150模板行程 喷嘴球半径 喷嘴孔直径 定位孔直径350 18 4 1250+0.06注 塑 加 工 时 所 需 注 塑 压 力 与 塑 料 品 种 ， 塑 件 形 状 和 尺 寸 ， 注塑 机 类 型 、 喷 嘴 及 模 具 流 道 的 阻 力 等 因 素 有 关 。 选 择 的 注 塑 机 的注塑压力必需大于成型制品所需的注塑压力。 (三 )注射压力的校核由 ABS注 射参数 可知， 注射压 力为 70 90MPa， 注射机 额定注射压力为 119MPa。符合要求。(四 )模具安装尺寸校核 喷 嘴 尺 寸 ,模 机 外 形 尺 寸 及 模 具 厚 度 均 应 在 注 塑 机 所 要 求 的技 术 规 格 范 围 内 .模 具 主 浇 道 中 心 线 与 料 筒 、 喷 嘴 的 中 心 线 相 一致，喷嘴头的凸球面比较、半径 Rn与主浇道始端凹球面半径 Rp、 喷嘴的孔径 dn与主浇道衬套的孔径 dp之间，分别保持如下关系：Rp Rn， dp dn则 16mm 12mm3mm 2mm 所以合适。(五 )开模行程的校核 开模模 具 安 装 在 注 射 机 上 必 须 使 模 具 的 中 心 线 与 料 筒 、 喷 嘴 的 中心 线 重 合 。 因 此 ， 定 位 圈 的 中 心 线 要 和 喷 嘴 的 中 心 线 重 合 ， 本 设计也能满足要求（详见浇注系统设计 ） 。 .模 具 厚 度 本 模 具 闭 合 高 度 H 355.5 ， 注 射 机 允 许 的闭合高度为 Hmax 370 ， Hmin 355.5 ， 显然 m axm in HHH ，满足要求。2.3分 型面 的设 计分型面是决定模具结构形式的重要应素 ， 它与模具的整体结构和 模 具 的 制 造 工 艺 有 密 切 的 关 系 ， 并 且 直 接 影 响 到 塑 料 熔 体 的 流动 充 填 特 性 及 塑 件 的 脱 模 ， 因 此 ， 分 型 面 的 选 择 是 注 塑 模 具 设 计中的一个关键。 选择分型面时一般应尊循以下几项基本原则：151.分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2.确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模；3.保证塑件的精度要求；4.满足塑件外观质量的要求；5.便于模具的加工与制造；6.对成型面积的影响；7.排气的效果的考虑；8.对侧向抽芯的影响。根据分型面选择的原则 ， 通过综合分析比较 ， 确定以下的两个方案：单分型面和双分型面。 方案一：双分型面 选用双分型面形式的优点：模具进料均匀、平稳。选用双分型面形式的缺点 ： 增加模具的结构复杂性 ， 增加模具的 厚 度 ， 而 且 在 制 品 的 外 表 面 易 留 下 点 浇 口 的 痕 迹 。 不 符 合 模 具的加工经济性。方案二：选用单分型面结构的示意图如下： 选用单分型面的优点：使模具的结构简单化 ， 减小 模 具 的 厚 度 ， 也 节 省 了 模 具 材 料 ， 且 在 脱 模 后 塑 料 制 件 的 外 表面无浇口的痕迹。进料的距离也大大的缩短了。 从以上的两个方案进行比较 ， 采用方案二 （ 单分型面 ） 比采用方 案 一 （ 双 分 型 面 ） 更 符 合 要 求 ， 方 案 二 符 合 了 模 具 的 加 工 经 济性，因此，本模具宜采用双分型面的形式。2.4浇 注系 统与 排溢 系统 的设 计16浇注系统的设计是注射模具设计的一个重要完节 ， 它对获得优良 性 能 和 理 想 性 能 的 塑 料 制 件 以 及 最 佳 的 成 型 效 率 有 直 接 应 响 ，是模具设计者重视的技术问题。对浇注系统进行总体设计时，一般应遵循如下基本原则： 1.采用尽量短的流程，以减少热量与压力损失；2.浇注系统设计应有利于良好的排气；3.便于修整浇口以保证塑件外观质量；4.浇注系统应结合型腔布局同时考虑。从 给 出 的 塑 料 制 件 看 ， 既 要 保 证 塑 件 的 外 观 要 求 ， 又 要 考 虑 浇 注系统设计的几项原则。 2.41主 流道复 接 触 和 碰 撞 ， 所 以 主 流 道 部 分 常 设 计 成 可 拆 卸 的 主 流 道 衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理。 主 流 道 的 设 计 参 考 教 材 塑 料 成 型 工 艺 与 模 具 设 计 P14表5-2主流的部分尺寸：符号 名称 尺寸d 主流道小直径 注射喷嘴直径 +（ 0.51）SR 主流道球面半径 喷嘴球面半径 +（ 12）h 球面配合高度 35a 主流道锥角 2 6L 主流道长度 尽量 60D 主流道大端直径 d+2Ltga/217Lhd3SR1.6查 模具设计与制造简明手册 P386表 2-40常用热塑性塑料注射机型号和主要技术规格 XS-ZY-250：喷嘴球半径 = 18； 主流道小端直径 =4。则 主流道小端直径 d=4+1=5 ;球面配合高度 h取 4；主流道锥角 取 40 ；主流道球面直径 SR=18+3=21 ;L和 D还待定。2.42分 流道 设计分 流 道 的 设 计 应 能 满 足 良 好 的 压 力 传 递 和 保 持 理 想 的 填 充 状态 ， 使 塑 料 熔 体 尽 快 地 流 经 分 流 道 充 满 型 腔 ， 并 且 流 动 过 程 中 压力损失尽可能小，能使塑料熔体均衡地分配到各个型腔。 在设计 时考虑到 以上的原 则有两种 设计形式 ： 圆形截 面分流道 和梯形截面分流 道。下面 是这两种 形式的比 较：圆 形 截 面 分 流 道 ： 在 相 同 截 面 积 的 情 况 下 ， 其 比 面 积 最 小 ，它的流动性和传热性都好。 梯形截面分流道 ： 在相同截面积的情况下 ， 其比面积大 ， 塑料熔体热量散失及流动阻力均不大。18比较 以上的 两种形 式，再 考虑加 工的经 济性， 采用圆 形截面分 流 道 更 符 合 设 计 的 要 求 ， 故 本 模 具 的 分 流 道 设 计 形 式 采 用 了 圆形截面分流道的形式。2.43浇 口的 设计浇口是浇注系统中截面积最小的部分 ， 但却是浇注系统的关键部分2.4冷料井的设计冷料井又称冷料穴 ， 它是为贮存两次注塑间隔产生的冷料头 。防 止 冷 料 头 进 入 型 腔 造 成 制 品 熔 接 不 牢 ， 影 响 制 品 质 量 ， 甚 至 堵住 浇 口 ， 而 造 成 成 型 不 良 。 冷 料 井 常 主 流 道 末 端 。 冷 料 井 的 直 径稍大于主流道大端直径，长度一般取主流道直径的 1.5 2倍 。 冷料 井 与 拉 料 杆 头 部 结 构 紧 密 相 连 。 这 里 采 用 最 常 用 的 Z形 头 拉 料杆冷料井。 2.45排溢系统设计当塑料熔体填充型腔时 ， 必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气 及 塑 料 受 热 或 凝 固 产 生 的 低 分 子 挥 发 气 体 。 如 果 型 腔 内 因 各 种原因产生的气体不能被排除干净 ， 一方面将会在塑件上形成气泡 、接 缝 、 表 面 轮 廓 不 清 及 填 料 等 缺 陷 ， 另 一 方 面 气 体 受 压 ， 体 积 缩小 而 产 生 高 温 会 导 致 塑 件 局 部 碳 化 或 烧 焦 ， 同 时 积 存 气 体 还 会 产生 反 向 压 力 而 降 低 充 模 速 度 。 因 此 设 计 时 必 须 考 虑 排 气 问 题 。 注射模成型时排气通常以如下四种方式进行： 1.利用配合间隙排气；2.在分型面上开设排气槽排气；3.利用排气塞排气；4.强制排气。根 据 塑 件 的 结 构 特 点 和 型 芯 型 腔 以 及 模 具 的 结 构 ， 本 副 模 具因 为 型 芯 是 采 用 镶 拼 结 构 ， 固 采 用 利 用 间 隙 配 合 排 气 ， 同 时 ， 钳工在加工时 ， 适当在分型面上开设很小的排气槽 （ ABS排气槽深度为 0.03 ） 。192.5成 型零 件的 设计 与计 算成型零件决定塑件的几何行状和尺寸。成型零件工作时 ， 直接 与 塑 料 接 触 ， 承 受 塑 料 熔 体 的 高 压 、 料 流 的 冲 刷 ， 脱 模 时 与 塑料 间 还 发 生 摩 擦 。 因 此 ， 成 型 零 件 要 求 有 正 确 几 何 形 状 ， 较 高 的尺寸精度和较低的表面粗糙度 ， 此外 ， 成型零件还要求结构合理 ，有较高强度、刚度及较好的耐磨性能。模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计 ， 包括凹 模 、 型 芯 、 镶 块 、 凸 模 和 成 型 杆 等 。 设 计 成 型 零 件 时 ， 应 根 据塑 料 的 特 性 和 塑 件 的 结 构 及 使 用 要 求 ， 确 定 型 腔 的 总 体 结 构 ， 选择 分 型 面 和 浇 口 位 置 ， 确 定 脱 模 方 式 、 排 气 部 位 等 ， 然 后 根 据 成型 零 件 的 加 工 、 热 处 理 、 装 配 等 要 求 进 行 成 型 零 件 结 构 设 计 ， 计算成型零件的工作尺寸，对关键零件进行强度和刚度校核。一、模具材料的选择 根据模具的生产条件和模具的工作条件需要，结合模具材料的基 本性能和相关的因素，来选择适合模具需要的，经济上合理、技术上先进的模具材料。对于一种模具，如果单纯从材料的基本性 能考虑，可能几种模具材料都能符合要求，然而必需综合考虑模 具的使用寿命、模具制造工艺过程的难易程度、模具制造费用以及分摊到制造的每一个工件上的模具费用等多种因素，进行综合 分析评价，才能得出符合1.模 具 材 料 的 冶 金 质 量 及 其 它 考 虑 因 素 冶 金 质 量 也 对 模 具材 料 的 性 能 有 很 大 的 影 响 ， 只 有 优 秀 的 冶 金 质 量 ， 才 能 充 分 发 挥模 具 材 料 的 各 种 性 能 。 常 考 虑 的 冶 金 质 量 指 标 有 ： 冶 炼 质 量 ， 锻造 轧 制 工 艺 ， 热 处 理 和 精 加 工 ， 导 热 性 ， 精 料 和 制 品 化 等 。 其 它还要考虑选用的模具材料的价格和通用性。 总 之 ， 选 用 高 质 量 、 高 性 能 、 高 精 度 的 模 具 材 料 的 精 料 和 制 品 ，高 效 率 、 高 速 度 低 成 本 地 生 产 高 质 量 的 模 具 ， 已 经 成 为 当 前 工 业发达国家模具制造的主要发展趋势 ， 我国也正在向这一方向发展 。以下成型零件材料就根据以上原则选择。 2.51凹 模的 设计为 了 提 高 零 件 的 加 工 效 率 ， 装 拆 方 便 ， 保 证 两 个 型 腔 形 状 ，尺寸一致 ， 采用整体式凹模结构 。 在凹模与定模板间的配合用 67mH。20影响成型零件的尺寸因素有：1.塑件的收缩率，其值为 s=（ Sm ax-Sm in ） Ls;式中 s 塑料收缩率波动所引起的塑件尺寸误差；Sm ax 塑料的最大收缩率；Sm in 塑料的最小收缩率；Ls 塑件的基本尺寸。2.模具成型零件的制造误差； 参考塑料成型工艺与模具设计 P所列出的经验值，成型零 件的制 造公差 约占塑 件总公 差的 31-41,或 取 IT7-IT8级 作为模 具制造公差。模具成型零件制造公差用 z表示。收缩率的波动引起塑件尺寸误差随塑件的尺寸增大而增大 。在 计 算 成 型 零 件 时 ， 所 用 到 的 收 缩 率 均 用 平 均 收 缩 率 来 表 示 S=2Sm in-Sm ax 100%式中 S 塑件的平均收缩率；Sm ax 塑料的最大收缩率；Sm in 塑料的最小收缩率。计算公式参考教材 P151式（ 5-18） ：(LM)+0z=(1+S)LS(0.50.75)+0z式中 S 表示塑料的平均收缩率； (S=0.55%)LS 表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z 取 /3。当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取 0.75，当精度级别较高时式中取 0.5。 本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高 ， 故在本设计中取 0.75。 腔深度的计算 ：2.52型 心尺 寸的 计算21型心尺寸的计算公式参考教材 P151式 5-19：(LM)0z=(1+S)LS+0.750z式中 S 表示塑料的平均收缩率； (S=0.55%)LS 表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z 取 /3。当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取 0.75，当精度级别较高时式中取 0.5。 本塑件为鼠标的外壳其精度要求较高 ， 故在本设计中取 0.75。型芯高度尺寸的计算运用平均收缩率法： (hm) z=（ 1+Scp） LS+1/3 zH 型芯高度尺寸（ mm） z 型芯高度制造公差（ mm）(hm) =(1+0.55%) 14+0.16/3 =14.097中心距离的尺寸计算中心距离尺寸的计算公式参考教材 P151式 5-22：(CM)Z/2=(1+S)CSZ/2式中 S 表示塑料的平均收缩率； (S=0.55%)CS 表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z 取 /3。2.53模具型腔侧壁和底版厚度的计算2塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应具有足够的强度和刚度 ， 如果型腔侧壁和底版厚度过小 ， 可能因硬度不够而产生塑性变形甚至破坏 ； 也可能因刚度不足产生翘曲变形导致溢料和出现飞边，降低塑件尺寸精度和顺