鼠標底座注塑模設計（全套圖紙）

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1、畢業(yè)設計說明書論文(全套CAD圖紙) QQ 36396305 摘 要 本文詳細介紹了鼠標底座的注塑模具設計過程，塑件材料為具有良好綜合性能的ABS。該設計從產品結構的工藝性和模具結構出發(fā)，詳細介紹了模具的設計過程，包括澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結構、冷卻系統(tǒng)、注射機的選擇及有關參數(shù)的校核和抽芯機構，同時還包括數(shù)控加工程序模具中的部分簡單零件。該塑件內表面的側面有兩個突起部分，故采用斜推桿側向抽芯機構,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量和計算的精確性。然后，再利用AutoCAD畫出整

2、個模具的裝配圖。整個設計過程表明，模具可以達到此塑件所要求的加工工藝。模具結構緊湊，性能可靠，操作維修方便，生產效率高。 關鍵詞：鼠標底座；注射模具；斜推桿。 ABSTRACT This 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 de

3、sign started from the product structure technology and the structure of mould. It had the detailed designing process of the mold’s gating system, the mold formation part’s structure, the cooling system, the injection molding machine’s choice and the related parameter’s checking, core-pulling mechani

4、sm. 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

5、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 d

6、esign 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. 畢業(yè)設計說明書論文(全套CAD圖紙)

7、QQ 36396305 目 錄 第一章 緒論…………………………………………………………………………… 1 1.1 模具的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢………………………………………………… 1 1.2 塑料的概述……………………………………………………………………… 2 1.3 塑料的主要成型方法…………………………………………………………… 3 1.4 計算機系統(tǒng)輔助設計CAD/CAE………………………………………………… 3 1.5 鼠標注射模具的現(xiàn)狀…………………………………………………………… 4 1.6 設計目的及意義…………………………………………

8、……………………… 4 第二章 塑件成型工藝性分析……………………………………………………… 6 2.1 塑件的外形結構………………………………………………………………… 6 2.2 ABS塑料性能的分析…………………………………………………………… 7 2.3 ABS塑料的注射成型過程及工藝參數(shù)………………………………………… 8 2.4 塑件的尺寸和精度……………………………………………………………… 9 2.5 塑件的表面質量………………………………………………………………… 9 2.6 塑件的壁厚……………………………………………………………………… 9

9、2.7 脫模斜度………………………………………………………………………… 9 第三章 模具的結構形式設計……………………………………………………… 10 3.1 分型面的確定…………………………………………………………………… 10 3.2 型腔數(shù)目和排列方式的確定…………………………………………………… 10 第四章 注射機的選擇……………………………………………………………… 12 4.1 注射機的初步選擇……………………………………………………………… 12 4.1.1 計算塑件的體積和質量………………………………………………… 12 4.1.2 選擇注射機……

10、………………………………………………………… 13 4.2 注射機相關參數(shù)的校核………………………………………………………… 13 4.2.1 注射壓力的校核………………………………………………………… 14 4.2.2 鎖模力的校核…………………………………………………………… 14 4.2.3 注射機安裝模具部分相關尺寸的校核………………………………… 14 4.2.4 開模行程校核與推出機構的校核……………………………………… 15 第五章 澆注系統(tǒng)的設計…………………………………………………………… 16 5.1 澆注系統(tǒng)的設計原則……………………………………………

11、……………… 16 5.2 主流道設計……………………………………………………………………… 16 5.3 分流道設計……………………………………………………………………… 18 5.4 冷料井設計……………………………………………………………………… 19 5.5 澆口設計………………………………………………………………………… 19 5.6 主流道剪切速率的校核………………………………………………………… 20 第六章 成型零件的設計…………………………………………………………… 21 6.1 成型零件的結構設計…………………………………………………………… 2

12、1 6.1.1 凹模結構設計…………………………………………………………… 21 6.1.2 凸模、型芯結構設計……………………………………………………… 21 6.2 成型零件工作尺寸的計算……………………………………………………… 22 6.2.1 凹模尺寸計算…………………………………………………………… 22 6.2.2 型芯尺寸計算…………………………………………………………… 23 6.3 模具型腔側壁和底板厚度的計算……………………………………………… 23 6.4 排氣結構設計…………………………………………………………………… 24 第七章 模架的確定

13、………………………………………………………………… 26 第八章 脫模推出機構的設計……………………………………………………… 27 8.1 推出機構設計原則……………………………………………………………… 27 8.2 推出方式的確定………………………………………………………………… 27 8.3 脫模力的計算…………………………………………………………………… 27 8.4 確定推桿的數(shù)量和尺寸………………………………………………………… 28 第九章 側向抽芯機構的設計……………………………………………………… 29 第十章 冷卻系統(tǒng)的設計…………………………

14、………………………………… 31 10.1 冷卻系統(tǒng)的設計原則………………………………………………………… 31 10.2 冷卻介質的選擇……………………………………………………………… 31 10.3 冷卻系統(tǒng)的計算……………………………………………………………… 32 第十一章 模具的安裝與工作過程……………………………………………… 34 11.1 模具的安裝…………………………………………………………………… 34 11.1.1 模具的安裝原則………………………………………………………… 34 11.1.2 試?！?/p>

15、…… 34 11.1.3 模具合格的條件………………………………………………………… 34 11.2 模具的工作過程……………………………………………………………… 35 第十二章 典型零件的數(shù)控加工………………………………………………… 36 12.1 定模座板的加工工藝過程…………………………………………………… 36 12.2 定模座板的數(shù)控加工編程…………………………………………………… 37 第十三章 結論………………………………………………………………………… 41 參考文獻………………………………………………………………………………… 42 致謝…………

16、…………………………………………………………………………… 43 - 43 - 第一章 緒論 1.1模具的國內外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 美國工業(yè)界認為“模具是美國工業(yè)的基石”，在日本，模具被譽為“進入富裕社會的原動力”。又由于塑料具有易加工、價格低廉等諸多優(yōu)良的性能和特點，近年來隨著塑料材料的新發(fā)展，注射模具在許多領域得到了越來越廣泛的應用，模具的設計與制造也因此得到了空前的發(fā)展，我國現(xiàn)擁有模具企業(yè)1.8萬家，僅浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)久達到幾千家，成為國內外知名的“模具之鄉(xiāng)”和模具最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。作為塑

17、料必備成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形狀復雜的制品，并可實現(xiàn)自動化生產，在我國其發(fā)展速度將會越來越快、達到前所未有的程度。 未來國內外塑性模具的制造技術和成型技術有如下發(fā)展趨勢：  （1）全面推廣應用CAD/CAE/CAM 技術，由于產品更新?lián)Q代的日趨頻繁，產品精度要求越來越高，形狀越來越復雜，對模具的要求也越來越高，實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。  （2）不斷提高模具標準化程度，為了適應模具生產的需要，縮短模具制造周期，降低制造成本，模具標準化工作十分重要。  （3）優(yōu)質材料及先進表面處理技術的應用，為了提

18、高模具的使用壽命，提高產品的制造質量，優(yōu)質材料及先進表面處理技術將得到更重視，同時也加快了新材料的研究。  （4）模具制造技術的高效、快速、精密化，隨著模具制造技術的發(fā)展，許多新的加工技術、加工設備不斷出現(xiàn)，模具制造手段越來越豐富，越來越先進。  （5）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。  （6）虛擬技術將得到發(fā)展及模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。 1.2塑料的概述 塑料是在玻璃態(tài)下使用的高分子材料。它以合成樹脂為基本成分，再加入各種添加劑，如填充劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、固化劑、潤滑劑、著色劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑、溶劑、稀釋劑等，經一定的溫度和壓力塑制成形，且在常溫

19、下能保持形狀不變。塑料可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。熱固性塑料成型后為不熔的材料；熱塑性塑料受熱時呈熔融狀態(tài)，可反復成形加工。 根據(jù)塑料的應用范圍，可將其分為通用塑料及工程塑料兩大類。 （1）通用塑料。通用塑料是指產量大、價格低的塑料，多用于一般工農業(yè)生產和日常生活之中，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等品種。 ①聚乙烯。聚乙烯是由乙烯單體聚合而成的采用不同的聚合條件可得到不同性質的聚合物，如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等。低密度聚乙烯廣泛用于各種食品及用品的包裝袋。高密度聚乙烯以及中密度聚乙烯適合作為液體、化肥以及重大物體的包裝材料。 ②聚氯乙烯。聚氯乙

20、烯是由乙烯氣體與氯化氫合成氯乙烯單體，再聚合成聚氯乙烯。硬質聚氯乙烯的強度高可在-15～60℃使用。它的電絕緣性和化學穩(wěn)定性也很好，常用于輸送酸、堿、紙張等用的管道及化工耐腐蝕管道、通風管、氣體管、輸油管等。也用于制造燈座，插頭、開關及其它電氣、電信方面的用具。軟質聚氯乙烯強度低，伸長率高，易老化，但具有密度小、隔熱、隔音及防震等特點，多用于電線、電纜絕緣層、密封件，襯墊等。 ③聚苯乙烯。聚苯乙烯具有很好的加工性能與電絕緣性，有良好的隔音、隔熱及防震性能，廣泛用做儀器的包裝與隔熱材料。 ④聚丙烯。聚丙烯的強度、硬度及彈性模量等均優(yōu)于高密度聚乙烯。它可在100℃不變形，同時電絕緣性優(yōu)越，可用

21、來制造機器上的某些零部件，如法蘭、齒輪、風扇葉輪、泵葉輪、接頭、汽車方向盤調節(jié)蓋等。它還可以制作各種化工容器，管道，閥門配件，泵殼以及收音機、錄音機的外殼。 （2）工程塑料。工程塑料通常是指力學性能較好，并能在較高溫度下長期使用的塑料。 ①聚酰胺。聚酰胺的商業(yè)名稱是尼龍或錦綸。它廣泛用于100℃以下工作的機器、化學及電器零件。 ②聚甲醛。它具有優(yōu)良的綜合力學性能，其抗拉強度達75MPa，彈性模量和硬度較高，抗沖擊、抗疲勞、減摩性能好，可在104℃下長期使用。但遇火會燃燒，在大氣中暴曬還會老化。 ③聚砜。聚砜可用于高強度、耐熱、抗蠕變的構件和電絕緣件，如各種電氣設備的殼體、儀表盤、配電盤

22、、真空泵葉片等。 ④聚碳酸酯。聚碳酸酯具有優(yōu)良的綜合力學性能，沖擊韌度尤為突出；透明度高，可染成各種顏色，被譽為“透明金屬”；耐熱性比一般尼龍、聚甲醛略高，且耐寒，可在-100～145℃的溫度范圍內使用。它多用于制造機械工業(yè)中受載不大，但沖擊韌度和尺寸穩(wěn)定性要求較高的零件，如輕載齒輪、心軸、凸輪、蝸輪、蝸桿等，由于透明度高，在航空航天工業(yè)中也用于制造信號燈，擋風玻璃、座座艙罩等。 ⑤聚四氟乙烯。聚四氟乙烯具有優(yōu)良的耐腐蝕、耐老化及電絕緣性，幾乎能耐所有化學藥品的腐蝕包括王水。 ⑥聚甲基丙烯酸甲酯。商業(yè)名稱為有機玻璃。用它可制作飛機的座艙、弦窗、電視和雷達標圖的屏幕、汽車擋風板、儀器和設備

23、的防護罩、儀表外殼、光學鏡片等。 ⑦ABS塑料。ABS塑料具有堅韌、質硬、剛性好的綜合力學性能，易于成形和電鍍，耐熱，耐腐蝕以及尺寸穩(wěn)定性較好，可用于制造點擊、儀表、電話、電視機、收錄機的外殼及有關元件，還可用來制作汽車的方向盤、手柄以及化工管道與容器等。 ⑧酚醛塑料。酚醛塑料具有耐熱、絕緣、剛性大、化學性能穩(wěn)定性好的特點。 ⑨環(huán)氧塑料。它具有較高的強度、韌性及優(yōu)良的絕緣性，并能耐-80～155℃的冷熱以及酸、堿、有機溶劑的浸蝕。但他的成本高于酚醛塑料。 1.3塑料的主要成型方法 隨著加工溫度的逐漸升高，塑料將經歷玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)直至分解。處于不同狀態(tài)下的塑料表現(xiàn)不同的性能，這

24、些性能在很大程度上決定了塑料對加工的適應性、可模塑性、可延性、可紡性、可機加工性等。一般的，塑料的成型方法很多，主要有八種： （1）注射成型。注射成型是指通過注射機的螺桿或柱塞的作用，將熔融塑料注入閉合的模具型腔，經過保壓、冷卻、硬化定型后，即可得到模具成型出的塑件。 （2）壓塑成型。是將預熱過的塑料原料放在經過加熱的模具型腔內，凸模向下運動，在熱和壓力的作用下，塑料呈熔融狀態(tài)并充滿型腔，然后固化成型。 （3）壓鑄成型。壓鑄成型是指通過壓料柱將加料室內受熱熔融的塑料經澆注系統(tǒng)壓入加熱的模具型腔，然后固化定型。 （4）擠出成型。擠出成型是利用擠出機的螺旋桿加壓，連續(xù)地將熔融的塑料從料筒中

25、擠出，通過特定的截面形狀的機頭模成型并借助于牽引裝置將擠出的塑料均勻拉出，同時冷卻定型，獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。 （5）吹塑成型。它是將擠出的熔融塑料毛坯，置于模具內，借助壓縮空氣吹脹而貼于型腔壁上，經冷卻硬化為塑料。此方法主要用于成型空心塑件。 （6）壓延成型。它將塑化的熱塑性塑料，通過兩道或多道旋轉的滾筒間隙擠壓延展，連續(xù)生產塑料薄膜或片材。 （7）發(fā)泡成型。將發(fā)泡性樹脂直接填入模具內，使受熱熔融，形成氣液飽和溶液，通過成核作用，形成大量微小泡核，泡核增長，制成泡沫塑件。常用發(fā)泡方法有三種：物理發(fā)泡法，化學發(fā)泡法和機械發(fā)泡法。 （8）真空及壓縮空氣成型。把熱塑性塑料板片固定在模

26、具上，用輻射加熱器進行加熱，加熱到軟化溫度后，用真空泵把板材和模具間的空氣抽掉，靠大氣的壓力使板材貼合在模具的型腔表面，冷卻后固化成型。 1.4計算機系統(tǒng)輔助設計CAD/CAE 這是20世紀70年代迅速發(fā)展起來的，到80年代已進入實用化。不同的軟件可分別用于不同的塑料模具設計和對模具結構、產品質量進行分析，它由計算機硬件和專用軟件組成。CAD軟件的主要功能是幾何造型技術，它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上，完成制件設計的繪圖工作，對制品或模具進行力學分析。而過程軟件（CAE軟件）中流動軟件可模擬熔體在模內的流動過程。冷卻分析軟件可模擬熔體的凝固過程和在模內溫度的變化，預測可能出現(xiàn)的問題，

27、如制品缺陷、翹曲、變形、內應力等，使設計結果優(yōu)化。 目前，諸如PRO/Engineer、UNIGRAPHICS NX系列等三維實體造型技術已經相當成熟，用戶可以根據(jù)已有的三維實體模型，通過設定圖幅，視圖類型，投影方向，剖切等參數(shù)，自動生產所需的二維工程圖。由于工程圖中各個視圖是由系統(tǒng)根據(jù)產品實體模型自動生成的，因而很好地解決了傳統(tǒng)二維繪圖中始終存在的投影線，截交線難求的問題。此外，所生成的二維工程圖的參數(shù)與相應的三維實體模型的參數(shù)關聯(lián)，當設計模型修改后，系統(tǒng)會自動刷新制圖模型，從而徹底解決了由于設計修改引起的圖檔更新問題。除了關聯(lián)性外，應用計算機輔助軟件進行三維實體模型自動生成工程圖

28、的方法還有如下特點，具有一個直觀的，易于使用的，圖形化的用戶界面，主模型方法支持并行工程，即當設計員在模型上工作時，制圖員可以同時進行制圖，可以控制隱藏線的可見性（不可見，虛線可見，實線可見）；大多數(shù)制圖對象的編輯與建立是在同一對話框中，如尺寸符號等。 1.5鼠標注射模具的現(xiàn)狀 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。自此，鼠標和電腦就結下了不解之緣，特別是操作系統(tǒng)發(fā)展到了Windows時代，鼠標成了關鍵的輸入設備。從基本的運行程序、復制

29、文件、刪除文件到系統(tǒng)的設置與調試，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計和制造也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的手工設計與制造方式早己滿足不了注塑模具設計和制造的需要。因此采用采用CAD/CAM/CAE 技術將可以顯著地提高塑料產品和塑料模具設計制造效率，減少了設計者的勞動量，提高設計制造質量，減少試模修模時間，從而縮短了從產品設計、模具設計、模具制造到產品模塑生產的整個周期，增強企業(yè)對市場需求的應變能力。 1.6設計目的及意義 畢業(yè)設計是工科院校本科生培養(yǎng)計劃的最后的最關鍵最重要的環(huán)節(jié)，是我們走進社會工作或

30、者更深層的學習本專業(yè)知識的一個很好的準備。通過畢業(yè)設計，使自己對大學所學的知識有個總體的概括及復習，更主要的使以此來培養(yǎng)學生綜合運用所學理論知識的技能、解決與分析實際問題的能力、獨立鉆研能力等，其主要目的為： （1）總結并鞏固在校期間的學習成果，使所學的理論知識更綜合、更系統(tǒng)。同時認識到自己的不足，使自己得到改進。 （2）通過畢業(yè)設計，使自己更清楚的認識到查找資料及網(wǎng)絡資源的重要性。 （3）對設計中要解決的主要問題，在獨立進行分析，研究的基礎上，提出自己的見解，并完成所規(guī)定的設計任務，經歷一次工程師的基本訓練。 （4）通過畢業(yè)設計，培養(yǎng)自己吃苦的精神、一絲不茍的作

31、風及培養(yǎng)良好的科學態(tài)度與工作作風。 （5）通過畢業(yè)設計，對于Auto-Cad，Pro/E等軟件有了更好的運用和掌握。 第二章 塑件成型工藝性分析 2.1塑件的外形結構 圖2.1 塑件三維立體圖 圖2.2 塑件三視圖 2.2 ABS塑料性能的分析 （1）一般性能。ABS的外觀為不透明呈象牙色的粒料，無毒、無味、吸水率低，其制品可著成各種顏色，并具有90%的光澤度。ABS的相對密度為1.05，ABS同其他材料的結合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS在比較寬廣的溫度

32、范圍內具有較高的沖擊強度和表面硬度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩(wěn)定性好，收縮率在0.4%～0.8%范圍內，若經玻纖增強后可以減少到0.2%～0.4%，而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。其臨界表面張力為34～38m*N/cm。 ABS熔體的流動性比PVC和PC好，但比PE、PA及PS差，與POM和HIPS類似。ABS的流動特性屬非牛頓流體，其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關系，但對剪切速率更為敏感。 （2）力學性能。ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用。即使ABS制品被破壞，也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。ABS的耐磨性能優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載

33、荷和轉速下的軸承。ABS的蠕變性比PSF及PC大，但比PA和POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。 （3）熱學性能。ABS屬于無定形聚合物，無明顯熔點；熔體粘度較高，流動性差；熱穩(wěn)定性不好，耐熱性較差，紫外線可使變色；熱變形溫度為70～107℃，制品經退火處理后還可提高10℃左右。對溫度、剪切速率都比較敏感；ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40℃到80℃的溫度范圍內長期使用。 （4）電學性能。ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟?、濕度和頻率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 （5）環(huán)境性能。ABS不受水、無機鹽、堿醇類和烴類溶劑

34、及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外線的作用下易產生降解，置于戶外半年后，沖擊強度下降一半。 （6）成型性能 ①無定形料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，表面要求的塑件須長時間預熱干燥80～90℃,3小時。 ②宜取高料溫，高模溫，但料溫過高易分解（分解溫度為>270°），對精度較高的塑料，模溫宜取50～60℃，對高光澤，耐熱塑件，模溫宜取60～80℃。 ③如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫，高模溫，或者改變入水位等方法。 ④如成形耐熱級或阻燃級材料，生產3～7天后模具表面會殘存塑料分解物，導致模具表面

35、發(fā)亮，需對模具及時進行清理，同時模具表面需增加排氣位置。 （7）ABS主要性能指標。ABS主要性能指標見表2.1。 表2.1 ABS主要性能指標 性能 參數(shù) 性能 參數(shù) 密度/（g/cm) 1.02～1.16 屈服強度/（MPa） 50 質量體積/（cm/g） 0.86～0.98 抗拉強度（/MPa） 38 吸水率24h/（%） 0.2～0.4 拉伸彈性模/（GPa） 1.8 熔點/（℃） 130～160 抗彎強度/（MPa） 80 線膨脹系數(shù)/（/℃） 7.0 彎曲彈性模量/（GPa） 1.4 計算收縮率/（%） 0.4～0.7 抗壓

36、強度/（MPa） 53 比熱容/（J/(kg.K） 1470 抗剪強度/（MPa） 24 ABS樹脂是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其特性是由三種的配比及每一種組分的化學結構，物理形態(tài)的控制，丙烯腈組分在ABS中表現(xiàn)的特性是耐熱性、耐化學性、剛性、抗拉強度，丁二烯表現(xiàn)的特性是抗沖擊強度，苯乙烯表現(xiàn)的是加工流動性、光澤性。這三種組分的結合，優(yōu)勢互補，使ABS樹脂具有優(yōu)良的綜合性能。ABS具有剛性好、抗沖擊強度高、耐熱、耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電氣性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面的光澤好、易涂色、著色，還可以進行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工的性能。而制件為硬脆的

37、特性，考慮到ABS綜合性能及價格等問題選擇ABS為原材料。 2.3ABS塑料的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型的工藝過程包括：成型前的準備、注射成型過程以及塑件的后處理三個階段。 （1）成型前的準備。對ABS的色澤、細度和均勻度進行檢驗。由于ABS容易吸濕，成型前應進行充分的干燥。 （2）注射過程。注射過程是塑料轉變?yōu)樗芗闹饕A段。它包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻定型和脫模等步驟。塑料在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流和冷卻5個階段。 （3）塑件的后處理。采用調濕處理，其熱處理條件為:處理介質為空氣或

38、水，處理溫度為60～75℃，處理時間為16～20s。 ABS的注射工藝參數(shù)有： （1）注射機：螺桿式； （2）螺桿轉速（r/min）：30； （3）料筒溫度（℃）：后段150～170，中段165～180，前段180～200； （4）噴嘴溫度（℃）：170～180； （5）噴嘴形式：自鎖式； （6）模具溫度（℃）：50～80； （7）成型時間（s）：30（注射時間1.6,冷卻時間20.4，輔助時間8）。 2.4塑件的尺寸和精度 該塑件給出的尺寸均為自由尺寸，標注尺寸公差精度為MT3。 2.5塑件的表面質量 塑件的表面質量包括表面粗糙度和外觀質量等。對于塑件外表面，在外

39、觀質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Ra0.8um。 對于塑件內表面，表面粗糙度值為Ra1.6um。 2.6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。塑件的壁厚一般在1～3mm范圍內，最常用數(shù)值為2～3mm。若壁厚過小，成型時的流動阻力大，若因塑件結構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，容易造成塑件的內應力和翹曲變形，還容易產生氣泡，縮孔等缺陷。可將塑件過厚部分挖空使該塑件的壁厚均勻為2mm?；緷M足要求

40、。 2.7脫模斜度 脫模斜度的取向要根據(jù)塑件的內外形尺寸而定。塑件內孔以型芯小端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀擴大方向標出，塑件外形以型腔大端為準，尺寸符合圖紙要求，斜度沿形狀減小方向標出。當要求開模后塑件留在型腔內，塑件內表面的脫模斜度應大于外表面的脫模斜度。但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°。 第三章 模具的結構形式設計 3.1分型面的確定 在塑件設計階段，應該考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。分型面設計是否合理，對塑件質量、工藝操作難易

41、程度和模具的設計制造都有很大影響。因此，分型面的選擇是注射模具設計中的一個關鍵因素。 分型面應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。 （4）有利于澆注系統(tǒng)的合理設置，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構形式

42、。這種模具可根據(jù)需要設計成單型腔，也可以設計成多型腔。構成型腔的一部分在動模，另一部分在定模。主流道設在定模一側，分流道設在分型面上。開模后由于拉料桿的拉料作用以及塑件應收縮包緊在型芯上，塑件連同澆注系統(tǒng)凝料一同留在動模一側，動模一側設置的推出機構推出塑件和澆注系統(tǒng)凝料。一般對于塑件外觀質量要求不高，尺寸精度要求一般的小型塑件，可采用此結構。 （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

43、型面注射模、定距導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構。 綜合考慮塑件結構及表面質量要求，選擇雙分型面注射模，分型面形式為水平分型面。 3.2型腔數(shù)目和排列方式的確定 為了使模具與注射機的生產能力相匹配，提高生產效率和經濟性，并保證塑件精度，模具設計時應確定型腔數(shù)目，常用的方法有四種：根據(jù)經濟性確定型腔數(shù)目、根據(jù)注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目、根據(jù)注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目、根據(jù)制品精度確定型腔數(shù)目。 一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型

44、塑件優(yōu)先采用一模一腔的結構，綜合考慮塑件工藝要求和結構復雜程度，擬定該塑件選擇一模兩腔，采用中心對稱排列，排列形式如圖3.1。 圖3.1 型腔排列方式 第四章 注射機的選擇 注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模是應該詳細了解注射機的技術規(guī)范，才能設計出符合要求的模具。 注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結構型式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)

45、這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須重新調整。 4.1注射機的初步選擇 4.1.1 計算塑件的體積和質量 根據(jù)本塑件的三維零件圖及相關尺寸，利用Pro/E軟件分析，結果如圖4.1。 圖4.1 塑件的Pro/E分析結果 塑件體積：V塑=14.16 cm。 塑件的質量：m1=15.6g。 流通凝料的質量m2還是一個未知數(shù)，由于此模具結構、澆注系統(tǒng)簡單，且為一模兩腔。根據(jù)以往設計模具的經驗，我們可以取塑件質量的0.7倍，故注射量為： M= m1（1+0.7）×2= 53.04g 4.1.2選擇

46、注射機 澆注系統(tǒng)凝料與塑件的總質量為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J54-S200/400型注射機。其主要技術參數(shù)見下表。 表4.1 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/cm3 200～400 螺桿直徑/mm 55 注射壓力/MPa 109 注射行程/mm 160 注射時間/s 1.8 塑化能力/(g/s) 16.8 注射方式 螺桿式 合模力/N 25.4×105 最大成型面積/cm2

47、 645 移模行程/mm 260 最大模具厚度/mm 406 最小模具厚度/mm 165 模板尺寸/mm 532×634 拉桿空間/mm 290×368 合模方式 液壓-機械 推出形式/mm 中心推出 電動機功率/kW 18.5 噴嘴球半徑/mm 12 噴嘴口直徑/mm 4 4.2注射機相關參數(shù)的校核 在模具設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參數(shù)進行校核。 4.2.1注射壓力的校核 塑件成型時所需要的壓力一般由塑料流動性、塑件結構和壁厚以及澆注系統(tǒng)類型等因素所決定，在生產實踐中其值一般為70MPa～150MPa

48、。對于塑料為ABS的中等壁厚件，其注射壓力參考值為100MPa～130MPa。注射機的公稱壓力P=109MPa,基本滿足要求。 4.2.2 鎖模力的校核 鎖模力是指注射機的鎖模機構對模具所施加的最大夾緊力。當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會沿鎖模方向產生一個很大的脹型力。因此，注射機的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（mm2）。 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=5000mm2。澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A澆，A澆為A

49、塑的0.2～0.5倍，取A澆=0.3A塑，所以A分=n（A澆+A塑）= n（0.3A塑+A塑）=12000 mm2。則有： F脹=p腔A分=12000×35=420kN 注射機的公稱鎖模力F鎖=900kN，鎖模力安全系數(shù)k=1.1～1.2，取k=1.2，kF脹=1.2F脹=504kN

50、始端凹球面半徑SR應與噴嘴球面半徑SRo相適應，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）。定位圈的高度，對小型模具為8mm～10mm,對大型模具為10mm～15mm，在此取10mm。 （3）模具厚度Hm也稱模具閉合高度，必須滿足 Hmin

51、m之間滿足設計要求。 （4）模具長、寬尺寸與注射機拉桿間距離的關系。模具安裝有兩種方式，即從注射機上方直接吊入機內進行安裝，或者先吊到側面再由側面推入機內安裝，為安裝方便，應使注射機拉桿內間距比模具尺寸≥10mm。 （5）模具與注射機的安裝關系。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。 4.2.4開模行程校核與推出機構的校核。 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

52、構不同，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為液壓—機械聯(lián)合作用，故選擇開模行程與模厚無關的情況校核。其模板行程是由連桿機構的最大沖程所決定，而與模厚無關。 對于單分型面注射模，所需開模行程H為 H=H1+H2+(5～10)mm≤S 式中：H1 ——推出距離（脫模距離）（mm）； H2——包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度(mm)。 所以該塑件的開模行程H=15+80+5mm=100mm≤S。 第五章 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的作用是將塑料熔體順利地充滿到型腔各處，以便獲得外

53、形輪廓清晰，內在質量優(yōu)良的塑件。因此要求充模速度快而有序，壓力損失小，熱量散失少，排氣條件好，澆注系統(tǒng)凝料易于與塑件分離或切除，且在塑件上留下澆口痕跡小。 澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成。從注塑機噴嘴至模具型腔的熔融樹脂流路稱之為流道，其澆口套內樹脂流路稱之為主流道，其余部分稱之為分流道。分流道末端通向型腔的節(jié)流孔稱之為澆口，在不通向型腔的分流道末端設置冷料井。澆注系統(tǒng)分為兩大類，制品與固化的澆注系統(tǒng)一同從模具中取出的澆注系統(tǒng)稱之為冷流道澆注系統(tǒng)。通過加熱裝置保持流道中樹脂為熔融狀態(tài)的稱之為熱流道澆注系統(tǒng)。 5.1澆注系統(tǒng)的設計原則 澆注系統(tǒng)設計是注射模具設計的一個重要環(huán)

54、節(jié)它對注射成形周期和塑件質量，如外觀、物理性能、尺寸精度燈，都有直接影響。設計時須注意如下原則： （1）盡可能采用平衡式布局，以便設置平衡式分流道。 （2）型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現(xiàn)象。 （3）型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。 （4）熱量及壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應該盡量短，斷面尺寸盡可能的大，盡量減少彎折，表面粗糙度要低。 （5）確保均衡進科，即分流道盡可能采用平衡式布置。 （6）塑料消耗量少，在滿足各個型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)的容積盡量小,以此減少塑件的耗量。 （7）排氣良好，澆注系統(tǒng)應能順利地引

55、導塑料熔體充滿型腔的各個角落，使型腔的氣體能順利的排出。 （8）防止塑件出現(xiàn)缺陷。 （9）生產效率要高。 （10）塑料熔體的流動特性及注意塑件的外觀質量。 考慮到制件的形狀及外觀的要求,布置形式如圖5.1。 5.2主流道設計 主流道（也叫進料口），它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時最先經過的地方。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切關系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增 圖5.1 分流道設計 長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質量，同

56、時也易造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。 在一般情況下，主流道不直接開設在定模板上，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，而直接開設在定模板上。 主流道尺寸設計 （1）主流道小端直徑 d=注射機噴嘴尺寸+（0.5～1）mm=4+（0.5～1）mm=（4.5～5）mm ,d取4.5mm。 （2）主流道球面半徑 R=注射機噴嘴球頭半徑+(1～2)mm=12+(1～

57、2)mm=13mm～14mm, R取14mm。 （3）球面配合高度 h=3mm～5mm,取h=5mm。 （4）主流道長度 L=80mm。 （5）主流道大端直徑 D=d+2Ltanα≈5+2×80×tan1.5°mm=8.7mm 。式中α=1°～2°，取1.5°。 主流道的凝料體積：V主=3.14×80×(4.352+2.252+4.35×2.25)/3=2827.8 mm3=2.83 cm3。 主流道當量半徑：Rn=(4.35+2.25)/2=3.3mm。 主流道襯套設計如圖5.2。 圖5.2 主流道襯套 5.3分流道設計 多型腔模設計型腔和分

58、流道布置應滿足原則：盡量保證各型腔同時充滿，并均衡地補料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致；各型腔之間距離恰當，應有足夠空間排布冷卻水流道、螺釘?shù)?，并有足夠截面積承受注塑壓力；在滿足如上要求的情況下盡量縮短流道長度，降低澆注系統(tǒng)凝料重量。 本設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時間。另外需要配合彎曲潛伏式澆口設計，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。考慮到兩方面的因素，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

59、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=70×3.14×42/2+68×3.14×32/2=2436.64 mm3=2.72 cm3。 分流道體積流量：q分=（2.72+14.16）/1.6=10.55 cm3/s。 則剪切速率：r分=3.3×10.55×1000/(3.14×1.753)=2.07×103s-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5×102～5×103之間，所以，分流道內熔體的剪切速率合格。 5.4冷料井設計

60、主流道冷料井位于主流道正對面的動模板上，或者處于分流道的末端。其作用使捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件的質量，開模的時候又能將主流道中的冷料拉出。冷料井直徑稍微大于主流道大端的直徑，長度約為主流道大端直徑。本設計采用Z形冷料井。 分流道冷料井一般采用兩種形式：一種是將冷料井開設在動模的深度方向，其設計方式與主流道冷料井類似，另一種是將分流道在分型面上延伸成為冷料井。本設計采用第二種方法，形狀為直徑為6mm的半圓，長度為10mm。 5.5澆口設計 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細短流道它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。澆口的形狀、數(shù)量、尺寸和位置對塑件質量有很大的影響。

61、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）熔體在流經狹窄的澆口時，產生摩擦熱，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避免產正噴射和蠕動。 （3）澆口應開設在塑件斷面最厚處。 （4）澆口位置的選擇應使塑料流程最短，料流變向最少。 （5）澆口位置選擇應有利于型腔內氣體的排出。 （6

62、）澆口位置的選擇應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，本設計采用潛伏式澆口。形式如圖5.3所示。 圖5.3 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 cm3/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=3.3×8.85×1000/(3.14×13)=9.3×103。 則該澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×103～5×之間，所以，澆口

63、的剪切速率校核合格。 5.6主流道剪切速率的校核 主流道的體積流量：q主=（2.83+2.72+14.16×2）/1.6=21.17 cm3/s。 主流道的剪切速率：r主=3.3×21.17×1000/(3.14×3.33)=6.19×102。 則主流道內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5×102～5×103之間，所以，主流道內熔體的剪切速率合格。 第六章 成型零件的設計 6.1成型零件的結構設計 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件，成型零件包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。成型過程中成型零件受到熔體的高壓作用，料流的沖刷，脫模

64、時與塑件間發(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，此外還要求成型零件具有合理的結構和良好的加工工藝性，具有足夠的強度，剛度和表面硬度。同時，還應該考慮零件的加工性及模具的制造成本。 6.1.1凹模結構設計 凹模也稱為型腔、凹模型腔，用以形成塑件的外形輪廓。按結構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，結構簡單，成型塑件的質量較好，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

65、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。對于形狀復雜易損壞的凹模，將難以加工或易損壞的部分設計成鑲件形式，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。對于大型的復雜凹模，可以采用將凹模四壁單獨加工后鑲入模套中，然后再和底板組合的方式。 在此次設計中，考慮到塑件的精度，采用整體嵌入式凹模 6.1.2凸模、型芯結構設計 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，并壓制塑料的內表面及端面。凸模由兩部分組成：上端與加料室有配合關系，以防止熔料溢出

66、并有導向作用；下端為成型部分并設有脫模斜度。凸模結構有整體式及組合式兩種類型。 （1）主型芯的結構。主型芯按結構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，其結構牢固，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，然后鑲入模板中。采用一定結構或方式對型芯進行周向或軸向定位。為了方便加工，形狀復雜的型芯大多采用鑲拼式組合結構。 （2）小型芯的結構。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 成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來構成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯和型芯之間的位置尺寸等。任何塑件都有一定的幾何形狀和尺寸精度的要求，如有