無線鼠標的底殼下殼的注塑模具設計-斜頂抽芯注射模含NX三維及12張CAD圖

無線鼠標的底殼下殼的注塑模具設計-斜頂抽芯注射模含NX三維及12張CAD圖,無線,鼠標,底殼下殼,注塑,模具設計,斜頂抽芯,注射,nx,三維,12,十二,cad 摘 要 《無線鼠標外殼注塑模模具設計》是編寫者兩個月以來所編寫的畢業(yè)設計說明書。主要介紹：注射模的整個過程，包括成型零部件、推出機構、流道等一些設計。在論文書寫過程中，通過一個月的時間對原始資料進行搜集，充分考慮模具的各種結構并和指導老師及同學之間進行討論，最終選擇了論文所寫的注塑模具結構。 本論文的資料大多是編寫者結合三年所學的各方面的理論知識完成的，包括機械制圖、公差與配合、工程力學、機械設計、注射模具成型、工程材料等；一部分是通過查手冊所得；還有少部分是同學之間的交流和自己三年的實習總結。 關鍵詞：無線鼠標外殼；注射模；推出機構；注塑模具 14 Abstract "Injection mold design of wireless mouse shell" is the graduation design manual compiled by the author for two months. This paper mainly introduces the whole process of injection mold, including the design of molding parts, ejection mechanism, flow channel and so on. In the paper writing process, through a month of time to collect the original information, fully consider the various structures of the mold, and discuss with the instructor and students, finally choose the injection mold structure of the paper. Most of the materials of this paper are completed by the author combined with all aspects of theoretical knowledge learned in three years, including mechanical drawing, tolerance and fit, engineering mechanics, mechanical design, injection mold molding, engineering materials, etc.; part of them are obtained by looking up the manual; and a few are the exchange between students and their three-year internship summary. Key words: wireless mouse shell; injection mold; ejection mechanism; injection mold 1 目錄 摘 要 1 Abstract 2 第一章 緒論 1 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 1 1.2 模具的發(fā)展趨勢 1 1.2.1 加深理論研究 2 1.2.2 高效率、自動化 2 1.2.3 大型、超小型及高精度 2 1.2.4 革新模具制造工藝 2 1.2.5 標準化 2 1.3 設計在學習模具制造中的作用 2 1.4 來源背景 3 1.4.1 目的 3 1.4.2 要求 3 1.4.3 實際意義 3 1.4.4 主要設計內容 3 第二章 原始資料 4 2.1 塑料制品產量和生產要求 4 2.2 塑料品種牌號 4 2.2.1材料ABS的注塑成型參數 4 2.2.2材料ABS性能 4 2.2.3注射成型過程 6 2.3 制品圖樣 7 2.3.1尺寸及要求 7 2.3.2 根據制品尺寸幾何形狀進行分析 7 2.3.2.1 尺寸及公差 7 2.3.2.2 塑料制品的形狀 8 2.3.2.3 脫模斜度 8 第三章 基本參數 9 3.1 注射機選擇 9 3.2模具型腔數目的計算 9 3.2.1 計算原理 9 3.2.2 制品體積 10 3.2.3 型腔數目確定 10 3.3 模架選擇 10 第四章 成型零件尺寸及結構 11 4.1ABS的收縮率（S） 12 4.2 型芯尺寸及結構設計 12 4.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式 12 4.2.2 型芯高度尺寸 12 4.3 型腔尺寸及結構設計 13 4.3.1型腔徑向尺寸 13 4.3.2 型腔深度尺寸 13 4.3.3 型腔結構 14 4.3.4 型腔計算 14 第五章 模具結構 15 5.1模具結構圖 16 5.2模具與成型機械關系的校核 16 5.2.1 制品及流道體積 16 5.2.2注射機的校核 17 第六章 澆注系統(tǒng) 18 6.1 概述 19 6.2 澆注系統(tǒng)的設計 19 6.2.1 主流道的設計 19 6.2.2 澆口的設計 19 6.2.3 排氣糟的設計 21 6.3合模導向機構的設計 21 第七章 頂出機構的設計 22 7.1 推桿復位裝置 23 7.2 推件機構的設計 23 7.2.1推桿長度的計算 24 7.3 斜推桿的設計 25 7.3.1斜推桿的設計要點 25 7.3.2 斜推桿傾斜角的確定 26 第八章 支承零件 26 8.1 緊固件及其他附件 27 8.1.1 上模部分 27 8.1.2 下模部分 27 第九章 冷卻系統(tǒng) 28 9.1 溫度調節(jié)對塑件質量的影響 29 9.2 冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 30 第十章 模具的裝配 30 結論 33 參考文獻 34 致 謝 35 第一章 緒論 1.1 模具在加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。 對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。 模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。 現代生產中，合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是必不可少是三項重要因素，尤其是模具對實現材料加工工藝要求、塑料制件的使用要求和造型設計起著重要的作用。高效的全自動設備也只有裝上能自動化生產的模具才有可能發(fā)揮其作用，產品的生產和更新都是以模具的制造和更新為前提的。由于制件品種和產量需求很大，對模具也提出了越來越高的要求。因此促進模具的不斷向前發(fā)展。 1.2 模具的發(fā)展趨勢 4 近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面： 1.2.1 加深理論研究 在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。 1.2.2 高效率、自動化 大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。 1.2.3 大型、超小型及高精度 由于產品應用的擴大，于是出現了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、導熱性優(yōu)異的制模材料。 1.2.4 革新模具制造工藝 在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。 1.2.5 標準化 開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。 1.3 設計在學習模具制造中的作用 通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據不同情況選用模具加工新工藝。 畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。 1.4 來源背景 無線鼠標外殼為ABS塑料制品，采用注射模進行成型，這種制品結構比較簡單，加工難度不大。 1.4.1 目的 通過本課題的設計，能夠懂得模具的整個設計過程及綜合性的掌握本專業(yè)知識，能夠掌握UG、CAD、Word等軟件的操作方法。 1.4.2 要求 設計本課題的要求的理論聯系實際。在學習好相關的設計理論知識的同時，還必須了解實踐操作。另外，設計的模具首先要能制造出來，還要有一定的使用價值。 1.4.3 實際意義 通過本課題的設計，可以更好的掌握模具的整個設計過程。在設計過程中，定會遇到許多以前沒有遇到的問題，有問題就會促使自己想盡一切辦法去解決，從中獲得一定的知識。把整個設計做完之后，就會對知識有個系統(tǒng)的了解。另外，通過對UG、CAD、Word等軟件的操作，可以有更好、更熟練的操作技能。這些工作對我以后的人生將是一筆大財富。 1.4.4 主要設計內容 本課題的設計主要包括成型零件的設計、澆注系統(tǒng)的設計、導向及定位部分的設計、推出與復位部分的設計、固定支承和緊固件的設計、模具結構的整體設計、工藝過程的編寫及對UG、CAD、Word等軟件的操作技術。 第二章 原始資料 2.1 塑料制品產量和生產要求 根據圖紙要求，此制品為小批量生產，在生產要求上不是很高，所以在模具設計時應力求結構簡單，但要能達到制品的各種要求。 2.2 塑料品種牌號 2.2.1材料ABS的注塑成型參數 注射機：螺桿式； 螺桿轉數（r/min）：48； 料筒溫度（℃）：前段 200～220； 中段 180～200； 后段 160～180； 噴嘴溫度（℃）：170～180； 模具溫度（℃）：50～80； 注射壓力（MPa）：70～100； 成型時間（s）：注射20～60，保壓0～3，冷卻20～90，總周期50～160。 2.2.2材料ABS性能 1.物理性能 ABS樹脂是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(簡稱ABS)，這三者的比例為20：30：50(熔點為175℃)。只要改變其三者的比例、化合方法、顆粒的尺寸，便可以生產出一系列具有不同沖擊強度、流動特性的品種，如把丁二烯的成份增加，則其沖擊強度會得到提高，但是硬度和流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。 ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好的綜合物理機械性能，如優(yōu)良的電性能、耐磨性，尺寸穩(wěn)定性、耐化學性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。 2.成型性能 ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態(tài)上看，ABS是非結晶性材料。中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性以及很高的抗沖擊強度。 ABS在比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖擊強度，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%，而且絕少出現塑后收縮。 ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。 ABS尚具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應用領域，ABS若與MMA摻混可制成透明ABS，透光率可達80%。 ABS是吸水的塑料，于室溫下，24小時可吸收0.2%~0.35%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過0.2%，塑料表面會受大的影響，所以對ABS進行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應小于0.2%。 3.ABS的主要性能指標 密度ρ=1.05 g/； 收縮率0.4～0.7%，取值0.5%. 4.ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良； 消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預干燥。 2.2.3注射成型過程 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的吸水率大約為0.2%～0.8%，容易吸濕，成型前應進行充分的干燥，干燥至水分含量<0.3%。干燥條件：用烘箱以80～85℃烘2～4小時或用干燥料斗以80℃烘1～2小時。 2.注射過程 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4個階段。 3.塑件的后處理 采用調濕處理，其熱處理條件查參考文獻【1】中的表4-7由處理溫度為70℃；保濕時間為2～4小時。 2.3 制品圖樣 2.3.1尺寸及要求 無線鼠標外殼產品造型，如圖2.1 圖 2.1 2.3.2 根據制品尺寸幾何形狀進行分析 2.3.2.1 尺寸及公差 從制品所給的尺寸及公差查《塑料模塑成型技術》表3-7為4級精度等級，查表3-8得4級精度等級為一般精度，從經濟方面考慮，在模具設計時模具精度等級也應設計成一般精度等級。 2.3.2.2 塑料制品的形狀 此制品為無線鼠標外殼方形制品，制品體積不大，如圖2.1。 塑料制品的壁厚 由圖1.1可知，此制品最大壁厚為1.5mm，最小壁厚為0.6mm。壁厚均勻，但是孔位較多，它會固化或冷卻速度的不同引起收縮不均勻，從而在制品內部產生內應力。因此在模具設計時要進行冷卻系統(tǒng)的設計及適應選擇澆口。 2.3.2.3 脫模斜度 所設計的制品有脫模斜度，這樣制品對型心的包緊力相對會小，如果脫模困難，生產時可噴涂脫模劑。 2.3.2.4分型面的選擇 塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則： 1.分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。 2.分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。 3.分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。 4.分型面應有利于側向抽芯，。 第三章 基本參數 3.1 注射機選擇 根據塑料制品的體積或質量，查書可選定注塑機型號為HTF 110X1B. 注塑機的參數如下： 型號 單位 110×1A 110×1B 110×1C 參數 螺桿直徑 mm 34 36 40 理論注射容量 cm3 131 147 181 注射重量PS g 119 134 165 注射壓力 Mpa 206 183 149 注射行程 mm 144 螺桿轉速 r/min 0~215 料筒加熱功率 KW 5.7 鎖模力 KN 1100 拉桿內間距(水平×垂直) mm 400×400 允許最大模具厚度 mm 410 允許最小模具厚度 mm 160 移模行程 mm 340 移模開距(最大) mm 750 液壓頂出行程 mm 100 液壓頂出力 KN 33 液壓頂出桿數量 PC 5 油泵電動機功率 KW 13 油箱容積 l 210 機器尺寸(長×寬×高) m 4.7×1.3×1.85 機器重量 t 3.4 最小模具尺寸(長×寬) mm 280×280 3.2模具型腔數目的計算 3.2.1 計算原理 通常注射機的實際注射量為注射機最大注射量的80﹪，即 V實 = Vmax×80﹪ (3-1) 式中 V實 ---- 制品實際所需注射量，單位cm3。 Vmax ---- 注射機最大注射量，單位 cm3。 由表3.1 Vmax=147cm3 所以 V實=117.6cm3 3.2.2 制品體積 制品的結構及尺寸如圖2.1，體積通過3D測量可得出： V制=7.66cm3 3.2.3 型腔數目確定 制品數目用n表示，利用下列公式進行計算， n= V實/V制=117.6/7.66=15.3 通過計算可以設計型腔數量?？紤]到模具加工和排位，暫設計型腔數目為一模二腔。 3.3 模架選擇 根據制品尺寸大小及型腔數目，查表《模具標準應用手冊》表6-15初步選用300x450模架具體結構如圖3.1(a)、3.1(b) 模架型號采用CI-3040-A80-B100-C130，使用標準模架，可降低計算量，節(jié)約成本。 圖3.1 （a） 圖3.1 (b) 第四章 成型零件尺寸及結構 4.1ABS的收縮率（S） 查《塑料制品及其成型模具設計》表0.1ABS的收縮率范圍為0.4-0.8﹪，換算成平均收縮率Scp﹪ Scp﹪=(0.4﹪+0.6﹪)/2=0.5﹪ (4-1) 4.2 型芯尺寸及結構設計 4.2.1 型芯徑向尺寸計算利用公式 LM1=[ls1(1+Scp﹪)+△] (4-2) 制品的基本尺寸為：50.86、85.89、17.5 查表公差為0.2、0.3、0.1 將數值代入計算 LM1=[50.86（1+0.5%）+×0.2] =51.26 LM2=[85.89（1+0.5%）+×0.3] =86.54 LM3=[17.5（1+0.5%）+×0.1] =17.662 4.2.2 型芯高度尺寸 Hm = [hs(1+Scp%)+△] (4-3) 制品的基本尺寸為：17.5 查表公差為0.1 將數值代入計算 Hm= [17.5(1+0.0.5%)+2/3×0.1] =17.654 4.3 型腔尺寸及結構設計 4.3.1型腔徑向尺寸 型腔徑向尺寸利用公式 LM=[ls(1+Scp﹪)-△] （4-6） 制品的基本尺寸為：50.86、85.89、17.5 查表公差為0.2、0.3、0.1 將數值代入計算 LM1=[50.86*1+0.5﹪)-×0.2] =50.964 LM2=[85.89(1+0.5﹪)-×0.3] =86.094 LM3=[17.5(1+0.5﹪)-×0.1] =17.58 4.3.2 型腔深度尺寸 型腔深度尺寸利用公式 制品的基本尺寸為：17.5 查表公差為0.1 Hm = [Hs(1+Scp%)-△] (4-7) 將數值代入計算 Hm1 = [17.5(1+0.5%)-×0.1] =17.521 4.3.3 型腔結構 型腔結構簡單，采用鑲嵌凹模，這種結構成形的制品質量較好，加工方便，并且就鑲嵌在型腔板上，與型腔板構成一體。 4.3.4 型腔計算 型腔底厚、壁厚 1.按剛度校核側壁厚度，利用公式 t=r[（4-8） 代入計算得 t=9.6 mm 2.按強度計算，利用公式 t=r( 代入計算t=8.7mm 取較大值9.6mm。 4.3.5 底厚計算 按剛度計算 h=5.23mm 按強度計算 h=4.87mm 取較大值5.23mm。 第五章 模具結構 模具結構主要由以下部分組成：成型部分、 支承部分、推出機構、澆注系統(tǒng)、導向部分、緊固定位部分、冷卻排氣系統(tǒng)。在模具設計過程中，主要考慮塑料怎樣進料，制品怎樣成型、制品怎樣脫出。 5.1模具結構圖 通過對模具成型零件的計算，模架的確定，模具結構圖如圖所示。 5.2模具與成型機械關系的校核 5.2.1 制品及流道體積 5.2.1.1 制品體積 Vi=7.66cm V流=4.07 5.2.2注射機的校核 1.最大注射量的校核 根據公式 KV0≥V+V流 代入計算得V=7.66x2+4.07=19.37cm 符合注射機的要求 2.鎖模力校核 F鎖﹥pA 式中p——熔融型料在型腔內的壓力，該產品 A——塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經計算A=6267mm3 F鎖——注塑機的額定鎖模力。 故 F鎖＞pA=30Mpa x 6267mm x1.1x0.001=206.81 選定的注塑機的壓力為1100KN，滿足要求。 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 A 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具長×模具寬<拉桿面積 B模具閉合高度校核 Hmin——注塑機允許最小模厚=160mm Hmax——注塑機允許最大模厚=410mm H———模具閉合高度=371mm 故滿足Hmax＞H＞Hmin。 開模行程校核 注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機），故注塑機的開模行程應滿足下式： S機>H+H1+H2+50 S機————注塑機最大開模行程=750mm; H1————頂出距離=50mm； H2————澆注系統(tǒng)高度=110mm; 750>351+50+110 故：滿足條件 第六章 澆注系統(tǒng) 6.1 概述 注射模的澆注系統(tǒng)是指熔體從注射機的噴嘴開始到型腔為止的流動通道。對其要求是：使熔體平穩(wěn)的進入型腔，使之按要求填充型腔，使型腔內的氣體順利排出，在熔體填充型腔和凝固的過程中，能充分的把壓力傳到各個部位，以獲得組織致密，外形清晰，尺寸穩(wěn)定的塑料制品?？梢?，澆注系統(tǒng)的設計是十分重要的。澆注系統(tǒng)的設計正確與否，是注射成型能否順利進行的關鍵，因此，要引起高度重視。 6.2 澆注系統(tǒng)的設計 6.2.1 主流道的設計 主流道的截面形狀一般為圓形，其錐度為2°～6°，在此模具的設計的設計中采用2°，小端直徑一般取3～6mm,且大于注射機噴嘴直徑0.5mm,由表3-1注射機噴嘴直徑為3mm。將此模具主流道小端直徑設計為3.5mm。主流道的長度一般不超過150mm,本模具設計為112mm。 由于主流道需要與高溫塑料頻繁接觸，故設計主流道襯套是十分必要的，尤其是主流道要穿過兩塊板時，如果沒有主流道襯套，在結合處很容易發(fā)生溢料，導致主流道難以取出，主流道襯套的球半徑比注射機的球半徑大1～2mm，設計球半徑為SR11mm。主流道襯套的尺寸查表3-6-62《模具實用技術設計綜合手冊》。 6.2.2 澆口的設計 澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是： 1.型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。 2.易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.03～0.09，澆口的長度約為0.5mm～2mm，澆口具體尺寸一般根據經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。 當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現象，影響塑件質量。 澆口位置的選擇： 澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。 澆口設置應有利于排氣和補塑。 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用潛伏澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。 澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數量。對于大多數框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。 澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。 定位環(huán)、澆口襯套、澆注系統(tǒng)示意圖 因潛伏澆口在脫開時會傷塑件的內表面在這里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點澆口。分流道與澆口的連接。在利用了UG的塑料顧問對其進行模仿CAE的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口. 6.2.3 排氣糟的設計 塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。 因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣,鑲件間隙排氣，所以無需設計排氣槽。 6.3合模導向機構的設計 導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。 導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。 定位作用： 為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。 動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。 導柱、導套零件如下： 第七章 頂出機構的設計 在注射成型的每一循環(huán)中，都必須便塑件從模具型腔中型芯上脫出,模具中這種脫出機構稱為脫模機構（或推出機構、頂出機構）。脫模機構的作用包括脫出、取出兩個動作，即首先將塑件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離，稱為脫出，然后把其脫出物從模具內取出。 (1)推出機構應盡量設在動模一側以便借助于開模力驅動脫模裝置，完成脫模動作； (2)保證塑件不因推出而變形損壞,外形良好； (3)結構簡單可靠:機械的運動準確、可靠、靈活，并有足夠的剛度和強度； 用推件板推出機構中，為了減少推件板與型芯的摩擦，在推件板與型芯間留0.20~0.25mm的間隙，并用錐面配合，防止推件因偏心而溢料。 7.1 推桿復位裝置 推出機構用可用多種方式復位，如彈簧復位，強制回位和回針復位，一般模具設計追求安全可靠，同時采用這三種方法。復位桿應對稱布置，長取2~4根，長度與推桿相同。 彈簧復位是一種簡單復位方法，它具有先行復位功能，數跟彈簧裝在動模板與推板之間，推出塑件時彈簧被壓縮，當注射機的頂桿后退，彈簧即將推板推回。其結構如下圖8.2所示 7.2 推件機構的設計 推出機構——把塑件及澆注系統(tǒng)從從型腔中或型芯上脫出來的機構。 推出機構組成：推出部件（推桿、拉料桿、復位桿、推桿固定板、推桿墊板、限位釘）、推出導向部件（推桿導柱、推桿導套）、復位部件（復位桿）。 采用塑料模具約10mm;如果脫模斜度較大的塑料件，可以彈出深度的2/3。本套模具的推出機構為機動推出，形式較為簡單，其布置形式見圖3.6。 圖8.2 推桿的分布 7.2.1推桿長度的計算 頂桿總長度為： h桿=h凸+h動墊+S頂+h頂固 式中： h桿 為推桿的總長度； h凸 為凸模的總高度； h動墊 為動模墊板的厚度； S頂 為頂出行程； h頂固 為頂桿固定板的厚度； б1為富裕量，一般為（0.05～0.1）mm，表示頂桿端面應比腔型的平面高出； б2為頂出行程富裕量，一般為3～6mm。 根據以上公式計可得，推桿的總長度為220mm。 7.3 斜推桿的設計 斜推桿是常見的側向抽芯機構之一，它常用于制品內側面存在凹槽或凸起結構，強行推出會損壞制品的場合。它是將側向凹凸部位的成型鑲件固定在推桿板上，在推出的過程中，此鑲件作斜向運動，斜向運動分解成一個垂直運動和一個側向運動，其中的側向運動即實現側向抽芯。 斜推桿有整體式和二段式，二段式主要用于長而細的斜推桿，此時采用整體式的斜推桿于彎曲變形。 圖3.9 斜推桿抽芯機構[1] 7.3.1斜推桿的設計要點 （1） 要保證復位可靠。 （2）在斜推桿近型腔一端，須做6~10mm的直身位，并做一2~3mm的掛臺起定位作用，以避免注塑時斜推桿受壓而移動。設計掛臺亦方便加工、裝配及保證內側凹凸結構的精度。 （3）斜推桿上端面應比動模鑲件底0.05～0.1mm，以保證推出時不損壞制品。 （4）斜推桿上端面?zhèn)认蛞苿訒r，不能與制品內的其他結構（入圓柱、加強筋或型芯等）發(fā)生干涉； （5）沿抽芯方向制品內表面有下降弧度時，斜推桿側移時會損壞制品。解決方案有：a.制品減料做平，但須征得客戶同意；b.斜推桿底部導軌做斜度α，使斜推桿延遲推出。 （6）當斜推桿上端面和鑲件接觸時，推出時不應碰到另一側制品。 （7）斜推桿在推桿固定板上的固定方式見上圖3.9. （8）當斜推桿較長或較細時，在動模板上加導向塊，幫助頂出及回位時的穩(wěn)定性。加裝導向塊時其動模必須和內模鑲件組合一起切割。 （9）斜推桿與內模的配合公差取H7/f6，斜推桿與模架接觸處避空。 7.3.2 斜推桿傾斜角的確定 斜推桿的傾斜角度取決于側向抽芯距離和推桿板推出的距離H。它們的關系見圖3.10，計算公式如下： tanα=S/H 其中：S=側向凹凸深度S1+(2～3)mm 圖3.10 幾何關系 斜推桿的傾斜角度不能太大，否則，在推出過程中斜推桿會受到很大的扭矩的作用，從而導致斜推桿磨損，甚至卡死或斷裂。 斜推桿的斜角一般為3°～15°,常用5°～10°。在設計過程中，這一角度能小不大。 本設計的斜推桿分布如圖 圖8.5 斜推分布桿 第八章 支承零件 在此模具中，支承零件包括上模座板、下模座板、型芯固定板、模腳等。 8.1 緊固件及其他附件 8.1.1 上模部分 定模部分由于產品較低，采用定模板嵌入方式制作嵌入型芯。 型腔 8.1.2 下模部分 下模部分設計，根據產品設計模具鑲件。 型芯 第九章 冷卻系統(tǒng) 模具在注射時，應對模具溫度進行較好的控制，才能保證制品的精度，這就要求在模具內設計冷卻系統(tǒng)，但由于本零件較大，不可以通過模具自然冷卻來保證熱平衡。另外此制品為小批量生產，成型的制品精度等級為一般精度，故采用模具冷卻，冷卻水道需要注意設計模具結構 在注射模中，模具的溫度直接影響到塑件的質量和生產效率。由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，對模具溫度的要求也不相同。一般注射到模具內的塑料粉體的溫度為左右，熔體固化成為塑件后，從左右的模具中脫模、溫度的降低是依靠在模具內通入冷卻水，將熱量帶走。對于要求較低模溫（一般小于）的塑料，如本設計中的ABS料，僅需要設置冷系統(tǒng)即可，因為可以通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度。 模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式，模具的加熱有通入熱水、蒸汽，熱油和電阻絲加熱等。 9.1 溫度調節(jié)對塑件質量的影響 注射模的溫度對于塑料熔體的充模流動、固化成型、生產效率以及制品的形狀和尺寸精度都有影響，對于任一個塑料制品，模具溫度波動過大都是不利的。過高的模溫會使塑件在脫模后發(fā)生變形，若延長冷卻時間又會使生產率下降。過低的模溫會降低塑料的流動性，使其難于充模，增加制品的內應力和明顯的熔接痕等缺陷。 模具冷卻水路圖 9.2 冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則 設計冷卻系統(tǒng)的目的在于維持模具適當而有效率的冷卻。冷卻孔道應使用標準尺寸，以方便加工與組裝。設計冷卻系統(tǒng)時，模具設計者必須根據塑件的壁厚與體積決定下列設計參數： 冷卻孔道的位置與尺寸、孔道的長度、孔道的種類、孔道的配置與連接、以及冷卻劑的流動速率與熱傳性質。 (1) 冷卻管路的位置與尺寸 塑件壁厚應該盡可能維持均勻。冷卻孔道最好設置是在凸模塊與凹模塊內，設在模塊以外的冷卻孔道比較不易精確地冷卻模具。 通常，鋼模的冷卻孔道與模具表面、模穴或模心的距離應維持為冷卻孔道直徑的1~2倍，冷卻孔道之間的間距應維持3~5倍直徑。冷卻孔道直徑通常為6~12 mm（7/16~9/16英吋），在此取10mm。 第十章 模具的裝配 裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。 在模具裝配過程中，對模具的裝配精度應控制在合理的范圍內，模具的裝配精度包括相關零件的位置精度，相關的運動精度，配合精度及接觸只有當各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。 塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。 澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為0.05——0.15毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經常發(fā)現在分模面上澆口套周圍出現塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。 10.1 模具的裝配順序 1.確定裝配基準； 2.裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈； 3.調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊。 4.在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查； 5.組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現象； 6.組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入系統(tǒng)中； 7.試模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。 ① 模具預熱 模具預熱的方法，采用外部加熱法，將鑄鋁加熱板安裝在模具外部，從外部向內進行加熱，這種方法加熱快，但損耗量大。 筒和噴嘴的加熱 根據工藝手冊中推薦的工藝參數將料筒和噴嘴加熱，與模具同時進行。 工藝參數的選擇和調整 根據工藝手冊中推薦的工藝參數初選溫度，壓力，時間參數，調整工藝參數時按壓力，時間，溫度這樣的先后順序變動。 注塑 在料筒中的塑料和模具達到預熱溫度時，就可以進行試注塑，觀察注塑塑件的質量缺陷，分析導致缺陷的原因，調整工藝參數和其他技術參數，直至達到最佳狀態(tài)。 8.模具的維護 模具在使。那么優(yōu)化設計的鑲件和嵌件在這里就起到了很大的作用，只須更換個別已損壞的零件，不會導致用過程中，會出現正常的磨損或不正常的磨損。不正常的損壞絕大多數是由于操作不當所致模具的徹底報廢。 最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱裝，油的溫度不得超過1000C。 附圖 結論 通過此次畢業(yè)設計，我受益匪淺，可大體地了解作為一名設計人員所要具備的基本素質及知識量及思考問題，解決問題的能力。同時也讓我鞏固了自己的專業(yè)知識，在設計的過程中對于CAD、UG 繪圖軟件、Microsoft Word 辦公軟件等應用有了更進一步的掌握；在設計之初，面對從未涉及的問題，感到十分棘手，但經過反復的思考、查閱資料以及在老師的熱心指導幫助下，同學之間的探討，發(fā)現并非想象中的那么困難。另外，查閱資料是本次設計的重點，詢問經驗人士，我想實踐是最可靠的保證，經驗是寶貴的財富。 通過認真仔細的資料查閱和軟件的反復模擬，特別在林老師的精心指導和嚴謹求實的要求下，我確信這次畢業(yè)實際是成功的，在這表示特別感謝！當然，由于本人的知識面欠全，設計中還存在不足，但我相信通過這次設計將為我今后走向工作崗位打下了堅實的基礎。 參考文獻 1. 伍先明等.《塑料模具設計指導》.北京：國防工業(yè)出版社.2010.4. 2. 廖念釗，古盈菴，莫雨松等.《互換性與技術測量》.北京：中國計量出版社.2009.6. 3. 王琳，陳雪江，肖新華.《AutoCAD2008中文版機械圖形設計》北京:清華大學出版社.2007.7. 4. 譚雪松，王金，鐘廷志.《UGNGINEER Wildfire 4.0中文版模具設計》.北京：人民郵電出版社.2009.11. 5. 管耀文. 《UGNGINEER野火版模具設計實例精講》.北京：人民郵電出版社.2007.12 6. 何滿才.《模具設計—UGNGINEER Wildfire中文版實例詳解》.北京：人民郵電出版社.2005.5. 7. 齊衛(wèi)東.《塑料模具設計與制造》.北京：高等教育出版社.2004 8. 閻亞林.《塑料模具圖冊》.北京:高等教育出版社.2004. 9. 屈華昌.《塑料成形工藝與模具設計》.北京：高等教育出版社.2001. 10. 甑瑞麟.《模具制造實訓教程》.北京：機械工業(yè)出版社.2006. 11. 付麗.《實用模具技術手冊》.北京：機械工業(yè)出版社.2002. 12. 于華編著.《注塑模具設計技術及實例》.北京：機械工業(yè)出版社.2004.6. 13. 陳萬林等編著.《實用塑料注塑模設計與制造》.北京：機械工業(yè)出版社.2000.3. 14. 蔣繼宏，王效岳編著.《注塑模具典型結構100例》.北京：中國輕工業(yè)出版社.2000. 15. 屈華昌主編.《塑料成型工藝模具設計》.北京：高等教育出版社.2004.8. 16. 葉久新，王群.《塑料成型工藝及模具設計》.北京：機械工業(yè)出版社.2008.1. 致 謝 這次無線鼠標外殼的模具設計，是對我這四年大學學習的一次檢驗，通過這次設計，我補充了在理論學習中的一些漏洞， 使我掌握了在注塑工藝中應重視的問題，使我詳細的知道了塑件成型的工藝過程，并通過熟悉和查閱與注塑方面相關資料，掌握了一般的設計方法和設計技巧，而且對樹立正確的設計思想，培養(yǎng)我用所學專業(yè)知識去分析、解決在實際生產和生活中遇到問題能力都是有很重要的實際意義。培養(yǎng)了我獨立思考的能力，使我可以更多得考慮問題?？紤]制品在使用，美觀，而且要占領市場所需要考慮的問題。 本次畢業(yè)設計中，我的指導老師XXX老師，對我在資料的查找收集和整理以及模具設計的過程中所遇到的問題，給以極大的幫助和指導，同時也得到了其他多位老師和同學們的熱心幫助，使我學到了很多課堂學不到的東西，培養(yǎng)了我多思考，勤查資料，多動手的習慣。這次我的設計結果，也是老師和同學們的功勞，對在此過程中給予我?guī)椭母魑焕蠋熀屯瑢W表示由衷心的感謝！我會繼續(xù)學習，不辜負老師的期望，也對的起同學們的幫助。祝愿老師們工作順利，身體健康，合家歡樂。祝福我的同學們學業(yè)有成，以后事業(yè)順心，前途無量！ 35