鼠標上蓋外殼的注塑模具設計-塑料注射模爆炸含NX三維及9張CAD圖帶模流

鼠標上蓋外殼的注塑模具設計-塑料注射模爆炸含NX三維及9張CAD圖帶模流,鼠標,外殼,注塑,模具設計,塑料,注射,爆炸,nx,三維,cad,圖帶模流 摘 要本篇文章主要的目的是制造出鼠標外殼塑料件注射成型產品，對鼠標外殼注塑模具進行優(yōu)化設計，進一步在三維建模軟件上設計出了鼠標外殼的注塑模具，通過對塑料件的材料分析，模具結構的擬定，采用一模兩腔，側澆口進料，注射機采用海天160X2A型號，模架的確定、脫膜系統(tǒng)以及溫度調節(jié)系統(tǒng)等方面設計出這套塑料模具，設計出澆注系統(tǒng)和推出機構。并配備了相應的圖紙。完整地描述了塑料設計的程序步驟，并參閱了大量相關的資料。關鍵詞：鼠標外殼；注塑模具；一模兩腔；側澆口；注射機；模架；澆注系統(tǒng)AbstractThe main purpose of this article is to manufacture the injection molding products of the plastic parts of the mouse casing, optimize the design of the injection mold of the mouse casing, and further design the injection mold of the mouse casing on the 3D modeling software. Through the material analysis of the plastic parts, The mold structure is designed to adopt a mold and two chambers, side gate feeding, and the injection machine adopts Haitian 160X2A model, mold frame determination, stripping system and temperature regulation system to design the plastic mold, design the pouring system and Launch of the agency. And equipped with the corresponding drawings. The procedural steps of the plastic design are fully described and a large amount of relevant information is available.Key words: mouse shell; injection mold; one mold two cavity; side gate; injection machine; mould frame; Gating SystemIV目 錄摘 要IAbstractII前 言1第一章 塑件的工藝分析31.1塑料材料分析41.2 塑件的結構設計51.3 塑件尺寸及精度51.4 塑件表面粗糙度61.5 塑件的體積和質量6第2章 成型工藝方案及模具結構的確定72.1 注射成型工藝過程分析72.2 澆口種類的確定72.3 型腔數目的確定82.4 注射機的選擇和校核82.4.1 注射量的校核92.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核92.4.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核102.5 分型面的設計122.6 型腔的布局122.7 澆注系統(tǒng)的設計132.7.1 澆注系統(tǒng)組成132.7.2 確定澆注系統(tǒng)的原則132.7.3 主流道的設計142.7.4 分流道的設計152.7.5 澆口的設計162.7.6 冷料穴的設計162.8 注射模成型零部件的設計172.9 成型零部件工作尺寸的計算182.9.1 凹模的設計192.9.2 凸模的設計202.10 排氣結構設計222.11 脫模機構的設計222.11.1 脫模機構的選用原則232.11.2 脫模機構類型的選擇232.11.3 推桿機構具體設計232.12 注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)242.13冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則252.14 模架的選用25第3章 注塑模具工作原理28第4章 Moldflow的注塑模擬成型分析294.1模型網格劃分及修復294.2澆注方案的選擇304.3 充填時間分析314.4流動前沿溫度分析324.5 頂出時體積收縮率334.6 鎖模力的分析334.7 凍結層因子分析344.8 熔接痕分析354.9 變形量分析364.10 溫度、零件37總結38致謝39參考文獻40前 言一個國家工業(yè)水平的高低和制造業(yè)水平的高低有比較重要的聯(lián)系，制造業(yè)的水平很大程度上體現在模具設計水平上。模具設計水平又與生產摸具的效率是正相關的。能夠在現生產發(fā)展階段中最大限度的利用手頭的資源、充分使用可調配的時間的模具設計，可以做到在工業(yè)生產領域創(chuàng)造生產優(yōu)化空間。所以在這個層面上說，設計水平的高低對制造業(yè)的發(fā)展也有較大的影響。二十世紀二十、三十年代，塑料在工業(yè)生產中開始使用，從二十世紀四十年代開始，在世界范圍內各個國家加大對石油資源的研究和利用的力度，大大推動塑料產業(yè)的發(fā)展，與此同時塑料對于工業(yè)生產的影響越來越大，往往新品種的塑料在工業(yè)生產制造中表現出傳統(tǒng)金屬工藝件達不到的效果，從而塑料在生產制造領域比重越來越大?，F階段在工業(yè)生產領域中，進行塑料產品大規(guī)模、成品化生產的工具，我們稱之為塑料模具。工具內有成型模腔，在生產制造塑料的過程中，有以下幾個步驟，先把模具裝在注塑機上，再將呈熔融狀態(tài)的塑料顆粒注入腔內，接著通過模具冷卻系統(tǒng)冷卻后成型，上模與下模分開，頂出機構將成品從模腔頂出脫離模具。這幾個步驟結束之后，將模具再一次進行閉合以再一次進行塑料模具的生產，如此往復進行。根據實際生產要求的不同，模具可以有許多不同種類的生產結構，滿足基本功能的結構是相同的，不同的結構是為了滿足不同塑料品種、外形等實際要求。模具由澆注、調溫、型芯型腔、標準件組成。塑料模具高工藝要求的部分是澆注系統(tǒng)和型芯型腔，也是不同塑料模具不同精度、功能體現。就我國自身來說，現階段我國塑料模具的總體實力與歐美發(fā)達國家的實力差距還是有的，具體表現在模具生產企業(yè)掌握的技術水準不是特別高，工業(yè)生產制造領域在精度、質量要求較高的模具主要依賴歐美進口。就從事塑料模具從事人員的素質來說，我國從事本行業(yè)的普通設計人員并不缺乏，但掌握先進水平的設計人員并不多見，因此從事本行業(yè)的設計者們應該在工程實踐掌握更高的設計水平，以改變我國塑料模具行業(yè)發(fā)展的現狀。40第一章 塑件的工藝分析分析塑料工件的工藝性是設計將要加工的塑料模具的必要準備工作。工件的工藝性從表面粗糙度、加工精度、形狀尺寸等幾個方面來研究。通過這一系列的研究和分析能夠初步得到想要加工模具的目標結構和精度。下圖是鼠標外部殼體塑件的三維模型圖和二維三視圖，塑件模型要有以下幾個要求：1.結構較為復雜；2.批量生產制造；3.低模具成本；4.生產制造精度低。鼠標外殼塑件三維鼠標外殼塑件二維1.1塑料材料分析大多數塑料都有一定的毒性，而ABS塑料是環(huán)保型塑料，基本沒有什么毒性，還有較高的韌性，可塑性比較強，可制作任意形狀的塑件。ABS的強度比較高，可制作一些日用產品，其產品比較耐用，實用性比較高，產品表面的光澤度比較好。鼠標是日常使用的產品，故其塑件可以選擇環(huán)保無毒的ABS塑料，其密度、成型收縮率見表1-1.表1-1 ABS熱脹冷縮性成型材料密度 線膨脹系數（10-5-1） 成型收縮率（%）ABS1.056.09.30.40.91.2 塑件的結構設計（1）、脫模斜度 為了方便目標鑄件順利地從模具脫出，應該在模具脫出的方向設計一定的角度，這個角度稱為脫模斜度。與脫模斜度有關的因素很多，但主要因素是目標塑料成品的尺寸、壁厚、收縮率。脫模斜度的設計也是有講究的，斜度過小，塑料成品的表面容易出現損傷等瑕疵，斜度過大，會對塑件成品的制造精度有較大的影響。因塑料的種類不同，塑件的脫模斜度大小不同。查看文獻1可以得知，塑件ABS的脫模斜度參數如下表所示。型腔脫模斜度型芯脫模斜度0.35130/30/1（2）、塑件的壁厚在進行塑件的結構設計時，應該注意塑件壁厚的設計，合適的塑件壁厚能夠使各處內應力大體相等，防止塑件有成型缺陷。根據經驗公式，塑件壁厚為23。根據設計要求壁厚一般都相對均勻，取得壁厚為2mm左右。（3）、塑件的圓角避免塑料工件部分轉接處應力集中的出現，改善充模特性，增加力學角度，在需要過度的地方通過圓角進行過度。若無文字注釋，各連接處圓角半徑都大于0.51。（4）、孔由塑料加工的成品上一般都會設計一些通孔和盲孔，在一些簡易的加工過程中，盲孔和通孔可以采用型芯成型的方法制造出來。當孔的數量增多、形狀復雜時，采用這種方法制造盲孔和通孔會增大加工難度，提高模具的生產制造成本，所以選擇簡單孔型。融化的液體在經過型芯時，會有分流現象出現，成型孔的附近會出現熔接痕的瑕疵現象，降低整體塑件的強度，故在開孔的位置的附近適當的增加塑料成品壁的厚度，使得塑件的整體的強度、剛度得到保證。1.3 塑件尺寸及精度依據現階段塑料模具成型水平，根據文獻2中的相關知識來確定塑料工件的尺寸公差。而本文中設計的塑料工件尺寸一律采用的是精度等級是MT3級，其余的采用等級精度是MT5級。 1.4 塑件表面粗糙度查看資料可以知道，普通塑料制品的表面粗糙度范圍一般都是Ra 0.021.25之內，根據要求塑件表面粗糙度一般為模腔表壁表面粗糙度的2倍，所以模腔表壁表面粗糙度是Ra 0.010.63。在實際工作中會出現型腔磨損，所以準備隨時拋光還原。一般塑料工件外部的表面粗糙度的要求比內部的表面粗糙度要高，所以外部的表面粗糙度為Ra0.2，內部的表面粗糙度為0.4。1.5 塑件的體積和質量在本文中，可以采用實際測量的方法測量塑料工件的質量和體積，通過建模軟件進行建模，通過3D建模軟件，塑件質量我們可以得出，從上文之中我們知道ABS塑料的密度，本文之中工件質量大約為45.5g。第2章 成型工藝方案及模具結構的確定2.1 注射成型工藝過程分析通過分析塑料工件形狀、材料的屬性、總體的質量，試著初步制定塑料工件大體上的工藝過程為：第一步：提前做好對塑件預處理。（1）、預處理通過對物料中水份的檢查、表面顏色的觀察、大體顆粒的篩選、穩(wěn)定性的考核，由于ABS塑料極低的吸水性，在加工成型前不需要特殊處理。有特殊干燥需求的工件，放置于七十到八十攝氏度的環(huán)境下干燥處理兩到四個小時。（2）、料筒的清洗第一次使特定種類的塑料、第一次使用特定種類的注射機之前，或在實際的生產加工過程中產品改變、原始加工的材料物理或化學作用、顏色分解等不利于成型的現象，所以設計人員要在使用之前洗或換料筒。（3）、脫模劑的選用為了讓塑料制件能夠方便的從目標模具脫出，可以選擇在模具表面上注射脫模劑。脫模劑對模具的設計影響很大。在大批量的實際生產過程中，硬脂酸鋅、液體石蠟、硅油最常用，本文中選用的是ABS材料，因此選擇硬脂酸鋅。第二步: 注射成型過程 注射成型過程有加料、塑化、注射入模、穩(wěn)壓冷卻和脫模。在實際生產的過程中可以劃分為塑化成型過程和冷卻過程。第三步：制件的后處理脫模過程完成之后，可以進行后處理通過消除工件之中的內應力，增加工件的整體穩(wěn)定程度。退火和調濕處理最常用。針對ABS塑料，在實際的生產過程中可以通過退火處理，一般時間為一到三小時。2.2 澆口種類的確定在澆注的過程中，流動通道是設計師為了把液態(tài)塑料導入型腔之中，而故意開設的流通的通道，其功能是將避免型腔中尚未凝固的塑料倒流和有效地控制流入型腔中的塑料溶體，以防止產生不利的因素。所以設計者需要對澆注系統(tǒng)的設計十分留心，它將直接影響最后塑料工件的成形效果。由主流道、分流道、澆口、冷料穴組成。澆口的設計十分的講究，其很大程度上關系到成型的成功與失敗。通常，在工廠大規(guī)模生產的鼠標外殼，注塑成模的要求很高，所以在這樣的要求下，本文中需要采用側澆口的方式。2.3 型腔數目的確定從前文的分析中我們可以得出，本文中模具的開口設置方式是采用側邊澆口設置，因為目標塑料工件的體積比較小，確保塑料工件的一次成型率。為了控制成本、提高工廠的生產能力和產能，在本篇論文中采用的是普遍采用的一模兩腔。2.4 注射機的選擇和校核通過上文我們可知道，本文中選用的注塑方式為一模兩腔生產方式。注射量為九十一克，廢料五克，總九十六克，將其他可操控變量盡可能多的、廣的加以考慮，本文選擇海天160X2A。參數下表所示：型號1602A1602B1602C參數螺桿直徑404548理論注射容量253320364注射重量PS230291331注射壓力202159140注射行程201螺桿轉速0230料筒加熱功率9.3鎖模力1600拉桿內間距(水平垂直)455455允許最大模具厚度500允許最小模具厚度180移模行程420移模開距(最大)920液壓頂出行程140液壓頂出力33液壓頂出桿數量5油泵電動機功率18.5油箱容積240機器尺寸(長寬高)5.41.452.05機器重量5最小模具尺寸(長寬)3203202.4.1 注射量的校核在制作模具時，采用的原則為百分之八十原則，即選用的目標塑料工件容量、質量控制在百分之八十的范圍內。檢查公式是： 式中：-型腔的個數 -單個塑件的重量大小（g） -澆注系統(tǒng)所需塑料的重量大?。╣） 本設計中：n=2 45.5g =5g M=45.5X2+5= 96g230gx80%注塑機額定注塑量為230g注射量符合要求2.4.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時影響鎖模力的主要因素即為塑件的模具分型面上的投影面積。倘若注射機所能容納的最大模塑區(qū)域小于該值，溢流現象可能將會發(fā)生在模具成型的過程中，所以須滿足下面的不等式。 式中 n -型腔數目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積 -模具分型面澆注系統(tǒng)的投影區(qū)域 n=2 = 7487.5 =750 =7487.5 x2+750=15725在模具的注射成型時為了保證鎖模的可靠度，該模具的塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積與塑料熔體對型腔的成型壓力與的乘積之和應該小于注射機所限定的鎖模力的大小。因此可得： （）P F式中： P塑料熔體的成型壓力（MPa）F注射機額定鎖模力（N）其它意義同上由數據可知，型腔內部的成型壓力控制在在20-40MPa，普通的是24-34MPa，精密制品的是39-44MPa范圍之內。（）鎖模力符合要求2.4.3 模具與注射機安裝模具部分相關尺寸校核（1）、模具厚度（閉合高度） 模具閉合高度必須滿足以下公式式中 -注射機允許的最大模厚 -注射機允許的最小模厚該論文中設計的成型模具厚度為三百一十七毫米，滿足180H500要求， 符合要求（2）、開模行程（S）的校核需要留有足量的模具開啟距離以便能順利拿出制件，模具開啟與閉合過程中移動模塊固定板的運動長度即開模行程。注塑機的開模行程范圍是有限制的，在設計模具時需要校核其選用的注射機的行程范圍，以此來適應模具的開模距離。針對于臥式的注射機而言，它的開模行程范圍與模具的厚度大小有很大的關系，針對單面分型的注射模可得：SmaxS等于H1 、H2 、H3 、C之和的大小式中 H1-模具的厚度 H2-頂出的長度H3 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內的塑件高度C 安全距離本設計中=420 =20 mm =120 C取20mm總的開模距離必須大于140mm.經過計算，該設計符合其需要的要求。（3）、頂出裝置的校核 在制作注塑模具的頂出機構時，需要檢查注塑模具的頂出方式。操作人員應該在設計時校核頂出機構，保證裝置面積能夠滿足遮蓋雙頂桿的要求，最大距離使模具離出。通過核查之后，本文選的機構能確保模具脫出。2.5 分型面的設計模具由好幾個重要組成部分，可以將其分成兩個或多個部分，同時這些部分能夠分離，通過在相互接觸這些部分表面打開是，操作人員可以拿出塑件，在需要成型的時候可以讓這些接觸表面關閉，接觸表叫做分型面，能夠在一定程度上確定模具結構，單個塑料工件可以有一個或多個分型面。設計人員在考慮分型面設計時，可以有以下幾個原則可以參考：1）優(yōu)先考慮在塑料工件外部形狀最大輪廓處設計分型面；2）在打開模具的情況下下能夠使工件處于動模上；3）不能夠使或盡量不讓塑件的外觀受到破壞；4）有利于布置澆口；5）分型面產生的裂痕對塑件外觀形狀無影響；6）使塑件易于脫模。操作人員應該結合本模具制件的外觀形狀，從實際出發(fā)，立足于設計的目的，考慮加工模具制件的外觀，應該優(yōu)先考慮塑件的最大平面處。分型面的選擇2.6 型腔的布局產品外觀形狀是依靠型腔來形成的，產品的大小、外形、生產數目、使用說明及模具的加工方法都會影響型腔的結構，其經常使用的四種結構形式，分別為整體式結構、瓣合式結構、嵌入式結構及鑲拼組合式結構。該設計采取如圖所示的嵌入式型腔結構，它的優(yōu)點包括：牢固、構造簡單、可靠、不易變形，產品表面不會出現有拼接的材料多余情況，同時在降低注射模中成型零部件的個數上也發(fā)揮了作用，模具上所有外形的結構尺寸也得到了減小。但是也伴隨著模具加工的困難度的提高。圖（4）型腔布局方式2.7 澆注系統(tǒng)的設計一般來說，進料口是指型腔連接與分流道的通口，將一般側澆口作為本次設計澆注系統(tǒng)的側澆口。通常進料口有兩個主要的功能，第一個功能是可以防止型腔中尚未凝固的塑料倒流；另外一個功能則是可以有效地控制流入型腔中的塑料溶體。通常情況下，合理設計澆注系統(tǒng)可以更容易獲得優(yōu)良的塑料制品。塑件質量和澆口位置有著直接的聯(lián)系。下面考慮以便準確找尋澆口位置。2.7.1 澆注系統(tǒng)組成普通流道就是常見的冷流道，包括了主流道、分流道、澆口、冷料穴，這幾個重要特點。2.7.2 確定澆注系統(tǒng)的原則操作人員在準備澆注時，通常需要五個需要考慮的地方：a)、最簡短的流程以及分支流程要求；b)、要求分流都可以接近相應的最遙遠的距離。c)、從壁厚較厚處的那個地方作為進料的初始地方。d)、分流的轉動角度較小。e)、在間隔時間去除端部的冷料，防止影響塑件質量，設計冷料存放的措施6。 2.7.3 主流道的設計所謂的主流道即塑料熔體的流動通道，從模具和注射機噴嘴的接觸部分到分流道。（1）、主流道的尺寸選取HT80W1B為注射機型號，其噴嘴直徑和球面直徑分別為3.0和60，根據選取的參數對主流道的各具體尺寸設計： 澆注系統(tǒng)與定位環(huán)、澆口套（2）、主流道襯套的形式主流道襯套類型如下所示，這種類型的主要作用是防范襯套在塑料熔體的逆作用下遠離定模。將由用于定位的環(huán)和主流道襯套拼裝成的一個整體定位在模板上，并保持不動。襯套與固定模板的搭配采用。圖（7）主流道襯套及其固定形式（3）、主流道襯套的固定 一般情況下，設計人員通過2個M5X20來固定。2.7.4 分流道的設計塑料熔體流動在澆口與主體流道尾部之間的一段流動通道又被稱之為分流道，分流道主要有以下兩個功能，第一個是有良好的壓力傳遞功能，第二個是能具備保持理想的填充狀態(tài)功能。在該設計中，塑料部件緊挨著布置并且使用側門。該設計制造的分流道是將一系列因素及模具設計技巧放在一塊來統(tǒng)籌考慮得出的結果，如下圖所示：主流道和側澆口的位置2.7.5 澆口的設計一般來說，進料口是指型腔連接與分流道的通口，將一般側澆口作為本次設計澆注系統(tǒng)的側澆口。通常進料口有兩個主要的功能，第一個功能是可以防止型腔中尚未凝固的塑料倒流；另外一個功能則是可以有效地控制流入型腔中的塑料溶體。通常情況下，合理設計澆注系統(tǒng)可以更容易獲得優(yōu)良的塑料制品。 塑件質量和澆口位置有著直接的聯(lián)系。下面兩點需要考慮以便準確找尋澆口位置： 1. 為了使型腔內部的熔體在流動時的能量損耗降到最低。下面4點需要仔細考慮 1)最簡短的流程以及分支流程要求； 2)要求分流都可以接近相應的最遙遠的距離； 3)從壁厚較厚處的那個地方作為進料的初始地方； 4)分流的轉動角度較小。2. 如何快速且有效率的排出型腔內部的氣體因為要求外表面有較高的質量，所以通常情況下都會選擇側澆口作為澆口。側澆口的工作方式是膠直接從側端面處進入，澆口也隨著肥皂盒的組裝而被遮擋。2.7.6 冷料穴的設計冷卻材料穴及以向上制品中體現固化的冷卻材料應該分布在主體流道的尾部。這是由于以最快速度流入的塑料隨著觸碰低溫模具使得其塑料溫度降低，一旦該降溫塑料進入型腔，則成品的質量會隨之遭受影響，故必須在主體流道尾部沿著無塑料流動的方向分布冷卻材料穴，做到將冷卻材料封存才能有效避免這一現象的發(fā)生。冷料穴標稱直徑要比主流道直徑略大，這樣才能夠保證冷料比冷料穴體積小，其位置大部分情況下是在主流道對面的模板上，此次設計采用Z形倒錐，其配合相應的推桿，開模時先拉出主流道凝料進行定模，而冷料和主流道凝料最后在推桿的作用下和制品一起被頂出動模。2.8 注射模成型零部件的設計在模具關閉的時候，設計人員使用充滿成型制品的空間的機構，這些機構通常被稱為型腔。型腔一般由成型零部件組成。通常分為以下幾大部分：凹模、凸模等。在注塑成型過程中，型腔所受的壓力主要來源于于熔體。一段時間過去后容易發(fā)生磨損等不利現象，所以設計人員需要考慮結構形式是否合理，在模具型腔設計過程中，需要考慮其剛度是否滿足要求，強度是否滿足要求。2.9 成型零部件工作尺寸的計算型腔側壁和型腔底板的厚度、合模面承受的壓力等基本決定了零件的整體強度，實際尺寸的選擇須超過計算得到的尺寸然后取整數。強度與彎曲是進行校核需要考慮的兩部分，然后分別通過計算，尺寸選擇其較大者。底板的厚度和型腔側壁的厚度用如下公式計算：在注塑成型過程中，型腔所受的壓力主要來源于于熔體，據此在模具型腔設計過程中，需要考慮其剛度是否滿足要求，強度是否滿足要求。按照注射成型模具型腔側壁厚度經驗公式 s的值等于0.2L的長度加上0.17mm ，結果為30mm側壁厚度S長、S 短按剛度條件校核分別得：S長的值等于S 短的值不小1.15ph/(E) = 1.1530x1.5(2.1x10x0.03) ，其值為0.433。按強度條件計算:S長的值大于等于 r/( -2p) -1 = 102x2500(2500-2x30) -1 ，其值為1.246。S 短 大于等于 r/( -2p) -1 = 65x2500(2500-2x30) -1 ，其值為0.794。根據塑料的厚度大小及其結構的校核，側壁的厚度s的值可選為30.97mm，因此可選35mm作為該模具型腔側壁的厚度值，另外動模型芯鑲件同樣計算，選取30 mm作為厚度值.注： E注塑料件的彈性模量（MPa）；p注塑型腔所受的壓力，可取范圍為2540MPa，本文選用 p = 30 MPa； 注塑件的剛度條件，即允許變形量（mm），查表=0.0250.04，本設計計算中統(tǒng)一取值 = 0.03； 注塑材料所額定的壓力（MPa），本文選取 = 2500MPa；r注塑件的型腔半徑大小。2.9.1 凹模的設計（1） 凹模寬度尺寸的計算，上述公式的參數意義由下所示，平均收縮率，ABS收縮率0.4%0.6%,平均收縮率0.005；、是系數， 取0.5到0.8，本文中使；分別是塑件上相應尺寸的公差（下同）；是塑件上相應尺寸制造公差對于中小型零件取（下同）。（2）凹模長度尺寸的計算塑件尺寸的轉換：，相應的塑件制造公差3=1.2MM系數，取0.40.7，故。（3） 凹模高度尺寸的計算塑件尺寸的轉換：HS1=160.2=16.2-0.40MM，相應的塑件制造公差0.4mm2是系數，取0.50.8，此處取。產品外觀形狀是依靠型腔來形成的，產品的大小、外形、生產數目、使用說明及模具的加工方法都會影響型腔的結構，其經常使用的四種結構形式，分別為整體式結構、瓣合式結構、嵌入式結構及鑲拼組合式結構。該設計采取如圖所示的嵌入式型腔結構，它的優(yōu)點包括：牢固、構造簡單、可靠、不易變形，產品表面不會出現有拼接的材料多余情況，同時在降低注射模中成型零部件的個數上也發(fā)揮了作用，模具上所有外形的結構尺寸也得到了減小。但是也伴隨著模具加工的困難度的提高。型腔三維零件圖型腔二維零件圖2.9.2 凸模的設計（1）凸模寬度尺寸的計算塑件尺寸的轉換：LS=800.35=79.6500.7MM，相應的塑件制造公差0.7mm是系數，在0.50.7，取。（2）凸模長度的計算塑件尺寸的轉換LS=1000.51=99.4901.02MM,相應的塑件制造公差1.02mm是系數，在0.50.7，取。（3）凸模高度尺寸的計算塑件尺寸的轉換HS=100.2=9.80O.4MM，相應的塑件制造公差0.4mmHM=(1+SCP)+H S+XP= (1+0.005)X10+0.60.4-0.170 =10.050.0670 MM是系數，在0.50.7，取。由于本文中提及組成得零件是相對來說比較簡易的，零件從內部結構來看還是比較淺的，所以采用的是整體式型芯。型芯與動模板的配合可采用。型芯三維零件圖型芯二維零件圖2.10 排氣結構設計設計人員在設計工作的時候會遇到一個不可避免的麻煩。在這個設計的過程中，假如出現不是特別好的排氣效果，壓縮氣體產生背壓，妨礙充模，在受壓氣體所受壓力增大的同時，會產生熱量將塑料燒焦 設計人員在設計之中，在充模的過程中，空氣存在于腔體之內，還會出現大量的由液體水形成的水蒸氣、在較低溫度下容易揮發(fā)的氣體。設計人員可以通過普遍使用配合間隙排氣方式來排氣。從本文前面的設計中可以得出，本文提及得模具體積較小，所以選擇排氣得方式是間隙排氣，通常在設計中為了不發(fā)生溢料得現象，數值通常于相應得粘度關聯(lián)程度很大。2.11 脫模機構的設計在從模具中取出塑料部件之前，有一個從模具中取出部件的過程。 從零件制造塑料零件的機制稱為脫模機構。 主要是通過推出零件，推出零件固定板和推板，推出機構的引導和復位部件等。2.11.1 脫模機構的選用原則（1）塑件離開模具的時候形狀不產生改變（通常時候稍微的彈性變形是可以接受的，只要其不演變成永恒狀態(tài)）；（2）要根據離開模具時候所受到的阻力大小合理選擇推力布置；（3）推桿所受的力的大小不能夠超出范圍，以此避免對塑件的被推局部產生瑕疵；（4）在進行推出時出現彈性變形與否與推桿的強度及剛度有關系；（5）推桿的局部裂痕不能對其塑件的外觀減分；2.11.2 脫模機構類型的選擇手動、機動推出機構，液壓、氣動推出機構均是脫模系統(tǒng)的動力源，這種分類是按其動作機制進行劃分的。而分為套管推出、推桿推出、推板推出、推塊推出和利用成型零部件推出機構，以及斜滑桿側抽芯機構等，這種分類是根據其推出零件的類別進行劃分的。本設計中采用司筒加推桿推出機構使塑料制件順利脫模。2.11.3 推桿機構具體設計（1）、推板布置該注塑件的推桿長度為6mm，其安裝位置分布圖如下圖所示，推桿均勻的圍繞在產品的邊緣，以此來保證將制品用均衡的力推出。 圖（10）頂針布置（2）、推桿的設計7在該裝置中，推桿的圓形橫截面形狀使用鄰接形式，并且根據不同的位置選擇推桿的直徑。軸向移動不能出現在推桿的斷面。推桿與推桿孔的配合距離不可大于其用來避免其飛邊的溢流間隙，?？蛇x為，針對于ABS型的塑料，它的溢料間隙區(qū)間為。2.12 注射模溫度調節(jié)系統(tǒng)在塑料注射成型的模具之間，在模具之中產生的溫度將會在很大程度上的影響目標塑料工件的效率。不一樣的特征性質能力和不一樣的加工工藝要求，使得模具中產生的溫度也是不盡相同的。通常塑料顆粒都是通過注射的方式到模具之內，產生的溫度一般約為二百攝氏度。熔化在模具中的液體通過冷卻的方式冷卻之后，將六十多攝氏度的模具中將目標塑件脫出來，在模具中通入用于冷卻的液體用來冷卻。將水采用循環(huán)流動的方式冷卻成型之后的模具是十分普遍的做法，而將模具加熱的方法有很多，可以選用在模具之中加入熱水、蒸汽等方式。模具中產生的溫度是對整個成模過程十分重要的，也對后續(xù)加工也有至關重要的影響，所以模具中產生的溫度應該是均勻變化的，應該是動態(tài)平衡的，這樣的話對于成模才是有利的。如果產生的溫度十分的高模，脫模易變形。如果產生的溫度十分的低，會降低流動性。模具冷卻水路圖2.13冷卻系統(tǒng)之設計規(guī)則為了將模具內的溫度保持在一定的范圍之內，通常需要設計出適合模具的冷卻系統(tǒng)。為了方便工件的加工和組裝，采用國內標準尺寸來設計冷卻管道。在冷卻整體系統(tǒng)的設計開發(fā)過程中，可以依靠壁厚與體積選擇以下的幾個重要參數： 冷卻孔道尺寸、長度、種類。(1) 冷卻管路的位置與尺寸由于為了使塑件內部各個部分特別是轉接處內應力均勻分布，設計均勻的壁厚。由于安裝在凹、凸模塊的冷卻孔不能提供精確的冷卻措施，所以本文設計中安裝在這些模塊之內，為了更好的讓模具冷卻下來。冷卻孔道到模具表面是孔道直徑的一到二倍，孔道之間的距離通常是孔直徑的三到五倍。在本文中選擇冷卻孔道的直徑為十毫米。 2.14 模架的選用1、確定模具的基本類型選擇模具分類方法有很多。在本文中是按照大體機構來劃分的，下面介紹的幾種傳統(tǒng)的類型。單分型面注射模、雙分型面注射模、帶有活動成型零件的模。模架的選擇通過上文對塑料構件的具體分析，最終選擇模具是多分型面的。通過查找資料，CI型的模架為首選，下圖顯示了它的結構：兩個模板用于固定CI模具，并且一個模板用于移動模具，其也被稱為兩個板模具。大型噴嘴模座適用于側門和側門。 采用傾斜導柱側芯牽引的注射成型模具。通過具體的分析計算，模具的安裝方式可以選擇的是導柱導套，并且選正裝的安裝方式。本文選擇的是CI型模架，輪廓大小及其厚度的確定是依據初始的模具類型。經過計算可以知道該模具是一模兩腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間把型腔排列成一模兩腔可側得長為430mm，寬為180mm，模架的長L=430+復位桿的直徑+螺釘的直徑+型腔壁厚550mm模架的寬W=180+復位桿的直徑+型腔壁厚300mm由于內部摸具大小的影響，長寬得出之后，為了在三維分析中避免干涉，通常要將模具內零件對模架的影響考慮在內。本文中模架尺寸選擇為BL=300X550，其高為43mm，塑料工件膠位選擇設計在模具的定模部分，型芯、型腔的調加時塑料工件整體高度的加上三十到五十毫米，為了使板能夠達到理想中的強度標準，A板的高度是一百一十毫米，B板的高度是一百毫米，C板的高度為一百毫米。本文塑料模具的具體設計之中，模架是龍記CI3055-A110-B100-C100，標準模腳的高度為100mm。綜上所述所選擇的模架的型號為：LKM CI3055-A110-B100-C100第3章 注塑模具工作原理當模具型腔填充完后，在注塑機的帶動下模具的動模部分可以模具向后移動，從而模具從分型面打開，當注塑機動模移動到一定位置時停止移動，注塑機頂棍通過下模板頂棍孔，推動頂針板，帶動頂針，從而將產品從型芯上推出，產品脫離模具，頂針板在彈簧的作用下回到初始位置，模具合上時，動模部分可以沿著模具向前移動，讓動模與定模又配合在一起進行下一次填充。 注塑模二維裝配圖第4章 Moldflow的注塑模擬成型分析4.1模型網格劃分及修復為了進行CAE分析，必須要對零件進行網格序列化，通過在moldflow設置相關參數，然后導入模型的stl格式，進行網格劃分，一個好的質量的網格，才能有合適的邊界條件。網格劃分好之后進行網格修補，改善縱橫比等。圖 7-1 制件在 Moldflow中的造型圖 4-2 網格劃分參數如上圖所示，網格三角形單元邊長為 3.00mm。在 Moldflow 中，對網格的參數進行研究和分析，得到網格缺陷如下圖所示：圖 4-3 網格診斷如上圖所示，網格統(tǒng)計中，自由邊、重合邊、梁單元、連通域等參數均沒有錯誤，最大縱橫比也在20以下，滿足有限元軟件分析要求。4.2澆注方案的選擇根據塑件上的澆口痕跡以及老師指導意見,確定使用側澆道的方式。澆口位置及流道系統(tǒng)如圖所示：圖 4-4澆口位置及澆注系統(tǒng)方案4.3 充填時間分析充填的時候，塑料熔體沿著流道進入模腔，設計的時候將4個澆口的流道設計成相等的長度，塑料熔體容易開始注入到到達澆口的時間是相等的。進入型腔之后，同時充填各個部分。如下圖所示，深藍色的部位是填充時間最短的區(qū)域，相反，紅色區(qū)域就是填充時間最長的區(qū)域，也就是說紅色區(qū)域是塑料熔體最遲到達的地方。不填充的區(qū)域講沒有任何顏色。下圖比較清楚地顯示了整個模腔的充填時間。圖4-5 充填時間從上圖分析可以得出，該模具型腔每一個部位都得到了塑料熔體的填充，填充的效果還是比較好的，這就表明塑料熔體的流向比較均勻，在最后填充的額部位，塑料熔體到達的時間都是相同的。軟件分析塑料熔體的充填時間大約為2.894s。4.4流動前沿溫度分析流動前沿溫度是的是塑料熔體充填一個節(jié)點時的中間流溫度，這個溫度是充填過程中流動波前溫度的分布，它代表的是流道截面中心的溫度，通常情況下不會有太大的變化。熔接線首先形成的地方是在截面的中心，所以，如果流動前沿的溫度高，熔接線強度一般都會高；若流動波前溫度下降的趨勢比較快，接近于凝固溫度，那就會阻礙了后面塑料熔體再進入這個區(qū)域，產生短射。在壁厚較薄的地方，有可能會出現不能充填的情況，在軟件中，這個區(qū)域沒有溫度顯示。分析的結果如下圖所示。圖4-6 流動前沿溫度圖中的紅色區(qū)域表示流動前沿溫度比較高，塑料熔體都可以充填這些區(qū)域。藍色區(qū)域表示這些部位流動前沿溫度比較低，可能會發(fā)生塑料溶體凝固的現象，導致溶體停滯流動或者流速過滿。結果：流動前沿溫度最高為231.9，最低式229.9。4.5 頂出時體積收縮率頂出時的提及收縮率指的是堵料溶體最初進入模具型腔之后的體積與熔體保壓冷卻成型以后的體積比。體積收縮率的分析如下圖所示。圖4-7 體積收縮率從圖中的分析數據可以得出，頂出時的體積收縮率為9.997，越靠近流道末端，收縮率越小，藍色區(qū)域的收縮率最小。4.6 鎖模力的分析在注塑過程中，當定模與動模在注塑機的作用下合模，就會產生一定的鎖模力，鎖模力會隨著時間的變化 而發(fā)生變化。鎖模力與注塑機的額定鎖模力相互緊密聯(lián)系，也與塑件在Z軸方向上面的投影面積、成型壓力存在一定的函數關系，軟件所模擬的結果一般不應該超過近注塑機額定鎖模力的80%，以確保安全。對模具進行鎖模力分析的結果如下圖所示。圖4-8 鎖模力xy圖由上圖可以看出，鎖模力也隨著注塑機開始注塑而發(fā)生變化，在塑料熔體進入模具型腔后，鎖模力逐漸增加，大約完成一次塑件注塑周期之后，鎖模力達到最大，之后進入壓力逐漸減小的階段。結果：需要最大鎖模力約為90T。4.7 凍結層因子分析凍結層因子是取一個中間值，跟隨時間的變化，凍結層因子也隨之變化，從最小的取值一直到最大的取值。凍結層因子其數值范圍在0-1之間，其理想狀態(tài)是在一個恒定的值，在充填的過程中，凍結層一般都應該在恒定的厚度之間，使得每個部位流動的連續(xù)均勻。凍結層因子的分析結果如下圖所示。圖4-9 凍結層因子從圖上可看出塑件在30S時已經凝固下來。4.8 熔接痕分析塑料熔體在不同的澆口進入型腔之后，跟隨型腔的外形緩緩流動，在流動的過程中，例如熔體相遇的地方就有可能會出現熔接痕，類似熔體相遇的區(qū)域，出現熔接痕的概率就會越大。熔接痕是塑件結構上的一種瑕疵或缺陷，尤其是一些對外觀要求比較高的產品來說，更是一種致命的影響，嚴重影響著塑件的正常使用。一般來說，影響熔接痕的因素有很多，包括注塑工藝的參數（溫度、注射壓力、保壓壓力、注射速度和時間等）、模具的結構（澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷料井、溫度控制系統(tǒng)、型腔型芯的表面粗糙度）等。在Moldflow軟件中進行模擬分析，可以看出熔接痕大概會出現的區(qū)域，如下圖所示。圖4-10 熔接痕4.9 變形量分析變形量主要與材料的收縮率有關系，不同材料的收縮率都是不一樣的，收縮是注塑過程中塑料本身的一種變形屬性，這種收縮與模具結構、澆口的位置等的因素沒有太大的聯(lián)系。通過軟件的分析，我們可以提前知道塑件在注塑成型后的變形狀況，但是這個情況只是接近，并不完全是這樣，需要對實際的情況進行分析?？傋冃瘟咳缦聢D所示。圖4-11 總變形量從以上各圖可以得出總的變形量0.5588mm，其余XYZ方向如圖以及其余模流分析報告與數據，均可以查看附件HTML動態(tài)REPORT所示。4.10 溫度、零件在注塑充填完成后，塑件需要通過冷卻水道來降溫，通過一定時間后，冷卻至合適的溫度后才可以開模和脫模，冷卻后的結果值如下圖所示。圖4-12 溫度、零件從上圖可以看出，塑件完成冷卻后的溫度在40.69度左右，人體可以接觸。冷卻效果非常好，證明水路的設計合理?？偨Y我的畢業(yè)設計題目是鼠標外殼的塑料摸具設計，在論文構思之初感到十分得迷茫，十分得消極被動，通過指導老師耐心的講解，我通過查閱圖書館的資料、利用互聯(lián)網論文資源查找自己的相關課題，通過和指導老師的商量，選擇這個題目作為我的畢業(yè)論文。找到相關資料之后，經過一段時間的分析，學習二維、三維繪圖軟件，進行模型的設計，通過自己的努力，完成了畢業(yè)設計。最后，我對模板的理解加深了，模板結構也更加熟悉，并定義整個塑料形式。核心結構包括型芯、型腔、模架、推出機構、水路。首先是對塑料進行分析的藍圖，這是結構和藝術品的分析。如果你要完成這個分析，你就必須找出合適的尺度和尺度。此外，這需要3d軟件來設計塑料組件和容器，然后設定(這類軟件)怎樣輸出cad地圖。題研究的主要內容和方法如下：（1）查閱資料，撰寫開題報告，掌握機械產品設計的基本步驟；（2）結合題目進行市場調研，了解現場工程問題，積累相關資料，做好調研筆記；（3）了解注塑模具設計原理與性能及各部件零件的設計方法，進行設計方案比較后優(yōu)選；（4）對各機構進行設計與校核。本次設計匯聚和應用了本科四年的所學內容，這使得我在大學的學習期間更為有效，提高了軟件和專門知識水平。通過繪制最后的作品，我有能力制圖和繪圖“cad軟件”。一開始，我要面對這么多的問題。我就問老師和同學，然后幫忙解決所有問題。我不斷得到發(fā)現和遇到問題，從而增進了我的專業(yè)知識知識，我獲得了為未來社會打下基礎的經驗。致謝光影似箭，日月如梭，在不經意的時候，時間就這樣悄悄的溜走了。一轉眼，四年的大學時光悄悄的從指尖之中溜走了，回首隱約發(fā)現了那些曾經踏在校園路上的印記，腦中出現不知怎樣想起的大學生活畫，想到這時，感概萬千。首先我要感謝指導我論文寫作老師。正是因為他可以從日常工作中得空為我們耐心指導論文得寫作，指導老師不辭幸苦，當發(fā)現論文中出現問題，總是十分細心、耐心引導我們走向正確之路，誨人不倦。感謝大學四年來我認識的所有人，正是你們得幫助讓我成長，陪我度過了美好得大學校園生活，同時感謝在學習生活上對我有過熱情幫助得人，是你們讓我進步。參考文獻1 趙華. 模具設計與制作M. 北京: 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