機械鼠標外殼注塑模設計【下殼注塑模具】【8張圖紙】

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SolidWorks利用PARASOLID作為實體幾何建模器，從開發(fā)到推出極其迅速，在很短的時間內(nèi)就提供了優(yōu)質的軟件產(chǎn)品，而且從1995年推出至今，已成為很有競爭力的產(chǎn)品，這些均主要得益于它采用了組件技術.軟件組件技術為開放奠定了基礎，既然開放就應該統(tǒng)一標準.目前在軟件技術領域有兩個重要標準，即CORBA（Common Object Request Broker Architecture）規(guī)范和IDL(Interface Defination Language)規(guī)范.CORBA的目標是要使異構分布環(huán)境內(nèi)的不同應用系統(tǒng)之間能夠互操作，IDL則是一種用來定義組件如何與ORB交換信息的標準語言。(4) 支持混合維造型線框、曲面、實體，在數(shù)據(jù)結構層采用統(tǒng)一的精確邊界表示，支持流形與非流形拓撲，并在造型功能上做的越來越深入、廣泛.如PARASOLID的復雜過渡處理、ACIS的可變形曲面、CAS.CADE的參數(shù)化和特征等功能。(5) 提供更用戶化的功能。傳統(tǒng)的CAD/CAM平臺只提供最基本的幾何造型功能，如基本圖形的繪制、基本體素的生成.當今的平臺則提供更上層的功能，如特征造型、約束造型.而且在提供造型功能的同時，提供諸如顯示、交互、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能，即提供了一個集造型、可視化、交互、數(shù)據(jù)管理為一體的集成化開發(fā)環(huán)境。這種集成開發(fā)環(huán)境可大大提高開發(fā)者的開發(fā)效率，更便于以CAD/CAM為核心的集成化、一體化產(chǎn)品的開發(fā)。第二節(jié) 塑料模具的分類塑料模具的分類的方法很多，按照塑料制件的成型方法不同可以分為以下幾類：1. 注射模（又稱注塑模）；2. 壓縮模；3. 壓注模；4. 擠出模；5. 氣動成型模。以上是常見的成型方法，還有泡沫塑料成型模、搪塑模、澆鑄模、回轉成型模、聚四氟乙稀壓錠模等。第三節(jié) 畢業(yè)設計應達到的要求通過這次畢業(yè)設計，應達到學校對畢業(yè)設計的要求，同時對于本具體的塑料注射模的設計，應達到如下目的：6. 更深入了解聚合物的物理性能、流動性、成型過程中的物理、化學變化以及塑料的組成、分類及其性能。7. 更深入了解塑料成型的基本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模具的要求。8. 掌握各種成型設備對各類模具的要求。9. 掌握各類成型模具的結構特點及設計計算方法，能設計中等復雜模具。10. 具有分析、解決成型現(xiàn)場技術技術問題的能力，包括具有分析成型缺陷產(chǎn)生的原因和提出克服辦法的能力。11. 在設計中熟練使用Pro Engineer和UG等3D造型軟件和Auto CAD等2D繪圖軟件。12. 結合以前學過的各門課程，綜合運用各種知識來完善這次畢業(yè)設計。13. 在設計過程中，還應該注意了解塑料模具的新工藝、新技術和新材料的發(fā)展動態(tài)，閱讀外文資料，學習掌握新知識，更好地為本設計和振興我國的塑料成型加工技術服務。摘要摘要：本模具設計過程中分析了鼠標外殼的工藝特性，并介紹了ABS材料的成型工藝特點；在模具結構設計過程中提出了不同成型的方案并進行了比較，采取了最隹的成型方案；同時，詳細地分析了模具結構與計算。最后還對模具的成型零件進行了加工工藝的分析和設備的校核；還說明了模具的工作原理，對模具的裝配還作了簡單的介紹。關鍵詞： 鼠標外殼、ABS、注射模具結構、側向抽芯、成型零件工藝、裝配。第1章零件的工藝分析1.1 材料的選擇本產(chǎn)品為鼠標的外殼后蓋，首先從它的使用性能上分析必須具備有一定的綜合機械性能包括良好的機械強度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電器性能。能滿足以上性能的塑料材料有多種，但從材料的來源以及材料的成本考慮，ABS更適合些。ABS是目前世界上應用最廣泛的材料，它的來源廣，成本低，符合塑料成型的經(jīng)濟性。因此，在選用材料時，考慮采用ABS，并且作為鼠標的一個外殼后蓋ABS能滿足它的使用性能合成型特性。料件有較好的光澤。密度為1.021.05g/cm3，ABS（抗沖）收縮率為0.30.8，ABS（耐熱）收縮率為0.30.8。ABS具有及好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速降解。有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿、酸類對ABS幾乎無影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰酸醋、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。其缺點是賴熱性不高，連續(xù)工作溫度為70C左右，熱變形溫度約為93C左右。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應各種不同的應用。根據(jù)應用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。二、主要用途ABS在機械工業(yè)上用來制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、電機殼、儀表殼、儀表盤、水箱外殼等。汽車工業(yè)上用ABS制造汽車擋泥板、扶手、熱空氣調(diào)節(jié)管、加熱器等，還有用ABS夾層板制小轎車車身。ABS還可以用來制作紡織器材、電器零件、文教體育用品、玩具、電子琴及收錄機殼體、農(nóng)藥噴霧器及家具等。三、成型特點ABS在升溫是粘度增高，所以成型壓力較高，塑料上的脫模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理；易產(chǎn)生熔接痕，模具設計時應盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在5060C，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在6080C。四、ABS注射參數(shù)注射類型：螺桿式螺桿轉速：3060r/min噴嘴類型：形式直通式；溫度180190C料筒溫度：前段200210C；中段210230C；后段180200C模具溫度：5070C注射壓力：7090 MPa保壓力：5070 MPa注射時間：35 S保壓時間：1530 S冷卻時間：1530 S成型時間：4070 S1.2 產(chǎn)品工藝性與結構分析 1.21 尺寸的精度影響尺寸精度的因素很多。首先是模具的制造精度和模具的磨損程度，其次是塑料收縮率的波動及成型時工藝條件的變化、塑件成型后時效變化和模具結構形狀等。因塑件的尺寸精度往往不高，應在保證使用要求的前提下盡可能選用低精度等級。塑件公差數(shù)值根據(jù)SJ1372-78塑料制件公差數(shù)值標準確定。精度等級選用根據(jù)SJ1372-78選擇，本零件配合要求不高，精度等級選擇一般精度，為級精度，無公差值者，按級精度取值，如表所示。表塑件尺寸公差（）基本尺寸精度等級基本尺寸精度等級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 塑件冷卻時收縮會使它緊緊包緊型芯或型腔中的凸起部分，因此，為了便于從塑件中抽出型芯或從型腔中脫出塑件，防止脫模時拉傷塑件，在設計時必須塑件內(nèi)外表面沿脫模方向留有足夠的斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率。在不影響塑件的使用前提下，脫模斜度可以取大一些。在開模后塑件留在型腔內(nèi)，查表可知ABS的脫模斜度為：型腔：40120；型芯：351。如果開模后塑件留在型腔內(nèi)時，塑件內(nèi)表面的脫模斜度應大于塑件外表面的脫模斜度，即以上值反之。在本次設計的塑件中，設ABS的脫模斜度為：型腔：1，型芯：50。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。五、壁厚塑件的壁厚對塑件的質量有很大的影響，壁厚過小成型時流動阻力大，大型塑件就難以充滿型腔。塑件壁厚的最小尺寸應滿足一下幾方面要求：具有足夠的強度和剛度；脫模時能夠受推出機構的推出力而不變形；能夠受裝配時的緊固力。查熱塑性塑件最小壁厚及推薦壁厚可知， ABS制件最小壁厚為0.8，中型塑件推薦壁厚為1。同一塑件的壁厚應盡可能一致，否則會因冷卻或固化速度不同產(chǎn)生附加內(nèi)應力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開裂。塑件局部過厚會出現(xiàn)凹痕，內(nèi)部會產(chǎn)生氣泡。在要求必需有不同壁厚時，不同壁厚的比例不應超過，且應采用適當?shù)男揎棸霃揭詼p緩厚薄過渡部分的突然變化。綜上，根據(jù)塑件的使用性能要求，本塑件的壁厚取值本塑件的壁厚為1.5。六、圓角塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其它轉角處都應用圓角過渡，這樣才不會因在轉角處應力集中，在受力或沖擊震動時發(fā)生破裂，甚至在脫模過程中由于成型內(nèi)應力而開裂，特別是在塑件的內(nèi)角處。通常，內(nèi)壁圓角半徑應是壁厚額一半，而外壁圓角半徑為壁厚的1.5倍，一般圓角不小于0.5。塑件各個圓角半徑參見塑件零件圖。七、孔的設計由于需要，本塑件有設置圓柱孔和其他形式的通孔，其結構參數(shù)見零件圖。由于這些孔結構不是很復雜，可以用機械加工或電火化加工即可。 第2章 模具結構設計注射模具的典型結構有單分型注射模、雙分型注射模、斜導柱側向分型與抽芯注射模、斜滑塊側向抽芯注射模、帶有活動鑲件的注射模、定模帶有推出裝置的注射模等等。跟據(jù)塑件的結構特征和使用要求，本模具采用雙分型面結構，其中一個分形面是為了使?jié)沧⑾到y(tǒng)的冷凝料自動脫落下來，而另外一個分型面則是用于脫模了。由于本塑件側壁有2個與開模方向不一致的凹槽，所以必須首先將成型這部分的型芯脫離出件，才能將整個塑件從模具中脫出。這種型芯通常稱為側型芯，并加工成可動形式。這里考慮開模時側向抽芯與分型與塑件的推出同步，故可采用斜滑塊外側抽芯機構。這里采用斜導柱在定模上，滑塊在動模上的注塑模結構。斜滑塊使用壓條安裝在動模凹槽內(nèi)，可以沿凹槽滑動。斜導柱固定在定模上。斜導柱與滑塊上的斜孔一般采用H8/f8或H8/f7的配合，在開模時，滑塊隨著動模沿斜導柱向外側運動，脫離出件。為了保證制品的精度（考慮到只靠導柱對斜滑塊進行定位，怕強度不夠，影響制品的尺寸精度）應為斜滑塊設計定位裝置。這里采用限位塊的形式，將它與斜滑塊之間為斜面配合。把限位塊與定模做成整體式，這樣在注塑是對滑塊起到定位作用，從而保證了制品的尺寸精度。 2.1型腔數(shù)量以及排列方式 本塑料制件為鼠標的外殼，生產(chǎn)的批量較大，為了提高生產(chǎn)效率，但又要保證產(chǎn)品的一致性，故不宜采用一模多腔的形式：每增加一個型腔，由于型腔的制造誤差和成型工藝誤差的影響，塑件的尺寸精度要降低約4%8%，因此多型腔模具（n4）一般不能生產(chǎn)高精度的塑件。因此，本模具可采用一模兩腔的形式，其布局示意圖如下： 2.2 初選注射機注塑模具是安裝在注射機上使用的。在設計模具時，除了應掌握注射成型工藝過程外，還應對所選用的注射機的有關技術參數(shù)有全面的了解，以保證設計的模具與使用的注射機相適應。注射機是生產(chǎn)熱塑性塑料制件的主要設備，按其外形注射機可分為立式、臥式和角式三種，應用較多的是臥式注射機。(一)注塑量校核模具型腔能否充滿與注塑機允許的最大注塑量密切相關，設計模式中 n型腔數(shù)量，取雙型腔m1單個塑件的質量和體積（g或cm3）m2澆注系統(tǒng)所需塑料質量和體積 （g或cm3） V塑件的體積（cm3）m注塑機允許的最大注塑量（g或cm3）(二) 塑件鎖模力校核在確定型腔的數(shù)量后確定注射機的類型，參考教材塑料成型工藝與模具設計式4-3：按注射機的額定鎖模力確定型腔數(shù)目nF-PA2/PA1式中 F注射機的額定鎖模力（N）； A1單個塑件在模具分型面上的投影面積（2）；A2澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積（2）；P塑料容體對型腔的成型壓力(MPa)，其大小一般是注射壓力大小見本說明書表二。 由上面的公式得FPA2+PA1n p值查本說明書表二（注射壓力在60100之間），取中間值p=80 Mpa，A1=98282，A2=1122，故F801308098282 =89601572480 =1582880(N)合1582.88 KN。 本模具所需要的鎖模力1581.44 KN，符合條件的注射機有多種，在此是初步選用XS-ZY-250注射機。下面是XS-ZY-250注射機的技術規(guī)格：表三螺桿直徑注射容量 注射壓力鎖模力 502502130MPa1800KN最大注射面積最大模具厚度最小模具厚度中心孔徑5002350250150模板行程噴嘴球半徑噴嘴孔直徑定位孔直徑350184 1250+0.06注塑加工時所需注塑壓力與塑料品種，塑件形狀和尺寸，注塑機類型、噴嘴及模具流道的阻力等因素有關。選擇的注塑機的注塑壓力必需大于成型制品所需的注塑壓力。(三)注射壓力的校核由ABS注射參數(shù)可知，注射壓力為7090 MPa，注射機額定注射壓力為119MPa。符合要求。(四)模具安裝尺寸校核噴嘴尺寸,模機外形尺寸及模具厚度均應在注塑機所要求的技術規(guī)格范圍內(nèi).模具主澆道中心線與料筒、噴嘴的中心線相一致，噴嘴頭的凸球面比較、半徑Rn與主澆道始端凹球面半徑Rp、噴嘴的孔徑dn與主澆道襯套的孔徑dp之間，分別保持如下關系： RpRn， dpdn則 16mm12mm 3mm2mm 所以合適。(五) 開模行程的校核開模模具安裝在注射機上必須使模具的中心線與料筒、噴嘴的中心線重合。因此，定位圈的中心線要和噴嘴的中心線重合，本設計也能滿足要求（詳見澆注系統(tǒng)設計）。. 模具厚度 本模具閉合高度H355.5，注射機允許的閉合高度為Hmax370，Hmin355.5 ，顯然，滿足要求。 2.3 分型面的設計 分型面是決定模具結構形式的重要應素，它與模具的整體結構和模具的制造工藝有密切的關系，并且直接影響到塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注塑模具設計中的一個關鍵。 選擇分型面時一般應尊循以下幾項基本原則：1. 分型面應選在塑件外形最大輪廓處；2. 確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；3. 保證塑件的精度要求；4. 滿足塑件外觀質量的要求；5. 便于模具的加工與制造；6. 對成型面積的影響；7. 排氣的效果的考慮；8. 對側向抽芯的影響。 根據(jù)分型面選擇的原則，通過綜合分析比較，確定以下的兩個方案：單分型面和雙分型面。 方案一：雙分型面 選用雙分型面形式的優(yōu)點：模具進料均勻、平穩(wěn)。 選用雙分型面形式的缺點：增加模具的結構復雜性，增加模具的厚度，而且在制品的外表面易留下點澆口的痕跡。不符合模具的加工經(jīng)濟性。 方案二：選用單分型面結構的示意圖如下： 選用單分型面的優(yōu)點：使模具的結構簡單化，減小模具的厚度，也節(jié)省了模具材料，且在脫模后塑料制件的外表面無澆口的痕跡。進料的距離也大大的縮短了。 從以上的兩個方案進行比較，采用方案二（單分型面）比采用方案一（雙分型面）更符合要求，方案二符合了模具的加工經(jīng)濟性，因此，本模具宜采用雙分型面的形式。 2.4 澆注系統(tǒng)與排溢系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)的設計是注射模具設計的一個重要完節(jié)，它對獲得優(yōu)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應響，是模具設計者重視的技術問題。 對澆注系統(tǒng)進行總體設計時，一般應遵循如下基本原則：1. 采用盡量短的流程，以減少熱量與壓力損失；2. 澆注系統(tǒng)設計應有利于良好的排氣；3. 便于修整澆口以保證塑件外觀質量；4. 澆注系統(tǒng)應結合型腔布局同時考慮。從給出的塑料制件看，既要保證塑件的外觀要求，又要考慮澆注系統(tǒng)設計的幾項原則。2.41 主流道復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理。 主流道的設計參考教材塑料成型工藝與模具設計P114表5-2主流的部分尺寸：符號名稱尺寸d主流道小直徑注射噴嘴直徑+（0.51）SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑+（12）h球面配合高度35a主流道錐角26L主流道長度盡量60D主流道大端直徑d+2Ltga/2查模具設計與制造簡明手冊P386表2-40常用熱塑性塑料注射機型號和主要技術規(guī)格XS-ZY-250：噴嘴球半徑=18；主流道小端直徑=4。則主流道小端直徑d=4+1=5; 球面配合高度h取4； 主流道錐角取40；主流道球面直徑SR=18+3=21; L和D還待定。 2.42 分流道設計 分流道的設計應能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài)，使塑料熔體盡快地流經(jīng)分流道充滿型腔，并且流動過程中壓力損失盡可能小，能使塑料熔體均衡地分配到各個型腔。 在設計時考慮到以上的原則有兩種設計形式：圓形截面分流道和梯形截面分流道。下面是這兩種形式的比較：圓形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積最小，它的流動性和傳熱性都好。梯形截面分流道：在相同截面積的情況下，其比面積大，塑料熔體熱量散失及流動阻力均不大。 比較以上的兩種形式，再考慮加工的經(jīng)濟性，采用圓形截面分流道更符合設計的要求，故本模具的分流道設計形式采用了圓形截面分流道的形式。 2.43 澆口的設計 澆口是澆注系統(tǒng)中截面積最小的部分，但卻是澆注系統(tǒng)的關鍵部分，2.44 冷料井的設計冷料井又稱冷料穴，它是為貯存兩次注塑間隔產(chǎn)生的冷料頭。防止冷料頭進入型腔造成制品熔接不牢，影響制品質量，甚至堵住澆口，而造成成型不良。冷料井常主流道末端。冷料井的直徑稍大于主流道大端直徑，長度一般取主流道直徑的1.52倍。冷料井與拉料桿頭部結構緊密相連。這里采用最常用的Z形頭拉料桿冷料井。2.45排溢系統(tǒng)設計當塑料熔體填充型腔時，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因產(chǎn)生的氣體不能被排除干凈，一方面將會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及填料等缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會導致塑件局部碳化或燒焦，同時積存氣體還會產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度。因此設計時必須考慮排氣問題。注射模成型時排氣通常以如下四種方式進行：1. 利用配合間隙排氣；2. 在分型面上開設排氣槽排氣；3. 利用排氣塞排氣；4. 強制排氣。根據(jù)塑件的結構特點和型芯型腔以及模具的結構，本副模具因為型芯是采用鑲拼結構，固采用利用間隙配合排氣，同時，鉗工在加工時，適當在分型面上開設很小的排氣槽（ABS排氣槽深度為0.03）。2.5 成型零件的設計與計算 成型零件決定塑件的幾何行狀和尺寸。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑料間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高強度、剛度及較好的耐磨性能。 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設計，包括凹模、型芯、鑲塊、凸模和成型桿等。設計成型零件時，應根據(jù)塑料的特性和塑件的結構及使用要求，確定型腔的總體結構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵零件進行強度和剛度校核。一、模具材料的選擇1. 根據(jù)模具的生產(chǎn)條件和模具的工作條件需要，結合模具材料的基本性能和相關的因素，來選擇適合模具需要的，經(jīng)濟上合理、技術上先進的模具材料。對于一種模具，如果單純從材料的基本性能考慮，可能幾種模具材料都能符合要求，然而必需綜合考慮模具的使用壽命、模具制造工藝過程的難易程度、模具制造費用以及分攤到制造的每一個工件上的模具費用等多種因素，進行綜合分析評價，才能得出符合模具材料的冶金質量及其它考慮因素 冶金質量也對模具材料的性能有很大的影響，只有優(yōu)秀的冶金質量，才能充分發(fā)揮模具材料的各種性能。?？紤]的冶金質量指標有：冶煉質量，鍛造軋制工藝，熱處理和精加工，導熱性，精料和制品化等。其它還要考慮選用的模具材料的價格和通用性?？傊?，選用高質量、高性能、高精度的模具材料的精料和制品，高效率、高速度低成本地生產(chǎn)高質量的模具，已經(jīng)成為當前工業(yè)發(fā)達國家模具制造的主要發(fā)展趨勢，我國也正在向這一方向發(fā)展。 以下成型零件材料就根據(jù)以上原則選擇。2.51 凹模的設計為了提高零件的加工效率，裝拆方便，保證兩個型腔形狀，尺寸一致，采用整體式凹模結構。在凹模與定模板間的配合用。影響成型零件的尺寸因素有：1.塑件的收縮率，其值為s=（Smax-Smin ）Ls;式中 s塑料收縮率波動所引起的塑件尺寸誤差； Smax塑料的最大收縮率； Smin塑料的最小收縮率； Ls 塑件的基本尺寸。2.模具成型零件的制造誤差；參考塑料成型工藝與模具設計P所列出的經(jīng)驗值，成型零件的制造公差約占塑件總公差的-,或取IT7-IT8級作為模具制造公差。模具成型零件制造公差用z表示。收縮率的波動引起塑件尺寸誤差隨塑件的尺寸增大而增大。在計算成型零件時，所用到的收縮率均用平均收縮率來表示= 100%式中 塑件的平均收縮率； Smax塑料的最大收縮率； Smin塑料的最小收縮率。計算公式參考教材P151式（5-18）： (LM)z =(1+ )LS(0.50.75)z式中 表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) LS表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z取/3。當制件的尺寸較大、精度級別較底時式中取0.75，當精度級別較高時式中取0.5。本塑件為鼠標的外殼其精度要求較高，故在本設計中取0.75。 腔深度的計算：2.52 型心尺寸的計算型心尺寸的計算公式參考教材P151式5-19：(LM)z =(1+ )LS+0.75z式中 表示塑料的平均收縮率；(=0.55%) LS表示塑件的基本尺寸； 表示塑件尺寸的公差；Z取/3。當制件的尺寸較大、精度級別較底時式中取0.75，當精度級別較高時式中取0.5。本塑件為鼠標的外殼其精度要求較高，故在本設計中取0.75。型芯高度尺寸的計算運用平均收縮率法： (hm)z =（1+Scp）LS+1/3zH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中心距離的尺寸計算中心距離尺寸的計算公式參考教材P151式5-22：(CM)Z/2=(1+) CSZ/2式中 表示塑料的平均收縮率；(=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 模具型腔側壁和底版厚度的計算塑料模具型腔在成型過程中受到熔體的高壓作用，應具有足夠的強度和剛度，如果型腔側壁和底版厚度過小，可能因硬度不夠而產(chǎn)生塑性變形甚至破壞；也可能因剛度不足產(chǎn)生翹曲變形導致溢料和出現(xiàn)飛邊，降低塑件尺寸精度和順利脫模。因此，應通過強度和剛度計算來確定型腔壁厚。矩形型腔的結構尺寸計算在本模具設計中采用了整體矩形型腔。整體式矩形型腔，這種結構與組合式型腔相比剛度較大。由于底板與側壁為一體，所以在型腔底面不會出現(xiàn)溢料間隙，因此在計算型腔壁厚時變形量的控制主要是為保證塑件尺寸精度和順利脫模。矩形板的最大變形量發(fā)生在自由邊的中點上。壁厚的計算公式參考模具設計與制造手冊表2-158凹模側壁和底板厚度的計算。S=式中 C常數(shù)，其值由型腔的高度與型腔的長度之比確定。因型腔的 查教材表5-17矩形型腔壁厚推薦尺寸，取45 mm。所以本模具型腔的壁厚值為45 mm。底板厚度計算.由于熔體壓力，板的中心將產(chǎn)生最大變形量。按剛度條件，型腔厚度為h=式中 C，常數(shù)，其值由型腔的高度與型腔的長度之比確定。因型腔的高度與型腔的長度之比=14/119.52=0.117135，查手冊得C=1.4；P型腔壓力，一般取2545MPa，在此取40 MPa；a型腔的深度。其值為10.；E彈性模量。鋼的取2.1105；允許變形量，查教材表5-12ABS為0.05，在此取0.01。 h=32.17 mm查手冊的推薦值在此取37 mm。 動模墊板厚度的確定 查模具設計與制造手冊動模墊板厚度的推薦值，塑件在分型面上的投影面積為（119.5264）2=15298.56合152.98，在100200的范圍內(nèi)，則墊板的厚度為3040，在此取40mm。2.6 推出機構的設計推出機構的設計主要考慮以下幾項的原則：1. 推出機構應盡量設計在動模的一側；2. 保證塑件不因推出而變形損壞；3. 機構簡單動作可靠；4. 保證良好的塑件外觀；5. 合模時的真確復位。在本模具的設計過程中采用推桿的形式對塑件進行脫模，其具體的布置情況考慮平衡受力的原則。 2.61 脫模力的計算注射成型以后，塑件在模具中冷卻定型，由于體積收縮，對型腔產(chǎn)生包緊力，塑件必須克服磨擦阻力才能從模腔中脫出。按力的平衡原理，列出平衡方程式： Ft=AP(cos-sin)在式中塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3； A塑件對型芯的包容面積； P塑件對型芯的單位面積上的包緊力,模內(nèi)冷卻一般取（0.81.2）107；在此取中間值1.0107。 Ft脫模力； 型芯的脫模斜度，在本模具中為40。先計算A值：A=（1064.98+119.5210）4=7380 Ft=Ap(cos-sin)=7380（0.2cos40-sin40）=7.3106KN。2.7 側向分型與抽芯機構的設計在給定的制件外形分析，成型時可用側向分型機構來完成，但使模具結構復雜?？紤]到要實現(xiàn)制件的外形，觀察其外形形狀，在內(nèi)兩側邊可以用側向抽芯實現(xiàn)成型，在型腔與型芯之間用一鑲塊的型芯來成型，必須用抽芯機構進行成型，這樣可以把模具結構簡化，降低制造成本。在本模具設計過程中采用的是機動側向抽芯機構。抽芯距離的確定和抽芯力的計算：為了安全的起見，側向抽芯距離通常比塑件上的側孔、側凹的深度或側向凸臺的高度大23mm。抽芯距用s表示，則s=s1+23mm=2+2=4mm。抽芯力的計算：對于側向抽芯的抽芯力，往往采用如下的公式進行估算： Fc=chP(cos-sin)在式中塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.10.3； c側型芯成型部分的截面平均周長(m); h側型芯成型部分的高度(m)；本模具為9mm P塑件對型芯的單位面積上的包緊力,模內(nèi)冷卻一般?。?.81.2）107；在此取中間值1.0107。 Fc導向機構是保證動定模或上下模合模時，正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位兩種形式。本模具采用導柱導向定位。一、導向機構的作用 1、定位作用 模具閉合后，保證動定模或上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸精確；導向機構在模具裝配過程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。 2、導向作用 合模時，首先是導向零件接觸，引導動定?；蛏舷履蚀_閉合，避免型芯先進入型腔造成成型零件損壞。 3、承受一定的側壓力 塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單向側壓力，或者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受了一定的側壓力，以保證模具的正常工作。若側壓力很大時，不能單靠導柱來承擔，需增設錐面定位機構。導柱導向機構的主要零件是導柱和導套，導柱和導套均采用標準件。導柱設置在動模一側，導柱固定端與模板之間采用H7/m6的過渡配合：導柱的導向部分采用H7/f7的間隙配合，而導套用H7/r6的配合鑲入模板。一、 導套和導柱（一）導柱 1、導柱的結構形式 導柱采用1表2-111標準形式，這種形式結構簡單，加工方便，用于簡單模具。2、導柱結構和技術要求 (1) 長度 導柱導向部分的長度應比凸模端面的高度高出812mm，以避免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔。(2) 形狀 導柱前端應做成錐臺形或半球形，以使導柱順利進入導向孔。(3) 材料 導柱應具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用Y8、T10鋼經(jīng)淬火處理，硬度為HRC5055。導柱固定部分表面粗糙度Ra為0.8m,導向部分表面粗糙度Ra為0.80.4m。(4) 配合精度 導柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或H7/k6的過渡配合；導柱的導向部分通常采用H7/F7或H8/f7的間隙配合。（二）導套1、導套的結構形式 本模具的結構形式采用1表2-114形式，這種形式結構較簡單，便于加工。2、導套的結構和技術要求(1) 形狀 為了使導柱順利地進入導套，在導套的前端應倒圓角，導柱孔最好作成通孔，以利于排出孔內(nèi)空氣及殘渣廢料。如模板較厚，導柱孔必須作成盲孔時，可在盲孔的側面打一小孔排氣。(2) 材料 導套與導柱用相同的材料或同合金等耐磨材料制造，其硬度應低于導柱硬度，以減輕磨損，防止導柱或導套拉毛。導套固定部分和導滑部分的表面粗糙度一般為Ra0.8m。(3) 固定形式及配合精度 導套用環(huán)形槽代替缺口，固定在定模板上。用H7/f7或H7/k6配合鑲入模板。2.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計注射模的溫度對塑料熔體的充模流動、固化定型、生產(chǎn)效率及塑件的形狀和尺寸精度都有重要的影響。注射模中設置溫度調(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)品質量和較高的生產(chǎn)率。根據(jù)ABS塑料的成型工藝，本模具只要設置冷卻系統(tǒng)即可。一、冷卻系統(tǒng)的計算冷卻系統(tǒng)的計算包括熱傳導面積的計算、溫控介質通道的尺寸和介質用量的確定以及通道回路的排布等，這些工作是注射模設計中的一個難點。這里略，其參數(shù)根據(jù)資料推薦值選則。二、冷卻系統(tǒng)的設計準則為了提高冷卻效率和爭取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定，在系統(tǒng)的綜合設計中應遵守生產(chǎn)中的約定原則。在管道回路布置時，還需要進一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果好。冷卻水道的設計原則如下：1. 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大；2. 冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等個；3. 澆口處加強冷卻；4. 冷卻水道出、入口溫差應盡量小；5. 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置。還有冷卻水道應盡量避免接近塑件的熔接部位，以免產(chǎn)生熔接痕，降低塑件的強度；冷卻水道應易于清理，一般水道孔徑為10（不小于8）。根據(jù)中間板的厚度和型腔尺寸，參考設計手冊推薦值，在中間板中開設5條直通式冷卻水道，直徑為10，具體布局參間零件圖。冷卻水道和外界的連接采用標準件水嘴連接。2.9 注射機參數(shù)的較核由于選用XS-ZY-250注射機，其裝模高度在250-370之間而本模具的總高度是355.5，在裝模的范圍之內(nèi)。塑件在分型面上的投影面積為（11282）2=18638合186.38，而XS-ZY-250注射機的最大注射面積是500 cm2，也在合格的范圍內(nèi)。所以在前面的初選用XS-ZY-250注射機是符合本模具的要求的。第3章 繪制裝配圖和零件圖裝配圖是機械設計中設計意圖的反映，是機械設計、制造的重要技術依據(jù)。在部件和零件設計和制造及裝配時，都需要裝配圖。本模具裝配圖表達了模具的工作原理、零件的安裝配合關系和各零件的主要結構形狀以及裝配、檢驗和安裝時所需要的尺寸和技術要求。本套圖紙中還有一張型芯組件圖，表達了主型芯、鑲塊和動模板之間的位置和配合關系。零件圖是設計部門提交給生產(chǎn)部門的重要技術文件，它更具體的反映了設計者的意圖，表達了機械或部件對零件的要求（包括對零件的結構要求和制造工藝的可能性、合理性要求等），是制造和檢驗零件的依據(jù)。本套模具圖紙中詳細標注了零件的各個尺寸和公差，位置公差和粗糙度等。在設計中繪圖主要用計算機繪圖，使用的軟件主要有：Pro/Engineer、Auto CAD2002等。在繪制塑件圖、裝配圖和零件圖時，由于自己的水平有限，出了很多的錯誤和標注不合理的地方，經(jīng)過多次改正，不斷提高圖紙質量。 第4章 注射件成型缺陷分析模具設計制造完后，要進行試模。由于設計存在的缺陷，可能會出現(xiàn)這樣那樣的問題，因此要根據(jù)具體的情況及時解決，不要在正式生產(chǎn)中產(chǎn)生類似的問題和缺陷。以下表4注射模成型缺陷分析及解決方法。表4 注射塑件成型缺陷分析序號成型缺陷生產(chǎn)原因解決措施1制 制品形狀欠缺1.料筒及噴嘴溫度偏低2.模具溫度太低3.加料量不足4.注射壓力不足5.進料速度慢6.鎖模力不夠7.模腔無適當排氣8.注射時間太短，柱塞或螺桿回退時間太早9.雜物堵塞10.流道澆口太小，太薄、太長提高料筒及噴嘴溫度提高模具溫度增加料量提高注射壓力調(diào)節(jié)進料速度增加鎖模力修改模具，增加排氣孔增加注射時間清理噴嘴正確設計澆注系統(tǒng)2制品滋邊1.注射壓力太大2鎖模力過小或單向受力.3.模具碰損或磨損4.模具間落入雜物5.料溫太高6.模具變形或分型面不平降低注射壓力調(diào)節(jié)鎖模力修理模具擦凈模具降低料溫調(diào)整模具或磨平3熔合紋明顯1. 料溫過低2. 模溫低3. 擦脫模劑過多4. 注射壓力底5. 注射速度慢6. 加料不足7. 模具排氣不良提高料溫提高模溫少擦脫模劑提高注射壓力加快注射速度加足料通模具排氣氣孔4黑點及條紋1. 料溫高,并分解2. 料筒或噴嘴結合不嚴3. 模具排氣不良4. 染色不均勻5. 物料中混有深色物降低料溫修理接合處,出去死角改變模具排氣重新染色將物料中深色物取締5銀絲、斑紋1.料溫過高,料分解物進入模腔2.原料含水分高,成型時氣化3.物料含有易揮發(fā)物迅速降低料溫原料預熱或干燥原料進行預熱干燥6制品變形1. 冷卻時間短2. 頂出受力不均3. 模溫太高4. 制品內(nèi)應力太大5. 通水不良,冷卻不均6. 制品薄厚不均加長冷卻時間改變頂出位置降低模溫消除內(nèi)應力改變模具水路正確設計制品和模具7制品脫皮、分層1. 原料不純2. 同一塑料不同級別或不同牌號相混3. 配入潤滑劑過量4. 塑化不均勻5. 混入異物氣疵嚴重6. 進澆口太小,摩擦力大7. 保壓時間過短凈化處理原料使用同級或同牌號料減少潤滑劑用量增加塑化能力消除異物放大澆口適當延長保壓時間8裂紋1. 模具太冷2. 冷卻時間太長3. 塑料和金屬嵌件收縮率不一樣4. 頂出裝置傾斜或不平衡,頂出截面積小或分布不當5. 制件斜度不夠,脫模難調(diào)整模具溫度降低冷卻時間對金屬嵌件預熱調(diào)整頂出裝置或合理安排頂出桿數(shù)量及其位置正確設計脫模斜度9制品表面有波紋1. 物料溫度低,粘度大2. 注射壓力3. 模具溫度低4. 注射速度太慢5. 澆口太小提高料溫料溫高,可減小注射壓力,反之則加大注射壓力提高模具溫度或增大注射壓力提高注射速度適當擴展?jié)部?0制品性脆強度下降1. 料溫太高,塑料分解2. 塑料和嵌件處內(nèi)應力過大3. 塑料回用次數(shù)多4. 塑料含水降低料溫,控制物料在料筒內(nèi)滯留時間對嵌件預熱,保證嵌件周圍有一定厚度的塑料控制回料配比原料預熱干燥11脫模難1. 模具頂出裝置結構不良2. 模具脫模斜度不夠3. 模腔溫度不合適4. 模腔有接縫或存料5. 成型周期太短或太長6. 模芯無進氣孔改進頂出裝置正確設計模具適當控制模溫清理模具適當控制注射周期修改模具12制品尺寸不穩(wěn)定1. 機器電路或油路系統(tǒng)不穩(wěn)2. 成型周期不一至3. 溫度、時間、壓力變化4. 塑料顆粒大小不一5. 回收下角料與新料混合比例不均6. 加料不均修理電器或油壓系統(tǒng)控制成型周期,使一致調(diào)節(jié),控制基本一致使用均一塑料控制混合比例,使均勻控制或調(diào)節(jié)加料均勻 總結 本設計是成型鼠標的外殼的注射模具，選用了ABS作為塑件的材料，能夠滿足鼠標外殼的使用性能及注射模具的成型特點。本設計采用了四導柱的模具結構，在注射成型冷卻后，動模部分隨著注射機的動模向后移動，動模板與定模板間分型，同時由于斜導柱的作用使側滑塊也一起與塑件分離，而在拉料桿的作用之下把澆注系統(tǒng)的凝料隨之拉出來一起與動模移動；當型芯與型腔完全分離后，塑料制件留在型芯上。這時推出機構開始動作，通過推桿把制件頂出模外；最后在合模時，在彈簧與復位桿的作用下使模具閉合，完成了一次成型。本模具采用了鑲塊型芯的形式，使加工方便，但是側向抽芯部分是在定模與動模之間各一半，這樣使模具型腔和型芯的