3 題目：鼠標(biāo)底座注射模設(shè)計第一章前言80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。1.1我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距.

成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50～80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟增長點，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。1.2國外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、設(shè)計和工藝技術(shù)先進，如模具CAD/CAM技術(shù)采用普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率高等，模具生產(chǎn)效率高、周期短。國外，70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預(yù)測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說，國內(nèi)的材料很難達到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE

CAD

CAM.CAPP等軟件很多都是國外的。拿塑封模具來說，國外一次可以加工出上百個型腔的模具，還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應(yīng)用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術(shù)，使用熱流道技術(shù)，產(chǎn)品的質(zhì)量好，成型周期短，精度高。1.3國內(nèi)外塑料模具技術(shù)差距在五十年前，中國的模具行業(yè)取得了長足的進步，大大提高了模具制造的水平。在制造技術(shù)方面，我們的應(yīng)用程序級的CAD/CAM/CAE技術(shù)上下足功課，但也取得了很大的進展，如中國生產(chǎn)的家電企業(yè)，引進了一批國外先進的CAD/CAM系統(tǒng)，如UGⅡ，PROE，CADS5，DOCT5和MPA等塑料薄膜分析軟件。雖然引進這些系統(tǒng)消耗了大量的資金，但它使中國的模具行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)上升到一個新的水平，是中國模具行業(yè)的重要組成部分，這些技術(shù)的融合，不僅實現(xiàn)了CAD/CAM和CAE技術(shù)也為成型工藝支持，這些年來，我們國家在國外這些先進的軟件的基礎(chǔ)上，還開發(fā)了塑料模具CAD/CAM系統(tǒng)，如注塑HSC5.0CAXA系統(tǒng)和CAE系統(tǒng)和軟件，這些國內(nèi)，國外軟件相比，先進的軟件有很多好處，它不僅適用于中國的模具制造市場，更重要的是，該軟件仍然是非常便宜的。國外一些先進國家塑料模具，塑料模具制造行業(yè)中的比例達到30％的發(fā)展高度重視，40％和更加專業(yè)化的設(shè)計和做工在這些國家，如CAD/CAM技術(shù)的使用階段的普及相對較高的國內(nèi)設(shè)備NC和那些先進國家以及高效率，周期短的優(yōu)勢。大多數(shù)歐洲國家比在利用CAE技術(shù)更加成熟。在注射模具由熟練使用這些技術(shù)和CAE軟件的設(shè)計可以提前預(yù)測到可能出現(xiàn)的隱藏缺陷的模制工藝和模具的問題。CAE技術(shù)在這一技術(shù)的模具設(shè)計中的作用越來越大，這種先進的CAE技術(shù)應(yīng)用后，一些外國公司受到的試用時間的50％以上縮短。目前用于模具制造技術(shù)還不成熟，還有的企業(yè)有很大的差距在國外，最頂尖的技術(shù)也基本在國外，以塑膠模具制造技術(shù)，一直很受歡迎，在國外熱流道和天然氣協(xié)助國家塑造這些技術(shù)真的不是很多見。許多德國的模具熱流道技術(shù)，采用熱流道技術(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量好，循環(huán)時間短，精度高。第二章塑件分析2.1塑件工藝性分析結(jié)構(gòu)分析：從零件圖上分析，此零件總體為殼體，且內(nèi)側(cè)壁有小凹槽。如下圖：圖2-1零件圖尺寸精度：塑料有5、6、7三種精度等級，我們?nèi)⊥獗砻鏋?級精度。塑料制品的表面光潔度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點外，主要由模具光潔度決定。一般模具表面光潔度要比塑料制品高一級。因此制件外表面取Ra6.3μm。塑件壁厚分析：塑件壁厚的設(shè)計與塑件原料的性能、塑件結(jié)構(gòu)、成型條件、塑件的質(zhì)量及其使用要求都有密切的聯(lián)系。壁厚過小，會造成充填阻力增大，特別對于大型件、復(fù)雜制件將難于成型。塑件的厚度的最小尺寸應(yīng)滿足以下要求：滿足塑件結(jié)構(gòu)和使用性能要求下取小壁厚能承受推出機構(gòu)等的沖擊和振動制品連接緊固處、嵌件埋入處等具有足夠的厚度保證貯存、搬運過程中強度所需的壁厚,滿足成型時熔體充模所需的壁厚。塑料制件規(guī)定有最小壁厚值，表2-1為熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值。表2-1熱塑性塑件最小壁厚及常用壁厚推薦值塑料類型制件流程50mm的最小壁厚/mm一般制件的壁厚/mm大型制件的壁厚/mm聚丙烯（pp）0.852.45-2.75>2.4-3.2脫模斜度分析當(dāng)塑件成型后因塑料收縮而包緊型芯，若塑件外形較復(fù)雜時，塑件的多個面與型芯緊貼，從而脫模阻力較大。為防止脫模時塑件的表面被檫傷和推頂變形，需設(shè)脫模斜度。一般來說，塑件高度在25mm以下者可不考慮脫模斜度。但是，如果塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，即使脫模高度僅幾毫米，也必須認真設(shè)計脫模斜度。1.表面脫模方向上留有足夠的斜度，在模具上稱為脫模斜度。2.脫模斜度選取:取決于塑件的形狀、壁厚及塑料的收縮率，一般取30′～1°30′。塑件脫模斜度的選取應(yīng)遵循以下原則：1)塑料的收縮率大，壁厚，斜度應(yīng)取偏大值，反之取偏小值。2)塑件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，脫模阻力就比較大，應(yīng)選用較大的脫模斜度。3)當(dāng)塑件高度不大（一般小于2mm）時，可以不設(shè)斜度；對型芯長或深型腔的塑件，斜度取偏小值。但通常為了便于脫模，在滿足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可將斜度值取大些。4)一般情況下，塑件外表面的斜度取值可比內(nèi)表面的小些，有時也根據(jù)塑件的預(yù)留位置（留于凹?；蛲鼓Ｉ希﹣泶_定制件內(nèi)外表面的斜度。5)熱固性塑料的收縮率一般較熱塑性塑料的小一些，故脫模斜度也相應(yīng)取小一些。6)一般情況下，脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內(nèi)。綜合以上的原則，由于塑件高度不是很大，收縮率一般，本設(shè)計中采用30′的脫模斜度。3.表面粗糙度分析：塑料制件的表面粗糙度，除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等癡點外，主要取決于模具成型零件的表面粗糙度。一般模具的表面粗糙度值要比塑件的低1~2級，塑料制件的表面粗糙度Ra值一般為1.6~0.2um，在模具使用中，由于型腔磨損而使表面粗糙度值不斷加大，應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。非配合表面和隱蔽面可取較大的表面粗糙度值，除塑件外表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。此外，塑件的表面粗糙度與塑料的品種有關(guān)。一般，型腔表面粗糙度要求達到0.2~0.4mm。2.2塑件材料分析目前常用的工程塑料有ABS、聚碳酸酯（PC）等等。通過對比各個材料的性能并且綜合考慮塑件的用途和經(jīng)濟性能最后選取塑件的原材料為聚碳酸酯（PC）。表2-2聚碳酸酯（PC）物理化學(xué)性能性能典型值外觀無色至微黃色透明液體分子量（粘均）25000—40000密度g/cm31.20吸水性0.13馬丁溫度120熱變形溫度（1.82Mpa），℃134玻璃化溫度，℃149熱分解溫度，℃340線膨脹系數(shù)，K-16C10-5—7C10-5燃燒性自熄氧指數(shù)31.5表面電阻率，Ω1C1015體積電阻率，Ω?M1.5C1014介電強度，KV/mm22介電常數(shù)，1MHZ2.9介質(zhì)損耗角正切，1MHZ7C10-3表2-3聚碳酸酯（PC）注塑成形工藝工藝參數(shù)數(shù)值料筒溫度，/℃/前部270—300中部270—300后部240—280噴嘴溫度，/℃270—300模具溫度，/℃70—110注射壓力，/Mpa60—140螺桿轉(zhuǎn)速，/r?min-130—120螺桿背壓，/Mpa0—10成形周期，/s/注射1—25冷卻5—40制品熱處理溫度，/℃110制品熱處理時間，h0.5—2第三章moldflow分析3.1產(chǎn)品網(wǎng)格劃分對塑件的劃分采用表面網(wǎng)格，表面網(wǎng)模型是由三角形單元組成的，與中面不同，中面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型壁厚的中間處，而表面網(wǎng)格創(chuàng)建在模型的上下表面，對于一般的薄壁塑件，都采用表面網(wǎng)格進行劃分。而該制件采用表面網(wǎng)格進行劃分。圖3-1網(wǎng)格劃分3.2最佳澆口的分析澆口位置對流動熔料前沿的形狀和保壓壓力的效果都起著決定性作用，因此也決定了模制零件的強度和其它性能。MoldFlow給出的分析結(jié)果見下圖。圖3-2澆口分析3.3型腔的布置和設(shè)計Moldflow軟件提供了型腔復(fù)制向?qū)磉M行型腔的布置設(shè)計，我們也可以利用移動鏡像功能來設(shè)計型腔布置：圖3-3型腔分布圖3.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計Moldflow軟件提供了流道設(shè)計向?qū)?，可以根?jù)模型自動設(shè)計流道，但是在本例中，我們使用手工方式設(shè)計流道，手工設(shè)計的優(yōu)點就是可以根據(jù)自己的需求設(shè)計主流道和分流道的長度、直徑、角度等。流道設(shè)計見下圖圖3-4流道創(chuàng)建圖3.5注塑工藝參數(shù)的設(shè)定1.模具溫度。模具表面溫度為80℃2.熔體溫度。熔料溫度，選擇溫度為260℃。3.本例模擬采用“自動控制方式”進行。4.速度/壓力切換。速度和壓力控制轉(zhuǎn)換點的設(shè)置，在充填階段，首先對注塑機的螺桿進行速度控制，等充填到某個狀態(tài)時，將速度控制方式轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫刂啤１纠捎谩俺涮铙w積%”來設(shè)置速度/壓力切換點，當(dāng)充填體積達到99%的時候進行速度與壓力的切換。5.保壓控制。保壓及冷卻過程中的壓力控制。包括保壓壓力與充填時間。液壓壓力與時間、最大機器壓力百分比、充填壓力百分比與時間。本例采用充填壓力百分比與時間的關(guān)系進行控制，保壓壓力為充填壓力的80%，保壓時間選擇10s。6.開模時間。是指頂出產(chǎn)品時模具打開的時間。本文設(shè)置開模時間為5s。3.6模擬結(jié)果分析對于塑料注射成型來說,最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷,如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等,都與樹脂在模具中的流動方式有關(guān)。MPI/Flow通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬,可以預(yù)測和顯示熔體流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等,幫助工藝人員找出缺陷產(chǎn)生的原因并加以改進工藝參數(shù)。圖3-5充填時間圖圖3-6模具總體溫度圖圖3-7氣穴位置圖圖3-8熔接痕圖圖3-9所有因素引發(fā)的變形圖第四章注射機的選擇4.1注塑機概況注射成型機（簡稱注射機或注塑機）是將熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種形狀的塑料制品的主要成型設(shè)備。圖4-1注塑機注射成型是通過注塑機和模具來實現(xiàn)的。4.2注塑機的分類注塑機的類型有:立式、臥式、全電式，但是無論那種注塑機，其基本功能有兩個：1.加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)；2.對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。4.3注塑機的選擇1.注射量的計算塑件體積為：V塑≈15cm3圖4-2體積2.澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算由于澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前不能去定準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2倍到1倍來估算。由于本次設(shè)計采用的流道簡單并且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和2個塑件體積之和）為：V總=1.2nV塑=1.2×2×15=363.選擇注射機根據(jù)以上的計算得出在一次注射過程中注入模具型腔的塑料的總體積為36，由參考文獻V公=V總/0.8=36/0.8=45。一般而言，從事注塑行業(yè)多年的客戶多半有能力自行判斷并選擇合適的注塑機來生產(chǎn)。但是在某些狀況下，客戶可能需要廠商的協(xié)助才能決定采用哪一個規(guī)格的注塑機，甚至客戶可能只有產(chǎn)品的樣品或構(gòu)想，然后詢問廠商的機器是否能生產(chǎn)，或是哪一種機型比較適合。此外，某些特殊產(chǎn)品可能需要搭配特殊裝置如蓄壓器、閉回路、射出壓縮等，才能更有效率地生產(chǎn)。由此可見，如何決定合適的注塑機來生產(chǎn)，是一個極為重要的問題。通常影響射出機選擇的重要因素包括模具、產(chǎn)品、塑料、成型要求等，通過以上各種因素和考慮到經(jīng)濟效益的問題我選取了XS-ZY125型注射機。XS-ZY125型注射機，主要參數(shù)如下表：表4-1XS-ZY125型注射機參數(shù)項目XS-ZY125結(jié)構(gòu)形式臥理論注射容量/cm3125螺桿（柱塞）直徑/mm42注射壓力/Mpa119鎖模力/KN900拉桿內(nèi)間距/mm260×290移模行程/mm300最大模具厚度/mm300最小模具厚度/mm200噴嘴球半徑/mm14噴嘴口孔徑/mmФ34.4注射機的校核4.4.1容量校核在一個注射周期內(nèi)注塑模內(nèi)所需要的塑料總?cè)莘e應(yīng)該是模具型腔總?cè)莘e與模具澆注系統(tǒng)的容積之和，有以下計算公式：V=n×1.2×式中n——模腔數(shù)量；——單個制品的體積；——所需塑料體積。帶入數(shù)值計算可得：V總=1.2nV塑=1.2×2×15=36而所選的注射機的理論注射容積為：0.8V公≧V所以經(jīng)驗算符合4.4.2合模力校核為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量需要對合模力進行校核。按以下公式進行校核：式中——注塑機額定合模力（kN）n——模腔個數(shù)；——模腔平均壓力（Mpa），取60Mpa；A——開模方向最大投影面積（m2），A=2*6330=12660mm2圖4-3面積以上帶入數(shù)據(jù)計算得：F1=60×12660≈760KN所選的注射機的鎖模力為900kN，所以滿足要求。4.4.3模具厚度的校核實際使用的模具厚度與注塑機所允許的安裝最大模具厚度和最小模具厚度之間要滿足以下條件：，在設(shè)計中模具的厚度Hm=270mm，而所選注射機所允許安裝的最大模具厚度=300，最小模具厚度=200，所以完全符合要求。4.5模架的選擇由于制件外圍尺寸為61×112×21，采用一模2腔結(jié)構(gòu)，經(jīng)過以上設(shè)計我們可以確定型腔的尺寸為120×315×45，按照一般的要求。模架的尺寸≈型腔尺寸+2×60，模架動模板的厚度≈型芯厚度+（20~30），模架定模板的厚度≈型腔厚度+（20~30）。由于我們設(shè)計的為側(cè)澆口，單分型面。模架就要選擇大水口的模架，又我們經(jīng)過計算選擇模架的型號為CI。最后選定模架為LKM_CI-CI-2545-A70-B70-C80形。為了節(jié)約材料成本，對其A板和B板的厚度，還有方鐵的高度都作了調(diào)整。如圖所示：圖4-4模架尺寸模具結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1型腔數(shù)目的確定注塑模的型腔數(shù)目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔數(shù)目的確定時，有以下幾個要求：1.按塑件經(jīng)濟性確定型腔數(shù)；2.按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)；3.按注射機額定鎖模力確定型腔數(shù)；4.按制品精度要求確定型腔數(shù)。按注射機的鎖模力大小確定型腔數(shù)nn≦=≈2.934F—

注射機的額定鎖模力；F=900p

—

塑料熔體對型腔的平均成型壓力，p

=

60MPa；查《模具設(shè)計指導(dǎo)》表6-5可知

A

—

單個塑件在模具分型面上的投影面積，mm2A=6.330cm3

Aj

—

澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2。

Aj

≈0.5A≈3.16cm3分析結(jié)論：該模具設(shè)計型腔數(shù)目不能大于2.934個型腔，只能采用一模2腔。5.2分型面的確定5.2.1分型面的形式分型面的形式與塑件的幾何形狀、脫模方法、模具類型及排氣條件等有關(guān)，常見的形式有：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、階梯分型面和平面、曲面分型面。5.2.2分型面的選擇原則1、復(fù)合塑件脫模的基本要求，就是能使塑件從模具中取出，分型面應(yīng)設(shè)在脫模方向最大的投影邊緣部位；2、分型線不影響塑件外觀，即分型面應(yīng)盡量不破壞塑件光滑的外表面；3、確保塑件留在動模一側(cè)，利于推出且推桿痕跡不顯露于外觀面；4、確保塑件質(zhì)量；5、要你管盡量避免成型孔、側(cè)凹，若需要滑塊成型，力求滑塊結(jié)構(gòu)簡單，盡量避免定模滑塊；6、滿足模具的鎖緊要求，將塑件投影面積大的方向放在定動模的合模方向上，而將投影面積小的方向作為側(cè)向分型面；另外，分型面是曲面的，應(yīng)加斜面鎖緊；7、合理安排澆注系統(tǒng)特別是澆口位置，有利于開模；5.2.3本設(shè)計分型面的選擇通過對塑件結(jié)構(gòu)形式的分析，同時根據(jù)以上分型面的選擇原則綜合考慮，決定將分型面選在塑件截面積最大且利于開模取出塑件的底平面上，其位置如圖所示圖5-1分型面5.3成型零件的尺寸計算該塑件的材料PC是一種收縮范圍較大的塑料，因此成型零件的尺寸均按平均值法計算。查手冊得的收縮率為0.4%~0.7%,故平均收縮率為0.5%。表5-1公差數(shù)值表[5.9-11]和精度等級表基本尺寸精度等級公差數(shù)值表5-2精度尺寸的選用[2-3、5]類別塑件種類建議采用的精度等級高精度一般精度低精度pc根椐塑件的要求，由以上兩表可查得：該塑件可按精度等級為級精度選取。此產(chǎn)品采用4級精度，屬于一般精度制品。因此，凸凹模徑向尺寸、高度尺寸及深度尺寸的制造與作用修正系數(shù)x取值可在0.5~0.75的范圍之間，凸凹模各處工作尺寸的制造公差，因一般機械加工的型腔和型芯的制造公差可達到IT７～IT８級，綜合參考，相關(guān)計算具體如下：5.3.1型腔凹模尺寸計算圖5-2型腔（相關(guān)公式參見《塑料制品成型及模具設(shè)計》第79-80頁）(一)、型腔徑向尺寸的計算：LＭ+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δzLＭ————凹模徑向尺寸（mm）LS————塑件徑向公稱尺寸（mm）Scp————塑料的平均收縮率（％）Δ—————塑件公差值（mm）δz————凹模制造公差（mm）由：LS1=61.3mmLs2=112.9mm又查表知4級精度時塑件公差值Δ1=0.32mmΔ2=0.5mm實踐證明：成型零件的制造公差約占塑件總公差的1/3～1/4，因此在確定成型零件工作尺寸公差值時可取塑件公差的1/3～1/4。為了保持較高精度選1/4。由于：δz=1/4Δ得：δz1=1/4×0.32=0.08mmδz2=1/4×0.5=0.125mm則：LＭ1+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz=[（1+0.5%）×61.3-3/4×0.32]+0.08=61.366+0.08mmLＭ2+δz=[（1+Scp）LS-3/4Δ]+δz=[（1+0.5%）×112.9-3/4×0.5]+0.125=113.089+0.125mm5.3.2型腔深度尺寸的計算凹模深度尺寸同樣運用平均收縮率法：HＭ+δz=[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δzHＭ————凹模深度尺寸（mm）δz————凹模深度制造公差（mm）其余符號同上由：HS1=12.7mmHS2=20.6mm取4級精度時Δ1=0.18mmΔ2=0.2mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.045mmδz2=0.05mm則：HＭ1+δz=[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz=[（1+0.5%）×12.7-2/3×0.18]+0.045=12.643+0.045mmHＭ1+δz=[（1+Scp）LS-2/3Δ]+δz=[（1+0.5%）×20.6-2/3×0.2]+0.05=20.57+0.05mm5.3.3型芯凸模尺寸計算圖5-3型芯1.型芯徑向尺寸的計算運用平均收縮率法：LＭ–δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δzLＭ————型芯徑向尺寸（mm）δz————型芯徑向制造公差（mm）其余符號同上由：LS1=109.6mmLS2=58mm取4級精度時Δ1=0.5mmΔ2=0.32mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.125mmδz2=0.08mm則：LＭ1–δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz=[（1+0.5%）×109.6+3/4×0.5]–0.125=110.523–0.125mmLＭ2–δz=[（1+Scp）LS+3/4Δ]–δz=[（1+0.5%）×58+3/4×0.32]–0.08=58.53–0.08mm2.型芯高度尺寸的計算運用平均收縮率法：HＭ–δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δzHＭ————型芯高度尺寸（mm）δz————型芯高度制造公差（mm）其余符號同上由：HＳ1=11.1mmHＳ1=19mm取4級精度時Δ1=0.18mmΔ1=0.2mm由δz=1/4Δ得：δz1=0.045mmΔ1=0.05mm則：HＭ1–δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz=[（1+0.5%）×11.1+2/3×0.18]–0.045=11.275–0.045mmHＭ1–δz=[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz=[（1+0.5%）×19+2/3×0.2]–0.05=19.228–0.05mm5.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是塑料熔體由注塑機噴嘴通向模具型腔的流動通道，因此它應(yīng)能夠順利的引導(dǎo)熔體迅速有序地充滿型腔各處，獲得外觀清晰，內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。澆注系統(tǒng)組成是：主流道、分流道、澆口、冷料穴、塑件。5.4.1主流道設(shè)計1.主流道尺寸主流道是一端與注射機噴嘴相接觸，另一端與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道。主流道小端尺寸為d=d1+(0.5～1）=3.5～4mm=16mm2.主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套都是標(biāo)準(zhǔn)件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種下圖為前者，有托澆口套用于配裝定位圈。澆口套的規(guī)格有Φ12，Φ16，Φ20等幾種。由于注射機的噴嘴半徑為14，所以澆口套的為R16。如圖。圖5-4澆口套3.主流道襯套的固定因為采用的有托澆口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是標(biāo)準(zhǔn)件，外徑為Φ100mm,內(nèi)徑為Φ36mm固定。如圖為具體固定形式。圖5-5定位環(huán)和澆口套的裝配5.4.2分流道設(shè)計主分流道設(shè)計在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。分流道的布置形式采用平衡式圖5-6分流道5.4.3澆口設(shè)計澆口是連接分流道和型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外），是塑料熔體進入型腔的入口。澆口的形狀、數(shù)量、位置及尺寸對塑件的成型性能及成型質(zhì)量影響很大。合理選擇澆口的位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，澆口位置不同，也將直接影響模具的結(jié)構(gòu)。因為該零件為圓柱桿類零件并且為一模兩腔結(jié)構(gòu)所以澆口選擇為潛伏式澆口，潛伏式澆口應(yīng)用廣泛，生產(chǎn)效率高。綜合考慮塑件的形狀，該模具的分流道設(shè)在分型面上，采用圓形截面分流道，澆口為潛伏式澆口。圖5-7澆口5.5導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計5.5.1導(dǎo)向機構(gòu)的作用導(dǎo)向機構(gòu)是保證塑料注射模具的動模與定模合模時正確定位和導(dǎo)向的重要零件，通常采用導(dǎo)柱導(dǎo)向，主要零件包括導(dǎo)柱和導(dǎo)套。其具體作用有：1.定位作用2.導(dǎo)向作用3.承載作用4.保持運動平穩(wěn)作用5.錐面定位機構(gòu)作用5.5.2導(dǎo)柱的設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向是指導(dǎo)柱與導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）采用間隙配合使導(dǎo)柱在導(dǎo)套（導(dǎo)向孔）內(nèi)滑動，配合間隙一般采用H7/k6級配合。因為此塑件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以采用臺階式導(dǎo)柱。在導(dǎo)柱的工作部分上開設(shè)油槽，可以改善導(dǎo)向條件，減少摩擦，但增加了成本，由于該模具要求不高，所以不再加油槽。故導(dǎo)柱采用不加油槽的階梯式導(dǎo)柱根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)選用直徑為25mm長度為135mm的導(dǎo)柱,材料為T8A淬硬鋼圖5-8導(dǎo)柱5.5.3導(dǎo)套的設(shè)計由于導(dǎo)柱已選定，且該模具較小，其導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合之間模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以采用兩個導(dǎo)套接連使用達到模具要求，由塑料模具設(shè)計與制造可查得與之相配的導(dǎo)套為=1\*ROMANI型帶頭導(dǎo)套，其直徑為35mm，長度分別為70mm。如圖所示：圖5-9導(dǎo)套5.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計塑料在熔化時，會產(chǎn)生氣體，所以當(dāng)塑料在充滿型腔時及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣，如果在型腔中不及時排除干凈，可以會在塑件上形成氣泡、接縫、表面輪廓不清及充填缺料等缺陷。另一方面氣體的受壓產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，還可能造成塑件碳化或燒焦。注射成型時的排氣可采用如下四種方式排氣：1.利用配合間隙排氣；2.在分型面上開設(shè)排氣槽排氣；3.利用排氣守排氣；4.強制性排氣；該模具是采用利用配合間隙排氣。其間隙值約為0.03~0.05mm.它常用于中小型的簡單模具。5.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計冷卻裝置的目的，主要是防止塑件在脫模時發(fā)生變形，縮短成型周期及提高塑件質(zhì)量。一般在型腔，型芯等部位設(shè)置合理的冷卻水路，通過調(diào)節(jié)冷卻水流量和流速來控制模溫。冷卻水孔開孔的原則：1.冷卻水孔的數(shù)量應(yīng)盡可能的多，直徑應(yīng)盡量大；2.每個冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)相等，一般保持在0~15mm范圍內(nèi)，距離太近則冷卻不易均勻，太遠則效率低。水孔直徑一般保持在8~12mm。3.水孔通過鑲塊時，防止鑲套管等漏水。4.冷卻管路一般不宜設(shè)在型腔內(nèi)塑料熔接的地方，以免影響塑件的強度。5.水管接頭應(yīng)設(shè)在不影響操作的一側(cè)該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計為環(huán)繞型運水，具體分布方式見總裝圖。圖5-10運水系統(tǒng)圖5.8脫膜結(jié)構(gòu)的設(shè)計5.8.1脫模機構(gòu)的選用原則脫模機構(gòu)的選用原則：使塑件脫模時不發(fā)生變形（略有彈性變形在一般情況下是允許的，但不能形成永久變形）；推力分布依脫模力的大小要合理安排；推桿的受力不可太大，一面造成塑件的被推部分產(chǎn)生隙裂；推桿的強度及剛性應(yīng)足夠，在推出動作時不產(chǎn)生彈性變形；推桿位置痕跡須不影響塑件外觀；脫模機構(gòu)的運動應(yīng)保證靈活、可靠、不發(fā)生誤動作。推出力計算：脫模力，是指在塑料成形時，由于尺寸上的收縮，對模屨的凸出部位有保緊力。脫模機構(gòu)的符合就是包緊力對脫模方向上形成的阻力。根據(jù)塑料在成型是有明顯的收縮，故手機的模件在注塑后會自動留在凸模上。當(dāng)脫模斜度不大時（一般是指<5度）初始脫模力最大，一經(jīng)推動，脫模力即迅速減小。所以脫模力的計算（計算的目的是為了設(shè)計推桿）必須按照無脫模斜度的條件計算。當(dāng)脫模斜度>5度時，可以計入脫模斜度的影響。5.8.2脫模力的計算注射模成型過程中的開模力和脫模力，都是由于型腔殘余壓力使塑料件與型腔和型芯之間產(chǎn)生了接觸壓力。需要足夠的開模力和脫模力，才能讓塑件脫離模具。塑料熔體在模腔內(nèi)冷卻到軟化點以前，其收縮不會造成對型芯的抱緊力的作用，模腔內(nèi)抱緊力來自注塑機的噴最傳來的靜壓力，澆口凍結(jié)，補料停止后，由于冷卻收縮使塑件對型芯的抱緊力越來越大，而且對凹模的抱緊力越來越小，開模時接近于零。制件對型芯的抱緊力達到極值，導(dǎo)致制件滯留在型芯上。脫模力的計算：由于，故零件屬于厚壁制件，所需脫模力（5-1[9]164）式中：Q——脫模力（N）——隨f和而變化的無因次系數(shù)，查參考資料9表3-30，取值為1——隨和而變化的無因次系數(shù)，查參考資料9表3-31，其值為1——型芯半徑（mm）E——塑料抗拉彈性模量（MPa）——塑料制品的平均收縮率（%）L——塑料對型芯的包容長度（mm）——模具型芯的脫模斜度——塑料與型芯的摩擦系數(shù)——塑料的泊松比查參考資料9表3-29得PC的拉伸彈性模量E=1.4×MPa，成型收縮率=0.3%～0.8%，塑料與型芯的摩擦系數(shù)=0.4，泊松比=0.35。其中模具型芯的脫模斜度=1.5°，塑料對型芯的包容長度L=75mm，，本設(shè)計β值為0代入（5-16）得到，=8979N5.8.3頂出機構(gòu)的設(shè)計兩個塑件共由4根斜頂桿頂出，如圖所示，此斜頂桿為頂出機構(gòu)。斜桿下部采用銷軸連接，斜桿往上頂出制件時向里旋轉(zhuǎn)，則斜桿頂部可以使內(nèi)凹成型頂出。其加工采用線切割加工，材料選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼SSOC，此鋼較適用于一般塑膠模，因其含碳量較高，比普通鋼料耐用，且價格平宜，能有效降低模具制造成本。圖5-11斜頂?shù)诹履＞呖傮w結(jié)構(gòu)模具整體設(shè)計也就是模體的設(shè)計，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，模體設(shè)計已接近標(biāo)準(zhǔn)化，可以從市場上購買相應(yīng)的模體。標(biāo)準(zhǔn)模體一般包括定模板、動模板、墊塊、頂出固定板、頂板、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿等。標(biāo)準(zhǔn)模架有12種結(jié)構(gòu)，15876種規(guī)格。在本次設(shè)計中，澆口套、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、頂桿、水嘴都采用標(biāo)準(zhǔn)件，可以外購?？傃b圖各視圖如圖所示圖6-13D模型圖圖6-2裝配圖結(jié)束語為期一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，也就意味著我的大學(xué)生活即將結(jié)束，但在這一個學(xué)期的時間里我學(xué)到了很多知識和技能。雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計或者實習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計能與此次相比，設(shè)計限定了時間長，而且是一人一個課題要求更為嚴格，任務(wù)更加繁多、細致、要求更加嚴格、設(shè)計要求的獨立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識理解、掌握和實際運用的靈活度。在對設(shè)計的態(tài)度上的態(tài)度上是認真的積極的。通過近一學(xué)期畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計思維得到了很大的鍛煉與提高。作為一名設(shè)計人員要設(shè)計出有創(chuàng)意而功能齊全的產(chǎn)品，就必須做一個生活的有心人。多留心觀察思考我們身邊的每一個機械產(chǎn)品，只有這樣感性認識豐富了，才能使我們的設(shè)計思路具有創(chuàng)造性。我選擇了鼠標(biāo)下蓋這一課題來作為我的畢業(yè)設(shè)計這是對我的三年知識能力考查，也是對我應(yīng)用這些知識能力的考查，我盡力使自己的設(shè)計減少錯誤，但我知道由于許多知識和能力的欠缺，肯定有一定的錯誤。通過本次設(shè)計我學(xué)到的不僅僅是對鼠標(biāo)下蓋的設(shè)計這單一方面的了解，讓我熟悉了設(shè)計的各個方面的流程，學(xué)會了把自己大學(xué)四年所學(xué)的知識運用到實際工作中的方法。從以前感覺學(xué)的許多科目沒有實際意義，到現(xiàn)在覺得以前的專業(yè)知識不夠扎實，給自己的設(shè)計過程帶來了很大的麻煩。特別感謝我的導(dǎo)師給我的悉心指導(dǎo)，還有其他老師給我在設(shè)計方面給予的幫助。我覺得通過這次設(shè)計，讓我了解了設(shè)計的整個流程，在設(shè)計過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足和不少的漏洞讓我自己能夠在以后加以改正在今后的工作中能夠更好的發(fā)揮在大學(xué)三年中的知識，在我能夠在以后的分工作中做的更好。通過這次做畢業(yè)設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面、太偏激了。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。下面我對整個畢業(yè)設(shè)計的過程做一下簡單的總結(jié)。第一，接到任務(wù)以后進行選題。選題是畢業(yè)設(shè)計的開端，選擇恰當(dāng)?shù)?、感興趣的題目，這對于整個畢業(yè)設(shè)計是否能夠順利進行關(guān)系極大。好比走路，這開始的第一步是具有決定意義的，第一步邁向何方，需要慎重考慮。否則，就可能走許多彎路、費許多周折，甚至南轅北轍，難以到達目的地。因此，選題時一定要考慮好了。第二，題目確定后就是找資料了。查資料是做畢業(yè)設(shè)計的前期準(zhǔn)備工作，好的開端就相當(dāng)于成功了一半，到圖書館、書店、資料室去雖說是比較原始的方式，但也有可取之處的。總之，不管通過哪種方式查的資料都是有利用價值的，要一一記錄下來以備后用。