鼠標(biāo)下蓋的注塑模具的設(shè)計

1、1 1 摘要通過對鼠標(biāo)下蓋塑料件工藝的正確分析，設(shè)計了一副一模四腔的塑料模具。詳細(xì)地敘述了模具成型零件的設(shè)計與加工工藝過程，重要零件的工藝參數(shù)的選擇與計算，推出機構(gòu)與澆注系統(tǒng)以及其它結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程，就此在細(xì)長筒薄壁類塑料件的注塑成形工藝特點和塑模的設(shè)計上獲得了寶貴的經(jīng)驗，此設(shè)計不僅能夠簡化塑料制品的注塑模具，降低模具成本， 而且也使它的成型工藝變得簡單，并提高制品的成型合格率。關(guān)鍵詞 : ；注塑模具；模具設(shè)計；鼠標(biāo)下蓋2 2 摘要 . 錯誤!未定義書簽。第一章 前言 . 31.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r. 4 1.1 1 我國模具工業(yè)的概況. 5 1.1.2 注塑模具cad發(fā)展概況及趨勢. 6 1.2

2、研究內(nèi)容 . 7 1.2.1 鼠標(biāo)下蓋制品外形設(shè)計. 7 1.2.2 最佳成型方法的選擇. 7 1.2.3 分析最佳成型工藝. 8 1.2.4 模具設(shè)計 . 8 1.3 研究目的及意義. 8 第二章鼠標(biāo)下蓋設(shè)計及其成型工藝分析 . 92.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單. 9 2.2制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計. 9 2.3制品材料選擇. 9 2.3.1 丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（abs ） . 10 2.3.2 聚苯乙烯（ ps ） . 11 2.3.3 雙酚 a型聚碳酸酯（pc ）. 12 2.4 注射工藝選擇. 13 2.4.1 工藝難點分析. 13 2.4.2 abs塑料的干燥 . 13 2.4.

3、3 注射壓力 . 14 2.4.4 注射速度 . 14 2.4.5 模具溫度 . 14 2.4.6 料量控制 . 14 第三章模具設(shè)計 . 153.1 概述 . 15 3.2 注塑機選型 . 15 3.2.1 注射量計算 . 15 3.2.2 注射壓力校核. 15 3.2.3 鎖模力校核 . 16 3.2.4 開模行程和模板安裝尺寸校核. 16 3.3 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計. 17 3.3.1 主流道和冷料井. 17 3.3.2 分流道 . 17 3.3.3 澆口設(shè)計 . 18 3.4 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計. 19 3.4.1 分型面位置和形狀的設(shè)計. 19 3.4.2 型腔鑲拼組合. 19

4、3.4.3 排氣方式 . 19 3.4.4 型腔成型尺寸計算. 20 3.4.5 塑料模具力學(xué)設(shè)計. 21 3.5 合模導(dǎo)向和定位機構(gòu)設(shè)計. 22 3.6 脫模機構(gòu)設(shè)計. 22 3 3 3.7 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng). 23 3.8 模具材料 . 24 結(jié)語 . 25致謝 . 26參考文獻 . 26第一章前言現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。由于模具生產(chǎn)要采用一系列高新技術(shù)，如cad/cae/cam/capp等技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此， 模

5、具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，有人說， 現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。模具技術(shù)水平的高低， 在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具工業(yè)是無以倫比的效益放大器 。用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效率，而且還具有節(jié)約原材料、降低能耗和成本、保持產(chǎn)品高一致性等特點。因此模具被稱為效益放大器，在國外，模具被稱為金鑰匙 、進入富裕社會的原動力等等。從另一個角度上看，模具是人性化、時代化、個性化、創(chuàng)造性的產(chǎn)品。更重要的是模具發(fā)展了，使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國際競爭力也提高了。據(jù)國外統(tǒng)計資料， 模具可帶動其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的比例

6、大約是1:100，即模具發(fā)展1 億元，可帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)100 億元。模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進國外先進技術(shù)，不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進已經(jīng)商品化了的cad/ cam /cae軟件和精密加工設(shè)備等。模具的cad/cae/cam涉及面廣、集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。如塑料模具的cae 技術(shù)要利用高分子材料學(xué)、流變學(xué)、傳熱學(xué)、計算力學(xué)、計算機圖形學(xué)等知識，涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場、 溫度場等各類物理場，通過工程分析、 來建立塑料成型的數(shù)學(xué)和物理模型，構(gòu)造有效的數(shù)值計算方法，實現(xiàn)成型過程

7、的動態(tài)仿真分析。現(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造、 數(shù)字化管理、 數(shù)字化生產(chǎn)流程。 這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個方面，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的cad/cae/cam技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓(xùn)和對于引進的軟件進行二次開發(fā)。像我們熟知的cimatron公司不但在塑料模具的cad/ cam 軟件上在中國保持其市場占有率并且在擴大，而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領(lǐng)域開拓，也將大顯身手；開發(fā)futaba 、lkm 、misumi標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務(wù)的具體體現(xiàn)。4 4 1.1 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策

8、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。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

9、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0.020.05mm ，表面粗糙度ra0.2m ，模具質(zhì)量、 壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達1030 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

10、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2934 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5080% 相比，差距較大。? 在制造技術(shù)方面，cad/cam

11、/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 ug 、美國 parametric technology 公司的 pro/engineer、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

12、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 、sm 、 sm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

13、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。2 我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向包括：1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。5 5 2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用cad/cam/cae 技術(shù)。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯

14、得十分必要。? 7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。3 國外的注塑模的發(fā)展情況注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來， 國外的注塑模cad技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 70 年代已開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。 80 年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模cad技術(shù)在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進、提高和改善。1.1 1 我

15、國模具工業(yè)的概況我國模具工業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003 年我國模具生產(chǎn)廠點約有2 萬多家，從業(yè)人員約50 多萬人， 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿， 2004 年模具產(chǎn)值530 億元。 進口模具18.13 億 美元，出口模具4.91 億美元，分別比 2003 年增長 18%、32.4%和 45.9%。進出口之比2004 年為 3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2 億美元，為凈進口量較大的國家。在 2 萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)，多數(shù)只有

16、幾十名職工，百十萬產(chǎn)值， 自有資金有限，靠自我發(fā)展很困難。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。2004 年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個特點，一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進一步關(guān)注。許多地方政府進一步認(rèn)識到模具工業(yè)對發(fā)展制造業(yè)的重要意義，因此加強了模具工業(yè)園區(qū)的建設(shè)。 已有的園區(qū)進一步擴大，如寧波余姚、 寧海和蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴大；新的模具工業(yè)園區(qū)正在加緊建設(shè)，如重慶、大連、深圳市等已建立模具園

17、區(qū)；另外沈陽、西安、成都、 上海、寧波北侖、浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區(qū)，以利帶動地區(qū)模具及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈乃至制造業(yè)的發(fā)展，有些高科園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘浚裉旖蚋咝聟^(qū)就有40 多家模具企業(yè)。二是外資及社會投資模具產(chǎn)業(yè)增長顯著。許多地方加強了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作， 特別是在高新技術(shù)園區(qū)和工業(yè)園區(qū)，外資、合資模具企業(yè)進一步增加，如蘇州昆山模具園區(qū)， 60%以上是外資企業(yè)。大連模具園區(qū)到日本、韓國招商。而有些地區(qū)高科技園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘浚裉旖蚋咝聟^(qū)有40 多家模具企業(yè)。由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動，社會投資模具產(chǎn)業(yè)有所加強，如五糧液集團投資5 億元建立汽車模具生產(chǎn)廠，比

18、亞迪公司投資 2 億元建立了北京汽車模具公司，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)（模具產(chǎn)值已占全國總量的70%左右）發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)較為集中的省份是廣東和浙江。我國模具總量雖然已位居日、美、德之后，但設(shè)計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，也要比英國、 加拿大、 西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等有差距。6 6 1.1.2 注塑模具 cad 發(fā)展概況及趨勢計算機輔助設(shè)計(computer aided design, cad)是當(dāng)代計算機應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。隨著計算機硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，ca

19、d 技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為cad 技術(shù)應(yīng)用的一個十分重要的方面，塑料模具計算機輔助設(shè)計、模擬分析與制造，即模具cad 、cae 和cam 也一直是國內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點。三十多年來，國外注射模cad 技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代己開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓盤形、 管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初， 人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十年來， 注射模cad 技術(shù)在不斷進行理論和實驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高

20、水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實際使用中不斷改進、提高和完善。 比較有代表性的軟件系統(tǒng)有 : 澳大利亞 moldflow pty 公司的 moldflow 系統(tǒng)該系統(tǒng)具有很強的注射模分析模擬功能，包括繪制型腔圖形的線框造型軟件shod ，有限元網(wǎng)格生成軟件fmesh ，流動分析軟件flow ，冷卻分析軟件 cooling ，流動、冷卻分析結(jié)果和模架應(yīng)力場分布的可視化顯示軟件fres 以及翹曲分析模擬軟件。美國 cratek 公司的注射模cad/cam/cae 系統(tǒng)該系統(tǒng)包括三維幾何形狀描述軟件optimold iii，二維注射流動分析軟件simuflow，三維有限元流動分析軟件slmufl

21、ow 3d ，冷卻分析軟件simucool，標(biāo)準(zhǔn)模架 ( 美國 dme 標(biāo)準(zhǔn) )選擇軟件 optimold 等部分。美國和意大利的plastics&computer inc 公司的 tmconcept專家系統(tǒng)， 該系統(tǒng)包括材料選擇tmc-ms 、注射工藝條件和模具費用優(yōu)化tmc-mco、注射流動分析tmc-fa 、型腔尺寸設(shè)計tmc-cse 和模具傳熱分析tmc-mta 等功能模塊。德國 ikv研究所的 cadmould系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有注射模流動分析、冷卻分析和力學(xué)性能校核等功能， cad-mould-mefisto系統(tǒng)則采用有限元法進行三維型腔的流動分析。我國在注射模cad 技術(shù)開發(fā)

22、、應(yīng)用及研究方面起步較晚。從80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑模cad 系統(tǒng)。同時，某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模cad 系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作。多年來，我國對注射模設(shè)計制造技術(shù)及其cad 的開發(fā)應(yīng)用十分重視，在“八五”期間，這方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技術(shù)”、“多型腔小模數(shù)齒輪精密模具制造技術(shù)”和“實用 cad/cam 技術(shù)在精密注射模制造中的應(yīng)用”等國家重點企業(yè)技術(shù)開發(fā)項目，還安排了國家“八五”重點科技攻關(guān)項目“塑料注射模cad/cam/cae 集成系統(tǒng)研究”。這些項目的成果對促進我國注射模cad 技術(shù)的迅速發(fā)展起到了重要作用，使我國注射模

23、cad 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平得到很快提高1。我國在注射模 cad 技術(shù)研究與開發(fā)方面較具代表性的工作有: 7 7 華中理工大學(xué)是國內(nèi)較早自行開發(fā)研究注射模cad/cae/cam 系統(tǒng)的單位之自80年代中期開始，就在注塑模流動分析模擬和冷卻分析模擬方面進行了較深入的研究與開發(fā)工作，并推出了塑料注射模cad/cae/cam 系統(tǒng) hsc-1。該系統(tǒng)包括塑料制品三維形狀輸入、流動模擬、 冷卻分析、 型腔強度與剛度校核及模具圖設(shè)計與繪制等功能，在一些企業(yè)單位應(yīng)用取得較好效果，現(xiàn)已實現(xiàn)商品化。浙江大學(xué)基于工作站的ug ii 系統(tǒng)開發(fā)出精密注射模cad/cam 系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型，使

24、形狀特征表達與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實現(xiàn)了型腔模型的快速生成。上海交通大學(xué)從1983年開始，對注射模cad 進行了多方面的研究。在國內(nèi)首次將人工智能技術(shù)引入注射模cad 系統(tǒng)中， 并于 1988年開發(fā)出集成化注射模智能cad 系統(tǒng)?，F(xiàn)在在工作站ug ii 平臺上進一步開發(fā)智能cad/cae/cam 系統(tǒng)。北京航空航天大學(xué)華正模具研究所開發(fā)的注射模cad/cae/cam 系統(tǒng)具有塑料產(chǎn)品線框造型、曲面造型、 分析模擬和數(shù)控仿真與數(shù)控加工程序生成等功能，具有很高的技術(shù)水平與實用價值。合肥工業(yè)大學(xué)在注射模結(jié)構(gòu)cad 技術(shù)方面進行了多年的研究與開發(fā)工作，先后研制出微機注塑模 cad 系統(tǒng)

25、 pmcad和微機注塑模cad 三維系統(tǒng) ipmcad v3.0，取得了較好的成績。ipmcad3.0 系統(tǒng)在微機上采用三維實體模型、實體造型技術(shù)，使系統(tǒng)在設(shè)計效率和通用性兩方面都得到較好的兼顧?，F(xiàn)在以 autocad 813.0 和mdt 作為環(huán)境， 進一步采用參數(shù)化特征模型、特征建模技術(shù)和裝配模型技術(shù)，研制出注射模cad 三維參數(shù)化系統(tǒng)ipmcad v4.0 ，在技術(shù)水平、實用性與通用性方面都達到較高水平4。1.2 研究內(nèi)容本文將對鼠標(biāo)下蓋成型的幾個關(guān)鍵問題:鼠標(biāo)制品外形的設(shè)計與建模、最佳成型方法的選擇，分析最佳成型工藝，模具設(shè)計并進行理論和試驗研究。1.2.1 鼠標(biāo)下蓋制品外形設(shè)計本課題

26、利用pro/engineer軟件對鼠標(biāo)下蓋進行實體建模，pro/e 的圖形設(shè)計是基于三維的， 它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立體感強，可以在任何角度進行觀察。另外系統(tǒng)還能計算出實體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。使設(shè)計者很容易、 很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。1.2.2 最佳成型方法的選擇比較幾種可用于成型鼠標(biāo)外殼這種薄壁單分型面制品的常用塑料加工方法，根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)和使用要求選擇合理的成型方法。8 8 1.2.3 分析最佳成型工藝鼠標(biāo)下蓋為薄壁制件，比表面積大，可能的工藝方案較多，工藝方案的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、

27、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率。本文在對塑件進行分析的基礎(chǔ)上，確定并優(yōu)化了工藝方案。具體內(nèi)容如下：(1)對塑件成型工藝性進行分析，對可能的工藝方案進行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。(2)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)及成型要求，確定工藝方案。1.2.4 模具設(shè)計1模具結(jié)構(gòu)分析和確定針對鼠標(biāo)下蓋尺寸小，精度高的特點，根據(jù)工藝方案和零件的形狀特點、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與安全的要求，對模具進行分析，確定模具的合理結(jié)構(gòu)。2模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)模具結(jié)構(gòu)型式和特點，確定模具工作、 導(dǎo)向以及固定等并確定模具主要零件的形式以及尺寸。本研究的主要目的是通過一個具有代表性模具的分析研究，

28、從而達到掌握具有復(fù)雜曲面模具的設(shè)計制造以及加工的方法。1.3 研究目的及意義電器產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚纳钣闷?，人們對電器產(chǎn)品的要求從實用性、可靠性己經(jīng)提高到對舒適性、美觀性、安全性、實用經(jīng)濟性等方面的要求，從而對電器產(chǎn)品也提出了許多新的要求。對電器產(chǎn)品的這種不斷提出的新要求，促使電器產(chǎn)品的外形不斷的改進，外形零件的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展，使電器產(chǎn)品外殼零件成形技術(shù)在成形領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，電器產(chǎn)品的外形設(shè)計及加工技術(shù)日益受到了國內(nèi)外的高度重視，德國、 美國、 日本等發(fā)達國家在這方面的研究已經(jīng)取得相當(dāng)?shù)倪M展。他們的電器產(chǎn)品外觀美觀，讓人賞心悅目，而且設(shè)計高效快捷，產(chǎn)品更

29、新?lián)Q代加快。如臺灣的羅技公司，其鼠標(biāo)產(chǎn)品外形美觀，設(shè)計人性化，使用壽命長。目前，國內(nèi)在電器產(chǎn)品外觀零件設(shè)計制造方面的研究還處于初級階段，與發(fā)達國家的差距很大。 由于電器產(chǎn)品美觀性的要求，零件外形多為復(fù)雜曲面，傳統(tǒng)的設(shè)計方法在對零件成形過程分析以及對產(chǎn)品存在缺陷的處理方面顯得無能為力，產(chǎn)品成形過程數(shù)值模擬技術(shù)跟不上的現(xiàn)狀己經(jīng)成為制約產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的一個瓶頸。面對日益激烈的國際競爭，必須緊跟國際先進水平，不斷提高電器產(chǎn)品外觀零件的質(zhì)量，降低設(shè)計和生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期。因而，鼠標(biāo)下蓋成形技術(shù)的研究與開發(fā)具有相當(dāng)重要的理論意義和實用價值。以此作為一個突破口，帶動和促進相關(guān)電器產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)

30、的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。9 9 第二章鼠標(biāo)下蓋設(shè)計及其成型工藝分析2.1 產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單最大幾何尺寸：11860mm環(huán)境：室內(nèi)，使用溫度范圍040無化學(xué)品接觸抗沖擊要求： 限定量從1.5m 高度， 0下摔下外殼不出現(xiàn)裂縫或者開裂特征，不允許內(nèi)部件曝露剛性要求：在2kg負(fù)荷下無變形電氣性能：電絕緣性好外觀要求：部件美觀，外部光潔性好使用壽命： 5 年根據(jù)上述使用要求可歸納產(chǎn)品設(shè)計要求為制品材料需要具有一定的抗沖擊性并且由于是電子產(chǎn)品的外殼要有良好的電絕緣性，隨著數(shù)碼產(chǎn)品的大量普及價格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動化程度高，成型周期短生產(chǎn)自動化程度高、成型周期短，且要求尺寸精度高，有較好電絕緣性。2.2

31、制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計用 cad 軟件進行鼠標(biāo)下蓋的二維造型，繪制了兩個視圖，有詳細(xì)的尺寸標(biāo)注，很好的把制品大致形狀表達出來。制品如圖2.2 10 10 2.3 制品材料選擇通用塑料如聚丙烯pp，聚乙烯pe，聚氯乙烯pvc 具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點， 但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。2.3.1 丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（abs ）abs 外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。abs 具有良好11 11 的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所

32、賦予的優(yōu)點。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。abs 為無定形聚合物，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在 160190范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。abs熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。abs 吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不

33、經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在8090下干燥23h, 可以滿足各種成型要求。 abs具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是 abs塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型5。2.3.2 聚苯乙烯（ ps ）聚苯乙烯是無色無臭的透明剛硬固體，制品擲地時有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于 80% ，霧度約為3% ，折射率較大， 在 1.59 1.60 之間， 具有特殊光亮性，但儲存時易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠，特別是在含有微量元素時；二

34、是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。聚苯乙烯較輕，密度在1.041.065 之間。1. 力學(xué)性能聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時無屈服現(xiàn)象。2. 熱學(xué)性能聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無定形結(jié)構(gòu)，超過玻璃化溫度即開始軟化，軟化點僅95左右，許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響。最高連續(xù)使用溫度僅 6080。 120開始成為熔體， 180后開始具有流動性， 其熱穩(wěn)定性較好， 超過 300才開始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。3. 電性能 : 聚苯乙烯是非極性聚合物，具有頗為優(yōu)異的介電、電絕緣性能， 由于吸濕性很小，電性能也不受環(huán)

35、境濕度改變的影響。加工工藝性吸濕性很小，加工前一般不需要專門的干燥工序成型溫度范圍較寬收縮率及其變化范圍都很小，一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度較高和尺寸較穩(wěn)定的制品5聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且在空氣中會緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用12 12 2.3.3 雙酚 a型聚碳酸酯（ pc ）雙酚 a型聚碳酸酯是無色或者微黃色透明的剛硬、堅韌固體。 1. 力學(xué)性能雙酚 a型聚碳酸酯是典型的硬而韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能。拉伸、壓縮、彎曲強度均相當(dāng)于聚酰胺6、聚酰胺66，沖擊強度高于所有脂肪族聚酰胺和大多數(shù)工程塑料，抗蠕變性也明顯優(yōu)于聚酰胺、聚甲醛。 力學(xué)性能方面缺點是耐疲勞性

36、較差，缺口敏感性較明顯2. 熱性能有良好的耐熱性，玻璃化溫度較高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融溫度略高于聚酰胺6 但低于聚酰胺66， 熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均高于絕大多數(shù)脂肪族聚酰胺，也高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。在工程塑料中， 他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和pbt,與 pet相當(dāng)，但遜于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐熱性，脆化溫度為-100 3. 電性能雙酚 a型聚碳酸酯是弱極性聚合物，極性的存在對電性能有一定不利影響，在標(biāo)準(zhǔn)條件下電性能雖不如聚烯烴、聚苯乙烯等， 但也不失為是電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬溫度范圍保持良好的電性能。由于吸濕性較小

37、，環(huán)境溫度對電性能無明顯影響。4. 其他性能在干燥的氣候條件下物理力學(xué)性能基本不變，但在潮濕環(huán)境及強烈日照條件下，會產(chǎn)生表面裂紋并發(fā)暗，在火焰中可緩慢燃燒，離火源后可自熄5。pc剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力學(xué)性能方面的缺點也不選用。表 2.1: 三種材料性能參數(shù)表abs ps pc 密度1.05 1.04 1.06 1.18 1.20 收 縮 率0.3 0.8 0.2 0.8 0.5 0.7 熔點130160131165 220240 熱變形溫度（45n/cm2）6598 6590 132138 模具溫度6080 4060 85120 噴嘴溫度180190 160170 250300

38、 中段溫度180230 170190 270320 后段溫度150170 140160 250270 注射壓力60100 60100 50110 塑化形式螺桿式柱塞式螺桿式柱塞式螺桿式柱塞式拉伸強度3349 3563 6066 13 13 拉伸彈性模量1.8 2.8 3.5 2.3 彎曲強度80 6198 105113 彎曲彈性模量1.4 - 1.54 壓縮強度1839 80112 85 缺口沖擊強度1120 0.25 0.40 不斷硬度r6286洛氏 m65 80 11.7hb 體積電阻率1016 10171019 1015 介電常數(shù)60hz2.4 5.0 106 hz2.7 60hz3.0

39、 擊穿電壓- 1927 2030 外觀淺象牙色或白色不透明無色透明、 摔打音清脆透明微黃特點耐 熱 、 表 面 硬 度高、 ，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻耐水、耐化學(xué)品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開裂耐藥品性差材料最終選定為abs,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為05 ；溢料值為 004 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。2.4 注射工藝選擇2.4.1 工藝難點分析鼠標(biāo)下蓋為外觀件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷

40、，周口部高度差不可過大， 以保證與下蓋的嚴(yán)密配合。零件的曲面較為復(fù)雜，尺寸精度很高，由于零件為薄壁制件， 外形很不規(guī)則， 這些就造成了成形時容易受到各種因素影響引起制品翹曲變形的問題。 同時零件在整個表面有幾處孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，并關(guān)系到上下蓋的配合問題，保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點考慮的問題。流程圖：混料干燥螺桿塑化充模保壓冷卻制品后處理2.4.2 abs 塑料的干燥abs 塑料的吸濕性和對水分的敏感性較大，在加工前進行充分的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲， 而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。 abs 原料需要控制水分在

41、0.3%以下5。注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在7580以下，干燥 23h，夏季雨水天在809014 14 下，干燥 4 8h，干燥達 816h可避免因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑。在此，由于鼠標(biāo)外殼屬批量件要求自動化程度高實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器，以免干燥好的 abs 在料斗中再度吸潮20。1. 注射溫度：表 2.4: abs工藝參數(shù)表工藝參數(shù)通用型 abs 料桶后部溫度180200料桶中部溫度210230 料桶前部溫度200210 噴嘴溫度 / 180190 模具溫度 / 5070 abs 塑料非牛頓性較強，在熔化過程溫度升高時，其熔融降低很小，但一旦達到塑化溫度(

42、適宜加工的溫度范圍，如220250) ， 如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的abs的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機械性能也下降21。2.4.3 注射壓力abs 熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力. 但并非所有 abs 制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構(gòu)造不算非常復(fù)雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。 注制過程中， 澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。 壓力過小， 塑料收縮大， 與型腔表面脫離接觸的機會大，制件表面容易霧化。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強烈，容易造成粘模6。2.4.4 注射速度 abs塑料

43、采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過快時，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。并且鼠標(biāo)殼為薄壁制件，要保證有足夠高的注射速度，否則難以充滿。2.4.5 模具溫度abs 的成型溫度相對較高，模具溫度也相對較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75 85，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時，定模溫度要求 7080，動模溫度要求 5060。 鼠標(biāo)屬中小型制件，形狀也不算復(fù)雜不用考慮專門對模具加熱。2.4.6 料量控制注塑機注塑 abs 塑料時，其每次注射量僅達標(biāo)準(zhǔn)注射量的75。為了提高制件質(zhì)量及尺15 15 寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的506。通常要

44、確保注塑機生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)， 并且在調(diào)整確定這范圍的過程時盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低6。第三章模具設(shè)計3.1 概述在對鼠標(biāo)下蓋進行零件工藝性分析的基礎(chǔ)上，通過經(jīng)驗設(shè)計與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，最終確定了零件成形的最佳工藝方案。再根據(jù)該工藝方案，確定成形最終零件形狀，因此，成形模具的設(shè)計是本課題的一個比較關(guān)鍵的問題3.2 注塑機選型3.2.1 注射量計算根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注塑機注塑abs 塑料時，其每次注射量僅達標(biāo)準(zhǔn)注射量的75。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定

45、，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標(biāo)定注射量的507v=nvz+vj 0.5vg nvz+vj v一個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積cm3 n型腔數(shù)vz單個塑件容量cm3vj 澆注系統(tǒng) .凝料和飛邊所需的塑料的容積cm3vg注射機的額定注射量預(yù)計單個塑件體積vz=3cm3，預(yù)計澆注系統(tǒng)和飛邊體積為2cm3v=23+2=6.9 cm3 0.5vg nvz+vj vg16 cm33.2.2 注射壓力校核abs 塑料推薦注射壓力為7090mpa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓16 16 力為 80 mpa83.2.3 鎖模力校核注射成型時的塑料會產(chǎn)生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆

46、注系統(tǒng)在分形面上的投影面積與型腔壓力之積22。為防止模具分型面被漲模力頂開，必須對模具施加足夠的鎖模力，否則在分型面處會產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，因此模具設(shè)計時應(yīng)使注射機的額定鎖模力大于漲模力。p=pbkcks p型腔內(nèi)壓kc- 材料系數(shù)，查表得abs=1.157ks-塑件復(fù)雜系數(shù)，取1.3 pb與進澆口流程長度、壁厚的流程比（l/h）有關(guān)。根據(jù) h=(l/100+0.8) 0.7 可算出 l=348 故 l/h=174 故選 pb=32mpa p=321.15 1.3=48mpa 3.2.4 開模行程和模板安裝尺寸校核模具開模取出制品所需的開模距離必須小于注射機的開模行程。注射機最大的開模行程的大小直接

47、影響模具所形成的塑件高度，太小時塑件無法從動定模之間取出。s max s= hm+h1+h2+（ 510）s max-注射機的最大開模行程（mm）s-模具所需開模距離（mm）h1-塑件脫模距離（mm）h2-包括澆注流道凝料在內(nèi)的塑件高度（mm）hm-模厚s=220+40+20+10+10=300mm 選擇震德機械廠cj90m5變量泵注塑機鎖模力 900kn ，開模行程330mm ，模板尺寸520520mm ，容模量 130360mm 理論注射容積165cm3，理論注射壓力175mpa ，皆滿足計算結(jié)果。根據(jù)所選注塑機模板尺寸確定定模底板和模腳尺寸，以便于安裝模腳選擇分開式的，兩個模腳分別固定在

48、注塑機動模板上，選擇分開的模腳不僅節(jié)省材料還可以不用考慮注塑機頂桿的頂出位置根據(jù)注塑機模板尺寸確定模具底板尺寸為200400, 可以安裝在注塑機的模板上，如圖3.2 17 17 圖3.2 :所選注塑機模板及噴嘴參數(shù)3.3 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計3.3.1 主流道和冷料井主流道頂部設(shè)計成半球形凸坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大2mm ，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出8，由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨立的主流道襯套，選用45#鋼材并經(jīng)熱處理提高硬度，設(shè)計獨立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進口直徑略大于噴

49、嘴直徑1mm 以避免溢料并且防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生的堵截。為避免前端冷料進入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對面設(shè)冷料井，對于臥式注塑機冷料井設(shè)在與主流道末端相對的動模上，在脫模時制件的活動方向不受限制所以采用底部帶 z 型頭拉料桿的冷料井。3.3.2 分流道模具采用一模四腔對稱布置，型腔數(shù)過多影響制品精度，而型腔數(shù)過少生產(chǎn)效率太低不能達到使用要求，故采用一模四腔。為使塑料熔體以等速度充滿四型腔，分流道在模具上采用對稱等距離分布， 在注射時采用對稱分布可以使型腔和澆注系統(tǒng)投影面積重心更接近鎖模力的中心， 避免局部脹模力過大影響鎖模。分流道長度也盡可能短小，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注

50、射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。如圖3.3 18 18 圖 3.3:型腔分布圖分流道截面形狀和尺寸也對塑料熔體的流動和模具的制造難易及脫模有影響，圓柱形流道雖然比表面積最小流動阻力最小，但該種流道須開設(shè)在兩半模上，既加工費力又不易對準(zhǔn)，如果加工誤差較大沒有對準(zhǔn)比表面積反而會有相當(dāng)大的增加，本設(shè)計選用斷面形狀為梯形的流道，此種流道只需要開設(shè)在凹模上節(jié)省了加工成本，在流道表面進行拋光處理減小流動阻力。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度ra并不一定要很低，取1.6m 既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定

51、，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。3.3.3 澆口設(shè)計abs 在熔融時顯現(xiàn)比較明顯的非牛頓性，其熔體表面粘度隨剪切速率的升高而降低。如采用尺寸較大的澆口，能夠降低流動阻力，促使流動速率升高，但熔體通過扁平式澆口時比小澆口剪切速率低，導(dǎo)致熔體表觀粘度升高，從而使流動速率降低，因此不能通過增大澆口尺寸來提高非牛頓熔體流動速率。另外，注塑機注射時有一定的注射速率，澆口尺寸過大，澆口前后方的壓力降p減小，會導(dǎo)致得不到理想的充模速率。鼠標(biāo)下蓋制品壁厚較小流程相對過長不利于熔體充滿整個型腔，對成型不利。剪切速率是影響abs 熔體粘度的最主要因素，而粘度

52、又直接影響熔體在模腔內(nèi)的流動速率。因此采用小澆口不但會大大提高熔體通過澆口時的剪切速率，而且產(chǎn)生的摩擦熱也會降低熔體粘度，以達到順利充模的目的。19 19 綜合以上分析和考慮到制品和實際模具形狀，澆口采用邊緣澆口，位置在制件尾端內(nèi)緣處，選在該位置不但模具簡單，而且去除澆口的后加工操作也非常簡單，提高了工作效率，也便于模具的機械加工，易保證澆口加工精度，試模時澆口尺寸易于修整。圖 3.3 為 cae 軟件模擬充模流動狀況，a圖中從紅色區(qū)域向藍(lán)色區(qū)域的過渡表明了充模時的流動過程深紅色區(qū)域是最先被充填，藍(lán)色區(qū)域最后被充滿，b 圖為充模過程中的熔體壓力損失的變化情況， 藍(lán)色區(qū)域為熔體壓力損失最小部分，

53、熔體從噴嘴進入型腔初期熔體壓力損失較小，當(dāng)熔體到達型腔末端時壓力損失達最大以紅色表示，中間的顏色過渡顯示了熔體壓力損失的變化情況， 從分析結(jié)果看， 澆口選在該位置熔體充模良好，不會發(fā)生充填不滿的情況。澆口尺寸計算：澆口采用邊緣澆口澆口深度 h=k. =1.15 2=2.3mmk 為材料系數(shù)查表得abs 為 1.15, 為制品厚2mm 澆口寬度 =k.a?/30=4mm 中型制件澆口長度取1 3.4 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、 鑲塊、成型桿等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，

54、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，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核9。3.4.2 型腔鑲拼組合制件上有兩個用于配合的小孔，雖然深度不大， 但由于開設(shè)在曲面上采用整體式型腔會造成加工上的困難，故采用成型桿成型，與凹模過盈配合，其余型腔部分采用整體嵌入式鑲拼組合，型腔可以用電火花一次加工。3

55、.4.3 排氣方式此制件屬中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和成型桿的間隙排氣，不開設(shè)專門排氣槽11。20 20 3.4.4 型腔成型尺寸計算常用型腔成型尺寸的計算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時，這種誤差有可能會顯著增加，這時一些模具設(shè)計單位就采用公差帶法來進行尺寸計算，平均收縮率法計算簡單無需驗算而公差帶法計算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗算，且考慮因素較多9?？紤]到鼠標(biāo)模具較簡單制造成本低，設(shè)計時間短故按平均收

56、縮率法計算成型尺寸比較簡單易行11。采用 z , c取固定值的平均收縮率法：lm-型腔的徑向工作尺寸lm=ls+ ls scp- （3/4 ） ls-塑件的徑向圖樣尺寸scp-收縮率的平均值，查表得abs收縮率范圍是0.03 0.08 -塑件尺寸公差z -型腔制造公差c -型腔最大許用磨損量，c 取為塑件尺寸公差的三分之一表 3.4: 公式表z , c取固定值的平均收縮率法型腔內(nèi)徑尺寸型芯外徑尺寸型腔深度尺寸型芯高度尺寸中心距尺寸查手冊得 abs 塑料收縮率波動為0.30.8%11。1. 型腔徑向尺寸計算以最大徑向尺寸計算， 測量得 ls 為 118.25 mm,塑件精度選為mt2 對應(yīng)的型腔

57、加工精度為 it9，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照 a 類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得21 21 =0.42mm, c=/3=0.14mmlm=118.25+118.25 （ 0.003+0.008 ）/2- （3/4 ） 0.42=119.220+0422型芯外徑尺寸以型芯最大徑向尺寸計算，測量得 ls 為 119.22 mm,塑件精度選為mt2 對應(yīng)的型腔加工精度為 it9 ，以該精度查型腔的尺寸公差表，按照 a 類受模具活動部分影響的尺寸公差查表得 =0.42mm, c=/3=0.14mmlm=117.11+117.11 （ 0.003+0.008 ）/2 +(3/4) 0.42

58、=118.07-0.4203型腔深度尺寸由 pro/e 測量得型腔深度為23.78mm，以 it9 精度等級制造型腔查手冊，按b 類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得=0.32mm，c =0.1mm lm=25.8+25.8（0.003+0.008）/2-（3/4） 0.320+0.32 =25.720+0.32 4型芯高度尺寸pro/e 測量得塑件高度尺寸為21.78mm，以 it9 精度等級制造查手冊得，按a 類不受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得=0.20， z=0.067mm hm=21.78+21.78 (0.003+0.008)/2+(2/3)0.20 0-0.067=21.

59、967 0-0.067mm 5兩成型桿的中心距pro/e 測量得為塑件兩孔鄰近邊距離cs=23mm, 以 it9 精度等級制造查手冊，按b 類受模具活動部分影響的尺寸公差值查表得=0.30mm ， z=0.11mm cm=23+23 (0.003+0.008)/20.055=23.12650.055mm 3.4.5 塑料模具力學(xué)設(shè)計型腔近似橢圓形，按組合式圓形型腔計算公式計算11 1.型腔側(cè)壁厚計算剛度計算：22 22 型腔投影面積為5600m2,r 取 60mm, =160mpa ，允許變形量取0.05mm， u 為泊淞比取0.25，型腔壓力p 取 50 mpa, 計算得 t=22.46mm

60、 強度計算：t=r/(-2p)?-1=38mm 取較大值，型腔側(cè)壁厚設(shè)為38mm. 2. 型腔底板厚計算h=35.74,取 37mm 3.5 合模導(dǎo)向和定位機構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要有導(dǎo)向、定位、 承受側(cè)壓力三個作用，為了使合模動作更加可靠平穩(wěn)在型腔周圍設(shè)四根導(dǎo)柱，將導(dǎo)柱開設(shè)在動模側(cè)即導(dǎo)柱正裝，為保護型芯， 避免合模時凸模進入凹模時由于方位搞錯而損壞模具或由于定位不準(zhǔn)而互相碰傷8 ，設(shè)在動模上的導(dǎo)柱長度高出型芯 68mm，導(dǎo)柱采用有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合h7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動配合h7/f7 ，固定段表面粗糙度為ra1.6m 導(dǎo)向段表面用ra0.8m，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨