鼠標(biāo)外殼底殼模具設(shè)計(jì)

1、鼠標(biāo)外殼底殼實(shí)體建模及塑料模具設(shè)計(jì)說明書摘要本次設(shè)計(jì)采用的是UG 6.0工程應(yīng)用軟件，對(duì)鼠標(biāo)底殼進(jìn)行三維建模，分析鼠標(biāo)底殼結(jié)構(gòu)并根據(jù)零件造型設(shè)計(jì)一個(gè)一模兩腔的注塑模具。在設(shè)計(jì)過程中需要對(duì)塑件材料進(jìn)行選擇，確定模具大小方面進(jìn)行詳細(xì)分析，選擇的塑件材料為ABS，收縮率為1.005。選擇標(biāo)準(zhǔn)模架以及標(biāo)準(zhǔn)件的確定，之后進(jìn)行一些必要的強(qiáng)度校核，期間掌握了UG6.0的使用方法，掌握了其強(qiáng)大的三維建模功能。關(guān)鍵詞：UG6.0 鼠標(biāo)底殼三維建模 ABSThe mouse shell Bottom solid modeling and plastic mold designAbstractThe design

2、is UG 6.0 engineering application software, mouse Bottom three-dimensional modeling analysis of the mouse bottom shell structure designed according to Part Modeling a mold cavity injection molds. The material is ABS plastic parts in the design process need to choose a plastic piece of material, cond

3、uct a detailed analysis to determine the mold size, select the shrinkage rate of 1.005. Select the standard mold as well as the determination of standard parts, after the necessary strength check, mastered during the use of UG6.0 master the powerful 3D modeling capabilities.Key words:UG6.0;Mouse Bot

4、tom;Three-dimensional modeling；ABS目錄1. 緒論21.1 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性21.2 塑性模具的發(fā)展趨勢(shì)31.3 塑料模具的分類51.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的要求52 鼠標(biāo)底殼的工藝分析72.1 材料的選擇72.2 注射工藝選擇83. 模具的設(shè)計(jì)93.1 概述93.2 型腔的數(shù)量確定93.3 注塑機(jī)的選擇93.3.1 注射量的計(jì)算93.3.2 鎖模力的校核103.3.3 注射壓力校核103.3.4 開模行程和模板安裝尺寸校核103.4 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)113.4.1 分型面的設(shè)計(jì)123.4.2 型腔拼鑲組合123.4.3 排氣方式123.4.4

5、型腔成型尺寸的計(jì)算123.4.5 塑料模具力學(xué)設(shè)計(jì)143.5 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)143.5.1 主流道的設(shè)計(jì)143.5.2 分流道153.5.3 澆口的設(shè)計(jì)153.6 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)163.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)163.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)173.8.1 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算173.8.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則173.9 模具的材料183. 注射件成型缺陷分析19參考文獻(xiàn)23致謝241. 緒論1.1 塑料成型在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性塑料制品普遍應(yīng)用于工業(yè)中，因?yàn)橛衅涮厥獾膬?yōu)勢(shì)。密度小，重量輕，絕緣能力強(qiáng)，保溫性能好，低介電損耗，良好的化學(xué)穩(wěn)定性，它具有良好的耐腐蝕能力，塑料還具有耐磨耐，減震，降噪等性能

6、。因此，塑料與金屬，纖維材料和硅酸鹽并稱三大傳統(tǒng)材料。由于現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生的新型塑料和對(duì)塑件的多樣化需求，使得塑料成型技術(shù)不斷發(fā)展與創(chuàng)新。近年來，許多新的塑料成型工藝不斷出現(xiàn)，如注射成型技術(shù)類的有無流道凝料注射成型技術(shù)，熱固性塑料注射成型技術(shù)，排氣注射成型技術(shù)，反應(yīng)注射成型技術(shù)以及多品種塑料的共注射成型技術(shù)；生產(chǎn)符合容器的共擠出成型技術(shù)；發(fā)泡塑料制品的注射和擠出技術(shù)等。1.2 塑性模具的發(fā)展趨勢(shì)因?yàn)樗芰暇哂性S多優(yōu)異的功能和性能，近年來在各個(gè)領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。作為一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)的制造行業(yè)塑料 - 塑料模具的設(shè)計(jì)和制造，已經(jīng)是一個(gè)前所未有的發(fā)展，特別是塑料注塑模具塑料所需的形式，因

7、為它創(chuàng)建了一種高效率，容易圖案形狀復(fù)雜的產(chǎn)品和汽車制造業(yè)。在我國(guó)的，其發(fā)展需求之大是空前的。塑料模具的結(jié)構(gòu)、性能、質(zhì)量都會(huì)影響塑件的質(zhì)量和成本。首先，模具的型腔形狀、尺寸、表面粗糙度、分型面等，對(duì)塑件尺寸的精度和塑件的物理性能、電性能等都有著重要的影響。其次，在塑件成型的過程當(dāng)中，模具的結(jié)構(gòu)對(duì)操作難易程度影響也是很大的，當(dāng)需要大批量生成塑件時(shí)，應(yīng)盡量減少開、合模和取出塑件過程中用到的手工操作，也要盡可能采用自動(dòng)開合模和自動(dòng)頂出機(jī)構(gòu)。在全自動(dòng)生產(chǎn)過程中還要保證塑件能自動(dòng)從模具上脫落。另外，模具的制造成本對(duì)塑件的成本也有很大的影響。除了簡(jiǎn)易模具外，一般來說制模費(fèi)用很高的，尤其是小批量生產(chǎn)時(shí)，這時(shí)應(yīng)

8、盡可能采用結(jié)構(gòu)較合理且簡(jiǎn)單的模具，以便降低成本。從塑料模具的設(shè)計(jì)制造以及材料的選擇等方面考慮，塑料模具的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)可包括以下幾個(gè)方面：1）塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度以及其標(biāo)準(zhǔn)零件制造的規(guī)模與范圍，要縮短模具的制造周期、節(jié)省材料消耗、降低成本、適應(yīng)大規(guī)模的批量生產(chǎn)有其重要意義。目前，我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)化程度僅僅有20%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家。在各種塑料模具當(dāng)中，只用注射模具是有關(guān)于模具零件、模具技術(shù)條件和標(biāo)準(zhǔn)模架等國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)。一些模具制造企業(yè)根據(jù)其模具生產(chǎn)類型和規(guī)模，為了提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，也制定了其企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)或采用相關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化研究方向是熱流道標(biāo)準(zhǔn)

9、元件和模具的標(biāo)準(zhǔn)溫控裝置；精密標(biāo)準(zhǔn)模架和精密導(dǎo)向件系列；標(biāo)準(zhǔn)的模板以及模具標(biāo)準(zhǔn)件的先進(jìn)技術(shù)。2）CAD/ CAE/ CAM技術(shù)隨著現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的不斷開發(fā)以及塑件的應(yīng)用與發(fā)展，對(duì)塑料成型的模具設(shè)計(jì)和制造提出的要求也越來越高了。傳統(tǒng)模具的設(shè)計(jì)和制造方法已經(jīng)難以適應(yīng)對(duì)塑件及時(shí)更新?lián)Q代和不斷提高的質(zhì)量要求，為了適應(yīng)這些發(fā)展，一些先進(jìn)國(guó)家的CAD/ CAE/ CAM技術(shù)在20世紀(jì)80年代中期就已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用階段了，市場(chǎng)上已經(jīng)有了商品化系列軟件的出售。利用計(jì)算機(jī)驚醒的塑料模具的設(shè)計(jì)，并初步實(shí)現(xiàn)了注射、擠出、中空吹塑等塑料成型的工藝過程的計(jì)算機(jī)模擬分析，這方面的軟件技術(shù)研究的進(jìn)展，已經(jīng)在工程應(yīng)用中取得了顯著的

10、效果。CAD/ CAE技術(shù)明顯提高了模具設(shè)計(jì)的效率，減少了模具設(shè)計(jì)過程中產(chǎn)生的失誤，提高了模具和塑件的質(zhì)量，大大縮短了生產(chǎn)周期，降低了模具和塑件的生產(chǎn)成本。隨著CAM技術(shù)水平的不斷提高，模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)正朝著一體化的方向發(fā)展。目前，美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)的CAD/ CAE/ CAM技術(shù)應(yīng)用的普及率已經(jīng)很高了，我國(guó)不少企業(yè)也已經(jīng)引進(jìn)CAD/ CAE軟件和CAD/ CAE/ CAM的集成軟件，這部分軟件在生產(chǎn)中正發(fā)揮著積極作用。同時(shí)，我國(guó)許多高等院校和科研院所開展了這方面的研究和開發(fā)工作，并取得了一定成果，但我國(guó)在這方面技術(shù)的應(yīng)用和推廣方面與外國(guó)還是存在很大差距的。3）加強(qiáng)理論研究

11、伴隨著塑件向著大型化、復(fù)雜化和精密化的發(fā)展，模具的制造成本也會(huì)越來越高的。如汽車的保險(xiǎn)杠、儀表板等塑料成型的模具，重達(dá)幾噸到幾十噸。這些模具如果憑經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，肯定會(huì)因?yàn)樵O(shè)計(jì)不當(dāng)而造成模具的報(bào)廢，這將要損失數(shù)十萬元的模具制造的費(fèi)用。因此，模具生產(chǎn)已經(jīng)由傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向理論設(shè)計(jì)、數(shù)值模擬的方向發(fā)展。這些理論的設(shè)計(jì)包括了模板剛度、強(qiáng)度計(jì)算，基于計(jì)算機(jī)應(yīng)用的成型過程模擬分析等。目前，有關(guān)于擠出成型的流變理論及數(shù)學(xué)模型已經(jīng)基本建立，并在生產(chǎn)實(shí)際中得到了應(yīng)用；有關(guān)于注射成型的流變理論的研究已經(jīng)取得了階段成果，注射成型時(shí)塑料熔體在一維和二維簡(jiǎn)單模腔中的充模流動(dòng)的理論以及數(shù)學(xué)模型已簡(jiǎn)歷，今后的工作是怎樣將理論

12、與實(shí)際相結(jié)合，并進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)塑料熔體在三維模腔中流動(dòng)行為研究。中空吹塑成型的理論及數(shù)學(xué)模型也已經(jīng)基本建立，并在生產(chǎn)中得到相應(yīng)的應(yīng)用。4）塑料模具專用材料的研究與開發(fā)塑料模具材料的選用在模具設(shè)計(jì)和制造當(dāng)中具有重要作用，直接影響模具的成本、使用的壽命以及塑件的質(zhì)量。為了提高塑料模具使用的壽命，并且獲得良好的切削加工工藝性能，國(guó)內(nèi)外的模具次啊了工作者針對(duì)各類塑料模具的工作條件和失效的形式，進(jìn)行了大量的研究工作，已經(jīng)開發(fā)出較完善的系列化塑料模具專用的鋼，具體可分為五種類型?；拘?。如55鋼，它的使用硬度小于20HRC，切削加工的性能較好。但是模腔的表面粗糙度較高，使用的壽命較低，已經(jīng)被預(yù)硬型鋼代替。預(yù)

13、硬型。指的是在中、低碳鋼中加入合適的合金元素的低合金鋼，它的淬透性較高，加工的性能好，調(diào)質(zhì)后硬度為25 - 35 HRC，是目前應(yīng)用比較廣泛的通用塑料模具鋼，它的典型品種有3CrZM或者是美國(guó)生產(chǎn)的P20鋼等。時(shí)效硬化型。指的是在中、低碳鋼中加入了Ni、Cr、AI、Cu、Ti等合金元素合金鋼。它的耐磨性和耐蝕性都優(yōu)于預(yù)硬型鋼，經(jīng)過時(shí)效處理后，使用的硬度達(dá)到40 - 50 HRC，它的典型品種有25CrNi3MoAI或者是美國(guó)生產(chǎn)的PZI鋼、日本生產(chǎn)的NAK55鋼等，大多用于制造復(fù)雜、精密塑料模具的，或者大批量生產(chǎn)較長(zhǎng)壽命塑料模具。熱處理硬化型。這類塑料模具的鋼是經(jīng)過淬火和回火處理后的，使用硬度

14、達(dá)到50 - 60 HRC，模腔能夠達(dá)到很高的鏡面程度，并且可以進(jìn)行表面強(qiáng)化處理。它的典型品種有12CrMoV或者是美國(guó)生產(chǎn)的DZ鋼等。馬氏體時(shí)效鋼和粉末冶金模具鋼。這種塑料模具鋼適用于制造高耐磨性、高耐腐蝕性、高韌性和超鏡面塑料模具。如06Ni6CrMoVTIAI馬氏體時(shí)效鋼或者是美國(guó)生產(chǎn)的PS鋼，日本生產(chǎn)的ASP等。5）模具加工的新技術(shù)和發(fā)展為了提高加工的精度、縮短模具的制造周期，塑料模成型零件的加工已經(jīng)廣泛應(yīng)用在仿形加工、電加工、快速成型的制造、數(shù)控加工以及微機(jī)控制的加工等先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)，也采用了坐標(biāo)性、坐標(biāo)磨和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等精密的加工和測(cè)量設(shè)備。模具加工技術(shù)與設(shè)備的現(xiàn)代化發(fā)展，促進(jìn)了模

15、具行業(yè)朝著技術(shù)密集、專業(yè)化和柔性化相結(jié)合、高技術(shù)與高技藝相結(jié)合的方向發(fā)展。1.3 塑料模具的分類塑料模具的分類方法有很多，按照塑料制件成型的方法不同可分為：注射模，壓縮模，壓注模，擠出模，氣動(dòng)成型模。這些是常見的成型方法，還有泡沫塑料成型模，搪塑模，澆鑄模，回轉(zhuǎn)成型模，聚四氟乙烯壓錠模等。1.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)要達(dá)到的要求通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)該達(dá)到學(xué)校對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)對(duì)這塑料注射模的設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到如下目的：1）在設(shè)計(jì)過程中要熟練使用UG6.0三維造型軟件和CAD二維繪圖軟件。2）深入理解塑料成型的基本原理和其工藝特點(diǎn)，正確分析其成型工藝對(duì)模具的要求。3）深入理解聚合物的流動(dòng)性、物理性能、成型過程中

16、的物理和化學(xué)變化及塑料的組成、分類以及性能方面。4）掌握塑料模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)中的計(jì)算方法。5）綜合運(yùn)用之前學(xué)過的各門課程的知識(shí)來完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。2 鼠標(biāo)底殼的工藝分析2.1 材料的選擇本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是鼠標(biāo)外殼底殼，根據(jù)現(xiàn)代人使用鼠標(biāo)的頻率可知本次設(shè)計(jì)的鼠標(biāo)底殼從性能上一定要具備良好的機(jī)械強(qiáng)度，一定的耐寒、耐油、耐水性，化學(xué)穩(wěn)定性和絕緣性能。能滿足這些性能的塑料材料也有多種，不過從材料的來源及材料的成本考慮，最好是選ABS材料的。圖1 制件圖塑件外觀要求：光滑，無明顯缺陷。ABS材料有三類，包括收縮率為0.3 - 0.8耐熱型和抗沖型，收縮率為0.3 - 0.6的30%玻璃纖維增強(qiáng)型。A

17、BS材料具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐寒性、耐油性、耐磨性、耐水性等特性，因此水、堿、無機(jī)鹽、酸類對(duì)ABS塑料幾乎沒有影響，ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型的加工，且經(jīng)過調(diào)色可以配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，其連續(xù)工作的溫度是70度左右，熱變形溫度大概是93度，耐氣候性差，在紫外線作用下容易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中的三種成分之間的比例不同，其性能也有差異，從而可以適應(yīng)不同應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型的，高沖擊性的，中沖擊性的，低沖擊性的和耐熱型的等。ABS材料在機(jī)械工業(yè)中用來制造泵葉輪、軸承、齒輪、把手、電機(jī)殼、管道、水箱外殼、儀表克、儀表盤等。汽車工業(yè)中用它來制造扶手、熱空氣調(diào)

18、節(jié)管、汽車擋泥板、加熱器等。ABS還可以用作紡織器材上、電器零件類、文教用品類、電子琴、玩具、家具等。ABS在升溫時(shí)粘度增高，因此成型壓力比較高，塑料上的脫模斜度適宜較大；ABS容易吸水，成型加工前應(yīng)該先進(jìn)行干燥處理；容易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)盡量減小澆注系統(tǒng)對(duì)料流道的阻力；在正常成型的條件下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率的影響是極小的。在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可以控制在50 - 60度，在要求塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度可控制在60 - 80度。2.2 注射工藝選擇注射的類型為螺桿式；料筒溫度為前段 200 - 210度，中段 210 - 230度，后段 180 - 200度；注射時(shí)模具溫

19、度為50 - 70度；注射壓力采用較低的注射壓力；注射速度采用中等注射速度效果比較好；注射量選為標(biāo)定的50%；模具溫度調(diào)節(jié)到75 - 85度即可。3. 模具的設(shè)計(jì)3.1 概述注射模具典型結(jié)構(gòu)分為雙分型注射模、單分型注射模、斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與斜滑塊側(cè)向抽芯注射模、抽芯注射模、定模帶有推出裝置的注射模、帶有活動(dòng)鑲件的注射模等。3.2 型腔的數(shù)量確定本次塑料制件是鼠標(biāo)的底殼，生產(chǎn)的批量為50000件/年，為了提高生產(chǎn)效率，但還有保證產(chǎn)品的一致性，因此不能采用一模多腔的形式，本次模具選擇采用一模兩腔的形式。3.3 注塑機(jī)的選擇3.3.1 注射量的計(jì)算根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，注塑機(jī)注塑ABS塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)

20、標(biāo)準(zhǔn)注射量的75。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標(biāo)定注射量的50其計(jì)算公式為V=n×Vz Vj也就是0.5Vgn×Vz Vj其中：V一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料容積 n型腔數(shù) Vz單個(gè)塑件容量 Vj澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料容積 Vg注射機(jī)的額定注射量假定單個(gè)塑件的體積Vz=2.5，澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需的塑料體積為2；V=2×2.5+2=7則0.5Vgn×Vz VjVg143.3.2 鎖模力的校核計(jì)算鎖模力有兩個(gè)重要因素即投影面積、模腔壓力。投影面積（S）是沿著模具開合方向所能看到的最大面積。模腔壓力的決定（P）如下公

21、式FPSK其中 S產(chǎn)品的總投影面積； K安全系數(shù)，一般取11.6，取1.3； P模腔內(nèi)的平均壓力，3550MPa，本設(shè)計(jì)選擇的是ABS材料即35MPa 。所以F35×5510×1.3251KN3.3.3 注射壓力校核ABS塑料推薦的注射壓力為70 - 90MPa，考慮到該制件的壁厚較小，充模阻力比較大，取注射壓力為80MPa 3.3.4 開模行程和模板安裝尺寸校核模具開模取出制品時(shí)所需的開模距離必須要小于注射機(jī)的開模行程。也就是：S S=H H H （510）其中：S 注射機(jī)的最大開模行程（mm） S模具所需開模距離（mm） H 塑件脫模距離（mm） H 包括澆注流道凝料在

22、內(nèi)的塑件高度（mm） H 模厚 S=30+20+45+10=105mm根據(jù)以上數(shù)據(jù)選擇XSZY60/40注塑機(jī)鎖模力400KN，開模行程270mm，注射壓力為135MPa，注射容量為60 ，如圖2-1。圖2-1 XSZY60型注射機(jī)3.4 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中能決定塑件的幾何形狀和尺寸的零件叫做成型零件，包括型芯、鑲塊、凹模、成型桿等。成型的零件在工作時(shí)，是直接與塑料接觸的，在塑料熔體的高壓料流的沖刷下，脫模時(shí)又與塑件間發(fā)生摩擦，所以，成型零件要求有正確的幾何形狀，高尺寸精度和低表面粗糙度，此外，根據(jù)塑料的不同特性和塑件的結(jié)構(gòu)以及使用要求，要確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口的位置

23、，確定脫模的方式和排氣部位等，然后根據(jù)成型的零件加工、裝配、熱處理等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，計(jì)算成型零件工作尺寸，對(duì)關(guān)鍵的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的校核 。3.4.1 分型面的設(shè)計(jì)本制品不用側(cè)抽芯，并且是簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，所以選擇單分型面，流道凝料和制件一起由拉料桿從定模脫下，再和制品由推板推出，簡(jiǎn)單易行。如圖2-2紫紅色部分為分型面圖2-2 分型面分型面位置的選擇首先要保證制品能夠順利從型腔中脫出，依據(jù)這個(gè)原則，分型面應(yīng)該選在塑料制品最大的輪廓線上就可以了，而且這個(gè)平面與開模方向是垂直的。3.4.2 型腔拼鑲組合該制件上有四個(gè)用來配合的小孔，由于孔是開在曲面上的，則采用整體式型腔時(shí)加工就會(huì)有困

24、難，所以采用成型桿成型，與凹模進(jìn)行過盈配合，其它部分采用整體嵌入式拼鑲組合，型腔可以采用電火花進(jìn)行一次加工。3.4.3 排氣方式由于該制件屬于中小型的，并且注射的速度為中等速度，所以不用專門的排氣槽。3.4.4 型腔成型尺寸的計(jì)算常用的型腔成型尺寸的計(jì)算方法有兩種分別是平均收縮率法和公差帶法，平均收縮率法的計(jì)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(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過多次初算驗(yàn)算，且考

25、慮因素較多。考慮到鼠標(biāo)模具比較簡(jiǎn)單且制造成本低，設(shè)計(jì)的時(shí)間短，所以按平均收縮率法計(jì)算成型尺寸比較簡(jiǎn)單。采用,取固定值的平均收縮率法：Lm 型腔的徑向工作尺寸Ls 塑件的徑向圖樣尺寸 塑件尺寸公差 型腔制造公差，取為塑件尺寸公差的三分之一 型腔最大許用磨損量，取為塑件尺寸公差的六分之一H 型腔的高度最小基本尺寸（mm）H 塑件的高度最大基本尺寸（mm） 塑件平均收縮率（%）型芯的最大基本尺寸（mm） 型芯的高度最大基本尺寸（mm）1、 型腔徑向尺寸： 精度為IT8收縮率取=0.3%，=0.54mm；計(jì)算得L =45mm；2、 型腔高度尺寸的計(jì)算： 精度為IT8 收縮率=0.3%，=0.54mm；

26、計(jì)算得H =20mm；3、 型芯尺寸的計(jì)算： 精度為IT7 收縮率=0.3%，=0.35mm；計(jì)算得 =48mm；4、 型芯高度尺寸的計(jì)算： 精度為IT7 收縮率 =0.3%，=0.35mm；計(jì)算得 =25.2mm。3.4.5 塑料模具力學(xué)設(shè)計(jì)型腔近似矩形，按組合式矩形型腔計(jì)算公式計(jì)算型腔側(cè)壁厚度計(jì)算經(jīng)驗(yàn)法，如表2 - 1表2 - 1取凹模壁厚為35mm。型腔底板厚計(jì)算經(jīng)驗(yàn)法，如表2 - 2表2 - 2塑件在分型面的投影面積（cm）底板厚度（mm）515510152010502025501002530100200304020040取底板厚度20mm。3.5 模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5.1 主流道的

27、設(shè)計(jì)主流道的頂部設(shè)計(jì)成半球形凸坑，方便與噴嘴鏈接，為了避免高溫塑料熔體的溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭的半徑要大2mm，若凹坑半徑小于噴嘴的球頭半徑，則主流道凝料無法一次脫出 。由于主流道要與注塑機(jī)的高溫噴嘴反復(fù)接觸與碰撞，因此設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流道襯套，選用45鋼并經(jīng)過熱處理以提高硬度，設(shè)計(jì)獨(dú)立的定位環(huán)在安裝模具時(shí)起定位作用，主流道的襯套進(jìn)口直徑應(yīng)稍大于噴嘴直徑1mm，以免溢料并且可防止銜接不準(zhǔn)而發(fā)生堵塞。3.5.2 分流道為了使塑料熔體能夠以等速充滿兩型腔，分流道在模具上次啊用對(duì)稱等距離的分布即可，在注射時(shí)采用對(duì)稱分布就可以使型腔和澆注系統(tǒng)投影面積重心更加接近鎖模力中心，從而避免局部脹模力過大而影

28、響鎖模。分流道的長(zhǎng)度應(yīng)該盡量短小，以便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)的利用原料和注射機(jī)的能耗，減少壓力和熱量的損失。如圖2 - 3圖2 - 3 型腔分布圖3.5.3 澆口的設(shè)計(jì)ABS在熔融的時(shí)候顯現(xiàn)較明顯的非牛頓性，其熔體表面的粘度隨剪切速率的升高而下降。如果采用尺寸比較大的澆口，可以降低流動(dòng)的阻力，促使流動(dòng)速率升高，但是熔體通過扁平式澆口時(shí)比小澆口剪切速率更低，導(dǎo)致熔體表面粘度升高，從而使流動(dòng)的速率降低，因此不可以通過增大澆口的尺寸來提高非牛頓熔體的流動(dòng)速率。此外，注塑機(jī)注射的時(shí)候有一定的注射速率，若澆口尺寸過大，澆口的前后方壓力降P會(huì)減小，則導(dǎo)致得不到理想的充模速率。鼠標(biāo)底殼制品的壁厚較小，如果流

29、程相對(duì)過長(zhǎng)則不利于熔體充滿整個(gè)型腔，對(duì)成型造成不利。剪切速率對(duì)ABS熔體粘度的影響是很大的，而粘度又會(huì)直接影響熔體在模腔里的流動(dòng)速率，所以采用小澆口不但會(huì)提高熔體通過澆口時(shí)的剪切速率，并且產(chǎn)生的摩擦熱也可以降低熔體粘度，以便達(dá)到順利充模的目的。綜合以上分析，采用邊緣澆口，位置在制件尾端的內(nèi)緣處，選在此位置不但模具簡(jiǎn)單，而且可以去除澆口的后加工操作，提高了工作效率，也方便模具的機(jī)械加工，容易保證澆口加工的精度，試模時(shí)澆口尺寸也易于修整。3.6 合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用包括導(dǎo)向、定位、承受側(cè)壓力，為使合模動(dòng)作更可靠平穩(wěn)，則在型腔周圍設(shè)四根導(dǎo)柱，將導(dǎo)柱設(shè)在動(dòng)模側(cè)，為保護(hù)型芯，避免合模時(shí)凸

30、模進(jìn)入凹模的時(shí)候因?yàn)榉轿桓沐e(cuò)而損壞模具或由于定位不準(zhǔn)而互相碰傷5，設(shè)在動(dòng)模上的導(dǎo)柱長(zhǎng)度要高出型芯6-8mm，導(dǎo)柱的采用有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合方式，安裝段與模板間可采用過渡配合H7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間則采用動(dòng)配合H7/f7，固定段的表面粗糙度為Ra1.6um，導(dǎo)向段的表面粗糙度為Ra0.8um，導(dǎo)柱的表面需要硬而耐磨，和堅(jiān)韌而不易折斷的芯部，即可采用T8A,經(jīng)淬火處理（HRC60）。導(dǎo)套可選用帶軸肩連接的導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間設(shè)為動(dòng)配合H7/f7，外表面與模板孔則為較緊的過渡配合H8/k7，粗糙度內(nèi)外表面均為Ra0.8um，材料選用T8A，表面硬度用HRC55。3.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)

31、可采用推桿推出的典型結(jié)構(gòu)，推桿可直接作用于塑件的內(nèi)表面，而推板需要限位，注塑機(jī)上的頂桿作用在推板上；為了確保推出板平行移動(dòng)，推出零件不會(huì)出現(xiàn)彎曲卡死，要設(shè)有推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套；推板的回程是利用復(fù)位桿實(shí)現(xiàn)的，拉料桿是勾著澆注系統(tǒng)的冷料使得整個(gè)澆注系統(tǒng)能隨同塑件一起留在動(dòng)模，在推板與定模底板之間設(shè)有限位釘，限位釘可以使推板與底板間形成間隙，一但有廢料屑落入，也不會(huì)影響推板的復(fù)位，也可以在模具制造時(shí)調(diào)節(jié)限位釘頭部的厚度以便控制推桿返回的位置。脫模的動(dòng)作是由注塑機(jī)液壓系統(tǒng)來完成的，有利于提高生產(chǎn)效率。推出的位置要設(shè)在脫模阻力比較大的六處地方，推桿的端面加工是與凸模曲面近似的斜面，這樣可保持塑件壁厚一致，且

32、端面應(yīng)等于或高于型芯0.05-0.1mm，否則將會(huì)影響外觀和使用。脫模力的計(jì)算：Q=2KESTh（cossin） 式中：K可靠性系數(shù)，取2；E塑料彈性模量，取2.2GPa；S彈性應(yīng)變，取0.8%；T制品壁厚，為1.5954mm；h型芯埋入塑件深度，為25mm。摩擦系數(shù)，取0.1； 拔模，內(nèi)壁拔模角為1°計(jì)算得Q=8750N3.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)注射模的溫度對(duì)塑料熔體的充模流動(dòng)、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(shè)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(zhì)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(shè)置冷卻系統(tǒng)即可

33、。3.8.1 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算冷卻系統(tǒng)的計(jì)算包括了熱傳導(dǎo)面積的計(jì)算、介質(zhì)用量的確定和溫控介質(zhì)通道的尺寸以及通道回路的排布等，這些是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)難點(diǎn)。其參數(shù)可根據(jù)資料推薦值選則。3.8.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則為了提高冷卻的效率和爭(zhēng)取型腔表面溫度的均勻和穩(wěn)定，在系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵守生產(chǎn)中的約定原則。在管道回路布置的時(shí)候，應(yīng)進(jìn)一步考慮型腔的形狀和尺寸，并使加工方便和密封效果更好。冷卻水道的設(shè)計(jì)原則如下：1. 冷卻水道應(yīng)盡量的多、截面尺寸應(yīng)盡量的大；2. 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量等距；3. 澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻；4. 冷卻水道出、入口溫差應(yīng)盡量的??；5. 冷卻水道應(yīng)沿著塑料的收縮方向設(shè)置。此外

34、冷卻水道應(yīng)避免接近塑件的熔接部位，以免會(huì)產(chǎn)生熔接痕，而降低塑件的強(qiáng)度；冷卻水道應(yīng)該易于清理，一般水道孔徑是10（不小于8）。如圖2 - 4圖2 - 43.9 模具的材料塑料模具的工作條件跟冷沖模有所不一樣，一般都是要在一定溫度（150-2O0）條件下工作，除了受到一定壓力作用外，還要承受溫度的影響。因此對(duì)于塑料模的成型零件，不僅要求具有足夠的強(qiáng)度、硬度和良好的加工性能，還要求熱穩(wěn)定性必須好，溫度差異引起的尺寸變化率要小。選取常用的45牌號(hào)的優(yōu)質(zhì)碳素鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后則有一定的強(qiáng)度和耐磨性即可用于模架材料。高碳工具鋼和低合金工具鋼在經(jīng)過熱處理后就會(huì)有較高的強(qiáng)度和耐磨性，可以用于成型零件。而型腔和型

35、芯用40Cr以改善表面拋光性能和耐磨性能。3. 注射件成型缺陷分析模具設(shè)計(jì)完成之后，要進(jìn)行試模。由于設(shè)計(jì)存在一些缺陷，可能會(huì)出現(xiàn)種種問題，因此要根據(jù)具體的情況及時(shí)解決，不能在正式生產(chǎn)中產(chǎn)生類似的問題和缺陷。注射模成型缺陷分析及解決方法如下表。表3 - 1 注射塑件成型缺陷分析序號(hào)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(jìn)料速度慢6.鎖模力不夠7.模腔無適當(dāng)排氣8.注射時(shí)間太短，柱塞或螺桿回退時(shí)間太早9.雜物堵塞10.流道澆口太小，太薄、太長(zhǎng)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(jìn)料速度增加鎖模力修改模具，增

36、加排氣孔增加注射時(shí)間清理噴嘴正確設(shè)計(jì)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(diǎn)及條紋1. 料溫高,并分解2. 料筒或噴嘴結(jié)合不嚴(yán)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

37、、斑紋1.料溫過高,料分解物進(jìn)入模腔2.原料含水分高,成型時(shí)氣化3.物料含有易揮發(fā)物迅速降低料溫原料預(yù)熱或干燥原料進(jìn)行預(yù)熱干燥6制品變形1. 冷卻時(shí)間短2. 頂出受力不均3. 模溫太高4. 制品內(nèi)應(yīng)力太大5. 通水不良,冷卻不均6. 制品薄厚不均加長(zhǎng)冷卻時(shí)間改變頂出位置降低模溫消除內(nèi)應(yīng)力改變模具水路正確設(shè)計(jì)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(jí)別或不同牌號(hào)相混3. 配入潤(rùn)滑劑過量4. 塑化不均勻5. 混入異物氣疵嚴(yán)重6. 進(jìn)澆口太小,摩擦力大7. 保壓時(shí)間過短凈化處理原料使用同級(jí)或同牌號(hào)料減少潤(rùn)滑劑用量增加塑化能力消除異物放大澆口適當(dāng)延長(zhǎng)保壓時(shí)間8裂紋1. 模具太冷2. 冷卻時(shí)間太長(zhǎng)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(dāng)5. 制件斜