注塑模毕业设计说明书论文.docx

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注塑模毕业设计说明书论文

摘要

塑料注塑成型所用的模具称为注塑成型模具，简称注塑模。

注塑成型在整个塑料制品的生产中占有着非常重要的地位，少数的几种塑料除外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型的方法来生产塑料制品。

本设计是关于鼠标下壳的塑料制品的注射模模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一副注塑模模具来生产鼠标下壳产品，以实现自动化提高产量。

该课题从产品的结构工艺性和模具的结构出发，对模具成型零件、模具浇注系统、冷却系统、顶出系统、注塑机的选用和有关参数的校核都做了详细的设计，同时简单编制了部分模具零件的加工工艺。

在设计过程中，我通过查阅大量的资料、国标、手册、期刊，同时结合教材上的相关知识对注射模模具的组成结构（成型零件、浇注系统、导向部分、排气系统、推出机构、模具温度调节系统）有了比较系统的认识.此次设计拓宽了我的视野，丰富了我的知识、锻炼了我的意志，为我将来更好的进行模具设计积累了一定的经验。

【关键词】鼠标下壳注射成型注射模分型面工艺

Abstract

Themoldsusedforplasticinjectionmolding called injectionmolding, referredtoastheinjectionmold. Injectionmolding occupiesaveryimportantpositionin theproductionofplasticproducts, inadditionto the production ofseveralkindsofplastic products , Almostalloftheplasticcanbeproducedintoproductsbyinjectionmoldingmethod.Thisdesignisthe design ofinjectionmouldfor plasticproduct ofthemousebottomcover。

FinallyIdesignedaninjectionmoldto produceamousebottomcover producttorealizetheautomationofproduction through technicalanalysisandcomparisonoftheplasticproducts.Thispaper hasadetaileddesignaboutthediecastingsystem, moldingparts, ejectorsystem, coolingsystem, thechoiceofinjectionmachine andthecheck ofrelatedparameters.AndIcompiledtheprocessofsomemoldparts.

Inthedesignprocess,IhaveasystemmaticunderstandingforThestructureofthe injectionmould（ formingparts ,gatingsystem,guidepart, launchmechanism, exhaustsystem, mold temperaturecontrolsystem）throughreferringtopilesofdata,manual,GB,magazineandcombiningwiththeknowledgefromtextbook.Thisdesign hasbroadenmyhorizons, enrichtheknowledge, exercisethewill.AndI hasaccumulatedsomeexperienceformy better molddesigninthefuture.

【Keywords】Themousebottomcover,Injectionmolding,Injectionmold,Thepartingsurface,Craft

前言

模具行业（Mould）是国民经济总量发展（GDP）的根本衡量指数之一,受到了人们和市场的高度重视,那些发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”的说法。

我国模具行业近些年来发展速度很快,根据统计,现今从事模具行业的企业2万左右,相关人士从业50万上下,其产值大约360亿元,市场长有洛阳纸贵的现象,出口约$2亿,进口约$10亿。

如今,吾国的模具工业有以下特质:

a复杂、精密、大型、寿命长中高档的模具以及模具标准件的发展节奏明稳健且势如长虹;b压铸模和塑料模有良好的增长势态;有着大批的专业企业在等待这样的机会来临蓄势待发，为经济发展做贡献;c另外，从国家的战略方面来说，一种的永恒发展——实体经济的发展，从而建立起扎实的金融基础，为人民的生活，资源的多元化做出贡献，故而模具的行业比重则是不言而喻。

从地区分布来看，则在全国的沿海地区发展明显优于其他地区，主要是指资金活跃，丰富的地方，比如长江，珠江三角洲,江浙一带，其模具规模产值已霸占6成。

此乃可书之处，然我国的设计制造的能力形于发达国家德、美、日、法、意,则犹如簸驴比于骐骥，其千里之行，费时久也。

下面就我国塑料模具工业技术的现状和发展走向分述如下。

1发展现况

1.1产品的现在时

我国的塑料模具工业可追溯几十年前,经过了几番回复，跟随着经济的高速发展以及世界经济的全球化，中国的市场规模在汽车，工业，家用电器，生活需求方面的迅猛增长,模具整体水平应运生息，取得了在规模上的长足进步，另东亚的一些发展中国家望其项背，啧啧称叹。

在成型工艺方面,吾国也取得了比较大的进展。

比如在多种材质的多色注射模、塑料成型模、镶件互换结构以及抽芯脱模机构的创新设计的层面。

且在熟练使用气体辅助注塑成型技术的能力也更加的灵活多变,如天津通信广播公司模具厂、青岛海信模具有限公司等厂家成功地把气辅技术成功施用在大型电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上,有些厂家还运用了C2MOLD气体辅助软件,获得了不错的效果和市场反响。

现在,热流道模具已慢慢开始推广,资金方面充足的企业采用率甚至高达20%。

就一般来说，有热流道装置两种方式——外热式和内热式。

但总的说来热流道的采用率较低,与国外相比还有很大的差距。

1.2CAD/CAE/CAM的应用现在时

自文明的初端，模具就一直是一个值得重视的技术，有些与艺术结合，传递着人们的心里的美好愿望和独特的文化，这些在各国都能有所实证，最常见的便是瓷器，陶器。

吾国的青花瓷则更是高人一筹，饮誉全球。

故模具的历史可以说从未离开人们的需求。

今天已非往昔，我们有电脑，有理论，有模型等方面处理方式，让我们可以精益求精，这也算是人们的心里追求吧！

如果说美是一种追求，这也算是工业与艺术的结合吧。

记得在大二期间曾学过《工业产品造型设计》，究其本源，大概也就在此处吧！

CAD/CAE/CAM就是这一种需求下的衍生工具，虽然分工有所不同，却实在是一体多面，犹然人面之耳鼻口舌，少一不可。

目前大家常用的主要软件有PRO/ENGINEER、SOLID2WORKS、UG-Ⅱ、CADDS5、DUCT、CIMA2TRON、C2MOLD。

但目前国内对于CAD/CAE/CAM的使用并不全面，且缺乏自行开发的能力，这就让我们在国际市场上的竞争力大大落后于发达国家。

2主要发展方向

多年来,由于劳动成本的因素,中国俨然已经成为整个世界制造业的重要基地。

企业的生命消盈，市场的变化和人们的新的心里需求，决定了我们的制造的方式！

除此之外，同行的竞争，称为大众的春天，而企业则随时面临秋天之凋零。

故大体说来，当今的制造业，是走在过去里的。

新的变化则需要制造揭“竿而起”（standforward），最新的工业4.0，好像也在想这个方向下功夫。

这样就在产品的周期上节缩，而在另一个空间的广度上拓宽。

因而，CAD/CAE/CAM的技术的运用，有时候又显得有些不足，故我们才需要有特色的，创意的人才来推动发展，提升行业的高度。

要想在市场上占有重要地位，就需要我们在质量上、成本上、创新上有所突破。

2.1协同创新设计

承上而来，“创新”二字很有必要地来谈谈。

首先借用文学之句“不识庐山真面目，只缘身在此山中”来总领其旨。

创新就是需要跳出本身的圈子，让别的因素参与进来，大家“奇文共欣赏，疑义相与析”，籍“他山之石可以攻玉”之理，成“鹏程”之举。

俗语说“当局者迷，旁观者清”，则与此合如符契。

由此，则“创新设计”一词之奥，尽矣。

在整个模具设计生产过程中，模具工程师与产品工程师必须高度配合，共同致力于模具的创新设计，缩小我们与发达国家之间的差距。

2.2模具制造设备和信息将更加丰富,制造更高效

目前,数控加工已广泛的运用于实际生产中。

为了提高效率、保证产品质量和制造流程的优化,有些厂家已经开始使用多坐标数控加工、高速铣削加工以及基于快速原型的模具制造等方法。

制造设备的进步和制造信息的处理方式的多样化会给模具制造开辟了新的道路,模具制造技术也拾阶而上。

2.3主要发展ASP模式

模具行业的发展过程中，始终相随着高新技术的进程。

而企业要想拥有这些高技术和培养掌握这些高端技术的人才，则成本将会翻升，这对一个企业来说，尤其是长期的发展便会产生阻力，为了降低企业对现今的需求，而更多的谋求将来的空间，就必须要在技术与实践的方面做出结合的努力。

经过多年的积累，ASP模式获得大家的认可。

他主要的功用简言之就是在“资源的分配”上进行监督和适时调整。

这就包括了逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计模具成型过程分析、等机构上的改善，从而提高有效率，降低浪费。

2、零件的工艺分析

2.1材料的选择

本产品为鼠标的下壳，从其使用性能上分析，必须具备良好的综合机械性能，鼠标底盖与鼠标垫摩擦非常频繁，所以需要较好的耐磨性；该产品需要有一定电绝缘性，即电气性能；产品还要能耐水，耐油等。

就以上性能而言，很多塑料都具有，但再综合材料来源和成本分析，ABS相对于其他塑料来说就更加合适了。

因此，在选用材料时，考虑采用ABS。

2.2ABS塑料特性与应用

2.2.1ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物化学和物理特性

ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯分散于丙烯腈-苯乙烯的共聚物中的一种多组分聚合物。

三种组分都具有不同特点：

丙烯腈有耐磨性、高强度及耐热性；丁二烯冲击韧度较高；苯乙烯具有高光洁度、良好的成型性及保持材料刚性。

从形态上来看，ABS是非结晶性材料。

三种组分聚合在一起产生了具有两相的三元共聚物，一个是聚丁二烯橡胶分散相，另一个则是苯乙烯-丙烯腈的连续相。

ABS的特性主要由三种组分的比率以及共聚物中两相的分子结构决定。

ABS为无定型塑料，有很多品种，不同的品种其机电性能以及成型特性也就各不相同。

在使用时，应按照品种来确定成型方法和成型条件。

ABS综合性能较好，冲击韧度、力学强度较高，尺寸稳定。

ABS耐热程度比聚氯乙烯、尼龙、氯苯乙烯等都要高，可达90℃（甚至可在110～115℃使用）。

其耐化学性和电气性能较好，容易成型和机械加工。

ABS的收缩率在0.4%～0.7%之间。

常用收缩率0.5%。

2.2.2注塑模工艺条件

干燥处理：

ABS吸湿性强，必须充分干燥。

最少要在温度为

下干燥24小时。

材料温度应保证小于0.1%。

熔化温度：

210～280℃；建议温度：

245℃。

模具温度：

40～90℃。

（制品光洁度受模具温度影响，温度较低光洁度也就相对较低）。

注射压力：

56～176MPa。

注射速度：

中高速度。

2.2.3典型用途：

ABS适于制造一般机械零件、减摩耐磨零件、传动零件和电信结构零件。

比如：

电冰箱，汽车（如车轮盖，仪表板，反光镜盒等），电话机壳体，打字机键盘以及娱乐用车辆如喷气式雪撬车以及高尔夫球手推车等。

2.3结构工艺性分析

制品的尺寸不大，外形轮廓大部分是样条曲线，不规则。

型腔部分结构相对简单，没有其他多余结构，而型芯部分结构比较复杂，有独立的结构和孔，需要嵌入镶件。

该制品还存在倒扣，为了保证顺利脱模，需要设计斜推杆。

总体来说，该制品结构特征基本符合塑件的设计要求。

该制品机械性能以及尺寸精度都比较好，而且对其表面质量要求不高。

图2.1塑件三维图

2.3.1塑件的尺寸

塑件的外形尺寸

，塑件的型芯型腔部分表面需要使产品能够顺利成型。

2.3.2塑件的精度

塑料尺寸精度是指生产出来的塑料产品的尺寸与设计图上尺寸的符合程度，也就是指产品尺寸的准确度。

一般情况下，在满足使用要求的前提下，制品精度应设计得尽量低一些。

根据表2.1，在此选用一般精度MT3。

2.3.3塑件的表面粗糙度

塑件表面质量要求不高，使用起来要手感舒服，且塑件在于鼠标垫摩擦过程中要顺畅，因此对塑件的表面粗糙度的要求较高,通常情况下，塑件表面粗糙度要求要比模具的高1~2级。

因此

在

之间。

本设计选取R0.8。

2.3.4脱模斜度

塑件在冷却时，由于塑件收缩会使其包紧在模具型芯上或者型腔中的凸起部分。

为了避免塑件被粘住，便于从模具中顺利取出制品，制品壁在脱模方向上应设计有一定的倾斜角度。

查相关资料得，ABS的脱模斜度为：

型腔

；型芯

。

在本次设计中，设ABS的脱模斜度为：

型腔1°30ˊ；型芯1°。

表2.1塑料制品精度等级的选用

3、注塑机的选用

3.1注塑机的选用

注塑机是生产热塑性塑料制品的主要设备，模具是安装在注塑机上使用的，注塑机的大小必须与模具的大小相匹配，注塑机太小，难以生产出合格的产品；注塑机太大，增加了模具的生产成本。

3.1.1计算塑件的体积和质量

通过三维软件UG计算得出该塑件的体积：

V=9944.55mm³，查有关资料可知ABS的密度为1.02～1.16g/cm³,此处取密度为1.09g/cm³。

则单件塑件的质量m=ρV=1.09×9944.55×10-3g≈10.84g。

根据要求，本设计采用一模四腔，则塑件总质量m0=4m=4×10.84g=43.36g

流道凝料质量：

m1=m0×30%=43.36×30%g≈13g

那么，总质量：

m总=m0+m1=43.36+13g=56.36g；

3.1.2注塑机最大注射量

模具注塑成型的塑料制品和流道凝料总质量应小于注射机的额定注射量的80%。

即：

。

3.1.3模具涨型力的计算

高压塑料熔体（一般在20～40MPa选取，1MPa=1×106N/m2）在充满型腔的时候，会产生涨开模具的分型面的力，这个力的大小就等于型腔压力与流道凝料和塑料制品在分型面上的投影面积之和的乘积。

据此原理，表达公式为：

F涨=P压（nA投×A浇）（3.1）

其中：

F涨—高压塑料熔体在在分型面上的涨开的力，单位N；

P压—高压塑料熔体对分型面方向上的平均压力，单位MPa，ABS的型腔压强P压=40MPa；

n—模多腔的型腔数量；

A投—塑件在成型面上的投影，单位mm2；

A浇—流道凝料在分型面上的投影，单位mm2。

由三维软件UG计算得出投影面积：

A投=4.916×10³mm²；A浇=667.1mm²

则F涨=P压（nA投×A浇）

=40×（4×4.916×10³+667.1）

=813244N=813.244kN

3.1.4注塑机的选择

因此，综合上述条件，初选我国上海塑机厂生产的卧式注塑机，其型号为

，其主要技术参数：

额定注射量：

125cm3

锁模力：

900kN

定位圈直径：

ϕ100mm

喷嘴球头半径：

SR12mm

最大开（合）模行程：

300mm

模具最大厚度：

300mm

模具最小厚度：

200mm

喷嘴直径：

ϕ4mm

4、注塑模浇注系统的设计

注塑模具的浇注系统是为将熔融塑料引入模具型腔而开设的通道。

模具的浇注系统的作用是使熔融塑料在高压下高速进入模具型腔，实现型腔填充。

4.1塑件在模具中的位置

4.1.1型腔数量及排列方式

根据要求，模具采用一模四腔，即型腔数量n=4，结构对称简单。

4.1.2分型面的设计

模具的分型面是指开模时模具中能够取出塑件和流道凝料的且可以分离的接触面。

分型面设计的一般原则：

（1）有利于脱模；

（2）必须确保塑料制品尺寸精度；

（3）必须保证塑料制品外观质量要求；

（4）有利于简化模具结构；

（5）方便模具制造；

（6）分型面尽量避免尖角利边；

（7）满足注塑机技术规格的要求。

分型面的形状如图4.1所示，

图4.1分型面

4.2浇注系统的设计

浇注系统设计对塑料制品的外观、性能和成型难易程度等有很大影响，浇注系统设计主要包括对主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分的设计。

4.2.1主流道的设计

主流道是指注塑机喷嘴与模具接触处到分流道的流动通道，它是熔体最先经过的模具的部分。

为了使能够顺利的拔出流道凝料，一般都设计成圆锥形，本设计其锥角取

。

其主要尺寸可由以下计算获得：

流道小端直径：

d=d0+（0.5～1）=4+0.5mm=4.5mm；

主流道球面半径：

R=R1+（1～2）=12+1mm=13mm；

主流道锥角：

α=2°～4°，取α=4°

主流道长度根据本塑件实际情况而定；具体尺寸标注如图4.2所示。

4.2.2分流道的设计

分流道是指与主流道与浇口连接的通道，分流道作用的作用是改变熔体的流向。

如果模具为一模多腔，那么其分流道的设计必须保证熔融塑料能够同时填充型腔。

假如所有型腔的体积形状都一样，分流道的截面和长度最好能够相等。

分流道应保证熔融塑料能尽快且同时填充型腔。

图4.2主流道的尺寸图4.3分流道形式及尺寸

分流道截面形状有很多种，包括圆形、梯形、U形、半圆形、及矩形。

在选取分流道截面形状时，必须确保在压力损失最小的情况下，将熔融塑料以较快的速度送到浇口处充模。

而在截面面积相等的情况下，圆形的周长最短。

周长越短，则阻力越小，散热就越多，因此流道截面形状为圆形时效率越高。

所以，在此选择分流道截面形状为圆形。

分流道的截面大小本塑件质量不大，投影面积不大，壁厚较小，且ABS塑料的流动性较好，因此分流道截面积不应设计的太大，本设计取分流道直径为ϕ5mm。

具体尺寸见图4.3。

4.2.3浇口的设计

浇口是浇注系统的最后部分，它连接分流道与型腔，熔融塑料在浇口处的速度明显加快，能快速地充满型腔。

它能加速熔融塑料的冷却，防止塑料熔体倒流进入流道。

浇口应尽量短小，与产品分离容易，不造成明显痕迹。

浇口形式有很多，主要包括侧浇口、点浇口、直接浇口、潜伏式浇口、扇形浇口、环形浇口等。

由于本次模具为一模多腔，且制品有较薄的壁厚、比较大的表面积，需要大注射量，并且浇口的位置不能设置在制品的中心。

综合这些因素考虑选择浇口形式为侧浇口。

侧浇口的尺寸取宽度X=2mm，高度Y=0.8mm，长度L=1mm。

见图4。

图4.4浇口形式及尺寸

浇口位置的选择：

（1）浇口位置尽量选择在分型面上；

（2）浇口位置应尽量选择在塑件最大壁厚处；

（3）浇口避免开设在细长型芯附近；

（4）在侧浇口模具中，应避免从枕位处进料；

（5）浇口位置有利于型腔的排气；

（6）浇口位置不能影响制品外观质量和功能

由于上述原则总会存在一定程度上的冲突和矛盾，所以要尽量满足最重要的要求。

就本塑件而言，功能和外观质量是应首要考虑的要求。

所以综合上述原则，将浇口开设在型腔宽敞、有圆形小型芯的一侧。

4.2.4冷料穴的设计

冷料穴是是用来储藏注塑间隔期间产生的冷料,主流道冷料穴一般开设在主流道末端，分流道较长时，分流道的末端也应设冷料穴。

冷料穴有以下分类：

底部带推杆的冷料穴、推板推出的冷料穴、无拉料杆的冷料穴、分流道冷料穴。

本设计中，主流道冷料穴圆柱体的直径为5～6mm，深度为5～6mm，本设计取直径为5mm，深度为5.5mm；对于分流道冷料穴，其长度为1～1.5倍的流道直径，本设计取长度为7mm。

图4.51-主流道冷料穴；2-分流道冷料穴

4.2.5拉料杆的设计

拉料杆的作用是将主流道凝料从浇口套中拉出，再将其随着制品一起推出模具外。

（1）主流道拉料杆的设计

本设计的浇口形式为侧浇口，为了避免主流道凝料粘在定模上，所以需要设计拉料杆，本设计采用勾形拉料杆作为主流道拉料杆。

（2）分流道拉料杆的设计

侧浇口浇注系统分流道的拉料杆就是推杆，拉料杆的直径等于分流道直径，装在推杆固定板上。

5、注塑模排气系统的设计

注塑模中将气体排出和气体引进的机构统称为排气系统。

型腔内的气体应及时排出以免影响到制品的成型质量和成型周期。

注射模成型时排气通常用如下四种方式进行：

（1）利用流道排气；

（2）在分型面上开设排气槽排气；

（3）利用推杆、推管和动模镶件的配合间隙排气；

（4）利用镶件配合面及侧向抽芯结构排气

由于本制品设置的推杆较多，因此除利用推杆与内模镶件的配合间隙排气外，仅在制品枕位处开设排气槽。

6、注塑模成型零件的设计

模具生产时用来填充塑料熔体和成型制品的零件称为成型零件，制品的外形和尺寸取决于成型零件，成型零件包括凸模、凹模以及小型芯等。

6.1型芯、型腔工作尺寸的计算

6.1.1模具成型零件的制造误差

影响制品尺寸误差的还有成型零件的制造误差，制品的尺寸精度随着成型零件的制造精度而变化。

实践表明，成型零件的制造公差约占制品总公差的

，设成型零件的制造公差为

。

6.1.2模具安装配合的误差

模具成型零件装配误差是指制品在成型过程中成型零件之间配合间隙的变化，都会引起制品的尺寸的变化。

影响误差的因素较多，累积的误差也就较大，因此我们在设计时应确保累积的误差不超过塑件规定的公差值，即：

（6.1）

式中

——为塑件公差。

因为考虑到影响因素多，因此本设计中计算尺寸都采用平均收缩率法。

即：

（6.2）

式中S--塑料的平均收缩率（其他的同上）。

由材料的性质可知：

ABS的收缩率为0.4～0.7。

故

规定：

制品外形名义尺寸为最大尺寸，采用单向负偏差，与之相对应的凹模名义尺寸为最小尺寸，采用单向正偏差；制品内形名义尺寸为最小值，单向正偏差，与之相对应的凸模名义尺寸为最大尺寸，单向负偏差；中心距尺寸采用单向等值正、负偏差，基本尺寸为平均值。

6.1.3型芯、型腔工作尺寸的计算

（1）型腔径向尺寸

由平均收缩率法公式：

（6.3）

式中LM—型腔径向尺寸（mm）；

L—塑件径向公称尺寸（mm）；

S—塑料的平均收缩率（%）；

Δ—塑件公差值（mm）；

δ—模具零件公差（mm），δ=1/2～1/4，一般取δ=1/3Δ

式中塑件的公差值Δ根据不同的尺寸在表2（塑料制品尺寸公差数值表）选择。

型腔长：

L1=[101.81×（1+0.0055）-3

/4×0.58]+0.58/30=101.93+0.1930

型腔宽：

L2=[54.37×（1+0.0055）-3

/4×0.40]+0.40/30=54.37+0.133