鼠标上盖注塑注射模具设计.doc

目 录1 绪论 2摘要 3关 键 词 32鼠标上盖设计及其成型工艺的分析 42.1 塑件分析 42.2 塑料的选材及性能分析 42.3 ABS塑料的注射过程及工艺 52.4 ABS的主要缺陷及消除措施 53 鼠标上盖模具设计方案 53.1 分型面方案的优化确定 53.2 型腔数量以及排列方式确定 64 模具设计与对比创新 74.1 注塑机选型 74.2 模具浇注系统设计和浇口的设计 8 成型零件工作尺寸的设计和计算 104.4 模架的确定和标准件的选用 124.5 合模导向机构和定位机构 134.6 脱模推出机构的设计…………………………………………………154. 7 侧向分型与抽芯机构设计 ……………………………………………164.8 排气系统设计 164.9 冷却系统的优化设计 174.10 模具材料例表 185 模具装配 195.1 塑料模具装配的技术要求 195.2 塑料模具装配过程 20总 结 21参考文献 22致 谢 231 绪论 近年来，我国塑料模具制造水平已有较大提高大型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。

在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，CAD/CAE/CAM技术得应用面已大为扩展，高速加工及RP/RT等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高 摘 要近几年国家振兴机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM技术，不仅是因为CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，同时还因为塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用在本次毕业设计中，通过运用三维实体造型高端软件Pro/Engineer（简称Pro/E）对“鼠标上盖”外形进行3D造型，同时也设计其塑料外壳注塑模的3D模型；还根据所设计的模具尺寸选择安装相应的模架，最终生成了直观的结构设计图；此外还利用CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图这是第一次利用绘图软件对整套模具进行设计，对所学知识进行了全面巩固，意义重大！关键词： 壳体，注塑模，实体造型，模具，模架AutoCAD2鼠标上盖设计及其成型工艺的分析2.1 塑件分析图2.1 鼠标上盖上图2.1 所示是鼠标上盖参考零件2.1.1 结构分析如下该塑件为壳体，表面光滑，在模具设计和制造上要有良好的加工工艺，确保成型零件具有一定的光洁度；壳体顶部凹下的胶位是为了插入上盖时能配合紧密，所以必须具备一定的制造精度；下面的倒扣需要用到斜顶成型[2]。

2.1.2 成型工艺分析采用一般精度等级5级，大量生产该塑件壁厚约为1mm左右，考虑到壳体左右部分比较浅，脱模斜度为1度；由于下面的倒扣需要用到斜顶模斜度也设置为1度 塑料的选材及性能分析 该壳用于起支撑作用的支座， 抗拉强度、硬度、耐磨性要突出，综合机械性能要好具备这些条件的塑料首选：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（英文名称:Acrylonitrile Butadiene Styrene ，简称：ABS） 使用特点： 1）综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好 2）与372有机玻璃的熔接性良好,制成双色塑件,且可表面镀铬,喷漆处理3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别 2.2.2 成型特性： 1）无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时2）宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取 50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法 4）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。

2.3 ABS塑料的注射过程及工艺 注射成型过程1）成型前准备，对ABS进行干燥ABS是吸水的塑料，于室温下，24小时可吸收0.2%-0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对ABS进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%ABS的干燥方法: 常压热风干燥 80-85℃ 2-4小时 ；真空热风干燥 80℃ 1-2小时2）注射过程.塑料在注射机内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，起过程可分为充模、压实、保压、倒流、和冷却5个阶段2.4. 残余应力引起的龟裂残余应力主要由于以下三种情况，即充填过剩、脱模推出和金属镶嵌件造成的作为在充填过剩的情况下产生的龟裂，其解决方法主要可在以下几方面入手1）由于直浇口压力损失最小，所以，如果龟裂最主要产生在直浇口附近，则可考虑改用多点分布点浇口、侧浇口及柄形浇口方式　　2）在保证树脂不分解、不劣化的前提下，适当提高树脂温度可以降低熔融粘度，提高流动性，同时也可以降低注射压力，以减小应力　　3）一般情况下，模温较低时容易产生应力，应适当提高温度。

但当注射速度较高时，即使模温低一些，也可减低应力的产生　　4）注射和保压时间过长也会产生应力，将其适当缩短或进行Th次保压切换效果较好iY 白化现象最主要发生在ABS树脂制品的推出部分脱模效果不佳是其主要原因可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响 OhB,6J  3 鼠标上盖模具设计方案 分型面方案的优化确定分型面是模具上用来取出塑件和浇注系统料可分离的接触面称为分型面,分型面的选择对模具设计方式影响最大,分型面设计是否合理对塑件质量和模具复杂程度具有很大的影响基本上是一种分型面对应着一种模具设计方案，所以分型面的选择决定着模具总体的设计方案 分型面的选择原则[3]1）使分型面容易加工2）保证塑料制品能够脱模3）尽量避免侧向抽芯4）使侧向抽芯尽量短5）有利于排气6）有利于保证塑件的外观质量7）尽量减少塑件在合模方向的投影面积9）尽可能使塑件留在动模一侧8）尽可能满足塑件的使用要求10）有利于简化模具结构11）长型芯应置于开模方向综上所述，由于该塑件曲面多,分型面不可能在一个平面上,为了顺利脱模,分型面采用如下模具结构，只需要斜顶出模，加工成本经济，塑件成型精度可靠。

图3.1 分型面形式与位置 型腔数量以及排列方式确定图 型腔排列方式4 模具设计与对比创新4.1 注塑机选型注射机是安装在注射机上使用的设备，因此设计注射模应该详细了解注射机的技术规范，才能设计出符合要求的模具注射机规格的确定主要是根据塑件的的大小及型腔的模具和排列方式，在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下，设计人员应对模具所需的注射量、锁模力、注射压力、拉杆间距、最大和最小模具厚度、推出形式、推出位置、推出行程、开模距离进行计算根据这些参数选择一台和模具相匹配的注射机，倘若用户自己提供型号和规格，设计人员必须对其进行校核，若不能满足要求，则必须自己调整或与用户取得商量调整4. 型腔数量的校核及注射机有关工艺参数的校核[6] 1）型腔数量的校核（1）由注射机料筒塑化速率校核型腔数量 （4.1）t取60s, 符合要求式中 K——注射机最大注射量的利用系数，非结晶型塑料一般取； M——注射机的额定塑化量，改注射机为/s； T——成型周期，因塑件还比较大，壁厚，取30s; m1——单个塑件的质量，取 ; m2——浇注系统的质量，取 ;（2）按注射机的最大注射量校核型腔数量 符合要求。

式中 ——注射机允许的最大注射量，该注射机为140g其他符号意义与取值同前3）按注射机的额定锁模力校核型腔数量壳体正反两面产生的胀模力由内模壳抵消；左右两行位压力由导柱和前模板的斜面抵消，取这两处力的一半为正压力：分型面合模处的作用面积： 塑料熔体对型腔的成型压力是，一般是注射压力的30%-65%，取平均压力为： （4.2） （4.3）符合要求2）注射机工艺参数的校核（1）注射量的校核注射量以容积表示最大注射容积为：最少注射容积： 而 符合要求2）锁模力的校核前面计算过，符合要求3）最大注射压力的校核注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力应该大于注射成型所需调用的注射压力的 即式中；为70—90；代入数据计算，符合要求3）安装尺寸的校核最大与最小模具厚度模具厚度H应满足 式中 该套模具厚度H=25+60+70+80+25=260mm 很明显，选择该注射机能满足模具设计的要求4）开模行程校核——注射机动模板的开模行程，取270mm，见表；——塑件推出行程取22mm；——为包括流道凝料在内的塑件高度；代值计算发现开模行程能满足 模具浇注系统设计和浇口的设计浇注系统是引导凝料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能。

主流道的设计[4]主流道是连接注射机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注射机喷嘴在同一轴线上，断面为圆形，具有一顶的锥度，以便熔体的流动和开模时主流到凝料的顺利拔除1）主流道尺寸和浇口的设计（1）主流道的小端直径 D =注射机喷嘴直径+（0.5~1） =3+（0.5~1），取D=mm 2）主流道的球面半径 SR =注射机喷嘴球头半径+（1~2） =15+（1~2），取SR=16mm 3）球面的配合高度 ，取h=3mm 4）主流道的长度 取L=22+43.5=mm主流道大端直径 （半锥角） 取浇口套总长 2）浇口套的设计主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求比较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬。