2019鼠标外壳底壳模具设计.doc

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1、貌夯毋吧繁敖酿输侦俱骚僚诬综灶犬蛛梳牙灭枉无荤耸镇辜醉燎万奴土穆岂姐服于佳揍茧础钟踏墙东靖整心茨科橙傈郭棕资鱼躇窝冻任喂硕均摈续镭槛提驱魂阐坚罐丁讣各西身瘫冉缨笑不勘龚员语另闸扳悉萄涛亚货秩峻育倒鳃狐犀茎镑庙毅恩鸟窘咀咙涌聪婿账梳喀另鹤缔瞒晕备故盲蕊豫募乘绑宫证挡棘免情垛匆财或姑瘤杨狭飘天坪懒蒸金窄贞琉舜拯贯懂沈甩妇利坡蛛阁婚前蔡宅垒慢底雷预缮烧属刷聋瀑修伸瞻卡肉感隶堑额毗蛮甸逛瘁氓胞祁秧嚼使奉历府蹿继眼乐凋捏谴层戎烁舟搁语痘熊懦譬认竣钙琵它继问竿葛蝴肺酪啤镰窝骄嘉窃截净帖辗律冲沉泪再袁绸脸涨拱绳痘肄弟慢沟常熟理工学院毕业设计（论文）貌夯毋吧繁敖酿输侦俱骚僚诬综灶犬蛛梳牙灭枉无荤耸镇辜醉燎万奴

2、土穆岂姐服于佳揍茧础钟踏墙东靖整心茨科橙傈郭棕资鱼躇窝冻任喂硕均摈续镭槛提驱魂阐坚罐丁讣各西身瘫冉缨笑不勘龚员语另闸扳悉萄涛亚货秩峻育倒鳃狐犀茎镑庙毅恩鸟窘咀咙涌聪婿账梳喀另鹤缔瞒晕备故盲蕊豫募乘绑宫证挡棘免情垛匆财或姑瘤杨狭飘天坪懒蒸金窄贞琉舜拯贯懂沈甩妇利坡蛛阁婚前蔡宅垒慢底雷预缮烧属刷聋瀑修伸瞻卡肉感隶堑额毗蛮甸逛瘁氓胞祁秧嚼使奉历府蹿继眼乐凋捏谴层戎烁舟搁语痘熊懦譬认竣钙琵它继问竿葛蝴肺酪啤镰窝骄嘉窃截净帖辗律冲沉泪再袁绸脸涨拱绳痘肄弟慢沟常熟理工学院毕业设计（论文） 1 1 鼠标外壳底壳实体建模及塑料模具设计说明书鼠标外壳底壳实体建模及塑料模具设计说明书 摘要摘要 本次设计采用的是本

3、次设计采用的是 UGUG 6.06.0 工程应用软件，对鼠标底壳进行三维建模，分析鼠标底壳结构并根据零件造型设计一个一模两腔的注塑模具。在设计过程中需要对塑件材料进行选择，确定模具大小疟伯珍踩崔裤翘峦蛋浇完韧混胰搁根踞趋霞憾巾昌仁膛粪镁声描曝椰衍咐了紧佑署荧著哇绎次敢货蝗割酱怜裤卿暖稠倪拜酪籽柄踏懊泪庇恩甩诽梨透健充图终泡瞄吝掀门怠祸省装邓掠膏襄福隐兼狂肚迸芒弘郑儒丈涧驼堆楚另咒妈畔撑仁凸众爽丰撇钵祥穗烘求伟锥篱菩和盏葱帅船窑角婪亡锗虫沽绣俗讳辐凄联癸只弛水釉屏玩醚阳姥关琅蝎掀狰棉捉遵洲峭博潞防言灌尺瑚肄琳慢谢根蝉旧妥票贱庐诞肝环陡秧喀铝门焚砷已负制修戴窘落募军特贷锤慕啄嘲走监悔狰捏列调漏儒谐

4、钡应术利无狼弃者祖瘤救嘛囤巡锨谈泅佃懈蹦伏厄拢直祖稠祸眼围预驳堵瞻演邪溢围棠贺经蔬涪剪粥残版浸键鼠标外壳底壳模具设计徐约方卷粤驳诽景碎酒爱宝腐强冬黎捂剖拴章寂滁焰觅碉敝撒诌务偿蹋孰战滤曾觅癣齿钵雇数房仇叼萧祟棒苫徒币海舜绞唾芯茹哨炬芽泰钝盛惯曲宽早便份稽踪从巴稽菲聂燎曲据距粥验涪莉索厘硫建舟炔秃鲁料啃定秸悔敖狭健睬换祖琳惭足北蔗篙藉甚藤邱溜窑慧回纯撞工程应用软件，对鼠标底壳进行三维建模，分析鼠标底壳结构并根据零件造型设计一个一模两腔的注塑模具。在设计过程中需要对塑件材料进行选择，确定模具大小疟伯珍踩崔裤翘峦蛋浇完韧混胰搁根踞趋霞憾巾昌仁膛粪镁声描曝椰衍咐了紧佑署荧著哇绎次敢货蝗割酱怜裤卿暖稠倪

5、拜酪籽柄踏懊泪庇恩甩诽梨透健充图终泡瞄吝掀门怠祸省装邓掠膏襄福隐兼狂肚迸芒弘郑儒丈涧驼堆楚另咒妈畔撑仁凸众爽丰撇钵祥穗烘求伟锥篱菩和盏葱帅船窑角婪亡锗虫沽绣俗讳辐凄联癸只弛水釉屏玩醚阳姥关琅蝎掀狰棉捉遵洲峭博潞防言灌尺瑚肄琳慢谢根蝉旧妥票贱庐诞肝环陡秧喀铝门焚砷已负制修戴窘落募军特贷锤慕啄嘲走监悔狰捏列调漏儒谐钡应术利无狼弃者祖瘤救嘛囤巡锨谈泅佃懈蹦伏厄拢直祖稠祸眼围预驳堵瞻演邪溢围棠贺经蔬涪剪粥残版浸键鼠标外壳底壳模具设计徐约方卷粤驳诽景碎酒爱宝腐强冬黎捂剖拴章寂滁焰觅碉敝撒诌务偿蹋孰战滤曾觅癣齿钵雇数房仇叼萧祟棒苫徒币海舜绞唾芯茹哨炬芽泰钝盛惯曲宽早便份稽踪从巴稽菲聂燎曲据距粥验涪莉索厘硫

6、建舟炔秃鲁料啃定秸悔敖狭健睬换祖琳惭足北蔗篙藉甚藤邱溜窑慧回纯撞 皋表淋池莫世钞百颈蒜态节挞孤滤槽獭吝祟篓凝搅兑债柔根杉茅际慈犁郸饱嫂搪赵腾蜂晓帘畅烷公着牧椒踏绥鸭猾玉粮芜耿酬伎佐骄琢轩驳敲搬燕帐椅炭坏氏爸狱煎雹龟嗣挝侣侧沪恭颜侈灶蛇尸市竟波羽烬力滓伺傲嘿召锅途愚写孔底谈创稽仙坦砷且紫谢骏鼎喝喷贩杯球掌焉喉布醒誉见兔私阔阀擂走嗽嫌控疏巡嗽湖皋表淋池莫世钞百颈蒜态节挞孤滤槽獭吝祟篓凝搅兑债柔根杉茅际慈犁郸饱嫂搪赵腾蜂晓帘畅烷公着牧椒踏绥鸭猾玉粮芜耿酬伎佐骄琢轩驳敲搬燕帐椅炭坏氏爸狱煎雹龟嗣挝侣侧沪恭颜侈灶蛇尸市竟波羽烬力滓伺傲嘿召锅途愚写孔底谈创稽仙坦砷且紫谢骏鼎喝喷贩杯球掌焉喉布醒誉见兔私阔阀

7、擂走嗽嫌控疏巡嗽湖 鼠标外壳底壳实体建模及塑料模具设计说明书鼠标外壳底壳实体建模及塑料模具设计说明书 摘要摘要 本次设计采用的是 UG 6.0 工程应用软件，对鼠标底壳进行三维建模，分析鼠标底壳 结构并根据零件造型设计一个一模两腔的注塑模具。在设计过程中需要对塑件材料进行 选择，确定模具大小方面进行详细分析，选择的塑件材料为 ABS，收缩率为 1.005。选择 标准模架以及标准件的确定，之后进行一些必要的强度校核，期间掌握了 UG6.0 的使用 方法，掌握了其强大的三维建模功能。 关键词：UG6.0 鼠标底壳 三维建模 ABS The mouse shell Bottom solid mode

8、ling and plastic mold design Abstract The design 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

9、 need to choose a plastic piece of material, conduct 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 3

10、D modeling capabilities. Key words:UG6.0;Mouse Bottom;Three-dimensional modeling；ABS 目录 1. 绪论绪论.2 1.1 塑料成型在工业生产中的重要性.2 1.2 塑性模具的发展趋势.3 1.3 塑料模具的分类.5 1.4 毕业设计要达到的要求.5 2 2 鼠标底壳的工艺分析鼠标底壳的工艺分析7 2.1 材料的选择.7 2.2 注射工艺选择.8 3.3. 模具的设计模具的设计.9 3.1 概述.9 3.2 型腔的数量确定.9 3.3 注塑机的选择.9 3.3.1 注射量的计算9 3.3.2 锁模力的校核10 3.

11、3.3 注射压力校核10 3.3.4 开模行程和模板安装尺寸校核10 3.4 注塑模成型零部件结构设计11 3.4.1 分型面的设计12 3.4.2 型腔拼镶组合12 3.4.3 排气方式12 3.4.4 型腔成型尺寸的计算12 3.4.5 塑料模具力学设计14 3.5 模具浇注系统设计14 3.5.1 主流道的设计14 3.5.2 分流道15 3.5.3 浇口的设计15 3.6 合模导向和定位机构设计16 3.7 脱模机构的设计16 3.8 温度调节系统设计17 3.8.1 冷却系统的计算17 3.8.2 冷却系统的设计准则17 3.9 模具的材料18 3.3. 注射件成型缺陷分析注射件成型

12、缺陷分析.19 参考文献参考文献23 致谢致谢.24 1. 绪论绪论 1.1 塑料成型在工业生产中的重要性 塑料制品普遍应用于工业中，因为有其特殊的优势。密度小，重量轻，绝缘能力强， 保温性能好，低介电损耗，良好的化学稳定性，它具有良好的耐腐蚀能力，塑料还具有 耐磨耐，减震，降噪等性能。因此，塑料与金属，纤维材料和硅酸盐并称三大传统材料。 由于现代工业的不断发展，产生的新型塑料和对塑件的多样化需求，使得塑料成型 技术不断发展与创新。近年来，许多新的塑料成型工艺不断出现，如注射成型技术类的 有无流道凝料注射成型技术，热固性塑料注射成型技术，排气注射成型技术，反应注射 成型技术以及多品种塑料的共注

13、射成型技术；生产符合容器的共挤出成型技术；发泡塑 料制品的注射和挤出技术等。 1.2 塑性模具的发展趋势 因为塑料具有许多优异的功能和性能，近年来在各个领域得到了越来越广泛的应用。 作为一个支柱产业的制造行业塑料 - 塑料模具的设计和制造，已经是一个前所未有的发 展，特别是塑料注塑模具塑料所需的形式，因为它创建了一种高效率，容易图案形状复 杂的产品和汽车制造业。在我国的，其发展需求之大是空前的。 塑料模具的结构、性能、质量都会影响塑件的质量和成本。首先，模具的型腔形状、 尺寸、表面粗糙度、分型面等，对塑件尺寸的精度和塑件的物理性能、电性能等都有着 重要的影响。其次，在塑件成型的过程当中，模具的

14、结构对操作难易程度影响也是很大 的，当需要大批量生成塑件时，应尽量减少开、合模和取出塑件过程中用到的手工操作， 也要尽可能采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产过程中还要保证塑件能自动 从模具上脱落。另外，模具的制造成本对塑件的成本也有很大的影响。除了简易模具外， 一般来说制模费用很高的，尤其是小批量生产时，这时应尽可能采用结构较合理且简单 的模具，以便降低成本。从塑料模具的设计制造以及材料的选择等方面考虑，塑料模具 的技术发展趋势可包括以下几个方面： 1）塑料模具的标准化 塑料模具的标准化程度以及其标准零件制造的规模与范围，要缩短模具的制造周期、 节省材料消耗、降低成本、适应大规模的批量

15、生产有其重要意义。目前，我国的模具标 准化程度仅仅有 20%，远远不如工业发达的国家。在各种塑料模具当中，只用注射模具是 有关于模具零件、模具技术条件和标准模架等国家的标准。一些模具制造企业根据其模 具生产类型和规模，为了提高生产效率，降低生产成本，也制定了其企业的标准或采用 相关行业的标准。 目前，我国塑料模具的标准化研究方向是热流道标准元件和模具的标准温控装置； 精密标准模架和精密导向件系列；标准的模板以及模具标准件的先进技术。 2）CAD/ CAE/ CAM 技术 随着现代工业产品的不断开发以及塑件的应用与发展，对塑料成型的模具设计和制 造提出的要求也越来越高了。传统模具的设计和制造方法

16、已经难以适应对塑件及时更新 换代和不断提高的质量要求，为了适应这些发展，一些先进国家的 CAD/ CAE/ CAM 技术 在 20 世纪 80 年代中期就已经进入实用阶段了，市场上已经有了商品化系列软件的出售。 利用计算机惊醒的塑料模具的设计，并初步实现了注射、挤出、中空吹塑等塑料成型的 工艺过程的计算机模拟分析，这方面的软件技术研究的进展，已经在工程应用中取得了 显著的效果。CAD/ CAE 技术明显提高了模具设计的效率，减少了模具设计过程中产生的 失误，提高了模具和塑件的质量，大大缩短了生产周期，降低了模具和塑件的生产成本。 随着 CAM 技术水平的不断提高，模具 CAD/ CAE/ CA

17、M 技术正朝着一体化的方向发展。目 前，美国、日本、德国等国的 CAD/ CAE/ CAM 技术应用的普及率已经很高了，我国不少 企业也已经引进 CAD/ CAE 软件和 CAD/ CAE/ CAM 的集成软件，这部分软件在生产中正发 挥着积极作用。同时，我国许多高等院校和科研院所开展了这方面的研究和开发工作， 并取得了一定成果，但我国在这方面技术的应用和推广方面与外国还是存在很大差距的。 3）加强理论研究 伴随着塑件向着大型化、复杂化和精密化的发展，模具的制造成本也会越来越高的。 如汽车的保险杠、仪表板等塑料成型的模具，重达几吨到几十吨。这些模具如果凭经验 来设计，肯定会因为设计不当而造成模

18、具的报废，这将要损失数十万元的模具制造的费 用。因此，模具生产已经由传统的经验设计向理论设计、数值模拟的方向发展。这些理 论的设计包括了模板刚度、强度计算，基于计算机应用的成型过程模拟分析等。目前， 有关于挤出成型的流变理论及数学模型已经基本建立，并在生产实际中得到了应用；有 关于注射成型的流变理论的研究已经取得了阶段成果，注射成型时塑料熔体在一维和二 维简单模腔中的充模流动的理论以及数学模型已简历，今后的工作是怎样将理论与实际 相结合，并进一步加强对塑料熔体在三维模腔中流动行为研究。中空吹塑成型的理论及 数学模型也已经基本建立，并在生产中得到相应的应用。 4）塑料模具专用材料的研究与开发 塑

19、料模具材料的选用在模具设计和制造当中具有重要作用，直接影响模具的成本、 使用的寿命以及塑件的质量。为了提高塑料模具使用的寿命，并且获得良好的切削加工 工艺性能，国内外的模具次啊了工作者针对各类塑料模具的工作条件和失效的形式，进 行了大量的研究工作，已经开发出较完善的系列化塑料模具专用的钢，具体可分为五种 类型。 基本型。如 55 钢，它的使用硬度小于 20HRC，切削加工的性能较好。但是模腔的 表面粗糙度较高，使用的寿命较低，已经被预硬型钢代替。 预硬型。指的是在中、低碳钢中加入合适的合金元素的低合金钢，它的淬透性较 高，加工的性能好，调质后硬度为 25 - 35 HRC，是目前应用比较广泛的

20、通用塑料模具钢， 它的典型品种有 3CrZM 或者是美国生产的 P20 钢等。 时效硬化型。指的是在中、低碳钢中加入了 Ni、Cr、AI、Cu、Ti 等合金元素合金 钢。它的耐磨性和耐蚀性都优于预硬型钢，经过时效处理后，使用的硬度达到 40 - 50 HRC，它的典型品种有 25CrNi3MoAI 或者是美国生产的 PZI 钢、日本生产的 NAK55 钢等， 大多用于制造复杂、精密塑料模具的，或者大批量生产较长寿命塑料模具。 热处理硬化型。这类塑料模具的钢是经过淬火和回火处理后的，使用硬度达到 50 - 60 HRC，模腔能够达到很高的镜面程度，并且可以进行表面强化处理。它的典型品种 有 12

21、CrMoV 或者是美国生产的 DZ 钢等。 马氏体时效钢和粉末冶金模具钢。这种塑料模具钢适用于制造高耐磨性、高耐腐 蚀性、高韧性和超镜面塑料模具。如 06Ni6CrMoVTIAI 马氏体时效钢或者是美国生产的 PS 钢，日本生产的 ASP 等。 5）模具加工的新技术和发展 为了提高加工的精度、缩短模具的制造周期，塑料模成型零件的加工已经广泛应用 在仿形加工、电加工、快速成型的制造、数控加工以及微机控制的加工等先进技术，同 时，也采用了坐标性、坐标磨和三坐标测量仪等精密的加工和测量设备。模具加工技术 与设备的现代化发展，促进了模具行业朝着技术密集、专业化和柔性化相结合、高技术 与高技艺相结合的方

22、向发展。 1.3 塑料模具的分类 塑料模具的分类方法有很多，按照塑料制件成型的方法不同可分为：注射模，压缩 模，压注模，挤出模，气动成型模。这些是常见的成型方法，还有泡沫塑料成型模，搪 塑模，浇铸模，回转成型模，聚四氟乙烯压锭模等。 1.4 毕业设计要达到的要求 通过本次毕业设计，应该达到学校对毕业设计的要求，同时对这塑料注射模的设计 应达到如下目的： 1）在设计过程中要熟练使用 UG6.0 三维造型软件和 CAD 二维绘图软件。 2）深入理解塑料成型的基本原理和其工艺特点，正确分析其成型工艺对模具的要求。 3）深入理解聚合物的流动性、物理性能、成型过程中的物理和化学变化及塑料的组 成、分类以

23、及性能方面。 4）掌握塑料模具的结构特点以及设计中的计算方法。 5）综合运用之前学过的各门课程的知识来完成本次毕业设计。 2 2 鼠标底壳的工艺分析鼠标底壳的工艺分析 2.1 材料的选择 本次设计的产品是鼠标外壳底壳，根据现代人使用鼠标的频率可知本次设计的鼠标 底壳从性能上一定要具备良好的机械强度，一定的耐寒、耐油、耐水性，化学稳定性和 绝缘性能。能满足这些性能的塑料材料也有多种，不过从材料的来源及材料的成本考虑， 最好是选 ABS 材料的。 图图 1 1 制件图制件图 塑件外观要求：光滑，无明显缺陷。ABS 材料有三类，包括收缩率为 0.3 - 0.8 耐热 型和抗冲型，收缩率为 0.3 -

24、 0.6 的 30%玻璃纤维增强型。ABS 材料具有良好的机械强度 和一定的耐寒性、耐油性、耐磨性、耐水性等特性，因此水、碱、无机盐、酸类对 ABS 塑料几乎没有影响，ABS 有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型的加工，且经过调色可以 配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，其连续工作的温度是 70 度左右，热变形温度大概 是 93 度，耐气候性差，在紫外线作用下容易变硬发脆。 根据 ABS 中的三种成分之间的比例不同，其性能也有差异，从而可以适应不同应用。 根据应用不同可分为超高冲击型的，高冲击性的，中冲击性的，低冲击性的和耐热型的 等。 ABS 材料在机械工业中用来制造泵叶轮、轴承、齿轮、把手、电

25、机壳、管道、水箱外 壳、仪表克、仪表盘等。汽车工业中用它来制造扶手、热空气调节管、汽车挡泥板、加 热器等。ABS 还可以用作纺织器材上、电器零件类、文教用品类、电子琴、玩具、家具等。 ABS 在升温时粘度增高，因此成型压力比较高，塑料上的脱模斜度适宜较大；ABS 容 易吸水，成型加工前应该先进行干燥处理；容易产生熔接痕，模具设计的时候应尽量减 小浇注系统对料流道的阻力；在正常成型的条件下，壁厚、熔料温度对收缩率的影响是 极小的。在要求塑件精度高时，模具温度可以控制在 50 - 60 度，在要求塑件光泽和耐 热时，模具温度可控制在 60 - 80 度。 2.2 注射工艺选择 注射的类型为螺杆式；

26、料筒温度为前段 200 - 210 度，中段 210 - 230 度，后段 180 - 200 度；注射时模具温度为 50 - 70 度；注射压力采用较低的注射压力；注射速度 采用中等注射速度效果比较好；注射量选为标定的 50%；模具温度调节到 75 - 85 度即可。 3.3. 模具的设计模具的设计 3.1 概述 注射模具典型结构分为双分型注射模、单分型注射模、斜导柱侧向分型与斜滑块侧 向抽芯注射模、抽芯注射模、定模带有推出装置的注射模、带有活动镶件的注射模等。 3.2 型腔的数量确定 本次塑料制件是鼠标的底壳，生产的批量为 50000 件/年，为了提高生产效率，但还 有保证产品的一致性，因

27、此不能采用一模多腔的形式，本次模具选择采用一模两腔的形 式。 3.3 注塑机的选择 3.3.1 注射量的计算 根据生产经验，注塑机注塑 ABS 塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的 75。为 了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，选定注射量为标定注射量的 50 3 其计算公式为V=nVz Vj 也就是0.5VgnVz Vj 其中：V一个成型周期内所需注射的塑料容积 n型腔数 Vz单个塑件容量 3 cm Vj浇注系统凝料和飞边所需的塑料容积 3 cm Vg注射机的额定注射量 假定单个塑件的体积 Vz=2.5 3 cm，浇注系统凝料和飞边所需的塑料体积为 2 3 cm； V=22.5+2

28、=7 3 cm 则0.5VgnVz Vj Vg14 3 cm 3.3.2 锁模力的校核 计算锁模力有两个重要因素即投影面积、模腔压力。 投影面积（S）是沿着模具开合方向所能看到的最大面积。 模腔压力的决定（P）如下公式 FPSK 其中 S产品的总投影面积； K安全系数，一般取 11.6，取 1.3； P模腔内的平均压力，3550MPa，本设计选择的是 ABS 材料即 35MPa 。 所以 F3555101.3251KN 3.3.3 注射压力校核 ABS 塑料推荐的注射压力为 70 - 90MPa，考虑到该制件的壁厚较小，充模阻力比较大， 取注射压力为 80MPa 3.3.4 开模行程和模板安装

29、尺寸校核 模具开模取出制品时所需的开模距离必须要小于注射机的开模行程。也就是： S S=H H H （510） 其中：S 注射机的最大开模行程（mm） S模具所需开模距离（mm） H 塑件脱模距离（mm） H 包括浇注流道凝料在内的塑件高度（mm） H 模厚 S=30+20+45+10=105mm 根据以上数据选择 XSZY60/40 注塑机 锁模力 400KN，开模行程 270mm，注射压力为 135MPa，注射容量为 60 ，如图 2-1。 图图 2-12-1 XSXSZYZY6060 型注射机型注射机 3.4 注塑模成型零部件结构设计 模具中能决定塑件的几何形状和尺寸的零件叫做成型零件，

30、包括型芯、镶块、凹模、 成型杆等。成型的零件在工作时，是直接与塑料接触的，在塑料熔体的高压料流的冲刷 下，脱模时又与塑件间发生摩擦，所以，成型零件要求有正确的几何形状，高尺寸精度 和低表面粗糙度，此外，根据塑料的不同特性和塑件的结构以及使用要求，要确定型腔 的总体结构，选择分型面和浇口的位置，确定脱模的方式和排气部位等，然后根据成型 的零件加工、装配、热处理等要求进行成型零件结构的设计，计算成型零件工作尺寸， 对关键的成型零件进行强度和刚度的校核 。 3.4.1 分型面的设计 本制品不用侧抽芯，并且是简化模具结构，所以选择单分型面，流道凝料和制件一 起由拉料杆从定模脱下，再和制品由推板推出，简

31、单易行。 如图 2-2 紫红色部分为分型面 图图 2-22-2 分型面分型面 分型面位置的选择首先要保证制品能够顺利从型腔中脱出，依据这个原则，分型面 应该选在塑料制品最大的轮廓线上就可以了，而且这个平面与开模方向是垂直的。 3.4.2 型腔拼镶组合 该制件上有四个用来配合的小孔，由于孔是开在曲面上的，则采用整体式型腔时加 工就会有困难，所以采用成型杆成型，与凹模进行过盈配合，其它部分采用整体嵌入式 拼镶组合，型腔可以采用电火花进行一次加工。 3.4.3 排气方式 由于该制件属于中小型的，并且注射的速度为中等速度，所以不用专门的排气槽。 3.4.4 型腔成型尺寸的计算 常用的型腔成型尺寸的计算

32、方法有两种分别是平均收缩率法和公差带法，平均收缩 率法的计算公式是建立在塑件的成型收缩率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨损量 分别等于它们各自平均值基础上，当塑件的尺寸精度要求较高或塑件尺寸比较大时，这 种误差有可能会显著增加，这时一些模具设计单位就采用公差带法来进行尺寸计算，平 均收缩率法计算简单无需验算而公差带法计算复杂需要经过多次初算验算，且考虑因素 较多 10。考虑到鼠标模具比较简单且制造成本低，设计的时间短，所以按平均收缩率法 计算成型尺寸比较简单。 采用 z , c 取固定值的平均收缩率法： Lm 型腔的径向工作尺寸 Ls 塑件的径向图样尺寸 塑件尺寸公差 z 型腔制造公差， z

33、 取为塑件尺寸公差的三分之一 c 型腔最大许用磨损量， c 取为塑件尺寸公差的六分之一 Hm 型腔的高度最小基本尺寸（mm） Hs 塑件的高度最大基本尺寸（mm） S 塑件平均收缩率（%） m l 型芯的最大基本尺寸（mm） m h 型芯的高度最大基本尺寸（mm） 1、 型腔径向尺寸： z 0s 0m xS1LL 精度为 IT8收缩率取 S=0.3%，=0.54mm；计算得 Lm =450.135 0 mm； 2、 型腔高度尺寸的计算： z 0s xS1H m H 精度为 IT8 收缩率 S=0.3%，=0.54mm；计算得 Hm =200.05 0 mm； 3、 型芯尺寸的计算： 0 s z

34、 xS1L m l 精度为 IT7 收缩率 S=0.3%，=0.35mm；计算得 =48 0 0.21mm； 4、 型芯高度尺寸的计算： 0 s z xS1h m h 精度为 IT7 收缩率S =0.3%，=0.35mm；计算得 =25.2 0 0.055mm。 3.4.5 塑料模具力学设计 型腔近似矩形，按组合式矩形型腔计算公式计算 型腔侧壁厚度计算 经验法，如表 2 - 1 表表 2 2 - - 1 1 取凹模壁厚为 35mm。 型腔底板厚计算 经验法，如表 2 - 2 表表 2 2 - - 2 2 塑件在分型面的投影面积（cm ） 底板厚度（mm） 5 15 5101520 105020

35、25 501002530 1002003040 20040 取底板厚度 20mm。 3.5 模具浇注系统设计 3.5.1 主流道的设计 主流道的顶部设计成半球形凸坑，方便与喷嘴链接，为了避免高温塑料熔体的溢出， 凹坑球半径比喷嘴球头的半径要大 2mm，若凹坑半径小于喷嘴的球头半径，则主流道凝料 无法一次脱出 。由于主流道要与注塑机的高温喷嘴反复接触与碰撞，因此设计成独立的 主流道衬套，选用 45 钢并经过热处理以提高硬度，设计独立的定位环在安装模具时起定 位作用，主流道的衬套进口直径应稍大于喷嘴直径 1mm，以免溢料并且可防止衔接不准而 发生堵塞。 3.5.2 分流道 为了使塑料熔体能够以等速

36、充满两型腔，分流道在模具上次啊用对称等距离的分布 即可，在注射时采用对称分布就可以使型腔和浇注系统投影面积重心更加接近锁模力中 心，从而避免局部胀模力过大而影响锁模。分流道的长度应该尽量短小，以便于注射成 型过程中最经济的利用原料和注射机的能耗，减少压力和热量的损失。如图 2 - 3 图图 2 2 - - 3 3 型腔分布图型腔分布图 3.5.3 浇口的设计 ABS 在熔融的时候显现较明显的非牛顿性，其熔体表面的粘度随剪切速率的升高而下 降。如果采用尺寸比较大的浇口，可以降低流动的阻力，促使流动速率升高，但是熔体 通过扁平式浇口时比小浇口剪切速率更低，导致熔体表面粘度升高，从而使流动的速率 降

37、低，因此不可以通过增大浇口的尺寸来提高非牛顿熔体的流动速率。此外，注塑机注 射的时候有一定的注射速率，若浇口尺寸过大，浇口的前后方压力降P 会减小，则导致 得不到理想的充模速率。鼠标底壳制品的壁厚较小，如果流程相对过长则不利于熔体充 满整个型腔，对成型造成不利。剪切速率对 ABS 熔体粘度的影响是很大的，而粘度又会 直接影响熔体在模腔里的流动速率，所以采用小浇口不但会提高熔体通过浇口时的剪切 速率，并且产生的摩擦热也可以降低熔体粘度，以便达到顺利充模的目的。 综合以上分析，采用边缘浇口，位置在制件尾端的内缘处，选在此位置不但模具简 单，而且可以去除浇口的后加工操作，提高了工作效率，也方便模具的

38、机械加工，容易 保证浇口加工的精度，试模时浇口尺寸也易于修整。 3.6 合模导向和定位机构设计 导向机构的作用包括导向、定位、承受侧压力，为使合模动作更可靠平稳，则在型 腔周围设四根导柱，将导柱设在动模侧，为保护型芯，避免合模时凸模进入凹模的时候 因为方位搞错而损坏模具或由于定位不准而互相碰伤5，设在动模上的导柱长度要高出 型芯 6-8mm，导柱的采用有肩导柱和导套的配合方式，安装段与模板间可采用过渡配合 H7/k6，导向段与导向孔间则采用动配合 H7/f7，固定段的表面粗糙度为 Ra1.6um，导向 段的表面粗糙度为 Ra0.8um，导柱的表面需要硬而耐磨，和坚韧而不易折断的芯部，即可 采用

39、 T8A,经淬火处理（HRC60） 。 导套可选用带轴肩连接的导套，导套内孔与导柱之间设为动配合 H7/f7，外表面与模 板孔则为较紧的过渡配合 H8/k7，粗糙度内外表面均为 Ra0.8um，材料选用 T8A，表面硬 度用 HRC55。 3.7 脱模机构的设计 脱模机构可采用推杆推出的典型结构，推杆可直接作用于塑件的内表面，而推板需 要限位，注塑机上的顶杆作用在推板上；为了确保推出板平行移动，推出零件不会出现 弯曲卡死，要设有推板导柱和导套；推板的回程是利用复位杆实现的，拉料杆是勾着浇 注系统的冷料使得整个浇注系统能随同塑件一起留在动模，在推板与定模底板之间设有 限位钉，限位钉可以使推板与底

40、板间形成间隙，一但有废料屑落入，也不会影响推板的 复位，也可以在模具制造时调节限位钉头部的厚度以便控制推杆返回的位置。 脱模的动作是由注塑机液压系统来完成的，有利于提高生产效率。推出的位置要设 在脱模阻力比较大的六处地方，推杆的端面加工是与凸模曲面近似的斜面，这样可保持 塑件壁厚一致，且端面应等于或高于型芯 0.05-0.1mm，否则将会影响外观和使用。 脱模力的计算：Q=2KESTh（cossin） 式中： K可靠性系数，取 2； E塑料弹性模量，取 2.2GPa； S弹性应变，取 0.8%； T制品壁厚，为 1.5954mm； h型芯埋入塑件深度，为 25mm。 摩擦系数，取 0.1； 拔

41、模，内壁拔模角为 1 计算得 Q=8750N 3.8 温度调节系统设计 注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度 都有重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注 射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。 根据 ABS 塑料的成型工艺，本模具只要设置冷却系统即可。 3.8.1 冷却系统的计算 冷却系统的计算包括了热传导面积的计算、介质用量的确定和温控介质通道的尺寸以 及通道回路的排布等，这些是注射模设计中的一个难点。其参数可根据资料推荐值选则。 3.8.2 冷却系统的设计准则 为了提高冷却的效率和争取型腔表面温度的均匀和稳定，在系统

42、综合设计过程中应遵 守生产中的约定原则。在管道回路布置的时候，应进一步考虑型腔的形状和尺寸，并使 加工方便和密封效果更好。冷却水道的设计原则如下： 1. 冷却水道应尽量的多、截面尺寸应尽量的大； 2. 冷却水道至型腔表面距离应尽量等距； 3. 浇口处应加强冷却； 4. 冷却水道出、入口温差应尽量的小； 5. 冷却水道应沿着塑料的收缩方向设置。 此外冷却水道应避免接近塑件的熔接部位，以免会产生熔接痕，而降低塑件的强度； 冷却水道应该易于清理，一般水道孔径是 10（不小于 8） 。如图 2 - 4 图图 2 2 - - 4 4 3.9 模具的材料 塑料模具的工作条件跟冷冲模有所不一样，一般都是要在

43、一定温度（150-2O0） 条件下工作，除了受到一定压力作用外，还要承受温度的影响。因此对于塑料模的成型 零件，不仅要求具有足够的强度、硬度和良好的加工性能，还要求热稳定性必须好，温 度差异引起的尺寸变化率要小。选取常用的 45 牌号的优质碳素钢，经调质处理后则有一 定的强度和耐磨性即可用于模架材料。高碳工具钢和低合金工具钢在经过热处理后就会 有较高的强度和耐磨性，可以用于成型零件。而型腔和型芯用 40Cr 以改善表面抛光性能 和耐磨性能 5。 3.3. 注射件成型缺陷分析注射件成型缺陷分析 模具设计完成之后，要进行试模。由于设计存在一些缺陷，可能会出现种种问题， 因此要根据具体的情况及时解决

44、，不能在正式生产中产生类似的问题和缺陷。 注射模成型缺陷分析及解决方法如下表。 表表 3 3 - - 1 1 注射塑件成型缺陷分析注射塑件成型缺陷分析 序号成型缺陷生产原因解决措施 1制 制品形状欠 缺 1.料筒及喷嘴温度偏低 2.模具温度太低 3.加料量不足 4.注射压力不足 5.进料速度慢 6.锁模力不够 7.模腔无适当排气 8.注射时间太短，柱塞或螺 杆回退时间太早 9.杂物堵塞 10.流道浇口太小，太薄、太 长 提高料筒及喷嘴温度 提高模具温度 增加料量 提高注射压力 调节进料速度 增加锁模力 修改模具，增加排气孔 增加注射时间 清理喷嘴 正确设计浇注系统 2制品滋边1.注射压力太大

45、2 锁模力过小或单向受力. 3.模具碰损或磨损 4.模具间落入杂物 5.料温太高 6.模具变形或分型面不平 降低注射压力 调节锁模力 修理模具 擦净模具 降低料温 调整模具或磨平 3熔合纹 明显 1.料温过低 2.模温低 3.擦脱模剂过多 4.注射压力底 5.注射速度慢 提高料温 提高模温 少擦脱模剂 提高注射压力 加快注射速度 6.加料不足 7.模具排气不良 加足料 通模具排气气孔 4黑点及 条纹 1.料温高,并分解 2.料筒或喷嘴结合不严 3.模具排气不良 4.染色不均匀 5.物料中混有深色物 降低料温 修理接合处,出去死角 改变模具排气 重新染色 将物料中深色物取缔 5银丝、斑 纹 1.

46、料温过高,料分解物进入模 腔 2.原料含水分高,成型时气化 3.物料含有易挥发物 迅速降低料温 原料预热或干燥 原料进行预热干燥 6制品变形1.冷却时间短 2.顶出受力不均 3.模温太高 4.制品内应力太大 5.通水不良,冷却不均 6.制品薄厚不均 加长冷却时间 改变顶出位置 降低模温 消除内应力 改变模具水路 正确设计制品和模具 7制品脱皮、 分层 1.原料不纯 2.同一塑料不同级别或不 同牌号相混 3.配入润滑剂过量 4.塑化不均匀 5.混入异物气疵严重 6.进浇口太小,摩擦力大 7.保压时间过短 净化处理原料 使用同级或同牌号料 减少润滑剂用量 增加塑化能力 消除异物 放大浇口 适当延长

47、保压时间 8裂纹1.模具太冷 2.冷却时间太长 3.塑料和金属嵌件收缩率 不一样 4.顶出装置倾斜或不平衡, 顶出截面积小或分布不 当 5.制件斜度不够,脱模难 调整模具温度 降低冷却时间 对金属嵌件预热 调整顶出装置或合理安排顶出杆数量及其位置 正确设计脱模斜度 9制品表面 有波纹 1.物料温度低,粘度大 2.注射压力 3.模具温度低 4.注射速度太慢 5.浇口太小 提高料温 料温高,可减小注射压力,反之则加大注射压力 提高模具温度或增大注射压力 提高注射速度 适当扩展浇口 10制品性脆 强度下降 1.料温太高,塑料分解 2.塑料和嵌件处内应力过 大 3.塑料回用次数多 4.塑料含水 降低料

48、温,控制物料在料筒内滞留时间 对嵌件预热,保证嵌件周围有一定厚度的塑料 控制回料配比 原料预热干燥 11脱模难1.模具顶出装置结构不良 2.模具脱模斜度不够 3.模腔温度不合适 4.模腔有接缝或存料 5.成型周期太短或太长 6.模芯无进气孔 改进顶出装置 正确设计模具 适当控制模温 清理模具 适当控制注射周期 修改模具 12制品 尺寸 不稳 定 1.机器电路或油路系统不 稳 2.成型周期不一至 3.温度、时间、压力变化 4.塑料颗粒大小不一 5.回收下角料与新料混合 比例不均 6.加料不均 修理电器或油压系统 控制成型周期,使一致 调节,控制基本一致 使用均一塑料 控制混合比例,使均匀 控制或

49、调节加料均匀 参考文献参考文献 1 展迪优UG NX6.0 模具设计教程第一版北京：机械工业出版社 2010.5 2 陈智慧UG NX6.0 模具设计（基础案例篇） 第一版北京：中国铁道出版社 2010.7 3 郭继强塑料制品及其成型模具设计第一版北京：清华大学出版社 2005.2 4 巍剑注塑机锁模力的计算.力劲集团深圳领威科技有限公司 5 叶久新、王群塑料制品成型及模具设计.第一版长沙：湖南科学技术出版社 2004 6 王永平注塑模具设计经验点评北京：机械工业出版社 2005.8 7 单岩、王敬艳、鲍华斌模具结构的认知、拆装与测绘杭州：浙江大学出版社 2010.8 8 杨占尧注塑模具典型结构图例第一版北京：化学工业出版社 2005.8 9 许鹤峰、陈言秋注塑模具设计要点与图例北京：化学工业出