【導(dǎo)讀】是我們對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)和技能的一次綜合性訓(xùn)練。本次設(shè)計(jì)的課題是鼠標(biāo)外殼的注射模設(shè)計(jì)。極為廣泛的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品及零件，具有生產(chǎn)效。業(yè)生產(chǎn)的重要手段和主要發(fā)展方向。著重說明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分。構(gòu)總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。構(gòu)的設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)又是難點(diǎn)，主要包括成型位置的及分型面的選擇，設(shè)計(jì)，拉料桿的形式選擇，排氣方式設(shè)計(jì)等。下了良好的基礎(chǔ)。師的悉心指導(dǎo)，在此表示感謝！由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的缺

　　

【正文】 圖（ 9）型芯受力分 析 根據(jù)力平衡原理，列出平衡式： ? ?0xF 則： ?? c o ss i n FFF bt ?? 式中 bF —— 塑件對(duì)型芯的包緊力； F —— 脫模時(shí)型芯所受的摩擦阻力； tF —— 脫模力； ?—— 型芯的脫模斜度。 又 ?bFF? 于是 )s i nc o s( ??? ?? bt FF 而包緊力為包容型芯的面積于單位上包緊力之積，即： ApFb ? 由此可得： )s i nc o s( ??? ?? ApF t 式中 ?—— 塑料對(duì)鋼的摩擦系數(shù)，約為 ~； A—— 塑件包容型芯的面積； p —— 塑件對(duì)型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下模外冷卻的塑件 p 約取 ~ 107Pa；模內(nèi)冷卻的塑件約取 ~ 107Pa。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 由于 A=900/= cm2 u= a=10 p= 107Pa Ft=526389N= 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 推出機(jī)構(gòu)一般包括推 桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動(dòng)鑲塊及凹模推出機(jī)構(gòu)、多元綜合推出機(jī)構(gòu)等?？紤]到本塑件的形狀較大，而且深度的拉開幅度很大，而推管推出機(jī)構(gòu)通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機(jī)構(gòu)易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺。因此確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。 推桿位置的設(shè)置 對(duì)于推桿推出機(jī)構(gòu)而言，合理布置推桿的位置是推桿推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的工作之一，它一般從以下幾個(gè)方面去考慮： ① 推桿應(yīng)設(shè)在脫模阻力大的地方 ② 推桿應(yīng)均勻布置 ③ 推桿應(yīng)設(shè)在塑件強(qiáng)度剛度較大處 由于本塑件的圍周緊緊包在型芯上面，此處的脫模力相對(duì)來(lái)說比較 大，故在塑件的四周應(yīng)均勻布置頂桿，而斜面上的方形孔，因此處的脫模力也比較大，故在每個(gè)角落處也應(yīng)布置一頂桿。向型腔凹下去的鑲塊下面也應(yīng)設(shè)置頂桿，由于本塑件的跨度較大，故在中間也應(yīng)均勻設(shè)置頂桿，從而使受力平衡，使塑件均勻地推出。 推桿的直徑 推桿在推塑件時(shí)，應(yīng)具有足夠的剛性，以承受推出力，為此只要條件允許，應(yīng)盡可能使用大直徑，由于本塑件的內(nèi)部空間較大，故可以根據(jù)根據(jù)在不同的部位設(shè)置不同直徑的推桿。 推桿的形狀及固定形式 推桿一般有以下四種形式（見《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》圖南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 38 573）：圓形截面 推桿、圓形截面階梯形推桿、整體式非圓形截面推桿、插入式非圓形截面推桿。本次設(shè)計(jì)采用圓形截面頂桿，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，尾部采用臺(tái)肩的形式，臺(tái)肩的直徑與推桿的直徑約差 4~6mm；推桿直徑 d 與模板上的推桿孔采用 H8/f8 的間隙配合。由于推桿的工作端面在合模注射時(shí)是模腔底面的一部分，如果推桿的端面低于型腔低面，則在素件上就會(huì)留下一個(gè)凸臺(tái)，這樣將影響素件的使用，所以，在推桿裝入模具后，設(shè)置其端面與型腔底面平齊。其固定是采取在固定板上開一沉孔用螺紋來(lái)固定。而推桿固定端與推桿固定斑采用單邊 的間隙，因這樣不僅可以降低加工要 求，而且能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿材料選用 T10 碳素工具鋼，熱處理硬度HRC50~60，工作端配合部分的表面粗糙度 mR ?? ? 。 推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位 為了保證推出機(jī)構(gòu)在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)能回到原來(lái)的位置，所以需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位裝置。推出機(jī)構(gòu)包括導(dǎo)向零件和復(fù)位零件。導(dǎo)向零件由推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套所組成，本次設(shè)計(jì)采取推板導(dǎo)柱與推板導(dǎo)套相配合的形式，因這樣推板導(dǎo)柱除了起到向作用 外，還能支承著動(dòng)模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。復(fù)位零件一般有復(fù)位桿復(fù)位和彈簧復(fù)位兩種形式，本次設(shè)計(jì)采用復(fù)位桿復(fù)位形式，圓形截面，設(shè)置四根。位置設(shè)在推桿固定板的四周，這樣可使推出機(jī)構(gòu)合模時(shí)復(fù)位平穩(wěn)，復(fù)位桿端面與所在動(dòng)模分型面上平齊。推出機(jī)構(gòu)推出后，復(fù)位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大小）。合模時(shí)，復(fù)位桿先于動(dòng)模分型面與定模分型面接觸，在動(dòng)模向定模逐漸合攏的過程中，推出機(jī)構(gòu)變被復(fù)位桿頂住，從而與動(dòng)模產(chǎn)生相對(duì)移動(dòng)，直至分型面合攏時(shí)，推出機(jī)構(gòu)變回到原來(lái)的位置。 嵌件的安放與脫模 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 39 在本次設(shè)計(jì)中，由于塑件凸起上都采用了內(nèi)螺紋嵌件，且數(shù)量較多，因此若嵌件安放不妥，會(huì)出現(xiàn)位移、脫模不便等問題。為了使嵌件在模具內(nèi)安放穩(wěn)妥，初步設(shè)計(jì)采用鎖緊夾頭法。安放機(jī)構(gòu)主要由鎖緊夾頭和嵌件安放桿組成。鎖緊夾頭類似于普通彈簧夾頭，一端帶螺紋與頂桿連接，另一端加工出凹槽使具有彈性，中間一段內(nèi)徑增大。當(dāng)模具打開安放嵌件時(shí)，帶彈性一端的彈片伸出模外，將安放有嵌件的嵌件桿插入其中。隨著模具閉合，夾頭縮入模板表面以內(nèi)，其外周圓柱面與模板上的孔的內(nèi)表面接觸使彈簧片合攏，嵌件桿就被鎖緊在夾頭內(nèi)，成型后頂出時(shí)，頂桿推動(dòng)夾頭 伸出模外，彈簧片松開，可順利地將帶有塑件的嵌件桿取下。由于本次設(shè)計(jì)塑件上有很多嵌件，如果用手將嵌件逐一放入模具太費(fèi)時(shí)間，增加了成型周期。因此設(shè)計(jì)將嵌件在模外事先安放在套板內(nèi)，然后一次推入模內(nèi)。 9 分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 分型與抽芯機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)稱為內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)，用來(lái)成型具有外側(cè)凸起、凹槽和孔的塑件；成型殼體制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因?yàn)閮?nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的注射模，其可動(dòng)零件多，動(dòng)作復(fù)雜。因此，內(nèi)側(cè)抽機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量可靠、靈活和高效。 確定抽芯形式與結(jié)構(gòu) 由前面分析可知，話筒上下殼兩側(cè)有用來(lái)扣合用的凹槽與側(cè)鉤。因此，鼠 標(biāo)外殼采用斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 40 圖（ 11） 斜滑塊側(cè)抽機(jī)構(gòu) 對(duì) 于鼠標(biāo)外殼，其內(nèi)側(cè)抽芯側(cè)凹深度為：大端 ㎜，小端 ㎜?？紤]安全系數(shù)后，確定抽芯距為：大端 ㎜，小端 ㎜，斜滑塊頂出距離與推桿相同，應(yīng)高于凸模端面一定距離。取 35㎜較合適。由此可計(jì)算出凸模導(dǎo)滑斜孔的最大斜角為ａ＝ｔｇ ／ 35＝176。，經(jīng)圓整為 12176。為了制造方便，對(duì)于小端抽芯距為 ㎜的斜滑塊斜角也取 12176。鼠標(biāo)外殼內(nèi)下底面兩端倒鉤深度為 ㎜，故取抽芯距為 3 ㎜，頂出距為 35㎜，則ａ＝ｔｇ 3／ ＝ 176。，經(jīng)圓整為 5176。 側(cè)滑塊的設(shè)計(jì) 斜滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)面分型抽芯機(jī)構(gòu)中的一個(gè)重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時(shí)塑件尺寸的準(zhǔn)確性和移動(dòng)的可靠性都需要它的運(yùn)動(dòng)精度保證?；瑝K的結(jié)構(gòu)可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結(jié)構(gòu)稱整體式，分開加工稱組合式。在本次設(shè)計(jì)中，側(cè)向有一較大的方孔和兩個(gè)較小方孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無(wú)痕跡，現(xiàn)初定加工兩根側(cè)向小型芯和一主型芯滑塊，然后把兩側(cè)向的小型芯鑲在主型芯滑塊上一起南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 41 側(cè)向抽芯。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過 程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù)移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽內(nèi)完成的。根據(jù)型芯大小、形狀和要求不同，有的采取 T 形槽或燕尾槽，但本設(shè)計(jì)側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設(shè)計(jì)在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動(dòng)，上下不能移動(dòng)，只有前后滑動(dòng)，因此無(wú)需要另加工槽，不過滑塊與型芯槽配合要求較高，為防止配合部分漏料，適當(dāng)提高精度，采用 H7/f7，其它部分采用 H8/f8 間隙配合，配合 表面粗糙度Ra≤ m滑塊材料采用 T10， HRC54～ 58。 導(dǎo)滑槽的設(shè)計(jì) 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復(fù)位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復(fù) 移動(dòng)，這一過程是在導(dǎo)滑槽中完成的，根據(jù)本塑件的特征，采用 T 形槽導(dǎo)滑的形式，采取在定模板上直接加工出，選用材料為 45 鋼，為了便于加工和防止熱處理變形，所以調(diào)質(zhì)至30HRC 后在銑削成形。蓋板材料用 T10 綱，硬度要求 HRC=滑槽與滑塊部分采用 H8/f8 間隙配合。配合部分的表面要求比較高，表面粗糙度應(yīng) Ra=。并且導(dǎo)滑槽與滑塊還要保持一定的配合長(zhǎng)度，因?yàn)榛瑝K完成抽撥動(dòng)作后，其滑動(dòng)部分仍應(yīng)全部或有部分的長(zhǎng)度留在導(dǎo)滑槽內(nèi)，滑塊的滑動(dòng)配合長(zhǎng)度要大于滑塊寬度的 倍，而保留在導(dǎo)滑槽內(nèi)的 長(zhǎng)度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配 合長(zhǎng)度的 2/3。否則，滑塊開始復(fù)位時(shí)容易偏斜，甚至損壞模具。 楔緊塊設(shè)計(jì) 在注射成型過程中，側(cè)向成型零件受到熔融塑料很大的推力作用，這個(gè)力通過滑塊傳給斜導(dǎo)柱，而一般的斜導(dǎo)柱為一細(xì)長(zhǎng)桿件，受力后容易變形，導(dǎo)致滑塊后移，因此本設(shè)計(jì)中須設(shè)置楔緊塊，以便在合模后鎖住滑塊，承受熔融塑料給予側(cè)向成型零件的推力。采用銷釘定位，螺釘緊固的聯(lián)接方式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便。為了保證斜面在合模時(shí)壓緊滑塊，而在開模時(shí)又能迅速脫離滑塊，以避免南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 42 楔緊塊影響斜導(dǎo)柱對(duì)滑塊的驅(qū)動(dòng)，因此常取楔緊角α′ =α +2186?！?3186。 取α′ =18186。 滑塊定位裝置設(shè)計(jì) 滑塊定位裝置在開模過程中用來(lái)保證滑塊停留在剛脫離斜導(dǎo)柱的位置，不再發(fā)生任何移動(dòng)，以避免合模時(shí)斜導(dǎo)柱不能準(zhǔn)確地插進(jìn)滑塊的斜導(dǎo)孔內(nèi)，造成模具損壞。本次設(shè)計(jì)采用彈簧拉桿擋塊上定位，壓縮彈簧的彈力是滑塊重量的 2 倍左右，其壓縮長(zhǎng)度須大于抽芯距S，一般取 較合適，拉桿長(zhǎng)度用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： Ll=2d+S+t++4d 10 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是保證動(dòng)模和定模上下模合模時(shí)，正確定位和導(dǎo)向的零件。合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位，本設(shè)計(jì)采用導(dǎo)柱導(dǎo)向定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)除 了有定位和導(dǎo)向作用外，還要承受一定的側(cè)向壓力。塑料熔體在充型過程中可能產(chǎn)生單面?zhèn)葔毫?，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定 的側(cè)向壓力，從保證模具的正常工作。導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式可采用帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱，導(dǎo)柱導(dǎo)面部分長(zhǎng)度比凸模端面高出 8～ 12 ㎜，以避免出現(xiàn)導(dǎo)柱未導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔。導(dǎo)柱材料采用 T10， HRC50～ 55，導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度 Ra 為 m，導(dǎo)向部分 Ra 為 ～ m，本設(shè)計(jì)采用四根導(dǎo)柱，固定端與模板間采用 H7/m6 過渡配合，導(dǎo)向部分采用H7/f7 間隙配合。 導(dǎo)套常采用 T10A，Ⅱ型導(dǎo)套，采用 H7/m6 配合鑲?cè)肽０濉＞唧w結(jié)構(gòu)尺寸見《設(shè)計(jì)手冊(cè)》 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ⑴ 無(wú)論什么塑料進(jìn)行注射成型，均有一個(gè)比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動(dòng)性好，容易充滿型腔，南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 43 塑件脫模后收縮和翹曲變形小，形狀與尺寸穩(wěn)定，力學(xué)性能以及表面質(zhì)量較高。為了使模溫控制在一理想的范圍內(nèi)，現(xiàn)設(shè)計(jì)一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設(shè)計(jì)的塑料 ABS 黏度和流動(dòng)性一般，模溫為50～ 80℃，故無(wú)須設(shè)計(jì)加熱系統(tǒng)，只需設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)以確保合理的模溫。常用的冷卻方法有水冷卻、空氣冷卻和油冷卻，本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)采用 的是水冷卻，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。 ⑵ 冷卻的計(jì)算 在單位時(shí)間內(nèi)所需排除的總熱量可近似由下面公式計(jì)算： Q = nmΔ h/60 其中 n為每小時(shí)注射次數(shù)， m為每次注入模具的塑料質(zhì)量（ kg） ,Δ h為塑料成型時(shí)放出的熱熔量（ J/kg） 由于 ABS 成型周期為 50～ 220S，本次設(shè)計(jì)的塑料注射量較大，故取 T=150（ S） n=3600/150=24 (次 )； m=900(g)=(kg)。 查《塑料模具設(shè)計(jì)》表 319得 :Δ h=～ , 取Δ h′ =360kJ/kg, 所以 Δ h=360 =324（ kJ） =324000(J) Q = 24 324000/60 = 116640（ J/min） 為了滿足注射模冷卻需要，在單位時(shí)間內(nèi)所需冷卻水量可按下式計(jì)算： V = Q/ρ Cρ （ t1t2） = nmΔ h/60ρ Cρ （ t1t2） （ 3） 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則與常見冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 1． 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 a） 冷卻水道應(yīng)盡量多 b） 冷卻水道至型腔表面距離應(yīng)盡量相等 c） 澆口出加強(qiáng)冷卻 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 44 d） 冷卻水道、入口溫差應(yīng)盡量小 e） 冷卻水道應(yīng)沿著塑料收縮的方向設(shè)置 此外，冷卻水道 的設(shè)計(jì)還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產(chǎn)生溶接痕，降低塑件強(qiáng)度； （ 4）冷卻系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的確定 塑件的形狀是變化萬(wàn)千的，因此對(duì)于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本塑件結(jié)構(gòu)較大，型腔很深，所以采用如下圖的冷卻裝置 圖 (12) 直流式冷卻回路 12鼠標(biāo)上蓋模具凸凹模的工藝