【導讀】是我們對以前所學的理論知識和技能的一次綜合性訓練。本次設計的課題是鼠標外殼的注射模設計。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。構總裝圖和零件工作圖的繪制、全面審核投產(chǎn)制造等。構的設計既是重點又是難點，主要包括成型位置的及分型面的選擇，設計，拉料桿的形式選擇，排氣方式設計等。下了良好的基礎。師的悉心指導，在此表示感謝！由于實踐經(jīng)驗的缺

　　

【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 —— 塑件對型芯的包緊力； F —— 脫模時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 ?—— 塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為 ~； A—— 塑件包容型芯的面積； p —— 塑件對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。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 37 由于 A=900/= cm2 u= a=10 p= 107Pa Ft=526389N= 推出機構的設計 推出機構一般包括推 桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、活動鑲塊及凹模推出機構、多元綜合推出機構等。考慮到本塑件的形狀較大，而且深度的拉開幅度很大，而推管推出機構通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機構易使塑件產(chǎn)生變形且易產(chǎn)生毛刺。因此確定用推桿推出機構。 推桿位置的設置 對于推桿推出機構而言，合理布置推桿的位置是推桿推出機構設計中最重要的工作之一，它一般從以下幾個方面去考慮： ① 推桿應設在脫模阻力大的地方 ② 推桿應均勻布置 ③ 推桿應設在塑件強度剛度較大處 由于本塑件的圍周緊緊包在型芯上面，此處的脫模力相對來說比較 大，故在塑件的四周應均勻布置頂桿，而斜面上的方形孔，因此處的脫模力也比較大，故在每個角落處也應布置一頂桿。向型腔凹下去的鑲塊下面也應設置頂桿，由于本塑件的跨度較大，故在中間也應均勻設置頂桿，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，應具有足夠的剛性，以承受推出力，為此只要條件允許，應盡可能使用大直徑，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計》圖南昌航空大學科技學院學士學位論文 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。本次設計采用圓形截面頂桿，機構簡單，尾部采用臺肩的形式，臺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，則在素件上就會留下一個凸臺，這樣將影響素件的使用，所以，在推桿裝入模具后，設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 ?? ? 。 推出機構的導向與復位 為了保證推出機構在工作過程中靈活、平穩(wěn)，每次合模后，推出機構應能回到原來的位置，所以需要設計推出機構的導向與復位裝置。推出機構包括導向零件和復位零件。導向零件由推板導柱與推板導套所組成，本次設計采取推板導柱與推板導套相配合的形式，因這樣推板導柱除了起到向作用 外，還能支承著動模支承板，這樣改善了支承板的受力狀況，提高了支承板的剛性。復位零件一般有復位桿復位和彈簧復位兩種形式，本次設計采用復位桿復位形式，圓形截面，設置四根。位置設在推桿固定板的四周，這樣可使推出機構合模時復位平穩(wěn)，復位桿端面與所在動模分型面上平齊。推出機構推出后，復位桿高出分型面（其高度即為推出距離的大?。?。合模時，復位桿先于動模分型面與定模分型面接觸，在動模向定模逐漸合攏的過程中，推出機構變被復位桿頂住，從而與動模產(chǎn)生相對移動，直至分型面合攏時，推出機構變回到原來的位置。 嵌件的安放與脫模 南昌航空大學科技學院學士學位論文 39 在本次設計中，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，初步設計采用鎖緊夾頭法。安放機構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。當模具打開安放嵌件時，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，頂桿推動夾頭 伸出模外，彈簧片松開，可順利地將帶有塑件的嵌件桿取下。由于本次設計塑件上有很多嵌件，如果用手將嵌件逐一放入模具太費時間，增加了成型周期。因此設計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 分型與抽芯機構的設計 分型與抽芯機構簡稱為內(nèi)側(cè)抽機構，用來成型具有外側(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。因為內(nèi)側(cè)抽機構的注射模，其可動零件多，動作復雜。因此，內(nèi)側(cè)抽機構的設計應盡量可靠、靈活和高效。 確定抽芯形式與結構 由前面分析可知，話筒上下殼兩側(cè)有用來扣合用的凹槽與側(cè)鉤。因此，鼠 標外殼采用斜滑塊抽芯機構。它的結構圖如下圖所示。 南昌航空大學科技學院學士學位論文 40 圖（ 11） 斜滑塊側(cè)抽機構 對 于鼠標外殼，其內(nèi)側(cè)抽芯側(cè)凹深度為：大端 ㎜，小端 ㎜。考慮安全系數(shù)后，確定抽芯距為：大端 ㎜，小端 ㎜，斜滑塊頂出距離與推桿相同，應高于凸模端面一定距離。取 35㎜較合適。由此可計算出凸模導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，對于小端抽芯距為 ㎜的斜滑塊斜角也取 12176。鼠標外殼內(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)滑塊的設計 斜滑塊是斜導柱側(cè)面分型抽芯機構中的一個重要零件部件，它上面安裝有側(cè)向型芯或側(cè)向成型塊，注射成型時塑件尺寸的準確性和移動的可靠性都需要它的運動精度保證?；瑝K的結構可分整體式和組合式。在滑塊上直徑制出側(cè)向型腔的結構稱整體式，分開加工稱組合式。在本次設計中，側(cè)向有一較大的方孔和兩個較小方孔的側(cè)抽芯，為保證零件外觀美觀、無痕跡，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科技學院學士學位論文 41 側(cè)向抽芯。一般情況下，成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復位過 程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復移動，這一過程是在導滑槽內(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，但本設計側(cè)抽芯的滑塊和小型芯設計在鑲在型腔上的方塊型芯中滑動，上下不能移動，只有前后滑動，因此無需要另加工槽，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。 導滑槽的設計 成型滑塊在側(cè)向分型抽芯和復位過程中，要求其必須沿一定的方向平穩(wěn)地往復 移動，這一過程是在導滑槽中完成的，根據(jù)本塑件的特征，采用 T 形槽導滑的形式，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 Ra=。并且導滑槽與滑塊還要保持一定的配合長度，因為滑塊完成抽撥動作后，其滑動部分仍應全部或有部分的長度留在導滑槽內(nèi)，滑塊的滑動配合長度要大于滑塊寬度的 倍，而保留在導滑槽內(nèi)的 長度不應小于導滑配 合長度的 2/3。否則，滑塊開始復位時容易偏斜，甚至損壞模具。 楔緊塊設計 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，這個力通過滑塊傳給斜導柱，而一般的斜導柱為一細長桿件，受力后容易變形，導致滑塊后移，因此本設計中須設置楔緊塊，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，結構簡單，加工方便。為了保證斜面在合模時壓緊滑塊，而在開模時又能迅速脫離滑塊，以避免南昌航空大學科技學院學士學位論文 42 楔緊塊影響斜導柱對滑塊的驅(qū)動，因此常取楔緊角α′ =α +2186。～ 3186。 取α′ =18186。 滑塊定位裝置設計 滑塊定位裝置在開模過程中用來保證滑塊停留在剛脫離斜導柱的位置，不再發(fā)生任何移動，以避免合模時斜導柱不能準確地插進滑塊的斜導孔內(nèi)，造成模具損壞。本次設計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，其壓縮長度須大于抽芯距S，一般取 較合適，拉桿長度用經(jīng)驗公式計算： Ll=2d+S+t++4d 10 合模導向機構設計 導向機構是保證動模和定模上下模合模時，正確定位和導向的零件。合模導向機構主要有導柱導向和錐面定位，本設計采用導柱導向定位。導向機構除 了有定位和導向作用外，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?，或者由于成型設備精度低的影響，使導柱承受了一定 的側(cè)向壓力，從保證模具的正常工作。導柱的結構形式可采用帶頭導柱和有肩導柱，導柱導面部分長度比凸模端面高出 8～ 12 ㎜，以避免出現(xiàn)導柱未導正方向而型芯先進入型腔。導柱材料采用 T10， HRC50～ 55，導柱固定部分表面粗糙度 Ra 為 m，導向部分 Ra 為 ～ m，本設計采用四根導柱，固定端與模板間采用 H7/m6 過渡配合，導向部分采用H7/f7 間隙配合。 導套常采用 T10A，Ⅱ型導套，采用 H7/m6 配合鑲?cè)肽０?。具體結構尺寸見《設計手冊》 11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) ⑴ 無論什么塑料進行注射成型，均有一個比較適宜的模具溫度范圍，在此模具溫度范圍內(nèi)，塑料熔體的流動性好，容易充滿型腔，南昌航空大學科技學院學士學位論文 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)設計一模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。由于本次設計的塑料 ABS 黏度和流動性一般，模溫為50～ 80℃，故無須設計加熱系統(tǒng)，只需設計冷卻系統(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，本設計設計采用 的是水冷卻，經(jīng)濟實惠。 ⑵ 冷卻的計算 在單位時間內(nèi)所需排除的總熱量可近似由下面公式計算： Q = nmΔ h/60 其中 n為每小時注射次數(shù)， m為每次注入模具的塑料質(zhì)量（ kg） ,Δ h為塑料成型時放出的熱熔量（ J/kg） 由于 ABS 成型周期為 50～ 220S，本次設計的塑料注射量較大，故取 T=150（ S） n=3600/150=24 (次 )； m=900(g)=(kg)。 查《塑料模具設計》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，在單位時間內(nèi)所需冷卻水量可按下式計算： V = Q/ρ Cρ （ t1t2） = nmΔ h/60ρ Cρ （ t1t2） （ 3） 冷卻系統(tǒng)的設計原則與常見冷卻系統(tǒng)的結構 1． 冷卻系統(tǒng)的設計原則 a） 冷卻水道應盡量多 b） 冷卻水道至型腔表面距離應盡量相等 c） 澆口出加強冷卻 南昌航空大學科技學院學士學位論文 44 d） 冷卻水道、入口溫差應盡量小 e） 冷卻水道應沿著塑料收縮的方向設置 此外，冷卻水道 的設計還必須盡量避免接近塑件的溶接部位以免產(chǎn)生溶接痕，降低塑件強度； （ 4）冷卻系統(tǒng)機構的確定 塑件的形狀是變化萬千的，因此對于不同的塑件，冷卻水道的位置形狀也不一樣。本塑件結構較大，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鼠標上蓋模具凸凹模的工藝