【導(dǎo)讀】研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含。對本文的研究做出重。要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)習(xí)期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部。手段保存和匯編本學(xué)位論文。本設(shè)計介紹了注射成型的基本原理，特別是側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)與工作原理，并對注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計原則。詳細介紹了注射模具的材料及工藝分析，澆注系統(tǒng)、對模具各參數(shù)選取和校核做相應(yīng)說明。本設(shè)計利用UG、AutoCAD對導(dǎo)柱、導(dǎo)套及各標準。件和標準模架進行了參數(shù)化設(shè)計。

　　

【正文】 7/5++2 3 /2+140/2=98mm ABS 塑料的流動性為中等，流動性是影響流動比的主要因素，查閱《模具設(shè)計和制造》可知 ABS 允許的流動比 [? ]=100～ 200，所以 ? 〈 [? ]。 冷料井設(shè)計 在鼠標底座設(shè)計中一般將冷料井（冷料穴）設(shè)置在動模板上（主流道正對面），或設(shè)置在分流道末端。其作用是防止冷料進入型腔對鼠標底座塑件造成損壞，存儲流道中流出的流料（冷料），冷料井的直徑與主流道直徑相比，為了能完全存儲冷料，冷料井的直徑要稍大，其深度約為直徑的 1 至 倍。冷料井又分為以下兩種情況： 1） 冷料井底部攜有推桿。推料桿又有 Z 字型、倒錐型和環(huán)字型 3種。適合彈性較好的塑件，其作用是當推桿被推出時，塑件能夠自動脫落，便于自動化加工。 2） 冷料井底部攜有拉料桿。作用與推桿相似，而設(shè)計結(jié)構(gòu)不同。 在鼠標底座設(shè)計中我傾向于選用 Z形拉料桿，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖 63 所示。 圖 63 拉料桿 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 22 第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計 推桿、推板、推管是脫模機構(gòu)中最常見的推出零件，因此也叫推出機構(gòu)。在塑件成型加工完成后，塑件應(yīng)從模具上自動脫落，推出機構(gòu)的作用就是協(xié)助塑件從模具凹凸摸上順 利脫出。 在對脫模機構(gòu)進行設(shè)計時，我們應(yīng)按照下列原則進行設(shè)計： 我們一般將推出機構(gòu)設(shè)置在動摸一邊，是因為頂桿是整個推出機構(gòu)的驅(qū)動核心，通過頂桿引導(dǎo)脫模機構(gòu)運作。 塑件在脫落時難免會產(chǎn)生一定大小的推出力，為了避免塑件表面產(chǎn)生變形，對塑件造成不必要的損壞，塑件表面應(yīng)平均分擔(dān)推出力，或者盡量是推出力作用在剛度和強度大的地方（壁厚、強筋等處皆可）。所以多數(shù)情況下在將推桿設(shè)置在強度和剛度大的地方。 塑件在脫模是難免會有相應(yīng)的阻力產(chǎn)生，有推出力就會有阻力，所設(shè)計的推出機構(gòu)應(yīng)滿足脫模時阻力受力均勻，推出機構(gòu)零 件分布均勻等條件。 使用者對所生產(chǎn)的塑件產(chǎn)品在外觀上會有最基本的要求，為了不影響外觀質(zhì)量，減少推出痕跡，塑件的推出位置應(yīng)盡量合理（塑件內(nèi)部），力求保留塑件最完美的外觀形態(tài)。 為了使所設(shè)計的塑件達到外觀質(zhì)量要求和尺寸精度要求，推出機構(gòu)在運作時應(yīng)盡量可靠、動作靈活。考慮到推出機構(gòu)復(fù)雜的力學(xué)關(guān)系，推出機構(gòu)要有良好的強度和剛度。推出機構(gòu)本身的成本不能太高，成本過高則脫模機構(gòu)的性價比就會降低，這就要求所設(shè)計的脫模機構(gòu)制造方便、操作簡便、便于維修和檢測。 對制品的結(jié)構(gòu)特點進行系統(tǒng)的分析，如圖 73 所示，在設(shè) 置完斜銷后所以再設(shè)置 3根普通的圓頂桿（查閱《模具設(shè)計和制造》一書可知按 GB4169.— 1984 選用圓形頂桿）來滿足所設(shè)計的推出機構(gòu)所需要的頂出功能。測量塑件的外觀尺寸后，選用 3 根直徑為 8毫米的圓型頂桿。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 23 圖 73 頂出機構(gòu) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 24 第八章 抽芯機構(gòu)設(shè)計 什么是抽芯機構(gòu)？抽芯機構(gòu)又有什么作用？ 抽芯機構(gòu)必須一定的自由度，也就是說抽芯機構(gòu)必須是活動件。抽芯機構(gòu)的作用就是保證塑件在脫模前能夠順利抽出。原動 力不同那么抽芯機構(gòu)的工作方式也就不同，現(xiàn)今有手動抽芯、液壓抽芯、氣動抽芯這幾種抽芯機構(gòu)。手動抽芯顧名思義就是利用手動工具抽出型心，生產(chǎn)中使用廣泛的是機動抽芯，雖然起造價成本高，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但其生產(chǎn)效率高，綜合分析還是比較劃算的。 一般來說，抽芯機構(gòu)在進行抽芯工作時難免會出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，為了避免干涉現(xiàn)象（型心與推桿碰撞，對其造成損壞）的發(fā)生，在設(shè)計時對于型心與推桿的位置應(yīng)慎重考慮。確定抽芯距：本設(shè)計中抽芯距應(yīng)在脫模行程的基礎(chǔ)上加 1mm～ 3mm（安全距離）。經(jīng)測量得脫模行程最大為 毫米?？扇〕樾揪酁?S軸 =。 如圖 81所示，通過斜頂頂出內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)，斜頂具體尺寸詳見零件圖。計算斜頂角度：由 Auto CAD 的斜頂角度計算器（燕秀工具箱）計算，斜頂參數(shù)設(shè)計參考圖 82的設(shè)計標準。 圖 81 斜頂計算參數(shù) 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 25 圖 82 斜頂設(shè)計參數(shù) 圖 83 斜頂結(jié)構(gòu)圖 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 26 第九章 排氣 系統(tǒng)設(shè)計 模具加工中排氣系統(tǒng)的設(shè)計也是必不可少的，如若廢氣（塑料材料高溫分解產(chǎn)生的有 害氣體）未能成功從腔內(nèi)排出，可能會在鼠標底座表面留下明顯的焦痕。對于小型模具而言模具的自然排氣（分型面間隙排氣）就已足夠，在對大型模具進行排氣時，可在模具上設(shè)置排氣拴或排氣槽。鼠標底座屬于小型模具的一種，故可以通過模具自然排氣將腔內(nèi)氣體排出。 排氣槽應(yīng)距離型腔至少 5～ 6毫米，其深度為 毫米。利用間隙排氣，其配合間隙最好不要超過 毫米，一般在 ～ 毫米范圍內(nèi)。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 27 第十章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計 大部分材料的模具其注射溫度穩(wěn)定在 200 攝氏度上下，查閱表 ，由于在鼠標底座注射模設(shè)計中選用 的材料為 ABS，其注射溫度應(yīng)控制在 230 攝氏度上下，誤差最好不超過 10 攝氏度。 表 材料種類 注射推薦溫度（攝氏度） PA6 255 ABS 230 PA66 280 PC 305 PP 230 POM 225 PVC 190 PBT 250 SAN 230 PA12 255 相對穩(wěn)定的注射溫度有利于鼠標底座塑件的成型，在前幾章我們也曾分析過材料的流動性往往與溫度成反比，注射溫度過低會使料流的流動性大幅降低，會出現(xiàn)短射現(xiàn)象導(dǎo)致塑件加工不完全，注射 溫度太高往往會應(yīng)過熱導(dǎo)致材料熔化，對塑件尺寸造成致命性的誤差。因此在對溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行設(shè)計時綜合考慮以下設(shè)計原則： （ 1）冷卻水路的溫差與水路長短成反比，設(shè)計過程中應(yīng)盡量保證水路中溫差比較小。 （ 2）鼠標底座的尺寸精度與溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中冷卻水路的數(shù)量成正比，冷卻速度又與水路的截面尺寸有關(guān)，所以為了能更快的對塑件進行冷卻，就要求水路截面直徑大，水路數(shù)量多。 （ 3）塑件冷卻速度還與壁厚成反比，壁厚越厚則其冷卻速度越慢，這就要求我們將壁厚較厚處的水路距離設(shè)計的小一些。 （ 4）在冷卻過程中，水 路距腔壁的距離也影響冷卻效果，它與模具溫度成反比，但鼠標底座是有一定的強度和剛度要求的，這就要求水路距腔壁的距離設(shè)計要合理且每處距離相等。 （ 5）水路在設(shè)計時應(yīng)遠離可能產(chǎn)生熔接痕的地方，以保證鼠標底座的強度達標，避畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 28 免熔接痕產(chǎn)生。 （ 6）有些地方存在特殊情況，如主流道其局部瞬時溫度會比較高，這時就要單獨進行冷卻處理。 （ 7）水路不要太短也不宜過長，水路多設(shè)計成直的，不宜彎曲太多。 水路直徑的確定需要考慮多重因素，如通道內(nèi)的壓力降是否在允許范圍內(nèi)，水路直徑大小是否方便對通道進行清理工作，鼠標底 座的平均厚度等。經(jīng)過系統(tǒng)的分析現(xiàn)將水道的直徑定為 6毫米。不同環(huán)境下模具熱量的傳遞速度也不同，由于計算比較復(fù)雜，這里也不進行一一討論。水道的具體排布方式如 101所示： 圖 101 冷卻圖 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 29 第十一章 注塑機參數(shù)校核 最大注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度的校核 由于在初選注射機和選用標準模架時是根據(jù)以上的四個技術(shù)參數(shù)及計算壁厚等因素選用的，所以注射量、鎖模力、注射壓力、模具厚度不必進行校核，已經(jīng)符合所選注射機要求。 開模行程的校核 注射機最大的開模行程 S S≥ h 件 +h 澆 +（ 5～ 10） =116160 式中 h件 —— 塑料制品高度（ mm） h澆 — — 澆注系統(tǒng)高度 故滿足要求。 模具與注射機安裝相關(guān)部分尺寸校核 從標準模架外形尺寸看小于注射機拉桿空間，并采用壓板固定模具，所以所選注射機規(guī)格滿足要求。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 30 第十二章 編寫技術(shù)文件 繪制各非標準零件圖紙 詳見裝配圖紙和非標準零件圖紙 編寫加工工藝和裝配技術(shù) 通過查閱《 模具加工工藝》、《模具設(shè)計和制造》等書籍，結(jié)合自己對模具加工工藝的理解，所生產(chǎn)出的鼠標底座成型產(chǎn)品應(yīng)達到以下幾點要求： （ 1）對鼠標底座模具零件進行檢驗校核，檢測其強度和剛度、零件尺寸精度、實際成本投入與設(shè)計的初衷是否一致。 （ 2）鼠標底座的模架應(yīng)有足夠的自由度，能夠自主移動。模架的各個零件在尺寸、功能方面也要求達到設(shè)計初的預(yù)期。 （ 3）所生產(chǎn)的鼠標底座必須滿足購買方的要求，例如功能、尺寸、質(zhì)量上的要求。 （ 4）鼠標底座無明顯缺陷，外觀符合購買者的審美觀。 加工要求 由于加工要求過多， 查閱《模具設(shè)計和制造》一書在結(jié)合自己的設(shè)計經(jīng)驗，現(xiàn)舉例說明： 模具表面圖紙上未標有圓角時，除分型面和結(jié)合面外，都可以看作直徑小于半毫米的圓角。 零件表面的孔、軸在零件圖上沒有進行標注的，實際生產(chǎn)加工過程中分別按H13(孔）、 h13（軸）進行加工。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套間的配合精度要求為 H8/f8。查閱 GB1184 標準，暫時將導(dǎo)柱和導(dǎo)套相對于模板的垂直度公差看作四級。 按 GB1184 標準中的同軸度公差對導(dǎo)柱的大徑和小徑進行設(shè)計和加工。按相同的同軸度公差標準對導(dǎo)套的 內(nèi)外孔進行設(shè)計和加工。 在對模板進行設(shè)計和加工時，其平行度公差也按 GB1184 標準附錄一五級。 在鼠標底座注射模設(shè)計和加工過程中先通過數(shù)控機床對塑件曲面進行銑削加工成型，在對各類孔、推桿、凸面平臺、澆口進行加工。最后用電火花加工成型。 模具表面不可以有影響模具正常加工的缺陷，也就意味著模具表面尺寸精度在允許范圍內(nèi)，模具各加工環(huán)節(jié)都符合加工要求。 導(dǎo)向機構(gòu)上導(dǎo)柱的尺寸精度要高，誤差最好不超過 毫米。選用強度高、畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 31 耐熱性能好、力學(xué)性能好、化學(xué)性能好的優(yōu) 質(zhì)鋼作為成型零件的材料。 塑件在加工前應(yīng)留有足夠的加工余量，以方便對鼠標底座的具體尺寸作出相應(yīng)的調(diào)整。 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)將溫度控制在 230 攝氏度上下，溫度波動范圍最好不要超過10 攝氏度。 1冷卻水路的設(shè)計要方便塑件完全、快速冷卻，且成本不宜太高。 裝配要求 鼠標底座注射模具的裝配要求也比較多，現(xiàn)舉例說明： 在裝配前先將模板（用于固定，俗稱固定板）通孔的清角磨修成圓形。型芯在 壓入固定板后，應(yīng)該對其進行細致入微的檢查，查看其臺肩是否應(yīng)受力 過大而開裂。 檢查模具能否自由移動，合格的模具要求其有足夠的自由度，裝配時也要對 其各項誤差進行校驗。 完成裝配后，應(yīng)保證凹凸模之間的間隙均勻。 完成裝配后，鼠標底座表面應(yīng)盡量平整，使產(chǎn)品外觀符合使用者的要求，符合 大眾的審美。 零件圖上沒有尺寸公差的零件，在完成裝配后應(yīng)與其相配合的零件位于同一高 度。 檢測導(dǎo)向機構(gòu)能否自由移動，杜絕因安裝方法或操作不當引起的鎖死現(xiàn)象的發(fā) 生。 對模具間的間隙進行檢測，合格的模具應(yīng)對其進行壓力測試，以確 保鼠標底座 有良好的強度和剛度，確保產(chǎn)品質(zhì)量合格。 裝配合格的依據(jù)包括鼠標底座外形、塑件和零件尺寸這兩方面合格。 綜合要求 （ 1） 鼠標底座表面無明顯缺陷、傷痕或疤痕，從而影響塑件的表面質(zhì)量和審美。 （ 2） 鼠標底座各個零件通過熱處理的方式去除表明的氧化層，油膩物，以保證零件表明光潔、硬度均勻。 （ 3） 為了能夠更好更快的降低模具溫度，冷卻水道的排布、水路的直徑、長度都是需要進行系統(tǒng)探討的部分。 （ 4） 推出機構(gòu)和抽芯機構(gòu)能夠起到預(yù)定的功用。 （ 5） 鼠標底座注射模的整個加工過程所需費用應(yīng)合理，盡量作到低成本、高質(zhì)量。 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 32 結(jié) 論 本次設(shè)計對各種塑料進行各方面的性能比對，最終選擇 ABS 作為本次設(shè)計的首選材料。接下來通過對材料的工藝分析，確定了制品的形狀和尺寸，并初步擬定加工成型過程。通過考慮制品的產(chǎn)量、加工難易程度、成本預(yù)算等因素確定型腔數(shù)目。接下來通過型腔和型芯強度、剛度的計算對其進行設(shè)計，并初步選取注射機型號，選取模架。在分型面的分布問題上，通過對是否利于排氣、加工連續(xù)性、制品質(zhì)量、脫模等諸多因素的考慮，將分型面設(shè)置在塑件外形