鼠标上盖的模具设计毕业.doc

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1、摘 要课题研究的是鼠标上盖的模具设计。本文在分析零件成型工艺的基础上，介绍了注塑加工工艺的前期准备工作。采用UG设计方法进行了鼠标上盖的三维造型，计算了鼠标上盖的尺寸，对鼠标的材质进行分析，从鼠标的实用性上进行考虑，设计和研究利用软件进行初步模拟设计修改，做出立体图像进行测试，根据产品的实用性进行全面的修正，再对产品的用料和加工方法仔细考虑，选择塑料进行加工并且对塑料的种类进行了逐一测试，以便于更好的加工，根据材料选择更好的加工方法和制作工艺，对加工工具进行挑选，根据提前的计算值为参考对注射机进行调试，利用软件中的仿真功能对熔体流动进行仿真模拟分析，进一步的掌握了此类绘图仿真软件的应用，为以后

2、的研究和学习打下了基础。关键词：鼠标上盖，UG，模具设计，仿真模拟目 录1 绪论11.1课题研究背景11.2塑料模设计发展现状31.3课题的主要内容和意义42 鼠标上盖设计及成型工艺分析52.1产品开发依据用途清单52.2制品结构和形状的设计52.3制品材料选择62.4注射工艺选择93 注射机的选择和校核113.1注射量计算113.2注射压力校核113.3锁模力校核113.4开模行程和模板安装尺寸校核124 模具设计144.1分型面位置和形状的设计144.2模具浇注系统设计154.3成型零部件结构设计174.4塑料模具力学设计204.5合模导向和定位机构设计214.6脱模机构设计214.7排气

3、方式224.8模温调节系统224.9模具材料24总结25参考文献26致谢27烟 台 车 汽 车 工 程 职 业 学 院1 绪论1.1课题研究背景模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。在塑料制品生产过程中，模具的设计是相当重要的一环；因为模具的好坏直接影响到塑件质量，以及价格的高低。所以作为一名模具设计者，应该具备以下基本要求：模具的结构基本合理；能够实现塑件的自动脱模；在此基础上尽可能优化结构，降低优化结构和成本。1、国内发展情况目前国内模具行业的基本情况是，随着轻工业及汽车制造业的迅发展，模具设计制造日渐受到人们广泛关注，已形成一个行业。但是我国模具行业缺乏技术人员，存在品种少、

4、精度低、制造周期长、寿命短、供不应求的状况。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造，需要每年花几百万.上千万美元从国外进口，制约了工业的发展，所以在我国大力发展模具行业势在必行。目前存在的主要问题是：（1）目前虽然我国从事塑料设计的人员不少，但大多专业知识不够丰富，没有受过系统专门系统的训练，所以高水平的设计人员不多；专业书籍缺乏，没有一套我国自己的设计理论与设计数据，大多数模具设计者都是依靠自己的设计经验来设计新的模具，知识更新很慢。（2）从设计结构上看，我们的设计还不够细致，许多细节考虑的欠周到，以至于模具使用受命不长，特别是冷却系统和热流道技术，在这方面与国外的差距更大。（3）从模具材

5、料看，我国的塑料模具钢起步时间不长，而国际上塑料模具钢的品种则有很多可供选择。目前，我国虽然也有个别品种诸如预硬化钢具有较好的质量，但应用较少，主要是国产的钻头、端铣刀等切削工具难以切削诸如HRC40等很硬的钢。（4）从加工工艺水平看，主要是设备水平不高，专门设备使用的少，加工出来的模具表面精度很难达到国外水平，检测手段落后，模具装配水平不高，导致容易出现溢料或错位现象。为了提高模具企业的设计水平和加工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合于模具企业用的CAD/CAM 系统。但国内优秀的CAD/CAM 系统很少，只有少数适合模具行业应用。而国外购买的虽有强大的三维曲面造型能力.强大的结构有限

6、元分所能力.强大的计算机辅助制造能力.产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难以支持。2、国外的发展情况国外的模具发展状况具体表现为以下三个特征：（1）集成化技术现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成，更应该强调技术人和管理的集成。在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成，这更适合未来制造系统的需要。（2）智能化技术应用人工智能技术实品。此时需要通过实物的测量，然后利用测量数据进行实物的CAD 几何模型的重新构造。这种过程就是反求工程RE。建立了CAD 几何模型后，就可以依据这种数字化的几何模型用于后续的许多操作。（3）快速成形制造技术快

7、速成形制造技术 RPM 基于层制造原理，迅速制造出产品原型，而与零件的几何复杂程度无关，尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。它不仅能够迅速制造出原型供设计评估.装配校检.功能实验。而且还可以通过形状复制，快速经济地制造出产品模具，从而避免了传统模具制造的费时和耗成本的NC 加工，因而RPM 技术在模具制造中发挥着重要的作用。1.2塑料模设计发展现状塑料工业是世界上增长最快的工业之一。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展离不开塑料模具设计，模具工业被誉为“工业之母”。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成

8、为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。模具成型具有优质、高产、低消耗、低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营

9、企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有85成功的希望，其余就要靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平尤为重要。本套模具在设计的中，结合前人的设计经验和这几年模具发展的新成果，采用了很多更合理的模具结构。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应

10、用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足：1、体制不顺，基础薄弱。“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。2、开发能力较差

11、，经济效益欠佳我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。3、第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水

12、平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。4、专业化、标准化、商品化的程度低、协作差由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。5、模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材

13、、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.3课题的主要内容和意义在此次的设计中学习到一些课堂书本所学不到的东西，比如要考虑到实用性不能单靠数据，要考虑到产品开发的可能以及是否有必要，还要从设计工艺上尽可能的精简 争取最少的料干最多的活，还有当前设备的局限性。在以后的学习工作中要加强模具设计的学习，也要在实际应用中充分考虑可行性，多方面了解各种材料 材质的特性，以防在实际应用中多走弯路，加深熟练操作各种软件和实际应用各种机床 有效的减少问题的产生，学以致用，活学活用。2 鼠标上盖设计及成型工艺分析2.1产品开发依据用途清单最大几何尺寸：11060mm环境：室内，使用温度范围040，无化学品接

14、触抗冲击要求：限定量从1.5m高度，0下摔下，外壳不出现裂缝或者开裂特征，不允许内部件曝露刚性要求：在2Kg负荷下无变形电气性能：电绝缘性好外观要求：部件美观，外部光洁性好使用寿命：5年根据上述使用要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一定的抗冲击性并且由于是电子产品的外壳要有良好的电绝缘性，随着数码产品的大量普及价格也不断下跌要求生产自动化程度高，成型周期短，生产自动化程度高、成型周期短，且要求尺寸精度高，有较好电绝缘性。2.2制品结构和形状的设计用UG软件进行鼠标上盖的三维建模，三维实体模型更加直观的表现了产品造型。使用UG的CAE分析模块塑性顾问进行熔体的充模仿真，可以验证模具结构的正

15、确性，制品如图2-1所示。图2-1 鼠标上盖外形（用UG设计完成的制品图）2.3制品材料选择通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点，但由于其力学性能较差且成型收缩率较大，不易成型尺寸稳定的制品故不选用，以下拿三种常用典型材料比较选取。2.3.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧

16、性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h，可以满足各种成型要求。AB

17、S具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更常采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型5。2.3.2聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是无色无臭的透明刚硬固体，制品掷地时有金属般鸣响。聚苯乙烯透光率不低于80%，雾度约为3%，折射率较大，在1.591.60之间，具有特殊光亮性，但储存时易泛黄。泛黄原因之一是单体纯度不够，特别是在含有微量元素时；二是聚合物在空气中缓慢老化引起发黄。聚苯乙烯较轻，密度在1.041.065之间。1、力学性能聚苯乙烯在热塑性塑料中属于典型的硬而脆塑料，拉

18、伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃，拉伸时无屈服现象。2、热学性能聚苯乙烯分子链虽是刚性链，但由于是无定形结构，超过玻璃化温度即开始软化，软化点仅95左右，许多力学性能都受到温度升高的明显影响。最高连续使用温度仅6080。120开始成为熔体，180后开始具有流动性，其热稳定性较好，超过300才开始分解，因此聚苯乙烯具有较高的成型加工区间。3、电性能聚苯乙烯是非极性聚合物，具有颇为优异的介电、电绝缘性能，由于吸湿性很小，电性能也不受环境湿度改变的影响。4、加工工艺性吸湿性很小，加工前一般不需要专门的干燥工序，成型温度范围较宽，收缩率及其变化范围都很小，一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度较

19、高和尺寸较稳定的制品5。聚苯乙烯制品容易产生内应力，并且在空气中会缓慢老化引起发黄很显然不适合选用。2.3.3双酚A型聚碳酸酯（PC）双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。1、力学性能双酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韧聚合物，具有良好的综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、聚酰胺66，冲击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺点是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显。2、热性能有良好的耐热性，玻璃化温度较高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，热变形温度和最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰

20、胺，也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,与PET相当，但逊于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐热性，脆化温度为-100。3、电性能双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物，极性的存在对电性能有一定不利影响，在标准条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等，但也不失为是电性能较优的绝缘材料，特别是因其耐热性优于聚烯烃，可在较宽温度范围保持良好的电性能。由于吸湿性较小，环境温度对电性能无明显影响。4、其他性能在干燥的气候条件下物理力学性能基本不变，但在潮湿环境及强烈日照条件下，会产生表面裂纹并发暗，在火焰中可缓慢燃烧，离火源后可自熄5。PC剪切黏度高，充模阻力

21、大，并且由于其在力学性能方面的缺点也不选用。表2-1 三种材料性能参数表材 料ABSPSPC密 度1.051.041.061.181.20收 缩 率0.30.80.20.80.50.7熔 点130160131165220240热变形温度（45N/cm）65986590132138模具温度6080406085120喷嘴温度180190160170250300中段温度180230170190270320后段温度150170140160250270注射压力601006010050110塑化形式螺杆式、柱塞式螺杆式、柱塞式螺杆式、柱塞式拉伸强度334935636066拉伸弹性模量1.82.83.52.

22、3弯曲强度806198105113弯曲弹性模量1.4-1.54压缩强度18398011285缺口冲击强度11200.250.40不断硬 度R6286洛氏M658011.7HB体积电阻率1016101710191015介电常数60Hz2.45.0106 Hz2.760Hz3.0击穿电压-19272030外 观浅象牙色或白色不透明无色透明、摔打音清脆透明微黄特 点耐热、表面硬度高、，尺寸稳定、耐化学及电性能好，易成型加工，可镀铬耐水、耐化学品、绝缘性好、不耐冲击不耐温透明度高、硬而韧、高抗冲、尺寸稳定性优电绝缘性和耐热性好、耐开裂耐药品性差以上列出三种材料的性能比较，经过对比，材料最终选定为ABS

23、，其综合性能优异，具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为05；溢料值为004 mm；比热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮。2.4注射工艺选择2.4.1工艺难点分析鼠标上盖为外观件，要求零件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，周口部高度差不可过大，以保证与下盖的严密配合。零件的曲面较为复杂，尺寸精度很高，由于零件为薄壁制件，外形很不规则，这些就造成了成形时容易受到各种因素影响引起制品翘曲变形的问题。同时零件在整个表面有几处孔形分布，这些孔形有较高的尺寸和位置精度，并关系到上下盖的配合问题，保证零件表面孔形的成形要求也是需要重点考虑的

24、问题。加工工艺流程如下：混料干燥螺杆塑化充模保压冷却制品后处理2.4.2ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在0.3%以下5。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090下，干燥48h，干燥达816h可避免因微量水汽的存在导致制件表面雾斑。在此，由于鼠标外壳属批量件要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。2.4.3注射温度ABS塑料非牛顿性

25、较强，在熔化过程温度升高时，其熔融降低很小，但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围，如220250)，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融粘度增大，注塑更困难，制件的机械性能也下降21。ABS的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动模温度要求5060。鼠标属中小型制件，形状也不算复杂不用考虑专门对模具加热。2.4.5注射压力ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有ABS制件都要施用高压，考虑到本制件小型、构造不算非常复杂、厚度中等可以用较低的注射

26、压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模6。2.4.6注射速度 ABS塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。并且鼠标壳为薄壁制件，要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。表2-2 ABS工艺参数表工艺参数通用型ABS料筒后部温度180200料筒中部温度210230料筒前部温度200210喷嘴温度/180190模具温度/50703 注射机的选

27、择和校核3.1注射量计算根据生产经验，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507。式中：单个塑件容量cm3 预计单个塑件体积，预计浇注系统和飞边体积为2cm3 3.2注射压力校核ABS塑料推荐注射压力为7090MPa，考虑到本制件壁厚较小，充模阻力较大取注射压力为80MPa83.3锁模力校核注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积与型腔压力之积。为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处会产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机

28、的额定锁模力大于涨模力。式中：P型腔内压根据可算出L=348故L/H=174故选PB=32MPa3.4开模行程和模板安装尺寸校核模具开模取出制品所需的开模距离必须小于注射机的开模行程。注射机最大的开模行程的大小直接影响模具所形成的塑件高度，太小时塑件无法从动定模之间取出。式中： 选择震德机械厂CJ90M5变量泵注塑机锁模力900KN，开模行程330mm，模板尺寸520520mm，容模量130360mm。理论注射容积165cm3，理论注射压力175Mpa，皆满足计算结果。根据所选注塑机模板尺寸确定定模底板和模脚尺寸，以便于安装。模脚选择分开式的，两个模脚分别固定在注塑机动模板上，选择分开的模脚不

29、仅节省材料还可以不用考虑注塑机顶杆的顶出位置根据注塑机模板尺寸确定模具底板尺寸为200400,可以安装在注塑机的模板上，如图3-1所示。图3-2 所选注塑机模板及喷嘴参数4 模具设计在对鼠标上盖进行零件工艺性分析的基础上，通过经验设计与数值模拟相结合的方法，最终确定了零件成形的最佳工艺方案。再根据该工艺方案，确定成形最终零件形状，因此，成形模具的设计是本课题的一个比较关键的问题4.1分型面位置和形状的设计该制品无需侧抽芯，且为简化模具结构选择单分型面，流道凝料连同制件一起由拉料杆从定模脱下再连同制品由推杆推出，比之双分型面此种脱模过程较为简单易于操作。图4-1 分型面位置如图4-1，分型面位置

30、选择首先要保证制品能顺利从型腔中脱出，根据这个原则，分型面应选在塑料制品最大的轮廓线上，而且此平面与开模方向垂直。此制件按此原则有1、2、3三个分型面可供选择。如果模具按1-1分型面分型不仅分型面复杂而且该分型面位于外观面在脱模后在分型面的位置会留有一圈飞边，即使这些飞边脱模后立即割除，但仍会在塑件上留下痕迹，影响塑件外观，故不选用。如按3-3分型面分型如果要顺利脱出制品还需加设侧抽芯，增加模具设计及生产难度故不选用。将2-2设为分型面比较科学合理，有如下好处：（1）将分型面设在该位置可以将制品一次脱出。（2）该分型面两侧制件表面粗糙度不同，精度要求较低的内壁面在冷却后产生的收缩对模具型芯有一

31、定的包紧力，开模时有利于制件保留在动模一侧方便脱出。（3）该分型面将精度要求不同的外观面与内壁隔开，有利于降低模具型腔和型芯的加工难度，可以将动模和定模以不同的精度一次加工成型该分型面在注射时是塑料熔体最后到达的位置有利于利用分型面排气。4.2模具浇注系统设计4.2.1主流道和冷料井主流道顶部设计成半球形凸坑，以便与喷嘴衔接，为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大2mm，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出8，由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，选用45#钢材并经热处理提高硬度，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套

32、的进口直径略大于喷嘴直径1mm以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截。为避免前端冷料进入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的对面设冷料井，对于卧式注塑机冷料井设在与主流道末端相对的动模上，在脱模时制件的活动方向不受限制所以采用底部带Z型头拉料杆的冷料井。4.2.2分流道模具采用一模两腔对称布置，型腔数过多影响制品精度，而型腔数过少生产效率太低不能达到使用要求，故采用一模两腔。为使塑料熔体以等速度充满两型腔，分流道在模具上采用对称等距离分布，在注射时采用对称分布可以使型腔和浇注系统投影面积重心更接近锁模力的中心，避免局部胀模力过大影响锁模。分流道长度也尽可能短小，便于注射成型过程中最经济地使用原

33、料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。如图4-2所示。图4-2 型腔分布图分流道截面形状和尺寸也对塑料熔体的流动和模具的制造难易及脱模有影响，圆柱形流道虽然比表面积最小流动阻力最小，但该种流道须开设在两半模上，既加工费力又不易对准，如果加工误差较大没有对准比表面积反而会有相当大的增加，本设计选用断面形状为梯形的流道，此种流道只需要开设在凹模上，节省了加工成本，在流道表面进行抛光处理，减小流动阻力。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度Ra并不一定要很低，取1.6m既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，

34、从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。4.2.3浇口设计ABS在熔融时显现比较明显的非牛顿性，其熔体表面粘度随剪切速率的升高而降低。如采用尺寸较大的浇口，能够降低流动阻力，促使流动速率升高，但熔体通过扁平式浇口时比小浇口剪切速率低，导致熔体表观粘度升高，从而使流动速率降低，因此不能通过增大浇口尺寸来提高非牛顿熔体流动速率。另外，注塑机注射时有一定的注射速率，浇口尺寸过大，浇口前后方的压力降减小，会导致得不到理想的充模速率。鼠标上盖制品壁厚较小流程相对过长不利于熔体充满整个型腔，对成型不利。剪切速率是影响ABS熔体粘度的最主要因素，而粘度又直接影响

35、熔体在模腔内的流动速率。因此采用小浇口不但会大大提高熔体通过浇口时的剪切速率，而且产生的摩擦热也会降低熔体粘度，以达到顺利充模的目的。综合以上分析和考虑到制品和实际模具形状，浇口采用侧浇口，位置在制件尾端内缘处，选在该位置不但模具简单，而且去除浇口的后加工操作也非常简单，提高了工作效率，也便于模具的机械加工，易保证浇口加工精度，试模时浇口尺寸易于修整。将模型数据导入UG的模流分析模块Plastic Advisor（塑性顾问）建立仿真分析，分析结果如图4-3。图4-3 充模压力降变化数值模拟结果图为充模过程中的熔体压力损失的变化情况，蓝色区域为熔体压力损失最小部分，熔体从喷嘴进入型腔初期熔体压力

36、损失较小，当熔体到达型腔末端时压力损失达最大以红色表示，中间的颜色过渡显示了熔体压力损失的变化情况，从分析结果看，浇口选在该位置熔体充模良好，不会发生充填不满的情况。浇口尺寸计算：浇口深度4.3成型零部件结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇

37、口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核9。4.3.1型腔镶拼组合制件上有两个用于配合的小孔，虽然深度不大，但由于开设在曲面上采用整体式型腔会造成加工上的困难，故采用成型杆成型，与凹模过盈配合，其余型腔部分采用整体嵌入式镶拼组合，型腔可以用电火花一次加工。4.3.2型腔成型尺寸计算常用型腔成型尺寸的计算方法主要有两种：平均收缩率法和公差带法，两种计算方法的区别在于平均收缩率法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

38、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9。考虑到鼠标模具较简单制造成本低，设计时间短故按平均收缩率法计算成型尺寸比较简单易行11。采用取固定值的平均收缩率法：表4-1 公式表取固定值的平均收缩率法型腔内径尺寸型芯外径尺寸型腔深度尺寸型芯高度尺寸中心距尺寸查手册得ABS塑料收缩率波动为0.30.8%11。 1、型腔径向尺寸计算以最大径向尺寸计算，测量得Ls为102.25 mm,塑件精度选为MT2对应的型腔加工精度为IT9，以该精度查型腔的尺

39、寸公差表，按照A类受模具活动部分影响的尺寸公差查表得2、型芯外径尺寸以型芯最大径向尺寸计算，测量得Ls为102.25 mm,塑件精度选为MT2对应的型腔加工精度为IT9，以该精度查型腔的尺寸公差表，按照A类受模具活动部分影响的尺寸公差查表得 3、型腔深度尺寸由PRO/E测量得型腔深度为23.78mm，以IT9精度等级制造型腔查手册，按B类不受模具活动部分影响的尺寸公差值查表得4、型芯高度尺寸用UG测量得塑件高度尺寸为21.78mm，以IT9精度等级制造查手册得，按A类不受模具活动部分影响的尺寸公差值查表得=0.20，=0.067mm5、两成型杆的中心距用UG测量得为塑件两孔邻近边距离Cs=23

40、mm，以IT9精度等级制造查手册，按B类受模具活动部分影响的尺寸公差值查表得4.4塑料模具力学设计型腔近似椭圆形，按组合式圆形型腔计算公式计算114.4.1型腔侧壁厚计算刚度计算：4.4.2型腔底板厚计算4.5合模导向和定位机构设计导向机构主要有导向、定位、承受侧压力三个作用，为了使合模动作更加可靠平稳在型腔周围设四根导柱，将导柱开设在动模侧即导柱正装，为保护型芯，避免合模时凸模进入凹模时由于方位搞错而损坏模具或由于定位不准而互相碰伤8，设在动模上的导柱长度高出型芯68mm，导柱采用有肩导柱和导套配合的方式，安装段与模板间采用过渡配合H7/k6，导向段与导向孔间采用动配合H7/f7，固定段表面

41、粗糙度为Ra1.6m导向段表面用Ra0.8m，导柱需要有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此采用低碳钢（20号钢）渗碳（0.50.8mm深），经淬火处理（HRC60）。导套选用带轴肩连接的导套，导套内孔与导柱之间为动配合H7/f7，外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8/k7，粗糙度内外表面均用Ra0.8m，材料选用20号钢渗碳淬火处理，表面硬度为HRC55，低于导柱5度4.6脱模机构设计脱模机构采用推杆推出的典型结构，推杆直接作用于塑件的内表面不会影响到外观。此机构由7个零件组成分别为推杆，推板，推杆固定板，拉料杆，复位杆，限位钉，推板导柱。推杆直接作用于塑件表面，将塑件推出模外，推杆需要

42、固定，因此设推杆固定板和推板，两板间螺钉连接；注塑机上的顶杆作用在推板上；为了确保推出板平行移动，推出零件不致于弯曲卡死，设有推板导柱和导套；推板的回程是靠复位杆实现的，最后一个零件是拉料杆，它的作用是勾着浇注系统的冷料使整个浇注系统随同塑件一起留在动模，在推板与定模底板间设限位钉，限位钉有两个作用，一是使推板与底板间形成间隙，一但落入废料屑，也不会影响推板复位。另一个作用是在模具制造时可调节限位钉头部的厚度来控制推杆返回的位置。脱模动作由注塑机液压系统来完成，有利于提高生产效率。推出位置设在脱模阻力较大的六处地方，推杆端面加工为与凸模曲面近似的斜面，有利于保持塑件壁厚一致，且端面等于或高于型

43、芯0.050.1mm，否则会影响外观和使用，推杆直径56mm，推杆和推杆固定板采用轴肩连接，在推杆固定板上同时安装四根复位杆和四根导柱起复位和导向作用。所选分型面无需侧抽芯，顾不涉及。脱模力的计算：4.7排气方式此制件属中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和成型杆的间隙排气，不开设专门排气槽11。4.8模温调节系统前已述明本制件无须对模具加热，只需考虑冷却问题水的体积流率： 冷却水的流速： 传热系数：传热面积： 水孔数 将数值输入UG塑性顾问，得到如下图的分析结果。 图4-4 UG塑性顾问分析结果模拟结果中红色部位是塑件表面温度较高的区域，蓝色区域是温度较低区域，由红色到蓝色的颜色过渡反映了

44、温度场的变化模拟结果壳体内侧接近浇口位置的红色区域在注塑时是温度较高部分需要在该处设冷却水路将以上计算结果结PRO/E塑性顾问分析结果，采用壳体内侧安放两根循环水路，外侧一根的布置方式。4.9模具材料塑料模具的工作条件与冷冲模有所不同，一般都必须在一定温度（150200）条件下进行工作，除了要受到一定压力作用外，还要承受温度的影响。因此对塑料模的成型零件，除了要求必须具有足够的强度、硬度和良好的加工性能之外，还要求热稳定性好，温度差异引起的尺寸变化率小。选取常用的45牌号的优质碳素钢经调质处理后有一定的强度和耐磨性用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性，用于成

45、型零件。而型腔和型芯用50号钢以改善表面抛光性能和耐磨性能5。总结在本次论文的编写中，我深深体会到学以致用的快乐。通过查阅一些的资料书籍，学到了不少东西。老师教的软件对论文的设计非常重要，通过论文的制作是我更加对一些绘图软件了解和认识。经过查找资料和翻阅以前学过的课程，对知识点回顾，更加牢固的掌握知识点。鼠标上盖是薄壳塑件且出于该产品产品外形美观，手感好的使用要求，零件的外形全部设计为为曲面，本研究采用UG三维建模软件软件进行特征分解，该软件基于特征以及参数化的特点使其具有强大的功能，能够解决这种特殊问题。为获得高质量的产品，采用数值模拟与经验设计相结合的方法对鼠标上盖成型规律进行了探讨和研究，使整个模具的设计制造周期缩短，优化了模具的结构和工艺参数，大大减少了试模的次数，提高工作效率。利用CAE软件，方便的观测到零件的凝固、充模等过程，寻找出塑件可能出现的成型缺陷，从而在模具的工艺参数、塑件的尺寸形状性能特点之间获得最佳的匹配。因此，还要更加努力的去学习，通过理论和实践相结合的方法来不但提高自身的素质，要不断的学习来丰富自己的知识储备，现在社会发展的非常之快，从论文的设计过程发现自己还有很多不足的地方，还需要去学习，才能弥补不足，才能走的更加长远，人生价值才能更好的去实现。