鼠标下盖塑料模具说明书.doc

西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计论文题目：鼠标下盖塑料注射模具设计 系 （部）： 机电信息系 专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： B060201 学 生： 王少锐 学 号： B06020120 指导教师： 贾培刚 2010年5月V鼠标下盖塑料注射模具设计摘 要本文设计中采用一模两腔式注射模，用于成型鼠标下盖；通过对制件的工艺分析，确定了模具的设计方案，并绘制了装配图和零件图。本模具采用了侧浇口的进浇方法，制件有侧孔，采用了斜销抽芯机构进行抽模，主要运用专业软件Pro/E对鼠标下盖注射模的型芯进行设计，利用AUTOCAD作模具的二维图，用PRO/E作模具的三维图。在注射模设计中，通过对塑件的结构工艺分析，设计了塑料注射模。介绍了塑料注射模型芯的设计及主要结构零件的设计过程，着重介绍了注射模的动模和定模的设计；在PRO/E三维模具设计中，通过PRO/E两板式模具设计，学习Pro/ENGINEER软件的零件设计和模具设计模块的基本操作，还学习了Pro/E与AutoCAD之间的转换.关键词： 注射模；一模两腔；侧浇口；斜销；三维图Based on Pro / E Under The Cover of The Mouse Injection Mold Design and CNC MachiningABSTRACTIn this paper, the design of one-mode two-cavity injection mold for molding the mouse under the covers; parts of the process through the analysis of the mold design and drawing of the assembly drawing and parts drawing. A side of the mold into the water gate way to the side parts have a hole, using a ramp pin core pulling bodies pumping mode, the main use of professional software Pro / E on the mouse under the cover of the mold injection mold die design of the Hui, the use of AUTOCAD for two-dimensional map of the mold, using PRO / E for the three-dimensional mold map derived using Mastercam CNC processing cavity. In the injection mold design, plastic parts of the structure of process analysis, design of plastic injection mold. Introduced a plastic injection mold design and mold-jen major structural parts of the design process, focused on the male and female injection mold die design Hui; in PRO / E three-dimensional mold design, through the PRO / E two-plate mold design, learning Pro / ENGINEER software to design and mold design parts of the basic operation module, but also to learn the Pro / E and the conversion between mastercam and how to mastercam to generate CNC machining process.Keywords: injection mould；two-impression；side gate；ejector pin；three-dimensional plot目 录主要符号表摘 要IABSTRACTII主要符号表VI1 绪论12 鼠标下盖的三维造型22.1 鼠标下盖的结构分析22.2 制件精度分析22.3 鼠标下盖设计思路23 塑件材料的选择与成型特性53.1 塑件材料的选择53.2 ABS的性能特点53.3 ABS的成型工艺参数54 成型设备的选择64.1 塑件体积的计算64.2 注射机的选择64.3 确定型腔数74.4 选择模架75 模具结构的设计85.1 分型面的选择85.2 成型零件95.2.1 型腔的设计95.2.2 型芯的设计105.2.3 成型零部件工作尺寸计算105.2.4 成型零件壁厚计算135.2.5 成型零部件的刚度，强度较核155.2.6 底板厚度计算155.2.7 侧壁厚度155.2.8 斜销的结构设计155.3 浇注系统的设计165.3.1 主流道175.3.2 浇口的设计175.3.3 冷料穴与拉料杆的设计185.4 脱模机构的设计195.4.1 脱模机构的要求195.4.2 脱模机构的选用原则195.4.3 脱模机构的设计要求195.4.4 安装方法205.4.5 复位元件205.4.6 顶杆脱模机构205.5 合模导向机构215.5.1 导向机构的作用215.5.2 导柱，导套225.6 排气系统的设计226 模具冷却系统设计计算236.1 水路方式236.2 其他水路配件236.3 塑件冷却系统设计计算246.3.1 时间的计算246.3.2 热量的计算246.3.3 制品与型腔壁温度差的平均值276.3.4 凹模所需冷却水管直径276.3.5 热阻计算276.3.6 凹模冷却水管回路的总传热面积286.3.7 凹模所需冷却水管长度287 成型设备的校核297.1 注射机的校核297.1.1 注射压力的校核297.1.2 锁模力的校核297.2 装模部分相关尺寸的校核297.2.1 喷嘴尺寸297.2.2 拉杆间距307.2.3 最大模具厚度和最小模具厚度307.2.4 开模行程的校核308 模具材料的选用319 结 论32参 考 文 献33致 谢34毕业设计知识产权声明35毕业设计独创性声明36附录37 主要符号表V 体积 密度 M 质量 k 注射机最大注射量利数 R 半径 d 直径 塑件公差 H 高度 S 抽芯距 L 长度 角度 Q 脱模力 摩擦系数 1 绪论1 绪论模具工业在现代化生产中，是生产各中工业产品的重要工艺装备。随着社会经济的发展，各国都普遍意识到，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展有特别重要的意义。模具技术已成为衡量一个国家产品制造业水平的重要标志之一。模具成型具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在国民经济各个部门，特别是汽车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家电、轻工日用品等工业部门得到了极其广泛的应用。据统计，用模具制造出来的产品零件，在机电类占6070，在仪表、照相机等电子工业中占80以上，在自行车、洗衣机、电冰箱等轻工业产品中占85以上。模具工业极大地促进了工业产品生产的发展和质量的提高，获的了巨大的经济效益。模具工业的发展是和现代工业的发展紧密相连的。随着机械、电子、轻工、国防等工业生产的不断发展，特别是电子工业和汽车工业的飞速发展，对模具的需求与日具增，给模具工业的发展带来广阔的前景，同时也带来了新的挑战。根据现代工业的发展趋势，工业产品的特征表现为：大型产品和小型化多功能性产品的结构越来越复杂；表面质量和加工精度的要求越来越高；高速、高温、高摩擦及腐蚀性工作环境的产品对高性能材料的要求越来越多，尤其是高性能工程材料的使用越来越广泛。因此现代工业产品的发展对模具的要求也在不断的提高。模具需求量更大，种类更多，性能和精度更高，结构和工作条件更复杂，工作温度更高，寿命也要求更长。也因为此，模具向着精密、高效、长寿命方向发展。如何实现这样的发展要求，从加工方面就是实现快速加工，发展简易模具，改善模具用钢，发展专业化生产等。在设计层面上，就是利用优秀的设计软件，像Pro/E、UG、CATIA等专业设计软件设计模具，并通过Mold flow等专业分析软件对制件在设计模具前就把所要注意的事项分析出来，做到尽量将模具缺陷在模具制造之前得以解决，从而使模具设计及制造能够快速完成。毕业设计是检验大学本科毕业生应用所学知识的能力的重要手段，可以说是我们在大学期间的“最后一次考试”。作为一名即将毕业的塑性成型专业的学生，须通过毕业设计，将所学的理论知识运用于实践，独立完成模具设计及用Pro/E画模具的三维图，在这个过程中加深对模具结构及相关的设计、制造、模具与Pro/E的联系等方面知识的理解。同时，毕业设计又具有联系理论和实际的纽带功能，在设计的过程中，我们初步尝试着将所学的知识联系起来。譬如，在设计中充分考虑到诸如零件制造难易程度和装配的可行性等问题，而不是将他们相互孤立，努力做到知识的融会贯通。毕业设计强化了我们做为一个模具从业者的基本功，为今后走上工作岗位打下了坚实的基础。 鼠标是电脑上必备的硬件之一，随着现在科技的发展，鼠标也是不断在更新的。因此，市场要求鼠标的设计周期、生产周期短，而产品的技术要求含量越来越高，而应用Pro/E来设计则可以达到缩短设计周期、生产周期，降低生产成本，提高产品质量的西安工业大学北方信息工程学院毕业设计目的。 模具设计人员一般是在接到客户产品（一部分图纸、一个样品或现在还很少使用的产品的模型），便开始进行新模具的设计阶段，进行产品分析，2D模具结构组立图的绘制，3D模仁成型部分的拆制。包括模具使用的注塑机、型腔个数；使用塑料的类型，进胶位置，模穴数以及排布方式，以及成型机构等。在进行模具设计前还要了解塑料特性、产量、预期周期、制品用在何处、如何使用、制品是否要同其他零件进行配合、收缩率、脱模角、需要何种类型流道系统、浇口位置、流动和熔合线、顶出痕、表面精整要求，型腔位置、模具所需备件、注塑机性能指标、在注塑机中的安装问题、模具设计计划时间等。在本次毕业设计中，我选择了塑料注塑模的设计和用Pro/E软件设计零部件并装配成整体模型的全过程，而后再用mastercam导出数控程序。Pro/ENGINEER由美国(PTC)公司推出,是国际上最先进也是最成熟使用参数化的特征造型技术的大型CAD/CAM/CAE集成软件. Pro/ENGINEER除了包括三维实体造型、装配模拟、加工仿真、NC自动编程、有限元分析等常规功能模块外，同时也有模具设计、板金设计、电路布线、装配管路设计等专有模块，可以实现DFM（Design For Manufacturing-面向制造的设计）、DFA（Design For Assembly-面向装配的设计）、ID（Inverse Design-反求工程）、CE（Concurrent Engineer-并行工程）等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化和基于特征的建模；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改,别的模块中相应图形或数据也会自动更新;智能化的装配功能等。它性能强大，容易使用，是一套可以应用于工业设计、机械设计、功能仿真、制造和数据管理等众多领域的工程自动软件包。其中模具设计模块属于产品开发后期的工具。现在Pro/E已经广泛用于电子、机械、模具设计、工业设计、家电、玩具等各行业。1 绪论2 鼠标下盖的三维造型2.1 鼠标下盖的结构分析鼠标（Mouse），也有人喜欢称之为滑鼠。鼠标的发明，给操作电脑的用户带来了大大的方便，减少了使用键盘的时间，加大了操作速度，自此，鼠标和电脑就结下了不解之缘，特别是操作系统发展到了Windows时代，鼠标既成关键的输入设备。从基本的运行程序、Copy文件、删除文件到系统的设置与调试，鼠标均必不可少。鼠标在现代计算机中的作用越来越重要，其主要发展趋势为人性化，多样化，个性化。这对鼠标注塑模具设计和制造的要求也越来越高。传统的手工设计与制造方式早己满足不了注塑模具设计和制造的需要。采用CAD/CAE技术可以显著地提高塑料产品和塑料模具设计制造效率，减少了设计者的劳动量，提高设计制造质量，减少试模修模时间，从而缩短了从产品设计、模具设计、模具制造到产品模塑生产的整个周期，增强企业对市场需求的应变能力。该零件的表面型孔较多，壁厚较薄，左右相对对称性，尺寸中等。产品表面有自由曲面组成，该零件有成型孔和加强筋、侧抽零件，尺寸中等。下图为制件的三维立体图。图2-1 制件三维立体图2.2 制件精度分析分析此制件精度挺高，ABS塑料建议采用的尺寸精度等级为：高精度采用3级精度，一般精度采用4级精度，低精度采用5级精度。根据我国原四机部制定的SJ1372-78塑料制件尺寸公差标准，所以选择3级精度。对应模具制造公差等级为IT10级。2.3 鼠标下盖设计思路造型-修补破面-生成实体-结构设计。这种设计思路称之为“自顶向下设计（from TOP to DOWN）”。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计自顶向下设计是一种新颖的概念，一种高效率的设计方法论，主要用来处理组件的设计工作。自顶向下设计是在产品的设计条件限制，规格等要务明确定义清楚后，将这些设计规范传送到每一个子组件与零件中，以保持产品结构的一致性。自顶向下设计有许多的优点，它可以管理大型组件，又能有效地掌握设计意图，使组织结构明确，更能在设计团队间迅速传递设计信息，达到信息共享的目的。自顶向下设计共分为四大程序：1) 定义设计意图在设计初期规划阶段，常遇到一些问题：a) 产品的目的，功能是什么？b) 应该如何满足这些功能？c) 子系统如何妥善导入到主系统中？d) 设计进行中，有那些预期性的设计发生改动？e) 是改良型设计，还是全新研发？f) 产品的主要规范是什么（如大小，材质，重量，成本，寿命等等）？g) 产品与使用环境的关联性是什么？在PRO/E设计系统中提供了以下几个工具来表达设计意图，规格，限制需求：2DLAYOUT（二维布局），PDM（产品数据管理），SKELETON MODEL（骨架模型）。2) 定义产品结构定义产品结构有以下几项优点，一一列举如下：a) 能有效组织，管理组件的设计。b) 能清楚分类工作的性质，正确分配给不同的设计团队。c) 能专心投入于每一个子组件的设计，不需要担心其他结构问题。d) 许多重要的设计参数，如产品的描述，零件数目等，能尽早公布且传达到每一子系统。3) 导入骨架模型模型主要是用来表现空间需求，零组件结合位置，机构运动情况等，在不同子间，分享设计信息，控制彼此间的参照或互动的角色。其特性说明如下：a) 永远摆在组件的第一位置；b) 一个组件或子组件可有多个骨架模型；c) 骨架模型不会涉及组件质量特性的计算。4) 传达设计意图到整个组件结构中设计信息在骨架模型中完整定义后，分别一一传送到子组件，甚至最基层的零件通过骨架模型作为桥梁，设计团队有相同的参考依据，设计进度都能反映至最上层的组件中。所以，当绝大部分的参照中在容易控制的骨架模型时，不但设计意图较容易实现， 更能降低外部参照所引发的头痛问题。继续拓展设计意图到所有零组件现存的零组件可装配到组件中，利用关系式的编写来连接，合并特征等方式。管理零组件间的相互从属参照在PRO/E系统中，有数种方法来辅助使用者控制参照的分布，如参照控制，全局参照查看器，外部参考。参数化设计系统的最大优点是，可以通过零件间的彼此的约束，使得设计变更能反映至所有相关的零件或组件；但是，若是无法完善的管理，控制所有的外部参照，可能会控制整个系统的失控，瘫痪等，所以，必须明白了解外部参照的分布情况。综合以上考虑，该手机外壳的模型主要使通过利用PRO/E WILDFIRE3.0造型，里面主要讨论利用PRO/E如何设计模具，实体的建模就不在此赘述。3 塑件材料的选择与成型特性3 塑件材料的选择与成型特性3.1 塑件材料的选择因为鼠标下盖要求有较高的强度，因此决定选择ABS作为其原料。3.2 ABS的性能特点ABS是在聚苯乙烯高聚物改性的基础上发展起来的一种新型工程塑料，它是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种塑料的三元共聚物，具有良好的综合物理性能（坚固、坚硬、坚韧），耐热、耐腐、耐磨、耐油，尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点价格便宜，且原料来源广泛。ABS的成型特性：1. ABS树脂为非结晶高聚物，所以成型收缩率小。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。2. ABS的比热容低，在注塑机中能很快加热，因而塑化效率比高，在模具中固化比较快，因此模塑周期短。3. ABS塑料表面极易吸湿，吸水率约在0.2%0.45%之间，使成型塑件表面出现斑痕，云纹等缺陷，因此成型之前必须干燥。在8090下干燥23h，可以满足各种成型要求。4. ABS是无定形聚合物，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。3.3 ABS的成型工艺参数表3-1 ABS注射成型时的主要工艺参数1塑料名称比重收缩率注射压力螺杆转速成型时间（S）注射时间保压时间 冷却 时间 ABS30600515601560喷嘴温度模具温度注射机类型预热和干燥时间 料筒温度前段中段后段 螺杆式 1 绪论4 成型设备的选择4.1 塑件体积的计算由PRO/E中的模型分析中可以得出单个体积为，ABS的密度是,浇道凝料大约估计为5cm3。单件塑件重量：经计算塑件重量12.0g 4.2 注射机的选择未限定设备时，注射机额定注射量GB，每次注射量不得超过最大注射量的80%，即： GB (Gj+ Gs)/ A （3-1）式中： GB注射机额定注射量（g） Gj浇注系统质量（g） Gs塑件质量（g） A注射系数，取0.75模具为一模两腔，浇注系统质量约为一个制件的质量，故总计质量约为40克，则：G=M/0.75=40/0.75=53.4g从计算结果，并根据塑料注塑机技术规格，选择125 cm3的（卧式）注射机。注射机型号：XS-ZY-125 卧式注塑机表4-1 注塑机技术规范及特性公称注射量(3)125注射方式螺杆式螺杆直径 () 42合模力 (t)90注射压力 (MPa)120最大成型面积(2)320喷嘴圆弧半径R（mm）12模板最大行程()300喷嘴 孔径(d/mm)4模具最大厚度()300推出形式两侧有推杠机械顶出模具最小厚度()200西安工业大学北方信息工程学院毕业设计4.3 确定型腔数在塑件设计设计完成之后就是模具设计阶段了，首先必须考虑的是采用单型腔还是多型腔模，并决定型腔数量的多少。考虑的因素主要有：现有注塑机的规格、所要求的塑件质量、与原料有关、与生产有关、与模具有关。从经济的角度出发，定货量大时可选用大型机、多型腔模具，对于小型制件型腔数量可由经验决定。由塑件的形状结构特点和成型结构及设计要求初定为一模两腔。4.4 选择模架选择标准模架其外型尺寸为355mm3000mm210mm定模板厚度: A=35mm动模板厚度：B=30mm垫块厚度： C=60mm动模垫板： D=35mm模具厚度： H=50+A+B+C+D=（50+35+30+60+35）=210mm标准模架图如下。图4-1 标准模架图9模具结构的设计5 模具结构的设计注塑模设计的主要内容归纳起来大致有以下几个方面。1. 塑件脱模和横向分型抽芯的问题可通过经验和理论分析来解决这方面的问题，目前还正在研究建立计算机专家系统软件，以期这方面的工作能更快的更准确的在计算机上实现。2. 根据塑料熔体的热学性能数据、型腔形状和冷却水道的布置，分析得出保压和冷却过程中塑件温度场的变化情况，解决塑件收缩和补缩问题，尽量减少由于温度和压力不均、结晶和去向不一致而造成的残余内应力和翘曲变形。3. 根据塑料容体的流变行为和浇道、型腔内各处的流动阻力通过分析得出冲模顺序，同时考虑塑料熔体在模具型腔内被分流及重新融合的问题和模腔内原有空气导出的问题，分析熔接痕的位置，决定浇口的数量和位置，在这方面除了可用经验或解析的办法分析外，国内外均有一些流动分析得CAE软件可对冲模过程做出比较准确的模拟，塑料性能数据库，可提供用于分析得流变等各种数据，对于比较简单的制件，凭经验或简单的计算也可做出判断。4. 决定制件的分型面，决定型腔的镶拼组合。模具的总体结构和零件形状不单要满足冲模和冷却等工艺方面的要求，同时成型零件还要具有适当的精度、粗糙度、强度和刚度易于装配和制造，制造成本将低。除了通过经验分析和理论计算进行成型零件的设计外，还可利用一些专用软件和型腔壁厚的刚度强度计算软件在计算机上快速解决这些问题。5.1 分型面的选择分型面是指分开模具能取出塑件的面。分型面设计的是否得当，对操作难易、制件质量、模具结构复杂性有很大影响，主要考虑一下几点：1) 分型面形状的决定一般分型面是与注塑机开模方向相垂直的平面，但也有做成倾斜的平面，也有做成曲面的。2) 塑件在型腔中放置方位的确定塑件从模具内取出，一般只选用一个与开模方向相垂直的分型面，应设法避免与开模运动方向垂直或倾斜的侧向分型和侧向抽芯，因为这样会增加模具结构的复杂程度，为此安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直的方向有侧凹或侧。3) 选择分型面的位置时，应考虑以下因素。 a) 分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处。 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计b) 使塑件留在动模一边，利于脱模。c) 轴芯机构要考虑轴芯距离。 d) 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度。 e) 当利用分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。确定分型面，利用Pro/E分模模块即可做出型芯、型腔。5.2 成型零件构成模具型腔的零件统称为成型零件，它主要包括凹模、凸模、型芯、型腔、镶块、各种成型杆、各种成型环。由于型腔直接与高温高压的塑料相接触，它的质量直接关系到制件质量，因此要求它有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性，以承受塑料的挤压力和料流的摩擦力，有足够的精度和适当的表面粗糙度，以保证塑料制品表面的光亮美观，容易脱模。一般来说，成型零件都应进行热处理，或预硬化处理，使其具有HRC30以上的硬度。成型零件设计时应注意：a) 当型腔全被充满的瞬间，内压力达极大值。b) 凹模强度较核公式 c) 大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，以刚度较核为主。 d) 小尺寸型腔以强度不足为主要矛盾，以强度较核为主。 5.2.1 型腔的设计为了节约成本，缩短加工周期，我们模具采用整体嵌入模架的形式。在模架的A板上，加工出体型凸台，和凸台的型腔紧密配合。这样可以保证加工精度，型腔可以用数控机床及电火花放电加工。利用Pro/E设计出的型腔如下。图5-1型腔三维立体图5.2.2 型芯的设计由于布置排布冷却水道、小型芯等原因,考虑到干涉的问题，给加工带来了难度，采用整体嵌入式。在模架的B板上加工出凹槽，型芯如图加工抬肩式和动模板紧密配合。保证在开合模时型腔、型芯的配合，保证了制件的成型精度，成型面可以用数控机床、电火花放电加工,通孔可以用线切割加工。利用Pro/E设计出的型芯如下。图5-2 型芯三维立体图5.2.3 成型零部件工作尺寸计算工作尺寸的计算主要有型腔型芯的径向尺寸、深度尺寸、中心距等的计算。在设计时，必须根据制品的尺寸和精度要求来确定相应的成型零件的尺寸和精度等级。制品尺寸为MT5级。模具制造公差为IT10级。4查中国模具设计大典表6-4 ABS塑料的收缩率是0.3%0.8%。平均收缩率S=（0.2%+0.8%）/2=0.55%凹模经向尺寸计算: （4-1）式中 塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）； X修正系数，取0.5-0.75； 塑件公差（mm）；模具制造公差，取（1/3-1/4）。塑件材料为ABS，其公差等级按未注公差尺寸来计算。模具制造公差等级为IT10。基本尺寸为110mm由中国模具设计大典表9.4-3查得基本尺寸为110mm时，=0.25，z=1/3=0.08mm.。由表9.4-7查得X=0.7mm基本尺寸为58mm由中国模具设计大典表9.4-3查得基本尺寸为58mm时，=0.19， z=1/3=0.06mm.。由表9.4-7查得X=0.75对于凹模上薄壁.棱.小孔取其宽度为1mm基本尺寸为17mm 得=0.11，z=1/3=0.036 X=0.75基本尺寸为30mm 得=0.16，z=1/3=0.0.53 X=0.75基本尺寸为54mm 得=0.16，z=1/3=0.053 X=0.75型腔深度尺寸计算： （4-2）式中 塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）； X修正系数，取0.5-0.75； 塑件公差（mm）；模具制造公差，取（1/3-1/4）。基本尺寸为18mm 由中国模具设计大典表9.4-3查得基本尺寸为18mm时，=0.13，z=1/3=0.04mm由表9.4-7查得X=0.63基本尺寸为10mm 得=0.075，z=1/3=0.025 X=0.65基本尺寸为3mm 得=0.06，z=1/3=0.02 X=0.65凹模凸台或孔的中心线到侧壁的距离，型芯上台或孔的中心线到侧壁的距离基本尺寸为58mm 得=0.16，=58.220.08基本尺寸为17mm 得=0.09，=17.0550.08基本尺寸为25.5mm 得=0.16，=25.7240.08凹模孔中心线到侧壁的距离基本尺寸为8mm 得=0.16=8.29310.08基本尺寸为10mm 得=0.16=10.69310.08基本尺寸为20mm 得=0.16=20.1650.08型芯径向尺寸计算: （4-3）式中 塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）； X修正系数，取0.5-0.75； 塑件公差（mm）；模具制造公差，取（1/3-1/4）。基本尺寸为110mm由中国模具设计大典表9.4-3查得基本尺寸为110mm时，=0.25，z=1/3=0.08mm.。由表9.4-7查得X=0.7mm基本尺寸为3mm 计算：mm基本尺寸为10mm 查得=0.13z=1/3=0.043mm X=0.75.基本尺寸为10mm 查得=0.13z=1/3=0.043mm X=0.75.基本尺寸为58mm 查得=0.19z=1/3=0.063mm X=0.75.型芯高度尺寸计算： （4-4）式中 塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）； X修正系数，取0.5-0.75； 塑件公差（mm）；模具制造公差，取（1/3-1/4）。基本尺寸为10mm 由中国模具设计大典表9.4-3查得基本尺寸为15mm时，=0.11，z=1/3=0.036mm.。由表9.4-7查得X=0.63基本尺寸为10mm =0.09，z=1/3=0.03mm5.2.4 成型零件壁厚计算（1）上模矩形型腔侧壁和底板厚度计算a) 侧壁厚度计算 整体式矩形行腔任一边均可以简化为三边固定一边自由的矩形板，当塑料熔体注入时其最大变形发生在自由边的中点，变形量max(mm)为： 式中c由L/h而定的常数，其值可查表3-5-35，L:侧壁内侧长，mm;h:侧壁内侧高（型腔深度），mm;p:型腔内压力，MPa;E:模具材料弹性模量；a：侧壁厚。塑料压力为p=100Mpa。按允许计算侧壁厚度 （4-5）整体式矩形型腔侧壁强度计算较为复杂，但通过多例计算分析得知，应变和应力有一定的对应关系，在塑料压力p=50MPa的情况下，应变=L/6000时，板的最大应力接近于45号钢的许用应力200MPa，再大则超出应力许用值，因此可以用=L/6000代替强度条件。以允许变形量=0.05mm,作刚度条件，则强度计算与刚度计算的分界尺寸为L=300mm。当型腔L300mm时，按允许变形量（即=0.05mm）计算壁厚；当L300mm时，按允许变形量=L/6000mm计算。b) 底板厚度计算 支撑在垫块上其中部悬空的整体式矩形型腔的底，可看成是周边固定表面受均布载荷的矩形板，其内壁边长分别为L,b(b为短边)，当它受到压强为p的塑料熔体作用时，板的中点将产生一最大变形，其值为 （4-6）式中 c常数，由底板内壁边长之比L/b而定，其值可查表3-5-41。允许变形量已知时，则按刚度条件计算底板厚为 （4-7）这里仍按上面所述，取=L/6000,则有：=7.72mm对底板强度计算分析发现，其最大应力集中在板的中心和长边中心处，而以长边中点处应力最大，其应力值可按下式计算 （4-8）按许用应力计算底板最小厚度s(mm)为 （4-9）式中c 由矩形四壁边长之比L/b决定的常数，其值可查表3-5-51=8.32mm故底板厚度应接近10mm（2）动模型腔侧壁和厚度计算由于下模采用了整体式型芯，且是镶嵌在模板上的，故这里只计算模板切槽侧壁及底板厚度。（a）侧壁厚度计算=6.32mm（b）底板厚度计算这里可以将其看作型芯支撑板厚度计算。由于两个型芯位置不同，但在模板上，其受力亦可以简化为两个单型芯支撑板计算。按刚度计算底板厚度为： (4-10)式中=A/L,A为型芯与支撑板接触长度，L为模具垫块间净距，B模板宽度，其余同上式。则=58.82mm按强度计算底板厚度为 （4-11）代入数据有=22.09mm由此，模板厚度应大于等于58.82+22.09=80.91mm5.2.5 成型零部件的刚度，强度较核1. 当型腔全被充满的瞬间，内压力达极大值。 2. 大尺寸型腔，刚度不足是主要问题，以刚度较核为主。3. 小尺寸型腔以强度不足为主要矛盾，以强度较核为主。5.2.6 底板厚度计算a) 组合式矩形型腔底板厚度计算当L77mm时用强度计算。此模具L=120mm，所以用刚度计算：s= （4-12）因为ABS的溢边值为0.04mm 左右 ，所以取=0.03p-型腔压力 取 p=30MPab-凹模内腔短边 b=160mmB-底板总宽度 B=315mmE-弹性模量 E=2.1*10MPa则 s=46.8mm所以取动模垫板厚度为50mm5.2.7 侧壁厚度h1=20.17mm5.2.8 斜销的结构设计由于制件带有侧抽孔，所以要设计斜销来成型侧抽机构。斜销的设计要点：a）斜销的角度一般，角度越小越好，易于顶出。b）斜销底部要做对刀面，便于加工及修模。c）斜销上面要做耐磨油槽，其长度以在顶出时，不会弄脏成品为宜。d）斜销在设计时应该避免与型腔靠破，以免插伤模仁成型面。e）注意斜销与其他机构不要发生干涉。利用Pro/E8设计出的斜销如下。图5-3 斜销斜销及跨快整体图如下。图5-4 斜销及滑块整体图5.3 浇注系统的设计将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道，分流道，内浇口，冷料穴等结构组成，由零件的浇注套，拉料杆等组成。浇注系统的设计原则。（a） 考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。 （b） 避免熔体正面冲出小直径的型芯或者脆弱的金属镶件。 （c） 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放同一模内。 （d） 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 （e） 流道的进程要短，以减少成型周期及减少废料。5.3.1 主流道为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及附近的塑料熔体应该最后固化，在卧式注塑机用模具中，主流道垂直于分型面，为了便于流道凝料的拔出，设计成具有24度的圆锥形，内壁有Ra=0.4um以下的粗糙度，在内壁研磨和抛光时应注意抛光方向，不形成垂直于脱模方向的滑痕，否则会发生脱出困难而造成成型中断，加工腐蚀性材料还应将流道内壁镀罗铬。当主流道贯穿于几块模板时，必须采用主流道衬套，已避免在模板将的拼缝处溢料，以致主流道凝料无法脱出。主流道衬套如下图。图5-5 主流道衬套图5.3.2 浇口的设计对于鼠标下壳这种对外观表面质量要求很高的产品，从塑件结构考虑,采用侧浇口,以保证型腔内塑料的流动状况最佳，以获得恰当的充模和最大的制品强度，侧浇口的浇口痕迹留在制件不重要的表面，保证了最终产品的美观性。为了便于加工，此种浇口可做成以下形式，两瓣拼合镶入模板中，如下图。图5-6 侧浇口5.3.3 冷料穴与拉料杆的设计由于注塑机喷嘴与冷模具接触降温，致使喷嘴前端常存有一段低温料，为除尽这段冷料，在主流道对面一般设有冷料井，是冷料不进入分流道和型腔。在冷料井底部有一根与冷料井圆孔成动配合的推杆，最常见的是带Z型头拉料勾得推杆，又称拉料杆，由于拉料杆头部的侧凹将主流道凝料勾住，分模时即可将凝料从主流道中拉出，拉料杆的根部固定在推板上，在推出制件时，冷料也一同被推出，取出产品时向拉料勾得侧向稍许移动，即可脱钩将制件连同浇注系统凝料一道取下。根据需要，在主流道的末端和分流道的末端设置冷料穴，其作用是收集熔体的冷料，防止冷料进入型腔而影响制品质量，还可拉出流道凝料的作用，冷料穴的长度通常为流道直径的1.5-2倍，在冷料穴底部采用Z形拉料杆。利用Pro/E设计出的拉料杆如下。图5-7 Z型拉料杆5.4 脱模机构的设计5.4.1 脱模机构的要求为保证塑件成型后从模腔或型芯上顺利脱出，模具结构中必须设置可靠有效的脱模机构。脱模机构使注塑模主要功能机构之一。对脱模机构的基本要求如下。（a）接触塑件的配合间隙无溢料现象；（b）运动灵活顺畅，无卡刹和过分磨损现象；（c）有利于将塑件和浇注系统凝料带向动模部分；（d）对塑件推力分布均匀合理，不会引起塑件变形或将塑件顶裂；（e）对塑件外观无明显损害；（f）具有足够强度、刚度，工作稳定可靠；（g）容易制造和装配。脱模机构运动的动力，可以是人的手，也可以是压缩空气，但两者较少采用，最普遍采用的是机动脱模。既通过动、定模分开时动模的运动，借助注塑机上装设的顶出元件（机械顶杆或顶出油缸），推动模具内设置的脱模机械使塑件从型腔内或型芯上脱出（或脱下）。机动脱模机构设计是注塑模设计中关键任务之一。随塑件结构形式不同，脱模机构的类型和繁简也有颇大差异。形状较简单的塑件从模具内脱出，是在脱模行程中一次动作完成，相应的脱模机构称为简单脱模机构或一级脱模机构。形状复杂的塑件，要完全从模具内脱出，通常要在脱模行程中进行两次动作，相应的要求模具内设置两组脱模机构，称为二级脱模机构。对于动、定模分开后塑件可能滞留在定模一侧的模具，定模一侧也应设置脱模机构。某些情况下浇注系统凝料的脱下和坠落也需要专设的脱模元件。螺纹塑件的脱模又有与一般塑件不同的脱模机构。 5.4.2 脱模机构的选用原则（a）使塑件脱模时不发生变形；（b）推杆位置痕迹须不影响塑件外观；（c）推力分布依脱模阻力的大小要合理安排；（d）脱模机构的运动应保证灵活,可靠,不发生误动作（e）推杆的受力不可太大,以免造成塑件被推局部产生隙裂；（f）推杆的强度及刚性应足够,在推出动作时不产生弹性变形。5.4.3 脱模机构的设计要求顶杆应设置在靠近脱模阻力较大的部位，如塑件侧壁端部，端面带凸台或凹槽部位。在满足顺利脱件的条件下，力求减少顶杆数量，容易保证推件时的协调并减少对塑件表面的影响。本设计顶杆设在塑件两侧壁处，每个制件采用6根直顶杆。 顶杆接触塑件的推顶段，与模板上相应孔采用过渡配合，应以不超过塑料的溢料间隙为限，一般情况下H8/f8 可以满足这一要求。顶推段要求上述配合的配合段一般不小于顶杆直径的二倍，其余部分扩大以减少摩擦。 对于最常采用的带安装凸肩的顶杆，安装固定时，与固定板上的安装孔应留有充分间隙，一般情况下可取双边间隙0.5左右，使顶杆推件时有一定浮动作用。 顶杆的全长往往穿过几块模板，长度的准确尺寸受这些模板所组成的尺寸链影响，因而设计长度尺寸时宜注出参考尺寸，其准确尺寸由最后装配时调整。5.4.4 安装方法顶杆向固定板上的固定方法除了最常用的凸肩垫板方法外，还可采用与凸肩等厚的垫圈垫入固定板与垫板之间，可免去在固定板上加工出沉孔，适用于非圆形顶杆安装；或者在安装一端用螺纹代替凸肩，用螺帽固定锁紧，优点时可以调节顶杆高度并省去垫板；对于小直径顶杆，从安装端用螺丝顶紧，或者柳死，都可省去垫板；对于端面较大的非圆形顶杆，可用螺丝拧入顶杆安装端的螺孔中拉紧。为了加工的一致性，本设计全采用凸肩垫板方法。5.4.5 复位元件 顶杆顶出机构中，顶杆在顶出塑件后，在下一个成型周期开始前，必须恢复到初始位置，最常采用的元件就是与顶杆安装在同一固定板上的复位杆。模具在闭合状态时，复位杆的工作端面与主分型面齐平，完成顶出行程后再次闭模时，主分型面的定模一侧压迫复位杆端面使整个顶出机构复位。为保证复位后主分型面闭合紧密，又不会压伤模板表面，要求复位杆装配后严格与主