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【 缩包内文件清单 毕业设计 （ 论 文） 题 目 ： 鼠标外壳注塑模具设计 学 院 ： 航空工程系 专 业名称 ： 机械设计制造及其自动化 班级学号 ： 学生姓名 ： 张 毅 指导教师 ： 姚 坤 弟 二 O 一 一 年 五 月 南昌航空大学科技学院学士学位论文 1 毕业设计（论文）开题报告 题目 鼠标外壳注塑模具设计 专 业 名 称 机 械 设 计 制 造 及 其 自 动 化 班 级 学 号 0 7 8 1 0 5 2 3 7 学 生 姓 名 张 毅 指 导 教 师 姚 坤 弟 填 表 日 期 2011 年 5 月 19 日 南昌航空大学科技学院学士学位论文 2 一、选题的依据及意义 ： 光阴似 箭 ，大学三年的学习一晃而过， 为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际， 训练自己综合运用机械和其他选修课程的基础理论，并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展自己有关机械设计方面的知识。 即此次设计的课题为 鼠标上盖注塑模 经过这几十年的发展 ,我国模具 模具 国研制模具 件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力支持下先后出现了一批先进的 模具 范企业 ,高校和企业也培养了一大批模具 件开发及应用人才。但总的来说 ,我国目前模具件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。模具 术水平还处于向高技术集成和向产业化商品化过渡的时期 ,研制的软件在可靠性和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距 ,还没有针对性的软件 ,使用一般都是通用性软件。但是我们不但要看清我们的劣势 ,也要看到我们的优势。与国外软件相比我们的优势是 :了解本国市场 ,便于提供技术支持 ,相对价格便宜等。 另外 ,我们有政府的大力支持 ,各大高校也为 件的开发培养了大批的人才。在这些前提下 ,我国模具 业不仅要紧跟时代潮流 ,跟踪国际最新动态 ,遵守各种国际规范 ,形成自己独特的优势 ,更要立足国内 ,结合国情 ,面向国内经济建设的需要 ,开发出有自己特色 ,符合中国人习惯的 件。 在现代机械制造业中 ,模具工业已成为国民经济中的基础工业 ,许多新产品的开发和生产 ,在很大程度上依赖于模具制造技术 ,特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低 ,已经成为衡量一个国 家机械制造技术水平的重要标志之一 ,直接影响着国民经济中许多部门的发展。模具在模具 模具 别发展的基础上发展起来的 ,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。 术的迅猛发展 ,软件、硬件水平的进一步完善 ,为模具工业提供了强有力的技术支持 ,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃 ,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。 在注塑模具方面， 2006 年，注塑模具比例进一步上升，热流道模具和气辅模具水平进一步提高，注塑模具在量和质方面都有较快的发展 ，我国最大的注塑模具单套重量已超过 50 吨，最精密的注塑模具精度已达到 2 微米。在 术得到普及的同时， 术应用越来越广， 体化得到发展，模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 3 本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以 鼠标上 盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模 具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学 以 致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。 同时在毕业设计的实践中对自己进行设计基本技能的训练，培养自己查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力， 在设计中除使用传统方法外，同时引用了 技术，使用 件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。 二、国内外研究概况及发展趋势 （含文献 综述） ： 具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的 决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 90的产品的零件，组 件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加， 2005 年将达到 170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14 种排量 80 多个车型， 1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种，共计 5000南昌航空大学科技学院学士学位论文 4 多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑 等，也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。 种模具的分类和占有量 模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们 一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。 （ 1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的 50以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。 （ 2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用 锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。 （ 3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。 （ 4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6。 （ 5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分 类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。 模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 5 国模具工业的现状 自 20 世纪 80 年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。 20 世纪 90 年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在 1990年仅 60 亿元人民币， 1994 年增长到 130 亿元人民币， 1999 年已达到 245 亿元人民币，2000 年 增至 260270 亿元人民币。今后预计每年仍会以 1015 的速度快速增长。 目前，我国 17000 多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业 在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的 “ 模具之乡 ” 和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力， 纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。 在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占 50 （中国台湾： 40 ），塑料模具约占 33 （中国台湾： 48 ），压铸模具约占 6 （中国台湾： 5 ），其他各类模具约占 11（中国台湾： 7 ）。 中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（ 1961 1981），成长期（ 1981 1991），成熟期（ 1991 2001）三个阶段。 萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。 1981 年 1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自 1982 年起，台湾地区就将模具产业纳入 “ 策略性工业适用范围 ” ，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品 的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等 术，所以台湾模具业接触 术的时间相当早。 成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下， 1994 年， 1998 年，由台湾地南昌航空大学科技学院学士学位论文 6 区政府委托金属中心执行 “ 工业用模具技术研究与发展五年计划 ” 与 “ 工业用模具技术应用与发展计划 ” ，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的 模具。 1997 年 11 月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ 同获准入会，正式成为世界模具协会会员，。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。 外 展及应用 状况 G) 源于美国麦道 (司的 产品 ,1991 年 11 月并入美国通用汽车公司 部。 其独立子公司 发 ,是一个集 一体的机械工程辅助系统 ,适用于航空、航天、汽车、通用机械以及模具等的设计、分析及制造工程。 将优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起 ,还提供了二次开发工具 许用户扩展 功能。 美国 司开发的一个具有交互式和强大二维功能的绘图软件 ,如 二维绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能 ,同时有部分三维功能。 件是目前世界上应用最广的 件 ,占整个 7%左右 ,在中国二维绘图 件市场占有绝对优势。 它以三维设计为基础 ,集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体 ,为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。据称目前已经装机 2 万余套 ,国内已销售近千套。 由美国 司于 1995 年 11 月研制开发的基于 世界各地用户广泛使用 ,富有技术创新的软件系统 ,已经成为三维机械设计软件的标准。它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好 ,用户易学易用。 996年 8月由生信国际有限公司正式引入中国以来 ,在机械行业获得普遍应用 ,目前用户已经扩大到三十多万 个单位。 昌航空大学科技学院学士学位论文 7 美国参数技术公司 (称产品 ,于 1988 年问世。 具有先进的参数化设计、基于特征设计的实体造型和便于移植设计思想的特点 ,该软件用户界面友好 ,符合工程技术人员的机械设计思想。 个系统建立在统一的完备的数据库以及完整而多样的模型上 ,由于它有二十多个模块供用户选择 ,故能将整个设计和生产过程集成在一起。在最近几年 已成为三维机械设 计领域里最富有魅力的软件 ,在中国模具工厂得到了非常广泛的应用。 国外企业中的应用 汽车工业代表着一个国家机械制造业发展的水平，一直是 术应用的先锋和大户。下面就以汽车工业为例，说明国内外机械 术的应用状况。 国际上，美国福特汽车公司在 术方面处于领先地位。早在 80 年代初，福特公司就着手 统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统； 1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现； 1986 年新开发的 大约 70%的外板件采用 0年代初全面实行产品开发的 用率可达 100%。福特公司 1990 年工作站已达 2000 台，以 作站（约占 70%）和 作台（约占 18%）为主，其应用软件主要为自行开发的 1993年以后，福特汽车公司提出了 )概念，并决定今后将采用 日本三菱汽车公司 1960 年从冲模的 控加工着手，以 动力，对从设计到制作的各项工程踏踏实实地进行了改革 ，至今，已形成了从车型款式设计到车身组装的新车型开发的完整的 统。 法国雷诺汽车公司应用 件作为 主导软件，目前已有 95%的设计工作量用该软件完成，并开发出很多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的 于钣金成形分析的 。 德国各大汽车公司普遍采用 为其 统的主导软件。 1994 年，德国大众集团决定用 具工业标准件结构现状 模具标准件是模具的重要组成部分，是模具基础。它对缩短模具设计制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量都具有十分重要的 技术 经济意义。国外工业发达国家的经验证明，模具标准件的专业化生产和商品化供应，极大地促进了模具工业的发展。据国外资料介绍，广泛应用标准件可缩短设计制造周期达 25可节约由于使用者自制标准件所造成的社会工时，减少原材料及能源的浪费；可为模具 8 等现代技术的应用奠定基础；可显著提高模具的制造精度和使用性能。通常采用专业化生产的标准件比自制标准件其配合精度和位置精度将至少提高一个 数量级，并可保证互换性，提高模具的使用寿命，进而促进行业内部经济体制、经营机制以及产业结构和生产管理方面的改革，实现专业化和规模化生产，并带动模具标准件商品市场的形成与发展。可以说没有模具标准件的专业化和商品化，就没有模具工业的现代化。近年来随着我国模具工业的迅猛发展，模具零件的标准化、专业化和商品化工作，已具有较高的水平，取得了长足的进步。自 1983 年全国模具标准化技术委员会成立以来，组织专家对模具标准进行制定、修订和审查，共发布了 90 多项标准，其中冲模标准 22 项、塑料模标准 20 余项。这些标准的发布、实施 ，推动了模具行业的技术进步和发展，产生了很大的社会效益和经济效益。模标准件的研究、开发和生产正在全面深入展开，无论是产品类型、品种、规格，还是产品的技术性能和质量水平都有明显的提高。 西安解放军 1001 模具标准件研究所开发研制含油导板和导套、球锁式快换凸模和固定板、斜楔装置和零部件、高档塑料模标准件；昆山精密模具导向件有限公司生产的精密导向件；广州东华模具推杆厂生产的氮化推杆；渭河工模具总厂生产的冲压模架；福州东方模具公司生产的独立导柱；深圳南方模具厂生产的注塑模架；上海克朗宁技术设备有限公司生产的热流 道系列产品等等。其中有的已达到国内先进水平，有的正在接近或达到国际水平，填补了国内空白。 但是，必须清醒地看到，目前我国模具的标准化程度和应用水平还比较低，乐观地估计不足 30%，与国外工业发达国家 (70相比，尚有较大的差距。现在生产销售厂家虽然逐年增加，但大多数是规模小、设备陈旧、工艺落后、成本高、效益低。只有普通中小型标准冲模模架和塑料模模架、导柱、导套、推杆、模具弹簧、气动元件等产品，商品化程度较高，可基本满足国内市场的需求，并有部分出口。而那些技术含量高、结构先进、性能优异、质量上乘、 更换便捷的具有个性化的产品，如球锁式快换凸模及固定板、固体润滑导板和导套、斜楔机构及其零部件，高档塑料模具标准件和氮气弹簧等在国内的生产厂家甚少，且由于资金缺乏，技改项目难以实施，生产效率低，交货周期长，供需矛盾日益突出。因此，每年尚需从国外进口相当数量的模具标准件，其费用约占年模具进口额的 3国产模具标准件在技术标准、科技开发、产品质量等方面，还存在不少问题。诸如，产品标准混乱，功能元件少且技术含量低，适用性差；技改力度小、设备陈旧、工艺落后、专业化水平低、产品质量不稳定；专业人才缺乏，管理跟不上、 生产效率低、交货周期长；生产销售网点分布不均，经营品种规格少，供应不足；某些单位为了争夺市场，不讲质量，以次充好，伪劣商品充斥市场。还有不计成本、盲目降价、扰乱市场的现象，是需要认真研究，南昌航空大学科技学院学士学位论文 9 丞待解决的。当然，我们更应当看到，随着我国国民经济的快速发展，模具市场的总趋势是平稳向上的。汽车、摩托车行业是模具的最大市场。家用电器、电子通信、建筑器材、仪器仪表、塑料橡胶等行业也有相当可观的模具市场。因此，模具标准件的应用必将日益广泛。在今后的市场经济中模具标准件必将成为一种十分活跃而又高速发展的产品。从长远发展的角度 看，我国模具工业必将伴随着知识经济时代的来临而发生深刻的变革，模具结构的典型化、零部件的标准化、标准化的专业化生产和商品化供应，也是今后发展的必然趋势。因而深信模具标准件行业的发展前景是非常乐观而美好的。 模具标准化程度和应用水平是衡量模具工业水平的重要标志。在我国即将加入世界贸易组织 (今天，模具标准件行业的生存与发展正面临着严重的挑战。但只要我们团结一致，同心同德，正视现实，加快改革，抓住机遇，迎接挑战，在竞争中求生存，依 *科技进步求发展，深信在不久的将来，我国模具标准件行业将会发生根本性 变革，迎来更加美好的明天。 国模具技术的发展趋势 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。 随着电子、信息等高新技术的不断发展 ， 今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1） 模具 向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 模具 术是模具设计 、制造技术的发展方向，模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应 用的网络化是主趋势新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（ 信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验 、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。 (2) 模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展 南昌航空大学科技学院学士学位论文 10 精密数控电火花加工机床（电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床）不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破，国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于 1 m 的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。国外近年来发展的高速铣削技术和机床（ 始在国内应用，将大幅提高加工效率。模具抛光的自动化、智能化 也是发展趋势之一，日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。此外，特种研磨方法如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光也应是发展趋势。其他方面，如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合 技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 (3) 快速经济制模技术得到应用 快速制模主要从以下四方面加快制模速度：一是提高加工速度（如高速铣削）；二是基于快速原型的快速制模技术；三是选择易切削模具材料（如铝合金）来加快制模速度；四是采用复合加工、多轴加工提高加工效率。快速原型制造技术（ 公认为是继数控（ 术之后的一次技术革命，基于快速原型的快速制模技术是现在和未来的一个热点。此外表面成形制模技术、浇铸成型制模技术、冷挤压及超塑性成形制模技术、无模多点成形技术和 带冲裁落料制模术也在蓬勃发展。 (4) 特种加工技术有了进一步的发展 电火花加工向着精密化、微细化方向发展。在简化电极准备、简化编程和操作、提高加工速度以及不断降低设备制造成本上也做了大量研究和实践。在其他机械特种加工（如磨料流动加工、喷水加工、低应力磨削、超声波加工等）和特种加工（如电子束加工、电火花磨削 、激光加工、等离子束加工等已经进入实用阶段，在各自的特殊加工领域发挥着重要作用。 (5) 模具自动加工系统的研制和发展 随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也应是中国的长远发展目标。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控系统同步系统；有质量监测控制系统。 (6) 模具材料及表面处理技术发展迅速 在模具材料方面，一大批专用于不同成形工艺的模具材料相继问世并投入使用。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单 一元素向多元素共渗、复合渗（如）发展；由一般扩散向 子渗入、离子注入等方向发展；同南昌航空大学科技学院学士学位论文 11 时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 (7) 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同 由于车辆和电机等产品向轻量 化发展，许多轻型材料和轻型结构用于汽车业，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生产成形和加工工艺发生了根本变革，相应地出现了液态（半固态） 挤压模具及粉末锻模、冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成型技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现 了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式；模具标准件的日渐广泛应用（模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本） ；广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 三、研究内容及实验方案： 1. 分析鼠标塑件以及塑件成型工艺和过程。 2. 设计鼠标塑件图，利用注塑成型原理对鼠标塑件进行成型分析，并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。 3 . 设计过程可利用计算机模拟加工检验 四、目标、主要特色及工作进度 1目标 通过设计并绘制注塑模装配图及模腔、模芯零件图并用 件对模具进行 型及生成数控加工程序 ,系统的把大学里的 机械制图、机械设计、机械原理等专业基 础课和专业课方面的知识 复习应用到实际设计和生产中去，加强 对机械制造、加工的工艺系统、全面的理解，达到学习的目的。 提高自己的动手创新能力，掌握造型软件， 明确模具的一般工作原理、制造、加工工艺。 锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力 ,以此提高自己的综合素质来适应社会发展的需求。 2主要特色 模具通用简单、制造成本较低。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 12 注射成型工艺可由机床按照一定程序完成，便于实现自动化 , 生产效率高，适于大批大量生产。 注射一般可一次成形，减少了制品再加工程序。 注射成形后的废品及废料可以重新加热注射，节约材料。 操作易于掌握，不需要等级较高的技术操作。 3工作进度 1查阅资料，英文资料翻译（ 6000 字符），撰写开题报告 （ 2 周） 1 月 23 日 2 月 6 日 2设计并绘制鼠标上盖塑件图 （ 1 周） 2 月 7 日 2 月 14 日 3 设计并绘制模具型腔、型芯零件图 （ 4 周） 2 月 14 日 3 月 10 日 4 设计并绘制鼠标上盖注塑模装配图 （ 2 周） 3 月 11 日 3 月 24 日 （ ） 4 月 17 日 4 月 30 日 5 编写设计计算说明书（毕业论文）一份 （ ） 5 月 01 日 5 月 11 日 6 毕业设计审查、毕业答辩 （ 2 周） 5 月 14 日 6 月 2 日 五、 参考文献 1 邓明等 化学工业出版社， 2005， 12 肖祥芷，李德群等 . 模具设计中的应用 科学出版社 1993： 513. 孙江宏 . 用教程 学出版社， 4. 彭建声 . 模具技术问答 . 机械工业出版社， 2003 5. 伊启中 . 模具 机械工业出版社， 2001 6 成大先主编，机械设计手册 第 3 卷，化学工业出版社， 2002 年 1 月 . 7 徐 灏主编，机械设计手册 第 4 卷，机械工业出版社， 1993 年 8 月 . 8 阿切尔康，机械制造者手册，机械工业出版社， 1965 年 9. 黎汉明 . 数控编程 用教程 民邮电出版社， 2000 10 李德群等 . 对开展模具 认识 . 模具工业， 1992,9(7):58 南昌航空大学科技学院学士学位论文 13 11 塑料成型工艺与模具设计屈华昌 主编，机械工业出版社， 12塑料模具设计，朱光力 万金宝 等 编著，清华大 学出版社， 13. . of v 118 n 6 997. p 68, 70 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 鼠标外壳注塑模具设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 设计技术要求： 芯零件图 ,符合塑件生产要求 ; 维造型 软件对模具型面进行 型 合制图标准； 计计算正确，论文格式规范。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 关 资料， 外文 资料翻译（ 6000 字符 以上 ），撰写开题报告 第 1 周 第 2 周 标上盖 塑件图 第 3 周 具型腔、型芯零件图 第 4 周 第 7 周 标上盖 注塑模装配图 第 8 周 第 10 周 业论文 ）一份 第 15 周 6. 毕业设计审查、毕业答辩 第 16 周 第 17 周 、主 要参考资料： 1彭建声主编 . 模具技术问答 . 北京 :机械工业出版社， 2003. 2伊启中主编 . 模具 北京 :机械工业出版社， 2001. 3 7 999)3494 .;. of v 17 n 15 1998. p 1374航空与机械 工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781052 班 学生（签名）： 填写 日期： 2011 年 01 月 03 日 指导教师（签名）： 助理指导教师 (并指出所负责的部分 )： 机械设计制造及其自动化 系主任（签名）： 附注 :任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 1 页 共 47 页 引言 . 2 1 绪论 . 3 国模具企业技术现状及发展趋势 . 3 次毕业设计应达到的目的 . 5 2 设计任务书 . 6 3 塑件分析 . 6 件的结构工艺性分析 . 7 算塑件体积和容量及相关参数 . 9 4 材料的成型特性与工艺参数 . 9 5 设备的选 择与校核 . 11 6 浇注系统的设计 . 15 料制件在模具中的位置 . 15 注系统的设计 . 16 溢系统的设计 . 22 7 成型零部件的设计与计算 . 22 型零件的结构设计 . 23 型零件工作尺寸的计算 . 23 架的选取 . 32 8 模机构的设计 . 33 模力的计算 . 33 出机构的设计 . 35 9 分型与抽芯机构的设计 . 37 10 合模导向机构设计 . 40 11 温度调节系统 . 40 结论 . 44 参考文献 . 46 致谢 . 47 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 2 页 共 47 页 引言 毕业设计是大学的最后一个教学环节，是对大学所学知识的综合运用。 是我们对以前所学的理论知识和技能的一次综合性训练。本次设计的课题是鼠标外壳的注射模设计。模具是工业生产中使用极为广泛的重要工艺装备。采用模具生产制品及零件，具有生产效率高，节约原材料，成本低廉，保证质量等一系列优点，是现代工业生产的重要手段和主要发展方向。 在此次设计中， 主要用到所学的注射模设计，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程， 即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更 加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题，这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础。 本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，特别是姚坤弟老师的悉心指导，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏，且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正。 编 者 2011昌航空大学科技学院学士学位论文 第 3 页 共 47 页 1 绪论 国模具企业技术现状及发展趋势 一、现状 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的 “模具之乡 ”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断 加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。近年 来 许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了 件 。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； 术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等 。 二、模具的未来发展趋势 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 4 页 共 47 页 模具技术的发展应该为适应模具产品 “交货期短 ”、 “精度高 ”、 “质量好 ”、 “价格低 ”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项 ： （ 1）全 面推广 术 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机 软件的发展和进步，普及 企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大术的应用范围。计算机和网络的发展正使 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能 。 （ 2） 模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采 集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 据，用于模具制造业的 “逆向工程 ”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在 “十五 ”期间将发挥更大的作用。 （ 3） 提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 （ 4） 优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发 展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 加入世贸组织后，我国将获得一个更加稳定的国际经贸环境，南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 5 页 共 47 页 从而有利于我国的改革开放有利于我国与各国、各地区的经济贸易合作，有利于世界经济的稳定发展。我国在制定法律法规时要遵守 规则，增加透明度，减少行政干预等；在市场开放方面，需要逐步降低关税，取消非关税措施，开放服务业市场等。这无论在观念上还是在体制上都会带来一定的变化。我国加入 时也将为各国、各地区的贸易伙伴提供更好、更稳定的市场进入机 会。使我国的投资环境将更为宽松、透明、稳定，我国的利用外资领域将进一步扩大，我国的市场体系将更加完善和发达。国内和国外模具企业都可以从中得到更多的机会和收益。 由于国内某些模具在技术上和质量上与国外先进水平存在着较大的差距，使短期内国内模具难以与国外先进模具的抗衡。这对我国模具产业将产生一定的冲击。另一方面也促进国内行业优化资源配置、调整经济结构、提高社会劳动效率，促使企业苦练内功，提高管理水平。应该清醒地认识到竞争才会带来更快的发展只要发挥自身优势，减少技术差距，我国的模具必将逐步占领国内市场，并拓展 国际空间。 次毕业设计应达到的目的 对于一个模具专业学生来说，通过本次毕业设计应达到如下目的： 1） 熟悉注射模的一般流程； 2） 对一般塑件能设计出其模具； 3） 掌握注射模具的模具的结构特点及设计计算方法； 4） 利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序； 具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力； 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 6 页 共 47 页 2 设计任务书 此塑件为鼠标外壳前壳，采用 料，中批量生产，塑件的外表面要求美观光洁。 本次毕业设计的工作量较大，主要包括塑料制件的造型、模具结构的设计、模具结构总装图的绘制等，所以历时较长，要求 完成以下任务： 1 根据鼠标外壳的使用性能设计其外壳及尺寸； 2 设计鼠标外壳的注射模，完成模具装配图一张，零件图一张，型芯、型腔的零件图各一张，动定模板、动定模座板各一张。 3 翻译一篇与机械相关的英文资料； 4 编写设计说明书。 3 塑件分析 本塑件为鼠标外壳 其外表面是一个弧曲面 ,左前方斜面上有三个凸形的孔。内表面有两个内凹，因此在此有两个内侧抽芯，且在在圆四周壁上有 3 个凸台 (用来安装某些零件 如螺钉 )等 1）所示 ,具体尺寸请看 12 号图纸。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 7 页 共 47 页 图（ 1）零件形状 件的结构工艺性分析 1） 尺寸精度 由于塑件的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动，而本塑件的配合精度不高，所以 塑件公差数值根据模具设计与制造简明手册中表 2定。精度等级根据表 2择， 由于所用材料为以确定其采用一般精度，为 4 级精度，无公差值者，按 8 级精度取值。 2）脱模斜度 由于塑件在冷却收缩时，会使它包紧在模具型芯或者型腔中的凸起部分。因此为了便于从塑件中抽出型芯或者从型腔中脱出塑件 ，防止脱模时拉住塑件，因此根据模具设计与制造简明手册中表2查得：型腔的脱模斜度选 40 1 20； 型芯选 35 1。所以我们选取 1o。 3）表面粗糙度 由于塑件的外观要求比较高，而且还要一定的手感，所以表面南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 8 页 共 47 页 粗糙度有较高要求 ,一般模具的表面粗糙度要比塑件的要求低 12级 间。我们选取 4）形状 塑件在满足功能的要求下，其内外表面应尽可能保证有利于成型和降低成本以及简化模具的复杂度。由于此塑件 的外表面的光洁度有很高要求，因此不能把浇口设在外表面上，从而影响美观，因此把浇口移致侧表面，而此模具以一模两件，这样使模具的重心又移至中心。 5）壁厚 塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下几方面要求：具有足够的强度和刚度；脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知， 所以本塑件壁厚选 3 6）加强肋及其它防变形结构 由于本塑件凹陷处有三处凸字形空，而在此处使用的频率 很大，受力也很强。因此考虑到其使用寿命，并且在脱模的时候如不在此处设置加强其强度的装置，所以在此设计加强装置。 7）支撑面及凸台 由于内表面四周有 3 个凸台，这些凸台其使用中将受到很到的压力，从而易变形，所以在每个凸台下面给设计一个撑支柱体。 8）孔的设计 由于本塑件上的孔深度都较小，只需在凸模上留出一小型芯就可以。而且这样加工也简单。 9）嵌件设计 在塑料内镶入金属零件或玻璃及已成形的塑件等形成牢固不可卸的整体，称为嵌件。本塑件型腔内的四个小型芯，为了增强其局南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 9 页 共 47 页 部的强度和耐磨性、导磁导电性以及 塑件的精度。因此设计成嵌件。为了防止嵌件受力时在塑件内转动或拨出，嵌件表面设计成菱形滚花，这样其抗拉抗扭的力都较大。由于嵌件在成型过程中受到塑料的冲击，因此可能发生位移和变形，同时塑料还可能挤入嵌件上的预留的孔中，影响嵌件使用，因此嵌件必须要准确定位，由于本嵌件的受力较小，所以采用嵌件上的光杆部分和模具配合就可以，采用 H8/合长度为 4于金属嵌件冷却时尺寸变化与塑料的热收缩率值相差很大，致使嵌件周围产生很大的内应力，甚至造成塑件的开裂。为了防止塑件开裂，嵌件周围有足够的厚度也是必须考虑的，所以 为了消除应力，采取将嵌件预热接近物料温度的方法。 算塑件体积和容量及相关参数 通过使用 件实体造型后知质量为 30 克，以塑件体积： 0 制品在分型面上的投影面积为： 4 材料的成型特性与工艺参数 本塑件材料为丙烯腈丁二烯苯乙烯，俗称为 文名称为 1） 基本特性 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 10 页 共 47 页 由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚 而成的。这三种组分的各自特性使 有良好的综合力学性能。丙烯腈使 良好的耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使 韧，苯乙烯使 毒、无味，呈微黄色，成形的塑料件有较好的光泽。密度为 冲）收缩率为 热）收缩率为 有及好的抗冲击强度，且在低温下也不迅速降解。有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对 乎无影响，在酮、 醛、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。 料表面受冰酸醋、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力开裂。 一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。其缺点是赖热性不高，连续工作温度为 70 C 左右，热变形温度约为 93 C 左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。 根据 三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。 2）主要用途 机械工业上用来制造齿轮、泵叶轮、轴承、把手、管道、电机壳、仪表壳、仪表盘、水箱外壳、蓄电池槽、冷藏库和冰箱衬里等。汽车工业上用 造汽车挡泥板、扶手、热空气调节管、加热器等，还有用 层板制小轿车车身。 可以用来制作水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装器、农药喷雾器及家具等。 3）成型特点 升温是粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 11 页 共 47 页 稍大； 吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应尽量减小浇注系统对料流的阻力；在 正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在 50 60 C，要求塑件光泽和耐热时，应控制在 6080 C。 4） 射参数 注射类型：螺杆式 螺杆转速： 30 60r/嘴类型：形式 直通式；温度 180 190 C 料筒温度：前段 200 210 C；中段 210 230 C；后段 180 200 C 模具温度： 50 70 C 注射压力： 70 90 压力 ： 50 70 射时间： 3 5 S 保压时间： 15 30 S 冷却时间： 15 30 S 成型时间： 40 70 S 5 设备的选择与校核 为了保证注射质量和充分发挥设备的能力 ,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的 50%80%之间。由此得（初步估算浇注系统的质量为 50g）： 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 12 页 共 47 页 0%802 4 04 8 0%502 4 0m a x 8% 1% 0m a 注射机，其主要技术参数如下： 表 1 结构形式 立 锁模力 / 1500 理论注射量 /50 最大成型面积 / 2 1000 螺杆直径 / 100 最大模具厚度 / 400 注射压力 /21 最小模具厚度 / 300 喷嘴口孔径 / 5 顶 出 中心孔径 10 喷嘴球半径 / 18 两 侧 孔径 / 20 定位孔直径 / 150+距 / 80 移模行程 / 300 注射机有关工艺参数的校核： 腔数量的确定和校核 因型腔数量与注 射机的塑化速率、最大注射量及锁模量等参数有关，因此有任何一个参数都可以校核型腔的数量。一般根据注射机料筒塑化速率确定型腔数量 n ； 123600m 式中 K 注射机最大注射量的利用系数，一般取 M 注射机的额定塑化两（ ）； t 成型周期（ s）； 2m 浇注系统所需塑料质量或体积（ g 或 3； 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 13 页 共 47 页 1m 单个塑件的质量或体积 (g 或 3。 由此可求出： 01 30 n 满足我们设计要求。 由于在初选注射机时是以注射量作为基本数据作参考的，因此注射量满足我们设计要求。 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现涨模溢料现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系： 21 式中 A 注射机允许使用的最大成型面积 (； 1A 单个塑件在模具分型面上的投影面积（ 2； 2A 浇注系统在模具分型面上的投影面积（ 2； 因本次设计采取一模一件，浇注系统在分型面上的投影面积 2222 所以： 222 因此此投影面积满足要求。 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢料现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模离，即： )( 21 （式中符号同前） 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 14 页 共 47 页 2A 初步估计为 280此有上式得出： 8(301000 由于考虑到塑件在模具中的不平衡，将会使锁模力增大。但由 于本注射机的额定锁模力为 根据经验还是可以满足要求。 射压力的校核 塑件成型所需要的压力是有注射机类型、喷嘴形式、塑件流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的，我们设计模具时，可根据塑料的注射成型工艺确定塑件的注射压力与注射机额定压力想比较，材料 注射成型工艺参数中塑件的注射压力为 60100 ，小于我们所选注射机的 121 。故满足要求。 不同型号的注射机其安装模具部位的形状和尺寸各不相同，设计模具时应对其相关尺寸加以校核，一保证模具顺利安装，需校核的主要内容有喷嘴尺寸、定位圈、模具的最大厚度与最小厚度及安装螺钉孔等。 嘴尺寸 因为浇注系统的主流倒的尺寸是根据喷嘴尺寸而设计的，所以此尺寸一定满足条件。（祥见浇注系统设计） 位圈尺寸 此同上，因为定位圈是随着喷嘴尺寸而变化的相应的改变，故必满足要求。 具厚度 模具厚度 H（又称闭合高度）必须满足： m a xm 式中 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； 注射机允许的最大模厚； 由于此时的模具高度还未算出，因此在以后的计算中进行校核。 装螺孔尺寸 我们采用用螺钉直接固定的方法，但要注意动、定模部分的底板南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 15 页 共 47 页 尺寸与注射机对应模板上所开设的螺孔的尺寸和位置相适应。 模行程和 顶出装置在以后在进行校核 。 6 浇注系统的设计 料制件在模具中的位置 腔数量及排列方式 根据 分析，本模具采用双型腔结构，即型腔数目 2n 。于单型腔相比，多型腔模具具有一下优点： 1. 塑料塑件的形状和尺寸始终一致； 2. 工艺参数易于控制； 3. 模具结构简单紧凑； 4. 成本低，制造周期短等； 5. 一模成型两件。 型面的设计 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又 必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。 根据塑件的形状和尺寸，由于有内表面加强筋内凹，所以采用单分型面。且采用平直分型面，分型面的形状如图（ 2）所示： 图（ 2）分型面形式 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 16 页 共 47 页 本模具采用平直分型面有一下优点和符合设计基本原则： 1. 分型面在塑件外形最大轮廓处； 2. 便于塑件顺利脱模； 3. 保证塑件的精度要求； 4. 满足塑件的外观要求； 5. 便于模具加工制造； 6. 减少塑件在合模分型面上的投影面积，可靠锁模避免涨模溢料现象； 7. 有利于排气； 8. 保证抽心机构顺利抽心。 注系统的 设计 浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此这是一个重要环节。 浇注系统设计主要包括主流道，分流道，浇口和冷料穴四部分。它的主要作用是将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位，以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件。 流道的设计 主流道 (俗称浇口套 )是塑料熔体的流动通道，在卧式注射机上主流道垂直于分型面，为使凝料能顺利拔 出，设计成圆锥形，锥角取5，选用材料为 处理要求淬火 53 57主要尺寸可由以下计算获得： 流道小端直径 )15()1 ； 主流道球面半径 1 1 m m2 m (1 R ； 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 17 页 共 47 页 球面配合高度 3 5 ，取 3 ； 主流道锥角 2 6，取 5； 主流道长度 80；（根据本塑件实际情况确定） 主流道大端直径 具体尺寸标注如图（ 3）所示： 图（ 3）主流道的尺寸图 考虑到塑件比较大，因此主流道衬套采用以下的形式：将主流道衬套和定位拳设计成两个零件，然后配合固定在模板上，如图（ 4）所示： 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 18 页 共 47 页 图（ 4）主流道衬套的固定方式 1 定模底板 2 主流道衬套 流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道 ,它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换来获得平稳流态的过滤段 使塑料熔体尽快地流经 分流道充满型腔 ,并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小 ,能将塑料熔体均衡分配到各个型腔。 分流道的形状及尺寸 常用的分流道截面形状一般可分为圆形、梯形、 U 形、半圆形、及矩形。一般而言，分流道截面形状及尺寸是根据塑料的结构、所用材料的工艺特性、成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定，由理论分析可知，圆形截面的流道总是比任何其他形状截面的流道更可取，因为在相同截面积的情况下，其表面积最小。但圆形截面分流道因其要以分型面为界分成两半进行加工才有利于凝料脱出，且加工工艺性不佳，模具闭合后难以保证两半圆对准 ，由于本塑件的材料 流动性一般，而塑件的形状较大，为了减少压力损失，再综合其他的一些因素，选择半圆形截面的分流道，其形状如图（ 5）所示： 图（ 5）分流道的形式 其尺寸根据塑料成型工艺与模具设计表 5选取 r=5 分流道的长度 为了在注射成型过程中最经济地使用原料和注射机南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 19 页 共 47 页 的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道尽可能短，本模具选取为 5 分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料的迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，所以分流道的内表面粗糙度般选取 m因为这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，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。 口的设计 浇口是连接分流道与型腔的通道，它是浇注系统最键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响。它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道，二是浇口的适时凝固可控制保压时间。 常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、点浇口、轮辐浇口、潜伏浇口 等。由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及素件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性，因此根据塑料成型工艺与模具设计书中表 5得，材料 应于任何浇口。但由于塑件壁厚较薄、表面积大，注射量也大而且外表面的光泽度要求很高，而且考虑到浇口的位置不是位于塑件的中心，这就决定了它位置的复杂程度。综合这些因素考虑可以用直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口等。 直接浇口是把熔体直接由主流道进入型腔，因而有流动阻力小，料流速度快，填充时间短及补缩时间长 等特点。但注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹明显。 侧浇口又称为边缘浇口，一般开设在分型面上，并且这类浇口南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 20 页 共 47 页 可以根据调整其截面的厚度和宽度来调整充模是的剪切速率及浇口封闭时间，还有这类浇口加工容易，修整方便，可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置。其缺点是浇口有痕迹存在。 扇形浇口是面向型腔沿进料方向截面宽度逐渐变大，截面厚度逐渐变小，而且在与型腔的结合处形成一长约 13台阶，塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配，但是设置该浇口时很难控制浇口的截 面积，因为没有设计分流道，浇口是与主流道直接相连，因此熔体的流量对接难以连续。另外，由于浇口的中心部分与浇口边缘部分的通道长度不同，因而熔体在其中的压力降与填充速度也不一致。 平缝浇口的截面很大，厚度很小，与特别开设的平行流道相连。塑料熔体经平行流道扩散而得到均匀分配，从而以较低的线速度经浇口平稳流入型腔。但是成型后浇口去除加工量较大，提高了产品成本。 其他浇口形式，由于本塑件的浇口位置比较特殊，因此都不是最佳的选择。 根据对以上几种浇口的分析和综合对比，我认为潜伏浇口对本塑件最为合适。潜伏浇口的尺寸根据 塑料成型工艺与模具设计书中推荐值从而选 ， 。尺寸如图 (6) 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 21 页 共 47 页 图 (6) 浇口的形式及尺寸标注 浇口位置的选择 在模具设计时，浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考： （ 1） 尽量缩短流动距离 （ 2） 浇口应开设在塑件壁最厚处 （ 3） 必须尽量减少或避免熔接痕 （ 4） 应有利于型腔中气体的排除 （ 5） 考虑分子定向的影响 （ 6） 避免产生喷射和蠕动 （ 7） 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口 （ 8） 浇口位置的选择应注意塑件外观质量 由于这些原则 在应用时常常会产生某些不同程度的相互矛盾，所要往往有主次之分。而本产品的外观质量是主要的因素，因此将放到首要考虑的位置。综合以上原则因此将浇口设置在稍微偏向一侧的圆形孔处，具体位置和尺寸见图 03 号装配图。 料穴的设计 一般来说，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 1025 的深度有个温度逐渐升高的区域，只有到了最深时才会到达正常的塑料熔体温度。而位于这一区域的塑料的流动性能及成型性能都不佳，这样如果这里的熔体进入型腔，将会产生次品。因此我们在主流道对面的动模板上开设冷料穴，其标称直径与主流道大端直径 相同，深度为为直径的 。冷料穴有几种形式（见塑料成型工艺与模具设计图5我们通常选用 Z 字形拉料杆形式的冷料穴，它开模后通常用手工取出冷料。冷料穴除了容纳冷料的作用外，同时还具有在开模时将主流道中的冷凝料钩住，使其保留在动模的一侧，便于脱模的功能。 南昌航空大学科技学院学士学位论文 第 22 页 共 47 页 溢系统的设计 当塑料溶体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因没有