鼠标壳上盖注塑模具设计-CAD图纸说明书论文毕业
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设计任务书鼠标壳注塑模具设计系 别： 专 业 名 称： 学 生 姓 名： 学 号：指 导 教 师：职 称： 完成日期： 2019年 12月 日摘 要模具设计是现代机械制造专业与高分子材料专业交叉结合的专业学科，不但具备了热塑性材料方面的材料特性与成型工艺，也具备了机械加工与制造、机械设计原理、工程力学等原理。本文选择了的鼠标外壳塑件作为设计核心，最终完成整套的注塑模具设计。首先完成了塑件的测绘与建模，然后分析了该塑件的结构工艺性，结合塑件的使用特性，选择了合适该塑件的热塑性材料来成型。根据经济性与模具设计原则规范要求，采用了一模二腔的结构布局形式，该方案结构简单可靠。对于本文重点的模具设计七大系统，分别采用了侧浇口的浇注系统；采用冷却水道来降低温度，控制注塑成型周期；在成型系统零部件的设计上，采用了镶嵌式的型芯和型腔，这两个核心零部件采用专门的模具钢材制造与加工，寿命更长久；对于顶出脱模系统的设计上，仍然采用最高效的顶杆顶出机构来实现；本套设计重点完成了抽芯机构的设计，实现了对塑件特殊结构的成型设计。在完成所有设计工作之后，通过采用UG NX软件完成三维模具总装图的建模，采用Auto CAD软件来完成二维总装图的绘制，非标零件工程图绘制。并编制说明书来校核整套模具设计。关键词：机械设计；模具设计；CAD绘制二维图；UG绘制3D图AbstractMold design is a cross-disciplinary subject of modern mechanical manufacturing and polymer materials. It not only possesses the material characteristics and forming technology of thermoplastic materials, but also possesses the principles of mechanical processing and manufacturing, mechanical design and engineering mechanics.This paper chooses the plastic parts of mouse shell as the core of the design, and finally completes the whole set of injection mold design. Firstly, the mapping and modeling of the plastic parts are completed, then the structural technicality of the plastic parts is analyzed. Combining with the characteristics of the plastic parts, the suitable thermoplastic materials are selected to form the plastic parts. According to the requirements of economy and die design principles, a structural layout with one mold and two cavities is adopted, and the scheme is simple and reliable. For the seven key die design systems in this paper, the side gate gating system is adopted, the cooling water channel is used to reduce the temperature and control the injection molding cycle, and the inlaid core and cavity are used in the design of the parts of the forming system. The two core parts are manufactured and processed by special die steel. For the design of ejection demoulding system, the most efficient ejection mechanism of ejection rod is still used to achieve; this set of design focuses on the design of core-pulling mechanism, which realizes the shaping design of the special structure of plastic parts.After completing all the design work, the modeling of three-dimensional die assembly drawing is completed by UG NX software, and the drawing of two-dimensional assembly drawing and non-standard parts engineering drawing are completed by Auto CAD software. The instructions are compiled to check the whole set of die design.Key words: mechanical design; die design; two-dimensional drawing by CAD; three-dimensional drawing by UG目 录摘 要IAbstractII目 录IV第一章 前言11.1 模具在机械行业的地位11.2 模具发展趋势21.3 课题主要解决的问题21.4 课题设计思路2第二章 塑料材料分析32.1 原材料分析32.1.1材料的成型性能32.2.2 材料的物理性能42.2.3 材料的主要用途42.2表面质量分析4第三章 塑件的工艺分析53.1 塑件的结构设计63.2 塑件尺寸及精度63.3 塑件表面粗糙度63.4 塑件的体积和质量6第四章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定84.1 注射成型工艺过程分析84.2浇口种类的确定84.3 型腔数目的确定94.4 注射机的选择和校核94.4.1 注射量的校核104.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核114.4.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核11第五章 注射模具结构设计1351 分型面的设计1352 型腔的布局135.3 浇注系统的设计145.3.1 浇注系统组成155.3.2 主流道的设计155.3.3 分流道的设计165.3.4 浇口的设计175.3.5 冷料穴的设计175.4 注射模成型零部件的设计185.4.1 成型零部件结构设计18542 成型零部件工作尺寸的计算205.5 排气结构设计225.5.1排气的作用225.5.2排气方式225.5.3 排气设计方法235.6 脱模机构的设计235.6.1 脱模机构的选用原则235.6.2 脱模机构类型的选择245.6.3 推杆机构具体设计245.7 注射模温度调节系统245.7.1 冷却水道的设计255.8 冷却系统之设计规则255.8.1冷却水道的计算265.9 模架及标准件的选用27第六章 侧向抽芯机构296.1 斜导柱侧向抽芯机构设计296.2 滑块抽芯机构工作原理30第7章 模具材料的选用3162 注射模用钢种316.3 模具标准件的选用31第七章 模具的装配337.1 模具的装配顺序33总结34模具总装图35模具三维图36致谢37参考文献38VI第一章 前言1.1 模具在机械行业的地位模具是制造业的工业之母，关乎制造业的基础，模具是采用一定的方法和方式来成型特定的材料形式，批量生产和制造相关产品零件。模具生产出来的塑件或者五金件或者压铸件，质量稳定，精度高。比如注塑模具，把热熔的塑料原材料做成特定的形状通过注塑成型工艺生产出来。目前国内的高端模具市场主要分布在珠三角与长三角一带，也就是人们常说的东莞深圳珠海一带和江苏浙江宁波一带，这些沿海前沿一带，大量的模具制造企业，对应的模具水平也比较高。但是从2019年后，国内的模具企业面临一个重要问题，就是人才短缺，虽然大型进口加工制造设备能够更好的服务于模具制造企业，但是对应的技术工程师缺越来越少。在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制造业行，实现了模具制造的细分在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制造业行，实现了模具制造的细分类目，将以前统一的模具企业，细分分注塑模具，冲压模具，压铸模具，挤出模具，快速成型模具，吸塑模具等等，不断是实现模具制造的类目的细分，有利于实现专业领域的技术提高与成长，增强了企业竞争力，同时对细分类目的模具工程师提出了更好的要求，其中包括细分模具类目的专业机加车间的钳工、铣工、装配工，数控加工车间的电火花操作工、CNC数控加工中间高阶编程工程师与操作技师，线切割编程高阶人员与操作技术员。同时，政府机构与相关人力资源教育评审机构，对模具类从业人员进行了更加严格的职业技能鉴定，使得具备专业职业技能的高层次人才更加专注各自领域。的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制模具是机械、材料、汽车、家电、电信、日用生活中最基础的生产制造工艺装备，属于轻工业中科技水平较高层次的产品，而且高级模具一般属于综合性设计学科。一般模具工程师主要完成工作量为，数字化二维工程图绘制，三维模具建模设计，模具数字化分析与各类型运动仿真和CAE有限元分析。1.2 模具发展趋势模具设计长久以来都是靠工程师的经验和相关制图软件来完成，随着中国改革开放以及信息技术的进步，逐步发展为CAD/CAE/CAM一体化综合模式。1.3 课题主要解决的问题本套模具采用标准模架，其中绝大部分成型零件都采用标准件，这样模具都互换性很好，有利于模具的修整，装配。对于本零件，零件表面比较复杂，所以在模具的设计中，要充分考虑到各个成型零件的装配问题，通过计算，本套模具中不可能存在干涉的问题。对于主流道、分流道、浇口等则按实际要求设计，特别是浇口位置、形状选择十分重要，还有各个零件的强度、刚度的校核，在模具的设计过程中已经校核过，本套模具的任何一个零件都符合强度、刚度要求，各零件加工工艺很好。要求模具结构合理，制造工艺简单，方案具有一定的先进性和较强的实用性。在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制造业行，实现了模具制造的细分类目，将以前统一的模具企业，细分分注在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制造业行，实现了模具制造的细分类目，将以前统一的模具企业，细分分注在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资1.4 课题设计思路本设计主要对进行注塑模具的设计，塑料零件是日常生活中常见的产品，本设计根据所给的零件进行测绘尺寸然后进行3D建模，最后再对其模具进行设计，需要完成的内容如下：的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制1、 首先要分析课题所定的塑件的结构特点、制定成型工艺2、初步设定模具结构，本次设计中采用了一模二腔体的结构形式，合理的布局有利于提高模具的生产效率，对注塑机进行选取，并进行重要参数的校核；3、选择模具的分型面，对浇注系统进行设计，包括主流道、分流道和浇口的设计；的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新企业的进入或者合资成4、对冷却系统和脱模机构进行设计；5、完成模具的整体结构设计和图纸的绘制；在机械制造设备的升级改善大环境下，中国的模具制造企业在最近五年有很大程度的告诉发展。这个行业不停的加入创兴型企业，各种资本领域也进入模具制造业中，其中比较典型的就是外资企业、台湾企业、香港企业的进入或者合资成立。创新型企业再次进驻模具制造业行，实现了模具制造的细分类目，将以前统一的模具企业，细分分注第二章 塑料材料分析2.1 原材料分析高分子热塑性材料一般指的是在一定温度下加热后达到熔融状态软化，再冷过冷却之后，可以实现硬化，并保持一定的形态的物理固化结构性质，这种转化状态可以反复执行，所以称之为热塑性材料。常用的热塑性材料有ABS,PP,PE,PS,POM,PA等等，这类材料在我们的日常生活中息息相关。这种材料具备可塑性能强，经济利用率高的特点，可以替代传统金属材料，无机非金属材料，且基本无毒无害。已实现成熟应用于生活、工业、医疗、电器等各个领域。 高分子材料中，适合注塑成型的一般是热塑性材料，这些材料流动性好，成型温度稳定，在一定温度形态下，可以保持一定时间的融融状态，经过注塑机的高压喷射，可以注射进入型腔内成型。塑料的密度小，一般不导电，难容于水、油等介质内，化学性能非常稳定，强度和刚度也不错，抗酸碱盐的腐蚀性能佳。针对本次设计中的塑件，可以采用ABS材料，这种材料是常用的塑料材料，性能佳，价格也不贵，能够实现大批量的生产，注塑成型的工艺也比较简单。所以本次设计中采用了ABS材料本次设计中的塑件，采用塑料ABS作为原材料。查阅注塑相关的资料得知ABS材料一般的制造精度在MT3-MT5等级之间，结合塑件的使用领域范畴，可以得知，该等级的制造精度能够满足实际使用需求。ABS塑料材料是一个三种单体的三元共聚物，ABS也是五大工程塑料材料之一，具有无毒，成型后强度和刚度佳。ABS材料的密度一般取值为1.05-g/cm，比水略重，ABS材料在注塑成型的时候，其材料收缩率取值一般为1.005。通过相关材料参数表，可以得到ABS材料的基本特性如下：2.1.1材料的成型性能（1）、流动性能好，对水有一定亲和力、所以在注塑前需要再80度左右干燥4小时时间。（2）、注塑成型时必须采用较高的模具温度，一般采用65-85度模具温度来实现注塑成型。（3）、注塑温度需要控制在190-235度之间，超过270度之后，该材料会行程自然高温分解。（4）、注塑的压力控制在120-140Mpa之间。射速采用中等射速（5）、一般塑件可以采用柱塞式或螺杆式均可，但是大鱼250g的单个塑件，必须采用螺杆式的注塑模具来注塑成型。2.2.2 材料的物理性能（1）、良好的二次加工性能。（2）、较低的蠕动变形特性与良好的尺寸稳定性能。（3）、高抗冲击性、但是抗弯折、抗重压、抗拉张强度较低，弯折后局部会行程白色拉丝和气泡。（4）、通过提高模具成型部件的表面光洁度，可以实现高光洁度的塑件，甚至可以满足透明件的需求。（5）、可制备一般机械类零部件，电器配件，生活日常用零件。2.2.3 材料的主要用途（1）、工程用途：广泛的应用于汽车塑料配件、电信配件，电气配件，建筑配件，安防配件、市政公共领域的一些配件等。（2）、3D打印领域：ABS材料是3D打印领域中常见的材料中的一种，也是应用最广泛的材料，这种材料在快速3D打印中具有性能稳定，成型周期短的特点。2.2表面质量分析鼠标壳的表面质量要求较高，该部件与人体直接接触，除能正常满足使用要求之外应该避免产生裂纹，同时毛刺、翘曲与收缩等问题也不允许出现。作为日常使用的塑件，要求表面光滑，所以表面粗糙度的质量需要控制在Ra0.8-Ra1.6之间。第三章 塑件的工艺分析在首先拿到这个课题之后，要分析这个塑件。通过下图，可以得知，这个零件的结构比较简单，适合注塑模具成型。其次，分析塑件的精度要求，可以得知，这个塑件的精度要求一般，采用一般公差就行了。结构设计任务书和塑件图的详细任务要求，可以采用MT5级精度等级。然后再分析塑件的表面质量，注意保证外观面良好，需要对成型的模具零件进行抛光处理，型腔和型芯的表面粗糙度要求需要达到Ra0.8要求。这样生产制造出来的塑件表面质量才好。通常在一个塑件的要进行设计它的模具时候，我们都要 提前进行一个仔细的产品分析与确定方案的过程，要认真一丝不苟的区研究与分析这个产品件的外形，其中的关键尺寸，外形尺寸，还有就是需要注意到的精度，等等问题都是我们需要完成的，因为有了以上这些步骤才可以保证所制作的产品的完整性与合理性。这次课题的主要任务就是设计鼠标壳，就如下图3.1所示，其中的结构与尺寸，都是比较复杂，对此次模具设计任务也进行一次严格的考验。图3.1塑件三维图3.1 塑件的结构设计通常我们在设计模具的过程中一些很重要的机构，该塑件前端留有用于配合鼠标中键的孔洞，左右键部分留有间隙用于鼠标的点击，需要用到斜顶机构以及斜斜顶机构才能实现，鼠标内部有用于固定螺丝的支柱，需要型芯部分安装镶针。3.2 塑件尺寸及精度要生产的鼠标的尺寸精度要求一般，为内部件，能保证正常使用即可。因此按照MT3-MT5公差等级进行设计就可以满足要求。本次产品尺寸均采用MT5级精度。 3.3 塑件表面粗糙度一般在塑料模具中，对产品件的表面要求的标准越高其中肯定的就是表面粗糙度自然就会很低，毕竟是相互的存在，所以说这个时候就要在设计与加工工艺方面进行研究与探索，就好比尽量躲开，云间，冷疤等等问题，当然其中能控制好这一点还是要与型腔的这个表面粗糙度有着直接的关系，我们会把塑料件的这个要求的粗糙度数值设定在Ra0.8-Ra1.6之间，模具腔表面设定的值就是即Ra 0.0120.73。当模具因为使用时间过久而出现表面质量下降，表面做的粗糙，我们就需要对其表面进行抛光处理。3.4 塑件的体积和质量现在可以通过设计中时候的软件，也就是电脑辅助设计软件，其中我们本次设计的软件就是使用的UG 软件进行了设计。一个全新的设计方式，通过三维软件建模，可以直接采用软件来测量塑件图实体体积，我们使用的塑件方式，计算出来单个塑件的质量：V=5.7cmM=pV=1.05X5.7=6g图3.2 塑件体积测量第四章 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定4.1 注射成型工艺过程分析首先要结合产品件的外观及结构同时就是材料等相关数据为其成型工艺过程为：第一步：首先要对设备和塑料前期的工作。（1）、再进行预备之前对材料进行处理，要对原材料进行加热烘干处理。（2）、料筒的清洗：清洗上一次注塑机生产中料筒内残余的其他原材料，采用专用料筒。螺杆式要用清水进行冲，让他变干净才能进行后续步骤。 （3）、脱模剂的选用：在试模调试注塑机之前，准备要对应材料脱模所需要的脱模机1-2瓶备用。（4）、根据材料、注塑机吨位、结构塑件要求，制定相关注塑工艺参数参考表，也可以根据其余CAE分析结果值制定相关参数，包括注射量，压力，背压，保压，冷却时间，开模时间，脱模顶出时间等。（5）、准备好相关产品图纸，模具图纸，注塑调机工艺参数记录表格等文档。（6）、安装模具在注塑机上，按图接通冷却水管。准备试模调机。4.2浇口种类的确定浇口的类型一般分为以下几种浇口形式：a、直接式浇口； b、侧入式浇口； c、环形式浇口； d、点式浇口； e、潜式伏浇口； f、牛角式浇口 在选择浇口的类型的时候，首先要考虑塑件的都外观质量，结合本次设计的产品，可以知道，该塑件外观不允许有浇口痕迹残留，否则会极大的影响塑件的质量。其次是结合模具实际结构形式，来确定浇口的种类，既要满足充填的流程短，流道的废料少，还要尽可能少的损失压力、射速、温度。综上，本次设计中选择的浇口类型为潜伏浇口。4.3 型腔数目的确定 因为本设计使用的是潜伏式浇口处理的，在考虑到实际生产当中的节约和经济问题，为了缩短时间提高效率，保证产品质量采用一模二腔，进行加工生产。一模二腔的结构形式可以保证模具的制造与交工比较便利，而且注塑充填工艺性能好，能够缩短注塑成型周期，同时满足注塑机机台的经济工作利用率。4.4 注射机的选择和校核 我们在设计过程中，由于采用了一个设计方式也就是一模二腔的方式来设计，这样需要进行保证注射量为6x2=12g，流道水口废料2.14g，总注塑量达到14.14g，再根据工艺参数（主要是注射压力、模具尺寸），综合考虑各种因素，选定注射机为海天80XB。注射方式为螺杆式，注塑机的选定不能过大或者过小，过大则造成机台利用率过低，机台过小则会造成模具无法安装或者注塑量等参数无法满足注塑机的要求。注塑机其有关性能参数为：表一：海天HTF80XB注塑机参数 型号单位80A80B80C 参数螺杆直径mm343640理论注射容量cm3111124153注射重量PSg101113139注射压力Mpa206183149注射行程mm122螺杆转速r/min0220料筒加热功率KW5.7锁模力KN800拉杆内间距(水平垂直)mm365365允许最大模具厚度mm360允许最小模具厚度mm150移模行程mm310移模开距(最大)mm670液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW11油箱容积l200机器尺寸(长宽高)m4.31.251.8机器重量t3.22最小模具尺寸(长宽)mm2402404.4.1 注射量的校核必须要注意的就是每个模具的含塑料熔体的容量不能大于注溶器含量的五分之四，不然会出现一次注射不足的问题。校核公式为：式中 （） 本设计中取值：n=2 6 =2.04 M=2x6+2X2.04=16.08g查注塑机参数表：注塑机额定注塑量m为124g124X0.8=99.2g16.08g注射量符合要求4.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核锁模力指的是在熔融状态下的凝料进入模具型腔之后带来了来自注射压力对模具本身的涨开力，如果没有来自注塑机的锁模力，那么在注射胶料的时候，就会在压力的作用下吧模具涨开导致胶料的溢出，所以合适锁模力能够保证注塑的顺利进行。锁模力的校核与塑件的投影面积有关，其校核方式如下： 式中 n -型腔数目 n=2 =2424.26 =149.25 =2x2424.26+149.25=4997.8 （）P F式中： 其它意义同上一般精度等级塑件，常用型腔的成型压力在之间。本次设计中，取一般中间值30Mpa最为计算校核参数（）P=(2X2424.26+149.25)X30X0.001=304.3KN800KN所以锁模力符合要求4.4.3 模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核（1）、模具厚度（闭合高度） 模具闭合高度必须满足以下公式式中 本设计中模具厚度为330mm 150H360 符合要求（2）、开模行程（S）的校核在模具完成注塑成型之后，模具需要打开，满足塑件顶出脱模后的取件高度需求，校核方式如下：式中 -推出距离 本设计中 =310 =18.24mm =95+30=125 mm总的开模距离需要H=143.2mm以上经计算，符合要要求。（3）、顶出装置的校核顶出装置一般指的是注塑机的顶棍，用来顶出模具上的顶出脱模机构，查注塑机顶出形成可以得到S=100mm，这个顶出形成大大的超过了塑件自身的高度，所以满足要求。第五章 注射模具结构设计51 分型面的设计分型面的选择是模具结构设计的一个重要因素，分型是整套模具的核心要点，如果选择错了，那么整套模具后续的所有工作基本都是白做，一般根据以下几个原则来选择分型面。1、 最好选择在零件的最大的端面处。2、 保证塑件成型以后留在型芯部分。3、 不能够影响塑件的外观质量。4、 浇口能够合理的进浇。5、 顶出脱模简单可靠，最好顶出能够在塑件的背面或者内部。5） 分型面的选择，综上分型面如图所示：图5.1 分型面的选择52 型腔的布局型腔的布局方式一般有阵列布局，旋转阵列布局，环形布局。一般还要考虑以下几个因素：（1） 、浇注系统流道到各个型腔的矩形应该尽可能的短，而且要均衡，要减少流道废料的损耗。（2） 、进入每个型腔内的压力、射速、温度等参数要基本相同。（3） 、在型腔布局的时候，要考虑冷却水道，顶杆顶出机构，抽芯机构的设置，不能有相互干涉现象。（4） 每个型腔承受的压力均衡的情况下，最好保证注射的压力中心在模具的压力中心上。（5） 每个型腔还要考虑排气系统，实现较好的排气。布局和型腔布置浇注系统是对型腔的排列方式密切相关，主要选择的注塑机器型号可以选择为80 XB模型，在设计过程中我们都会有着很多方便的过程，尤其可以使用三维软件进行辅助设计，一模二腔，型腔布局如图所示：图5.2型腔布局方式5.3 浇注系统的设计因本设计的中的塑件的特殊性，为不在塑件表面留下痕迹，我们把它设计为潜伏式浇口浇口的系统设计。其中我们使用一个合理的浇注设计可以解决这个塑件的优质品的保证。5.3.1 浇注系统组成浇注系统是用来将注塑机喷嘴注塑出来的熔融状态高分子导入型腔的一种系统，他的作用是顺利的把塑料材料送到到模具型腔内，得到成型质量好的塑胶制件，要求充填时间短，压力损失小，温度流失少，浇注系统容易与塑件实现分割或者切断。浇注系统一般包含有主流道、分流道、浇口、冷料井几个部分，如下图所示。 图5.3 浇注系统5.3.2 主流道的设计在流道设计中主要是浇注的系统中需要从注射机的喷中模具的相关接触很多开始，这样可以流道把塑件融料流进腔内。（1）、主流道的尺寸设计中选用的注射机为海天80B，其喷嘴直径为3.5，喷嘴球面半径为16，根据下图，主流道各具体尺寸如下： 图5.4 浇注系统与定位环、浇口套（2）、主流道衬套的形式主流道的浇口衬套与定位环采用标准件，定位环采用螺丝固定在顶板上，浇口套安装与型腔的配合采用公差配合。图5.5 主流道衬套及其固定形式（3）、主流道衬套的固定 主流道衬套的固定，采用2个M5X20的螺丝直接锁附固定。5.3.3 分流道的设计本设计中分流道流程短，能很好的保证制品质量，设计如图所示。图5.6主流道和潜伏式浇口的位置5.3.4 浇口的设计浇口的设计会直接影响塑件的尺寸精度，产品成型后的外观质量等因素，主要要求点如下：（1） 、浇口的截面要小，长度要短。（2） 、尽可能大的增加融料流速。（3） 、浇口的痕迹要小，不能影响塑件的表面质量。（4） 、浇口的要具备可加工性。（5） 、浇口在完成注塑后要轻易切断和去除。5.3.5 冷料穴的设计冷料穴又叫冷料井，一般设计在主流道末端，冷料穴主要是用于储藏充填前端的冷料，防止冷料进入型腔之后影响塑件成型。 本次设计的冷料穴在主流道末端，下部设置了Z型拉料杆。冷料穴如图所示：图5.7 冷料穴设计5.4 注射模成型零部件的设计模具的成型零部件，一般指的是与塑件直接接触的钢性零件，这类零件会采用比较好的钢材，这类零件包括了型芯、型腔、滑块、斜顶等，还有一些成型用的镶件、镶针等。成型零部件精度要求高，表面粗糙度要求光滑，成型零部件还需要承受来自融料的高温，承受来自注塑机的合模压力不能变形。5.4.1 成型零部件结构设计本次设计中，采用了镶嵌式的整体型腔、型芯结构，该结构加工简单，制造周期短，更换维修方便。结构安全可靠。型芯、型腔的设计结构简单,深度不大,在型芯和型腔与模具的装配要求按照公差配合装配。图5.8型腔3D图图5.9 型芯3D图542 成型零部件工作尺寸的计算成型零部件的工作尺寸直接关系到塑件的最好尺寸，精度等级等，需要考虑材料自身的收缩率，各类机床的制造误差，零件自身的应力变形和翘曲等因素，选定ABS材料的平均收缩率为0.005，刚计算模具成型零部件工作尺寸的公式为：A=B+0.005B式中 （1）主型芯参数的确定主型芯径向尺寸主要型芯径直方向应按下面的式子验算： 式中；。主要型芯的轴向尺寸计算校核； 式中；, ；查表可知，ABS的收缩率为0.005，根据精度等级选用，采用5级塑件主要尺寸的公差要求：1.注塑模具的凹模內形基本尺寸：式中：塑料零件外径的基本尺寸（mm），即塑料零件的实际尺寸； 为塑件外径基本尺寸(mm),即塑件的实际外形尺寸； K塑性收缩率（%），我们取0.005；s为塑件公差，查表知ABS塑件为一般精度等级取4级；所以塑件尺寸型腔成型计算尺寸如下： 型腔深度的尺寸计算： 2. 型芯件的尺寸计算： 公式中：前面的系数可取在1/23/4之间所以型腔高度工作尺寸计算如下：式中：前的系数可取在1/22/3之间。5.5 排气结构设计排气系统的设计，可以保证快速的排除型腔内的多余气体，本次设计中，根据塑件的结构与型腔型芯形式，可以采用分型面自然排气，不再需要独立开设排气槽。5.5.1排气的作用排气主要有下面两点作用：一是使得熔融的塑料填充进型芯、型腔的时候排除模腔内的空气；二是能排除在注塑保压成型过程中物料本身产生的各类气体。对于薄壁的制件，在远离浇口的位置，特别需要开设排气槽。另外在注塑小型制件或者精密的零件时，也要注意排气槽的布置，合理的布置排气槽，可以避免制品表面的灼伤和注塑时出现气孔，还能减少模具的污染。通常来说，在以最高的注塑速度进行充填后，制品的表面没有留下焦斑，我们就认为在模腔内的气体已经合理的排除。5.5.2排气方式让模腔内的气体排除的方式很多,在设置排气的方式时需要注意:通常将排气槽设置在分析面上,在排气槽排气的同时,还要保证在保压成型的过程中物料不能溢出,还可以在分流道的末端和顶杆的四周加大间隙的方式设置排气槽。排气槽的尺寸和位置需要合理的选择,如果选择不合理。对于精度要求特别高的制件,通常,下列方法用于排气:(1)填充保护气体在充、放电的空气;其次,使用碳化硅磨料粒径200 #使喷丸分面上。5.5.3 排气设计方法相对于形状复杂的制件,模具腔的排气槽最好在多个试验模型之后按照具体条件打开。整体型腔模芯通常有以下几种排气方式:(1)空腔的凹槽或插入物被人体部分使用。利用侧面的嵌件接缝;局部制成螺旋形状;在纵向位置,安装有槽的板芯开孔。当模腔很难排气的时候,模具的转角处又很难开设排气槽,可以考虑在不影响产品的外观和尺寸精度的情况下,将模具型芯、型腔改成镶拼结构,这样可以帮助排气工作,减少加工难度,以后的维修也方便。5.6 脱模机构的设计塑件在经过充填冷却成型收缩之后，会对型芯产生包裹力，包紧在型芯上面，需要采用顶出机构来脱模，通常情况下，脱模力指的是顶出机构的瞬时顶出作用力。脱模机构需要满足塑件的顶出要求。5.6.1 脱模机构的选用原则推出机构是注塑模具设计中的非要重要的一点，推出机构能够保证塑件的最后一步顺利脱模。在推出机构的设计上，需要遵循以下几个原则。1、 推出顶出需要均匀的分布在塑件上面。2、 推杆的局部应力不可以过于集中，以免造成顶白、顶穿塑件。3、 推杆顶杆的自身强度要足够，在顶出的时候不能发生弯曲变形。4、 顶出的时候，不能影响塑件的外观质量。顶出塑件之后，塑件不会因顶出而发生变形或者翘曲。5.6.2 脱模机构类型的选择脱模机构一般包含顶针面板、顶针底板、复位杆、复位弹簧，顶杆。直接与塑件接触的是推杆推出机构。本设计采用推杆推出机构使塑料零件脱模顺利。5.6.3 推杆机构具体设计（1）、推杆及斜顶布置综合模具设计顶出系统设计原则，结合塑件自身的结构特点来合理的设计顶杆，这些顶杆需要均匀的分布如下图所示。 图5.10 顶杆顶出机构（2）、推杆的设计如上图所示，采用了圆形界面的顶杆，零部件的加工精度直接影响着一个完整配合一般为，ABS塑料的溢料间隙为。 5.7 注射模温度调节系统 模具在经过充填、保压之后，必然要冷却，不然的话人手是无法接触的，而且没有冷却的塑件还处于收缩状态，物理性能还不稳定。冷却系统对于模具的生产周期来讲，至关重要，冷却时间一般占模具生产周期的30-60%之间。5.7.1 冷却水道的设计温度对模具的凝固和生产成品之后的尺寸都有很大的影响。本次设计中采用了环绕式的冷却水道，如下图所示。图5.11模具冷却水路图 5.8 冷却系统之设计规则1、 冷却水道应该越多越好。2、 冷却水道之间的间隔应该要均匀。3、 冷却水道应该先冷却周边，最后冷却流道。4、 冷却水道要考虑塑件的实际结构。5、 冷却水道要形成完整的闭合回路，有进有出。6、 冷却水道不同零件的交接区域应该采用密封圈进行防水处理，防止漏水。7、 考虑模具冷却水管进出水的安装，应该把进出水的水嘴设计在背面，不能影响操作工的操作。5.8.1冷却水道的计算冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q，可以用参考文献中的公式计算： 式中 经计算：则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算： 式中 经计算 由下式可以计算出冷却水道的直径： 式中 ， 经计算d7.32 cm，取8mm 5.9 模架及标准件的选用现代机械制造与模具制造行业，大力发展标准化，自动化模块，在模具制造领域，早已实现了模架的标准化，采用标准模架来设计与加工，可以大大的降低经济成本，提高模具质量。标注模架的选择非常重要。1.模架的选择注塑模具的结构多种多样、模架的结构形式决定了模具造价，模架的选择应该满足塑件的注塑成型工作要求，结合本次的塑件、型腔布局方式、浇注系统方式，可以选择中小型的模架，通过查书标准模架型号和结构，可以选择标准型号的龙记CI模架系统，结构如下：图5.12模架结构图该模架结构简单，包括了顶板、定模板、动模板、面针板、底针板、垫块、底板这几块主要的板，导柱导套采用标准结构形式，这个模架结构简单，适合本次设计： 在确定了模具的长款尺寸型号之后，还需要确定动定模板的厚度，以及顶出行程垫块的高度尺寸，动定模板的厚度需要考虑冷却水道、一般定模板的厚度为型腔尺寸加30-50mm之间，动模板的厚度尺寸取值为40-60mm之间。综上所述所选择的模架的型号为：CI-3335-A80-B90-C100。第六章 侧向抽芯机构如果一个塑件在侧壁带有凹槽，圆孔，凸台之类的结构，无法顺着模具分型面方向顺利脱模，就需要采用一种抽芯机构来实现塑件的脱模，一般抽芯脱模是垂直模具的开模方向或者呈一定的倾斜角度的。下图为常见模具滑块类型的分类。图6.1 滑块类型图6.1 斜导柱侧向抽芯机构设计 1、滑块具体结构形式针对本套产品的结构特征，适合采用斜导柱抽芯机构来实现模具的成型。2、抽心距：S=H+(3-5)其中,，（可以通过3D或2D进行实际测量）3-5MM为产品抽芯后的安全距离本设计中，抽芯距离较小，抽芯4-6mm即可。取6MM图6.2 模具侧抽滑块图6.2 滑块抽芯机构工作原理由上图所示，模具开模之后，锁紧块与斜导柱通过螺丝固定在定模板上，模具开模之后保持不动，滑块与锁紧块和斜导柱实现分离，滑块在斜导柱的作用下，沿着斜导柱轴心方向运动，完成抽芯动作，同时滑块内部的弹簧防止滑块在开模以后回位撞模。第7章 模具材料的选用模具核心材料的选用，对模具的生产寿命和制造周期起到了非常大的作用，模具钢材一般有德国和日本进口钢材，国内模具钢材，近年来国内模具钢材在生产数量和质量上有了非常大的提高。61 成型零件材料选用成型零件材料选用的要求如下：（1）、机械加工性能良好（2）、抛光性能良好（3）、耐磨性和抗疲劳性能好（4）、具有耐腐蚀性能62 注射模用钢种查阅模具钢材牌号与材料表，可以选择718H的预硬模架钢，这种钢材具有加工性能好，造价低，材料后处理佳，模具制造后使用寿命更长的特点。图7.1 718H模具钢6.3 模具标准件的选用模具标准件是模具的重要组成部分，有利于缩短模具的设计周期，制造周期，以及减少模具的成本。本次模具设计中，涉及到的模具标准件有：标准模架系统：各个模板、导柱、导套、螺钉标准定位环：直接可以购买标准浇口衬套：直接可以购买顶杆：直接够买后，对顶杆的顶部进行铣削加工后抛光打磨即可。其余螺丝若干。 第七章 模具的装配注塑模具的装配，是设计、制造的最后一个环节。在装配这个阶段，装配的精度、质量直接影响到模具的工作情况，装配要求模具工作顺畅，开合模顺利。各个零件之间的装配顺序按照从内到位，先型芯型腔、后模板的原则，定模、动模部分先独立组装，然后再合模组装。7.1 模具的装配顺序1.首先清洁模具每个零件。2.按照装配图明细表，摆放好对应的模具零件，准备相应的装配工具。3.确定好装配基准。4.先对型芯和型腔打上红丹配模，保证红丹满配。5.安装冷却水道铜塞、水嘴并且加水打压测试不漏水。6.组装定模板、动模板、导柱、导套。7.组装前模板、浇口衬套8.组装面针板、底针板、垫块、底板9.前后模合模组装，红丹配模测试。总结终于完成此次的毕业设计任务，此次的课题为相机充电器的面板与底盖设计，做完这个毕业设计之后我熟悉了塑件的整个加工工艺分析，同时也根据模具的设计规范进行了模具的结构总体设计，同时也设计出了多个模具的核心的机构与结构最后设计了全套的加工模具。完成了这一次的毕业设计，针对模具的设计也让我充分的了解到了模具中型腔 蕊芯等的主要零件的具体作用，其中还有就是这些部件的加工精度问题，因为在一个好的装配体中，零部件的加工精度直接影响着一个完整，从这次的毕业设计张，我也知己参与了全程的设计过程同时与模具的制造的原理，在此我也感觉到了自己的不足，在之后的工作中再接再厉 努力学习与工作！经过几年的大学学习，使我具备了独立设计模具的能力。本次设计中，根据任务书要求，分许塑件的工艺性，材料性能，确定了出模数量，型腔布局形式，浇注系统的设计，成型系统的设计，排气系统的设计，顶出系统的设计，冷却系统的设计，标准模架的选用。通过设计结构内容，采用CAD绘制了模具的二维总装图、非标零件图，采用UG NX 软件，绘制了模具的总装图和零件图、并且根据所设计的模具，进行了说明书的编制，通过计算和校核，验证了该模具结构可靠，符合实际生产要求。该模具结构简单，贴合实际，是对大学几年学习的大阅兵。在设计中，我对CAD,UG等绘图软件的运用更加的熟悉了，但是某些功能还是不够熟练，在设计中，我参考了大量的书籍，论坛资料，网络视频教程，结识了很多这个设计行业的优秀设计工程师，给了我很多实际的
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