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河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程 學(xué)院
模具設(shè)計(jì)與制造 專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄表
學(xué)生姓名
張顯輝
學(xué)號(hào)
2008301142
專業(yè)班級(jí)
08模具（1）班
設(shè)計(jì)（論文）
題 目
排插上殼注射模具設(shè)計(jì)
答辯時(shí)間
答辯地點(diǎn)
答辯組成員
學(xué)生表述情況：
答辯委員提問(wèn)：
學(xué)生回答情況：
記錄人 ： 記錄時(shí)間：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
課題名稱： 排插上殼注射模具設(shè)計(jì)
院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院
專業(yè)班 級(jí)： 08模具設(shè)計(jì)與制造（1）班
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
二○一〇年 十二 月 九 日
一、課題簡(jiǎn)介：
本課題是排插上殼的注塑模具設(shè)計(jì)，也就是注塑模具的工藝設(shè)計(jì)、方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容，生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但一定要保證精度要求。最后在此基礎(chǔ)上完成一套模具設(shè)計(jì)，繪制出模具的裝配圖和部分零件圖。能夠熟練掌握模具設(shè)計(jì)的基本方法。
二、選題依據(jù)（來(lái)源）及其意義：
1.課題來(lái)源： 以排插上殼為課題，真題假做，設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)所給塑件、結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量的塑料模具，能熟練使用UG 、AUTOCAD等繪圖軟件。使學(xué)生在塑件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、塑料成型工藝分析、塑料模具數(shù)字化設(shè)計(jì)、塑料模具零件的選材、熱處理、塑料模具零件的制造，以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓(xùn)練，為縮短工作適應(yīng)期奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.設(shè)計(jì)方式：利用所學(xué)的軟件繪圖與相關(guān)注塑模具理論知識(shí)，結(jié)合市場(chǎng)上的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，整個(gè)設(shè)過(guò)程經(jīng)過(guò)老師的指導(dǎo)以及同學(xué)幫助下自己獨(dú)立完成。
3.主要意義：隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、建筑、農(nóng)業(yè)等各行業(yè) 廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求日益增加，塑料模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。?
三、本課題的實(shí)施方案
1.前期工作：明確設(shè)計(jì)要求對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，主動(dòng)與指導(dǎo)老師溝通，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，書(shū)籍收集該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，綜合產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值性確定設(shè)計(jì)思路。
2.過(guò)程步驟：①根據(jù)設(shè)計(jì)思路對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維造型，模具能節(jié)約生產(chǎn)成本，并易于加工；
②對(duì)模具各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析，選擇合適的材料，初步確定模具設(shè)計(jì)方案；
③確定模具設(shè)計(jì)方案，包括模架的選用、流道的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的系統(tǒng)、頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分型面的設(shè)計(jì)還有注塑機(jī)的選用等；
④用AutoCAD繪制2D模具裝配圖，繪制產(chǎn)品的部分零件圖，用UG對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維造型；
⑤編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
3.后期工作：通過(guò)指導(dǎo)老師指導(dǎo)進(jìn)行修改工作，完善模具圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)
四、論文（設(shè)計(jì)）工作進(jìn)程：
日 期 安 排
工作內(nèi)容
2010.11.30-2010.12.05
對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)繪
2010.12.06-2010.12.13
編寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告，確定思路
2010.12.14-2011.01.08
查閱參考文獻(xiàn)，確定模具結(jié)構(gòu)草圖，對(duì)模具各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析和機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
2011.01.09-2011.02.21.
繪制模具的裝配圖和相關(guān)零件圖
2011.02.22-2011.05.21
編寫(xiě)完成模具制造工藝卡與設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
2011.05.22-2011.05.31
檢查模具圖紙與設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)并進(jìn)行修改
五、主要參考文獻(xiàn)：
[1]屈華昌主編：《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 第二版 機(jī)械工業(yè)出版社；
[2]史鐵梁主編：《模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》 第二版 機(jī)械工業(yè)出版社；
[3]劉 力主編：《機(jī)械制圖》第二版 高等教育出版社；
[4]陳立德主編：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 第二版 高等教育出版社；
[5]孫學(xué)強(qiáng)主編：《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 機(jī)械工業(yè)出版社；
[6]陳于萍、高曉康編著：《互換性與測(cè)量技術(shù)》 第二版 高等教育出版社；
[7]陳立德主編：《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》 第二版 高等教育出版社；
[8]閻亞林主編：《塑料模具圖冊(cè)》 高等教育出版社；
[9]顧曉勤主編：《工程力學(xué)》 第二版 機(jī)械工業(yè)出版社；
[10]吳兆祥主編：《模具材料及表面處理》 機(jī)械工業(yè)出版社
指
導(dǎo)
教
師
意
見(jiàn)
本欄填寫(xiě)：
1、 評(píng)語(yǔ)：
某某同學(xué)的題為《……》的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的開(kāi)題報(bào)告較好（或一般），同意開(kāi)題。
或此開(kāi)題報(bào)告較好（或一般），同意開(kāi)題。
2、 說(shuō)明同意或不同意開(kāi)題的理由：
3、 建議：
指導(dǎo)教師（簽名）：
年 月 日
專業(yè)意見(jiàn)
專業(yè)主任（簽名）：
年 月 日
6
排插上殼注射模具設(shè)計(jì)答辯人：學(xué)號(hào)：08模具指導(dǎo)老師：用UG軟件畫(huà)出產(chǎn)品圖根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)，確定分型面用UG軟件，縮水比例1.005，拔模斜度2.材料是ABS材料。利用UG軟件分出凸模，凹模，確定一模兩腔，根據(jù)產(chǎn)品形狀特點(diǎn)，在不影響開(kāi)模的情況下，此模具只需做鑲塊。根據(jù)產(chǎn)品形狀特點(diǎn)，在不影響開(kāi)模的情況下，此模具只需做鑲塊。用UG導(dǎo)出CAD圖，然后在CAD按照UG中設(shè)計(jì)的進(jìn)行排位，上下模仁尺寸都為163*184*35mm利用燕秀工具箱調(diào)出模架，龍記CI-2730-A70-B70-C80的大水口標(biāo)準(zhǔn)模架按照模具設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)，頂針排列方式如下圖所示。最后是冷卻系統(tǒng)，加工要求不應(yīng)與其他系統(tǒng)有沖突。后模水路圖。前模水路圖前后模主視圖三大系統(tǒng)做好之后，排插上殼注射模具總體完工最后，在這里，感謝學(xué)校的培養(yǎng)，感謝老師的精心輔導(dǎo)，讓自己在大學(xué)三年里學(xué)到很多知識(shí)。謝謝！
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
題目
排插上殼注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
專業(yè)名稱
模具設(shè)計(jì)與制造
指導(dǎo)教師
二0一一年五月三十日
河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
排插上殼注塑模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：
專業(yè)名稱： 模具設(shè)計(jì)與制造
論文提交日期：
論文答辯日期：
論文評(píng)閱人：
目錄
摘要 5
第一章 引言 6
第二章 塑件成型工藝分析 7
2.1 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)依據(jù)用途清單 7
2.2 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 8
2.3．制品材料選擇 8
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） 8
2.3.2聚苯乙烯（PS） 9
2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC） 10
2.4 注射工藝選擇 11
2.4.1 ABS塑料的干燥 12
2.4.2 注射壓力 12
2.4.3 注射速度 12
2.4.4模具溫度 12
2.4.5 料量控制 13
第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系 13
3.1 塑件的體積計(jì)算 13
3.2 注射機(jī)的選擇 14
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 15
4.1 分型面的選擇 16
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式 17
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 17
5.1 主流道設(shè)計(jì) 18
5.2 分流道設(shè)計(jì) 19
5.3 澆口設(shè)計(jì) 20
第六章 成型零件的設(shè)計(jì) 21
6.1型腔尺寸計(jì)算 22
6.2型芯尺寸計(jì)算 23
第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用 24
7.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
7.2模架的選用 25
第八章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核 26
8.1 注射壓力的校核 27
8.2 鎖模力的校核 27
8.3 模具厚度的校核 28
8.4 開(kāi)模行程的校核 28
第九章 模具冷卻系統(tǒng) 30
第十章 試模及模具維修 31
10.1 模具的安裝 31
10.2 試模 31
10.3 模具的維修 32
第十一章 結(jié)論 32
致謝 33
參考文獻(xiàn) 34
摘要
本次設(shè)計(jì)分析了排插上殼的塑件工藝特點(diǎn)，詳細(xì)介紹了排插上殼的模具設(shè)計(jì)的過(guò)程以及要點(diǎn)。重點(diǎn)介紹了排插上殼的塑件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，分析和闡述了注射機(jī)的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，模架的選擇方法，模具分型面，澆注系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)過(guò)程。該塑件注射模設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是側(cè)緣澆口形式的單分型面注射模。
關(guān)鍵詞：排插上殼 塑料注射模 模具結(jié)構(gòu) 點(diǎn)澆口
第一章 引言
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)是大學(xué)生在學(xué)校學(xué)習(xí)的最后一個(gè)重要環(huán)節(jié),既是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)、實(shí)踐與研究的全面總結(jié)，又是對(duì)學(xué)生素質(zhì)與能力的一次綜合檢驗(yàn)，還是學(xué)生畢業(yè)資格與學(xué)位資格認(rèn)證的重要依據(jù)。其目的有以下幾方面：
（1）培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
（2）培養(yǎng)學(xué)生收集、整理和分析各種資料的能力，全面提高學(xué)生分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
（3）提高學(xué)生設(shè)計(jì)、計(jì)算和繪圖的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)據(jù)處理的能力。
（4）全面提高學(xué)生綜合分析、總結(jié)提高、編制設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及撰寫(xiě)科技論文的能力。
（5）提高學(xué)生外語(yǔ)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。模具成型已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。尤其是塑料模具，在所有模具的總產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大，對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著十分重要的作用。
近年來(lái)塑料成型模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)塑料模具的要求是：能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品。它包括三個(gè)方面的內(nèi)容。第一，制品方面要求精度高，外觀美，性能好。第二，制造方面要求結(jié)構(gòu)合理，容易制造，而且成本要低。第三，使用方面要求操作簡(jiǎn)單方便，效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還有維護(hù)保養(yǎng)方便。隨著模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅猛發(fā)展，塑料成型模具將趨向于高效率、自動(dòng)化、大型、精密、長(zhǎng)壽命的方向發(fā)展。
本次設(shè)計(jì)的題目是“排插上殼設(shè)計(jì)”，其內(nèi)容為：
1、以排插上殼為題，學(xué)會(huì)觀察制品，判斷制件是否符合塑料件的成形條件（比如注意拔模斜度），還特別要留意制件影響開(kāi)模的細(xì)部特征；
2、研究制件的排位方式和進(jìn)澆方式，畫(huà)草圖確定模具的整體結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)能循環(huán)工作，穩(wěn)定可靠；
3、在深入研究制件的基礎(chǔ)上確定開(kāi)模的分型面，以及確定各鑲塊或滑塊、斜頂?shù)姆指蠲娼M或體積塊；
4、用UG按照上步的結(jié)果把模具核心的部分：凸凹模分割出來(lái)，接著分出各鑲塊、滑塊和斜頂；
5、利用燕秀工具箱繪制裝配圖和零件圖。
第二章 塑件成型工藝分析
2.1 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì)
用UG4.0軟件進(jìn)行排插上殼的三維建模，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個(gè)角度對(duì)模型進(jìn)行觀察，軟件可以測(cè)量并且還可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 UG4.0的CAE分析模塊--塑性顧問(wèn)進(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖2.2
圖2.2: 排插上殼（用UG4.0設(shè)計(jì)完成的制品圖）
2.2．制品材料選擇
通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS）
ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹(shù)脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動(dòng)性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。
ABS為無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，熔融流動(dòng)溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在160~190℃范圍即具有充分的流動(dòng)性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于285℃時(shí)才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會(huì)明顯下降。ABS吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在0.2%~0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對(duì)于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為0.3%~0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機(jī)，但更長(zhǎng)采用螺桿式注塑機(jī)，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型[5]。
2.3.2聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯是無(wú)色無(wú)臭的透明剛硬固體，制品擲地時(shí)有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于80%，霧度約為3%，折射率較大，在1.59~1.60之間，具有特殊光亮性，但儲(chǔ)存時(shí)易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠，特別是在含有微量元素時(shí)；二是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。聚苯乙烯較輕，密度在1.04~1.065之間。
①力學(xué)性能 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無(wú)屈服現(xiàn)象。
②熱學(xué)性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無(wú)定形結(jié)構(gòu)，超過(guò)玻璃化溫度即開(kāi)始軟化，軟化點(diǎn)僅95℃左右，許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響。最高連續(xù)使用溫度僅60~80℃。120℃開(kāi)始成為熔體，180℃后開(kāi)始具有流動(dòng)性，其熱穩(wěn)定性較好，超過(guò)300℃才開(kāi)始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。
③電性能 聚苯乙烯是非極性聚合物，具有頗為優(yōu)異的介電、電絕緣性能，由于吸濕性很小，電性能也不受環(huán)境濕度改變的影響。
加工工藝性
吸濕性很小，加工前一般不需要專門(mén)的干燥工序
成型溫度范圍較寬
收縮率及其變化范圍都很小，一般在0.2%~0.8%有利于成型出尺寸精度較高
和尺寸較穩(wěn)定的制品[5]
聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，并且在空氣中會(huì)緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用
2.3.3雙酚A型聚碳酸酯（PC）
雙酚A型聚碳酸酯是無(wú)色或者微黃色透明的剛硬、堅(jiān)韌固體。
①力學(xué)性能
雙酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韌聚合物，具有良好的綜合力學(xué)性能。拉伸、壓縮、彎曲強(qiáng)度均相當(dāng)于聚酰胺6、聚酰胺66，沖擊強(qiáng)度高于所有脂肪族聚酰胺和大多數(shù)工程塑料，抗蠕變性也明顯優(yōu)于聚酰胺、聚甲醛。力學(xué)性能方面缺點(diǎn)是耐疲勞性較差，缺口敏感性較明顯
②熱性能
有良好的耐熱性，玻璃化溫度較高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融溫度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，熱變形溫度和最高連續(xù)使用溫度均高于絕大多數(shù)脂肪族聚酰胺，也高于幾乎所有的熱塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,與PET相當(dāng)，但遜于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐熱性，脆化溫度為-100℃
③電性能
雙酚A型聚碳酸酯是弱極性聚合物，極性的存在對(duì)電性能有一定不利影響，在標(biāo)準(zhǔn)條件下電性能雖不如聚烯烴、聚苯乙烯等，但也不失為是電性能較優(yōu)的絕緣材料，特別是因其耐熱性優(yōu)于聚烯烴，可在較寬溫度范圍保持良好的電性能。由于吸濕性較小，環(huán)境溫度對(duì)電性能無(wú)明顯影響。
④其他性能
在干燥的氣候條件下物理力學(xué)性能基本不變，但在潮濕環(huán)境及強(qiáng)烈日照條件下，會(huì)產(chǎn)生表面裂紋并發(fā)暗，在火焰中可緩慢燃燒，離火源后可自熄[5]。
PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力學(xué)性能方面的缺點(diǎn)也不選用。
表2.1: 三種材料性能參數(shù)表
ABS
PS
PC
密 度
1.05
1.04~1.06
1.18~1.20
收 縮 率
0.3~0.8
0.2~0.8
0.5~0.7
熔 點(diǎn)
130~160
131~165
220~240
熱變形溫度（45N/cm2）
65~98
65~90
132~138
模具溫度
60~80
40~60
85~120
噴嘴溫度
180~190
160~170
250~300
中段溫度
180~230
170~190
270~320
后段溫度
150~170
140~160
250~270
注射壓力
60~100
60~100
50~110
塑化形式
螺桿式柱塞式
螺桿式柱塞式
螺桿式柱塞式
拉伸強(qiáng)度
33~49
35~63
60~66
拉伸彈性模量
1.8
2.8~3.5
2.3
彎曲強(qiáng)度
80
61~98
105~113
彎曲彈性模量
1.4
-
1.54
壓縮強(qiáng)度
18~39
80~112
85
缺口沖擊強(qiáng)度
11~20
0.25~0.40
不斷
硬 度
R62~86
洛氏M65~80
11.7HB
體積電阻率
1016
1017~1019
1015
介電常數(shù)
60Hz2.4~5.0
106 Hz≥2.7
60Hz3.0
擊穿電壓
-
19~27
20~30
外 觀
淺象牙色或白色不透明
無(wú)色透明、摔打音清脆
透明微黃
特 點(diǎn)
耐熱、表面硬度高、，尺寸穩(wěn)定、耐化學(xué)及電性能好，易成型加工，可鍍鉻
耐水、耐化學(xué)品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫
透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開(kāi)裂耐藥品性差
材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學(xué)性能，流動(dòng)性好，易于成型；成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0．5％ ；溢料值為0．04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。制件尺寸穩(wěn)定，表面光亮。
2.4 注射工藝選擇
2.4.1 ABS塑料的干燥
ABS塑料的吸濕性和對(duì)水分的敏感性較大，在加工前進(jìn)行充分的干燥和預(yù)熱，不單能消除水汽造成的制件表面煙花狀泡帶、銀絲，而且還有助于塑料的塑化，減少制件表面色斑和云紋。ABS原料需要控制水分在0.3%以下[5]。
注塑前的干燥條件是：干冬季節(jié)在75～80℃以下，干燥2～3h，夏季雨水天在80～90℃下，干燥4～8h，干燥達(dá)8～16h可避免因微量水汽的存在導(dǎo)致制件表面霧斑。在此，由于鼠標(biāo)外殼屬批量件要求自動(dòng)化程度高實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風(fēng)料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮[。
表2.4: ABS工藝參數(shù)表
工藝參數(shù)
通用型ABS
料桶后部溫度
180~200
料桶中部溫度
210~230
料桶前部溫度
200~210
噴嘴溫度/℃
180~190
模具溫度/℃
50~70
ABS塑料非牛頓性較強(qiáng)，在熔化過(guò)程溫度升高時(shí)，其熔融降低很小，但一旦達(dá)到塑化溫度(適宜加工的溫度范圍，如220～250℃)，如果繼續(xù)盲目升溫，必將導(dǎo)致耐熱性不太高的ABS的熱降解反而使熔融粘度增大，注塑更困難，制件的機(jī)械性能也下降。
2.4.2 注射壓力
ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時(shí)要采用較高的注射壓力。但并非所有ABS制件都要施用高壓，考慮到本制件小型、構(gòu)造不算非常復(fù)雜、厚度中等可以用較低的注射壓力。注制過(guò)程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過(guò)小，塑料收縮大，與型腔表面脫離接觸的機(jī)會(huì)大，制件表面容易霧化。壓力過(guò)大，塑料與型腔表面摩擦作用強(qiáng)烈，容易造成粘模[6]。
2.4.3 注射速度
ABS塑料采用中等注射速度效果較好。當(dāng)注射速度過(guò)快時(shí)，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。
2.4.4模具溫度
ABS的成型溫度相對(duì)較高，模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為75～85％，當(dāng)生產(chǎn)具有較大投影面積制件時(shí)，定模溫度要求70～80℃，動(dòng)模溫度要求50～60℃。臺(tái)燈固定夾屬中小型制件，形狀也不算復(fù)雜不用考慮專門(mén)對(duì)模具加熱。
2.4.5 料量控制
注塑機(jī)注塑ABS塑料時(shí)，其每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的75％。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標(biāo)定注射量的50％[6]。
通常要確保注塑機(jī)生產(chǎn)條件及參數(shù)有一個(gè)很寬的范圍，使大多數(shù)的產(chǎn)品和生產(chǎn)能力要求包含于這范圍內(nèi)，并且在調(diào)整確定這范圍的過(guò)程時(shí)盡量按常規(guī)的工藝流程，這種生產(chǎn)條件范圍愈大，生產(chǎn)過(guò)程愈穩(wěn)定，使注塑產(chǎn)品愈不容易受到生產(chǎn)條件的改變而產(chǎn)生明顯的質(zhì)量降低。
第三章 模具與注射機(jī)的關(guān)系
模具型腔能否充滿與注射機(jī)允許的最大注射量密切相關(guān)，設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)保證注射模內(nèi)所需熔體總量在注射機(jī)實(shí)際的最大注射的范圍內(nèi)。
3.1 塑件的體積計(jì)算
由于塑件形狀復(fù)雜，所以只能近似的計(jì)算其體積。在UG4.0ngineer軟件上可算出塑件的總體積
V＝8590.5mm3
3.2 注射機(jī)的選擇
塑件的體積應(yīng)該小于或者等于注射機(jī)的注射量。其關(guān)系式為：
V件≤0.8V注
V注——注射機(jī)的注射量
所以：V注≥V件÷0.8＝10738mm3=11cm3
由于模具是一模兩腔，所以模具塑件的總體積 V總=11×2=22cm3
估算澆注系統(tǒng)的凝料體積V凝料=0.5×V總=0.5×22=11cm3
所以估算的總體積為V=22+11=33cm3
由《塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2-40 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)與主要技術(shù)規(guī)格中，根據(jù)以上所得出的體積結(jié)果，初步選XS-ZY—500（立式）注射機(jī)。其主要技術(shù)規(guī)格如表5。
表5 XS-ZY—500（立式）注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格
螺桿直徑（mm）
Ф65
鎖模力（kN）
3500
注射容量（cm3）
500
最大注射面積（cm2）
1000
注射壓力（MPa）
145
模板行程（mm）
120
模具厚度（mm）
最大
450
噴嘴
（mm）
球半徑
12
最小
300
孔直徑
Ф4.5
定位孔直徑（mm）
Ф1000+0.06
中心孔徑（mm）
Ф30
第四章 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括：分型面的選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置的設(shè)置、模具工件零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
4.1 分型面的選擇
如何確定分型面，需要考慮的因素比較復(fù)雜。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較，從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：
1）盡量避免側(cè)凹或內(nèi)凸，盡量選用平面垂直分型面。
2）盡量采用簡(jiǎn)單分型面。
3) 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。
4) 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊，有利于設(shè)推出機(jī)構(gòu)。
5) 保證塑件的精度要求。
6) 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求。
7) 便于模具加工制造。
8）把抽芯或分型距離長(zhǎng)的置于開(kāi)模方向上。
9) 對(duì)成型面積的影響。
10) 對(duì)排氣效果的影響。
11）分型面設(shè)在臺(tái)階或轉(zhuǎn)角處，以免顯現(xiàn)分型痕跡。
12) 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
根據(jù)以上原則和結(jié)合實(shí)際情況下，本設(shè)計(jì)選用如圖1所示分型面：
圖1 分型面位置
4.2 確定型腔的數(shù)量及排列方式
該塑件采用一模兩腔成型，型腔布置在模具兩邊，這樣有利于澆注系統(tǒng)的模具平衡。排列方式如圖2所示。
圖2
這樣的排列方式最大優(yōu)點(diǎn)是便于設(shè)置側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)，進(jìn)料到每個(gè)模腔均勻。其缺點(diǎn)側(cè)向抽芯力相對(duì)比較大，但由于塑件不會(huì)很大，材料又具有彈性，故對(duì)脫模沒(méi)有多大影響。
第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1 主流道設(shè)計(jì)
主流道與注射機(jī)噴嘴接觸處多做成半球形的凹坑，兩者應(yīng)嚴(yán)密的配合，避免高壓塑料熔體溢出，凹坑球半徑R2應(yīng)比噴嘴球頭半徑R1大1-2mm。主流道小端直徑應(yīng)比注射機(jī)噴嘴孔直徑大0.5-1mm。大端直徑應(yīng)比分流道深度大1.5mm以上，其錐角不宜太大，一般取20-60。當(dāng)主流道貫穿幾塊模板時(shí)，必須采用主流道襯套，以避免在模板間的拼縫處溢料，以致主流道凝料無(wú)法脫出。主流道尺寸如圖3所示：
圖3 主流道設(shè)計(jì)尺寸
根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得SYS-10型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸：
噴嘴前端球面孔徑：d1＝2.5mm；
噴嘴前端球面半徑：SR1＝12mm；
SR2=SR1+（1-2）mm ；
d=d1+（0.5-1）mm；
取主流道球面半徑：SR2=13mm；
取主流道的小端直徑：d=3mm；
定位環(huán)直徑為60mm，定位環(huán)埋入5mm；
球面配合高度：h＝3～5mm。
為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其斜度為30，經(jīng)換算得：
主流大端直徑：D＝25mm;
主流道長(zhǎng)度：L＝100mm。
5.2 分流道設(shè)計(jì)
① 分流道的設(shè)計(jì)原則
1）盡量保證各型腔同時(shí)充滿，并均衡地補(bǔ)料，以保證同模各塑件的性能、尺寸盡可能一致。
2）各型腔之間距離恰當(dāng)，應(yīng)有足夠空間排布冷卻水道、螺釘?shù)龋⒂凶銐蚪孛娣e承受注塑壓力。
3）分流道的斷面和長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，應(yīng)在保證順利脫模的前提下，盡量取小，尤其對(duì)于小型塑件更為重要，有利于降低澆注系統(tǒng)凝料的重量。
4）型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應(yīng)盡量接近注塑機(jī)鎖模力的中心，一般在模板的中心上。
5）分流道的表面不必很光，表面粗糙度一般為1.6um即可，這樣可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。
6）當(dāng)分流道較長(zhǎng)時(shí)，在分流道末端應(yīng)開(kāi)冷料穴，以容納冷料，保證塑件的質(zhì)量。
7）分流道與澆口的連接處要以斜面或圓弧過(guò)渡，有利于塑件的流動(dòng)及填充。否則會(huì)引起反壓力，消耗功能。
本設(shè)計(jì)選用圓形斷面分流道，它的直徑D一般在2～12mm范圍內(nèi)變動(dòng)。長(zhǎng)度一般在8～30mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當(dāng)加長(zhǎng)或縮短，但最短不宜小于8mm。否則會(huì)塑件修磨和分割帶來(lái)困難。由于本設(shè)計(jì)塑件較一般大小，故選用D＝3mm，L=20mm。
分流道的布置形式：分流道的布置形式，取決于型腔的布局，其遵循的原則應(yīng)是，排列緊湊，能縮小模板的尺寸，減小流程，鎖模力求平衡。本設(shè)計(jì)采用非平衡式布局，如圖4所示：
圖2、4 分流道布局形式
5.3 澆口設(shè)計(jì)
澆口直接與塑件相連，把塑料熔體引入型腔。澆口是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，澆口的形狀和尺寸對(duì)塑件質(zhì)量影響很大，澆口在大多數(shù)情況下是整個(gè)流道中斷面尺寸最小的部分，對(duì)充模流動(dòng)起著控制作用，成型后制品與澆注系統(tǒng)從澆口處分離，因此其尺寸又影響著后加工工作量的大小和塑件的外觀。
本設(shè)計(jì)根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口較為理想。這類澆口加工容易，修整方便，并可以根據(jù)塑件的形狀特征靈活地選擇進(jìn)料位置，從塑件一側(cè)進(jìn)料，有利于保證塑件的外觀，塑料的流動(dòng)性也能得到保證。
澆口的斷面形狀常用圓形和矩形，本設(shè)計(jì)采用斷面形狀為圓形的澆口，其直徑D＝0.6mm，澆口的長(zhǎng)度L盡量短，對(duì)減小塑料熔體流動(dòng)阻力和增加流速均勻有利，通常取L＝0.5～2mm,初選L＝1mm。如圖：
第六章 成型零件的設(shè)計(jì)
常用型腔成型尺寸的計(jì)算方法主要有兩種：平均收縮率法和公差帶法，兩種計(jì)算方法的區(qū)別在于平均收縮率法計(jì)算公式是建立在塑件的成型收縮率和成型零件工作尺寸的制造偏差及其磨損量分別等于它們各自平均值基礎(chǔ)上，當(dāng)塑件的尺寸精度要求較高或塑件尺寸比較大時(shí)，這種誤差有可能會(huì)顯著增加，這時(shí)一些模具設(shè)計(jì)單位就采用公差帶法來(lái)進(jìn)行尺寸計(jì)算，平均收縮率法計(jì)算簡(jiǎn)單無(wú)需驗(yàn)算而公差帶法計(jì)算復(fù)雜需要經(jīng)過(guò)多次初算驗(yàn)算，且考慮因素較多[9]。
6.1型腔尺寸計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，如圖所示型腔尺寸：
按設(shè)計(jì)要求，加工后型腔的尺寸為：164*184*35 mm
厚度為：35mm
6.2型芯尺寸計(jì)算
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，如圖所示型芯尺寸：
按設(shè)計(jì)要求，加工后型腔的尺寸為：164*184*35 mm
厚度為：35mm
根據(jù)塑件，此模具只需在型芯做鑲塊；尺寸如圖所示：
因?yàn)槭且荒汕?，鑲塊1需要2個(gè)。
圖：鑲塊1
根據(jù)模具設(shè)計(jì)要求，需鑲塊2；尺寸如圖所示：
圖：鑲塊2
第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模架的選用
7.1脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
制件推出（頂出）是注射成型過(guò)程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，推出質(zhì)量的好壞將最后決定制品的質(zhì)量，因此，制品的推出是不可忽視的。在設(shè)計(jì)推出脫模機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)遵循下列原則。
1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量設(shè)置在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開(kāi)模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。
2）保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置。推力點(diǎn)應(yīng)該作用在制品剛性好的部位，如筋部、凸緣、殼體形制品的壁緣處，盡量避免推力點(diǎn)作用在制品的薄平面上，防止制件破裂、穿孔，如殼體形制件及筒形制件多采用推板推出。 從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。
3）機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利脫模。
4）良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)在塑件內(nèi)部，或隱蔽面和非裝飾面，對(duì)于透明塑件，尤其要注意頂出位置和頂出形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。
5）合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不會(huì)與其他模具零件相干涉。推出機(jī)構(gòu)的種類按動(dòng)力來(lái)源可分為手動(dòng)推出，機(jī)動(dòng)推出，液壓氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。
本設(shè)計(jì)由于塑件一般大小，而且有側(cè)向抽芯，經(jīng)過(guò)綜合地考慮，方案1，要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)只能采用頂針推出；方案2，直接采用手動(dòng)脫模，但時(shí)間會(huì)加長(zhǎng)要增加勞動(dòng)力。所以，從經(jīng)濟(jì)上和時(shí)間上考慮決定采用方案1。
7.2模架選用
本設(shè)計(jì)采用CI-2730-A70-B70-C80的標(biāo)準(zhǔn)模架，此模架設(shè)計(jì)采用自動(dòng)脫模，所以適合標(biāo)準(zhǔn)模架。如圖所示：
第八章 注射機(jī)工藝參數(shù)校核
8.1 注射壓力的校核
塑件成型所需要的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力，其關(guān)系按下式校核：
P成≤P注
式中 P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa）；
P注——所選注射機(jī)的額定注射壓力（MPa）。
本塑件成型材料為ABS，P成=110—140MPa，對(duì)于XS-ZY—500（立式）型注射機(jī)，P注=145MPa，因此P成≤P注 ，所以注射壓力滿足要求。
8.2 鎖模力的校核
模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核：
P腔×F≤P鎖=150kN
式中 P腔——模具的型腔壓力；
F——塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2）；
P鎖——注射機(jī)的額定鎖模力（N）。
P腔=k×P成
k——損耗系數(shù)，這里取1/3；
P成——塑件成型所需的注射壓力（MPa），P成=110—140MPa，這里P成取140MPa。
P腔=k×P成=1/3×140MPa=46.67MPa。
由UG4.0分析測(cè)量，估算塑件的表面積：A=10000mm2
注射機(jī)噴嘴球半徑12mm，孔直徑Ф2.5mm，根據(jù)成型塑料，取主流道直徑D1=3mm，分流道直徑d=6mm，分流道長(zhǎng)度L=26mm。故澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1=3×26.500 形式的選擇，以免推出痕跡影響塑件的外