张彬模具毕业设计论文鼠标上盖注射模具设计.docx

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1、张彬模具毕业设计论文鼠标上盖注射模具设计江苏省徐州机电工程高等职业学校毕业论文（2011届）题目：鼠标上盖注塑模模具设计姓名：张彬学号：060702314系部：数控技术系班级：06高职模具三班指导教师：周欣2011年5月江苏徐州机电工程高等职业学校毕业论文任务书系部数控技术系专业年级06高职模具3班学生姓名张彬任务下达日期：2011年3月5日毕业论文日期：2010年3月5日至2011年5月5日毕业论文题目：毕业论文专题题目：毕业论文要紧内容与要求指导教师签系主任签字:指导教师评阅书指导教师评语（基础理论及基本技能的掌握；独立解决实际问题的能力；研究内容的理论根据与技术方法；取得的要紧成果及创新

2、点；工作态度及工作量；总体评价及建议成绩；存在问题；是否同意答辩等）：成绩:指导教师签年月曰答辩及综合成绩答辩情况回答问题提出问题7涵有通常性错则性Il正确误错误回答系部领导小组综合评定成绩系部领导小组负责人：年月日系部领导小组综合评定成绩系部领导小组负责人：年月日鼠标上盖注射模模具设计张彬06高职模具3班摘要：鼠标上盖是流线形结构,使用二维绘图难以描述，本课题使用Pr。/E软件对鼠标上盖制品及模具进行了三维造型，使用Pro/E的数值模拟技术与经验设计计算相结合的方法优化设计,同时仿真了塑料熔体在型腔内的充模流淌与冷却分析过程，预测了缺陷产生的临界条件，优化了工艺方案及工艺参数，降低了缺陷出现

3、的可能性。利用参数化实体造型的方法，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。生成的模型数据能够直接导入数控机床进行三维加工。关键词：注塑模具数值模拟鼠标上盖一、绪论1.国内外进展状况模具工业的概况在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的进展方向有一个较清晰的熟悉，这也就使我们对本课题的意义有所熟悉。首先要对模具有一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的进展起着十分重要的作用，在国际上被称之“工业之母”，对国民经济进展起着不容质疑的作用。塑料模具工业是随塑料工业的进

4、展而进展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便与成本低廉，塑料工业进展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材与玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构与抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳与一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。本文将对鼠标上盖成型的几个关键问题:鼠标制品外形的设计与建

5、模、最佳成型方法的选择，分析最佳成型工艺，模具设计并进行理论与试验研究。鼠标上盖制品外形设计本课题利用PR0/ENGINEER软件对鼠标上盖进行实体建模，PR0/E的图形设计是基于三维的，它与传统的二维绘图有着本质的区别。生成的模型直观，立体感强，能够在任何角度进行观察。另外系统还能计算出实体的表面积、体积、重量、惯性距、重心等。使设计者很容易、很清晰地明白零件的特性。而且可由立体图生成三视图，大大提高工作的效率与准确性。最佳成型方法的选择比较几种可用于成型鼠标外壳这种薄壁单分型面制品的常用塑料加工方法，根据产品开发根据与使用要求选择合理的成型方法。(3)分析最佳成型工艺鼠标上盖为薄壁制件，比

6、表面积大，可能的工艺方案较多，工艺方案的优劣直接影响到产品质量、生产成本与生产效率。本文在对塑件进行分析的基础上，确定并优化了工艺方案。具体内容如下：对塑件成型工艺性进行分析，对可能的工艺方案进行比较分析，初步得出可能的工艺方案与其可行的条件。根据产品开发根据及成型要求，确定工艺方案。（4）模具设计模具结构分析与确定针对鼠标上盖尺寸小，精度高的特点，根据工艺方案与零件的形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求，对模具进行分析，确定模具的合理结构。模具要紧零部件的结构设计根据模具结构型式与特点，确定模具工作、导向与固定等并确定模具要紧零件的形式与尺寸。本研究的要紧目的是通

7、过一个具有代表性模具的分析研究，从而达到掌握具有复杂曲面模具的设计制造与加工的方法。4.研究目的及意义二、鼠标上盖设计及其成型工艺分析1 .产品开发根据用途清单最大几何尺寸：IlOX6OnInI环境：室内，使用温度范围0C40C无化学品接触抗冲击要求：限定量从1.5m高度，0下摔下外壳不出现裂缝或者者开裂特征，不同意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同时由因此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

8、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 .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固的制品故不选用，下列拿三种常用典型材料比较选取。(1)丙烯月青一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(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、尺寸稳固，加工性能优良，它具有三种单体所给予的优点。其中丙烯晴给予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性与电镀性；丁二烯给予材料良好的韧性、耐寒

9、性；苯乙烯给予材料刚性、硬度、光泽性与良好的加工流淌性。改变三组分的比例，能够调节材料性能。ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流淌温度不太高，随所含三种单体比例不一致，在160190C范围即具有充分的流淌性，且热稳固性较好，在约高于285C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，提高成型压力能够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，故关于要求不高的制品，能够不经干燥，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8090C下干燥23h,能够满足各类成型要求。AB

10、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，能够使用柱塞式注塑机,但更长使用螺杆式注塑机,后者更适于形状复杂制品、大型制品成型。(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响鸣Q聚苯乙烯透光率不低于80%,雾度约为3%,折射率较大，在L591.60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1.04L065之间。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，拉伸、弯曲等常

11、规力学性能皆高于聚烯崎，拉伸时无屈服现象。热学性能聚苯乙烯分子链虽是刚性链，但由因此无定形结构，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，180C后开始具有流淌性，其热稳固性较好，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。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。加工工艺性吸湿性很小，加工前通常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，通常在0.2限0.8%有利于成型出尺寸精度较高与尺寸较稳固的制品聚苯

12、乙烯制品容易产生内应力，同时在空气中会缓慢老化引起发黄很显然不适合选用(3)双酚A型聚碳酸酯(PC)双酚A型聚碳酸酯是无色或者者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。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与大多数工程塑料，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,热变形温度与最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺，也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程

13、塑料中，他的耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺与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TOO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燃、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烧，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。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。PC剪切黏度高，充模阻力大，同时由于其在力学性能方面的缺点也不选用。表2三种材料

14、性能参数表ABSPSPC&L051.01.061.181.20收缩率0.30.80.20.80.50.7熔点13016013165220240热变形温度65986590132138(45Ncm2)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螺杆式柱塞式式拉伸强度334935636066拉伸弹性模1.82.83.52.3量弯曲强度80698105113弯曲弹性模1.41.54量压缩强度18398011285缺

15、口冲击强12O0.250.40不断度硬度R6286洛氏M658011.7HB体积电阻率IO16101710,9IO15介电常数60Hz2.45.0IO6Hz22.760Hz3.0击穿电压19272030夕卜观浅象牙色或者无色透明、摔透明微黄白色不透明打音清脆耐热、表面硬耐水、耐化学透明度高、硬而韧、特点度高、，尺寸稳品、绝缘性好、高抗冲、尺寸稳固性固、耐化学及不耐冲击不耐优电绝缘性与耐热性电性能好，易温好、耐开裂耐药品性成型加工，可差镀铭材料最终选定为ABS,其综合性能优异，具有较高的力学性能,流淌性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为05%；溢料值为0.04mm；比热容较低，在模具中

16、凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳固，表面光亮。3 .注射工艺选择（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类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与位置精度，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问题。流程图：混料一干燥一螺杆塑化一充模一保压一冷却一制品后处理4 2）ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性与对水分的敏感性较大，在加工前进行

17、充分的干燥与预热，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，减少制件表面色斑与云纹。ABS原料需要操纵水分在0.3%下列。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580C下列，干燥23h,夏季雨水天在8090C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。注射温度：表3ABS工艺参数表工艺参数通用型ABS料桶后部温度180200料桶中部温度210230料桶前部温度200210喷嘴温度/180190模具温度/C5070ABS塑料

18、非牛顿性较强，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),假如继续盲目升温，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。(3)注射压力ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或者改性聚苯乙烯高，在注射时要使用较高的注射压力。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、厚度中等能够用较低的注射压力。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

19、成粘模。(4)注射速度ABS塑料使用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或者分解析出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口邻近塑料发红等缺陷。同时鼠标壳为薄壁制件，要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。（5）模具温度ABS的成型温度相对较高，模具温度也相对较高。通常调节模温为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。（6）料量操纵注塑机注塑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固，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50%。通常要

20、确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品与生产能力要求包含于这范围内，同时在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳固，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。三、模具设计1 .概述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。2 .注塑机选型（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固，表面光泽、色调的均匀，选定注射量为标定注射量的50%V=nVz

21、+Vj0.5VgnVz+VjV一一个成型周期内所需要注射的塑料容积cm3n一型腔数VZ-单个塑件容量cm3Vj一浇注系统.凝料与飞边所需的塑料的容积cm3Vg一注射机的额定注射量估计单个塑件体积Vz=3ci估计浇注系统与飞边体积为2cm3V=23+2=6.9cm30.5VgnVz+VjVg16cm3（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80MPa（3）锁模力校核注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件与浇注系统在分形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，务必对模具施加足够的锁模力，否则在分型面

22、处会产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于涨模力。P=PBXKCXKSP一型腔内压KC材料系数，查表得ABS=L15KS塑件复杂系数，取L3PB与进浇口流程长度、壁厚的流程比（L/H）有关。根据H=（L100+0.8）XO.7可算出L=348故LH=174故选PB=32MPaP=321.151.3=48MPa（4）开模行程与模板安装尺寸校核模具开模取出制品所需的开模距离务必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。SmaxS=Hm+H1H2+（510）Smax一注射机的最大开模行程（Innl）S模具所需开模距离

23、（mm）H1一一塑件脱模距离（mm）H2包含浇注流道凝料在内的塑件高度（mm）Hm模厚S=220+40+20+10+10=300mm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与模脚尺寸，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，选择分开的模脚不仅节约材料还能够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200X400,如图2OOO0 0 0OOO000000图2所选注塑机模

24、板及喷嘴参数3 .模具浇注系统设计(1)主流道与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2m11,假如凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出，由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触与碰撞，因此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，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径Imm以避免溢料同时防止衔接不准而发生的堵截。为避免前端冷料进入分流道与型腔而造成成型缺陷，主流道的对面设冷料井，关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因此使用底部

25、带Z型头拉料杆的冷料井。分流道模具使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，故使用一模两腔。为使塑料熔体以等速度充满两型腔，分流道在模具上使用对称等距离分布，在注射时使用对称分布能够使型腔与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料与注射机的能耗，减少压力缺失与热量缺失。如图3OO1IOoOOiL400Il440图3：型腔分布图分流道截面形状与尺寸也对塑料熔体的流淌与模具的制造难易及脱模有影响，圆柱形流道尽管比表面积最小流淌阻力最小，但该种流道须开设在两半模上，既加

26、工费力又不易对准，假如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约了加工成本，在流道表面进行抛光处理减小流淌阻力。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淌状态较为理想，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，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流淌时具有适宜的剪切速率与剪切热。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。如使用尺寸较大的浇口，能够降低流淌阻力，促使流淌速率

27、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，从而使流淌速率降低，因此不能通过增大浇口尺寸来提高非牛顿熔体流淌速率。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AP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熔体粘度的最要紧因素，而粘度又直接影响熔体在模腔内的流淌速率。因此使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。综合以上分析与考虑到制品与实际模具形状，浇口使用边缘浇口，位置在制件尾端内缘处，选在该位置不但

28、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Pro/E的模流分析模块-PlasticAdViSOr（塑性顾问）建立仿真分析。浇口尺寸计算：浇口使用边缘浇口浇口深度h=k.S=L15X2=2.3mmk为材料系数查表得ABS为1.15,为制品厚2mm浇口宽度=k.A30=4mm中型制件浇口长度取14 .注塑模成型零部件结构设计模具中决定塑件几何形状与尺寸的零件称之成型零件，包含凹模、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

29、要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度与较低的表面粗糙度，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，根据塑料的特性与塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面与浇口位置，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与刚度校核。（1）分型面位置与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。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

30、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，假如模具按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分型面分型假如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：将分型面设在该位置能够将制品一次脱出该分型面两侧制件表面粗糙度不一致，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定的包紧力，开模时有利于制件保留在动模一侧方便脱出该分型面将精度要求不一致的外观面与内壁隔开，有利于降低模具

31、型腔与型芯的加工难度，能够将动模与定模以不一致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。(2)型腔镶拼组合制件上有两个用于配合的小孔，尽管深度不大，但由于开设在曲面上使用整体式型腔会造成加工上的困难，故使用成型杆成型，与凹模过盈配合，其余型腔部分使用整体嵌入式镶拼组合，型腔能够用电火花一次加工。(3)排气方式此制件属中小型，且注射速度中等，能够利用分型面与成型杆的间隙排气，不开设专门排气槽(4)型腔成型尺寸计算常用型腔成型尺寸的计算方法要紧有两种：平均收缩率法与公差带法，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与成型零件工作尺寸的

32、制造偏差及其磨损量分别等于它们各自平均值基础上，当塑件的尺寸精度要求较高或者塑件尺寸比较大时，这种误差有可能会显著增加，这时一些模具设计单位就使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通过多次初算验算，且考虑因素较多。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。使用3,c取固定值的平均收缩率法：1.m型腔的径向工作尺寸Lm=Ls+LsXScp-(3/4)1.s塑件的径向图样尺寸Scp收缩率的平均值，查表得ABS收缩率范围是O.030.08塑件尺寸公差z型腔制造公差c型腔最大许用磨损量，6,取为塑件尺寸公差的三分之表3.

33、4:公式表z,c取固定值的平均收缩率法型腔内径尺寸L三=Ls+LsScp-(3/4)4型芯外径尺寸1b三三(ls+lsScp+(3/4)A匕型腔深度尺寸Hm=HsHsScp-(2/3).型芯高度尺寸hm三hs+hsScp+(2/3)中心距尺寸Ca=Cs+CsScp(62/2)查手册得ABS塑料收缩率波动为0.30.8%型腔径向尺寸计算以最大径向尺寸计算，测量得Ls为102.25mm,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=().42mm,c=3=0.14mm1.=Ls+LsScp-(3/4)1.m=102.25+10

34、2.25(0.003+0.008)/2-(3/4)O.42=lO2.5Oo+042型芯外径尺寸以型芯最大径向尺寸计算，测量得Ls为102.25mm,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=0.42mm,c=/3=0.14mmIra=ls+lsScp+(3/4)1.m=l00.25+1OO.25(0.003+0.008)/2+(3/4)xO.42=1O1.12.o,42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=().32mm,c

35、-0.Imm1.m=Ls+LsXScp-(3/4)1.m=25.8+25.8(0.003+0.008)/2-(3/4)0.320+0132=25.72o+032型芯高度尺寸PRO/E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=().20,z=0.067mmhm=hs+hsScp+(2/3)AHhm=21.78+21.78(0.003+0.008)2+(23)0.20o-o,o67=21.967%.067mm两成型杆的中心距PRO/E测量得为塑件两孔邻近边距离Cs=23mm,以IT9精度等级制造查手册，按B类受模具活动部分影响的

36、尺寸公差值查表得=().30mm,z=0.IlmmCm=Cs+CsScp(2/2)Cm=23+23(0.003+0.008)2+0.055=23.12650.055mm(5)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型腔侧壁厚计算刚度计算：型腔投影面积为5600m2,r取60mm,=160MPa,同意变形量6取0.05mm,U为泊淞比取0.25,型腔压力P取50MPa,计算得t=22.46mm强度计算：t=r/(-2p)-l=38mm取较大值，型腔侧壁厚设为38mm.1 .4.5.2型腔底板厚计算h0.74(Pr)(E)h5h=35.74,取37mm5 .合模导向与定位机构设

37、计导向机构要紧有导向、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者由于定位不准而互相碰伤，设在动模上的导柱长度高出型芯68mm,导柱使用有肩导柱与导套配合的方式，安装段与模板间使用过渡配合H7k6,导向段与导向孔间使用动配合H7f7,固定段表面粗糙度为Ral.6m导向段表面用RaO.8m,导柱需要有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此使用低碳钢（20号钢）渗碳（0.508mm深）,经淬火处理（HRC60）1闻。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H71

38、1,外表面与模板孔为较紧的过渡配合H8k7,粗糙度内外表面均用Ra0.8um,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6 .脱模机构设计脱模机构使用推杆推出的典型结构，推杆直接作用于塑件的内表面不可能影响到外观。此机构由7个零件构成分别为推杆，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，推杆需要固定，因此设推杆固定板与推板,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，设有推板导柱与导套；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

39、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，也不可能影响推板复位。另一个作用是在模具制造时可调节限位钉头部的厚度来操纵推杆返回的位置。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，且端面等于或者高于型芯O.050.1mm,否则会影响外观与使用，推杆直径56mm,推杆与推杆固定板使用轴肩连接，在推杆固定板上同时安装四根复位杆与四根导柱起复位与导向作用。所选分型面无需侧抽芯，顾不涉及。脱模力计算：p=E.t.cos/(1-)rE

40、-塑料拉伸弹性模量，ABS取2500塑料收缩率，ABS取0.5%塑料泊松比，ABS取0.25拔模，内壁拔模角为1r-一型芯平均半径，为4.37m计算得p=7.63MPa7.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：qv三mQ0pCp2(T1-T1)=LIX586/E701000X4.183X(27-20)=3.145W4冷却水的流速：V=qvA=3.145IO-410004(3.14X152)=1.78ms传热系数：=A0(j)8d02=7.5(101.78)o-8(151(XX)02=6.92kWm2K传热面积：A=QaT=m1XQ,(aXAT)=1.1x586

41、706.92(50-23.5)=0.0502m2水孔数n=A(db)三O.O5O2(15740IO-6)=1.44取n=3,即布置三根冷却水道m-一单位时间注入模具中的塑料质量(kg/s)Q.在模腔内单位质量熔融塑料凝固所放出的热量KJ/KgKP一冷却水的密度(kgm3)；Cp2-冷却水的定压比热容KJ/KgKTl-冷却水出口温度；T2一冷却水进口温度；A0一与入口冷却水温有关的物理常数；T平均温差；d水孔直径；b模具上冷却水孔深，即模宽PRO/E塑性顾问分析结果:8.模具材料塑料模具的工作条件与冷冲模是完全不一致的，通常都务必在一定温度(150oC200oC)条件下进行工作，除了要受到一定压

42、力作用外，还要承受温度的影响。因此对塑料模的成型零件，除了要求务必具有足够的强度、硬度与良好的加工性能之外，还要求热稳固性好，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与耐磨性用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢通过热处理后具有较高的强度与耐磨性，用于成型零件。而型腔与型芯用50号钢以改善表面抛光性能与耐磨性能。结语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，本研究使用Pro/E三维建模软件软件进行特征分解，该软件基于特征与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，使用数值模

43、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与研究，使整个模具的设计制造周期缩短，优化了模具的结构与工艺参数，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。致谢在本论文的完成过程中，我的导师周欣老师给予了我悉心指导与热情鼓励，使我顺利完成了论文工作。他严谨的治学态度、渊博的知识与执着的敬业精神给我留下了深刻印象。激励我克服困难，广泛涉猎新思想、新理论，不断地探求新的科学进展。同时，也让我懂得如何去踏踏实实地工作、勤勤恳恳地做人。论文工作量十分大，没有试

44、验条件，加之我的模具设计实践操作知识很少，在做课题的过程中遇到了很多困难，论文在周老师的热心帮助下才得以顺利完成，在此，谨向周老师表示衷心的感谢与诚挚的敬意。同时，感谢在做课题过程中为我提供便利与帮助的老师与同学们。感谢班的所有同学们，感谢我们在一起度过的这段忙碌又偷快的时光。在此，向所有关心与帮助过我的领导、老师、同学与朋友表示由衷的谢意！衷心地感谢在百忙之中评阅论文与参加答辩的各位专家、教授！参考文献:1中国模具工业协会.模具行业“十一五”规划J.模具工业.2005,72张正修.模具产业的现状及进展计策J.五金科技.2005,83钟佩思,沈友徽,马静敏等.模具先进制造技术进展趋势综述J.模具制造.2005,34李德群，肖祥芷.模具CAD/CAE/CAM的进展概况及趋势J.模具工业.2005,5张克惠.塑料材料学M.西北工业大学出版社.2000,5：706田学军.注塑过程分析及工艺参数设定J.机械工程师.2005,87黄锐.塑料成型工艺学M.中国轻工业出版社.2005,1：1458申开智.塑料成型模具M.中国轻工业出版社.2005,7：340