注射模具设计

论文题目鼠标外壳注塑模成型机械系09模具2班米高翔学号21产品实物图凹模1.模具的组成凸模塑料注塑模具基本分为静模和动模。

在注塑机的注射头一边的带浇口套的为静模，静模一般有浇口套、靠板、模板组成，简单模具（特别是静模没有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一点的模板就可以了。

浇口套一般为标准件，除非特殊原因，不建议取消。

浇口套的使用有利于安装模具、更换方便，不用自己抛光。

有些特殊模具浇口套可用钻出来或用锥度线割割成。

部分模必须静模脱模时，还得加上静模脱模机构。

动模的结构一般为动模板、动模靠板、脱模机构以及模脚和装机固定板。

2.模具的性能1)使用性能模具必须有足够的强度和硬度，以使模具能承受工作时的负荷而不致变形。

通常塑料模的硬度在38~55HRC范围内。

形状简单抛光性能要求高，工作硬度可取高些；反之，硬度可取低些。

要求良好的耐磨耐腐蚀：以使模具型腔内的抛光表面粗糙度的尺寸精度能保持长期使用而变。

足够的韧性是保证模具在使用过程中不会过早的开裂。

较好的耐热性和尺寸稳定性是要求模具材料有较低的膨胀系数和稳定的组织。

良好的导热性是以塑料制件尽快的在模具中冷却成形。

2)工艺性能良好的机械加工性能：模具的型腔的几何形状比较复杂，型腔表面质量要求高，难加工的部位多，因此，模具材料因具有优良的可加工性和磨削加工性能。

焊接性在加工中受到损伤需要修复时，常采用焊补的方法。

热处理的工艺性能：材料有足够的淬透性和淬硬性，变形开裂倾向小，工艺质量稳定。

镜面抛光性能：塑料制品的表面粗糙度主要取决于模具型腔的表面粗糙度。

一般塑料模型腔面的表面粗糙度在Ra0.16~Ra0.08um。

表面粗糙度为Ra0.5um.时可呈镜面光泽。

电加工性能、纹饰加工性功能主要是设置各种花纹、图案等。

3.失效形式磨损及腐蚀：由于热固性塑料中一般含有一定的固体填充剂，在加热软化后、熔融的塑料中成为“硬质点”，冲入模具行腔后，与模具型腔表面摩擦大，致使型腔表面拉毛，表面粗糙度变大而失去光泽，这影响了塑料制件的外观质量。

因此，一经发现模具型腔表面有拉毛现象，应及时卸下抛光。

而经过多次抛光后型腔扩大、对尺寸要求的严格的塑料件即将超差而失效。

塑料中含有氯、氟等元素，加热至熔融状态后会分解出氯化氢或氟化氢等腐蚀性气体。

腐蚀模具型腔表面，这加大了其表面的粗糙度，也加剧啦型腔的磨损，从而导致失效。

塑性变形：模具在持续受热、受压条件下长期工作后，会发生局部的塑性变形而失效。

断裂：塑料模具一般有多处凹槽、薄边等易造成应力集中当韧性不足时，就会导致开裂。

主要原因是由于温差而产生的结构应力、热应力，或回火不足，在使用温度下残留奥氏体转变为马氏体，引起局部的膨胀，在模具内产生较大的组织应力所致。

4.影响模具的使用及寿命的关键因素1）模具的制造：模块的锻造、模具的电加工与机加工、模具热处理。

2）模具维护与管理：模具维护、模具管理。

3）模具工作条件：成形件的材质和温度、设备特性、润滑和冷却。

4)模具材料：模具材料对模具寿命的影响主要是模具材料种类、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。

5)模具的热处理工艺：预先热处理、粗加工后的消除应力退火、淬火与回火、磨削后或电加工后消除应力退火等对模具的性能和使用寿命影响很大。

6)模具结构:凸、凹模的形状、间隙和圆角半径的大小不仅冲件成形影响极大，而且对模具的磨损及寿命的影响也很大。

5.塑件的材料和特性模具材料采用ABS，即丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。

ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。

每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。

ABS具有如下特性：⑴综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；⑵与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理；⑶有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；⑷流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好，适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件；⑸注塑工艺分析，ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理；比重为1.05克/立方厘米；成型收缩率，0.4-0.7%，一般取0.5％；成型温度，200-240℃；熔化温度，210～280℃，建议温度为245℃；模具温度，25～70℃；注射压力：500～1000par；注射速度，中高速度。

6.注塑模设计及工艺1).注塑模设计的主要内容：1)首先确定分型面，有侧抽芯的要选定抽芯结构；2)确定型腔数合排形式以及型腔、型芯的结构；3)浇口位置、脱浇道结构的确定和排气系统的确定；4)导向、定位结构的确定；5)推出结构和复位结构的选定；6)模架大小的选定和相关标准件的选定；7)注射机型号、规格的选定。

上述内容确定后即可进行总装配图的设计和绘制。

2).模具主要工艺(1)系统的计，使用点浇口浇注系统、采用平衡对称式布置流道；⑵脱模机构设计，根据模具塑件分析使用顶杆脱模机构；⑶合模导向机构设计，导向机构通常采用导柱导向，其主要零件是导柱和导套；⑷模具温度控制，对于热塑性塑料注射成型模具，当遇到成型流动性差的塑料（如成型高结晶的塑件），及采用热流道时均需要对模具进行加热；⑸模具型腔数的确定，根据模具的塑件工艺分析，采用一模两腔；⑹分型面的确定，选取模具上壳尺寸最大处，即其上壳下部边缘处；⑺抽芯方式，根据模具的塑件工艺分析，采用斜导柱分型抽芯方式。

3).模具塑件工艺分析⑴尺寸和精度这里的尺寸是指塑料制件的总体尺寸大小，从所设计塑件的总体尺寸分析得知，其尺寸较为合理，不会太大，这样就可以避免塑料容体充不满模具型腔或使塑件不能正常成型，塑件材料为ABS,等级精度为：MT5。

⑵形状本塑件的几何形状除能满足功能使用外观要求外，还做到尽可能使其所对应的模具结构简单化，便于加工成型。

⑶壁厚通常热塑性塑料的注塑件壁厚一般在2-4mm范围内，分析设计塑件功能要求，确定塑件的壁厚为2mm。

设计制品应尽量减少壁厚和壁厚不均匀，这样有利于缩短模塑周期，提高生产效率及节省材料。

⑷脱模斜度根据已选定的材料ABS，其脱模斜度宜为（40ˊ－1.5°）。

为使注塑开模后，塑件留在动模一侧的型芯上，取其脱模斜度为50′。

⑸加强筋等防止变形的结构设计为提高塑件的强度和刚度而又不至于使制品的壁厚过大，在适当的位置采用增设加强筋的方法。

⑹圆角塑件面与面之间一般采用圆弧过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善熔体在型腔中的流动状况,有利于充满型腔,便于脱模。

鼠标的内外圆角以及三个壁面结合处的转角都设计成圆角。

⑺孔的设计用模具成型的孔，在满足使用要求的情况下，应尽量采用工艺上易于加工的孔。

所设计的塑件分上壳与下壳部分，上下壳均有一个孔，用于孔轴的装配，起固定锁紧连接作用，孔径为3mm。

上壳孔为螺丝定位，为了保证两个孔的安装，下壳的孔比上壳大0.5-1mm，壁厚同为2mm。

⑻成型方法主要依靠注射成型机（柱塞式和螺杆式）和注射模具来完成。

ABS塑料的成型加工性能良好，选用螺杆式注塑机进行注塑成型。

7.模具的制造工艺流程下料退火机械粗加工机械精加工修整、抛光装配锻造：模具初步成型，提高材料的致密性和均匀性，以及形成合理的流线分布，还可以改善碳化物的不均匀性。

退火：降低硬度，改善切削性能；消除或减少内应力；细化晶粒；改善组织，为零件的最终热处理做好准备。

机械粗加工：是以快速切除毛坯余量为目的，在粗加工时应选用大的进给量和尽可能大的切削深度，以便在较短的时间内切除尽可能多的切屑。

调质：就是按材料的技术要求采用淬火+高温回火的工艺过程，目的是提高材料的强度。

机械精加工：此过程后模具最终成型。

修整、抛光：提高模具的尺寸精度，以符合模具的尺寸公差要求。

镀铬：在大气中有强烈的钝化能力，能够长久保持金属光泽。

可以提高表面的耐磨性与硬度，并提高模具的寿命。

8.对模具的认识与体会及最新动态、发展方向1).我对模具的认识经过一个学期的学习，对于模具这一行也有了初步的认识。

没有去实习工厂确实挺遗憾的；不过在老师的指导下我们还是了解了不少。

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，属于高科技产品。

模具设计师从事的工作主要包括：数字化制图；模具的数字化设计；模具的数字化分析仿真；定制适合本公司模具设计标准件及标准设计过程等。

由于我国历史原因形成的封闭式、“大而全”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位，自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。

模具工业主要生产能力分散在各部门主要产品厂内的工模具车间，所生产的模具基本自产自用。

据粗略估计，产品厂的模具生产能力占全国模具生产能力的75％，他们的装备水平较好，技术力量较强，生产潜力较大，但主要为本厂产品服务，与市场联系较少，经营机制不灵活，不能发挥人力物力的潜力。

模具专业厂全国只有二百家左右，商品模具只占总数的20％左右，模具标准件的商品率也不到20％。

由于受旧管理体制的影响较深，缺乏统筹规划和组织协调，存在着“中而全”，“小而全”的结构缺陷，生产效率不高，经济效益较差。

从这我们知道模具设计与制造专业是一个重要的课程，因此，我们要珍惜在学校学习的机会，扎实理论知识，提升专业技能，为成为高级尖端人才而努力奋斗！2).塑性模具的国内外现状及发展趋势由于塑料具有很多优良的性能和特点，近年来它在各领域得到了越来越广泛的应用。

作为塑料制造业的支柱产业——塑料模具的设计与制造也得到了空前的发展，特别是作为塑料必备成型工具的塑料注塑模具，由于它成型效率高，易成型形状复杂的制品，并科实现自动化生产，得到迅速的法子，在我国其发展速度之快、需求量之大是前所未有的。

模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。

现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。

一般模具国内可以自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。

为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。

未来国内外塑性模具的制造技术和成型技术有如下发展趋势：1)、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；2)、高速铣削加工将得到更广泛地应用；3)、在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；4)、提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；5)、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；6)、虚拟技术将得到发展；7)、模具自动加工系统的研制和发展。