鼠标上壳注塑模具的大学本科毕业论文.doc

摘要
摘要
本文主要介绍的是鼠标上壳注塑模具的设计方法。首先分析了鼠标上壳制件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，利用PROE软件画出塑件，并选择了成型设备，CAD软件出图等。接着介绍了鼠标上壳注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及布置，重点介绍了浇注系统、成型零件、合模导向机构、脱模机构、定距分型机构以及冷却系统的设计。然后选择标准模架和模具材料，并对注射机的工艺参数进行相关校核。最后对模具的工作原理进行阐述，以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析，并给出了相应的解决方法。本文论述的鼠标上壳注塑模具采用二板式结构，即浇注系统凝料和制件在不同的分型面脱出，采用一模四腔的型腔布置，最后利用推板将制件推出。
关键词：PROE软件 CAD软件出图 浇注系统 脱模机构 定距分型机构

I
Abstract
Abstract
The designing methods of injection mould of the charger shell are mainly introduced in this pape .First analyzes the features of the mouse shell parts, including material properties, forming characteristic and condition, structural manufacturability, draw the plastic parts using PROE software, and choosing the molding equipment, CAD drawing, etc. Then introduces the mouse shell injection mold parting surface selection, the determination of cavity number and arrangement, and mainly introduces the gating system, molding parts, steering mechanism, demoulding mechanism, distance parting mechanism and the design of the cooling system. And then select the standard mould base and mould material and process parameters of injection machine related check. Finally, the paper expounds the working principle of mould, and the possible problems in the process of installation and debugging summary, analysis, and gives the corresponding solutions. This paper discusses on the mouse shell injection mold structure of junior type, namely the gating system setting and in different parts of parting surface of emergence, with one module and four cavities cavity layout, the use of push board parts will launch.
Keywords: PROE software CAD drawing gating system demoulding mechanism distance parting mechanism

II
目录
目 录
摘要 I
Abstract II
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1中国模具工业的发展现状和对未来发展的方向 1
1.1.1 中国模具工业的发展现状 1
1.1.2 中国模具工业未来发展的方向 1
1.2 国内注塑行业基本现状及存在的主要问题 2
1.2.1国内注塑行业基本现状 2
1.2.2 注塑行业存在的主要问题 3
第二章 鼠标上盖设计及塑件的工艺分析 5
2.1 鼠标上盖的设计 5
2.2 鼠标上盖的工艺分析 5
2.3原材料的选择及原材料的工艺分析 6
2.3.1 ABS、PC 聚碳酸酯塑料概述 6
2.3.3ABS与PC共混改性塑料的成型工艺特性 7
2.4 PC/ABS塑料的成型条件 9
第三章 塑件分型面的位置和注塑机的选择 11
3.1 型腔数目的确定和排列方式 11
3.1.1型腔数目确定 11
3.1.2排列方式确定 11
3.2分型面的选择 12
3.3注塑机的选定 13
3.3.1塑件体积及质量 13
3.3.2注塑机的选择 15
3.3.3 开模行程的校核 18
第四章 浇注系统的设计 19
4.1主流道的设计 21
4.2分流道的设计 24
4.3浇口的设计 25
第五章 注射模的导向及顶出机构的设计 26
5.1导向机构的设计 26
5.2顶出机构的设计 27
第六章 冷却系统设计及模架的选择和设计 29
6.1冷却系统设计 29
6.1.1 提高模温调节能力的途径 29
6.1.2 模具冷却系统设计要点 29
6.2模架的选择和设计 30
总结 33
致谢 34
参考文献 35

III
第一章 绪论

第一章 绪论
1.1中国模具工业的发展现状和对未来发展的方向
1.1.1 中国模具工业的发展现状
如今，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CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件。
1.1.2 中国模具工业未来发展的方向
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；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等。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CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件。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；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等。
模具的未来发展趋势 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CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技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CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、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CAD数据，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(TiN、TiC等)、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，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WTO的规则，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 WTO同时也将为各国、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。
1.2 国内注塑行业基本现状及存在的主要问题
1.2.1国内注塑行业基本现状
进入21世纪，中国的塑料机械行业一直在持续，快速发展是增长最快的国家产业，一为主位居全国机械行业经济指标走在了前面。截至2009年，中国的塑料机械制造业产值已居世界第一，连续9年来，世界上最大的塑料机械，消费和出口国生产商。上个世纪五十年代后期，我国就生产出了第一台注塑机，但由于设备的技术含量很低，发展较慢。直到八十年代以后，随着我国塑料工业的快速发展，注塑机行业才进入发展的快车道，形成了以浙江宁波、广东东莞、顺德等地为主的加工基地。
目前中国生产注塑机的厂家较多，据国家统计局的统计企业数量已达到145家。注塑机的结构形式有立式和卧式两种。按生产出的制品可分为普通型和精密型注塑机。一次注射量45-51000g；锁模力200-36000kN；加工原料有热固性塑料、热塑性塑料和橡胶三种。热塑性塑料包括聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚氨酯、聚碳酸酯、有机玻璃、聚砜及(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)等。从加工出的制品来看，有单色、双色的一般和精密塑料制品。
1.2.2 注塑行业存在的主要问题
中国注塑模具在设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后。
1.供给不均匀
　　国内自配率不足，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60%。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。
　　由此可见，虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。
　　2.人才不足，科研及技术投入少
　　模具行业是技术密集、资金密集的产业，随着时代进步和技术发展，能掌握和运用新技术的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，致使科技进步不大。
　　3.工艺装备水平低
　　虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。
　　4.标准化、商品化程度低
　　由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。
　　5.材料及相关技术落后
　　模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。

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第二章 鼠标上壳设计及塑件的工艺分析
第二章 鼠标上盖设计及塑件的工艺分析

2.1 鼠标上盖的设计
如今发展飞快，人们对外形，质量以及性能各方面要求越来越高。本次设计的产品是鼠标上盖，在外形上也有特别的设计，利用曲线美和曲面设计在手感和按键都有特殊的设计。塑件设计如图2-1所示：

图2-1 塑件
材料：PC/ABS
塑料要求：
功能塑件，上表面平滑，塑件上不能出现缺料、溢料、凹陷、气孔、翘曲收缩，尺寸不稳定现象。制品的强度和刚度要满足其使用要求，制品的尺寸精度要满足图纸要求。
2.2 鼠标上盖的工艺分析
鼠标上盖设计要求
该塑件产品外形:曲面外形
产品的最大几何尺寸：130X32
使用环境：室内，温度范围0~40度
无化学品接触
抗冲击强度：限定量从1.5m高度摔下，不出现裂纹和开裂特征
刚性要求：在2Kg负荷下午变形
电气性能：电绝缘性好
外观要求：塑件美观，外部光洁性好
根据上述的要求可归纳该产品设计要求制品材料具有一定的抗冲击性能并且是电子产品外壳需要良好的电绝缘性能好，尺寸精度要高。该产品要求材料有较好的机械性能，如抗拉强度、抗应力开裂性、弹性模量都要求较高。根据产品要求，该塑件为大批量生产，采用注塑成型。

塑料注射成型工艺结构与尺寸精度分析
塑料注射产品结构的优良直接影响到产品的使用性能和力学性能以及注射工艺性。合理的结构可以提高产品的强度和冲击韧度而且可以减少熔融塑料的填充阻力以减少成型周期降低成本。特别是塑料收缩率难以控制导致翘曲、局部凹陷、拱印以及尺寸精度。

2.3原材料的选择及原材料的工艺分析
该具有一定的寿命，所以还必须满足各种力学性能的要求。在现实社会环境的要求也决定了材料的选择。所以各种产品的选料除了具有一定使用要求和力学性能的同时还应该安全、环保和经济。
2.3.1 ABS、PC 聚碳酸酯塑料概述
ABS( Acrylonitrile - Butadiene - Styrene)俗称超不碎胶，是一种高强度改性PS，由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种组元以一定的比例共聚而成，
三元结构的ABS兼具各组分的多种固有特性：丙烯腈能使制品有较高的强度和表面硬度，提高耐化学腐蚀性和耐热性；丁二烯使聚合物有一定的柔顺性，使制件在低温下具有一定的韧性和弹性、较高的冲击强度而不易脆折；苯乙烯使分子链保持刚性，使材质坚硬、带光泽，保留了良好的电性能和热流动性，易于加工成型和染色。 ABS本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定形塑料。粘度适中，它的熔体流动性和温度、压力都有关系，其中压力的影响要大一些。属于减敏性塑料。
1.ABS塑料的主要优点： 综合性能比较好：机械强度高；抗冲击能力强，低温时也不会迅速下降；缺口敏感性较好；抗蠕变性好，温度升高时也不会迅速下降；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低；电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小；耐低温达-40℃；耐酸、碱、盐、油、水；可以用涂漆、印刷、电镀等方法对制品进行表面装饰；较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。
2.ABS塑料的主要缺点： 不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解；耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好；耐热性不够好。 普通ABS的热变形温度仅为95℃~98℃。 综上所述，ABS是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将ABS作为首选非金属材料。
PC 聚碳酸酯英文名称:Polycarbonate 典型应用范围: 电气和商业设备，交通运输行业 注塑模工艺条件: 干燥处理：PC材料具有吸湿性，加工前的干燥很重要。建议干燥条件为100℃到200℃，3~4小时。加工前的湿度必须小于0.02%。 熔化温度：260~340℃。 模具温度：70~120℃。 注射压力：尽可能地使用高注射压力。 注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使用高速注射。 化学和物理特性: PC是一种非晶体工程材料，具有特别好的抗冲击强度、热稳定性、光泽度、抑制细菌特性、阻燃特性以及抗污染性。PC的缺口伊估德冲击强度（otched Izod impact stregth）非常高，并且收缩率很低，一般为0.1%~0.2%。PC有很好的机械特性，但流动特性较差，因此这种材料的注塑过程较困难。在选用何种品质的 PC材料时，要以产品的最终期望为基准。如果塑件要求有较高的抗冲击性，那么就使用低流动率的PC材料；反之，可以使用高流动率的PC材料，这样可以优化注塑过程。
2.3.3ABS与PC共混改性塑料的成型工艺特性
ABS能与其他许多热塑性或热塑性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。如将ABS加入PVC中，可提高其冲击韧性、耐燃性、抗老化和抗寒能力，并改善其加工性能。以甲基丙烯酸甲酯替代ABS中丙烯腈组分，可制得MBS塑料，即通常所说的透明ABS。
在此次论文设计中也是采用ABS与PC共混塑料，除了具备ABS的所有性能外更提高了抗冲击强度和耐热性；ABS与PC共混改性塑料特别适合与电子产品的外壳，如手机外壳、充电器外壳等。 作为模具设计最为主要的更应该是塑料材料的工艺性能，在此次设计中主要阐述本次产品所用材料的注射成型性能。
1.热敏性：塑料遇高温或高温中时间较长时发生降解，变色能够现象。此性能主要决定了产品成形温度的范围。温度范围越窄，成形条件越难以控制。所以对热稳定性差的必须加稳定剂以改善。ABS/PC的成型温度在120~160°以内。温度范围较宽，通用注射成型设备都可以控制在此温度范围以内。
2.收缩性：塑料制品脱模冷却后形体尺寸变小了，这种性质叫收缩性。此性能直接影响到产品的尺寸精度。ABS和PC都属于非结晶型塑料，尺寸稳定性较好，在较大的温度范围内其收缩率也可控制在较小范围内。ABS的收缩率为0.4%~0.7%；PC的收缩率为0.5%~0.8%；共混后收缩率可以控制在0.5%0.7%的范围里。所以尺寸稳定性较好。
3.流动性：塑料熔体在一定的温度和压力下流动的距离或者注满型腔的能力。ABS的流动性相对PC的较好。ABS/PC共混后属于中等偏差的等级。所以在浇注系统的设计时必须考虑。以及产品的结构务必满足其流程比。
4.结晶性：塑料在成形后的冷凝过程中，原子发生规则排列的性能。ABS/PC属于非结晶型塑料。不必考虑成形后收缩以及后处理。所以尺寸也相对较好控制。
5.流变性：高聚物的流变性是指加工过程中，应力、形变、形变速率与粘度之间的关系。这就涉及到温度、压力、时间及分子结构、分子量大小及其分布对这些要素的影响。粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而迅速降低，这种塑料属于剪敏性塑料。ABS属于剪敏性塑料，随着压力的变化而变化较大，在设计浇口的时候，可以 适当缩小截面积往往是成功的。但是由于是混合塑料，在浇口设计的时候可以做小，可以在试模的时候加以调整。
6.吸水性：即塑料对水的吸附能力。ABS和PC都对水有较强的吸附性，成形前必须预热烘干， 在80℃温度下烘干4h左右，使水分含量不超过0.5%~0.2% 。
7.相融性：即两种以上的塑料品种融合到一起不产生分离、起层现象的性能。ABS与PC具有相似的分子结构，能与ABS共混的塑料中PC是最亲合的塑料。在塑料改性技术中，ABS与PC共混技术已非常成熟。
PC/ABS优点及特点：
优点：
（1）具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广；
（2）高度透明性及自由染色性;
（3）H.D.T.高；
（4）耐疲劳性佳；
（5）耐候性佳；
（6）电气特性优；
（7）无味无臭对人体无害符合卫生安全；
（8）成形收缩率低、尺寸安定性良好。
特点：
（1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好；　　
（2）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；　
（3）有高抗冲，高耐热，阻燃，增强，透明等级别； 　　
（4）流动性比HIPS差一点，比PMMA、PC等好，柔韧性好。
PC/ABS综合特性：为非结晶性热塑性塑料，优质的耐热性能、良好的透明度和极高的耐冲击强度等物理机械性能。
所以该塑件产品材料选择PC/ABS。
2.4 PC/ABS塑料的成型条件
通过以上几节的叙述可得出丙烯睛－丁二烯－苯乙烯共聚物/聚碳酸酯（ABS/PC）的注射成形条件如下：
1.料筒温度 喂料区 50～70℃（70℃）
区1 230～250℃（250℃）
区2 250～260℃（260℃）
区3 250～270℃（265℃）
区4 250～270℃（265℃）
区5 250～270℃（265℃）
2. 喷嘴
括号内的温度建议作为基本设定值，行程利用率为35％和65％，模件流长与壁厚比为50~100：1。
（1）熔料温度 260～270℃
（2）料筒恒温 200℃
（3）模具温度 70～90℃
（4）注射压力 80～150MPa（800～1500bar）
（5）保压压力 注射压力的40％～50％以避免制品发生缩壁；为了使制品的内应力 最小化，保压压力应该尽可能设置低。
（6）背压 只要5～10MPa（50～100bar），避免产生摩擦热
（7）注射速度 中等注射速度，将摩擦热降至最小；多级注射；对有些制品建议采 用从慢到快。
（8）螺杆转速 最大螺杆转速折合线速度为4.0m/s。
（9）计量行程 （1.0～3.0）D，因为熔料对过热和在料筒内残留时间过长很敏感； 残留时间不应超过6min，在热流道中的滞留时间也应尽可能小 。
（10）残料量 2～5mm，取决于计量行程和螺杆直径 。
（11）预烘干 在80℃温度下烘干4h 。
（12）回收率 可加入20％的回料，只要料没有发生热降解并进行过适当的预烘 干；如为强度要求不高的制品则更好。
（13）收缩率 几乎各向同性，0.5％～0.7％；对玻璃纤维增强型，0.2％～0.4％。
（14）浇口系统 任何一种普通形浇口都可使用；浇口处有热流道，温度必须闭环控制 机器停工时段 关闭加热，像操作挤出机一样操作机器清洗料筒。
（15）料筒设备 标准螺杆直径为50mm；对大直径螺杆，采用低压缩和短计量段几 何尺寸；止逆环，直通喷。
第三章 塑件分型面的位置和注塑机的选择
第三章 塑件分型面的位置和注塑机的选择
3.1 型腔数目的确定和排列方式
3.1.1型腔数目确定
开始对塑件的型腔数进行初步的拟定，以及型腔数的布局，根据型腔数主要由投影面积、批量大小、塑件的质量、塑件的精度、几何形状(有无抽芯)以及经济效益等相关因素确定，在确定时必须进行协调以保证满足其主要条件和使用要求。此塑件为大批量生产产品，精度等级较高,表面质量要求很高。所以选用一模四腔。
3.1.2排列方式确定
采用一模四腔，加上模具结构简单，制造费用也将较低，材质硬度高。因此这次设计采用推杆脱模机构进行脱模，型腔排列方式采用并列排列的方式。如图3-1所示：

图3-1
3.2分型面的选择
分型面的设计方案 设计塑料注射模具时，选择分型面是一个主要的环节。分型面选择合适，模具的工艺性强，容易加工，塑料质量也容易保证，否则会给选模带来很大的麻烦。 为了将塑料和浇注凝料从模具中取出，以及为了将活动型芯或嵌块装入模体，必须将模具分成两个或几个部分。一般地模体结构大部分为定模和动模两大主要部分。当模体逼和时，凹模和凸模相合的接触表面叫做分型面。通常模具的分型面与成型注射机的开模方向垂直。我们把成型的动、定模的分型面叫做分型面。选择模具分型面时，通常应考虑如下有关问题：
1.根据塑件的某些技术要求，确定成型零件在动模和定模上的配置；
2.塑件的生产批量；
3.结合塑件的流动性确定浇注系统的形式和位置；
4.型腔的溢流和排气条件；
5.模具加工的工艺性。
对于分型面的选择，我们还须注意以下基本原则：
（1）应选在塑件外形最大轮廓处
（2）应有利于塑件脱模
（3）应保证塑件的质量
（4）应有利于排气
（5）应便于模具的加工制造
（6）应有利于侧向分型和抽芯
（7）应尽量减小脱模斜度给塑件大小端尺寸带来的差异
（8）考虑注射机的技术参数
综上所述，为了取出塑件所需要的开模距离必须小于注射机的最大开模距离。结构简单，注射成型容易，容易分模，成型精度可靠而且符合生产需求。分型面如图3-2所示：

图3-2

3.3注塑机的选定
3.3.1塑件体积及质量
该产品材料为ABS+PC，查资料可得其密度为ρ=1.05g/cm³,收缩率为Ｑ= 0.4%-0.6%，热变形温度=120%，由于本设计是一模四腔，用软件计算结果可得如表3-.1所示：
表3-1 塑件体积、质量和投影面积

体积

质量

投影面积
22808
22.808
6255.25

按预定选型腔数来选择注射机
1.模具所需熔体注射量

式中 m------一副模具所需塑料的质量或体积（g或3cm）；
------初选定的型腔数量；
------单个塑件的质量或体积（g或3cm）；
--浇注系统的质量或体积（g或3cm）。
当塑料熔体黏度高，塑件愈小、壁愈薄，型腔愈多又作平衡式布置时，浇注系统的质量或体积甚至还要大，若是流动性不太好或是精密塑件，据统计每个塑件所需浇注系统的质量或体积是塑件的0.2～1倍，学校做设计时以=0.6n此时我们n=4。
则:
m=1.6n146g
（1） 塑件和流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积及所需锁模力

式中 A——塑件及流道凝料在分型面上的投影面积（2mm）；
-----单个塑件在分型面的投影面积（2mm）；
-----流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积（2mm）；
------模具所需的锁模力（N）；
-------塑料熔体对型腔的平均压力(aMP)。
K-------为安全系数。
流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积在模具设计前是未知的，根据多型腔模具的统计分析，大致是每个塑件在分型面上的投影面积的0.2～0.5倍，以此可以用0.35nA来估计。成型时塑料熔体对型腔的平均压力，其大小一般是注射压力的30%～65%。常用塑料注射成型时型腔平均压力如表3-4所示，安全系数取1。

表3-4常用塑料注射成型时型腔平均压力

塑料特点

举例
容易成开型塑件
25
PE、PP、PS等壁厚均匀的
一般塑件
30
在模温较高的情况下，成型薄壁塑件
中等黏度与有精度要求的
35
ABS、POM 等与精度要求的零件
高粘度与高精度，难充满
40
高精度零件，如齿轮等··

3.3.2注塑机的选择
根据上面计算得到的m和值来选择一种注射机，注射机的最大注射量(额定注射量G)和额定锁模力F应满足：
注射机的最大注射量(额定注射量)
³ 式中a ——注射系数，无定型塑料取0.85，结晶型塑料取0.75

额定锁模力F应满：
应选用螺杆式注塑机。螺杆的结构形式应该是渐变型的螺杆，对原料塑化比较有利，注塑机设备上的通用型螺杆可应用。
根据塑件的体积、质量和生产效率（年生产量）等各个方面考虑，并查资料我选择海天注塑机HTF160J/TJ。HTF160J/TJ参数如图3-5所示：

注射装置
INJECTION UNIT

A
B
C
螺杆直径
Screw Diameter
mm
40
45
48
螺杆长径比
Screw L/D Ratio
L/D
22.5
20
18.8
理论容量
Shot Size(Theoretical)
cm3
253
320
364
注射重量
Injection Weight(PS)
g
230
291
331
注射压力
Injection Pressure
Mpa
202
159
140
螺杆转速
Screw Speed
rpm
0～175
合模装置
CLAMPING UNIT

合模力
Clamp Tonnage
KN
1600
移模行程
Toggle Stroke
mm
420
拉杆内距
Space Between Tie Bars
mm
455x455
最大模厚
Max.Mold Height
mm
500
最小模厚
Min.Mold Height
mm
180
顶出行程
Ejector Stroke
mm
140
顶出力
Ejector Tonnage
KN
33
顶出杆根数
Ejector Number
Piece
12
其它
OTHERS

最大油泵压力
Max.Pump Pressure
MPa
17.5
油泵马达
Pump Motor Power
kw
15
电热功率
Heater Power
kw
9.75
外形尺寸
Machine Dimension(LxWxH)
M
5.4x1.45x2.05
重量
Machine Weight
t
5.2
料斗容积
Hopper Capacity
kg
25
油箱容积
Oil Tank Capacity
L
320
图3-5
模板尺寸如图3-6、图3-7所示：

图3-6

图3-7
3.3.3 开模行程的校核
开模行程与塑件推出距离的校核取出制件所需的开模距离，必须小于注塑机的最大开模距离。塑件的总高度为32mm左右，顶出距离最大为50mm左右即可，加上模具的总厚度412㎜，而注塑机的最大开模行程为420mm。所以，开模行程与塑件推出距离相匹配。
第四章 浇注系统的设计

第四章 浇注系统的设计
浇注系统的的作用是将塑料熔体顺利地充满到型腔各处，以便获得外形轮廓清晰、内在质量优良的塑件。因此要求充模速度快而有序，压力损失小，热量散失少，排气条件好，浇注系统凝料易于与塑件分离或切除，且在塑件上留下浇口痕迹小。
浇注系统控制着塑件在注塑成型过程中充模和补料两个重要阶段，对塑件质量关系极大。
浇注系统是指从注塑机喷嘴进入模具开始，到型腔入口为止的那一段流道。并且由主流道、分流道、浇口、冷料井等几部分组成。
一副成功的注塑模具其浇注系统应保证在充模阶段塑料熔体能顺利地通过流道，充满型腔，不产生喷射，不夹带入空气，不产生或少产生熔接痕，所以对其进行设计也十分重要。浇注系统的组成如图4-1所示：

图4-1

设计浇注系统应满足以下原则:
1. 应考虑模具是一模一腔还是一模多腔，浇注系统应按型腔布局设计，应尽量与模具中心线对称。
2. 设计浇注系统时，应考虑去除浇口方便，修正浇口时在塑件上不留痕迹，使塑件达到外观审美要求。
3. 在满足成型排气良好的前提下，要选取最短的流程，这样可以缩短充填时间、冷却时间及成型周期。
4.浇口的位置应保证熔体顺利流入型腔，既对着型腔中宽敞、厚壁部位。
5.在成批生产塑件时，在保证产品质量的前提下，要缩短冷却实践及成型周期。
6.设计浇注系统时，流道应尽量少弯折，表面粗糙度为0.8~1.6aRmmmm。
7.单型腔塑件投影面积较大时，在设计浇注系统时，应避免在模具的单面开设浇口，不然会造成注射时模具受力不均。
8.一模多腔时，应防止将大小悬殊的塑件放在同一副模具内。
9.在设计浇口时，避免塑料熔体直接冲击小直径型号芯及嵌件，以免产生弯曲、折断或移位。
10.能顺利地引导塑料熔体填充各个部位，并在填充物过程中不致产生塑料熔体涡流、紊流现象，使型腔内的气体顺利排出模外。
图4-2所示：
可以看得出主流道，分流道，冷料井及其结构设计。

图4-2 浇注系统平衡式布
4.1主流道的设计
1.主流道是指紧接着注塑机喷嘴到分流道为止的那一段流道