湖 南 科 技 大 学
毕 业 设 计（ 论 文 ）
题作学专学
目
鼠标上盖外壳模具设计及主要零件数控加工程序编制
者
院 机电工程学院
业 机械设计制造及其自动化 号
指导教师
二〇一一年 六月 十日
湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文)任务书
机电工程 学院 机械设计制造及其自动化 系（教研室） 系（教研室）主任: （签名） 年 月 日 学生姓名: 学号： 专业: 机械设计制造及其自动化
1 设计（论文）题目及专题：鼠标上盖外壳模具设计及主要零件数控加工程序编制 2 学生设计（论文）时间：自 2011 年 2 月 21 日开始至 2011 年 6 月 10 日止
3 设计（论文）所用资源和参考资料：
错误!塑料模具设计（申树义主编，化学工业出版社）；错误!塑料注射成型模具设计(陈世煌，国防工业出版社);错误!塑料模具设计（郭新玲，清华大学出版社）;错误!塑料模具典型结构设计实例（杨
5模具数控加工技术(盛定高主编,电子工业出版社）占尧，白柳 主编，化学工业出版社）;○。
4 设计（论文）应完成的主要内容：
错误!模具的装配图和零件图;
错误!模具关键零部件数控加工工艺分析； 错误!数控加工模具主要零件编程； ○，4设计说明书.
5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
错误!模具装配图、零件图（2。5张零号图）； 错误!数控加工工艺卡； ○，3数控加工程序；
错误!设计说明书（正文40页以上）.
6 发题时间： 2011 年 2 月 21 日
指导教师： (签名)
学 生: （签名）
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湖 南 科 技 大 学 毕业设计（论文）指导人评语
[主要对学生毕业设计（论文）的工作态度,研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性,科学性，文本（图纸）规范程度,存在的不足等进行综合评价]
指导人: (签名)
年 月 日
指导人评定成绩：
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湖 南 科 技 大 学 毕业设计(论文）评阅人评语
[主要对学生毕业设计(论文)的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价]
评阅人： （签名）
年 月 日
评阅人评定成绩：
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湖 南 科 技 大 学 毕业设计(论文)答辩记录
日期:
学生： 学号: 班级： 题目: 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：
1 设计（论文）说明书 共 2 设计（论文)图 纸 共 3 指导人、评阅人评语 共
毕业设计（论文）答辩委员会评语：
[主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价]
页 页 页
答辩委员会主任： (签名)
委员： （签名）
（签名) （签名） （签名）
答辩成绩:
总评成绩：
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摘 要
注射成型在整个制造业的生产中占有十分重要的地位。据估计，注射成型的制品约占所有模具塑料制品总量的三分之一，注射模约占塑料成型数量的二分之一以上。注塑模具在模具工业中的重要性显而易见。现在，注塑模具设计和制造中的传统方法早已满足不了现代生产发展的需要。为了赢得竞争、占有市场、可持续发展，模具生产必须变革传统的生产方法，引进新技术、新思维。本设计介绍了鼠标外壳结构特点，详细阐述了鼠标外壳的注射模流程,重点分析了鼠标外壳凸模、凹模、斜滑块结构及它们的技术难点。
Abstract
Injection forming and stamping forming plays an important role in the manufacturing business .By estimate ,product of injection forming accounts for about one third of the total output of plastics prouduced by moulding ，and injection mould accounts for more than a half of placstic formed mould.and blanking die accout for about 50％ of the gross prouduct of the die industry ，therefore,the importance of the injection mouling and blanking die is obvious to see.Now，the traditional way of die designing and manufaction can hardly meet the need of the modern production。In order to win the competiton， occupy market and for the sake of persistent development，the industries have to change traditional manufacturing means。Introducing new tehniques and information tegnology into this field correspond with the current。 The structure characteristics of the exterior—shell of mouse shell were introduced.And the processes of the injection mould of Figure-analyzed apparatus were stated in detailed.Punch and matrix of Figure-analyzed apparatus and their technical difficulty were analyzed.
目 录
第一章
前言……………………………………………………。1
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第二章 第三章 第四章
绪论 ……………………………………………….4 设计任务书 ……………………………………….7 塑件分析 ………………………………………….7
第一节 塑件的结构工艺性分析 ………………………….7 第二节 计算塑件体积和容量及相关参数………………。10 第五章 第六章 第七章
塑料材料的成型特性与工艺参数……………….10 成型设备的选择…………………………………。12 浇注系统的设计…………………………………。16
第一节 塑料制件在模具中的位置……………………….16 第二节 浇注系统的设计…………………………………。17 第三节 排溢系统的设计…………………………………。23 第八章
成型零部件的设计与计算……………………….23
第一节 成型零件的结构设计……………………………。24 第二节 成型零件工作尺寸的计算………………………。24 第三节 模架的选取………………………………………。34 第九章
脱模机构的设计…………………………………。34
第一节 脱模力的计算…………………………………….34 第二节 推出机构的设计………………………………….36 第十章
侧抽芯机构的设计 …………………………。38
第一节 分型抽芯机构类型的确定 ………………….38 第二节 侧滑块的设计 ………………………….39 第三节 楔紧块的设计 ……………………………….40
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第四节 滑块定位装置设计 …………………………。41 第十一章 合模导向机构的设计 ………………………。41 第十二章 温度调节系统的设计与计算 ………………。42 第十三章 结论 …………………………………….43
参考文献………………………………………………………………………………… 16 致谢……………………………………………………………………………………… 17
第一章 前 言
毕业设计是大学里的最后一个教学环节，是我们在大学里对四年所学的知识综合
地运用在一起，是对我们所学的理论知识和技能进行一次综合性训练.我本次毕业设计的课题是鼠标上盖外壳模具设计及主要零件数控加工程序编制。模具是工业生产中使用极为广泛的重要工艺装备.采用模具生产制品及零件,具有生产效率高，节约原材料，成本低廉,保证质量等一系列优点，是现代工业生产的重要手段和主要发展方向。
在此次设计中，主要用到所学的注射模设计,以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制、全面审核投产制造等。其中模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计，侧面分型及抽芯机构的设计，推出
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机构的设计，拉料杆的形式选择，排气方式设计等。通过本次毕业设计，使我更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在实际工作中遇到的实际问题,这为我们以后从事模具职业打下了良好的基础.
本次毕业设计也得到了广大老师和同学的帮助，特别是周知进老师的悉心指导，在此表示感谢！由于实践经验的缺乏,且水平有限，时间仓促。设计过程中难免有错误和欠妥之处，恳请各位老师和同学批评指正.
编 者：罗叙辉
2011-5-10
第二章 绪论
第一节 我国模具企业技术现状及发展趋势
一、现状
改革开放以来，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
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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。 二、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。
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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.
第二节 本次毕业设计应达到的目的
对于一个做模具的学生来说，通过本次毕业设计应达到如下目的： 1）熟悉注射模的一般流程； 2）对一般塑件能设计出其模具；
3）掌握注射模具的模具的结构特点及设计计算方法; 4）利用计算机编制相应的工程计算、分析和优化的程序; 5)具有初步分析、解决成型现场技术问题的能力;
第三章 设计任务书
1 设计（论文）应完成的主要内容： ○，1模具的装配图和零件图；
错误!模具关键零部件数控加工工艺分析； 3数控加工模具主要零件编程； ○
错误!设计说明书。
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2 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
错误!模具装配图、零件图（2。5张零号图）; 错误!数控加工工艺卡； ○，3数控加工程序;
错误!设计说明书（正文40页以上）.
第四章 塑件分析
一、鼠标
1、鼠标的简介
鼠标 全称：显示系统纵横位置指示器，因形似老鼠而得名“鼠标\"(港台作滑鼠)。“鼠标”的标准称呼应该是“鼠标器”，英文名“Mouse”, 法文“Souris”。鼠标的使用是为了使计算机的操作更加简便，来代替键盘那繁琐的指令.
2、鼠标的接口类型
鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标、USB鼠标（多为光电鼠标）四种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连,有9针接口和25针接口两种;PS/2鼠标通过一个六针微型DIN接口与计算机相连，它与键盘的接口非常相似，使用时注意区分；总线鼠标的接口在总线接口卡上；USB鼠标通过一个USB接口，直接插在计算机的USB口上。
3、鼠标的工作原理
鼠标按其工作原理的不同可以分为机械鼠标和光电鼠标.机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成.当你拖动鼠标时,带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动，装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动.光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动。光电鼠标用光电传感器代替了滚球.这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。
（1）、移动滑鼠带动滚球.
（2）、X方向和Y方转杆传递滑鼠移动。 （3)、光学刻度盘。
（4）、电晶体发射红外线可穿过刻度盘的小孔。 （5）、光学感测器接收红外线并转换为平面移动速度。
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4、种类介绍
鼠标按其工作原理及其内部结构的不同可以分为机械式，光机式和光电式。 机械鼠标
机械鼠标主要由滚球、辊柱和光栅信号传感器组成.当你拖动鼠标时，带动滚球转动，滚球又带动辊柱转动,装在辊柱端部的光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化，再通过电脑程序的处理和转换来控制屏幕上光标箭头的移动. 光机式鼠标
顾名思义,光机式鼠标器是一种光电和机械相结合的鼠标。它在机械鼠标的基础上，将磨损最厉害的接触式电刷和译码轮改为非接触式的LED对射光路元件.当小球滚动时，X、Y方向的滚轴带动码盘旋转。安装在码盘两侧有两组发光二极管和光敏三极管，LED发出的光束有时照射到光敏三极管上，有时则被阻断，从而产生两级组相位相差90°的脉冲序列.脉冲的个数代表鼠标的位移量,而相位表示鼠标运动的方向。由于采用了非接触部件，降低了磨损率,从而大大提高了鼠标的寿命并使鼠标的精度有所增加。光机鼠标的外形与机械鼠标没有区别，不打开鼠标的外壳很难分辨。 光电鼠标
光电鼠标器是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的光标箭头的移动.光电鼠标用光电传感器代替了滚球.这类传感器需要特制的、带有条纹或点状图案的垫板配合使用。 二、塑件结构分析
1、塑件（鼠标外壳)模型图
通过运用Pro/e5.0将绘画出3D立体图,截图后如下所示（具体的相关尺寸数据在零件图CAD图纸上显示）：
2、结构分析
该鼠标采用的是两键一滚轮设计，从鼠标外壳的前端椭圆凸台中的椭圆形状通孔便是滚轮的放置处，其左右两边是鼠标的左右键曲面,曲面中各自由不同形状多边形的
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通孔是用于安装左右键的触发机构，中间部分有个凹台及其四个不同高度的圆环凸台和两个方形通孔是用于定位触发机构作用的，鼠标的外形曲面是根据人性化设计的，符合大众的手型曲面，方便客户长时间使用鼠标是耶不会觉得疲倦,手感好、舒适。 3、模具结构初步分析
从整体3D鼠标外壳模型来看，有鼠标下底座向鼠标上表面的外轮廓是逐渐向中间缩小，所有的凸台和通孔的延伸方向都是以鼠标下底座平面的法方向相同的，因此该鼠标的模具结构就不需要有侧抽芯机构,开模方向是与鼠标外壳的下底座平面的法方向一致的.
为了使模具加工方便,从设计原理和设计合理化概念来讲,塑件的通孔所需要的型芯应尽量设计在凸模上，而凸台所需要的型芯应设计在凹模上，因此将分型面选择在鼠标外壳的外表面上。
塑件上还有一个内螺纹盲孔，盲孔直径为2mm，又因为是中批量生产,所以要求较高的生产效率，则在脱模时应采用机动脱模，具体的内螺纹脱模设计在后续的资料里显示.在脱模时有关于推杆的设计,首先是鼠标内腔有两个长圆柱杆和两个带有盲孔的长圆柱杆,为了使这部分机构在脱模时能顺利地完成，则就需要在这四个长圆柱杆上设计推杆，其次为了使整体的鼠标外壳能顺利的从模架里脱模出来，还需要另外设计几个推杆,使得脱模力分布均匀合理有效。相关的具体设计在后续的材料中也会给出.
第五章 塑料材料的成型特性与工艺参数
通过查看我的鼠标样品塑件的材质、性能、特性,以及查看相关的材料书籍，我选定塑件的材料为聚碳酸酯。
1）基本特性
聚碳酸酯的缩写代号是PC，英文名称是Polycarbonate，它是热塑性塑料，它的各种主要技术指标如下表所示：
屈服强度/Mpa 抗拉伸强度/Mpa 伸长率（％） 泊松比 拉伸弹性模量/GPa 弯曲强度/Mpa 弯曲弹性模量/GPa 表面电阻率/Ω
72 60 75 0。38 2.3 113 1.54 3.02x10^15
密度（g/cm^3) 玻璃化温度/°C 热变形温度/°C 线膨胀系数(10^—5/°
C） 计算收缩率（％） 比热容/[J/（kg。K)] 热导率/［W/（m。K)] 燃烧性(cm/min）
7 1220 0.193 自熄 1。2 149 132～141
6 0.5～0。
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体积电阻率/Ω
3。06x10^15
2）物理特性
聚碳酸酯无色透明，耐热,抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高,加工性能好，不需要添加剂就具有UL94 V—0级阻燃性能.但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低,并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。随着聚碳酸酯生产规模的日益扩大，聚碳酸酯同聚甲基丙烯酸甲酯之间的价格差异在日益缩小。不耐强酸，不耐强碱,改性可以耐酸耐碱。聚碳酸酯的耐磨性差。一些用于易磨损用途的聚碳酸酯器件需要对表面进行特殊处理。
3）市场生产
聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展,目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。 （1)用于建材行业。聚碳酸酯板材具有良好的透光性，抗冲击性,耐紫外线辐射及其制品的尺寸稳定性和良好的成型加工性能，使其比建筑业传统使用的无机玻璃具有明显的技术性能优势。(2)用于汽车制造工业。聚碳酸酯具有良好的抗冲击、抗热畸变性能，而且耐候性好、硬度高，因此适用于生产轿车和轻型卡车的各种零部件，其主要集中在照明系统、仪表板、加热板、除霜器及聚碳酸酯合金制的保险杠等。根据发达国家数据，聚碳酸醋在电子电气、汽车制造业中使用比例在40％～50％。（3)用于生产医疗器械.由于聚碳酸酯制品可经受蒸汽、清洗剂、加热和大剂量辐射消毒，且不发生变黄和物理性能下降，因而被广泛应用于人工肾血液透析设备和其他需要在透明、直观条件下操作并需反复消毒的医疗设备中。如生产高压注射器、外科手术面罩、一次性牙科用具、血液分离器等。 （4）用于航空、航天领域。近年来，随着航空、航天技术的迅速发展,对飞机和航天器中各部件的要求不断提高,使得PC在该领域的应用也日趋增加.据统计,仅一架波音型飞机上所用聚碳酸酯部件就达2500个，单机耗用聚碳酸酯约2吨。而在宇宙飞船上则采用了数百个不同构型并由玻璃纤维增强的聚碳酸酯部件及宇航员的防护用品等。 (5）用于包装领域。近年来，在包装领域出现的新增长点是可重复消毒和使用的各种型号的储水瓶。由于聚碳酸酯制品具有质量轻，抗冲击和透明性好,用热水和腐蚀性溶液洗涤处理时不变形且保持透明的优点，目前一些领域PC瓶已完全取代玻璃瓶。(6） 用于电子电器领域。由于聚碳酸酯在较宽的温、湿度范围内具有良好而恒定的电绝缘性,是优良的绝缘材料。同时，其良好的难燃性和尺寸稳定性，使其在电子电器行业形成了广阔的应用领域.聚碳酸酯树脂主要用于生产各种食品加工机械，电动工具外壳、机体、支架、冰箱冷冻室抽屉和真空吸尘器零件等。而且对于零件精度要求较高的计算机、视频录像机和彩色电视机中的重要零部件方面，聚碳酸酯材料也显示出了极高的使用价值。 （7)用于光学透镜领域。聚碳酸酯以其独特的高透光率、高折射率、高抗冲性、尺寸稳定性及易加工成型等特点，在该领域占有极其重要的位置。采用光学级聚碳酸配制作的光学透镜不仅可用于照相机、显微镜、望远镜及光学测试仪器等，还可用于电影投影机透镜、复印机透镜、红外自动调焦投影仪透镜、激光束打印机透镜，以及各种棱镜、多面反射镜等诸多办公设备和家电领域，其应用市场极为广阔。聚碳酸酯在光学透镜方面的另一重要应用领域便是作为儿童眼镜、太阳镜和安全镜和成人眼镜的镜片材料。近年来，世界眼镜业聚碳酸酯消费量年均增长率一直保持在20%以上，显示出极大的市场活力。(8） 用于光盘的基础材料。近年来，随着信息产业的倔起，由光学级聚碳酸酯制成的光盘作为新一代音像信息存储介质，正在以极快的速度迅
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猛发展.聚碳酸酯以其优良的性能特点因而成为世界光盘制造业的主要原料。
4）成型工艺特性
① 原料要求严格保管,防止受潮,在高温下聚碳酸酯对微量水份非常敏感，干燥温度一般
110~120℃时间为24小时连续。 ② ②聚碳酸酯没有明显熔点，注射成型温度范围从240℃～310℃均能成型。超过320℃则
开始分解，成型加工时,调节温度比调节压力更为有效。一般为了让塑料渐渐地熔融，在料管后段/进料区设定较低的温度,而在料管前段设定较高的温度。但若螺杆设计不当，或L/D值过小,逆向式的设温就比较好。
③ 模温过低,制作容易产生应力集中，造成开裂，模温要求70℃～110℃。高模温可提供较
佳的表面外观,残留应力也较小，且对较薄或较长的成型品也较易填满。但低模温则能缩短成型周期。
④ 注射压力：为了尽快填满模具型腔，注塑压力愈大愈好，一般约为850～1400kg/cm2,
而最高可达2400kg/cm2.而背压则愈低愈好,但要求进料均匀，建议使用了3~14 kg/cm2。
⑤ 注射速度与浇口设计有很大关系,使用直接浇口或边缘浇口时，为防止日晖现象和波流现
象，则应用较慢射速，另外成品厚度在5mm以上;为避免气泡和凹陷，慢射速会有帮助，一般而言，射速原则为薄者快,厚者慢，螺杆转速为40～70RPM,但需视机台与螺杆设计而调整。
⑥ 料筒清扫
在聚碳酸酯的成型温度下,加入清洗料（通用级聚苯乙烯或透苯）连续射出，直至射出的清洗料开始澎涨起泡，再将料筒温度重新设定到200～230℃，续继将清洗料空射，直到清洗料外表看起来很干净透明.
聚碳酸酯注射成型工艺条件
工艺参数 前段 料筒温度/°C 中段 后段 喷嘴温度/°C 模具温度/°C 注射压力/Mpa 螺杆转速/（r/min) 螺杆背压/Mpa 数值 240—280 270-300 240—280 230—250 90—110 80—130 20—40 0—10 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
注射时间/s 冷却时间/s 0—5 20-—50 第六章 设备的选择与校核
为了保证注射质量和充分发挥设备的能力,应根据注射模一次成型的塑料体积和质量来初步确定注射机的类型。根据理论和在实际生产中的经验得出塑件和浇注道之间材料的总和应该在注射机理论注射量的70%～80%之间。
除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。
一、有关塑件的计算
1、通过运用PROE软件对塑件的质量属性进行分析，得到下面的结果：
体积 =22.6764 cm3 曲面面积=283.6576 cm2 密度=1。2g/cm
质量=27.117g 2、通过运用PROE软件对塑件四腔模具的体积进行分析，得到下面的结果： 体积=91。848cm3
二、注塑机型号的确定
根据塑件的体积初步选定用XS-ZY-250卧式注塑机。
选用的注塑机XS—ZY-250的技术规格和特性如下： 额定注射量/cm3 注射压力/MPa 注射时间/s 注射方式 最大成型面积/ cm2 模具最大厚度/mm 250 130 2。0 螺杆式 550、500 350 螺杆直径/mm 注射行程/mm 螺杆转速/（r/min) 合模力/kN 最大开（合）行程/mm 模具最小厚度/mm 50 160 25、31、39、58 1800 500 200 3湖南科技大学本科生毕业设计（论文）
动、定模固定板尺寸/mm 合模方式 喷嘴球头半径/mm 顶杆中心距/mm 598x520 增压式 SR18 280 拉杆空间/mm 定位圈尺寸/mm 顶出方式 机器外形尺寸/mm 448x370 125 两侧顶出 4700x1000x1815 三、注塑机级型腔数量的校核
1、通过proe对塑件和浇注系统分析得到的总体积为91。848cm3，注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。
在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和,即
V = nVz + Vj
或 M = nmz + mj
式中 V（m)——一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量（cm³或g）； n -—型腔数目
Vz(mz）——单个塑件的容量或质量(cm³或g）。
Vj(mj）——浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量（cm³或g）。 故应使
nVz + Vj ≤ 0。8Vg
或 nmz + mj ≤ 0。8mg 式中
Vg(mg)——注射机额定注射量(cm³或g）。 根据容积计算
nVz + Vj = 91.848 ≤0。8Vg =0.8＊250=200 可见注射机的注射量符合要求
2、型腔数量的确定和校核
型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。
可根据注射机的最大注射量确定型腔数n
nKmNm2 m1式中 K--注射机的最大注射量的得用系数，一般取0.8； mN——注射机允许的最大注射量；
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m 2——浇注系统所需塑料的质量或体积（g或cm³）； m 1—-单个塑件的质量或体积（g或cm³)。 所以需要
n n=4 符合要求
0.82505.683222.78
3、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核
注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系:
nA1 + A2 ﹤ A
式中 A——注射机允许使用的最大成型面积（mm2）
其他符号意义同前.
注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即:
（nA1 + A2）p ﹤ F
式中符号意义同前。 所以需要
4×64+0.9×8=283。2 cm2﹤500 cm2
查得PC的平均成型压力为30（cm2/MPa）
283.2×130=36816N=36。816kN﹤F=1800kN
符合要求
4、最大注射压力校核
注射机的额定注射压力即为它的最高压力pmax，应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即：
pmax﹥Kp0
很明显，上式成立，符合要求。
5、模具与注射机安装部份的校核
喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。
模具厚度 模具厚度H（又称闭合高度)必须满足：
Hmin﹤H﹤Hmax
式中 Hmin—-注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax—-注射机允许的最大模厚。
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注射机允许厚度
200﹤H﹤350
符合要求。
6、开模行程校核
开模行程s（合模行程)指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模:
Smax ≥ s = H1 + H2 + 5~10mm
式中 H1——摧出距离（脱模距离）(mm）；
H2—-包括浇注系统凝料在内的塑件高度（mm）.
开模距离取 H1 = 46mm
包括浇注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 80mm 余量取 8 则有：
Smax =500mm≥ s = 46+80+8 =154mm
符合要求。
第七章 浇注系统的设计
第一节 塑料制件在模具中的位置
1。1型腔数量及排列方式
根据4.3的分析,本模具采用双型腔结构,即型腔数目n4。于单型腔相比,多型腔模具具有一下优点：
1. 塑料塑件的形状和尺寸始终一致; 2. 工艺参数易于控制； 3. 模具结构简单紧凑； 4. 成本低，制造周期短等； 5. 一模成型两件。 1。2分型面的设计
将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分,这些可以分离部分的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为模具的分型面。
根据塑件的形状和尺寸，由于有内表面加强筋内凹,所以采用单分型面。且采用平直
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分型面,分型面的形状如图（2)所示：
图（2）分型面形式
本模具采用平直分型面有一下优点和符合设计基本原则： 1. 分型面在塑件外形最大轮廓处； 2. 便于塑件顺利脱模； 3. 保证塑件的精度要求； 4. 满足塑件的外观要求; 5. 便于模具加工制造；
6. 减少塑件在合模分型面上的投影面积,可靠锁模避免涨模溢料现象; 7. 有利于排气；
8. 保证抽心机构顺利抽心。
第二节 浇注系统的设计
浇注系统设计是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响很大，而且还于塑件所用的塑料的利用率、成型生产效率等相关，因此这是一个重要环节。浇注系统设计主要包括主流道，分流道,浇口和冷料穴四部分。它的主要作用是将来自注射机喷嘴的塑料熔体均匀而平稳地输送到型腔，同时使型腔内的气体能及时顺利排出，将注射压力有效地传递到型腔的各个部位,以获得形状完整、内外在质量优良的塑料制件. 2.1主流道的设计
主流道(俗称浇口套）是塑料熔体的流动通道，在卧式注射机上主流道垂直于分型面,为使凝料能顺利拔出，设计成圆锥形，锥角取5°,选用材料为T10A,热处理要求淬火53~57HRC。其主要尺寸可由以下计算获得：
具体尺寸标注如图（3)所示：
图（3）主流道的尺寸图
考虑到塑件比较大，因此主流道衬套采用以下的形式:将主流道衬套和定位拳设计成两个零件，然后配合固定在模板上，如图（4）所示：
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图（4）主流道衬套的固定方式
1—定模底板 2—主流道衬套
2.2分流道的设计
分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道，它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前通过截面积的变化及流向变换来获得平稳流态的过滤段。因此要求所设计的分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔,并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小,能将塑料熔体均衡分配到各个型腔。
分流道的形状及尺寸 常用的分流道截面形状一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形、及矩形。一般而言，分流道截面形状及尺寸是根据塑料的结构、所用材料的工艺特性、成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定，由理论分析可知，圆形截面的流道总是比任何其他形状截面的流道更可取,因为在相同截面积的情况下，其表面积最小。但圆形截面分流道因其要以分型面为界分成两半进行加工才有利于凝料脱出,且加工工艺性不佳，模具闭合后难以保证两半圆对准，由于本塑件的材料ABS的流动性一般,而塑件的形状较大，为了减少压力损失,再综合其他的一些因素，选择半圆形截面的分流道,其形状如图(5）所示： 图（5)分流道的形式
其尺寸根据《塑料成型工艺与模具设计》表5-3中选取r=5mm。
分流道的长度 为了在注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。分流道尽可能短，本模具选取为5mm。
分流道的表面粗糙度 由于分流道中与模具接触的外层塑料的迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，所以分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很高,一般选取1.6m，因为这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中
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心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。
2.3 浇口的设计
浇口是连接分流道与型腔的通道,它是浇注系统最键的部分，它的形状、尺寸、位置对塑件的质量有着很大的影响.它的作用主要有以下两个：一是作为塑料熔体的通道,二是浇口的适时凝固可控制保压时间。
常用的浇口形式有直接浇口、侧浇口、点浇口、轮辐浇口、潜伏浇口等.由于不同的浇口形式对塑料熔体的充型特性、成型质量及素件的性能会产生不同的影响。而各种塑料因其性能的差异对于不同的浇口形式也会有不同的适应性，因此根据《塑料成型工艺与模具设计》书中表5—5查得，材料ABS适应于任何浇口。但由于塑件壁厚较薄、表面积大，注射量也大而且外表面的光泽度要求很高，而且考虑到浇口的位置不是位于塑件的中心，这就决定了它位置的复杂程度。综合这些因素考虑可以用直接浇口、侧浇口、扇形浇口、平缝浇口等.
直接浇口是把熔体直接由主流道进入型腔，因而有流动阻力小，料流速度快，填充时间短及补缩时间长等特点。但注射压力直接作用在塑件上，容易在进料处产生较大的残余应力而导致塑件翘曲变形，浇口痕迹明显。
侧浇口又称为边缘浇口,一般开设在分型面上，并且这类浇口可以根据调整其截面的厚度和宽度来调整充模是的剪切速率及浇口封闭时间，还有这类浇口加工容易，修整方便,可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置.其缺点是浇口有痕迹存在.
扇形浇口是面向型腔沿进料方向截面宽度逐渐变大,截面厚度逐渐变小,而且在与型腔的结合处形成一长约1～3mm的台阶,塑料熔体在宽度方向上的流动得到更均匀的分配，但是设置该浇口时很难控制浇口的截面积,因为没有设计分流道，浇口是与主流道直接相连，因此熔体的流量对接难以连续。另外,由于浇口的中心部分与浇口边缘部分的通道长度不同，因而熔体在其中的压力降与填充速度也不一致。
平缝浇口的截面很大,厚度很小，与特别开设的平行流道相连.塑料熔体经平行流道扩散而得到均匀分配，从而以较低的线速度经浇口平稳流入型腔。但是成型后浇口去除加工量较大，提高了产品成本。
其他浇口形式，由于本塑件的浇口位置比较特殊，因此都不是最佳的选择。 根据对以上几种浇口的分析和综合对比,我认为潜伏浇口对本塑件最为合适.潜伏浇
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口的尺寸根据《塑料成型工艺与模具设计》书中推荐值从而选b4.5mm，t2mm。尺寸如图(6)
图（6) 浇口的形式及尺寸标注
浇口位置的选择 在模具设计时,浇口位置及尺寸要求比较严格，它一般根据下述几项原则来参考:
（1） 尽量缩短流动距离 （2） 浇口应开设在塑件壁最厚处 （3） 必须尽量减少或避免熔接痕 （4） 应有利于型腔中气体的排除 （5） 考虑分子定向的影响 （6） 避免产生喷射和蠕动
（7） 不在承受弯曲或冲击载荷的部位设置浇口 （8） 浇口位置的选择应注意塑件外观质量
由于这些原则在应用时常常会产生某些不同程度的相互矛盾，所要往往有主次之分.而本产品的外观质量是主要的因素，因此将放到首要考虑的位置.综合以上原则因此将浇口设置在稍微偏向一侧的圆形孔处，具体位置和尺寸见图03号装配图. 2。4 冷料穴的设计
一般来说,从喷嘴端部到注射机料筒以内约10~25的深度有个温度逐渐升高的区域,只有到了最深时才会到达正常的塑料熔体温度。而位于这一区域的塑料的流动性能及成型性能都不佳，这样如果这里的熔体进入型腔，将会产生次品.因此我们在主流道对面的动模板上开设冷料穴,其标称直径与主流道大端直径相同，深度为为直径的1.2倍。冷料穴有几种形式（《见塑料成型工艺与模具设计》图5—22)，我们通常选用Z字形拉料杆形式的冷料穴,它开模后通常用手工取出冷料。冷料穴除了容纳冷料的作用外，同时还具有在开模时将主流道中的冷凝料钩住，使其保留在动模的一侧，便于脱模的功能.
第三节 排溢系统的设计
当塑料溶体填充型腔时，必须顺序排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热或凝固产生的低分子挥发气体。如果型腔内因各种原因没有将产生的气体排除干净，一方面将会在塑件上形成气泡、接缝、表面轮廓不清及填充缺料的成型缺陷,另一方面气体受压,
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体积缩小而产生高温会导致素件局部碳化或烧焦,同时积存的气体还会产生反向压力而降低充模速度。因此必须考虑排气问题，注射模成型时排气通常用如下四种方式进行： （1） 利用配合间隙排气 （2） 在分型面上开设排气槽排气 （3） 利用排气塞排气 （4） 强制性排气
考虑到本塑件的顶杆数目比较多，因此可以利用此配合间隙排气,不专门设计排溢系统，如在调试中认为必须开设排溢系统，到时也可以开设。
第八章 成型零部件的设计与计算
模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件即成型零件设计，包括凹模、型芯、镶块、凸模和成型杆等.设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，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，对关键零件进行强度和刚度校核。
第一节 成型零件的结构设计
1。1 凹模的结构设计
凹模是成型零件外表面的主要零件，按其结构，分为整体式和组合式，整体式由整块材料加工而成,它的特点是牢固，使用中不易发生变形，不会使塑件产生拼接线痕迹。但加工困难，热处理不方便.组合式一般由几个零件组合而成，可以简化复杂凹模的加工工艺,减少了热处理变形,且拼合处有间隙利于排气,便于模具维修，节省了贵重的模具钢。根据本塑件的特点，由于型腔上有一凸凹，为了便于加工，凹模的结构采用局部镶嵌式凹模.为了保证型腔尺寸精度和装配的牢固，减少塑件上的镶拼痕迹,所以镶块的尺寸、形状位置公差要求较高,组合结构要牢靠，因此镶件与凹模之间采用过盈配合。 1.2 凸模和小型芯的结构设计
主型芯的设计 主型芯按其结构可分为整体式和组合式两种。但由于塑件的型芯比较复杂，为了便于加工，因此采用镶拼组合式结构，将主型芯制成局部镶嵌式，在镶入小的型芯。
第二节 成型零件工作尺寸的计算
成型零件工作尺寸是成型零件上直接用来构成塑件的尺寸,主要有型腔和型芯的径向
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尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之间的位置尺寸等.在模具设计中，应根据塑件的尺寸及精度等级确定模具成型零件的工作尺寸及精度等级。影响塑件精度的因素相当复杂，这些影响因素应作为确定成型零件工作尺寸的依据。影响尺寸精度的主要因素如下：
1. 塑件收缩率的影响 塑件成型后的收缩率与塑料的品种,塑件的形状、尺寸、壁厚和模具结构，成型的工艺条件等因素有关。收缩率的偏差和波动，都会引起塑件尺寸误差,其尺寸变化值为：
按照一般的要求，塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的13。 根据以上公式计算得：
按照一般的要求,塑料收缩率波动所引起的误差应小于塑件公差的1。有《模具设计
3与制造简明手册》中表2-17可知塑件的8级公差值为5。2。所以5。2/3=1。73mm〉1.17.所以满足要求。
2.模具成型零件的制造误差
模具成型零件的制造误差也是影响塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。实践表明，成型零件的制造公差越占塑件总公差的1/3～1/4，因此在确定成型零件工作尺寸公差值是可取塑件公差的1/3～1/4，设制造公差为z，所以
z0.030.01
3。 模具成型零件的磨损 模具在使用过程中，由于塑料熔体流动的冲刷、脱模时与塑件的摩擦、成型过程中可能产生的腐蚀性气体的锈蚀、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨抛光等,均造成了成型零件尺寸的变化，为简化计算起见，凡有脱模方向垂直的成型零件表面,可以不考虑磨损；与脱模方向平行的成型零件表面，应考虑磨损。在计算成型零件工作尺寸时，磨损量应根据塑件的产量、塑料品种、模具材料等因素来确定，设最大磨损量为c，由于本塑件是大型塑件,所以取： c21.30.2mm 13134。 模具安装配合的误差 模具成型零件装配误差已经在成型过程中成型零件配合间隙的变化，都会引起塑件尺寸的变化。
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综上所述，塑件在成型过程产生的最大尺寸误差应该是上述各种误差的总和。即： 由此可见，影响因素多，累积误差较大,所以我们在设计时应使累积误差不超过塑件规定的公差值，即：
式中 ——为塑件公差.
由于考虑到影响因素多，所以我们一般按照平均收缩率、平均磨损量和模具平均制造公差为基准的计算方法.即：
_
式中 S—-塑料的平均收缩率（其他的同上)。 由材料的性质可知：ABS的收缩率为0。4～0。7。故
在以下的计算中塑料的收缩率即为平均收缩率，并规定：塑件外形最大尺寸为基本尺寸，偏差为负值,与之相对应的模具型腔最小尺寸为基本尺寸，偏差为正值。塑件内形最小值为基本偏差为正值，与之相对应的模具型芯最大尺寸为基本尺寸,偏差为负值;中心距偏差为双向对称分布。 2。1型腔和型芯工作尺寸的计算 （1） 型腔径向尺寸
型芯径向尺寸
2.3中心距尺寸
制件上凸台之间，凹槽之间或凸台到凹槽的中心线之间的距离称为中心距.由于模具上中心距和塑件中心距公差都是双向等值公差，同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化，所以计算中心尺寸不必考虑磨损量。因此，塑件中心距的基本尺寸Cs和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均为平均尺寸。于是：
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按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量计算型腔型芯的尺寸有一定误差，为保证塑件实际尺寸在规定的公差范围内，需要对成型尺寸进行校核。一般根据塑件成型公差小于塑件尺寸公差来校核。 对于型腔或型芯的径向尺寸：
(SmaxSmin)Lszc 所以0。004+0.2+0.433=0.637〈1。3
故满足要求。同理型腔深度或型芯高度、塑件的中心距尺寸也满足要求。 2。4 模具型腔侧壁和底板厚度的计算
在注射过程中，模具型腔将受到熔体的高压作用，所以应具有足够的强度和刚度，如型腔侧壁和底板厚度过小，可能因强度不够而产生塑性变形甚至开裂.因刚度不足而产生扰曲变形，导致溢料和出现飞边。降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模,所以应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。
模具型腔壁厚的计算，以最大压力为准，而最大压力是在注射时，熔体充满型腔的瞬间产生的，随着塑料的冷却和浇口的冻结，型腔内的压力逐渐降低，在开模时接近常压。理论分析和生产实践表明，大尺寸的模具型腔，刚度不足是主要主要矛盾，型腔壁厚应以满足刚度条件为准；由于本塑件属于大型塑件，故因以型腔的壁厚的刚度为准. 由于模具的特殊性,刚度计算条件一般从下面三个方面来考虑： （1） 模具成型过程中不发生溢料 （2） 保证塑件尺寸精度 （3） 保证塑件顺利脱模
在一般情况下,因塑料的收缩率较大，型腔的弹性变形量不会超过塑料冷却时的收缩值。因此型腔的刚度要求主要由不溢料和塑件精度来决定。当塑件某一尺寸同时有几项要求时，以最苛刻的条件作为刚度设计的依据。
由于型腔的形状、结构形式是多种多样的。同时在成型过程中模具受力状态也很复杂,一些参数难以确定,因此对型腔壁厚做精确的力学计算几乎是不可能的。只能从实用观点出发，对具体情况具体分析，建立接近实际的力学模型，所以对于本塑件可以简化为整体式矩形型腔进行近似计算。
（1） 型腔侧壁厚度计算
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整体式矩形型腔的任一侧壁均可以看作是其余三边固定，一边自由的矩形板,在塑料熔体压力作用下,矩形板的最大变形发生在自由边的中点,变形量为：
由于以上是近似计算，所以取型腔侧壁为20mm。
（2） 底板厚度的计算
整体式矩形型腔的底板,如果后部没有支承板，直接支承在模脚上，中间是悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板，由于溶体的压力，板中心将产生最大的变形量，按刚度条件,型腔底板厚度为:
第三节 模架的选取
模架的选取应综合考虑型腔的大小与布置、凸凹模结构形式、推出机构、合模导向机构等方面。尽量选取标准模架。在本次设计中，模具采用了一模一腔，采用潜伏浇口，利用斜导柱内抽芯。另外,采用推杆推出。综合以上分析，查相关手册GB／T12556，选用模架型号为：A1－560630－62－Z1，其中A板为60㎜,B板为40㎜，C板为200㎜。B×L为250×300
第九章 脱模机构的设计
塑料件成型后,是制件及浇注系统凝料从凸模或凹模上脱出的机构称为脱模机构，或称推出机构。它由一系列推出元件等组成，可具有不同的脱模动作。大部分脱模机构的动作是通过装在注射机合模机构上的顶杆或液压缸来完成的。脱模机构的设计直接影响制作的质量，是塑料模设计的重要环节之一.
塑件在从模具上取下以前，还有一个从模具的成型零件上脱出的过程，使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分,脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。
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在设计此机构时，应遵守以下几个原则：
① 保证制件不因顶出而变形损坏级影响外观 ② 脱模机构应尽量设置在动模一侧 ③ 机构简单运作可靠 ④ 合模时的正确复位
第一节 脱模力的计算
注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力,塑件要从模腔中脱出,就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。一般而论，塑料制件刚开始脱模时，所需克服的阻力最大，所以选择此时作为临界条件。脱模力是指将塑件从包紧的型芯上脱出时所需要克服阻力。它主要由包括因塑件收缩引起的塑件与型芯的摩擦阻力和大气压力.其大小与塑件的壁厚和形状有关。
由于本设计的塑料件是类似于矩环形断面塑件，所以应采用矩环形断面塑件的脱模力计算公式，其次由于本设计的塑件是薄壁塑件(因S/d<=0.05)，所以计算公式是：
F2SEQlcos(ftan)0.1A （mN）
(1)k2式中：S——矩环形塑件的平均壁厚(由塑件可知2mm）；
a，b——矩形型芯的断面边长（分别是112mm，75mm）； E—-塑料的弹性模量（可由表查得PC 的拉伸模量为 2。3Mpa）；
Q—-塑料成型平均收缩率（可由表查得ABS成型平均收缩率为0.5 ～ 0。7％）； l—-塑件对型芯的包容长度(m）；
f——塑件与型芯之间的静摩擦系数，（可查得PC与钢材的磨擦系数为0。20 ～ 0.25,
取0.2)；
——模具型芯的脱模斜度（该模具脱模斜度选定为 2°）；
； ——塑料的泊松比（可由表查得PC的泊松比为0.38）
k2-—系数，k2=1+fsincos1;
A—-盲孔塑件型芯在脱模方向上的投影面积，根据运用PROE分析测出投影面积为A=6400
mm2
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F2SEQlcos(ftan)0.1A
(1)k2 2*0.002*2.3*0.6*0.2cos2*(0.2tan2)0.1*0.0064
(10.38)*1 =2。1088 kN
第二节 推出机构的设计
推出机构一般包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元综合推出机构等.考虑到本塑件的形状较大，而且深度的拉开幅度很大，而推管推出机构通常使用于有孔的圆形套类塑件，推件板推出机构易使塑件产生变形且易产生毛刺.因此确定用推杆推出机构。 一、推杆的设计
对于推杆推出机构而言，合理布置推杆的位置是推杆推出机构设计中最重要的工作之一，它一般从以下几个方面去考虑:
① 推杆应设在脱模阻力大的地方 ② 推杆应均匀布置
③ 推杆应设在塑件强度刚度较大处
由于本塑件的围周紧紧包在型芯上面,此处的脱模力相对来说比较大,故在塑件的四周应均匀布置顶杆，而斜面上的方形孔,因此处的脱模力也比较大，故在每个角落处也应布置一顶杆。向型腔凹下去的镶块下面也应设置顶杆，由于本塑件的跨度较大，故在中间也应均匀设置顶杆，从而使受力平衡，使塑件均匀地推出。
推杆在推塑件时,应具有足够的刚性，以承受推出力，为此只要条件允许，应尽可能使用大直径，由于本塑件的内部空间较大，故可以根据根据在不同的部位设置不同直径的推杆。
2.3推杆的形状及固定形式
推杆一般有以下四种形式（见《塑料成型工艺与模具设计》图5-73）：圆形截面推杆、圆形截面阶梯形推杆、整体式非圆形截面推杆、插入式非圆形截面推杆.本次设计采用圆形截面顶杆，机构简单，尾部采用台肩的形式，台肩的直径与推杆的直径约差4~6mm；推杆直径d与模板上的推杆孔采用H8/f8的间隙配合。由于推杆的工作端面在合模注射
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时是模腔底面的一部分,如果推杆的端面低于型腔低面，则在素件上就会留下一个凸台，这样将影响素件的使用,所以，在推杆装入模具后，设置其端面与型腔底面平齐.其固定是采取在固定板上开一沉孔用螺纹来固定。而推杆固定端与推杆固定斑采用单边0.5mm的间隙，因这样不仅可以降低加工要求，而且能在多推杆的情况下，不因各板上的推杆孔加工误差引起的轴线不一致而发生卡死现象。推杆材料选用T10碳素工具钢，热处理硬度HRC50~60，工作端配合部分的表面粗糙度R0.8m。 2。4 推出机构的导向与复位
为了保证推出机构在工作过程中灵活、平稳,每次合模后，推出机构应能回到原来的位置，所以需要设计推出机构的导向与复位装置。推出机构包括导向零件和复位零件。导向零件由推板导柱与推板导套所组成，本次设计采取推板导柱与推板导套相配合的形式，因这样推板导柱除了起到向作用外,还能支承着动模支承板，这样改善了支承板的受力状况，提高了支承板的刚性.复位零件一般有复位杆复位和弹簧复位两种形式，本次设计采用复位杆复位形式，圆形截面，设置四根。位置设在推杆固定板的四周，这样可使推出机构合模时复位平稳,复位杆端面与所在动模分型面上平齐。推出机构推出后，复位杆高出分型面（其高度即为推出距离的大小）。合模时，复位杆先于动模分型面与定模分型面接触，在动模向定模逐渐合拢的过程中,推出机构变被复位杆顶住，从而与动模产生相对移动，直至分型面合拢时，推出机构变回到原来的位置。 2。5嵌件的安放与脱模
在本次设计中，由于塑件凸起上都采用了内螺纹嵌件，且数量较多，因此若嵌件安放不妥，会出现位移、脱模不便等问题。为了使嵌件在模具内安放稳妥,初步设计采用锁紧夹头法.安放机构主要由锁紧夹头和嵌件安放杆组成。锁紧夹头类似于普通弹簧夹头,一端带螺纹与顶杆连接，另一端加工出凹槽使具有弹性，中间一段内径增大.当模具打开安放嵌件时,带弹性一端的弹片伸出模外，将安放有嵌件的嵌件杆插入其中.随着模具闭合，夹头缩入模板表面以内，其外周圆柱面与模板上的孔的内表面接触使弹簧片合拢，嵌件杆就被锁紧在夹头内，成型后顶出时，顶杆推动夹头伸出模外，弹簧片松开，可顺利地将带有塑件的嵌件杆取下。由于本次设计塑件上有很多嵌件,如果用手将嵌件逐一放入模具太费时间，增加了成型周期。因此设计将嵌件在模外事先安放在套板内，然后一次推入模内。 二、带螺纹脱模设计
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因为该塑件的内部有一个内螺纹，内螺纹的公称直径为2,且塑件是中批量生产，考虑
到手动螺纹脱模会影响生产效率，因此采用机动螺纹脱模。由于本设计是一模四腔，切四腔的排放
如图
而螺纹的位置在如下图:
因此采用卧式注塑机螺纹旋出机构。其次因为四个螺纹位置在模架长度方向上的距离过于太大，而宽度方向的距离不大，切许多的推杆几乎都位于四个螺纹的所围成的矩形内部,因此螺纹机构不应设计在四个螺纹所在位置的内部,于是考虑到位置设计的合理性，将设计两个相同的螺纹脱模机构同时作用于模架的两端，分别脱出两个螺纹,使用CAD软件，对四个螺纹的位置进行合理分析,如下图所示：
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该图的三个小同心圆位置便是其中的一个螺纹位置，安装的便是螺纹脱模型芯,旁边的两个相距32.2mm的小圆是塑件内部会造成机构干涉的细长杆,为考虑到不会生产干涉的问题，螺纹脱模型芯上的齿轮的最大直径为32mm，由于相对于绿色的中心线还有一个对称位置的螺纹型芯，因此主动螺纹的中心位置应位于绿色的中心线上，切估算出主动齿轮的最小直径为62mm。
假设在脱模的过程中，塑件不动，动模机构向后以2mm/s的速度想后移动，因为螺纹长度为8mm，则螺纹脱模型芯要从塑件完全旋出需要的时间为4s，而螺纹的螺距为1mm，所以此时螺纹型芯齿轮要旋转8圈，即螺纹型芯齿轮的转速为n1=
8r2r/s。通过上图的分析可知,将取主动齿轮4s的分度圆直径取60mm，而螺纹脱模型芯齿轮的分度圆直径取27mm,即传动比i=d1/d2=27/60=0.45。齿轮模数为1.5mm，通过PROE采用参数化设计设计螺纹脱模型芯齿轮和主动轮，参数化过程的参数表和关系表图下图所示:
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绘画出的螺纹型芯图如下:
主动齿轮如下：
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将脱模机构用PROE组件设计后得到的效果如下图所示:
其中相关的型芯齿轮导套和主动轮导套都是按照标准件设计的。
温度调节系统的设计与计算
第十一章 温度调节系统
(1)无论什么塑料进行注射成型,均有一个比较适宜的模具温度范围，在此模具温度范围内,塑料熔体的流动性好，容易充满型腔，塑件脱模后收缩和翘曲变形小,形状与尺寸稳定,力学性能以及表面质量较高。为了使模温控制在一理想的范围内，现设计一模具温度调节系统。由于本次设计的塑料PC黏度和流动性一般，模温为50～80℃，故无须设计加热系统，只需设计冷却系统以确保合理的模温。常用的冷却方法有水冷却、空气冷却和油冷却，本设计设计采用的是水冷却，经济实惠. （2）冷却的计算
在单位时间内所需排除的总热量可近似由下面公式计算:
由于PC成型周期为50～220S，本次设计的塑料注射量较大,故取T=150
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（3） 冷却系统的设计原则与常见冷却系统的结构
1．
冷却系统的设计原则
冷却水道应尽量多
冷却水道至型腔表面距离应尽量相等 浇口出加强冷却
冷却水道、入口温差应尽量小 冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置
a） b） c） d） e）
此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的溶接部位以免产生溶接痕，降低塑件强度;
（4)冷却系统机构的确定
塑件的形状是变化万千的，因此对于不同的塑件，冷却水道的位置形状也不一样。本塑件结构较大，型腔很深，所以采用如下图的冷却装置（冷水道直径为10mm.）
图(12) 直流式冷却回路
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参考文献
［1] 李集仁，霍建军.模具设计与制造［M］。西安：西安电子科技大学出版社，2010.
[2] 冯爱新。塑料模具工程师手册［M］.北京：机械工业出版社,2009. [3] 孙玲。塑料成型工艺与模具设计［M].北京：清华大学出版社，2008。 [4] 二代龙震工作室.AutoCAD2010机械设计基础教程[M］。北京:清华大学出版社,2010.
[5] 任济生，唐道武，马克新。机械设计及基础课程设计[M］.江苏：中国矿业大学出版社，2008。
[6］ 濮良贵，纪名刚.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2009,第八版。
致谢
本科毕业设计是我们最后对所学习的知识的一个大体总结和运用,通过大概三个月的时间对鼠标外壳的模具设计,我对注射模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到了一种科学的设计
思路和方法，这对我们以后的工作态度和方法将产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上,我有了很多的自己的设计思想。
在设计的过程中,遇到了很多的问题，尤其是在流道的设计、脱模机构的设计以及成型零件的计算等方面，费了很多周折，也走了很多弯路.而在装配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。
当然,本模具的设计也存在了很多的问题,在实际中也许并没有办法正常运作。毕竟是在学校做毕业设计，难免会存在各种各样的问题。
在模具的设计过程中，很多时候都是依靠同学们的帮助和老师的指导,才能顺利地继续往下设计: 首先我要感谢这个学期周老师的认真耐心的指导，他为人和蔼可亲,而且对学生很负责任，学识渊博，给学生很多的帮助，我庆幸能在这样的老师带领下学习知识，并做完毕业设计，我衷心的表
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示感谢；
其次我要感谢大学四年陪伴我指导我的班主任和各科老师，从他们身上学习到了如何做人，如何提高自身的修养，以及对知识的那份热情和追求，因为如此，我才能耐心地再短暂的三个月时间里完成毕业设计,真的非常感谢;
最后要感谢的当然是我们室友和同专业的玩的要好的同学了，室友给了我很大解决实际问题的方法和大量的资料查询及共用，有了更多讨论有争议的问题，相互学习,相互促进，毕业设计虽然枯燥乏味，但是我却在他们的玩笑中度过了,我真心的表示感激.
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