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