1、工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第 43 卷， 第 8 期2015 年 8 月Vol.43， No.8Aug. 201570doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2015.08.016鼠标外壳注塑模具设计*吴晓1，薛春娥2(1. 武汉纺织大学机械工程与自动化学院， 武汉 430074 ； 2. 长江职业学院工学院， 武汉 430074 )摘要：分析了鼠标外壳塑件的工艺特征，设计了该产品的注塑模具。根据产品的尺寸和结构特点，模具采用一模两腔布局，介绍了模具设计特点和模具工作过程。实际生产证明，该模具结构设计合理，动作可靠。
2、关键词：鼠标外壳；注塑模；侧抽芯中图分类号：TG241；TQ320.662 文献标识码：A 文章编号：1001-3539(2015)08-0070-03Design of Injection Mould for Mouse ShellWu Xiao1， Xue Chun e2(1. Department of Mechanical Engineering and Automation， Wuhan Textile University， Wuhan 430074， China ；2. Engineering College， Changjiang Institute of Technology
3、， Wuhan 430074， China)Abstract：The injection mold was designed by analyzing the process characteristics of mouse shell. According to the plastic part size and structural features， injection mold with one module and two cavities was used， the design characteristics and working process of the mould wa
4、s introduced. It is proved that this mould has a reasonable design and reliable motion.Keywords：mouse shell ； injection mould ； side core pulling图 1 为 鼠 标 外 壳 塑 件 的 上 壳 部 分， 要 求 塑 件 有一定的结构强度， 表面粗糙度要求一般， 反面有定位螺 钉 孔； 侧 面 有 与 前 盖 连 接 的 塑 料 倒 扣 以 及 侧 凹，有 一 定 的 装 配 精 度 要 求。 模 具 设 计 时 需 要 有 行 位、斜顶以及镶件； 主分
5、型面为最大尺寸面1。图 1 鼠标外壳塑件图1 塑件工艺分析塑 件 的 尺 寸 精 度 取 决 于 塑 件 的 制 造 质 量 要 求，该 鼠 标 外 壳 上 盖 零 件 采 用 MT4 级 精 度2。 使 用UG 和 Moldflow 设 计 软 件 进 行 塑 件 厚 度 检 测 均 小于 4 mm， 符 合 直 接 脱 模 的 范 围34， 但 是 考 虑 到 斜滑 块 的 厚 度 和 脱 模 行 程 较 大， 取 脱 模 角 度 为 1。 塑件 材 料 选 用 丙 烯 腈 丁 二 烯 苯 乙 烯 塑 料 (ABS)，该材料兼具韧、 硬、 刚相均衡的优良力学性能。2 模具结构总体设计21
6、型腔数目的确定及分型面选择型 腔 数 量 与 注 塑 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 要 求 等 因 素 影 响5。 该 产 品 为 中 小 型 塑 件， 为了 使 模 具 与 注 塑 机 相 匹 配 以 提 高 生 产 率 和 经 济 性，同 时 又 满 足 产 品 精 度 要 求， 塑 件 采 用 一 模 两 腔 的 型腔 结 构6。 分 型 面 受 到 塑 件 在 模 具 中 的 成 型 位 置、浇注系统、 塑件的结构和工艺性及精度、 嵌件形状和位 置 以 及 推 出 方 式、 模 具 的 制 造、 排 气、 操
7、作 工 艺 等多种因素的影响1， 6， 因此在选择分型面时应综合分析比较。根 据 该 塑 料 产 品 的 结 构 特 点， 决 定 将 分 型 面 放在底面， 即投影面积最大处， 并且将分型面设计成一个 曲 面， 如 图 2 所 示。 这 样 选 择 既 可 以 简 化 前 模 仁* 国家自然科学基金项目 (51275364)联 系 人： 吴 晓， 副 教 授， 主 要 研 究 方 向 为 材 料 塑 性 加 工 技 术、 模 具设计与制造收稿日期： 2015-05-15图 2 型腔分型面图71吴晓， 等： 鼠标外壳注塑模具设计 ( 型 腔 )， 又 有 利 于 后 模 仁 ( 型 芯 )、
8、后 模 镶 件 等 成 型零件的加工。由于塑件收缩后会包在后模仁和后模镶件上， 开模后塑件留在动模部分， 依靠注塑机的顶出装置和模具的推出机构推出塑件7。22 浇注系统设计鼠 标 外 壳 零 件 表 面 要 求 光 洁 美 观、 无 瑕 疵、 凹痕等缺陷， 考虑到既不影响塑件的外观质量， 又需保证 浇 口 易 于 切 断， 入 胶 点 选 在 塑 件 尾 部 的 侧 面。 由于 塑 件 属 于 薄 壁 件， 塑 料 流 程 相 对 较 大， 采 用 扇 形浇 口， 其 长 度 取 2.5 mm。 模 具 浇 注 系 统 设 计 如 图 3所 示。 其 中， 主 流 道 采 用 圆 形 截 面，
9、 锥 度 取 2， 分 流道的截面形状为梯形， 经计算得， 分流道底边宽度为6 mm， 高度为 4 mm， 梯形的侧面斜角为 10。 为了便 于 浇 注 系 统 凝 料 的 取 出， 主 流 道 的 末 端 设 计 了 冷料井和 Z 字形拉料杆。12341斜顶杆； 2推管； 3冷料井； 4拉料杆图 3 浇注系统及顶出系统图23 脱模系统设计此 模 具 的 脱 模 机 构 包 括 顶 杆、 推 管、 内 部 斜 顶和外部侧抽芯等机构。产品一个很大的特点就是在接 近 产 品 的 边 缘 处 有 2 个 斜 扣， 需 要 设 计 斜 顶 杆 顶出； 另外， 每个塑件有三个螺纹孔， 采取先成型光孔，然
10、后攻丝的方法， 需要细长的成型杆， 所以此处设计了 推 管 顶 出， 如 图 3 所 示。 塑 件 的 前 端 有 一 个 侧 凹槽， 开模前需要侧抽芯， 由于该模具是两型腔对称布置， 因 此， 侧 抽 芯 也 采 用 双 侧 对 称 布 置， 开 模 时 抽 芯力可以相互抵消， 此时斜角 可取较小的值， 本设计中 斜 导 柱 的 倾 斜 角 度 =15， 侧 抽 芯 结 构 如 图 4 所示。24 冷却系统设计结 合 模 具 结 构， 采 用 直 环 组 合 式 冷 却 水 路， 产品的上、 下方均有循环水路， 两个环路设计在产品的周 边， 离 模 仁 中 心 17 mm， 离 产 品 上
11、表 面 15 mm，经 过 产 品 四 周 成 回 路。 另 外 两 条 直 线 水 路， 直 接 穿过 动 模 板， 离 模 仁 中 心 64 mm， 两 条 水 路 中 间 保 持38 mm 的 距 离。 四 条 水 路 不 仅 冷 却 了 产 品 上 表 面，也 能 使 四 周 冷 却 到， 冷 却 效 果 会 更 好 一 些。 整 套 模具的冷却系统如图 5 所示。图 5 模具冷却系统3 模具整体结构及工作原理基于上述设计思路， 模具整体结构如图 6 所示，图 7 是 利 用 Pro-E 软 件 设 计 的 模 具 3D 图。 模 具 工作 原 理 如 下： 开 模 时 分 型 面 打
12、 开， 动 模 后 移， 斜 滑 块15 在 斜 导 柱 10 的 作 用 下 完 成 侧 向 抽 芯。 同 时， 拉料杆 34 拉出主流道凝料， 塑件在型芯上随动模一起后 移； 然 后 注 塑 机 顶 杆 推 动 顶 出 系 统， 通 过 推 杆、 推管、 斜推杆及拉料杆等杆件推出塑件， 实现脱模。4 结语该 模 具 的 脱 模 机 构 比 较 复 杂， 采 用 了 顶 杆、 推管、 内部斜顶和外部侧抽等组合脱模机构， 两型腔对称 布 置， 因 此， 侧 抽 芯 也 是 两 侧 对 称， 开 模 时 作 用 在模具上的侧向力可以相互抵消。 模具整体结构合理，尺寸紧凑。实践证明， 模具动作可靠
13、， 完全满足实际生产要求。参 考 文 献1 高 军， 李 熹 平， 高 田 玉 . 注 塑 成 型 工 艺 分 析 及 模 具 设 计 指 导 M.北京 : 化学工业出版社， 2009.Gao Jun， Li Xiping， Gao Tianyu. Injection molding technology 12345671斜导柱； 2铲机； 3耐磨板； 4定位螺丝；5限位螺丝； 6弹簧； 7行位图 4 侧抽芯结构工程塑料应用 2015 年， 第 43 卷， 第 8 期72analysis and die design guidanceM. Beijing:Chemical Industry P
14、ress， 2009.2 黄虹 塑料成型加工与模具 M 北京 : 化工工业出版社， 2008.Huang Hong. Plastic molding processing and moldM.Beijing:Chemical Industry Press， 2008.3 吴 盛 金， 刘 斌 . Moldflow 软 件 在 无 绳 电 话 机 面 板 模 具 设 计 中 的应用 J. 工程塑料应用， 2009， 37(9):6770.Wu Jingsheng， Liu Bin. The application of Moldflow software in injection mold de
15、sign of cordless phone panelJ. Engineering Plastics Application， 2009， 37(9):6770.4 冯 爱 新 . 塑 料 模 具 工 程 师 手 册 M. 北 京 : 机 械 工 业 出 版 社，2009.Feng Aixin. Plastic mould engineers handbookM. Beijing:China Machine Press， 2009.5 张 维 合 . 注 塑 模 具 设 计 实 用 手 册 M. 北 京 : 化 学 工 业 出 版 社，2011:112132.Zhang Weihe. Inj
16、ection mould design practical guideM.Beijing:Chemical Industry Press， 2011:112132.6 屈 华 昌 . 塑 料 成 型 工 艺 与 模 具 设 计 M. 北 京 : 高 等 教 育 出 版 社，2006.Qu Huachang. Plastic molding process and mold designM.Beijing:Higher Education Press， 2006.7 张 维 合 . 手 机 面 盖 精 密 注 塑 模 具 设 计 J. 工 程 塑 料 应 用， 2012，40(9):6164.Z
17、hang Weihe. Design of precision plastic injection mould mobile for phone coverJ. Engineering Plastics Application， 2012，40(9):6164.123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536371动模底板； 2推板； 3， 12， 22， 24， 28螺钉； 4螺栓； 5动模垫板； 6限位螺钉； 7耐磨板； 8定位螺钉； 9铲机； 10斜导柱；11水管接头； 13定模座板； 14定模板； 15斜滑块
18、； 16， 37导套； 17动模板； 18密封圈； 19， 36导柱； 20推板导柱； 21推杆固定板；23成型杆； 25滑座； 26复位杆； 27弹簧； 29定位环； 30浇口套； 31型腔； 32型芯； 33斜顶杆； 34推管； 35拉料杆图 6 模具装配图图 7 模具装配体 3D 图日本工学院研发全碳纤维车身的太阳能赛车日 本 工 学 院 大 学 所 研 发 的 先 进 的 太 阳 能 动 力 车 将 于 10月 18 日 25 日 前 往 澳 大 利 亚 参 加 普 利 司 通 世 界 太 阳 能 车挑 战 赛。 日 本 工 学 院 的 太 阳 能 车 两 座 的 车 身 设 计 所
19、使 用 的Tenax 系列超轻量级碳纤维材料由帝人集团旗下东邦公司提供， 帝 人 集 团 近 年 来 一 直 对 日 本 工 学 院 的 太 阳 能 车 研 发 项 目给 予 支 持， 其 旗 下 GH 工 艺 公 司 还 参 与 了 该 车 全 碳 纤 维 车 身的设计和研发工作。这 种 薄 至 0.06 mm 的 超 轻 量 碳 纤 维 材 料 由 东 邦 Tanex和 Sakai Ovex 于 2010 年 共 同 合 作 开 发， 专 门 为 高 性 能 赛 车车身设计。 Tenax 超轻量级碳纤维材料可以使全车质量降低55 kg， 并 保 证 实 用 性 和 安 全 性， 以 及 参
20、 加 耐 力 赛 所 需 要 的 刚性和韧性。 GH 工艺公司成立于 1972 年， 从事全阶段的复合材 料 结 构 制 造， 包 括 设 计、 成 型 和 结 构 评 估。 其 开 发 的 碳 纤维 材 料 广 泛 应 用 于 运 输 行 业， 包 括 汽 车、 船 舶、 铁 路 和 航 空 工业， 同时还有能源领域如风力发电设备。除 了 由 东 邦 和 GH 工 艺 开 发 的 热 固 性 碳 纤 维 材 料， 帝 人集 团 旗 下 的 敌 人 复 合 材 料 创 新 中 心 正 在 研 发 热 塑 性 碳 纤 维复 合 材 料。 帝 人 集 团 将 通 过 其 汽 车 业 务 发 展 集 团 销 售 热 固性和热塑性碳纤维复合材料的应用。 (中塑在线)鼠标外壳注塑模具设计作者： 吴晓， 薛春娥， Wu Xiao， Xue Chune作者单位： 吴晓,Wu Xiao(武汉纺织大学机械工程与自动化学院,武汉,430074)， 薛春娥,Xue Chune(长江职业学院工学院,武汉,430074)刊名： 工程塑料应用英文刊名： Engineering Plastics Application年，卷(期)： 2015,43(8)引用本文格式：吴晓.薛春娥.Wu Xiao.Xue Chune 鼠标外壳注塑模具设计期刊论文-工程塑料应用 2015(8)
