基于PROE的鼠標上蓋設(shè)計

1、1各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計圖紙綜合課程設(shè)計論文綜合課程設(shè)計論文題 目：基于 pro/e 的鼠標上蓋注塑模具設(shè)計專 業(yè) 名 稱： 飛行器制造工程 姓 名： 田會杰 指 導(dǎo) 老 師: 田衛(wèi)軍 畢 業(yè) 時 間： 二零一五年六月 2 綜合課程 任務(wù)書一、題目基于 pro/e 的鼠標上蓋注塑模具設(shè)計二、指導(dǎo)思想和目的要求本次設(shè)計的主要內(nèi)容是鼠標總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，本課題采用 pro/e 以及 emx 軟件對鼠標上蓋制品進行了零件造型及其模具設(shè)計。綜合運用了注塑成形工藝與注塑模具設(shè)計的相關(guān)知識，從材料、厚度均勻性、脫模角和各成型面等方面分析了該零件的注塑成形性；根據(jù)零件體積和模具裝配尺寸選擇注射成形設(shè)備；在綜合

2、考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、精度要求等問題的基礎(chǔ)上，制定了零件的成形工藝方案；進行了注塑?？傮w結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計，繪制了模具裝配圖。該設(shè)計本著簡單、方便、實用、安全為原則，去除了現(xiàn)在市場上產(chǎn)品的不足，充分體現(xiàn)了自動化、高效化、簡單化、環(huán)?；忍攸c。經(jīng)過對各種鼠標的研究，查看了各種相關(guān)資料，了解了當前我國鼠標的現(xiàn)狀以及當前各種鼠標的優(yōu)點和它們的不足之處。綜合以上，我優(yōu)化了鼠標的結(jié)構(gòu)，要求結(jié)構(gòu)簡單緊湊，便于拆裝清洗維修，有保護措施滿足廣大消費者的需求。簡單實用的鼠標設(shè)計不僅可以讓老人和孩子輕松操作而且維護修理特別簡單。我相信這款鼠標在未來的市場上一定很暢銷倍受消費者的青睞。三、主要技術(shù)指標1、完成設(shè)計說

3、明書；2、完成一篇相關(guān)課題的外文翻譯；3、完成改造后的圖紙，a4 大小兩張左右；四、進度和要求 第一階段 明確選題，確立總體設(shè)計方案 （2 天）第二階段 查找、收集相關(guān)資料（2 天）第三階段 擬訂初步設(shè)計方案和具體設(shè)計方案（2 天）第四階段 讓指導(dǎo)老師分析方案的優(yōu)缺點并給出修改意見（1 天）第五階段 按照設(shè)計方案開始畫圖、設(shè)計（2 天）第六階段 讓指導(dǎo)老師指出不足并改進（1 天）第七階段 總結(jié)，按要求撰寫課程論文（2 天）五、主要參考書及參考資料1 中國模具工業(yè)協(xié)會編.模具行業(yè)“十一五”規(guī)劃.模具工業(yè)出版社， 2005:12-182 張正修編.模具產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展對策.五金科技出版社， 200

4、5:8-12 3 奚永生編.精密注塑模具設(shè)計.中國輕工業(yè)出版社，1997: 5-64 應(yīng)放天編.pro/engineer中文野火版2.0模具設(shè)計實例教程.人民郵電出版社， 2006:1-2設(shè)計論文35 張克惠編.塑料材料學(xué).西北工業(yè)大學(xué)出版社， 2000:15-22 6 陳金德，邢建東編.材料成型基礎(chǔ)教程.機械工業(yè)出版社， 2004:102-110 7 趙從容編.塑料模具設(shè)計.模具工業(yè)出版社， 2004:1088 黃銳編.塑料成型工藝學(xué).中國輕工業(yè)出版社， 2005:789 黃虹編.塑料成型加工與模具.化學(xué)工業(yè)出版社， 2005:112-11510 崔令江編. 塑料成型模具. 化學(xué)工業(yè)出版社，

5、 2005:12311 黃虹編.塑料成型加工與模具.化學(xué)工業(yè)出版社， 2005:122-12312 李德群編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計.機械工藝出版社， 2005:8513陳嘉真編. 塑料成型工藝與模具設(shè)計. 機械工業(yè)出版社， 2002:10313 李紅林.精密注射模排氣系統(tǒng)設(shè)計.模具工業(yè)出版社， 2004:614 鄒繼強編.塑料模具參考資料匯編.清華大學(xué)出版社， 2005:85-8615 牛寶林編.pro/engineer wildfire3.0中文版模具設(shè)計實例教程.清華大學(xué)出版社，2007:97-10516 俞芙芳編.塑料成型工藝與模具設(shè)計.華中科技大學(xué)出版社， 2007:9317 李紅

6、林編.精密注射模排氣系統(tǒng)設(shè)計.模具工業(yè)出版社， 2004:1818 吳生緒編.塑料成型工藝技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社， 2008:57-5819 葛正浩編.proengineer塑料模具設(shè)計與入門實踐.化學(xué)工業(yè)出版社， 2004:73-7420 楊峰編. proengineer中文野火版2.0教程.清華大學(xué)出版社， 2005:212-213 21 hill s. micromoulding-a small injection of technology. material world.， 2001:24-2522 wichaeli and a.spennemann. a new injectio

7、n molding technology for micro partsm.journal of polvmer engineerine， 2001:97-98學(xué)生 田會杰 指導(dǎo)教師 田衛(wèi)軍 系主任 4基于基于 pro/e 的鼠標上蓋注塑模具設(shè)計的鼠標上蓋注塑模具設(shè)計摘摘 要要本課題采用 pro/e 以及 emx 軟件對鼠標上蓋制品進行了零件造型及其模具設(shè)計。主要描述了一個塑料產(chǎn)品（鼠標）的設(shè)計過程，包括塑件分析，材料的成型特性與工藝參數(shù)分析，設(shè)備的選擇與校核，澆注系統(tǒng)的設(shè)計，成型零部件的設(shè)計與計算，模機構(gòu)的設(shè)計，分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計，合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計，溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計。分析了鼠標外殼的工藝特

8、性，外殼結(jié)構(gòu)特點；并介紹了 abs 材料的成型工藝特點，詳細闡述了鼠標外殼的注射模流程,重點分析了鼠標外殼凸模、凹模、斜滑塊結(jié)構(gòu)及它們的技術(shù)難點以及模具結(jié)構(gòu)與計算。綜合運用了注塑成形工藝與注塑模具設(shè)計的相關(guān)知識，從材料、厚度均勻性、脫模角和各成型面等方面分析了該零件的注塑成形性；根據(jù)零件體積和模具裝配尺寸選擇注射成形設(shè)備；在綜合考慮生產(chǎn)批量、生產(chǎn)效率、精度要求等問題的基礎(chǔ)上，制定了零件的成形工藝方案；進行了注塑?？傮w結(jié)構(gòu)和零部件設(shè)計，繪制了模具裝配圖。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：注塑模具；鼠標上蓋；pro/e；emx;cae；cad 5abstractthe subject used pro / e an

9、d emx software products for the mouse covers parts of the modeling and mold design. mainly described a plastic product (mouse) the design process, including models an analysis, the material formation characteristic and the technological parameter analysis, equipments choice and the examination, gati

10、ng systems design, the formation spare part design and the computation, the mold organization design, divides with pulls out the core organization the design, the matched molds guide mechanism design, the temperature control system design. has analyzed the mouse outer covering craft characteristic,

11、the outer covering unique feature; and introduced the abs materials formation craft characteristic, elaborated the mouse outer covering injection mold flow in detail, selective analysis mouse outer covering plunger, lower die, taper slide caking construction and their technical difficulty as well as

12、 mold structure and computation. synthetically utilized the related knowledge of injection process and injection mould design,the mould of a back cover of a lap top was designed. considerating material,thickness uniformity,ejection angle and pating surface,the injection performance of this part was

13、analysised; based on synthetically considerating the injection procedure requests,product lot,productivity,precision requests, the process plan was established; the injection mould structure and the entire mould-parts were designed; the mould assembly drawing and the parts drawings of the main parts

14、 were drew; according to the volume of the part and the assembly size of the mould,injection machine was selected.keywords: injection mold; the top cover of mouse; pro/e; emx；cae;cad6目目 錄錄第一章第一章 緒論緒論 .1 11.1 國內(nèi)外發(fā)展狀況 .11.1 1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 .11.1.2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展情況 .11.2 注塑模具計算機輔助設(shè)計、輔助工程與輔助制造 .31.2.1 pro/

15、engineer 簡介.41.2.2 emx4.1 簡介 .41.3 研究內(nèi)容.51.4 研究目的及意義.5第二章第二章 鼠標上蓋的成型性分析及模架和注射機的選擇鼠標上蓋的成型性分析及模架和注射機的選擇 .7 72.1 鼠標上蓋的成型性分析 .72.1.1 樣品壁厚檢查(厚度均勻性分析) .72.2 拔模角分析 .82.3 制品材料的選取 .82.4 工藝難點分析.9第三章第三章 模具設(shè)計模具設(shè)計 .10103.1 型腔數(shù)目的確定 .103.2 注射量計算 .103.3 注塑機選型 .113.4 注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計 .123.4.1 主流道和冷料穴.123.4.2 分流道.133.4.3 澆口

16、設(shè)計.133.5 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計.153.5.1 分型面位置和形狀的設(shè)計.153.5.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計.163.5.3 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計.183.6 注射模的導(dǎo)向及脫模機構(gòu)設(shè)計 .1973.6.1 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計.193.6.2 脫模機構(gòu)設(shè)計.203.6.3 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計.203.7 標準模架的選取 .213.8 注塑機校核 .233.8.1 注射壓力校核.233.8.2 鎖模力校核.233.8.3 開模行程和模板安裝尺寸校核.233.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 .243.10 模具材料.24第四章第四章 模具裝配圖模具裝配圖24244.1 產(chǎn)品模具的裝配過程24第五章第五章 模具數(shù)控加工及

17、分析模具數(shù)控加工及分析29295.1 模具的有限元模擬分析295.2 模具的數(shù)控編程加工后處理31結(jié)語結(jié)語3535參考文獻參考文獻3636致致 謝謝3737綜合課程設(shè)計總結(jié)綜合課程設(shè)計總結(jié)38381第一章 緒論1.1 國內(nèi)外發(fā)展狀況1.1 1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位在討論注射成型工藝之前，先要對國內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個較清晰的了解。首先還要對模具有一個整體的認識。利用模具來成型零件的方法，實質(zhì)上是一種少切削，無切削，多工序重合的生產(chǎn)方法。采用模具成型工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以大大的提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟效

18、益。因此，模具成型方法在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門如機械，電子，輕工，交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。例如70以上的汽車，電機，電器，儀表零件，80以上的塑料制品，70以上的日用五金及耐用消費品零件都采用模具成型的方法來生產(chǎn)。由此可見，利用模具來生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或者大批生產(chǎn)的主要手段，它對于保證制品質(zhì)量，縮短試制周期進而爭先占領(lǐng)市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義1。1.1.2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展情況塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己

19、取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個工業(yè)部門不可缺少的材料2。 目前在國民經(jīng)濟的各個部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機、汽車、儀器儀表、機械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機、收錄機、洗衣機、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴大，預(yù)計今后隨著微型電子計算機的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在國防和

20、尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺2寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大

21、量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。2006年，中國塑料模具總產(chǎn)值約300多億元人民幣，其中出口額約58億元人民幣。根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計資料，2006年中國共進口塑料模具約10億美元，約合83億元人民幣。由此可以得出，除自產(chǎn)自用外，市場銷售方面，2006年中國塑料模具總需求約為313億元人民幣，國產(chǎn)模具總供給約為230億元人民幣，市場滿足率為73.5%。進口的塑料模具中，最多的是為汽車配套的各種裝飾件模具、為家電配套的各種塑殼模具、為通信及辦公設(shè)備配套的各種注塑模具、為建材配套的擠塑模具以及為電子工業(yè)配套的各種

22、塑封模具等。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于中國塑料模具價格較低，在國際市場中有較強的競爭力，所以進一步擴大出口的前景很好，近幾年出口年均增長50%以上就是一個很好的證明。中國塑料模具行業(yè)和國外先進水平相比，主要存在以下問題。(1)發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到或接近國際先進水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有10年以上的差距。(2)工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已經(jīng)比較先進，有些三資企業(yè)的裝備水

23、平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后。更主要的是，企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。(3)大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少；更重要的是觀念落后，對創(chuàng)新和開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具的開發(fā)，同時也要重視產(chǎn)品的創(chuàng)新。(4)供需矛盾短期難以緩解。近幾年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率一直不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率更低，估計不足60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向中國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景看好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，

24、供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。(5)體制和人才問題的解決尚需時日。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶、需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制3和經(jīng)營機制已顯得越來越不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展3。表 1: 國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表項目國內(nèi)國外注塑模型腔精度0. 0050. 01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度ra0.010. 05 umra0.20 um非淬火鋼模具壽命10-60萬次1030萬次淬火鋼模具壽命160300萬次50100萬次熱流道模具使用率80%以上總體不足10%標準化程度7080%小于30%中型塑料模生產(chǎn)周期一個月左

25、右24個月1.2 注塑模具計算機輔助設(shè)計、輔助工程與輔助制造隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，注射模傳統(tǒng)的手工設(shè)計與制造已經(jīng)無法適應(yīng)當前的形式。近20年的實踐表明，縮短模具設(shè)計和制造時間，提高塑料制件精度與性能的正確途徑之一是采用計算機輔助設(shè)計(cad)、輔助工程(cae)和輔助制造(cam)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是塑料流變學(xué)、計算機技術(shù)、幾何造型和數(shù)控加工的突飛猛進為注射模設(shè)計與制造采用高技術(shù)創(chuàng)造了條件。20世紀80年代以來，注射模cad/cae/cam技術(shù)已經(jīng)從實驗室研究階段進入了實用化階段，并在生產(chǎn)中取得了明顯的經(jīng)濟效益。注射模cad/cae/cam技術(shù)的發(fā)展和推廣被公認為cad技術(shù)在機械工業(yè)中

26、應(yīng)用的一個典范。1.2.1 pro/engineer 簡介本課題采用美國ptc公司所推出的大型三維cad/cam軟件pro/engineer進行具體實體零件以及模具的設(shè)計。pro/engineer是一套由設(shè)計到生產(chǎn)的機械自動化軟件，是cad/cam領(lǐng)域最具有代表性的產(chǎn)品。pro/engineer系統(tǒng)的具體代表性如下。1參數(shù)化建模工程設(shè)計人員可以隨意勾畫草圖，通過修改相應(yīng)的參數(shù)輕易改變模型。這一功能特性為工程設(shè)計人員提供了設(shè)計上的簡易和靈活。例如，要畫一個長方形，設(shè)計人員可以在繪圖區(qū)畫出一個長方形，然后通過修改長和寬的尺寸來精確控制其尺寸。42. 基于特征建模pro/engineer是采用基于特

27、征的實體模型化系統(tǒng)。特征是pro/engineer中構(gòu)成零件的基本單元，設(shè)計人員采用具有智能特性的功能去生成模型，如腔、殼、倒角以及圓角等等，在需要的時候直接修改相應(yīng)的特征即可。3. 單一數(shù)據(jù)庫所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。pro/engineer建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，在整個設(shè)計過程的任何一處發(fā)生變動，可以反應(yīng)在整個設(shè)計過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦修改了零件的某個特征，也會反應(yīng)在裝配、工程圖等環(huán)節(jié)，這就給繪圖設(shè)計帶來了極大的便利，減少了很多重復(fù)性的工作4。1.2.2 emx4.1 簡介在繪制本課題的模架圖時，運用到

28、了 emx4.1 軟件。emx(expert moldbase extension)，模具專家系統(tǒng)擴展。是 pro/e 軟件的模具設(shè)計外掛，同樣也是 ptc 公司的產(chǎn)品。emx 可以使設(shè)計師直接調(diào)用公司的模架，節(jié)省模具設(shè)計開發(fā)周期，節(jié)約成本，減少工作量。emx 特點之一：快速選型及修改下列內(nèi)容（1） 模架及配件。（2） 選取頂針規(guī)格，自動切出相應(yīng)的孔位及沉孔。（3） 按預(yù)先定義的曲線輕易設(shè)計運水孔，安裝水喉水堵。（4） 系統(tǒng)預(yù)設(shè) bom 及零件圖。emx 特點之二：(1)完整的滑塊結(jié)構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動切槽。 (2)完整的開模機構(gòu)，包含螺絲，銷釘及自動切槽。(3)完整的斜頂結(jié)構(gòu)，包含螺絲，

29、銷釘及自動切槽。(4)模擬開模過程。(5)平面圖的孔表功能。emx 特點之三：自動化配置(1)預(yù)設(shè)所有標準件的名稱。(2)預(yù)設(shè)各類零件的參數(shù)及參數(shù)值。 (3)螺栓，銷釘自動安裝。(4)各類零件自動產(chǎn)生并歸于相應(yīng)圖層。(5)各類簡化表達。 (6)預(yù)設(shè)所有的螺栓，銷釘及頂針的孔位間隙。51.3 研究內(nèi)容近年來，電腦、移動電話和電腦配件等 3c 產(chǎn)品更新?lián)Q代速度非?？?，人們對這些產(chǎn)品的需求正快速增長。人們對于電腦以及其配件的選擇，除了看重其硬件配置以外，比較注重的就是外觀，可以說鼠標等電腦配件的更新?lián)Q代主要集中表現(xiàn)在其制品外形上。鑒于此，本次畢業(yè)設(shè)計選擇了鼠標上蓋注塑模具設(shè)計，力求通過此次畢業(yè)設(shè)計全

30、面了解鼠標零件的模具設(shè)計和注塑工藝等方面知識。本論文詳細介紹了此次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計全過程，以豐富的圖片表達手段詳細介紹了鼠標注塑模具。 1.4 研究目的及意義電器產(chǎn)品是人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚纳钣闷?，人們對電器產(chǎn)品的要求從實用性、可靠性己經(jīng)提高到對舒適性、美觀性、安全性、實用經(jīng)濟性等方面的要求，從而對電器產(chǎn)品也提出了許多新的要求。對電器產(chǎn)品的這種不斷提出的新要求，促使電器產(chǎn)品的外形不斷的改進，外形零件的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展，使電器產(chǎn)品外殼零件成形技術(shù)在成形領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，電器產(chǎn)品的外形設(shè)計及加工技術(shù)日益受到了國內(nèi)外的高度重視，德國、美國、日本等發(fā)達國家在這方面的研究已經(jīng)取

31、得相當?shù)倪M展。他們的電器產(chǎn)品外觀美觀，讓人賞心悅目，而且設(shè)計高效快捷，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快。如臺灣的羅技公司，其鼠標產(chǎn)品外形美觀，設(shè)計人性化，使用壽命長。 目前，國內(nèi)在電器產(chǎn)品外觀零件設(shè)計制造方面的研究還處于初級階段，與發(fā)達國家的差距很大。由于電器產(chǎn)品美觀性的要求，零件外形多為復(fù)雜曲面，傳統(tǒng)的設(shè)計方法在對零件成形過程分析以及對產(chǎn)品存在缺陷的處理方面顯得無能為力，產(chǎn)品成形過程數(shù)值模擬技術(shù)跟不上的現(xiàn)狀己經(jīng)成為制約產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的一個瓶頸。面對日益激烈的國際競爭，必須緊跟國際先進水平，不斷提高電器產(chǎn)品外觀零件的質(zhì)量，降低設(shè)計和生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期。因而，鼠標上蓋成形技術(shù)的研究與開發(fā)具有相當重要的理論意

32、義和實用價值。以此作為一個突破口，帶動和促進相關(guān)電器產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。6第二章鼠標上蓋的成型性分析及模架和注射機的選擇2.1 鼠標上蓋的成型性分析 圖 2-1(a)正面 圖 2-2(b)背面 圖 2-1 圖 2-2 為某品牌鼠標上蓋，要求部件美觀，外部光潔性好，有一定的強度和剛度，并且要具有一定的抗沖擊性能，隨著數(shù)碼產(chǎn)品的大量普及價格也不斷下跌要求生產(chǎn)自動化程度高，成型周期短，生產(chǎn)自動化程度高、成型周期短，且要求尺寸精度高，有較好電絕緣性。72.1.1 樣品壁厚檢查(厚度均勻性分析)殼體的壁厚對部件的很多關(guān)鍵特性的影響至關(guān)重要，包括結(jié)構(gòu)強度、外觀、成型及成本。設(shè)計階段優(yōu)

33、化的殼體厚度可以降低后續(xù)可靠性測試的風(fēng)險，修模的成本以及成型的困難。塑件的厚度不應(yīng)過厚或過薄，對于鼠標來說，壁厚常取 1mm 左右。另外，要查看是否存在薄厚懸殊處，若通過計算在某一部分存在小于 0.4，應(yīng)進行零件的工藝改進?？梢岳?pro/e 軟件厚度分析功能對零件進行厚度均勻性分析，分析后的結(jié)果如圖所示： 圖 2-3(a)切面層 圖 2-4(b)檢測報告將零件分為 100 個剖切面，間距 2mm，設(shè)置最大壁厚為 3mm，最小壁厚為0.4mm。由于切片層有可能切到柱面、圓角面，從而產(chǎn)生無效數(shù)據(jù)(小于最小壁厚)，所以需要對檢測結(jié)果進行必要的篩選。經(jīng)檢測并篩選，該樣品并無壁厚不均現(xiàn)象。2.2 拔

34、模角分析在模具開模時候，樣品的拔模角決定了制件是否能夠順利脫模，如果角度太小則會使得制品在脫模過程當中產(chǎn)生制品刮花等現(xiàn)象。所以，我們需要對零件進行拔模角分析，在這里，我們使用 pro/e 軟件自帶的拔模檢測工具。 圖 2-5(a)內(nèi)表面 圖 2-6(b)外表面8具體拔模檢測如圖 a 和圖 b 所示，粉色凸模成型面都有拔模角，且大于 0度，可以順利脫模，藍色凹模成型面，其角度都小于 0 度，由凹模成型。2.3 制品材料的選取通用塑料如聚丙烯 pp，聚乙烯 pe，聚氯乙烯 pvc 具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，本課

35、題選用 abs 材料。abs(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。abs 具有良好的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。abs 為無定形聚合物，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在 160190范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于 285時才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此加工溫

36、度范圍較寬。abs 熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降5。abs 吸濕性稍大于聚苯乙烯，吸水率約在 0.2%0.45%之間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在 8090下干燥 23h，可以滿足各種成型要求。abs 具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為 0.3%0.8%，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是 abs 塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型6。2.4 工藝難點分析 鼠標上蓋為外觀件

37、，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，周口部高度差不可過大，以保證與下蓋的嚴密配合。零件的曲面較為復(fù)雜，尺寸精度很高，由于零件為薄壁制件，外形很不規(guī)則，這些就造成了成形時容易受到各種因素影響引起制品翹曲變形的問題。同時零件在整個表面有幾處孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，并關(guān)系到上下蓋的配合問題，保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點考慮的問題。9第三章模具設(shè)計3.1 型腔數(shù)目的確定考慮到制件較小，由于大批量生產(chǎn)，所以我們采用一模兩腔的形式。采用對稱式分布。圖 3-1 型腔布排3.2 注射量計算根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗，注塑機注塑abs塑料時，其每次注射量僅達標準注射量的1080。為了

38、提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標定注射量的507v=nvn+vj mnmn+mj；nvn+vj0.5vgnmnmj0.5mgv(m)一個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積或質(zhì)量，cm3或 g；n 型腔數(shù)目；vn(mn)單個塑件的容量或質(zhì)量，cm3或 g；vj(mj)澆注系統(tǒng).凝料和飛邊所需的塑料的容積，cm3或 g；vg(mg)注射機的額定注射量，cm3或 g。單個塑件體積 vz=14cm3，澆注系統(tǒng)和飛邊體積為 3cm3v=214+3=31 cm3 nvn+vj0.5vgvg62cm33.3 注塑機選型一般而言，從事注塑行業(yè)多年的客戶多半有能力自行判斷并選擇合適的注塑

39、機來生產(chǎn)。但是在某些狀況下，客戶可能需要廠商的協(xié)助才能決定采用哪一個規(guī)格的注塑機，甚至客戶可能只有產(chǎn)品的樣品或構(gòu)想，然后詢問廠商的機器是否能生產(chǎn)，或是哪一種機型比較適合。此外，某些特殊產(chǎn)品可能需要搭配特殊裝置如蓄壓器、閉回路、射出壓縮等，才能更有效率地生產(chǎn)。由此可見，如何決定合適的注塑機來生產(chǎn)，是一個極為重要的問題8。通常影響射出機選擇的重要因素包括模具、產(chǎn)品、塑料、成型要求等，因此，在進行選擇前必須先收集或具備下列資訊： (1)模具尺寸(寬度、高度、厚度)、重量、特殊設(shè)計等； (2)使用塑料的種類及數(shù)量(單一原料或多種塑料)； (3)注塑成品的外觀尺寸(長、寬、高、厚度)、重量等； (4)成

40、型要求，如品質(zhì)條件、生產(chǎn)速度等。本制品材料采用丙烯氰丁二烯苯乙烯共聚物也就是abs，查書塑料模具設(shè)計手冊附錄得知其密度為1.05gcm3，收縮率為0.5%使用pro/engineer軟件對三維產(chǎn)品自動計算出產(chǎn)品的體積，當然也可以根據(jù)實體尺寸手動計算出它的體積。下面是部分計算過程： 有上述分析知：塑件體積 = 1.4138575e+04 毫米314.138575厘米3塑件質(zhì)量 = 14.84550375g14.8g11曲面面積 = 1.7025508e+04 毫米2170.25508厘米2綜上所述，根據(jù)所得計算，選擇 xszy250 注塑機。表 3-2 xszy250 型注塑機參數(shù)注射容量(cm

41、3)注射重量(g)螺桿直徑(/mm)最大注射面積(/ cm3)注射壓力(mpa)鎖模力(kn)250250505001301800移模行程(mm)定位孔直徑(/mm)最大模厚(mm)最小模厚(mm)噴嘴球半徑(/mm)噴嘴孔直徑(/mm)350125 0+0.06350250184圖 3-3 xsz250 臥式注射機3.4 注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計3.4.1 主流道和冷料穴主流道頂部設(shè)計成半球形凸坑，以便與噴嘴銜接，防止主流道與噴嘴處溢料，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大 2mm，如果凹坑半徑小于12噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出9，由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復(fù)接觸和碰撞

42、，所以設(shè)計成獨立的主流道襯套，選用 45#鋼材并經(jīng)熱處理提高硬度，設(shè)計獨立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進口直徑略大于噴嘴直徑 1mm 以避免溢料并且防止銜接不準而發(fā)生的堵截。為避免前端冷料進入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的對面設(shè)冷料穴，對于臥式注塑機冷料井設(shè)在與主流道末端相對的動模上，在脫模時制件的活動方向不受限制所以采用底部帶 z 型頭拉料桿的冷料穴。3.4.2 分流道模具采用一模兩腔對稱布置，型腔數(shù)過多影響制品精度，而型腔數(shù)過少生產(chǎn)效率太低不能達到使用要求，故采用一模兩腔。為使塑料熔體以等速度充滿兩型腔，分流道在模具上采用對稱等距離分布，在注射時采用對稱分布可以使型

43、腔和澆注系統(tǒng)投影面積重心更接近鎖模力的中心，避免局部脹模力過大影響鎖模。分流道長度也盡可能短小，便于注射成型過程中最經(jīng)濟地使用原料和注射機的能耗，減少壓力損失和熱量損失。分流道截面形狀和尺寸也對塑料熔體的流動和模具的制造難易及脫模有影響，常用的流道截面形狀有圓形、梯形。u 形和六角形等。在流道設(shè)計中要減少在流道內(nèi)的壓力損失，則希望流道的截面積大；要減少傳熱損失，就希望流道的表面積小。通過資料可以知道，圓形和正方形的流道效率最高。本制件由于體積較小，且不為平面，采用半圓形。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因而分流道的內(nèi)表面粗糙度ra并不一定要很

44、低，取1.6m 既可，這樣表面稍不光滑，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。3.4.3 澆口設(shè)計側(cè)澆口一般開設(shè)在模具的分型面上，從制品的邊緣進料。側(cè)澆口的厚度h決定著澆口的固化時間，在實踐中通常是在容許的范圍內(nèi)首先將側(cè)澆口的厚度加工的薄一些，以調(diào)節(jié)澆口的固化時間10。側(cè)澆口廣泛應(yīng)用在中小制件的多型腔注射模，其優(yōu)點是截面形狀簡單。易于加工。便于試模后修正。澆口的理想尺寸很難用理論公式計算，通常根據(jù)經(jīng)驗確定，取其下限，然后在試模過程中逐步加以修正。一般澆口的截面積為分流道截面積的 3%9%，截面形狀常為矩形或圓形，

45、澆口長度為 0.52mm，取 1mm。表面粗糙度 ra 不低于130.4m。澆口的截面一般只取分流道截面積的 39，澆口的長度約為 0.5mm2mm，側(cè)澆口側(cè)澆口查表 5-4(常用的澆口形式)塑料成型工藝與模具設(shè)計 。這里選用圓形截面的側(cè)澆口。 圖 3-4 澆注系統(tǒng) 圖 3-5 冷料穴與分流道圖 3-6 帶 z 形頭的拉料桿所選用的澆口襯套為 sjac，具體參數(shù)如圖所示：圖 3-7 澆口襯套143.5 注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，塑料熔體的高壓料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，

46、成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。設(shè)計成型零件時，根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求，確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排氣部位等，然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，計算成型零件的工作尺寸，對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核11。3.5.1 分型面位置和形狀的設(shè)計該制品無需側(cè)抽芯，且為簡化模具結(jié)構(gòu)選擇單分型面，流道凝料連同制件一起由拉料桿從定模脫下再連同制品由推桿推出，此種脫模過程較為簡單易于操作。分型面的選擇是否合理對于塑件質(zhì)量、模具制造與使用

47、性能均有很大的影響，它決定了模具的結(jié)構(gòu)類型，是模具設(shè)計工作中的重要環(huán)節(jié)。模具設(shè)計時應(yīng)根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、澆注系統(tǒng)形式。推出方式、排氣方式及制造工藝等多種因素，全面考慮，合理選擇。選擇分型面總的原則是保證塑件質(zhì)量，且便于制品脫模和簡化模具結(jié)構(gòu)。下面具體說明一下分型面選取的原則：（1） 選擇分型面應(yīng)盡可能使塑件開模時留在動模。（2） 分型面應(yīng)盡可能選在不影響外觀的部位。（3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度。（4） 分型面的選擇應(yīng)有利于排氣。（5） 分型面的選擇應(yīng)有利于模具零件的加工。（6） 分型面的選擇應(yīng)該考慮注塑機的的技術(shù)規(guī)格12。綜上所述，本次課題鼠標的分型面設(shè)計應(yīng)該考慮在鼠標的

48、下表面完成，分為兩步。第一步是將內(nèi)表面全部復(fù)制，第二步則是使用裙邊指令設(shè)計新的分型面，然后再將兩個曲面進行合并13。15圖 3-8 分型面圖 33 為利用復(fù)制命令、排除孔命令以及邊界混合命令做出的分型面。利用裙邊指令完成的最后的分型面如圖 3-9 圖 3-10 所示： 圖 3-9 裙邊所設(shè)計的分型面(a) 圖 3-10 裙邊所設(shè)計的分型面(b)3.5.2 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計主要應(yīng)在保證塑件質(zhì)量要求下，從便于加工、裝配、使用、維修等角度加以考慮14。16 圖 3-11 圖 3-12型芯型腔及鑄件圖 3-13 型芯(動模)17圖 3-14 型腔(定模)3.5.3 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計排氣

49、是注射模具設(shè)計中一個不可忽視的一個問題。在注射成型中，若模具排氣不良，型腔內(nèi)的氣體受壓縮將產(chǎn)生很大的背壓，阻止塑料熔體正常快速充模，同時氣體壓縮所產(chǎn)生的熱量可能使塑料燒焦。在充模速度大、溫度高、物料粘度低、注射壓力大和塑件過厚的情況下，氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內(nèi)部，造成氣孔、阻止疏松等缺陷。特別是快速注射成型工藝的發(fā)展，對注射模的排氣系統(tǒng)就更加嚴格。但是由于本制件屬于中小型，且注射速度中等，可以利用分型面和成型桿的間隙排氣，不開設(shè)專門排氣槽15。3.6 注射模的導(dǎo)向及脫模機構(gòu)設(shè)計3.6.1 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)主要用于保證動模和定模兩大部分或模內(nèi)其他零部件之間的準確對合，18起定位

50、和定向作用。設(shè)在動模上的導(dǎo)柱長度高出型芯 68mm，導(dǎo)柱采用有肩導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合的方式，安裝段與模板間采用過渡配合 h7/k6，導(dǎo)向段與導(dǎo)向孔間采用動配合 h7/f7，固定段表面粗糙度為 ra1.6m 導(dǎo)向段表面用 ra0.8m，導(dǎo)柱需要有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的芯部，因此采用低碳鋼(20 號鋼)滲碳(0.50.8mm 深)，經(jīng)淬火處理(hrc60)16。導(dǎo)套選用帶軸肩連接的導(dǎo)套，導(dǎo)套內(nèi)孔與導(dǎo)柱之間為動配合 h7/f7，外表面與模板孔為較緊的過渡配合 h8/k7，粗糙度內(nèi)外表面均用 ra0.8m，材料選用 20 號鋼滲碳淬火處理，表面硬度為 hrc55，低于導(dǎo)柱 5 度。 圖 3-15

51、導(dǎo)柱 圖 3-16 導(dǎo)套圖 3-17 導(dǎo)柱導(dǎo)套示意圖3.6.2 脫模機構(gòu)設(shè)計脫模機構(gòu)采用推桿推出的典型結(jié)構(gòu)，推桿直接作用于塑件的內(nèi)表面不會影響到外觀。此機構(gòu)由 7 個零件組成分別為推桿，推板，推桿固定板，拉料桿，復(fù)位桿，限位釘，推板導(dǎo)柱。推桿直接作用于塑件表面，將塑件推出模外，推桿需要固定，因此設(shè)推桿固定板和推板，兩板間螺釘連接；注塑機上的頂桿作用在推板上；為了確保推出板平行移動，推出零件不致于彎曲卡死，設(shè)有推板導(dǎo)柱和導(dǎo)套；推板的回程是靠復(fù)位桿實現(xiàn)的，最后一個零件是拉料桿，它的作用是勾著澆注系統(tǒng)的冷料使19整個澆注系統(tǒng)隨同塑件一起留在動模，在推板與定模底板間設(shè)限位釘，限位釘有兩個作用，一是使推

52、板與底板間形成間隙，一但落入廢料屑，也不會影響推板復(fù)位。另一個作用是在模具制造時可調(diào)節(jié)限位釘頭部的厚度來控制推桿返回的位置17。 脫模動作由注塑機液壓系統(tǒng)來完成，有利于提高生產(chǎn)效率。推出位置設(shè)在脫模阻力較大的六處地方，推桿端面加工為與凸模曲面近似的斜面，有利于保持塑件壁厚一致，且端面等于或高于型芯 0.050.1mm，否則會影響外觀和使用，推桿直徑56mm，推桿和推桿固定板采用軸肩連接，在推桿固定板上同時安裝四根復(fù)位桿和四根導(dǎo)柱起復(fù)位和導(dǎo)向作用。所選分型面無需側(cè)抽芯，顧不涉及。圖 3-18 推桿3.6.3 復(fù)位機構(gòu)設(shè)計復(fù)位機構(gòu)作用是使完成推出任務(wù)的推出零部件回復(fù)到初始位置。這里將復(fù)位桿與彈簧配

53、合使用，將彈簧套在復(fù)位桿上，從而防止復(fù)位過程中發(fā)生卡滯或推出機構(gòu)不能準確復(fù)位的情況18。20圖 3-19 復(fù)位彈簧3.7 標準模架的選取模具采用一模兩腔。對模具總體布局和尺寸進行估計，擬選用 futaba 公司 sctype 型(兩板)模架，用 pro/e 的 emx 插件自動生成。圖 3-20 sctype 模架對模架尺寸進行必要的修改，修改后的尺寸如圖 3-21 所示：21圖 3-21 模架具體尺寸圖圖 3-22 動模尺寸圖圖 3-23 定模尺寸圖223.8 注塑機校核3.8.1 注射壓力校核abs 塑料推薦注射壓力為 7090mpa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓力為 80

54、mpa19。3.8.2 鎖模力校核當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大推力 t推，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影之和乘以型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)小于注射機額定的鎖模力 t和，否則在注射成型時會因為鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象20。t推ap平均apakp0t和akp0t推型腔內(nèi)塑料熔體沿注射機軸向的推力，n；a塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，mm2；p平均型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力，mpa；p型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，mpa；查表得 p 取 30mpap0注射壓力，mpa；k材料系數(shù)，查表得 abs=1.1510由 pro/e 測得投影面積為 6840mm

55、2t和akp0128kn3.8.3 開模行程和模板安裝尺寸校核模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，而注塑機的開模行程是有限的，應(yīng)此模具設(shè)計時必須進行注射機開模行程的校核。所選用的注塑機的最大行程與模具厚度有關(guān)，故注塑機開模行程應(yīng)滿足下式：s max s= hm+h1+h2+(510)s max注射機的最大開模行程，mm；s模具所需的開模距離，mm；h1塑件脫模需要的頂出距離，mm；h2塑件厚度(包括澆注系統(tǒng)和系統(tǒng)凝料)，mm；hm模具閉合高度，mm23s=240+30+20+10=300mm綜上所述，皆能滿足所選注塑機要求。3.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在注塑成

56、型中，模具的溫度直接影響到塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。有些塑件的物理性能，外觀和尺寸精度要求較高，對模具的溫度要求十分嚴格，為此要設(shè)計專門的模溫調(diào)節(jié)器21。前已述明本制件無須對模具加熱，只需考慮冷卻問題。模具的冷卻主要采用循環(huán)水冷卻方式。 圖3-24 a板冷卻水路 圖3-25 b板冷卻水路圖 3-26 冷卻水路3.10 模具材料塑料模具的工作條件與冷沖模有所不同，一般都必須在一定溫度(1502o0)條件下進行工作，除了要受到一定壓力作用外，還要承受溫度的影響。因此對塑料模的成型零件，除了要求必須具有足夠的強度、硬度和良好的加工性能之外，還要24求熱穩(wěn)定性好，溫度差異引起的尺寸變化率小。選取常用的45

57、牌號的優(yōu)質(zhì)碳素鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后有一定的強度和耐磨性用于模架材料。高碳工具鋼、低合金工具鋼經(jīng)過熱處理后具有較高的強度和耐磨性，用于成型零件。而型腔和型芯用50號鋼以改善表面拋光性能和耐磨性能22。第四章模具裝配圖4.1 產(chǎn)品模具裝配過程利用 pro/engineer 提供的 manufacturing 模塊中的 moldcavity 子模塊進行鼠標的模具裝配設(shè)計。1.參考零件的設(shè)計由于鼠標上蓋三維模型已繪制好，可以直接將其裝配到模具模型中作為參考零件。設(shè)定工作目錄，從而把本次設(shè)計的所有文件保存在一個檔案里;設(shè)置絕對精度;新建一個模具設(shè)計文件 shubiao_shanggai.mfg，并選擇公制單位

58、作為模板。完成設(shè)置后，進入模具設(shè)計環(huán)境;重新設(shè)置參考模型的坐標系，以適應(yīng)模具設(shè)計環(huán)境坐標系，然后創(chuàng)建參考模型。252.工件的設(shè)計手動方式創(chuàng)建矩形工件。該零件使用長方體工件，設(shè)計尺寸為290mm100mm20mm，直接在模具型腔中設(shè)計。進入“model”“create”“workpiece”“manual”“create feature”，進行工件設(shè)計3.澆注系統(tǒng)的設(shè)計該鼠標上蓋的澆注系統(tǒng)采用倒圓角。首先創(chuàng)建主流道，然后再創(chuàng)建分流道及澆口。4.應(yīng)用收縮鑄造件在冷卻后體積會收縮，因此在模具設(shè)計時，應(yīng)將參考模型適當放大以獲取較大的型腔，使得冷卻后的鑄造件體積滿足設(shè)計要求。5.定義分形面這里需要為前后

59、模定義一個主分型面、型心分型面和頂桿分型面。首先通過復(fù)制的方式創(chuàng)建兩個分型面，并合并創(chuàng)建的兩個分型面成為主分型面，然后利用旋轉(zhuǎn)方法為兩個小型芯創(chuàng)建分型面，最后利用拉伸方法創(chuàng)建兩處的型芯頂桿分型面。先利用滑塊分型面對工件進行分割，得到各組滑塊;再利用主分型面對滑塊分型面分割后留下的工件體積塊進行分割得到前后模。進入“mold volume”“split”“towvolume”“workpiece” 選取待分割的體積塊“pick”選擇分型面定義各體積塊，利用參考零件模型與模具體積塊作布爾減運算獲取型腔。進入“mold comp”“ex-tract”，可完成模具體積塊抽取。7.創(chuàng)建制模進入“mold

60、ing”“create”，模擬獲得澆注件。8.生成模具裝配圖添加模架、創(chuàng)建水線、修改頂桿、修改固定板和墊塊，取消各個零件的遮蔽，即可看到所設(shè)計的模具裝配圖，至此完成整個模具的設(shè)計。26圖 4-1 開模圖 4-2 合模27圖 4-3 模具爆炸圖28圖4-4 模具零部件3d圖29圖4-5 模具二維圖30第五章模具數(shù)控加工及分析5.1 模具的有限元模擬分析隨著市場競爭的加劇，產(chǎn)品更新周期愈來愈短，企業(yè)對新技術(shù)的需求更加迫切，而有限元數(shù)值模擬技術(shù)是提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計周期、提高產(chǎn)品競爭力的一項有效手段，所以，隨著計算機技術(shù)和計算方法的發(fā)展，有限元法在工程設(shè)計和科研領(lǐng)域得到了越來越廣泛的重視和應(yīng)用，已