鼠標(biāo)上蓋注射模具設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目鼠標(biāo)上蓋注射模具設(shè)計(jì)姓名學(xué)號(hào)所在學(xué)院專業(yè)班級(jí)0指導(dǎo)教師日期2007年6月12日優(yōu)秀學(xué)位論文作者聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全了解有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版。同意省級(jí)優(yōu)秀學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文通過(guò)影印、縮印、掃描等方式進(jìn)行保存、摘編或匯編；同意本論文被編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索和查閱。本學(xué)位論文內(nèi)容不涉及國(guó)家機(jī)密。摘要鼠標(biāo)上蓋是流線形結(jié)構(gòu) , 使用二維繪圖難以

2、描述，本課題采用Pro/E 軟件對(duì)鼠標(biāo)上蓋制品及模具進(jìn)行了三維造型，采用 Pro/E 的數(shù)值模擬技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)算相結(jié)合的方法優(yōu)化設(shè)計(jì), 同時(shí)仿真了塑料熔體在型腔內(nèi)的充模流動(dòng)以及冷卻分析過(guò)程，預(yù)測(cè)了缺陷產(chǎn)生的臨界條件，優(yōu)化了工藝方案及工藝參數(shù)，降低了缺陷出現(xiàn)的可能性。利用參數(shù)化實(shí)體造型的方法，為更加高速、快捷的造型、生產(chǎn)提供了一種切實(shí)可行的辦法。生成的模型數(shù)據(jù)可以直接導(dǎo)入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行三維加工。關(guān)鍵詞 :；注塑模具；數(shù)值模擬；鼠標(biāo)上蓋IAbstractThe top cover of mouse is streamline. So it is difficult to describe by t

3、wo-dimensional drawing. The product and mold of the top cover of mouse were 3D designed by Pro/E software. An optimized design was made by numerical simulation techniques of Pro/E and experience. The plastic melt flow and cooling process were simulated for forecasting critical conditions of errors.

4、Technical parameters and processes have been optimized. The possibility of errors was reduced. Solid parameters are used which provide a practical approach for more rapid and efficient forms .The model data can be used directly for numerically controlled machine tools with 3D processing.Key Words: I

5、njection mold ；numerical simulation ；The top cover of mouseII目錄中文摘要 .I英文摘要 .II1緒論 .11.1國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r .11.1 1模具工業(yè)的概況 .11.1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布.31.1.3我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向.61.1.4注塑模具 CAD發(fā)展概況及趨勢(shì) .71.2研究?jī)?nèi)容 .91.2.1鼠標(biāo)上蓋制品外形設(shè)計(jì) .101.2.2最佳成型方法的選擇 .101.2.3分析最佳成型工藝 .101.2.4.1模具結(jié)構(gòu)分析和確定 .101.2.4.2模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).111.3研究目的

6、及意義 .112鼠標(biāo)上蓋設(shè)計(jì)及其成型工藝分析 .122.1產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)用途清單 .122.2制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) .122.3制品材料選擇 .132.3.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）. 132.3.2聚苯乙烯（ PS） .142.3.3雙酚 A 型聚碳酸酯（ PC） .152.4注射工藝選擇 .172.4.1工藝難點(diǎn)分析 .172.4.2 ABS塑料的干燥 .172.4.3注射壓力 .182.4.4注射速度 .182.4.5模具溫度 .192.4.6料量控制 .193. 模具設(shè)計(jì) .203.1 概述203.2 注塑機(jī)選型203.2.1注射量計(jì)算 .203.2.2注射壓力校核 .21

7、3.2.3鎖模力校核 .213.2.4開模行程和模板安裝尺寸校核.213.3模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) .233.3.1主流道和冷料井 .233.3.2分流道 .233.3.3澆口設(shè)計(jì) .243.4注塑模成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .263.4.1分型面位置和形狀的設(shè)計(jì) .263.4.2型腔鑲拼組合 .273.4.3排氣方式 .283.4.4型腔成型尺寸計(jì)算 .283.4.4.1型腔徑向尺寸計(jì)算 .293.4.4.2型芯外徑尺寸 .293.4.4.3型腔深度尺寸 .303.4.4.4型芯高度尺寸 .303.4.4.5兩成型桿的中心距 .303.4.5塑料模具力學(xué)設(shè)計(jì) .303.4.5.1型腔側(cè)壁厚計(jì)算 .313

8、.4.5.2型腔底板厚計(jì)算 .313.5合模導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .313.6脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) .323.7模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) .333.8模具材料.35結(jié)語(yǔ) .36致謝.37參考文獻(xiàn) .381緒論1.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1.1 1 模具工業(yè)的概況在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，先要對(duì)國(guó)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(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱為“工業(yè)之母” ，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模

9、具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)， 是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)， 同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石” ;德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密” ，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到 13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)日本機(jī)床總產(chǎn)值 9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過(guò)了新興的電子工業(yè)。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占111%

10、。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(lái)，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(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料 2 。目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是1在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)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(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、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(lái)由于工程塑料制件的強(qiáng)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

11、圍正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會(huì)越來(lái)越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長(zhǎng)，塑料的應(yīng)用將覆蓋國(guó)民經(jīng)濟(jì)所有部門，尤其在國(guó)防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來(lái)越重要的地位。 目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過(guò)有色金屬產(chǎn)量的總和 3 。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(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致， 特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品， 更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)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。在我國(guó)

12、，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。 1999年中國(guó)大陸制造工業(yè)對(duì)模具的總市場(chǎng)需求量約為 330億元，今后幾年仍將以每年 10% 以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過(guò)每年10%的增幅。汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)的一半左右。 1999 年，國(guó)內(nèi)汽車年產(chǎn)量為 183萬(wàn)輛，保有量為 1500萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到 2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá) 600萬(wàn)輛。僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料件 36萬(wàn)噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬(wàn)噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。 家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)很大。目前，我國(guó)的彩電的年產(chǎn)量己超過(guò)3200萬(wàn)臺(tái)，電

13、冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)了100萬(wàn)臺(tái)。家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對(duì)模具的需求量極大。到 2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30%，塑料管的普及率將達(dá)到 50%，這些都會(huì)大大增加對(duì)模具的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對(duì)模具的需求，都將對(duì)中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用 1 。21.1.2我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)現(xiàn)狀及地區(qū)分布在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位， 認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低， 已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志， 并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在

14、，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) l8英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 6. 5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。精密塑料模具方面， 已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星 I.K 模具有限公司制造的多腔VCD 和DVD 齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件， 糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0. 08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門

15、窗擠出模等等。 注塑模型腔制造精度可達(dá)0. 02 0. 05mm，表面粗糙度 Ra0. 2 um，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50 100萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱

16、流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置， 少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。 但總體上熱流道的采用率不到10%,與國(guó)外的 5080%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國(guó) EDS的3UG II 、美國(guó) Parametric Technology公司的 Pro/Engineer、美國(guó) CV 公司的 CADS5、英國(guó) Deltacam公司的 DOCT5、日本 HZS公司的 CRADE 、以色列公司的 Cimatron

17、、美國(guó) AC-Tech公司的 C-Mold 及澳大利亞 Moldflow 公司的 MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA 系統(tǒng)、華中科技大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及 CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、 能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)為進(jìn)一步普及模具 CAD/CA

18、M 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件 1 。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)己較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如:P20, 3Cr2Mo,PMS,SM I 、SM II 等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距 3 。技術(shù)比較見表 1表 1國(guó)內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表:項(xiàng)目國(guó)內(nèi)國(guó)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 u

19、m非淬火鋼模具壽命10-60萬(wàn)次1030萬(wàn)次淬火鋼模具壽命160300萬(wàn)次50100 萬(wàn)次熱流道模具使用率80% 以上總體不足 10%標(biāo)準(zhǔn)化程度7080%小于 30%中型塑料模生產(chǎn)周期一個(gè)月左右24個(gè)月目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為650億美元，我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際4上排名位居第三位，僅次于日本和美國(guó)。雖然近幾年來(lái)，我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平己取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距2 。我國(guó)模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比有很大的差距，但在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2 萬(wàn)家，從業(yè)人員

20、約 50 萬(wàn)人，“九五”期間的年增長(zhǎng)率為13%. 2000 年總產(chǎn)值為 270 億元，占世界總量的5%。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為1/3 左右，國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場(chǎng)來(lái)看， 進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá) 40%以上。因此，近年來(lái)我國(guó)模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具上，并取得了可喜的成績(jī)，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長(zhǎng)足的進(jìn)步。近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快， 主要表現(xiàn)為：大型精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模

21、具產(chǎn)品； 塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著； “三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來(lái)說(shuō)，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這 2 個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢(shì)也很好。我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多， 其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：(1) 國(guó)內(nèi)自配率不足 80，中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率不足

22、 60。(2) 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。(3) 模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。5(4) 開發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。(5) 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。(6) 與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后1 ?？v觀發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的認(rèn)識(shí)與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要

23、標(biāo)志。因此，模具是國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品， 現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)， 其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期， 同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能， 大大地提高模具質(zhì)量。早在 1989年，在國(guó)務(wù)院頒布的關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定中，模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的首位。 1997年以來(lái)，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年開始對(duì)部分模具企業(yè)實(shí)行了增值稅返還 7

24、0% 的優(yōu)惠政策。所有這些國(guó)家對(duì)模具工業(yè)采取的優(yōu)惠政策也將對(duì)其發(fā)展提供有力支持1 。在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對(duì)知識(shí)的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動(dòng)態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國(guó)模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來(lái)。1.1.3我國(guó)塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具6產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高

25、，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是： CAD、CAM、 CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和 CADCAM CAE技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化； PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 ) 、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理 ) 、KBE(基于知識(shí)工程 ) 、ERP(企業(yè)資源管理 ) 、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng) ) 及Internet 平臺(tái)等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用；高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用； 快速成型與快

26、速制模 (RP RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；熱流道技術(shù)、精密測(cè)量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用； 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用；優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用； 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用； 虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用 1 。1.1.4注塑模具 CAD發(fā)展概況及趨勢(shì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (Computer Aided Design, CAD)是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高，CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為CAD技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)十分重要的方面，塑料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具CAD、CAE和 CAM

27、也一直是國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。三十多年來(lái)，國(guó)外注射模CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 70年代己開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔融塑料在圓盤形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析。80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來(lái)，注射模CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并7在推廣和實(shí)際使用中不斷改進(jìn)、提高和完善。比較有代表性的軟件系統(tǒng)有:·澳大利亞 Moldflow PTY公司的 Moldflow 系統(tǒng)

28、該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的注射模分析模擬功能， 包括繪制型腔圖形的線框造型軟件SHOD，有限元網(wǎng)格生成軟件 FMESH，流動(dòng)分析軟件 FLOW，冷卻分析軟件 COOLING，流動(dòng)、冷卻分析結(jié)果和模架應(yīng)力場(chǎng)分布的可視化顯示軟件 FRES以及翹曲分析模擬軟件。·美國(guó) CRATEK公司的注射模 CAD/CAM/CAE系統(tǒng)該系統(tǒng)包括三維幾何形狀描述軟件 OPTIMOLDIII，二維注射流動(dòng)分析軟件SIMUFLOW，三維有限元流動(dòng)分析軟件SLMUFLOW ，3D冷卻分析軟件 SIMUCOOL，標(biāo)準(zhǔn)模架 ( 美國(guó) DME標(biāo)準(zhǔn) ) 選擇軟件OPTIMOLD等部分。·美國(guó)和意大利的 Plastics

29、&Computer Inc 公司的 TMCONCEPT專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括材料選擇 TMC-MS、注射工藝條件和模具費(fèi)用優(yōu)化 TMC-MCO、注射流動(dòng)分析TMC-FA、型腔尺寸設(shè)計(jì) TMC-CSE和模具傳熱分析 TMC-MTA等功能模塊。·德國(guó) IKV研究所的 CADMOULD系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有注射模流動(dòng)分析、冷卻分析和力學(xué)性能校核等功能， CAD-MOULD-MEFISTO系統(tǒng)則采用有限元法進(jìn)行三維型腔的流動(dòng)分析。我國(guó)在注射模 CAD技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用及研究方面起步較晚。 從80年代中期開始，國(guó)內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國(guó)外知名度較高的注塑模 CAD系統(tǒng)。同時(shí)，某些高等學(xué)校和

30、科研院所也開始了注塑模 CAD系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作。多年來(lái)，我國(guó)對(duì)注射模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其 CAD的開發(fā)應(yīng)用十分重視， 在“八五”期間，這方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技術(shù)”、“多型腔小模數(shù)齒輪精密模具制造技術(shù)”和“實(shí)用 CAD/CAM技術(shù)在精密注射模制造中的應(yīng)用”等國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目，還安排了國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究” 。這些項(xiàng)目的成果對(duì)促進(jìn)我國(guó)注射模 CAD技術(shù)的迅速1發(fā)展起到了重要作用， 使我國(guó)注射模 CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平得到很快提高。·華中理工大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早自行開發(fā)研究注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的單位8之

31、自 80年代中期開始，就在注塑模流動(dòng)分析模擬和冷卻分析模擬方面進(jìn)行了較深入的研究與開發(fā)工作， 并推出了塑料注射模 CAD/CAE/CAM系統(tǒng) HSC-1。該系統(tǒng)包括塑料制品三維形狀輸入、流動(dòng)模擬、冷卻分析、型腔強(qiáng)度與剛度校核及模具圖設(shè)計(jì)與繪制等功能，在一些企業(yè)單位應(yīng)用取得較好效果，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)商品化。·浙江大學(xué)基于工作站的 UGII 系統(tǒng)開發(fā)出精密注射模 CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型， 使形狀特征表達(dá)與工藝信息描述統(tǒng)一， 并利用特征反轉(zhuǎn)映射實(shí)現(xiàn)了型腔模型的快速生成。·上海交通大學(xué)從 1983年開始，對(duì)注射模 CAD進(jìn)行了多方面的研究。在國(guó)內(nèi)首次將人工智

32、能技術(shù)引入注射模 CAD系統(tǒng)中，并于 1988年開發(fā)出集成化注射模智能 CAD系統(tǒng)?，F(xiàn)在在工作站 UG II 平臺(tái)上進(jìn)一步開發(fā)智能 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。·北京航空航天大學(xué)華正模具研究所開發(fā)的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)具有塑料產(chǎn)品線框造型、曲面造型、分析模擬和數(shù)控仿真與數(shù)控加工程序生成等功能，具有很高的技術(shù)水平與實(shí)用價(jià)值。·合肥工業(yè)大學(xué)在注射模結(jié)構(gòu)CAD技術(shù)方面進(jìn)行了多年的研究與開發(fā)工作，先后研制出微機(jī)注塑模 CAD系統(tǒng) PMCAD和微機(jī)注塑模 CAD三維系統(tǒng) IPMCADV3.0，取得了較好的成績(jī)。 IPMCAD3.0系統(tǒng)在微機(jī)上采用三維實(shí)體模型、實(shí)體造型技術(shù)

33、，使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)效率和通用性兩方面都得到較好的兼顧?，F(xiàn)在以AutoCAD 813.0和MDT作為環(huán)境，進(jìn)一步采用參數(shù)化特征模型、特征建模技術(shù)和裝配模型技術(shù)，研制出注射模 CAD三維參數(shù)化系統(tǒng) IPMCAD V4.0，在技術(shù)水平、實(shí)用性與通用性方面都達(dá)到較高水平 4 。1.2研究?jī)?nèi)容本文將對(duì)鼠標(biāo)上蓋成型的幾個(gè)關(guān)鍵問題:鼠標(biāo)制品外形的設(shè)計(jì)與建模、最佳成型方法的選擇，分析最佳成型工藝，模具設(shè)計(jì)并進(jìn)行理論和試驗(yàn)研究。91.2.1鼠標(biāo)上蓋制品外形設(shè)計(jì)本課題利用PRO/ENGINEER 軟件對(duì)鼠標(biāo)上蓋進(jìn)行實(shí)體建模，PRO/E 的圖形設(shè)計(jì)是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立體感強(qiáng)

34、，可以在任何角度進(jìn)行觀察。 另外系統(tǒng)還能計(jì)算出實(shí)體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。使設(shè)計(jì)者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。1.2.2最佳成型方法的選擇比較幾種可用于成型鼠標(biāo)外殼這種薄壁單分型面制品的常用塑料加工方法，根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)和使用要求選擇合理的成型方法。1.2.3分析最佳成型工藝鼠標(biāo)上蓋為薄壁制件，比表面積大，可能的工藝方案較多，工藝方案的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、 生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率。 本文在對(duì)塑件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定并優(yōu)化了工藝方案。具體內(nèi)容如下：(1)對(duì)塑件成型工藝性進(jìn)行分析， 對(duì)可能的工藝方案進(jìn)行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。(2)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)及成型要求，確定工藝方案。1.2.4模具設(shè)計(jì)1.2.4.1模具結(jié)構(gòu)分析和確定針對(duì)鼠標(biāo)上蓋尺寸小，精度高的特點(diǎn)，根據(jù)工藝方案和零件的形狀特點(diǎn)、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、 操作方便與安全的要求， 對(duì)模具進(jìn)行分析，確定模具