1、毕 业 设 计（论 文）题 目 鼠标上盖注射模具设计优秀学位论文作者声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全了解有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理机构送交论文的复印件和电子版。同意省级优秀学位论文评选机构将本学位论文通过影印、缩印、扫描等方式进行保存、摘编或汇编；同意本论文被编入有关数据库进行检索和查阅。本学位论文内容不涉及国家机密。闰土机械外文翻译成品 TB 店摘 要鼠标上盖是流线形结构,使用二维绘图难以描述，本课题采用 Pr
2、o/E 软件对鼠标上盖制品及模具进行了三维造型，采用 Pro/E 的数值模拟技术和经验设计计算相结合的方法优化设计,同时仿真了塑料熔体在型腔内的充模流动以及冷却分析过程，预测了缺陷产生的临界条件，优化了工艺方案及工艺参数，降低了缺陷出现的可能性。利用参数化实体造型的方法，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。生成的模型数据可以直接导入数控机床进行三维加工。关键词:；注塑模具；数值模拟；鼠标上盖IAbstractThe top cover of mouse is streamline. So it is difficult to describe by two-dimension
3、al 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. Technical pa
4、rameters 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: Injection mol
5、d；numerical simulation ；The top cover of mouse目 录中文 摘要 .I英文摘要 .II1绪 论 .11.1 国内外发展状况 .11.1 1 模具工业的概况 .11.1.2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布 .31.1.3 我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 .61.1.4 注塑模具 CAD 发展概况及趋势 .71.2 研究内容 .91.2.1 鼠标上盖制品外形设计 .101.2.2 最佳成型方法的选择 .101.2.3 分析最佳成型工艺 .101.2.4.1 模具结构分析和确定 .101.2.4.2 模具主要零部件的结构设计 .111.3
6、研究目的及意义 .112鼠标上盖设计及其成型工艺分析 .122.1 产品开发依据用途清单 .122.2 制品结构和形状的设计 .122.3 制品材料选择 .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 双酚 A 型聚碳酸酯（PC） .152.4 注射工艺选择 .172.4.1 工艺难点分析 .172.4.2 ABS 塑料的干燥 .172.4.3 注射压力 .182.4.4 注射速度 .182.4.5 模具温度 .192.4.6 料量控制 .193.模具设计 .203.1 概述 .203.2 注塑机选型 .203.2.1 注射量计
7、算 .203.2.2 注射压力校核 .213.2.3 锁模力校核 .213.2.4 开模行程和模板安装尺寸校核 .213.3 模具浇注系统设计 .233.3.1主流道和冷料井 .233.3.2 分流道 .233.3.3 浇口设计 .243.4 注塑模成型零部件结构设计 .263.4.1 分型面位置和形状的设计 .263.4.2 型腔镶拼组合 .273.4.3 排气方式 .283.4.4 型腔成型尺寸计算 .283.4.4.1 型腔径向尺寸计算 .293.4.4.2 型芯外径尺寸 .293.4.4.3 型腔深度尺寸 .303.4.4.4 型芯高度尺寸 .303.4.4.5 两成型杆的中心距 .3
8、03.4.5 塑料模具力学设计 .303.4.5.1 型腔侧壁厚计算 .313.4.5.2 型腔底板厚计算 .313.5 合模导向和定位机构设计 .313.6 脱模机构设计 .323.7 模温调节系统 .333.8 模具材料 .35结 语 .36致 谢 .37参考文献 .3801绪 论1.1 国内外发展状况1.1 1 模具工业的概况在讨论注塑模设计之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具工业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。首先要对模具有一个整体的认识。模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对
9、其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母” ，对国民经济发展起着不容质疑的作用。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为 “模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密” ，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中
10、，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11% 1。塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。塑料工业是一门新兴工业。自塑料问世后的几十年以来，由于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料 2。目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别1是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。近几年
11、来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和 3。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切
12、的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年，国内汽车年产量为183万辆，保有量为1500万辆，预计到2005年汽车年产量将达600万辆。仅汽车行业就将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前
13、，我国的彩电的年产量己超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30% ，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用 1。21.1.2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，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着产品质量、效益和新产品的开发能
14、力。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产l8英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6. 5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD 和DVD 齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0. 08mm的一模两腔的航空杯模
15、具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达50 100 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅
16、成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。 3在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG II、美国 Parametric Technology公司的Pro/Engineer 、美国CV公司的CADS5、英国 Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国 AC
17、-Tech公司的C-Mold及澳大利亚 Moldflow公司的MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技大学开发的注塑模HSC5.0系统及 CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件 1。
18、近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20, 3Cr2Mo,PMS, SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距 3。技术比较见表1表1: 国内外塑料模具技术比较表项目 国内 国外注塑模型腔精度 0. 0050. 01mm 0.020.05mm型腔表面粗糙度 Ra0.010. 05 um Ra0.20 um非淬火钢模具寿命 10-60万次 1030万次淬火钢模具寿命 160300万次 50100万次热流道模具使用率 80%以上 总体不足10%
