【正文】 機械工程系 模具設計與制造專業(yè)畢業(yè)設計/論文設計/論文題目： 鼠標底座模具設計 班 級： 模具設計與制造 姓 名： 指導老師： 完成時間： 1 緒論 模具工業(yè)概況材料只是通過成型才能成為具有使用價值的各種制品，75％以上的金屬制品（含半成品），95％以上的塑料制品是通過模具（包括壓延輥筒）來成型的。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。在各種材料加工工業(yè)中被廣泛地使用著各種模具，如金屬制品成型的壓鑄模、鍛壓模、澆鑄模、非金屬制品成型的玻璃模、陶瓷模、塑料模具等。每種材料成型模具按成型方法不同又分為若干種類型。采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高，質(zhì)量好，切削少，節(jié)約能源和原材料，成本低等一系列有點，模具成型已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段，成為多種成型工藝中最具潛力的發(fā)展方向。模具是機械、電子等行業(yè)的基礎工業(yè)，它對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展起著越來越大的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產(chǎn)業(yè)，是技術成果轉(zhuǎn)化的基礎，同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”。德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)” 。日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到13000億日元，遠遠超過日本機床總產(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11%。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。近年來，我國的塑料模具制造技術也有較大的發(fā)展，從過去只能制造簡單的模具，發(fā)展到今天可以利用現(xiàn)代制造技術生產(chǎn)一些大型、精密、復雜、長壽命的模具。塑料制品生產(chǎn)中先進合理的成型工藝、高校的設備、先進的模具是必不可少的重要因素。塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具的制造和更新為前提的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來越高，因而導致了當今塑料模具的研究、設計和制造技術的迅猛發(fā)展。從模具設計和制造兩方面來看，模具未來發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在：理論研究不斷發(fā)展，設計計算日趨成熟；塑料模具的高效率自動化；大型塑料模具的開發(fā)和使用；高精度塑料模具的開發(fā)；模具計算機輔助設計（CAD）輔助工程（CAE）；模具制造新工藝的進展；簡單制模工藝的研究；模具標準化使用和特種塑料成型模具的研制[1]。 計算機系統(tǒng)輔助設計CAD/CAE這是20世紀70年代迅速發(fā)展起來的，到80年代已進入實用化。不同的軟件可分別用于不同的塑料模具設計和對模具結構、產(chǎn)品質(zhì)量進行分析，它由計算機硬件和專用軟件組成。CAD軟件的主要功能是幾何造型技術，它將制品圖形立體地精確地顯示在屏幕上，完成制件設計的繪圖工作，對制品或模具進行力學分析。而過程軟件（CAE軟件）中流動軟件可模擬熔體在模內(nèi)的流動過程。冷卻分析軟件可模擬熔體的凝固過程和在模內(nèi)溫度的變化，預測可能出現(xiàn)的問題，如制品缺陷、翹曲、變形、內(nèi)應力等，使設計結果優(yōu)化。目前，諸如PRO Engineer、UNIGRAPHICS NX系列等三維實體造型技術已經(jīng)相當成熟，用戶可以根據(jù)已有的三維實體模型，通過設定圖幅，視圖類型，投影方向，剖切等參數(shù)，自動生產(chǎn)所需的二維工程圖。由于工程圖中各個視圖是由系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品實體模型自動生成的，因而很好地解決了傳統(tǒng)二維繪圖中始終存在的投影線，截交線難求的問題。此外，所生成的二維工程圖的參數(shù)與相應的三維實體模型的參數(shù)關聯(lián)，當設計模型修改后，系統(tǒng)會自動刷新制圖模型，從而徹底解決了由于設計修改引起的圖檔更新問題。除了關聯(lián)性外，應用計算機輔助軟件進行三維實體模型自動生成工程圖的方法還有如下特點：具有一個直觀的，易于使用的，圖形化的用戶界面；主模型方法支持并行工程，即當設計員在模型上工作時，制圖員可以同時進行制圖；可以控制隱藏線的可見性（不可見，虛線可見，實線可見）；大多數(shù)制圖對象的編輯與建立是在同一對話框中，如尺寸，符號等[6]。 研究課題分析本次設計研究課題為Logitech鼠標底座成型工藝及其注塑模設計，本文將針對鼠標底座進行具體分析，擬定最佳成型工藝并進行成型模具理論設計計算，并制定具體模具制造方案，擬寫工藝卡片。 制品外觀分析對Logitech鼠標底座進行尺寸測量，測繪工具采用20mm游標卡尺和直徑千分尺，,利用Auto CAD 2008軟件進行詳細測繪，繪制三視圖以表達制品外形，方便之后設計的成型工藝尺寸計算。 注塑成型方法塑料制品中95％以上由模具來成型，其中包括注塑成型、擠塑成型、吹塑成型、熱成型等成型方法，針對此次研究課題制品的質(zhì)量、材料、體積等屬性，并考慮到實際生產(chǎn)過程中生產(chǎn)周期、經(jīng)濟效益和模具成本等各方面因素，選擇合理的塑料成型方法。 注塑成型工藝考慮到Logitech鼠標底座質(zhì)量、壁厚、材料、以及在分型面上投影面積大小，包括生產(chǎn)精度，生產(chǎn)批量和周期等因素直接影響鎖模力、冷卻系統(tǒng)等多種參數(shù)的選擇，本文在對塑件進行具體分析的基礎上，依據(jù)制品開發(fā)依據(jù)及成型要求來選擇較合適的成型工藝。 設計研究目的及意義通過本次課題研究，加強掌握復雜結構的塑件成型方法及模具設計制造工藝。模擬實際設計過程中遇到的種種問題，擬定解決方案，以此來培養(yǎng)設計經(jīng)驗，鞏固模具設計專業(yè)知識。2 鼠標底座設型工藝分析 制品外觀性能要求Logitech鼠標底座，尺寸精度等級MT2，制件透明，要求耐磨損，耐腐蝕，耐高溫、具有一定的抗沖擊性，高強度，大批量生產(chǎn)，成型周期短。 制品外形結構分析制品平均壁厚2mm，澆口位于底板中央置前處，內(nèi)部結構較為復雜，設有滾輪支撐架、固定底座和鼠標上蓋的鏍釘沉孔、鼠標拖線槽、激光頭開槽口、三對加強筋等，外體結構根據(jù)人體工程學設計。整體而言結構上具有較高的強度。針對制品利用CAD軟件進行視圖繪制，以最佳角度表達制件外觀及其內(nèi)部所有結構特點，方便確定模具各部分具體結構設計。 俯視圖 側(cè)視圖 仰視圖 制品材料選用根據(jù)制品透明、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫、耐壓、具一定抗沖擊性等特點，選擇PET、PC兩種材料進行選擇比較： 聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚對苯二甲酸乙二醇酯的英文名稱為polyethylene terephthalate，簡稱PET。聚對苯二甲酸乙二醇酯的分子鏈由剛性的苯基、極性的酯基和柔性的脂肪烴基組成，所以其大分子鏈既剛硬，又有一定的柔順性。聚對苯二甲酸乙二醇酯的支化程度很低，分子結構規(guī)整，結晶度可達40％；但它的結晶速度很慢。結晶溫度又高。因此可制成透明度很高的無定形聚對苯二甲酸乙二醇酯。聚對苯二甲酸乙二醇酯為無色透明或乳白色半透明的固體，～，透光率為90％；～。聚對苯二甲酸乙二醇酯的阻隔性能較好，對OHCO2等都有較高的阻隔性；吸水性較低，%，并能保持良好的尺寸穩(wěn)定性。PET具有較高的拉伸強度、剛度和硬度，良好的耐磨性、耐蠕變性，并可以在較寬的溫度范圍內(nèi)保持這種良好的力學性能。聚對苯二甲酸乙二醇酯的拉伸強度與鋁膜相近。是聚乙烯薄膜的9倍。PET的熔融溫度為255～260攝氏度，長期使用溫度為120攝氏度，短期使用溫度為150攝氏度。它的熱變形溫度（）為85攝氏度，用玻璃纖維增強后可達220～240攝氏度。而且其力學性能隨溫度變化很小。其電絕緣性也較優(yōu)良，隨溫度升高，電絕緣性有所降低，且電性能會受到濕度的影響。作為高電壓材料使用時，薄膜的耐電暈較差。由于聚對苯二甲酸乙二醇酯含有酯基，不耐強酸強堿，在高溫下強堿能使其表面發(fā)生水解。氨水的作用更強烈。在水蒸氣的作用下也會發(fā)生水解。但在高溫下可耐高濃度的氫氟酸、甲酸、乙酸[3]。 聚碳酸酯聚碳酸酯英文名稱為polycarbonate，簡稱PC。聚碳酸酯的分子主鏈是由柔順的碳酸酯鏈與剛性的苯環(huán)相連接，從而賦予了聚碳酸酯許多優(yōu)異的性能。聚碳酸酯分子主鏈上的苯環(huán)使聚碳酸酯具有很好的力學性能、剛性、耐熱性能、而醚鍵又使聚碳酸酯的分子鏈具有一定的柔順性，所以聚碳酸酯為一種既剛又韌的材料。由于聚碳酸酯分子主鏈的剛性及苯環(huán)的體積效應，使它的結晶能力較差，基本屬于無定型聚合物，具有優(yōu)良的透明性。聚碳酸酯分子主鏈上的酯基對水很敏感，尤其在高溫下易發(fā)生水解現(xiàn)象。聚碳酸酯為一種透明、呈微黃色的堅韌固體。，透光率可達90％，無毒、無味、無臭、并具有高度的尺寸穩(wěn)定性，均勻的模塑收縮率以及自熄性。聚碳酸酯為一種既剛又韌的材料，力學性能十分優(yōu)良。其拉伸、彎曲、壓縮強度都較高，且受溫度的影響小。尤其是它的沖擊性能十分突出，優(yōu)于一般的工程塑料，抗蠕變性能也好，要優(yōu)于聚酰胺和聚甲醛，特別是用玻璃纖維增強改性的聚碳酸酯的耐蠕變性更優(yōu)異，故在較高溫度下能承受較高的載荷并能保證尺寸的穩(wěn)定性。聚碳酸酯具有很好的耐高低溫性能，120攝氏度以下具有良好的耐熱性，熱變形溫度達130～140攝氏度。同時具有良好的耐寒性，脆性溫度為－100攝氏度，長期使用溫度為－70～120攝氏度。而且它的熱導率及比熱容都不高，線脹系數(shù)也較小，阻燃性也好，并具