【正文】 Based on Pro/E in the mouse cover Injection mold CAD/CAM Student Li Chunwei Supervisor Li Depu Specialty Mechanical Design And Manufacturing Automation School Light Industry College 2021 05 28 III 畢業(yè)設計（論文）任務書 姓名 ：李 春微 學院 ：輕工學院 班級 ： 06機械 三 班 專業(yè) ：機械設計制造及其自動化 畢業(yè)設計（論文）題目 ： 基于 Pro/E 的 鼠標上蓋 注塑模具 CAD/CAM 立題目的和意義： 綜合運用所學 專業(yè) 相關的知識 以及搜集到的塑料模具知識，在老師的指導下通過解決模具設計、分模等 問題，以提高學生的綜合實踐能力，培養(yǎng)學生良好的設計思想和工作作風。 畢業(yè)設計的題目是：鼠標上蓋的注塑模。此外，進行了脫模機構的設計，合模導向機構的設計，冷卻系統(tǒng)的設計等。 本次模具設計不僅能對掌握的專業(yè)知識進行復查檢驗，還鍛煉獨立解決問題、提高查閱設計手冊的能力，更加熟悉相關的國家標準和國際標準。 本文在對鼠標上蓋結構及其尺寸進行分析的基礎上，確定了模具的總體結構形式，即采用直澆口、一模兩腔的模具布局方式；型腔采用整體式，型芯采用整體嵌入式的成型零件結構形式；采用推板推出結構完成塑件的推出操作。 關鍵詞： 注塑模具；設計；數(shù)控編程 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） II Abstract The mouse on the cover is a typical use of injection molded plastic products manufactured. This article on the mouse over the structure and dimensions and determine the overall structure of a mould, which is in the form of direct gate, two cavity mold layout。模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產品的基礎工藝裝備之一。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” 。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。特別是在辦公設備、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，都已經向塑料化方向發(fā)展。用塑料模具生產的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產率高、產品的尺寸哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 2 規(guī)格一致，特別是對大批量生產的機電產品，更能獲得價廉物美的經濟效果。 1999年中國大陸制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為 330億元，今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長。僅汽車行業(yè)就將需要各種塑料件 36萬噸，而目前的生產能力僅為 20多萬噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。到 2021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到 50%，這些都會大大增加對模具的需求量。在大型模具方面已能生產 l8英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 6. 5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。注塑模型腔制造精度可達 0. 02 ~ 0. 05mm，表面粗糙度 Ra0. 2 u m，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10~30萬次，淬火鋼模達 50 ~100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。但總體上熱流道的采用率不到 10%,與國外的 50~80%相比，差距較大。 近年來，國內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，對模具的質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。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術水平己取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。目前，就整個模具市場來看，進口模具約占市場總量的 20%左右，其中，中高檔模具進口比例達 40%以上。目前發(fā)展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，這 2個省的模具產值已占全國總量的六成以上。 (3)模具產品水平和生產工藝水平總體上比國際先進水平低許多，而模具生產周期卻要比國際先進水平長許多。 (6)與國際先進水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術落后。提高模具標準化水平和哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 5 模具標準件的使用率。經國務院批準，從 1997年開始對部分模具企 業(yè)實行了增值稅返還 70%的優(yōu)惠政策。我國模具工業(yè)一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實實在在的新時代即將到來。隨著計算機硬件和軟件技術水平的迅速提高， CAD技術及其應用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。 80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內塑料 熔體的流動過程，使設計人員可以依據理論分析并結合自身的經驗，在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質量。 Computer Inc公司的 TMCONCEPT專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括材 料選擇 TMCMS、注射工藝條件和模具費用優(yōu)化 TMCMCO、注射流動分析 TMCFA、型腔尺寸設計 TMCCSE和模具傳熱分析 TMCMTA等功能模塊。從 80年代中期開始，國內部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑模 CAD系統(tǒng)。 我國在注射模 CAD技術 研究與開發(fā)方面較具代表性的工作有 : 浙江大學基于工作站的 UG II系統(tǒng)開發(fā)出精密注射模 CAD/CAM系統(tǒng)。在國內首次將人工智能技術引入注射模 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)。 1． 2 注射模的組成與分類 現(xiàn)以下圖 ，分析注射模的組成與分類。 （ 2）合模導向機構：主要用來保證動摸和定模兩大部分或模具中其他零件（如凸模和凹模）之間的準確對合，以保證制品形狀和尺寸精確度，并避免模具中各種零 部件發(fā)生碰撞和干涉。在塑件被推出之前，必須先拔出側向凸模（側向型芯）或側向成型塊，然后方能順利脫模。 （ 2）按照注射成型工藝特點分：單模腔注射模、多模腔注射模、絕熱流道注射模、熱流道注射模、熱固性塑料注射模、低發(fā)泡注射模和精密注射模等。 首先對鼠標上蓋進行測繪，并對塑件的使用性能和結構要求有一個基本的了解。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能。 ABS 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。選擇分型面應根據塑料的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧其澆口形式、脫模方式、嵌件位置以及排氣條件、易清除飛邊、便于加工等諸因素，通盤考慮。選哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 10 擇合理的成型位置、結構現(xiàn)狀形式 ，就是能使成型結構簡在現(xiàn)有設備狀況下，基本滿足技術上的需要，易于加工、易于修改維修和更換。根據這兩個參數(shù)及可選用合適的成型設備。塑件落在動模上，且垂直面上已完全清除了平行方向上的障，礙，折實頂出機構在注射機頂桿的驅動下將成型塑件從動模中頂出。工程圖盡量按 1：1的比例畫出，因為這樣比較直觀，容易發(fā)現(xiàn)問題，如果需要放大或 縮小，必須嚴格哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 11 按比例畫出。即已存在的問題會充分暴露出來，經過改正修訂后，描清并正式編號，標出模體的外輪廓尺寸以及模具的定位和安裝尺寸 1． 4 設計任務與要求 課題題目是【 基于 Pro/E 的鼠標上蓋注塑模具 CAD/CAM 技術要求：材料選用 ABS，縮水率為 5/1000 零件四周不能有披峰 零件不允許有頂白、氣孔和接合線缺陷 尺寸公差 符 合國家標準 1． 5 注射機的選 擇及其參數(shù) 1． 5． 1 制品材料的成形特性與工藝分析 ABS 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 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 160~190℃ 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，因此加工溫度范圍較寬。 ABS 具有較小的成型收縮率，收縮率變化最大范圍約為 %~%，在多數(shù)情況下，其變化小于該 范圍。） 65~98 塑化形式 螺桿式柱塞式 拉伸強度 33~49 拉伸彈性模量 (E/103MPa) 彎曲強度 80 彎曲彈性模 量 壓縮強度 18~39 缺口沖擊強度 11~20 硬 度 HRC 62~86 導熱系數(shù) /10W K1 1255～ 1674 線脹系數(shù) /105K1 ～ 滯留溫度 130 外 觀 淺象牙色或白色不透明 特 點 耐熱、表面硬度高、尺寸穩(wěn)定、耐化學及電性能好， 易成型加工，可鍍鉻 表 13 ABS注射成型工藝參數(shù)表 工藝參數(shù) 通用型 ABS 注射機類型 螺桿式 料桶后部溫度 /℃ 150~170 料桶中部溫度 /℃ 165~180 料桶前部溫度 /℃ 180~200 噴嘴溫度 /℃ 170~180 模具溫度 /℃ 50~80 注射壓力 /MPa 60100 保壓力 /MPa 3050 注射時間 /s 25 保壓時間 /s 510 冷卻時間 /s 515 成型時間 /s 1530 備注（原材料） 預干燥 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 13 1． 5． 2 注射機的選擇 注射成型機的選擇： 應根據成型塑件所需的最大注射容量或質量（含塑件與澆注系統(tǒng)凝料的用量）、鎖模力、模具的閉合厚度及所需的開模距離等來確定。 s1 7． 3 鎖模形式 雙曲肘 鎖模力 /KN 630 拉桿內間距 /mm 370 320 移模行程 /mm 270 最大模具厚度 /mm 300 最小模具厚度 /mm 150 噴嘴球半徑 /mm SR15 模具定位孔直徑 /mm Φ 125 參考 李德 群． 《中國模具工程大典》第三卷 材料與橡膠模具設 計． 電子工業(yè)出版社 . 第 426428 頁 哈爾濱商業(yè)大學畢業(yè)設計（論文） 14 2 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設計 2． 1 分型面 設計 2． 1． 1 分型面作用、形式和設計原則 模具上用以 取出制品和澆注系統(tǒng)凝料的，可分離的接觸表面稱之為分型面。因此在制品光滑平整的表面或圓弧曲面上，應盡量避免選擇分型面 ； （ 4） 盡可能滿足制品的使用要求。當安排制品在型腔中方位時，應盡可能避免側向分型或抽芯，特別應避免在定模一側的側向抽芯 ； （ 9） 在選擇非平面分型面時，應有利于型腔加工和制品的脫模方便，因此設計非平面分型面時，應注意分型面上力的平衡。 也是同外側一樣有四個通孔。 模具采用對稱布置，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，避免局部漲模力過大影響鎖模。凹凸模按結構不同主要可分為整體式和組 合式兩種結構形式。 凹模結構設計如下 圖 圖 凹模結構三維圖 凸模結構設計如下 圖 圖 凸模結構三維圖 2． 4 澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質、傳壓和傳熱 的功能，對制品質量影響很大。 （ 3）澆口尺寸、位置和數(shù)量的選擇十分關鍵，應有利于熔體流動、避免產生湍流、渦流、噴射和蛇形流動，并有利于排氣和補縮。 （ 7）盡量減少因開設澆注系統(tǒng)而造成的塑料熔料用料。 2． 4． 2 主流道設計 主流道形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。取α為 1176。 澆口套尺寸如下 圖 圖 冷料穴與拉料桿設計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或者位于分流道的末端。設計在主流道正對面的動模板上，既可以收集、儲存冷料，還可以保證脫模時塑件留在動模一側 ，同時還設計在分流道拐彎處末端為冷料穴 。 2． 4． 4 分流道設計 分流道長度應盡可能短小，便于成型過程中最經濟的使用原料 和注射機的功耗，減少壓力損失和功耗損失。再綜合截面形狀為梯形、 U形、半圓形 和矩形四種流道特點，本設計選用斷面形狀為矩形的流道，矩形截面分流道的寬度 b 可取 6mm，半徑深度h=4mm。而各種塑料因其性能的差異對于不同的澆口形式也會有不同的適應性，因此根據《塑料成型工藝與模具設計》書中表 55 查得，材料 ABS 適應 于任何澆口。 不過綜合考慮： 最終確定