【正文】 初選分流道為半圓柱形流道，這種分流道加工簡(jiǎn)單。 由于塑件底面形狀簡(jiǎn)單為平面，所以采用普通推出機(jī)構(gòu)中的推桿推出方式。推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作通常是由安裝在注射機(jī)上的機(jī)械頂桿或液壓缸的活塞桿來(lái)完成的。冷料井由 Z 型拉料桿與主流道位于分型面下空間組成 ,拉料桿的根部固定在推板上，在推出制件時(shí)，冷料也同時(shí)被推出，取凝料時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可將凝料從動(dòng)模板中取下。 ABS 塑料的收縮率為 ～ %，取平均收縮率為 % 。 分型面的選擇 塑件的分型面應(yīng)位于截面尺寸最大的部位，本實(shí)例中塑件的分型面選取如圖所示。 4) 按經(jīng)濟(jì)性確定型腔數(shù) 根據(jù)總成型加工費(fèi)用最小的原則，并忽略準(zhǔn)備時(shí)間和試生產(chǎn)原材料費(fèi)用，僅考慮模具費(fèi)和成型加工費(fèi)。 1051050101800 46 463 ???? ???????? ? ?zmjmAp ApFn F —— 注射機(jī)的額定合模力 (N)。 注射壓力的校核 ABS 塑料的注射壓力為 70～ 90MPa, 取 80MPa。 最小模具厚度－－ 70mm 單根頂桿設(shè)在模板中心。 優(yōu)點(diǎn)：重心低，穩(wěn)定；加料、操作及維修方便；塑件可自行脫落，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。并且收縮率的方向均勻性比 PEHD等材料要好得多。特性的變化依賴于混合物如 PPO 和 PS 的比率。特別是大分子量的 PVC 材料更難于加工（這種材料通常要加入潤(rùn)滑劑改善流動(dòng)特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC 材料。SA 中加入玻璃纖維添加劑可以增加強(qiáng)度和抗熱變形能力，減小熱膨脹系數(shù)。 3）吸濕性：塑料中的水分很大程度上影響到塑件的物理、機(jī)械、介電性能。 4）優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性：一般塑料對(duì)酸、堿、鹽均有一定的抗腐蝕性，因此在化工設(shè)備中有著極其廣泛的用途。 根據(jù)端蓋塑件的特征，選用澆注系統(tǒng)為直澆口的單分型面兩型腔注射模。進(jìn)行曲面重構(gòu)時(shí)使用的是放樣的方法，雖然可以獲得很好的曲面質(zhì)量，但是增大了曲面和點(diǎn)云之間的誤差。重構(gòu)參數(shù)是逆向工程對(duì)實(shí)物原型復(fù)現(xiàn)的參數(shù)。在重構(gòu)的計(jì)算中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生誤差，記為計(jì)算誤差 AI 計(jì) 。這種體現(xiàn)在實(shí)物原型上的參數(shù)稱為實(shí)物原型參數(shù)。（在畫水平線和垂直線的時(shí)候都要摁著 Ctrl） 4 點(diǎn)應(yīng)用得到如圖 2－ 7所示的點(diǎn)云。 、定位視圖 、點(diǎn)云。然后在世界坐標(biāo)系中做出這些線和面的相似形，最后使用 Imageware 中的對(duì)齊工具，進(jìn)行對(duì)齊。這個(gè)數(shù)據(jù)量還是比較龐大，而且分布不均勻，為了使點(diǎn)的分布比較合理，需要處理海量數(shù)據(jù)，典型的處理方式是采用定義點(diǎn)距大小的方式縮減一部分?jǐn)?shù)據(jù)，使點(diǎn)云看上去更清楚，也便于多邊形網(wǎng)格化數(shù)據(jù)或做其他處理。數(shù)據(jù)點(diǎn)質(zhì)量的好壞直接影響到曲面精度。 模型分析 針對(duì)鼠標(biāo)的外形觀察，發(fā)現(xiàn)其實(shí)體表面主要分為四個(gè)曲面圍成。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 Imageware12 是著名的 逆向 工程軟件， 其 廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、消費(fèi)家電、模具、計(jì)算機(jī)零部件領(lǐng)域。 三： 曲面創(chuàng)建 功能 1． 決定生成那種曲面。 二 :創(chuàng) 建功能 1． 判斷和決定生成哪種類型的曲 線。 Imageware12 軟件可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點(diǎn)信息將點(diǎn)云對(duì)齊。 分辨率可達(dá) 5μm ，速度： 30000點(diǎn) /每秒， (可借助機(jī)械臂或數(shù)控機(jī)械平臺(tái)掃描任何大小的物體） 。越來(lái)越多的三維設(shè)計(jì)軟件如 MDT,Solid Works、 ProE、 UG 等，都得到了廣泛的應(yīng)用。目前 在 點(diǎn) 云生成曲面的 過(guò) 程中，主要有三種曲面構(gòu)造的方案：其一是以 BSpline或 NURBS曲面為基礎(chǔ) 的曲面構(gòu)造方案；其二是以三角 Bezier 曲面為基礎(chǔ) 的曲面構(gòu)造方案；其三是以多面體方式 來(lái) 描述曲面物體。 從三維數(shù)據(jù)的采集方法上來(lái)看，非接觸式的方法由于同時(shí)擁有速度和精度的特點(diǎn)，因而在逆向工程中應(yīng)用最為廣泛。 三維掃描技術(shù)能實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量，且具有速度快、精度高的優(yōu)點(diǎn)。 STL 數(shù)據(jù)經(jīng)曲面斷層處理后，可以直接由激光快速成型方式將實(shí)體制作出來(lái) 。逆向工程系統(tǒng)就專門為制造業(yè)提供了一個(gè)全新、高效的三維制造路線。由于各種原因往往我們都會(huì)遇到只有一個(gè)實(shí)物樣品或手工模型，沒(méi)有圖紙或 CAD 數(shù)據(jù)檔案，有時(shí)，甚至可能連一張可以參考的圖紙也不存在，沒(méi)法得到準(zhǔn)確的尺寸，這就為我們?cè)诤罄m(xù)的工作中采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和先進(jìn)的制造技術(shù)帶來(lái)了很大的障礙，制造模具也就更為煩雜。一般情況，注射模是由成形部件、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)和支撐零部件組成，如果塑件有側(cè)向的孔或凸臺(tái)，注射模還包括側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。逆向工程技術(shù)在我國(guó)，特別是在注塑行業(yè)有著十分廣 闊的應(yīng)用前景。 將逆向工程技術(shù)應(yīng)用到塑料 鼠標(biāo)模具的設(shè)計(jì)與制造中 ， 從而實(shí)現(xiàn)注塑模的快速設(shè)計(jì)與制造 。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機(jī)的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核、都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)，針對(duì) 鼠標(biāo)底座 的具體結(jié)構(gòu)，該模具是 潛伏式 澆口的 單 分型面注射模具 ， 通過(guò)整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。而按照模具本身材料的不同，模具可分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟?zāi)＞叩鹊?。塑料在型腔?nèi)繼續(xù)受熱受壓而發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)并固化成型。通過(guò)各種測(cè)量手段及 三維幾何建模方法，將原有實(shí)物（產(chǎn)品原型或油泥模型）轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)上的三維數(shù)字模型，在 CAD 領(lǐng)域，這就是所謂的逆向工程。往往制作的產(chǎn)品沒(méi)有原始設(shè)計(jì)圖檔，而是委托單位交付一件樣品或模型，如木鞋模、高爾夫球頭、玩具、電氣外殼結(jié)構(gòu)等，請(qǐng)制作單位復(fù)制（ Copy）出來(lái)。它是獲得原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最直接的方法，也是最理想的方法。用三維掃描儀對(duì) 手板， 樣品、模型進(jìn)行掃描，可以得到其立體尺寸數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)能直接與 CAD/CAM 軟件接口，在 CAD系統(tǒng)中可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整、修補(bǔ)、再送到加工 中心 或快速成型設(shè)備 上 制造 ，可以極大的縮短產(chǎn)品制造周期 。 3．?dāng)?shù)據(jù)平滑，數(shù)據(jù)平滑的目的是為了消除噪音點(diǎn)，得到精確的模型和良好的特征提取效果，采用平滑法處理方法，應(yīng)力求保持待求參數(shù)所能提供的信息不變。因此若要 將產(chǎn) 品 應(yīng) 用逆向工程的技 術(shù) ，反求出此 產(chǎn) 品的原 CAD 模型，并非 單純 的使用一種方法即可完成，而須視 此 產(chǎn) 品外形的幾何特性， 選擇 適 當(dāng) 的 處 理方法，方可得出良好的幾何形 狀 ，以 滿足 產(chǎn) 品外形的幾何特性。最大特點(diǎn)就是：精度高、速度快、逼近原形。特征曲線的構(gòu)造在其中起著重要的作用。 3． 通過(guò)可視化點(diǎn)云觀察和判斷，規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線，可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來(lái)調(diào)整曲線。 2． 創(chuàng)建曲面。利用它，設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)初期能夠很方便地進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，將主要精力集中在零件的選型、相關(guān)結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及零件的使 用功能上，設(shè)計(jì)者們能最大限度的發(fā)揮聰明才智，這一過(guò)程在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，占據(jù)極為重要的作用。然后分別進(jìn)行裁剪，就得到了想要得曲面大小。在鼠標(biāo)外形的點(diǎn)云數(shù)據(jù)被三維激光掃描設(shè)備掃描后，把所獲得的原始的云數(shù)據(jù)另存為 IGS 格式。 處理結(jié)果如下圖 25 所示。 X = 0, Y = 0, Z = 0 ，設(shè)定終點(diǎn)為 X= 0, Y = 100 , Z = 0 建立圓 : ，選擇圓 。 創(chuàng)建截面線 : 一個(gè)截面線必須水平地切過(guò)網(wǎng)格化之后的點(diǎn)云，稍微切過(guò)主側(cè)面之下。 點(diǎn)云分割提取各特征的點(diǎn)云 在建立曲線前需要將點(diǎn)云分割提取點(diǎn)云，具體操作步驟構(gòu)造 —— 〉剖面截取點(diǎn)云—— 〉交互式點(diǎn)云截取 提取的所有特征點(diǎn)如圖 28所示 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 28所有特征點(diǎn)云 曲線構(gòu)造 將提取的點(diǎn)云導(dǎo)入 UG 軟件中進(jìn)行曲線的構(gòu)造。相對(duì)原始設(shè)計(jì)參數(shù)，實(shí)物原型本身存在誤差：一是制造實(shí)物原型所產(chǎn)生的制造誤差 AI 制 ，二是 原型在使用中的磨損和破損誤差 AI 損 。 實(shí)物原型是依據(jù)原始設(shè)計(jì)參數(shù)制造的，還原產(chǎn)品是依據(jù)重構(gòu)參數(shù)制造的。這就要求逆向工程在前述的再設(shè)計(jì)階段能還原實(shí)物原型的原始設(shè)計(jì)參數(shù)。 累加放大后的誤差，就是本次逆向設(shè)計(jì)的最終理論誤差。它有著以下諸多優(yōu)點(diǎn)： 1）重量輕：一般的塑料密度為 ～ g/cm3 ，這對(duì)于減輕自重的汽車、飛機(jī)、航空航天等工程有著重要的意義。 塑料的成型工藝特點(diǎn) 塑料在常溫下是玻璃態(tài)，若加熱是高彈態(tài)，進(jìn)而變?yōu)轲こ砹鲬B(tài)，從而有優(yōu)良的可塑性，可以用很多高生產(chǎn)率的成型方法制造產(chǎn)品。 4）定型速度：熱固性塑料在成型過(guò)程中要完成交聯(lián)反應(yīng)，即樹(shù)脂分子由線型結(jié)構(gòu)變成體型結(jié)構(gòu)，這一過(guò)程稱為硬化 。 PVC 材料在實(shí)際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、輔助加 工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。它能夠抵抗水、稀釋的無(wú)機(jī)酸，但能夠被強(qiáng)氧化酸如濃硫酸所腐蝕，并且能夠在一些有機(jī)溶劑中膨脹變形。 5） PP 聚丙烯 PP 是一種半結(jié)晶性材料。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。 注射機(jī)的種類和應(yīng)用范圍 注塑機(jī)按照注射裝置和鎖模裝置的排列方式，可分為立式、臥式和 角式注射機(jī) 。 優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)介于立式注射機(jī)和臥式注射機(jī)之間。 噴嘴圓弧半徑－－ 18mm 模板面上螺紋孔 M1625 共 36個(gè) 噴嘴孔直徑－－－ Φ 4mm 模板尺寸－－－－ 315mm5 00mm 拉桿空間－－－－ 373mm29 5mm 根據(jù)塑件的大小和實(shí)際中常用的注射機(jī)，注射端蓋塑件選用 XSYZ250 型螺桿式注射機(jī)，外形如圖 43所示 。 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為 。取 5cm2 Az—— 單個(gè)制品在分型面上的投影面積 (mm2)。 Y—— 每小時(shí)注射成型加工費(fèi) (元／ h)。 型腔、型芯的結(jié)構(gòu)采用組合式型芯如圖 5－ 2 所示 圖 5－ 2組合式型腔、型芯的結(jié)構(gòu) 型芯和型腔的尺寸 分型面 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 1）型腔徑向尺寸 ABS 塑件的精度一般為 4級(jí)，塑件徑向尺寸 62mm的公差值為 ,模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差δ z=Δ /3≈ ；取 x=， ABS 塑料的收縮率在 ～ %，取 % 。 圖 5－ 3型腔結(jié)構(gòu) 型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件。 考慮到與潛伏式澆口的銜接，根據(jù)推薦尺寸選?。? 分流道直徑 d＝ 6mm 分流道長(zhǎng)度由澆口于制件內(nèi)位置布置和選取的標(biāo)準(zhǔn)尺寸而定，考慮到兩方面的因素：分流道盡可能縮短其長(zhǎng)度，降低澆注系統(tǒng)凝料的重量；不干涉到澆口在制 件表面的位置排布，從而改變充模過(guò)程中熔料在型腔內(nèi)均勻分布狀況，影響制件成型工藝。每個(gè)制件用六根頂桿頂出，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出可靠。 澆口尺寸確定如圖 5－ 7所示： 圖 5－ 7推切式潛伏式澆口 頂出機(jī)構(gòu) 頂出機(jī)構(gòu)的作用和種類 在注射成型的每個(gè)周期中，將塑料制品及澆注系統(tǒng)凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為頂出機(jī)構(gòu)，也叫推出機(jī)構(gòu)或脫模機(jī)構(gòu)。根據(jù)澆口套其直徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸計(jì)算所得主流道直徑為。 ? ?? ?0000%)()1(??????????????zzxhSh sM ?? 4）型芯高度 塑件高度尺寸 18mm 的公差值為 ，模具最大磨損量取塑件公差的 1/6；模具的制造公差δ z=Δ /3≈ ；取 x=。這樣模具的尺寸較小，塑件質(zhì)量可靠。 Δ S—— 單腔模注射時(shí)塑件可能產(chǎn)生的尺寸誤差的百分比。 V0. 8VZjg ??????n Vg(mg)— 注射機(jī)量大注射量 (cm3或 g)，取 250cm3. Vj(mj)—— 澆注系統(tǒng)凝料量 (cm3或 g), 假設(shè)澆道凝料為 Vz(mz)—— 單個(gè)制品的容積或質(zhì)量 (cm3或 g),單個(gè)塑件為 2) 按注射機(jī)的額定合模力確定型腔數(shù)。 實(shí)際注射量＝ 2+ = 125 80% =100cm3 最大注射量滿足要求。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 表 41 XSZ60型注射機(jī)的主要參數(shù) 額定注射量－－－ 60cm3 注射壓力－－－－ 122MPa 鎖 模 力－－－－ 500KN 最大成型面積－－ 130cm2 定位孔直徑：Φ 55+ 最大開(kāi)模行程－－ 180mm 注射機(jī)的頂出方式： 最大模具厚度－－ 200mm 機(jī)械式頂桿頂出。 注射裝置與鎖模機(jī)構(gòu)的軸線呈一直線水平排列，使用廣泛。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性， 并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上百種不同品質(zhì)的 ABS 材料。由于結(jié)晶， PP 的收縮率相當(dāng)高，一般為 ～ %。混合型的 PPE 或 PPO 比純凈的材料有好得多的加工特性。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 2020屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 PVC 的流動(dòng)特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。 SA 具有很強(qiáng)的承受載荷的能力、抗化學(xué)反應(yīng)能力、抗熱變形特性和幾何穩(wěn)定性。流動(dòng)性過(guò)小則有填充不足、不易成型、成型壓力大等缺點(diǎn)。譬如數(shù)控機(jī)床中要求精度、穩(wěn)定性很高的導(dǎo)軌，