【正文】 化階段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實際使用中不斷改進、提高和完善。澳大利亞Moldflow PTY公司的Moldflow系統(tǒng)該系統(tǒng)具有很強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，流動分析軟件FLOW，冷卻分析軟件COOLING，流動、冷卻分析結(jié)果和模架應力場分布的可視化顯示軟件FRES以及翹曲分析模擬軟件。美國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OPTIMOLD III，二維注射流動分析軟件SIMUFLOW，三維有限元流動分析軟件SLMUFLOW 3D，冷卻分析軟件SIMUCOOL，標準模架(美國DME標準)選擇軟件OPTIMOLD等部分。美國和意大利的Plasticsamp。 我國在注射模CAD技術(shù)開發(fā)、應用及研究方面起步較晚。同時，某些高等學校和科研院所也開始了注塑模CAD系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作。這些項目的成果對促進我國注射模CAD技術(shù)的迅速發(fā)展起到了重要作用，使我國注射模CAD技術(shù)的發(fā)展和應用水平得到很快提高[1]。華中理工大學是國內(nèi)較早自行開發(fā)研究注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的單位之自80年代中期開始，就在注塑模流動分析模擬和冷卻分析模擬方面進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)HSC1。 該系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型，使形狀特征表達與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實現(xiàn)了型腔模型的快速生成。上海交通大學從1983年開始，對注射模CAD進行了多方面的研究?，F(xiàn)在在工作站UG II平臺上進一步開發(fā)智能CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。北京航空航天大學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)水平與實用價值。合肥工業(yè)大學在注射模結(jié)構(gòu)CAD技術(shù)方面進行了多年的研究與開發(fā)工作，先后研制出微機注塑模CAD系統(tǒng)PMCAD和微機注塑模CAD三維系統(tǒng)IPMCAD ，取得了較好的成績?，F(xiàn)在以AutoCAD ，進一步采用參數(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 ，在技術(shù)水平、實用性與通用性方面都達到較高水平[4]。 鼠標上蓋制品外形設(shè)計 本課題利用PRO/ENGINEER軟件對鼠標上蓋進行實體建模，PRO/E的圖形設(shè)計是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。另外系統(tǒng)還能計算出實體的表面積、體積、重量、慣性距、重心等。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準確性。 分析最佳成型工藝 鼠標上蓋為薄壁制件，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。具體內(nèi)容如下：(1)對塑件成型工藝性進行分析，對可能的工藝方案進行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。 模具設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)分析和確定 針對鼠標上蓋尺寸小，精度高的特點，根據(jù)工藝方案和零件的形狀特點、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，對模具進行分析，確定模具的合理結(jié)構(gòu)。 本研究的主要目的是通過一個具有代表性模具的分析研究，從而達到掌握具有復雜曲面模具的設(shè)計制造以及加工的方法。對電器產(chǎn)品的這種不斷提出的新要求，促使電器產(chǎn)品的外形不斷的改進，外形零件的生產(chǎn)技術(shù)也不斷得到新的發(fā)展，使電器產(chǎn)品外殼零件成形技術(shù)在成形領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。他們的電器產(chǎn)品外觀美觀，讓人賞心悅目，而且設(shè)計高效快捷，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快。 目前，國內(nèi)在電器產(chǎn)品外觀零件設(shè)計制造方面的研究還處于初級階段，與發(fā)達國家的差距很大。面對日益激烈的國際競爭，必須緊跟國際先進水平，不斷提高電器產(chǎn)品外觀零件的質(zhì)量，降低設(shè)計和生產(chǎn)成本，加快生產(chǎn)周期。以此作為一個突破口，帶動和促進相關(guān)電器產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。 制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計用Pro/E軟件進行鼠標上蓋的三維建模，三維實體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型,可以從各個角度對模型進行觀察，軟件可以測量并且可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 Pro/E的CAE分析模塊塑性顧問進行熔體的充模仿真，可以驗證模具結(jié)構(gòu)的正確性，:鼠標上蓋外形（用Pro/E設(shè)計完成的制品圖）．制品材料選擇通用塑料如聚丙烯PP，聚乙烯PE，聚氯乙烯PVC具有應用范圍廣、加工性能良好，價格低廉的優(yōu)點，但由于其力學性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。ABS具有良好的綜合物理力學性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。ABS熔體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。在80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機，但更長采用螺桿式注塑機，后者更適于形狀復雜制品、大型制品成型[5]。聚苯乙烯透光率不低于80%，霧度約為3%，折射率較大，~，具有特殊光亮性，但儲存時易泛黃。聚苯乙烯較輕，~。②熱學性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無定形結(jié)構(gòu)，超過玻璃化溫度即開始軟化，軟化點僅95℃左右，許多力學性能都受到溫度升高的明顯影響。120℃開始成為熔體，180℃后開始具有流動性，其熱穩(wěn)定性較好，超過300℃才開始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。加工工藝性 吸濕性很小，加工前一般不需要專門的干燥工序成型溫度范圍較寬收縮率及其變化范圍都很小，%~%有利于成型出尺寸精度較高和尺寸較穩(wěn)定的制品[5]聚苯乙烯制品容易產(chǎn)生內(nèi)應力，并且在空氣中會緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用（PC）雙酚A型聚碳酸酯是無色或者微黃色透明的剛硬、堅韌固體。拉伸、壓縮、彎曲強度均相當于聚酰胺聚酰胺66，沖擊強度高于所有脂肪族聚酰胺和大多數(shù)工程塑料，抗蠕變性也明顯優(yōu)于聚酰胺、聚甲醛。在工程塑料中，他的耐熱性優(yōu)于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,與PET相當，但遜于其他工程塑料。由于吸濕性較小，環(huán)境溫度對電性能無明顯影響。PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力學性能方面的缺點也不選用。）65~9865~90132~138模具溫度60~8040~6085~120噴嘴溫度180~190160~170250~300中段溫度180~230170~190270~320后段溫度150~170140~160250~270注射壓力60~10060~10050~110塑化形式螺桿式柱塞式螺桿式柱塞式螺桿式柱塞式拉伸強度33~4935~6360~66拉伸彈性模量~彎曲強度8061~98105~113彎曲彈性模量壓縮強度18~3980~11285缺口沖擊強度11~20~不斷硬 度R62~86洛氏M65~80體積電阻率10161017~10191015介電常數(shù)~106 Hz≥擊穿電壓19~2720~30外 觀淺象牙色或白色不透明無色透明、摔打音清脆透明微黃特 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，可鍍鉻耐水、耐化學品、絕緣性好、不耐沖擊不耐溫透明度高、硬而韌、高抗沖、尺寸穩(wěn)定性優(yōu)電絕緣性和耐熱性好、耐開裂耐藥品性差材料最終選定為ABS,其綜合性能優(yōu)異，具有較高的力學性能，流動性好，易于成型；成型收縮率小，理論計算收縮率為0．5％ ；溢料值為0．04 mm；比熱容較低，在模具中凝固較快，模塑周期短。 注射工藝選擇 鼠標上蓋為外觀件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，周口部高度差不可過大，以保證與下蓋的嚴密配合。同時零件在整個表面有幾處孔形分布，這些孔形有較高的尺寸和位置精度，并關(guān)系到上下蓋的配合問題，保證零件表面孔形的成形要求也是需要重點考慮的問題。%以下[5]。在此，由于鼠標外殼屬批量件要求自動化程度高實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)選用烘干料斗并裝備熱風料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮[20]。 注射壓力ABS熔融的粘度比聚苯乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射時要采用較高的注射壓力。注制過程中，澆口封閉瞬間型腔內(nèi)的壓力大小決定了制件的表面質(zhì)量及銀絲狀缺陷的程度。壓力過大，塑料與型腔表面摩擦作用強烈，容易造成粘模[6]。當注射速度過快時，塑料易燒焦或分解析出氣化物，從而在制件上出現(xiàn)熔接痕、光澤差及澆口附近塑料發(fā)紅等缺陷。ABS的成型溫度相對較高，模具溫度也相對較高。鼠標屬中小型制件，形狀也不算復雜不用考慮專門對模具加熱。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，注射量選為標定注射量的50％[6]。 在對鼠標上蓋進行零件工藝性分析的基礎(chǔ)上，通過經(jīng)驗設(shè)計與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，最終確定了零件成形的最佳工藝方案。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標定注射量的50％[7]V=nVz+Vj≥nVz+VjV—一個成型周期內(nèi)所需要注射的塑料容積cm3n—型腔數(shù)Vz—單個塑件容量cm3Vj—Vg—注射機的額定注射量預計單個塑件體積Vz=3cm3，預計澆注系統(tǒng)和飛邊體積為2cm3V=23+2= cm3 ≤nVz+VjVg≥16 cm3 注射壓力校核ABS塑料推薦注射壓力為70~90MPa，考慮到本制件壁厚較小，充模阻力較大取注射壓力為80 MPa[8] 鎖模力校核注射成型時的塑料會產(chǎn)生模板間的漲模力，此漲模力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分形面上的投影面積與型腔壓力之積[22]。P=PBKCKSP—型腔內(nèi)壓KC材料系數(shù)，查表得ABS=[7]KS塑件復雜系數(shù)，PB與進澆口流程長度、壁厚的流程比（L/H）有關(guān)。注射機最大的開模行程的大小直接影響模具所形成的塑件高度，太小時塑件無法從動定模之間取出。根據(jù)所選注塑機模板尺寸確定定模底板和模腳尺寸，以便于安裝模腳選擇分開式的，兩個模腳分別固定在注塑機動模板上，選擇分開的模腳不僅節(jié)省材料還可以不用考慮注塑機頂桿的頂出位置根據(jù)注塑機模板尺寸確定模具底板尺寸為200400,可以安裝在注塑機的模板上， : 所選注塑機模板及噴嘴參數(shù)．主流道和冷料井主流道頂部設(shè)計成半球形凸坑，以便與噴嘴銜接，為避免高溫塑料熔體溢出，凹坑球半徑比噴嘴球頭半徑大2mm，如果凹坑半徑小于噴嘴球頭半徑則主流道凝料無法一次脫出[8]，由于主流道與注塑機的高溫噴嘴反復接觸和碰撞，所以設(shè)計成獨立的主流道襯套，選用45鋼材并經(jīng)熱處理提高硬度，設(shè)計獨立的定位環(huán)用來安裝模具時起定位作用，主流道襯套的進口直徑略大于噴嘴直徑1mm以避免溢料并