注塑模（鼠标外壳）的设计.doc

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1、绍兴职业技术学院毕业设计综合实践任务书岗位名称 设计部岗位职责 设计员岗位能力要求 熟练掌握模具行业国家标准及试验方法，具有良好的机械设计基础，掌握UG三维造型软件及AutoCAD制图软件。 课题任务名称 注塑模（鼠标外壳）的设计本课题完成的条件1、按照自己所学的机械基础进行设计和开发；2、实习公司的工程师和学校辅导老师的帮助下完成此设计。3、熟悉掌握鼠标外壳造型的模具加工和设计原理。本课题任务要求 技术应用设计要求1、 熟悉鼠标外壳外形造型加工设计的原理和过程；2、 从设计实际需要出发，选择设计方案；3、 制作完成整个试验机；4、 撰写试验操作书一份。 工艺操作技能要求1、 鼠标外壳造型的设

2、计实现，并实际操作通过；2、 企业现场设备安装、调试、维护、检测等操作实践训练，基本符合企业上岗要求。3、 设计与论文相关参考文献资料。 进程安排要求1、 熟悉毕业任务书要求，或根据岗位开展调研选题和查阅文献资料2、 开题，确定设计方案，并进行方案论证。3、 设计计算、绘图、编制工艺、编制加工程序、生产制造、装配测试等。4、 产品或设计方案（图样）的优化与改进。5、 撰写毕业论文。6、 指导教师的过程指导和初稿的审评，提出修改意见并反馈。7、 资料整理并上交论文（制作的演示实物或图样成果），参加答辩。毕业设计（论文）工作进度计划表序号毕 业 设 计（论 文）工 作 任 务工 作 进 度 日 程

3、 安 排月周910111201020304123412341234123412341234123412341熟悉毕业任务书要求，或根据岗位开展调研选题和查阅文献资料2开题，确定设计方案，并进行方案论证。3设计计算、绘图、编制工艺、编制加工程序、生产制造、装配测试等。4产品或设计方案（图样）的优化与改进。5撰写毕业论文。6指导教师的过程指导和初稿的审评，提出修改意见并反馈。7资料整理并上交论文（制作的演示实物或图样成果），参加答辩。8 注：1. 此表由导师填写；2. 此表每个学生人手一份，作为毕业设计（论文）检查工作进度之依据；3. 进度安排请用“一”在相应位置画出。绍兴职业技术学院通信与信息工

4、程系毕业设计 (论文)开题报告 班级学号08计辅（2）班083040216姓名顾雄杰专业方向计算机辅助课题名称注塑模（鼠标外壳）的设计课题来源科研工程设计生产工艺其它完成课题所需时间3个月同课题组相邻课题子课题组情况人员良好开题报告内容包括毕业论文题目的确定、选题的意义、论文综述、论文大纲。字数要求在1000字以上。一.毕业论文选题依据随着经济全球化及市场竞争的日益激烈，模具产品设计正面临严峻考验。模具企业必须利用最新的技术，在最短的时间内开发出高质量、低成本、高附加值的产品，以最快的速度响应和投放市场。这就需要改变传统模具产品设计方式，采用现代产品设计技术，模具现代产品设计技术是基于知识的设

5、计，它要综合利用现代管理、控制、系统工程、仿真、信息建模、人工智能、数据库以及网络通讯等技术，将模具产品设计过程中的信息流有机集成，并模拟出模具产品未来的性能，以及模具制造全过程对模具产品设计的影响，从而做出正确的决策与设计方案。模具产品制造是典型的单件小批量、离散型生产。传统模具产品开发从设计、试制到产品上市周期太长，设计过程中难以与用户进行交流，难以及时听取用户的意见，难以考虑可制造性和可装配性，很难全面考虑安全、维护等方面的要求，不能综合考虑生产、时间以及费用等相互制约条件的限制，更谈不上考虑整个模具产品寿命周期的诸多问题。应用CAD技术必须在模具产品图纸全部出来之后，才能与用户进行交流

6、。此外，图纸上的模具产品因缺乏直观性，有时模具产品制造之后才能发现诸多问题，造成模具产品不能符合用户的要求，既影响交货期，又增加成本，有时甚至影响客户关系及市场占有率。二.毕业论文选题目的和意义虚拟现实技术集成了计算机图形学、多媒体、人工智能、网络、多传感器、并行处理等技术的最新研究成果。实时的三维空间表现力、人机交互的操作环境能给人带来身临其境的感受。随着际互联网技术的普及，虚拟现实技术必将成为现代产品设计技术的主流和标准。模具虚拟产品设计技术是虚拟现实技术在模具产品制造中的应用或实现。它是模具现实设计环境和制造环境的计算机内部映射，是虚拟制造的重要内容。模具虚拟制造是以仿真技术、虚拟现实技

7、术等为支撑，对模具设计、加工、装配、维护经过统一建模形成虚拟的环境、虚拟的过程、虚拟的产品。软件方面包括造型、视觉仿真、对象控制、音频空间化和连网软件。造型软件用来定义虚拟的环境，即物理及行为特征。视觉仿真软件对虚拟的环境作实时渲染。对象控制是用来控制对象状态以及虚拟的环境交互的软件框架。音频空间化软件是根据三维虚拟环境产生声源的工具，可以放在与用户在真实空间相对应的位置的软件。三.选题的发展现状和前景展望 根据自己的技术、资金、设备等条件，准确确立自己的产品定位和市场定位是当前模具企业需要重视的问题。我国模具企业多数是自产自配的工模具车间(分厂)，专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的

8、组织形式。为了达到经营的目的，什么样的模具订单都可能接。中国模具行业专家罗百辉认为，现在国内模具企业的发展要明确自己的方向和目标，不要盲目发展，也不要注重形式主义，要做“小而专、小而精”的企业。而外资模具企业大多围绕汽车、电子、医疗等产业的模具需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。许多小企业，由于坚持走小而专、小而精、小而特的专业化生产之路，取得了良好的效益。模具企业要发展，硬件是要害。国内很多企业为了迅速发展，购买了很多先进昂贵的设备。投入很多，但不一定会有人用。先进设备的使用不仅需要高素质的人才，

9、同时为了达到物尽其用的目的，还要有足够的订单，否则进口设备会被闲置成为“累赘”。在条件不成熟的时候，模具企业没有必要投入太多成本在购买设备上，设备够用就可以。目前很多企业在购买erp系统，但是这些企业都是具备一定规模的模具企业，例如南京南汽模具装备有限公司、苏州汇众模塑有限公司等，并不是所有的模具企业都需要这样的系统。无锡精密模具有限公司就曾学习外资企业先进治理理念，结合企业实际，与南京航天航空大学联合开发，研制出以pdm为核心的cad/cae/cam/cat的c4p集成系统，进一步实现了cad/pdm/erp的集成，提高了模具设计与制造的速度和控制能力，提高了产品的研发能力。进入一个地域前应

10、更多地了解市场再行动。很多外资模具企业在进入中国市场前进行了具体、全面的调查和分析，以科学的数据作基础，而不是人云亦云地跟风。他们企业的选址、价格的设置都非常的科学，由此可见，成功的企业不是跟着感觉走，而是感性和理性的结合。罗百辉指出，在竞争日趋同质化的今天，产品的配套服务是企业软实力的体现，模具企业更要注重销售人员培训，注重售后服务，提供个性化服务，以创造美誉度，巩固开发市场。四.本课题要完成的主要内容（300字左右）在设计过程中，我先对塑件的原材料进行分析，了解它的成型工艺性能、主要用途等，然后根据塑件的形状结构，结合ABS的性能，初步选取注射机。本模具利用CAD与PROE等软件对模具进行

11、计算分析，参考模具设计有关资料，让模具在精度、可行性以及脱模等方面有了较为突出的优势。设计当中，利用PROE软件进行辅助，不仅加快了模具设计的速度，更是让模具设计更为合理，并预先知道其可行性。在多种模具结构中选取最优的一种。最后利用CAD绘图软件对模具的图纸进行清晰的表达，使模具结构让人一目了然。通过计算与对模具结构的分析，分别设计出模具的成型零部件、浇注系统、推出机构、冷却系统等，并选用基本模架。本模具通过计算与综合考虑，在节约模具成本、缩短生产周期、提高模具寿命、实现大批量生产等方面取得了较大的成就。五.毕业论文提纲1.零件工艺的分析 2. 材料的选择与结构的设计 3.模具设计 4. CA

12、E有限元与MOLDFLOW分析5. 模具浇注系统设计6. 成型零件的设计7. 脱模机构设计8.冷却系统的设计 9. 模具材料 10 结语 11致谢 审批意见：指导教师(签字)： 年 月 日教研室审批意见：教研室主任（签字）： 年 月 日注：1. 本表用于各专业教师拟订毕业论文(设计)课题和各系的毕业论文(设计)工作委员会审核毕业论文(设计)课题的可行性用。 2. 如该毕业论文(设计)课题需多名学生共同完成，应在“相邻课题情况或子课题情况”栏内填写出每个学生应做的子课题情况，保证每个学生有一项相对独立的任务。3. 每个毕业论文(设计)课题应填写该表一份。各系分专业整理存档目 录引言11.零件工艺

13、的分析11.1材料的选择11.2产品工艺性与结构分析21.2.1 产品工艺性21.2.2 产品的结构分析22.材料的选择与结构的设计22.3 制品材料选择32.3.1丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）32.3.2聚苯乙烯（PS）42.3.3双酚A型聚碳酸酯（PC）42.4 注射工艺选择62.4.1工艺难点分析62.4.2 ABS塑料的干燥62.4.3 注射压力62.4.4 注射速度72.4.5模具温度72.4.6 料量控制73.模具设计73.1概述73.2注塑机选型73.2.1注射量计算73.2.2 注射压力校核83.2.3 锁模力校核83.2.4开模行程和模板安装尺寸校核84. CAE有

14、限元与MOLDFLOW分析84.1有限元分析94.1.1塑件的MSC分析94.1.2塑件受力工况的分析104.2 MOLDFLOW分析与Pro/Engineer塑料顾问工具114.2.1Moldflow与Pro/E plastic advisor的对比125. 模具浇注系统设计135.1主流道的设计135.2冷料井设计145.3分流道的设计145.4浇口设计155.5分型面的选择175.6排气系统的设计186. 成型零件的设计186.1 型腔的侧壁和底板厚度计算196.2 导向机构设计207. 脱模机构设计208.冷却系统的设计219. 模具材料22结论22致谢22参考文献23毕业设计（论文）

15、进程检查评议表24毕业设计（论文）答辩记录表25毕业设计（论文）成绩考评表26注塑模在CAD/CAM一体化设计学号 050302541 顾雄杰绍兴职业技术学院 通信与信息工程系 指导教师：摘 要：本课题首先分析了曲面塑件的工艺特点，文中介绍了曲面塑件注塑成型模具设计要点及模具的工作过程。重点说明了鼠标的塑件结构的设计包括分析和阐述了鼠标塑件的工艺特点；针对塑件的工艺特点进行模具的设计包括模具型腔数目的确定，注塑机的选择，模具分型面、冷却系统、浇注系统、分型抽芯机构等的设计过程。还对注塑模具成型零件工作尺寸的计算并介绍了模具的主要零件加工工艺及模具的装配工艺。关键词：电器盒；工艺分析；注塑模具；

16、模具结构引言经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。目前，塑料注射成型是塑料加工工业中最广泛使用的种方法，但产品成型容易受模具型腔形状和结构的向。近些年来，随着市场全球化和竞争的不断加剧，注塑模具的型腔形状和模具结构越来越复杂，模具精要求越来越高，生产周期要求越来越短。为了适应种发展趋势，CADCAM技术被逐渐应用于模具工，收到了良好的效果，受到企业的重视。与其它工业相比，模具工业有其自身的特点：模具设计制造是从产品模型到生产装配的逆向过程。为了满足模具工业专业性要求，各大软件厂商针对各模具的特点推出了功能完善、操作简便的专用CADCAM系统。比如，美国UGA公司，针对注塑模推出

17、了注塑模设计向导CAD系统(Mold Wizarld)，该系统蕊隧集成于UGS拳头产品三维机械CADCAM系统UG中，为用户提供了注塑模设计环境和工具及模具设计的专家知识，提供了丰富的标准化的模架库、零件库和嵌件库。用户利用UG软件即可实现塑料注射模具从设计到数控加工成型的全过程，大大减少模具设计制造周期，带来显著的经济效益。1、零件工艺的分析1.1材料的选择本产品为鼠标的外壳形状，首先从它的使用性能上分析必须具备有一定的综合机械性能包括良好的机械强度，和一定的耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电器性能。能满足以上性能的塑料材料有多种，但从材料的来源以及材料的成本考虑，ABS更适合些。ABS

18、是目前世界上应用最广泛的材料，它的来源广，成本低，符合塑料成型的经济性。因此，在选用材料时，考虑采用ABS，并且作为鼠标的一个外壳形状ABS能满足它的使用性能合成型特性。1.2产品工艺性与结构分析1.2.1 产品工艺性 鼠标为薄壁制件，比表面积大，可能的工艺方案较多，工艺方案的优劣直接影响到产品质量、生产成本以及生产效率。本文在对塑件进行分析的基础上，确定并优化了工艺方案。具体内容如下：(1)对塑件成型工艺性进行分析，对可能的工艺方案进行比较分析，初步得出可能的工艺方案以及其可行的条件。 (2)根据产品开发依据及成型要求，确定工艺方案。1.2.2 产品的结构分析针对鼠标尺寸小，精度高的特点，根

19、据工艺方案和零件的形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求，对模具进行分析，确定模具的合理结构。根据模具结构型式和特点，确定模具工作、导向以及固定等并确定模具主要零件的形式以及尺寸。 本研究的主要目的是通过一个具有代表性模具的分析研究，从而达到掌握具有复杂曲面模具的设计制造以及加工的方法。2、材料的选择与结构的设计2.1 产品开发依据用途清单最大几何尺寸：11060mm环境：室内，使用温度范围040无化学品接触抗冲击要求：限定量从1.5m高度，0下摔下外壳不出现裂缝或者开裂特征，不允许内部件曝露。刚性要求：在2Kg负荷下无变形电气性能：电绝缘性好外观要求：部件美观，外部

20、光洁性好使用寿命：5年根据上述使用要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一定的抗冲击性并且由于是电子产品的外壳要有良好的电绝缘性，随着数码产品的大量普及价格也不断下跌要求生产自动化程度高，成型周期短生产自动化程度高、成型周期短，且要求尺寸精度高，有较好电绝缘性。2.2 制品结构和形状的设计 用Pro/E软件进行鼠标上盖的三维建模，三维实体模型更加直观的表现了产品造型,可以从各个角度对模型进行观察，软件可以测量并且可以根据三维模型数据使用 Pro/E的CAE分析模块-塑性顾问进行熔体的充模仿真，可以验证模具结构的正确性，制品如图2-1图2-1 制品2.3 制品材料选择2.3.1丙烯腈丁二烯苯乙

21、烯三元共聚物（ABS）ABS外观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 ABS为无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。ABS熔体具有明显的非牛顿

22、性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。ABS吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在0.2%0.45%之间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在8090下干燥23h,可以满足各种成型要求。ABS具有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为0.3%0.8%，在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是ABS塑料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型。2.3.2聚苯乙烯（PS）聚苯乙烯是无色无臭的透明刚硬固体，制品掷地时有金属般响鸣。聚苯乙烯透光率

23、不低于80%，雾度约为3%，折射率较大，在1.591.60之间，具有特殊光亮性，但储存时易泛黄。泛黄原因之一是单体纯度不够，特别是在含有微量元素时；二是聚合物在空气中缓慢老化引起发黄。聚苯乙烯较轻，密度在1.041.065之间。 力学性能 聚苯乙烯在热塑性塑料中属于典型的硬而脆塑料，拉伸、弯曲等常规力学性能皆高于聚烯烃，拉伸时无屈服现象。 热学性能 聚苯乙烯分子链虽是刚性链，但由于是无定形结构，超过玻璃化温度即开始软化，软化点仅95左右，许多力学性能都受到温度升高的明显影响。最高连续使用温度仅6080。120开始成为熔体，180后开始具有流动性，其热稳定性较好，超过300才开始分解，因此聚苯乙

24、烯具有较高的成型加工区间。 电性能 聚苯乙烯是非极性聚合物，具有颇为优异的介电、电绝缘性能，由于吸湿性很小，电性能也不受环境湿度改变的影响。 加工工艺性 吸湿性很小，加工前一般不需要专门的干燥工序 成型温度范围较宽 收缩率及其变化范围都很小，一般在0.2%0.8%有利于成型出尺寸精度较高和尺寸较稳定的制品 聚苯乙烯制品容易产生内应力，并且在空气中会缓慢老化引起发黄很显然不适合选用。2.3.3双酚A型聚碳酸酯（PC） 双酚A型聚碳酸酯是无色或者微黄色透明的刚硬、坚韧固体。 力学性能 双酚A型聚碳酸酯是典型的硬而韧聚合物，具有良好的综合力学性能。拉伸、压缩、弯曲强度均相当于聚酰胺6、聚酰胺66，冲

25、击强度高于所有脂肪族聚酰胺和大多数工程塑料，抗蠕变性也明显优于聚酰胺、聚甲醛。力学性能方面缺点是耐疲劳性较差，缺口敏感性较明显 热性能 有良好的耐热性，玻璃化温度较高，高于所有的脂肪族聚酰胺，熔融温度略高于聚酰胺6但低于聚酰胺66，热变形温度和最高连续使用温度均高于绝大多数脂肪族聚酰胺，也高于几乎所有的热塑性通用塑料。在工程塑料中，他的耐热性优于聚甲醛、脂肪族聚酰胺和PBT,与PET相当，但逊于其他工程塑料。聚碳酸酯具有良好的耐热性，脆化温度为-100 电性能 双酚A型聚碳酸酯是弱极性聚合物，极性的存在对电性能有一定不利影响，在标准条件下电性能虽不如聚烯烃、聚苯乙烯等，但也不失为是电性能较优的

26、绝缘材料，特别是因其耐热性优于聚烯烃，可在较宽温度范围保持良好的电性能。由于吸湿性较小，环境温度对电性能无明显影响。 其他性能 在干燥的气候条件下物理力学性能基本不变，但在潮湿环境及强烈日照条件下，会产生表面裂纹并发暗，在火焰中可缓慢燃烧，离火源后可自熄。PC剪切黏度高，充模阻力大，并且由于其在力学性能方面的缺点也不选用。常用塑料材料性能参数1.ABS 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物典型应用范围: 汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。注塑模工艺条件: 干

27、燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210280；建议温度：245。 模具温度：2570。（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：5001000bar。 注射速度：中高速度。化学和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三中单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连

28、续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。2.4 注射工艺选择2.4.1工艺难点分析鼠标上盖为外观件，要求零件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，周口部高度差不可过大，以保证与下盖的严密配合。零件的曲面较为复杂，尺寸精度很高，由于零件为薄壁制件，外形很不规则，这些就造成了成形

29、时容易受到各种因素影响引起制品翘曲变形的问题。同时零件在整个表面有几处孔形分布，这些孔形有较高的尺寸和位置精度，并关系到上下盖的配合问题，保证零件表面孔形的成形要求也是需要重点考虑的问题。流程图：混料干燥螺杆塑化充模保压冷却制品后处理2.4.2 ABS塑料的干燥ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前进行充分的干燥和预热，不单能消除水汽造成的制件表面烟花状泡带、银丝，而且还有助于塑料的塑化，减少制件表面色斑和云纹。ABS原料需要控制水分在0.3%以下5。注塑前的干燥条件是：干冬季节在7580以下，干燥23h，夏季雨水天在8090下，干燥48h，干燥达816h可避免因微量水汽的存在导致制

30、件表面雾斑。在此，由于鼠标外壳属批量件要求自动化程度高实现连续化生产选用烘干料斗并装备热风料斗干燥器，以免干燥好的ABS在料斗中再度吸潮。(1) 注射温度：ABS工艺参数表 工艺参数 通用型ABS 料桶后部温度 180200 料桶中部温度 210230 料桶前部温度 200210 喷嘴温度/ 180190 模具温度/ 5070 ABS塑料非牛顿性较强，在熔化过程温度升高时，其熔融降低很小，但一旦达到塑化温度(适宜加工的温度范围，如220250)，如果继续盲目升温，必将导致耐热性不太高的ABS的热降解反而使熔融粘度增大，注塑更困难，制件的机械性能也下降。2.4.3 注射压力ABS熔融的粘度比聚苯

31、乙烯或改性聚苯乙烯高，在注射时要采用较高的注射压力。但并非所有ABS制件都要施用高压，考虑到本制件小型、构造不算非常复杂、厚度中等可以用较低的注射压力。注制过程中，浇口封闭瞬间型腔内的压力大小决定了制件的表面质量及银丝状缺陷的程度。压力过小，塑料收缩大，与型腔表面脱离接触的机会大，制件表面容易雾化。压力过大，塑料与型腔表面摩擦作用强烈，容易造成粘模6。2.4.4 注射速度ABS塑料采用中等注射速度效果较好。当注射速度过快时，塑料易烧焦或分解析出气化物，从而在制件上出现熔接痕、光泽差及浇口附近塑料发红等缺陷。并且鼠标壳为薄壁制件，要保证有足够高的注射速度，否则难以充满。2.4.5模具温度ABS的

32、成型温度相对较高，模具温度也相对较高。一般调节模温为7585，当生产具有较大投影面积制件时，定模温度要求7080，动模温度要求5060。鼠标属中小型制件，形状也不算复杂不用考虑专门对模具加热。2.4.6 料量控制注塑机注塑ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，注射量选为标定注射量的50。 通常要确保注塑机生产条件及参数有一个很宽的范围，使大多数的产品和生产能力要求包含于这范围内，并且在调整确定这范围的过程时尽量按常规的工艺流程，这种生产条件范围愈大，生产过程愈稳定，使注塑产品愈不容易受到生产条件的改变而产生明显的质量降低。3、模具设计

33、3.1概述在对鼠标上盖进行零件工艺性分析的基础上，通过经验设计与数值模拟相结合的方法，最终确定了零件成形的最佳工艺方案。再根据该工艺方案，确定成形最终零件形状，因此，成形模具的设计是本课题的一个比较关键的问题。3.2注塑机选型3.2.1注射量计算根据生产经验，注塑机注塑ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，选定注射量为标定注射量的507 V=nVz+Vj 0.5VgnVz+Vj V一个成型周期内所需要注射的塑料容积cm3 n型腔数 Vz单个塑件容量cm3 Vj浇注系统.凝料和飞边所需的塑料的容积cm3 Vg注射机的额定注射量 预计单个

34、塑件体积Vz=3cm3，预计浇注系统和飞边体积为2cm3 V=23+2=6.9 cm3 0.5VgnVz+Vj Vg16 cm33.2.2 注射压力校核 ABS塑料推荐注射压力为7090MPa，考虑到本制件壁厚较小，充模阻力较大取注射压力为80 MPa83.2.3 锁模力校核 注射成型时的塑料会产生模板间的涨模力，此涨模力等于塑件和浇注系统在分形面上的投影面积与型腔压力之积22。为防止模具分型面被涨模力顶开，必须对模具施加足够的锁模力，否则在分型面处会产生溢料现象，因此模具设计时应使注射机的额定锁模力大于涨模力。 P=PBKCKS P型腔内压 KC-材料系数，查表得ABS=1.157 KS-塑

35、件复杂系数，取1.3 PB与进浇口流程长度、壁厚的流程比（L/H）有关。 根据H=(L/100+0.8) 0.7可算出L=348故L/H=174故选PB=32MPaP=321.151.3=48MPa3.2.4开模行程和模板安装尺寸校核 模具开模取出制品所需的开模距离必须小于注射机的开模行程。注射机最大的开模行程的大小直接影响模具所形成的塑件高度，太小时塑件无法从动定模之间取出。 S max S= HM+H1+H2+（510） S max-注射机的最大开模行程（mm） S-模具所需开模距离（mm） H1-塑件脱模距离（mm） H2-包括浇注流道凝料在内的塑件高度（mm） HM-模厚 S=220+

36、40+20+10+10=300mm 选择震德机械厂CJ90M5变量泵注塑机锁模力900KN，开模行程330mm，模板尺寸520520mm，容模量130360mm理论注射容积165cm3，理论注射压力175Mpa，皆满足计算结果。 根据所选注塑机模板尺寸确定定模底板和模脚尺寸，以便于安装。4、CAE有限元与MOLDFLOW分析4.1有限元分析有限元法是力学、计算方法和计算机技术相结合的产物，由于它在解决工程技术问题时的灵活性、快速及有效性，发展非常神速，其解题范围包括了各个领域（固体力学、流体场、电磁场、温度场、声场）的数理方程；其计算机程序几乎能求解数理方程中的各类问题，是工程技术人员必备工具

37、，是力学、机械、土木工程、水力等专业的学生的必修课。有限元法是求解复杂工程问题的一种近似数值解法，现已广泛应用到力学、热学、电磁学等各个学科，主要分析工作环境下物体的线性和非线性静动态特性等性能。有限元法求解问题的基本过程主要包括：分析对象的离散化，有限元求解，计算结果的处理三部分。曾经有人做过统计：三个阶段所用的时间分别占总时间的40%50%、5%及50%55%。也就是说，当利用有限元分析对象时，主要时间是用于对象的离散及结果的处理。如果采用人工方法离散对象和处理计算结果，势必费力、费时且极易出错，尤其当分析模型复杂时，采用人工方法甚至很难进行，这将严重影响高级有限元分析程序的推广和使用。因

38、此，开展自动离散对象及结果的计算机可视化显示的研究是一项重要而紧迫的任务。有限元分析的基本步骤和几个问题：离散化： （1）单元怎样划分？编排单元码和节点码有什么原则？ （2）荷载如何移置？单元分析：（1）节点力怎样用节点位移表示？（2）如何建立以节点位移表示的节点平衡 方程式？（3）怎样去求单元的内力（应力）？整体分析：如何以最快的速度、最少的时间、最好的方案解出方程组，以得到最佳（可行精度）的结果？4.1.1塑件的MSC分析MSC.Patran软件对可直接从各CAD软件中抓取几何模型，然后，MSC.Patran可以最大限度地创建一个模型供多个程序进行分析,例如,直接读取Pro/ENGINEE

39、R,CATIA,Unigraphics,SolidWork核心等集合模型,创建分析模型供MSC.Nastran作结构强度及动力响应分析,同时又供MSC.Patran作高度非线性分析等。可见，MSC.Patran就好像一座桥梁,将CAD软件,分析求解器和材料信息等连在一起。使用MSC.Patran软件对本塑件进行分析,首先先对其进行受力分析。4.1.2塑件受力工况的分析由于本人的产品是鼠标上盖。根据本设计的特点，鼠标的侧面都在下盖上面，侧向力都是加载在下盖上面，上盖只受到手掌的均布正压力。工况如下图4-1所示图4-1 鼠标上盖工况上盖主要受手掌压力。用MSC.Patran作有限元分析有以下需要注

40、意的几点：（1）pro/e中所建的STEP格式的文件导入MSC.Patran是默认的是以米为单位。（2）MSC.Patran中所有的单位必须是封闭的。也就是单位要统一。使用MSC.patran对本塑件分析的步骤：（1）构型的输入与检查：在PROE中把构型另存，保存类型为STEP File（*.STP），然后打开MSC Patran.Fileimport，导入先前保存类型为STEP File（*.STP）的构型。（2）网格划分：利用Create/Mesh直接对结构进行网格划分，在Create/Mesh菜单下选择mesh，选中模型，自动选择网格大小，之后单击apply，网格就自动生成了。（3）参数

41、输入：输入弹性模型为：1.8E9，泊松比为：0.33。鼠标的外壳受力为20N（4）结果分析：以按钮顶部为分析对象，其受力情况上面已述清楚，从电脑上分析的结果可以得知以上受力情况下的最大应力如图4-2和最大变形如图4-3，分别如下：图4-2 形变图4-3 应力图最大形变是4.93-e6 m 最大应力是：3.29e MPa总结：用MSC.Patran分析。可以在做模具之前。对产品的模型进行力学分析。如果有问题可以得到较早的发现。对于设计的合理性可以得到检验。可以节省设计的步骤。4.2 MOLDFLOW分析与Pro/Engineer塑料顾问工具MoldFlow Plastic Advisers塑件顾

42、问系列用于帮助制件设计者和模具设计者检测其设计的工艺性。MoldFlow的技术和服务提高了注塑产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本。所有MoldFlow产品都是围绕着MoldFlow的战略“进行广泛的注塑分析”。通过“进行广泛的注塑分析”将MoldFlow积累的丰富注塑经验带进制件和模具设计，并将注塑分析与实际注塑机控制相联系，自动监控和调整注塑机参数。“进行广泛的注塑分析”使制件具有更好的工艺性、并优化模具设计、优化注塑机参数设置、提高制件生产质量的稳定性。在Pro/Engineer环境下也有着Moldflow同样的功能工具Plastic Advisers，即塑料顾问工具，而且使用它更

43、加方便，更加能检测出你所做出来的铸件的质量，而且塑料顾问工具能模拟浇铸塑料零件的铸模填充动作。高级特征提供了有用的工艺性知识，它们可以大大减少后期的设计更改和重新设计铸模的成本。4.2.1Moldflow与Pro/E plastic advisor的对比塑料顾问用于评估注塑工艺性的每次设计更改，而不是每个设计，而moflow只能针对每个设计进行分析，所以Pro/ Engineer中的塑料顾问是注塑设计有关的行业节省成本和时间的理想工具。设计人员可以方便地选择材料类型和提议的浇口位置，塑料模设计顾问则在屏幕上提供了填模动画、描述设计可模塑性的图形以及熔合线和气坑等可能出现的问题的位置。对本人所设计的鼠标上盖在Pro/Engineer plastic advisor 环境下进行流道分析，首先找出其最佳浇口位置，分析结果如下所示：图4-4 浇口选择 图4-5 Molding的注塑模拟鼠标的上盖单个体在plas