基于proe的鼠标上盖设计(编辑修改稿)

基于proe的鼠标上盖设计(编辑修改稿)内容摘要：

(1)完整的滑块结构，包含螺丝，销钉及自动切槽。 (2)完整的开模机构，包含螺丝，销钉及自动切槽。 (3)完整的斜顶结构，包含螺丝，销钉及自动切槽。 (4)模拟开模过程。 (5)平面图的孔表功能。 EMX 特点之三： 自动化配置 (1)预设所有标准件的名称。 (2)预设各类零件 的参数及参数值。 (3)螺栓，销钉自动安装。 (4)各类零件自动产生并归于相应图层。 (5)各类简化表达。 (6)预设所有的螺栓，销钉及顶针的孔位间隙。 研究内容 近年来 ， 电脑、移动电话和电脑配件等 3C 产品更新换代速度非常快，人们对这些产品的需求正快速增长。 人们对于电脑以及其配件的选择，除了看重其硬件配置以5 外，比较注重的就是外观，可以说鼠标等电脑配件的更新换代主要集中表现在其制品外形上。 鉴于此，本次毕业设计选择了鼠标上盖注塑模具设计，力求通过此次毕业设计全面了解鼠标零件的模具设计和注塑工艺等方面 知识。 本论文详细介绍了此次毕业设计的设计全过程，以 丰富的图片表达手段详细介绍了 鼠标注塑模具。 研究目的及意义 电器产品是人们日常生活必不可少的生活用品，人们对电器产品的要求从实用性、可靠性己经提高到对舒适性、美观性、安全性、实用经济性等方面的要求，从而对电器产品也提出了许多新的要求。 对电器产品的这种不断提出的新要求，促使电器产品的外形不断的改进，外形零件的生产技术也不断得到新的发展，使电器产品外壳零件成形技术在成形领域中占有越来越重要的地位。 目前，电器产品的外形设计及加工技术日益受到了国内外的高 度重视，德国、美国、日本等发达国家在这方面的研究已经取得相当的进展。 他们的电器产品外观美观，让人赏心悦目，而且设计高效快捷，产品更新换代加快。 如台湾的罗技公司，其鼠标产品外形美观，设计人性化，使用寿命长。 目前，国内在电器产品外观零件设计制造方面的研究还处于初级阶段，与发达国家的差距很大。 由于电器产品美观性的要求，零件外形多为复杂曲面，传统的设计方法在对零件成形过程分析以及对产品存在缺陷的处理方面显得无能为力，产品成形过程数值模拟技术跟不上的现状己经成为制约产品开发和生产的一个瓶颈。 面对日益激烈的国际竞 争，必须紧跟国际先进水平，不断提高电器产品外观零件的质量，降低设计和生产成本，加快生产周期。 因而，鼠标上盖成形技术的研究与开发具有相当重要的理论意义和实用价值。 以此作为一个突破口，带动和促进相关电器产品外观零件注塑成形技术的发展和技术创新。 6 第二章 鼠标上盖 的成型性 分析及模架 和注射机的选择 鼠标上盖的成型性分析 图 21(a)正面 图 22(b)背面 图 21 图 22 为某品牌鼠标上盖，要求 部件美观，外部光洁性好 ，有一定的强度和刚度 ，并且要具有一定的抗冲击性能，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。 样品壁厚检查 (厚度均匀性分析 ) 壳体的壁厚对部件的很多关键特性的影响至关重要，包括结构强度、外观、成型及成本。 设计阶段优化的壳体厚度可以降低后续可靠性测试的风险，修模的成本以及 成型的困难。 塑件的厚度不应过厚或过薄，对于鼠标来说，壁厚常取 1mm 左右。 另 外，要查看是否存在薄厚悬殊处，若通过计算在某一部分存在小于 ，应进行零件7 的工艺改进。 可以利用 Pro/E 软件厚度分析功能对零件进行厚度均匀性分析，分析后的结果如图所示： 图 23(a)切面层 图 24(b)检测报告 将零件分为 100 个剖切面，间距 2mm，设置最大壁厚为 3mm，最小壁厚为。 由于切片层有可能切到柱面、圆角面，从而产生无效数据 (小于最小壁厚 )，所以需要对检测结果进行必要的筛选。 经检测并筛选，该样品并无壁厚不均现象。 拔模角分析 在模具开模时候，样品的拔模角决定了制件是否能够顺利脱模，如果角度太小则会使得制品在脱模过程当中产生制品刮花等现象。 所以，我们需要对零件进行拔模角分析，在这里，我们使用 Pro/e 软件自带的拔模检测工具。 图 25(a)内表 面 图 26(b)外表 面 具体拔模检测如图 a 和图 b 所示，粉色 ——凸模成型面都有拔模角，且大于 0 度，可以顺利脱模， 蓝色 ——凹模成型面，其角度都小于 0 度，由凹模成型。 制品材料的选取 通用塑料如聚丙烯 PP，聚乙 烯 PE，聚氯乙烯 PVC 具有应用范围广、加工性能良好，价格低廉的优点，但由于其力学性能较差且成型收缩率较大不易成型尺寸稳定 的制品故不选用， 本课题选用 ABS 材料。 8 ABS(丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 )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 160~190℃ 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 [5]。 ABS 吸湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在 %~%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 80~90℃ 下干燥 2~3h， 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 %~%，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 [6]。 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。 9 第三章 模具设计 型腔数目的确定 考虑到制件较小，由于大批量生产，所以我们采用一模两腔的形式。 采用对称式分布。 图 31 型腔布排 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 80％。 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50％ [7] V=nVn+Vj m＝ nmn+mj； nVn+Vj≤ nmn＋ mj≤ V(m)———一个成型周期内所需要注射的塑料容积或质量， cm3或 g； n——— 型腔数目； Vn(mn)———单个塑件的容量或质量， cm3或 g； Vj(mj)———浇注系统 .凝料和飞边所需的塑料的容积， cm3或 g； 10 Vg(mg)———注射机的额定注射量， cm3或 g。 单个塑件体积 Vz=14cm3，浇注系统和飞边体积为 3cm3 V=214+3=31 cm3 nVn+Vj≤ Vg≥62cm3 注塑机选型 一般而言，从事注塑行业多年的客户多半有能力自行判断并选择合适的注塑机来生产。 但是在某些状况下，客户可能需要厂商的协助才能决定采用哪一个规格的注塑 机，甚至客户可能只有产品的样品或构想，然后询问厂商的机器是否能生产，或是哪一种机型比较适合。 此外，某些特殊产品可能需要搭配特殊装置如蓄压器、闭回路、射出压缩等，才能更有效率地生产。 由此可见，如何决定合适的注塑机来生产，是一个极为重要的问题 [8]。 通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯： (1)模具尺寸 (宽度、高度、厚度 )、重量、特殊设计等； (2)使用塑料的种类及数量 (单一原料或多种塑料 )； (3)注塑成品的外观尺寸 (长、宽、高、厚度 )、重量等； (4)成型要求，如品质条件、生产速度等。 本制品材料采用丙烯氰 —丁二烯 —苯乙烯共聚物也就是 ABS，查书《塑料模具设计手册》附录得知其密度为 ／ cm3，收缩率为 % 使用 Pro/ENGINEER软件对三维产品自动计算出产品 的体积，当然也可以根据实体尺寸手动计算出它的体积。 下面是部分计算过程： 有上述分析知： 塑件体积 = +04 毫米 ^3＝ ^3 塑件质量 = ≈ 曲面面积 = +04 毫米 ^2＝ ^2 综上所述，根据所得计算， 选择 XS－ ZY－ 250 注塑机。 表 32 XS－ ZY－ 250型注塑机参数 注射容量 (cm3) 注射重量 (g) 螺杆直径 (/mm) 最大注射面积 (/ cm3) 注 射压力 (Mpa) 锁模力 (KN) 250 250 Φ50 500 130 1800 移模行程 (mm) 定位孔直径 (/mm) 最大模厚 (mm) 最小模厚 (mm) 喷嘴球半径 (/mm) 喷嘴孔直径 (/mm) 11 350 Φ125 0+ 350 250 18 Φ4 图 33 XS－ Z－ 250 卧式注射机 注射模 浇注系统设计 主流道和冷料 穴 主流道顶部设计成半球形凸坑，以便与喷嘴衔接， 防止主流道与喷嘴处溢料， 为避免高温塑料熔体溢出，凹坑球半径比喷嘴球头半径大 2mm，如果凹坑半径小于喷嘴球头半径则主流道凝料无法一次脱出 [9]，由于主流道与注塑机的高温喷嘴反复接触和碰撞，所以设计成独立的主流道衬套，选用 45钢材并经热处理提高硬度，设计独立的定位环用来安装模具时起定位作用，主流道衬套的进口直径略大于喷嘴直径 1mm以避免溢料并且防止衔接不准而发生的堵截。 为避免前端冷料进入分流道和型腔而造成成型缺陷，主流道的对面设冷料 穴 ，对于卧式注塑机冷料井设在与主流道末端相对的动模上，在脱模时制件的活动方向不受 限制所以采用底部带 Z 型头拉料杆的冷料穴。 分流道 模具采 用一模两腔对称布置，型腔数过多影响制品精度，而型腔数过少生产效率12 太低不能达到使用要求，故采用一模两腔。 为使塑料熔体以等速度充满两型腔，分流 道在模具上采用对称等距离分布，在注射时采用对称分布可以使型腔和浇注系统投影面积重心更接近锁模力的中心，避免局部胀模力过大影响锁模。 分流道长度也尽可能短小， 便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。 分流道截面形状和尺寸也对塑料熔体的流动和模具的制造难易及脱模有影响， 常用的流道截面形状有圆形、梯形。 U 形和六角形等。 在流道设计中要减少在流道内 的压力损失，则希望流道的截面积大；要减少传热损失，就希望流道的表面积小。 通过资料可以知道，圆形和正方形的流道效率最高。 本制件由于体积较小，且不为平面，采用半圆形。 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因而分流道的内表面粗糙度 Ra并不一定要很低，取 既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 浇口设计 侧浇口一般开设在模具的分型面上，从制 品的边缘进料。 侧浇口的厚度 h决定着浇口的固化时间，在实践中通常是在容许的范围内首先将侧浇口的厚度加工的薄一些，以调节浇口的固化时间 [10]。 侧浇口广泛应用在中小制件的多型腔注射模，其优点是截面形状简单。 易于加工。 便于试模后修正。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。 一般浇口的截面积为分流道截面积的。