鼠标按键注塑模具设计【三维Proe】[14张CAD图纸+文档]
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鼠标按键注塑模具设计【三维Proe】[14张CAD图纸+文档]
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摘 要
本次模具设计的内容是“鼠标按键注塑模具设计”。其结构简单，只有一个内侧抽，然后上下开模而成。但是，其精度要求较高，需要与鼠标上盖进行配合，使用户使用的过程中感到光滑、舒适。由于一模多腔会造成材料的流动分布不均，从而导致制品的质量下降，所以本套模具采用了一模两腔对称分布，这样就避免了制品质量不高的问题。
本次设计的主要工作是模具3D的设计和3D仿真动画。所用的软件是Pro/E，二维工程图用的是AutoCAD。主要设计流程是由Pro/E画出3D（*prt格式）图形然后转为2D（*drw格式）工程图，再由2D工程图导出AutoCAD能够识别的2D图形（*dwg格式）。鼠标是现代社会一个必不可少的产品，他是随着电脑的诞生而出现的，他的诞生给我们带来了很多方便。所以，在我们追求方便的同时又追求外观美，要想有好的外观就要有好的模具来成型，那么对于模具的精度要求就会很高的。通过这次的设计，又对专业知识进行了系统的总结，从中也学到了不少的东西，对专业知识的认识更加深刻了。这次设计对我受益匪浅。
关键词：鼠标按键、注塑模具、ABS
目 录
摘 要 II
目 录 III
1 塑件的设计及工艺分析 1
1.1 塑件设计要求 1
1.2 塑件材料的确定 2
1.3 塑料的收缩率的确定 2
1.4 模具种类与模具设计的关系 2
1.5 塑件的设计过程 3
2 塑件的尺寸精度 7
3 模具分型过程及结构 8
4 模架的制作过程 14
5 注射机的选用 17
6 注塑机参数校核 21
6.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 21
6.4 模具闭合高度校核 21
6.5 开模行程校核 21
7 冷却系统 22
7.1 冷却回路所需的总面积计算 22
7.2 冷却回路的设计 23
8 总装图 25
致 谢 27
参考文献 28
1 塑件的设计及工艺分析
1.1 塑件设计要求
该产品用于鼠标上，其装配时要与鼠标上盖和内部的卡勾相互配合，要求精度相对较高。该产品的形状不是很复杂，加工的时候就曲面的精度要求较高，其余部分精度可以降低。由于该产品要经常使用，并且频率很高，所以要求有一定的韧性，经过分析各种材料，ABS塑料是一种比较合适的材料。模具型腔用一模两腔，这样出来的塑件精度相对于一模多腔会高很多。该产品是大批量生产，采用了自动脱模、自动卸料机构，可以实现完全自动化生产。本套模具是三板式模具（点浇口双分型面）。
- 内容简介：
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济源职业技术学院毕业设计济源职业技术学院 毕 业 设 计题目 鼠标按键注塑模具设计 系别 机 电 工 程 系 专业 模具设计与制造 班级 模 具 0 9 0 4 姓名 张 合 书 学号 0 9 0 3 0 4 1 6 指导教师 刘 波 日期 2011年9月1日 27设计任务书设计题目：鼠标按键注塑模具设计设计要求：1. 确定合理工艺方案2. 设计合理的模具结构3. 设计要全面介绍模具的工作原理4. 内容丰富、文字精练、讲述详细、实用价值高设计进度要求：第一周 搜集模具相关资料第二周 前期准备工作第三周 模具基本类型与工作部分零件尺寸计算第四周 模具整体设计和绘制装配图第五周 模具主要零件图的绘制第六周 毕业论文的校核、修改第七周 打印装订，准备答辩指导教师（签名）： 摘 要本次模具设计的内容是“鼠标按键注塑模具设计”。其结构简单，只有一个内侧抽，然后上下开模而成。但是，其精度要求较高，需要与鼠标上盖进行配合，使用户使用的过程中感到光滑、舒适。由于一模多腔会造成材料的流动分布不均，从而导致制品的质量下降，所以本套模具采用了一模两腔对称分布，这样就避免了制品质量不高的问题。本次设计的主要工作是模具3D的设计和3D仿真动画。所用的软件是Pro/E，二维工程图用的是AutoCAD。主要设计流程是由Pro/E画出3D（*prt格式）图形然后转为2D（*drw格式）工程图，再由2D工程图导出AutoCAD能够识别的2D图形（*dwg格式）。鼠标是现代社会一个必不可少的产品，他是随着电脑的诞生而出现的，他的诞生给我们带来了很多方便。所以，在我们追求方便的同时又追求外观美，要想有好的外观就要有好的模具来成型，那么对于模具的精度要求就会很高的。通过这次的设计，又对专业知识进行了系统的总结，从中也学到了不少的东西，对专业知识的认识更加深刻了。这次设计对我受益匪浅。关键词：鼠标按键、注塑模具、ABS目 录摘 要II目 录III1 塑件的设计及工艺分析11.1 塑件设计要求11.2 塑件材料的确定21.3 塑料的收缩率的确定21.4 模具种类与模具设计的关系21.5 塑件的设计过程32 塑件的尺寸精度73 模具分型过程及结构84 模架的制作过程145 注射机的选用176 注塑机参数校核216.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核216.4 模具闭合高度校核216.5 开模行程校核217 冷却系统227.1 冷却回路所需的总面积计算227.2 冷却回路的设计238 总装图25致 谢27参考文献28 1 塑件的设计及工艺分析1.1 塑件设计要求该产品用于鼠标上，其装配时要与鼠标上盖和内部的卡勾相互配合，要求精度相对较高。该产品的形状不是很复杂，加工的时候就曲面的精度要求较高，其余部分精度可以降低。由于该产品要经常使用，并且频率很高，所以要求有一定的韧性，经过分析各种材料，ABS塑料是一种比较合适的材料。模具型腔用一模两腔，这样出来的塑件精度相对于一模多腔会高很多。该产品是大批量生产，采用了自动脱模、自动卸料机构，可以实现完全自动化生产。本套模具是三板式模具（点浇口双分型面）。图1.1鼠标按键1.2 塑件材料的确定考虑到鼠标的工作环境以及所受的力的大小来看，其在工作过程中使用频繁，所以综上各种塑料的性能来考虑，ABS具有以上工作环境所需的性能，为此确定使用材料为ABS.1.3 塑料的收缩率的确定表1.1 材料性能参数材料代号密度（kg.m-3）收缩率（%）模具温度（）注射压力P注（Mpa）最大不溢料间隙/mmPE940-9601.5-3.660-7060-1000.02PP900-9101.0-2.580-9070-1000.03ABS1030-10700.3-0.750-8060-1000.04PVC13800.6-1.530-6080-1300.03由表1.1知ABS的收缩率（0.3-0.7）% 。由ABS的成形特点可知其成形收缩率范围及收缩率不是很大。将其平均收缩率定为0.5%即可。1.4 模具种类与模具设计的关系不同种类的塑料其工艺性能、成形特性也不相同，因此为了确定塑料的工艺性能、成形特征，并在模具中充分利用以获得优质的塑料制件。表1.2 塑料种类与模具设计关系塑料特征注意事项ABS1.点浇口增大塑料熔体的剪切速率，流动性增加2.冷却速度快3.流动性好具有铰链性能4.韧性较好、强度较高1.尽量采用点浇口，尤其是大平面塑料制品2.浇注系统散热面积要小，以降低冷却速度，保证塑料顺利充填型腔塑件的成型要求：化学性能稳定，宜于成形加工等，闭合弯折不容易产生损坏和断裂现象。塑件表面要求无飞边或缩孔现象。表1.3塑料成型工艺参数模具温度50-70喷嘴温度180-190料筒温度前段200-210中段210-230后段180-200注射压力7090MPa注射机类型螺杆式保压压力50-70 MPa喷嘴形式直通式注射时间35S保压时间1530S冷却时间1530S成形周期4070S1.5 塑件的设计过程本次是以自顶向下设计为设计原则进行设计，这样设计的好处是速度快，效率高，容易修改各个尺寸，配合紧密不会出现干涉现象。图1.2.1确定出鼠标的整体轮廓图1.2.2做出鼠标上表面图1.2.3做出各个零件间的分型面图1.2.4对原始的鼠标按键进行修改成为最终结果图1.2.5装配图2 塑件的尺寸精度为了降低模具加工难度和制造成本，在满足塑件使用的前提下，用较低的尺寸公差精度等级。表2.1 塑件有关尺寸精度等级参数基本尺寸/mm精度等级12345678公差数值/mm-30.040.060.080.120.160.240.320.46360.050.070.080.140.180.280.360.566-100.060.080.100.160.200.320.400.6410-140.070.090.120.180.220.360.440.7214-180.080.100.120.200.240.400.480.8018-240.090.110.140.220.280.440.560.5624-300.100.120.160.240.320.480.640.9630-400.110.130.180.260.360.520.721.0040-500.120.140.200.280.400.560.801.250-650.130.160.220.320.460.640.921.4塑件精度等级与塑料品种有关，根据塑料的收缩率的变化不同，塑料的公差精度分为高精度、一般精度、低精度三种。表2.2 塑件精度等级参数塑料品种建议采用精度等级高精度一般精度低精度ABSMT2MT3MT53 模具分型过程及结构本次模具设计的主要核心就是模具分型，其起到主导作用。分型所用的软件是ProE，在模具型腔模块下进行工作。主要步骤如下列图示：图3.1收缩率图3.2分型面图3.3型腔图3.4主型芯图3.5侧型芯图3.6处理后的一模两腔型腔图3.7处理后的一模两腔型芯图3.8开模后的状态1图3.9开模后的状态2图3.10型腔主题结构图3.11型芯主题结构4 模架的制作过程本次设计的模架是非标准模架，模板的各个尺寸都是根据现场情况给定的，以下为装配的过程图示：图4.2动模部分图4.3定模部分图4.4总装图图4.5开模视图以上为模具的整个装配和开模过程视图。开模运用了ProE的另一个模块，机构模块。他可以对已有的机构进行模拟仿真，分析其运动、受力、疲劳等等很多项实际中的问题，从而使机构能够在实际运用的过程中尽量少的出现问题，减少了不必要的危险。5 注射机的选用用ProE软件分析可以直接测出塑件的体积、质量和投影面积的大小。下面就是塑件和浇注系统体积的分析图：图3.1塑件体积图3.2浇注系统体积由图可以看出塑件的体积为87.16mm，浇注系统的体积为15.18mmV(塑件)=87.16mmV(浇注)=15.28mmV(总)= V(塑件)+ V(浇注)= 87.16+15.28=103.44 mm如果本套模具按照塑件的大小来选择注塑机的话是不合适的，因为本套模具体积大，根据塑件选择的模具不能达到要求，所以要根据模具的实际大小和工作空间来选择注塑机的型号。下面是各个开模项的图示：图3.3卸料距离图3.4浇注系统安全距离图3.5塑件安全距离图3.6侧抽运动距离由图可以看出S(卸料)=10mmS(浇注)=200mmS（塑件）=100mmS（侧抽）=13mmS（总）= S(卸料)+ S(浇注)+ S（塑件）+ S（侧抽）=10+200+100+13=323mm图3.7模具总高度模具总高度为S（高）=440mm根据以上数据可以选择合适的注塑机型号XS-ZY-500。XS-ZY-500的技术特征表3-1注射量（cm）500螺杆直径（mm)65注射压力（Mpa）104注射行程（mm）200注射时间（s）22.7螺杆转速（r/min）20、25、32、38合模力（KN）3500最大成型面积（cm）1000模板行程（mm）500最大模具厚度（mm）450最小模具厚度（mm）300模板尺寸（mm）700X850拉杆间距（mm）540X440喷嘴球直径（mm)R18喷嘴口直径（mm）R2.56 注塑机参数校核6.3 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核即 模具长x宽拉杆间距 模具的长宽为400X650注塑机拉杆间距700X850经检验符合要求。6.4 模具闭合高度校核模具实际高度度S（高）=440mm注塑机最小闭合高度度300mm注塑机最大闭合高度度450mm 故满足要求。6.5 开模行程校核我们所选的注塑机的最大行程与模具厚度有关，故注塑机的开模行程应满足塑件推出和卸料过程，由于本套模具的开模行程为S（总）=323mm模具模板行程为S=500mm故满足要求。7 冷却系统冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质能充分吸收成形塑件所传导的热量,使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内,并且要做到使冷却介质在回路系统内流动畅通,无滞留部位.7.1 冷却回路所需的总面积计算 冷却回路所需总表面积可按下式计算 式中 冷却回路总表面积，单位时间内注入模具中树脂的质量，单位质量树脂在模具内释放的热量，值可查表；冷却水的表面传热系数，模具成形表面的温度，;冷却水的平均温度， 。 冷却水的表面传热系数可用下式计算 式中 冷却水的表面传热系数，; 冷却水在该温度下的密度， 冷却水的流速，;冷却水孔直径, 与冷却水温度有关的物理系数， 值查表7.1表7.1 水的值与其温度的关系平均水温/5101520253035404556值6.166.607.067.507.958.408.849.289.6610.05 7.2 冷却回路的设计冷却回路总长度可用下式计算 式中 冷却回路总长度，; 冷却回路总表面积，;冷却水孔直径，。确定冷却水孔的直径时应注意，无论多大的模具，水孔的直径不能大于14，否则冷却水难以成为湍流状态，以致降低热交换效率。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定。平均壁厚为2时，水孔直径可取1014。本模具取8 。所以由模具的可知需要排布10根水道才满足冷却水道长度要求。图7.1水路图进水口的设计要遵循先冷却浇注系统的原则进行设计,由于教主系统是温度比较高,所以冷却慢,需先进行冷却。8 总装图图8.1总装配图图8.2明细表工作原理：在模具开模时，首先在弹簧的作用下I-I面分开，此时侧抽进行。由于此时推杆与动模部分相连，但是不能让他运动，所以在拉杆18的作用下使推板不与动模部分一起运动。当侧抽完成时，在动模板12上的限位螺钉作用下定距拉板14与动模板12连为一体一起运动II-II分型面开始分型，当动模板12与限位拉杆8相遇时III-III分型面开始分型，当拉料板34与限位拉杆9相遇时，IV-IV面分型，卸料开始，此时模具停止运动，塑件被推出。致 谢三年的学习生活转眼即逝，在外求学经历的坎坷使我慢慢成熟，对在过去的日子里曾给予过我鼓励、帮助的人们我满怀感激，时刻没有忘记。所经历的一切将让我倍加珍惜未来的生活。整整一个月的时间我们的毕业设计作品终于完成了。此次毕业设计的顺利完成,我要大力感谢我们的指导老师刘波老师，他严谨细致治学态度、一丝不苟的工作作风、渊博的学术知识、和蔼大度的学者风范一直是我工作、学习中的榜样；他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。我们对刘老师耐心细致的讲解、给我们提供相关的材料表示大力的感谢。老师不仅从一开始就非常关注我们的设计,而且在他很忙的情况下还帮我们指导,我们对此衷心的感谢!同时还要感谢三年当中对我进行教育的各位老师,没有他们的培养也不可能有今天的我们顺利完成。通过三年课程的认真学习，我们在此基础上利用所学东西顺利进行并完成了设计。在此，对刘老师以及三年当中对我进行教育的各位老师，表示我最真诚的尊敬和最诚挚的感谢。 在此，感谢我的指导老师刘老师在百忙之中给予我作品的悉心指点与帮助。感谢他为我们指点迷律、出谋划策。同时，也感谢我们的这组的成员在这次设计中给予我的帮助！谢谢！并向本文所参考的文献的作者们表示我最真诚的谢意。向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位
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