台式电脑立式机箱前面板【4张图纸/20000字】【优秀机械毕业设计论文】
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说明书一份,52页,20000字左右.
文献综述一份.
PPT答辩稿.
实习报告一份.
三维图纸.
图纸共4张:
A0-装配图.dwg
A1-凹模.dwg
A1-凸模.dwg
A2-工件图.dwg
目录
摘要 1
ABSTRACT 2
第一章 绪论 3
1．1我国模具工业及塑料模的发展现状 3
1．2 中国模具工业的产业特点 4
1．3 模具工业及塑料模技术今后在我国的发展方向 5
1．4 PRO/ENGINEER 2001简介 7
1．5 注射模简介及PRO/ENGINEER 2001在注射模设计过程中的应用 8
第二章 电脑机箱前面板模型设计 9
2．1 机箱前面板结构分析 9
2.1.1 自顶向下设计简介 9
2.1.2 电脑机箱前面板结构分析 10
2．2塑件的选料及其性能 11
2．3机箱前面板注射成型工艺过程 11
2．4 机箱前面板模型设计过程 12
2.4.1 初步造型抽壳，切除各预留孔 12
2.4.2 模型设计美化 17
2.4.3 支撑柱及加强肋制作 18
2.4.4 USB及音箱前置孔设计 22
2.4.5 整体模型设计 22
第三章 注射机选择 24
3.1 注射机规格 24
3.2 注射机的校核 24
3.2.1 注射机注射容量校核 24
3.2.2 注射机锁模力校核 25
3.2.3 注射机注射压力校核 25
3.2.4 注射机模具厚度校核 25
3.2.5 注射机最大开模行程校核 26
第四章 成型零件设计 27
4.1 确定分型面 27
4.2 浇注系统形式与浇口设计 27
4.2.1 主、分流道设计 27
4.2.2 浇口及冷料穴设计 28
4.3 凹、凸模成型零件的设计 30
4.3.1 建立分型面 30
4.3.2 制作浇注系统 31
4.3.3 生成成型零件以及浇注件 31
4.4 冷却系统设计 32
4.4.1 凹模冷却系统设计 32
4.4.2 凸模冷却系统设计 33
第五章 模具零件设计 35
5.1 推出系统设计 35
5.2 确定模架 35
5.3 模架各装配零件设计 36
5.3.1 导向零件设计 36
5.3.2 浇注系统零件设计 37
5.3.3 推出机构零件 38
5.3.4 定位和支撑零件 39
5.3.5 其他零件 40
第六章 模具的装配与调试 42
6.1 模具的装配 42
6.2 模具的调试 45
结束语 51
参考文献 52
文献综述与毕业实习报告 53
文献综述 53
毕业实习报告 54
附录一 相关图纸 55
附录二 相关英文资料翻译 60
摘要
近年来CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
在这次毕业设计中，在进行了简单的市场分析和现有产品的了解后，通过运用三维实体造型软件pro/engineer 2001对机箱前盖进行了3D造型，主要完成工作有机箱前盖装配体各个零件的设计，装配体上各零件的细化设计，同时还生成了前盖箱体的塑料注射模具的成型零件，并且设计了浇注系统、冷却系统、模具模架等零件，最后进行了整个模具的装配，生成爆炸图。此外，还就塑件的缺陷及其消除措施进行了简单的探讨。
设计过程中，重点突出了造型设计，成型零件设计，模架设计三个重要工作，在其中造型分模中遇到一定的困难，但是通过努力最终得以解决。
这次设计是对塑件及模具CAD/CAM的一次大胆尝试，相信对实际生产会有一定的指导意义。
关键词：塑料注射模具 热塑性塑料 注射机 ABS Pro/engineer
Abstract
CAD/CAM technology has already been developed into one ripe generality technology in recent years, the price of hardware and software of CAD/CAM technology of mould has already been reduced to the general degree that can be accepted of small and medium-sized enterprises, 3D design of Plastics piece make and mould and 3D analyse of molding process plays a more and more important role in plastics mould industry.
In the graduation project, through using 3D entity sculpting software pro/engineer 2001,I build the 3D model of computer’s case, mostly of the work completed are as follows : design of parts in the assembly, also build the 3D model of the plastics injection moulding parts at the same time. Besides ,I have designed the poor system、cooling system and the mould frame.In addition I also have a simple discussion on the molding defect of plastics pieces and dispel measure.
During the design,most of the time were spent on design of case part、design of molding part and the design of the mould frame. Unavoidable I met some difficulties in the design,but I have conquered them with my assiduity.
The design is an adventruous try on the CAD/CAM technology of plastics pieces and mould,and I believed that it can have certain directive significance on actual production.
Keywords： plasctics injection moulding； thermoplastic injection machine； acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer； pro/engineer
- 内容简介：
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to or as a of an is by a to in or a of on 981) of a on (1983) of on of a of to 1986) to of 988). (2000) of It be of on on n 1997)in is 1) of of of 10 00322 00319 003003o of of a to of of in to of of to to in as a of of to be to be 2004) 43: 240245at 2002T. r 9107 (2) at 3) of at of 986; et 1995), 1986) to of In et (1990)on of of of by is by a It is be to at 973) 988)of of on of is on at a on of et 1987) a in a by to of a as a of by et (1988) of a of at a is by et (1998) an of of of a of to of of be to as a a of of of a a 1). By of as be to be at be as t 0 1qttt 02tt _3t, t,T,p,_q,k a 0s 2g T; _12rt r4by et g _c 2_ _at a 0:g _c;0; 1 of a at a a of a on ); at at is 998), to by a in is by OF on a 981). An is to be Ftt 0 7 is as a It a in a of is At a . As 65 H (of be as _a m, a .1 m/s, a 0)=3760 at 2) is as 3 be on is so is It of of 001). to is an to On at be to is in so of be in be ). in a as et (1990)by a of on a 1987). in it is on a In of 176176 m/ of 65 q 892 kg/(3760 k n a 10,8422 of a on 4). of at of so of be It at is a of of at In et 1988) at of to a of to 1974) as a in et (1988) at at to is to be at of is to to at at 4 to at 001) to As be to to to 5). In at a of a 3 of 4 of 5 in 6). As a of of be to be of a be to of of to be by by of of at in 7). to 8), a of at to It be be of an be or as by be an et of by be of of to it is a of is 6 at 7 of 8 on of to to up to is in to be an of of to so as be to be or to , to he to of B, C, (1977) of . J, W, W (1987)of in 33:11681177M, 1983) on 91598, , , D(1995) in a ):169195(1998) M (1973) 9(10):6769, , (1999) 2(5):354357W, D (1981) J 9:201225P (1986) of 7):120012062000) to in 0(5):12561262C, (1981) of on of in 1(10):586593, N, 1988) 34(3):403410, (2001) 0(1):6773, , (1998) in an ):299305, (1988) in 116n R (1997) of in 7(1):205217 (1974) J 7531772, , , , , (1990) at in 5):931H, E H(1987) of . 7(18):13901398245中南大学学士学位论文 附录二 相关英文资料翻译 热塑性塑料注射模中焊缝形成的流体分析 / T. 姆尼斯科技大学 , 09107 开姆尼斯 ,德国 电子邮件 :：模拟铸型型腔的填充，可以研究流体正面冲突时焊缝的形成。用热流变学结论来研究焊缝缺陷形成原因。 通过实验可以发现，相互扩散不足的临界面和不恰当的分子取向发生在已完成部分表面附近。焊缝缺陷的主要成因是由于 V 形槽口的存在。槽口是填充结束时高分子取向造成极大压缩，造成与之相关的表面接触不良。经验证实，与全局工艺过程条件相比，焊缝对 局部流动状况更为敏感。熔化温度和注模温度被认为是影响焊缝强度的最大的两个因素。 关键词：聚合体 注塑模 热塑性塑料 焊缝 模拟 绪论 ：在铸型填充的过程中，两股单独的熔化流重新结合而形成焊缝。这是由于通过多重阀门的注射流或者由于障碍周围的流体影响而产生的。这两种主要的焊缝通常有很大的区别。低温或淤塞型焊缝是由不包括额外流程的两片熔化区域正面冲击后产生的。高温或流动型焊缝于两股熔流横向相融后继续流动的过程中。由于焊缝经常导致机械强度的下降和（或）注模部分劣质的光学表面的出现。现在有许多的调查研究旨在找出 铸造过程条件对焊缝的影响：首先， 1981）测量了几种类型聚合物的焊缝强度，发现熔化温度和铸模温度对焊缝强度有惊人的影响。 1983）用一个有孔的机械制盘研究了铸摸设计和处理参量的影响。他们发现温度影响因聚合体不同而有所改变。 1986 年）证明不断上升的温度可导致焊缝强度的退化。同时他们也研究注射压力，注射速度，持续时间和持续压力，但这些因素影响并不大。最近， et 2000)依据 方法设计实验，再次显示 熔化温度和铸造温度是影响铸造热塑性塑料中焊缝的主要因素。同时也应该注意到焊缝的敏感度不仅取决于材料属性和处理条件，同时也与应用的测验方法有关。 尽管在文献材料上，焊缝的机械缺陷可以通过以下内容来说明：（ 1）聚合分子漫射不足（ 2）接口处不适宜分子定向（ 3）铸模注射部分 V 形槽口的形成。而这些因素相互关系却知之甚少。 1986 年）分别分析了第一和第二因素，并综合预测了焊缝强度。在他们对漫射过程的研究方法中，忽略了穿越厚度部分的温度梯度。并弄清楚了 V 形槽口的结构及它对注射铸模聚苯乙烯强度的影响。他们测 量表面被磨的狗骨头实验样品的张力强度。结果表明： V 形槽口是由于表面附近接触不良引起的，而非表面上细微壁槽。同样也应注意到 目前为止，焊缝模型实验主要集中在预测焊缝位置和研究热流变力学对已测焊缝的影响，附录二 英文资料翻译 决大部分的模拟都只是基于压力下降公式，而不能给出流体的前沿信息。关于整个流体研究的历史至今也只有为数不多的文献是关于焊缝形成的。 et 设这种运动是接近与类似 稀释流体，计算出这种压力是由一种黏弹性熔化物在流过障碍物时表现出 来的。这种计算表明这种高度方形的焊接口围绕是顺流的定向分子值。这是用热力变力学观察方法得到证实了的。 et 981 年 )依据牛顿流体理论，模拟了流体撞击情况，指出处于“停滞”聚合体方向主要由相撞前的流体决定。最近， 998 年 )研究了障碍物后的流体的机械性，弄清了熔化体的热流时间对焊缝的影响。本篇论文旨在说明两流体正面撞击形成焊缝等温的模拟。用这种方法，依据流体历史和热流变学有关的焊缝缺陷及相互关系，整体上有助于我们对焊缝形成有一个更好的理解。 模拟仿 真 ：模拟实验是用粘滞流体从两端充满矩形母模来实现的，如图 1。为考虑对称性，空洞容器的 1/4 制成二维几何体形，忽略重力和表面压力，即假定自由表面是平的。流体处于静止状态。质量，冲量和能量守恒在一个不可压缩的流体中可表示如下： （ 1） （ 2） （ 3） 此处 t， T， p， ，表示时间，速度向量，温度，流水静力压，偏压力张量，张量变形率，密度，比和热传导性。 作为广义牛顿流体理论中的基本量，张量密度弹性率可用于： （ 4） 考虑到 式中的粘滞率，有 （ 5） 式中温度作为一个相关温度 （ 6） 中南大学学士学位论文 图 1：矩形母模填充模拟中，原态（顶部）和边界条件（底部） 表一： 参数 值 融化温度 03 K 铸温 33 K 进口速度 s 下面的限制条件完善了问题的结论：在入口处，熔液速率和温暖度是恒定的。矩形壁上滑度为零且铸模温度恒定（表格 1）。在对称线上，采用相应的条件在液面上，牵引力为零且穿过液面热量忽略不计。 运用 码（ 998 年）， 限元方法可以解释连贯性，动力，能量守恒， 而这些是被标准程序所离散的，即用一种固定公式，在这公式中，压力内插在比速率和温度更弱的次序。这些自由表面可用 法跟踪固定网孔。（ 981 年）。另外一个方程式可以用这个控制流动的方程式解释。 （ 7） 由此， F 是确定物质密度的函数。在流体领域的加载部位 F 有单一值，流体外面为 0。在自由表面本身这个函数值介于 0 和 1 之间。聚苯乙烯 165H（由 国路德维希港）作为原料被使用，热变流物性和粘性模型系数如表格 2所示： 表 2，聚苯乙烯的物性： 物性 值 熔点 503 K 热量 1968 J/录二 英文资料翻译 导热性系数 ：流体正面情况 如图 2 所示，不同时候的流体正面情况表明焊缝是产生在与壁相连的空穴中，而这种结果与料想的相同。在图 3 中，可以观察到特殊物质所决定的轨迹处于流体的正面。最初的流动面和焊缝位置之间的距离足够大以至流体正面在焊缝形成之前已充分形成和发展。可见，焊缝是由来自空穴中央的物质成分构成的。在空穴中央，这些物质最初没有形成大的变形。只有在平流变 成流体面的过程中，变形才产生，然而那时一个特例。总的来说，焊缝变形主要归因于局部流体的状态。 图 3：特殊物质所决定的轨迹处于流体的正面 在接口处，物质成分改变了流向，同时朝着厚度方向移动。此时，内部弥漫产生。在凸模中，凝固温度以上的接触时间比外部区域时间要长，以致更长的内部弥散可以发生。相比之下，在靠近壁的流体层上接触时间很短。因为物质成分一到壁面就被凝固而没有与其配对物接触的机会。这些由于焊接不良导中南大学学士学位论文 致的结果是 et 1990 年发现的。 图 4：圆形体积元素的毁坏 人们通常用跟踪很 多物质（均被置于同一直线）的方法来研究分子取向(et 1987)。然而，这种方法并不能区分取决于观察时间的绝对变形和作为分子取向测量手段的相对变形。在实际实验中，要跟踪几组物质要素，每组形成一个环流并最初位于平流前面，如图 4。通过比较不同时候的环流的变形和熔体的相对变形，可以看到因分子取向而形成流体变化的发展。这又一次表明焊缝的方向性是沿着接口处的局部变形，而不是流体前部的整体变形。以前，et 988 年 )也认识到在流体前端表面有极为明显的张力变形。而这种变形会导 致对壁的流体垂直。作者们也依此类推出撞击流至平面停滞流（即被成为“流体”）。然而，在同一文献中， et 988 年 )比较了流体前头物质束的张力和焊缝中的张力，并且认识到这是大的流体而导致了击流。而这很大程度上形成了焊缝注射模部分的方向异性。这个假定是不正确的。由于不同跟踪时间是相对性的，也即物质要求相对流中被跟踪的时间要长。事实表明，如图 4 中表明的，在铸壁中高度变形产生了明显偏离焊缝的分子取向。当这两股流相遇时，沿着焊缝的张力被认为是引起沿壁分子垂直取向的主要原因。而且，最大的张伸率发 生在靠近母模表面的地方，就在型腔被完全填满前，如图 5；在凸模上张伸率一直都处于较低的水平，象一个稳定的平面张伸流体。 图 5 型腔充满前最大张伸率沿焊缝方向 朝向壁面形成的不断增加的张伸率是由于不断增加的速率，这是由于当初均量流速恒定时，小的有效空穴仍是最后被填充的部分，如图 6。由于局部的流体状态，在空穴表面附件可形成高度垂直面的分子取向，而这空穴表面因此成附录二 英文资料翻译 为了焊缝区最敏感部位 图 6 小的有效空穴仍是最后被填充的部分 结论 ：关于焊缝缺陷的经验知识被模拟结果证实。可见，焊缝接口的临界面存在于表面 附近的完成部分。焊缝缺陷来源似乎是由于 V 形槽口的存在。首先，这是接触不良的结果，因为没有足够的时间使聚合体愤怒子扩散。其次，高分子定向在槽壁周围产生极大收缩，大部分在焊缝处排列成线。这也是产生 之，焊缝缺陷的产生，与整体条件相比，对局部条件更为敏感。因此，正如所预料的，熔化和铸造温度可视为影响焊缝强度的两个重要因素。而且，象局部加热诸如“推 拉”的插切口的机械技术，这两种可能性也直接影响局部状况，而这对焊缝强度的增加是有效的。 / 致谢 ： 研究过程中得到 大力经济援助，作者对此深表感谢。 / 中南大学学士学位论文 参考文献 B, C, (1977) of . J, W, W (1987) of in 33:11681177 M, 1983) of on of 3:591598 , , , D (1995) in a 4(3):169195 (1998) M (1973) in 9(10):6769 , , (1999) in 2(5):354357 W, D (1981) of J 9:201225 P (1986) of in 6(17):12001206 2000) An to in 0(5):12561262 C, (1981) of on of in 1(10):586593 , N, (1988) in 34(3):403410 , (2001) 0(1):6773 , , (1998) in an 7(3):299305 , (1988) in of 0:1116 n R (1997) of on in 7(1):205217 (1974) in J 8:17531772 , , , , , , (1990) at in 0(15):931 H, E H (1987) of . 7(18):1390139 个性化电脑机箱前面板 造型及注射模设计 报告人：刘纪俭 指导老师：刘德福 中南大学机制 2000 1班 一 设计理念 分开式设计，组装装配体，方便以后更改一个零件即改变整体设计。 目前国内比较欣赏直线条设计，对曲面设计兴趣不大 本次设计为个性化电脑机箱前面板及其注射模设计 二 方案提出 方案一 整体设计基本无曲面，整体阳刚高雅，内嵌面板，本次设计采用方案 方案二 除内嵌面板及顶部部分曲面， 高贵不可侵犯，内嵌面板 三 零件造型 使用 001进行零件的造型工作，造型过程采用科学的自顶向下设计，即先制作整体装配模型，然后在整体装配关系中设计各个零件，提高设计效率。 完成后的装配体如下 四 成型零件制作 一、制作如右图所示的分型面和浇注系统 二、使用此分型面生成凹凸模 五 模架制作 模具装配体 爆炸图 I 目录 摘要 . 1 . 2 第一章 绪论 . 3 1 1 我国模具工业及塑料模的发展现状 . 3 1 2 中国模具工业的产业特点 . 4 1 3 模具工业及塑料模技术今后在我国的发展方向 . 5 1 4 001 简介 . 7 1 5 注射模简介及 001 在注射模设计过程中的应用 . 8 第二章 电脑机箱前面板模型设计 . 9 2 1 机箱前面板结构分析 . 9 顶向下设计简介 . 9 脑机箱前面板结构分析 . 10 2 2 塑件的选料及其性能 . 11 2 3 机箱前面板注射成型工艺过程 . 11 2 4 机箱前面板模型设计过程 . 12 步造型抽壳，切除各预留孔 . 12 型设计美化 . 17 撑柱及加强肋制作 . 18 音箱前置孔 设计 . 22 体模型设计 . 22 第三章 注射机选择 . 24 射机规格 . 24 射机的校核 . 24 射机注射容量校核 . 24 射机锁模力校核 . 25 射机注射压力校核 . 25 射机模具厚度校核 . 25 射机最大开模行程校核 . 26 第四章 成型零件设计 . 27 定分型面 . 27 注系统形式与浇口设计 . 27 、分流道设计 . 27 口及冷料穴设计 . 28 、凸模成型零件的设计 . 30 立分型面 . 30 作浇注系统 . 31 成成型零件以及浇注件 . 31 却系统设计 . 32 模冷却系统设计 . 32 模冷却系统设计 . 33 第五章 模具零件设计 . 35 出系统设计 . 35 定模架 . 35 架各装配零件设计 . 36 向零件设计 . 36 注系统零件设计 . 37 出机构零件 . 38 位和支撑零件 . 39 他零件 . 40 第六章 模具的装配与调试 . 42 具的装配 . 42 具的调试 . 45 结束语 . 51 参考文献 . 52 文献综述与毕业实习报告 . 53 文献综述 . 53 毕业实习报告 . 54 附录一 相关图纸 . 55 附录二 相关英文资料翻译 . 错误 !未定义书签。 摘要 1 摘要 近年来 术已发展成为一项比较成熟的共性技术 ， 模具 塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析 正在 塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 在这次毕业设计中，在进行了简单的市场分析和现有产品的了解后，通过运用三维实体造型软件 001 对机箱前盖进行了 3D 造型，主要完成工作有机箱前盖装配体 各个零件的设计，装配体上各零件的细化设计，同时还生成了前盖箱体的塑料注射模具的成型零件，并且设计了浇注系统、冷却系统、模具模架等零件，最后进行了整个模具的装配，生成爆炸图。此外，还就塑件的缺陷及其消除措施进行了简单的探讨。 设计过程中，重点突出了造型设计，成型零件设计，模架设计三个重要工作，在其中造型分模中遇到一定的困难，但是通过努力最终得以解决。 这次设计是对塑件及模具 一次大胆尝试，相信对实际生产会有一定的指导意义。 关键词 ：塑料注射模具 热塑性塑料 注射机 AM in of AM of to be of 3D D of a in In D 001,I D of s of as of in D of at I a on of of on of of of in my is an on AM of it on 绪论 3 第一章 绪论 1 1 我国模具工业及塑料模的发展现状 模具是涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，在我国被分为 10 大类、 46 小类。 1996 年至 2002 年间，中国模具制造业的产值年平均增长 14%左右，2003 年增长 25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长 在 25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。 2003 年模具出口 美元，比上年增长在 形势喜人。 总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。近五年来，我国平均每年进口模具约 美元，2003 年就进口了近 美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件 带进来的模具。 中国现有模具企业超过 2 万家，从业人数 50 多万人。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在 20%左右。华南模具生产企业主要集中在广东省。广东全省模具生产企业总数目前已有 6000 家以上，产值已超过 150 亿元人民币。华东模具生产企业主要集中在浙江、江苏、上海，其模具产值也超过 150 亿元人民币，其中浙江省的宁波市和台州市最为集中。山东省、安徽省和四川省的模具工业也发展很快 ,在全国占有重要地位。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪 ，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 具有限公司制造的多腔 轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为 一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 面粗糙度 模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 10 30 万次，淬火钢模达 50 1000 万次，交货中南大学学士学位论文 4 期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，具体数据见表一。 成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29 34 英寸电视机 外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%，与国外的 50 80%相比，差距较大。 在制造技术方面， 术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续 引进了相当数量的 美国 G 、美国 司的 国 司的 国 司的 本 司的 色列公司的 国 司的 澳大利亚 司的 模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 集成，并能支持 术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技 术经济效益，促进和推动了我国模具 术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模 统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 统、华中理工大学开发的注塑模 件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点，为进一步普及模具 术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如： 3M 、 等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标 准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%比，仍有很大差距。 1 2 中国模具工业的产业特点 模具工业是高新技术产业化的重要领域。例如，在电子产品生产中，制造集成电路的引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造中的精密塑料模具和精密冲压模具等等，都是产品生产不可或缺的工具装备。精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互第一章 绪论 5 为依托 的产业。 现代模具工业又是技术密集型和资金密集型、高投入的装备型产业，是加工装备产业的一个组成部分。机械、汽车、电子通讯、家电、石化、建筑等国民经济的支柱产业都要求模具工业的发展与之相适应，为其提供生产保证。从支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位的重要性。由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采用精密装备才能保证其工艺要求。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。中国消费结构和产业结构的加快升级，必将对先进模具制造技术和先进生 产装备提出更高的要求。模具企业新增投资中加工设备的投入要占 80%。据估计，全国约有 40 亿元以上的模具设备市场，而且每年还以 20%左右的增长速度在发展。本次参展的青岛海尔模具有限公司、铜陵三佳模具股份有限公司、无锡市国盛精密模具制造有限公司等企业通过技术装备升级已成为产品生产提供模具的佼佼者。铜陵三佳更是开了模具企业股票上市的先河，令人振奋。 模具行业还是增值率高、增值税负较重的基础产业。据国家税务总局对 1万多家工业企业流转税平均负担率的统计，模具行业比其他行业高出 百分点，这与现代模具产业高投入 的产业特点不协调，制约了模具工业的发展。 鉴于模具工业的特点和重要性，国家对模具产业的发展极为重视，并采取了多种措施给予大力扶持。如自 1997 年以来，相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录；从 1997 年到 2005 年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策； 1999 年又把有关模具技术和产品列入国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南 (目录 )。这都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业 的重视和支持。 1 3 模具工业及塑料模技术今后在我国的发展方向 模具方面，中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达 40%左右。而模具技术水平的高低，在 很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 中南大学学士学位论文 6 其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓 ;四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。 第三 转换经营机制，大力发展混合所有制经济，明晰产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。 第四 推动模具工业技术进步的关键环节。 术在模具工业中的应用，快速原型制造 技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。再有，模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备，如五轴加工机床、高速铣等。超精加工手段也大量用于模具加工，当前，模具加工技术的重点方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化或无人化加工和贯彻只装不配少修的原则等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用也已普遍。 在塑料模工业发展上，我国今后将扶植以下的发展方向： 1、 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复 杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2、在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的 体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题； 件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑 料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元第一章 绪论 7 器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控 制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产 、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 1 4 001 简介 当今 3D 统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航天、 家电、玩具等行业。 合了零件设计、产品组合、模具开发、 工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据管理等功能于一体。 一个参数式设计的 统。参数式设计就是将零件尺寸的设计用参数来描述，并在设计修改时通过修改参数的数值来更改零件的外形。这项参数式设计的功能不但改变了设计的概念，并且将设计的便捷性推进了一大步。 数式设计的特性： 实体模型 ： 3D 实体模型除了可以将用户的设计思想 以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，用户还可随时计算出产品的体积、面积、重心、惯性大小等，以了解产品的真实性，并补足传统面结构、线结构的不足。用户在产品设计过程中，可以随地回掌握以上重点，设计物理参数，并减少许多认为计算时间。 中南大学学士学位论文 8 单一数据库 ： 随时由 3D 实体模型产生 2D 工程图，而且自动标示工程图尺寸。不论在 3D 还是 2D 图形上在尺寸修改，其相关的 2D 图形或 3D 实体模型均自动修改，这样可确保数据的正确性。由于采用单一数据库，提供了所谓双向关连性的功能，正符合现代产业中的同 步工程。 特征作为设计的单位 ： 最自然的思考方式从事设计工作，如孔、开槽、圆角等均被视为零件设计的基本特征，除了充分掌握设计思想之外，还在设计过程中导入实际的制造思想；也正因为以特征作为设计的单元，因此可随时对特征做合理、不违反几何的顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。 参数式设计 ：配合单一数据库，所有设计过程中所使用的尺寸都存在数据库中，修改 型及工程图不再是一件难事。也正因为有参数式的设计， 用户才可以运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系式，使得模型可自动计 算出应有的外型，减少尺寸逐一修改的繁琐费时，并减少错误发生。 1 5 注射模简介及 001 在注射模设计过程中的应用 塑料注射成形所用模具称为注射成形模具，简称注射模。注射模区别于其它塑料模的特点是，模具先有注射机合模机构闭合紧密，然后由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内，经冷却或固化定型后，开模取出塑件。因此注射模能一次成形出外形复杂，尺寸精确或带有嵌件的塑料制件。 从问世以来， 10 多年来已经成为全球最普及的 3D 然已成为 3D 统的标准软件，其在模具设计中更是涵盖了模具留成设计、分模面设计、破孔填补、拆模、浇道系统设计、冷却系统设计、模具各组件设计、开模模拟、模座设计、模具设计变更等各个应用领域，为全世界的模具工业快速发展提供了一个有力的支撑。第二章 电脑机箱前面板模型设计 9 第二章 电脑机箱前面板模型设计 2 1 机箱前面板结构分析 顶向下设计简介 随着计算机技术日新月异的发展， 行工程概念的相继产生，以及动态导航技术和参数设计的综合运用，为产品设计从概念设计到零、部件详细设计以及产品的并行设计提供了坚实的基础。为 了设计出符合人们设计常规的、面向并行工程的新型 统，我们提出了在装配层次上进行产品建模，用产品装配模型改进现有的 统。自顶向下 “设计过程，设计是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能；先设计出初步方案及其结构草图，建立约束驱动的产品模型；通过设计计算，确定每个设计参数，然后进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品；对设计方案分析之后，返回修改不满意之处，直到的得到满足功能要求的产品。这种设计过程能充分利用计算机的优良性能，最大限度地发挥设计人员的设计 潜力，最大限度地减少设计实施阶段不必要的重复工作，使企业的人力、物力等资源得到充分的利用，有利于提高设计效率，减少新产品的设计研究时间，使企业在市场竞争中占据有利的位置。目前一些流行的 统软件都声称支持计。 计过程 的思路如 下流程 所示 。 产品功能要求 建立功能设计方案 建立零件和子模块的设计方案 建立装配设计关系模型 建立零件和装配体详细设计方案 设计方案分析 产生设计方案 修改功能设计方案 修改零件和子模块设计方案 修改装配设计关系模型 修改零件和装配体详细设计方案 中南大学学士学位论文 10 脑机箱前面板结构分析 电脑机箱前面板为了满足使用方便，在其上预置了光驱预留孔、光驱挡板、电源按钮及预留孔、软驱预留孔和电源及硬盘指示灯和预留孔。现代机箱大部分是 式结构，卧式 构的机箱只有在少数的品牌电脑中可以用到，而即将替代 构的 构同样是立式结构，内部变化并不影响前面板设计。为使音响及 备连接的方便，有些机箱也把这两者的插孔前置，其实就是另外设置一块接口电路板，然后用电缆将其和主板上的相应接口连接。这种设计样式已经很普遍，所以我在设计时也采用了这种方式，前面板上预置了两个 口，同时预留了音箱和耳麦插孔。 首先确定以下参数： 1尺寸精度 塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差。由于我们要设计的零件的工作环 境对精度要求不高，仅要求外表光滑漂亮，加之选用的塑料 荐精度等级为 3、 4、 5 级，因此，塑件的精度等级选用4 级已完全满足要求。 2脱模斜度 脱模斜度大小与塑件的形状、壁厚及收缩率有关。 用的脱模斜度见表 2于脱模过程中最难的地方在于型腔，因此我们把把型腔脱模斜度放大，取 2，型芯的脱模斜度为 50，其余所有需要脱模斜度的地方均取 50。 表 2件材料 斜度 型腔 型芯 0 35 1 3壁厚和原角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等 成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的 1/3 以上，们采用的壁厚为 角处的半径见附录零件工作图，即 03号图纸。 4支撑面和加强肋 塑件的支承面应充分保证其稳定性，一般不以塑件的整个底面作为支承面，而将底面设计成凹凸形，或在凹入面增设加强筋。塑件上的加强筋除了能增加刚性和强度外，还能改善塑料熔体的流动性，避免气泡、缩孔和凹陷等成形缺陷。加强筋的形式和尺寸见附录零件工作图，即 03 号图纸。 5孔 虽然严格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯 或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。 第二章 电脑机箱前面板模型设计 11 2 2 塑件的选料及其性能 机箱前盖一般采用热塑性塑料 热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。 缩写，中文名是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。 以根据要求通过改变单体的含量进行调整。当丙烯腈增加时，塑料的耐热、耐蚀性和表面硬 度可改善；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯可改善电性能和成形能力。近年来 料在汽车上的应用发展很快 ,如作档泥板、扶手、热空气调节导管，以及小轿车车身等。阻燃级的 制台、电信、光盘音响设备、彩电的机壳等。 成型性能： 无定性料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥。 宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为 250）。对精度较高的塑件，模温宜取 5060，对光泽、耐热塑件，模温宜取6080。 综合性能较好，冲击强度较高，化学 稳定性、电性能良好。与 372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬。 主要技术指标见表 2 表 2度 3/容 3 水率 % 缩率 % 点 130160 弯曲强度 0 抗拉屈服 强度 0 拉伸弹性模量 体积电阻率 硬度 变形温度 30160 冲击强度 2/无缺口 261 0108 缺口 11 2 3 机箱前面板注射成型工艺过程 机箱前盖注射成形工艺过程见图 2 中南大学学士学位论文 12 注射装置准备装料 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 清理嵌件、预热 清理模具、涂脱 模剂 放入嵌件 合模 注射 保压 脱模 冷却 塑件送下工序 图 2机箱前盖注射成形工艺过程 注射成形工艺参数见表 2 表 2注射机类型 预热和干燥 料筒温度（） 喷嘴温度（） 温度（） 时间（ h） 后段 中段 前段 螺杆式 80 95 4 5 150 170 165 180 180 200 170 180 模具温度（） 注射压力（ 成形时间（ s） 50 80 60 100 高压时间 保压时间 冷却时间 成形时间 0 5 15 30 15 30 40 70 螺杆转速（ r/ 后 处 理 方 法 温度（） 时间（ h） 30 60 红外线灯、烘箱 70 2 4 2 4 机箱前面板模型设计过程 总体模型设计过程参考目前国内设计流程及方法，采用自顶向下的设计方法，先建立一个机箱前面板的长方体，抽壳后依次切出各个需要装配的零件。 步造型抽壳，切除各预留孔 名 先建立一个拉伸特征，绘制截面如图 2二章 电脑机箱前面板模型设计 13 图 2 图 2拉伸特征如图 2制作拔模斜度，四周及模型上部 米处分两步制作， 3建立前面板形状特征参照，这里我们选择先建立面组，然后利用面组生成体积切出的方法建立该特征。建立面组后如图 2示。 图 2 图 2 图 2利用上面建好的面组进行切除特征，选择面组 1，如图 2后切除，得到零件如图 2示。 5至此机箱前面板的表面特征已经基本生成完毕，下一步选用壁厚 行中南大学学士学位论文 14 抽壳，抽壳完毕后得零件如图 2示。 图 2依次在各边缘选择合适数值建立倒角或者倒圆角特征。 7建立光驱预留孔，选择切除拉伸特征，建立草绘截面如图 2示，拉伸深度选择穿透所有，得零件如图 2示。 图 2 图 2在零件下部如上法建立散热孔预留孔。 9制作软驱预留孔。首先建立拉伸特征建立伸出项，得零件如图 2示，而后建立拉伸特征切除项，得零件软驱孔处形状如图 2示，之后拔模，进行最后拉伸切除，得初步软驱孔如图 2示。 第二章 电脑机箱前面板模型设计 15 图 2 图 2 图 20依次按照初步软驱孔位置及参照建立面组，如图 2示，建立利用面组切除实体特征，得软驱孔如图 2示，然后采用拉伸生长特征建立软驱按钮及 软驱灯安装柱，拉伸切除特征建立软驱按钮以及软驱灯预留孔，最终得软驱特征如图 2示。 图 2 图 2 21参照前面已有的光驱预留孔特征尺寸，选择拉伸生长特征制作光驱预留托板，草绘特征如图 2示，生长深度选择“穿过下一个”，得光驱特征如图2示。 中南大学学士学位论文 16 图 2 图 22设计过程中将放置电源按钮、重启按钮、电源灯、硬盘灯各个零件得预留孔设计在一个独立得 小面板上，这样设计的好处在于以后可以随时更改各个独立的面板获取不同的方案，并且条件成熟后可以在该小面板上单独设计液晶显示屏显示机箱内部硬件的工作状态，而其余部分无需重复设计，大大的增进了工作效率。出于此设计目的，必须在前面板上预留该小面板的放置孔。选择拉伸切除特征，绘制如图 2示截面草图，选择深度“穿透所有”，建立该小面板预留孔特征， 图 2上特征建立完毕后，得零件如图 2示。 第二章 电脑机箱前面板模型设计 17 图 2 模型设计美化 13选择拉伸生长特征，建立软驱孔与光驱孔之间以及光 驱孔与面板内表面上部之间过渡阶梯得特征，拉伸深度选择至曲面，选择抽壳后所得的内部平面做为拉伸参照，得阶梯如图 2示。 图 2择拉伸切除特征，建立光驱孔上下部与面板外表面之间得过渡阶梯，方法同上，得阶梯 2示。 图 2立内部接线固定支架，选择拉伸生长特征，绘制草图截面如图 2示，拉伸深度输入 7，得支架如图 2示。 中南大学学士学位论文 18 图 2 图 2 支撑柱及加强肋制作 14首先建立侧边六个支撑柱，采用拉伸生长特征，绘制如图 2面草图，拉伸深度选择“穿过下一个”，得支撑柱如图 2示。 图 2 2二章 电脑机箱前面板模型设计 19 15接下来建立侧边与支撑柱连接的六个加强肋，位置参照刚建
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