基于Pro/E的鼠标上盖注射模具设计
摘要
随着塑料制品的应用越来越广泛，对塑料模具设计和制造的要求也越来越高。我国塑料模具工业经过了半个多世纪的迅速发展，无论是设计水平、加工制造技术还是CAD技术都有了明显的提高，但与发达国家相比，仍有不小的差距，尤其是CAD/CAM/CAE技术的应用。
本次模具设计以鼠标上盖为研究对象，应用Pro/Engineer软件设计三维立体图，然后借助MoldFlow软件强大的分析和动态仿真功能，对注塑模具进行了优化分析。主要内容如下：
1) 分析了鼠标上盖的工艺特性，并介绍了ABS材料的成型工艺特点；
2) 利用MoldFlow分析出最佳位置区域对浇口位置不同的布置方案进行了比较，采用了最佳浇口位置；
3) 利用Pro/E设计分型面，并用外挂工具EMX进行标准模架设计；
4) 利用MoldFlow对产品的冷却、填充、翘曲变形等方面进行优化分析，并通过优化参数得到比较合理的结果；
5) 对模具的成型零件进行了结构分析及计算，并对模具的工作原理进行了简单介绍；
6) 通过相关分析和计算完成了对鼠标上盖注射模具的设计。
关键词 塑料模具；鼠标上盖；Pro/E；MoldFlow
目 录
1 绪论 1
1.1 我国塑料模具工业的现状 1
1.2 CAD/CAM/CAE对模具设计的作用及意义 1
1.3 课题研究的目的 2
2 鼠标上盖结构及成型工艺分析 3
2.1 塑件结构分析 3
2.2 塑件成型工艺分析 3
2.2.1 塑件的分析 3
2.2.2 ABS的性能分析 3
2.2.3 ABS的注射成型过程及工艺参数 4
3 模具结构设计 5
3.1 分型面的选择 5
3.2 型腔数量及浇口位置的确定 5
3.2.1 型腔数量的确定 5
3.2.2 浇口位置的确定 5
3.3 注塑机的选择和校核 6
3.3.1 注射量的计算 6
3.3.2 浇注系统凝料体积的初步估算 6
3.3.3 选择注塑机 7
3.3.4 注塑机相关参数的校核 7
4 浇注系统的设计和计算 8
4.1 主流道的设计 8
4.2 分流道的设计 8
4.3 浇口的设计 9
4.4 校核主流道的剪切速率 10
4.5 冷料穴的设计 10
5 冷却系统的设计 11
5.1 冷却介质 11
5.2 冷却系统的简单计算 11
5.3 冷却水路的设计 12
6 基于MoldFlow的模流分析 14
6.1 软件简介 14
6.2 网格划分 14
6.3 冷却分析 14
6.3.1 制品达到顶出温度的时间 14
6.3.2 制品表面温度分布 15
6.3.3 雷诺数分布 15
6.3.4 冷却介质温度变化 15
6.4 填充分析 16
6.4.1 填充结束时的总体温度 16
6.4.2 注射位置处压力 16
6.4.3 锁模力 16
6.4.4 气穴 17
6.4.5 熔接痕 17
6.5 翘曲变形分析 18
6.5.1 所有因素引起的变形 18
6.5.2 X轴方向的变形分布 18
6.5.3 Y轴方向的变形分布 18
6.5.4 Z轴方向的变形分布 19
7 成型零件的结构设计及计算 20
7.1 成型零件的结构设计 20
7.2 成型零件钢材的选用 20
7.3 成型零件工作尺寸的计算 20
7.3.1 凹模径向尺寸的计算 21
7.3.2 凹模深度尺寸的计算 21
7.3.3 凸模径向尺寸的计算 21
7.3.4 凸模高度尺寸的计算 21
7.3.5 凸模内圆柱径向尺寸的计算 21
7.3.6 凸模内圆柱高度尺寸的计算 21
7.4 成型零件尺寸的计算 22
8 模架的选择与导向结构设计 23
8.1 各模板尺寸的确定 23
8.2 模架各尺寸的校核 23
8.3 导向结构设计 24
9 脱模推出机构及排气槽的设计 25
9.1 脱模机构设计原则 25
9.2 推出机构的设计 25
9.2.1 推出方式的确定 25
9.2.2 推杆的布置 25
9.3 脱模力的计算 25
9.4 推杆的直径计算及强度校核 26
9.4.1 推杆的直径计算 26
9.4.2 强度校核 26
9.5 推出机构的复位 27
9.6 排气槽的设计 27
10 模具的工作原理及安装 28
10.1 模具的工作原理 28
10.2 模具的安装 29
结论 30
致谢 31
参考文献 32
附录 33
附录1 33
附录2 43
参考文献
[1] 中国机械工程学会.中国模具设计大典第二册[M].江西科学出版社，2003.
[2] 叶久新，王群．塑料成型工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，2008.
[3] 名牌战略，塑料工业发展契机[N] .消费日报，2006.
[4] 高济.塑料模具设计[M].北京：机械工业出版社，2002.
[5] 行业信息[J].模具制造，2007，（6）：54.
[6] 陈言秋.塑料模具设计要点与图例[M].北京：化学工业出版社，1999.
[7] 屈华昌.塑料成型工艺[M].北京：机械工业出版社，2001.
[8] 丁浩.塑料工业实用手册[M].北京：化学工业出版社，2000.
[9] 郭洋.Pro/ENGINEER企业实施与应用[M].北京：清华大学出版社，2008.
[10] 二代龙震工作室.Pro/MOLDESIGN Wildfire4.0拆模设计[M].北京：电子工业出版社，2009.
[11] 王刚，单岩.Moldflow模具分析技术基础[M].北京：清华大学出版社，2004.
[12] 王刚，单岩.Moldflow模具分析应用实例[M].北京：清华大学出版社，2005.
[13] 甘永立.几何量公差与检测[M].上海：上海科学技术出版社，2005.
[14] 范思冲.画法几何及机械制图[M].北京：机械工业出版社，1996.
[15] 叶邦彦，陈统坚.机械工程英语[M].北京：机械工业出版社，2005.
[16] 肖祥芷，王义林.模具CAD/CAE/CAM[M].北京：电子工业出版社，2004.
[17] Fang-Jung Shiou，Chao-Chang A.Chen，Wen-Tu Li.Automated surface finishing of plastic injection mold steelwith spherical grinding and ball burnishing processes [J].Int J Adv Manuf Technol，2006，（28）：61–66.
[18] Nguyen-Chung T，Plichta C，Mennig G.Flow disturbance in polymer melt behind an obstacle [J].Rheol Acta，1998，（37）：299–305.
