鼠标底座注射模设计毕业设计论文.docx

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鼠标底座注射模设计毕业设计论文

毕业设计（论文）

鼠标底座注射模设计

DESIGNOFINJECTIONMOLDBASEOFTHEMOUSE

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

摘要

本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。

详细介绍了注射模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。

本设计利用UG、AutoCAD对导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。

关键词：

塑料模具；参数化；镶件；分型面；成型

Abstract

Thisdesignintroducedtheinjectiontakesshapethebasicprinciple,speciallysingleisdividedtheprofiletoinjectthemoldthestructureandtheprincipleofwork,tocasttheproducttoproposethebasicprincipleofdesign;Introducedindetailthecoldflowchannelinjectionevilspiritmoldpoursthesystem,thetemperaturecontrolsystemandgoesagainstthesystemthedesignprocess,andhasgiventheexplanationtothemoldintensityrequest;FinallyintroducedUGAutoCAD,andledthewraptotheguidepillartocarryontheparametrizationdesign.

Keywords:

plasticsindustryparameterizationinjectionmoldingprocessanalysis

第一章绪论

1.1模具的介绍

现如今模具与我们的生活息息相关，主要体现在生活中的许多用品都需要用模具进行制造。

使用模具制造产品的优点就是同一尺寸精度外观一致的产品可以用模具进行大批量生产，类似于活字印刷术。

《模具设计和制造》一书中将模具大致分为10种，主要有塑料模、冲压模等，此处就不进行一一介绍。

由于可大批量生产的特点，随着特殊化产品和难加工的产品越来越多，模具的种类将会被不断丰富，技术上也会得到不断的革新。

经济全球化使一些国外模具企业争先恐后来到我国开拓市场，所以我非常看好我国模具未来的发展前途。

1.2模具在加工工业中的重要地位

模具对产品的质量有着至关重要的影响，是产品市场占有率和高科技模具研发能力提升的基石。

模具工业已步入快速发展的阶段，一个国家的制造水平的高低取决于其模具工业的发达程度。

我认为模具工业是机械工业中的核心工业，模具的每次技术革新都促使制造工业的极速发展。

因为市场上的模具品种各异，几乎含盖了各行各业，所以模具的用途也日益广泛。

它承担了包括日常生活用品、文具用品、纺织和家具、体育器材和一些高新技术产品（汽车、电子、飞机等）组件和部件的生产加工工作。

发达国家对模具工业的发展尤为重视，近20年我国也加大了对模具工业的开发力度，一些省份模具工业的发展相当迅速，增长幅度超过20%。

在我的家乡也有许多模具企业，当地政府也给予它们许多优惠政策，由此可见模具在加工工业中的突出地位。

1.3模具的发展趋势

我国之所以能成为世界第一制造大国离不开模具工业的快速发展。

同时许多模具企业相当重视模具技术发展。

加大了用于技术研发的投入，把技术进步作为企业长远发展的重要原动力。

模具设计和制造人才的稀缺是制约我国模具进一步发展的重要因素，加大对模具工业的开发力度，增加对其的资金投入是日后模具工业的发展趋势。

当然我国模具工业已经渡过了最为艰苦的时期，今后的发展前途还是令人值得期待的。

今后模具也将朝着高精度、高质量、寿命长、成本低等方向发展。

近两年由于我国模具行业快速发展，技术水平有所提高，模具产品生产总量已排到世界第3（前2名为美国和日本），但模具质量上与发达国家还存在显著差距。

一方面因为相关技术水平还不够完善，另一方面是因为人才的储备不足以支撑整个模具工业的进一步发展，技术含量低的模具早已供过于求，而发达模具又因为自身水平不够不能进行生产需向欧美进口。

综合各类因素，我想向我国模具今后的发展规划提几点建议：

（1）模具工业要求大型化、高精度、低成本已然成了模具行业今后发展的必然趋势，我国模具应跟随时代的脚步和潮流，加大对高新模具的研发力度，同时积极向欧美学习模具行业方面的技术。

（2）统一相同模具的尺寸精度要求，就向统一度量衡一样，使所生产的模具更加标准化，也利于模具市场的管理。

在企业中推广标准件的使用，这不但可以降低成本，还能有助于模具市场上产品的规范化。

因此，模具标准件必然会在模具工业中得到广泛使用。

（3）建议专本科高校开设与模具相关的课程，国家也可以出台利于模具制造发展的优惠奖励政策，鼓励对模具行业的探索和研究，加大对模具行业人才的储备力度。

绘图软件技术也是影响模具行业能否快速发展的一个关键因素，所以推广CAD、UG、等绘图软件的使用也势在必行。

（4）开发属于自己的模具领域，加强人才储备力度，防止高端人才的流失。

1.4模具的设计流程

学校大四开设了《模具设计与制造》这门课程，在对《模具设计和制造》这门课程的学习过程中，我们逐渐掌握了塑件的结构工艺型，掌握了模具的主要零件和结构及设计计算的方法，掌握了模具功能的校核方法及塑件的加工流程，使自己能够独立对鼠标底座注射模进行设计。

根据不同情况选用不同的模具加工工艺，掌握一定机械加工方面的知识，合理选择金属材料，结合模具结构的特点和模具产品的生产要求，以及模具的质量要求和标准，制定合适的模具加工工艺。

本次对鼠标底座的设计可以很好的检验大学期间所学的关于模具方面的知识是否牢固，同时也为以后的工作生活奠定一个良好的基础。

本模具设计流程：

调研相关文献、资料

对塑件进行工艺分析，确定工艺方案，选择好注射机

确定分型面、浇注系统、相关机构、部分成型零件的设计

计算塑件和相关零件的主要尺寸，检验其是否满足设计要求，是否在尺寸精度范围

学习绘图软件，绘制模具的装配图和零件图编写设计说明书和技术文件

第二章该塑件材料分析和工艺性分析

2.1材料分析

综合比对各类塑料的优劣及特点见表2.1，现选用ABS作为该产品的材料，如图2-1所示为其产品图。

表2.1各塑料综合性能比较表

材料名称

流动性

耐热性

耐腐蚀性

粘度特性

是否有毒

ABS

中等

良好

良好

中

无毒

PC

不错

良好

良好

高

无毒

PVC

较差

良好

良好

高

硬质有毒

PA

良好

热稳定性差

耐酸性差

低

无毒

PS

较低

良好

良好

中

无毒

基本特性：

ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。

由于这三种材料拥有不同的各自化学特性，搭配在一起就能使ABS具有良好的综合力学性能，其密度为1.02～1.05g/cm³。

ABS有良好的抗冲击性能，有良好的耐化学药品性和一定的表面硬度，有不错的耐热性，同时ABS还有表面光泽度好，易于加工，便于涂装和着色等特点，且无毒无异味。

ABS具有良好的耐磨性和一定的表面强度，耐水性、耐油性、化学稳定性使ABS成为很多塑料产品的首选材料。

因其抗冲压强度高，良好的电绝缘性，以及良好的耐腐蚀性，以及有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工且不易变形，可在工件表面涂覆各种颜色等优点，使其被选为鼠标底座的制作材料。

其不足有以下几点：

首先熔点ABS不高，连续工作温度最好不要超过70°C，工作温度如若超过90°C则会产生热变形。

其次ABS的耐溶剂性差，不易拉伸。

最后ABS的耐候性差且易燃。

ABS塑料的用途很广，各行各业都能见到他们的身影，它们被用作各类机械外壳的原材料，由于其良好的力学和化学特性，它是日常生活用品、体育器械、文教用品、电子等产品制造的优先选用的原材料。

成型特点：

加工过程中工件必然会出现升温现象，ABS塑料的粘度会随温度上升而增加，所以成型过程中对压力的要求也相对较高。

ABS吸水性强，流动性中等，因此必须保证工件表面足够干燥，故在成型加工前进行干燥处理，塑料上的脱模斜度宜稍。

模具加工温度控制范围不一，所生产出的塑件具有的特性也不一样。

当温度在50至60摄氏度时，更利于加工出精度比较高的塑件，温度超过60度低于80度时，生产出的塑件光泽度好，外观更符合大多数人的审美观。

图2-1产品图

2.2工艺分析

如图2-1所示该塑件为鼠标底座，本次设计的鼠标底座包括以下几点要求：

1、鼠标底座要有一定的强度和刚度，不易损坏，耐摔2、鼠标底座表面无明显缺陷，满足其外观质量要求3、鼠标底座尺寸设计合理，生产的产品达到预定的尺寸精度，不要影响鼠标的正常使用

2.21尺寸及精度

鼠标底座属于薄壁制品，故其尺寸不可设计的过大，由于鼠标底座的尺寸比较小，所以对于产品的精度等级要求一般。

考虑到原材料的流动性、模具加工时的加工温度和注塑压力都会影响鼠标底座的尺寸精度，现今对ABS塑料的各项指标数据和材料特性进行系统的分析，详见下表。

表2.2ＡＢＳ塑料的各项指标数据和材料特性

比容㎝3／ｇ

0.86～0.98

螺杆转速ｒ/min

0.4～0.7

密度ｇ／㎝3

1.02～1.05

干燥

预热

时间ｈ

4～5

熔点摄氏度

130～160

摄氏度

80～95

吸水率％

0.2～0.4

料简温度（摄氏度）

后段

150～170

收缩率％

0.4～0.7

中段

165～180

热变形

温度℃

0.45MPa

90～108

前段

180～200

1.8MPa

83～103

拉伸弹性模量MPa

1.8×103

喷嘴温度（摄氏度）

170～180

抗拉屈服强度MPa

50

模具温度（摄氏度）

50～80

注射压力MPａ

60～100

硬度HB

9.75

成

型

时

间

成型周期s

40～70

弯曲强度MPａ

80

保压时间s

15～30

后

处

理

方法

红外线灯、烘箱

高压时间s

0～5

时间min

120～240

冷却时间s

15～30

温度℃

70

注射机类型

螺杆式

2.22表面粗糙度

塑件的表面粗糙度与塑件的表面光滑度成反比，鼠标底座对于光滑度要求不是很高，因此表面粗糙度范围可以确定在Ra0.8～1.2μm。

2.23形状

产品的长宽高分别约为109.7毫米、61.4毫米、22.1毫米。

塑件内外表面的形状也是有讲究的，平整光滑的内外表面往往更方便塑件的成型加工，所以设计的鼠标底座内表面应避免复杂形状和难加工的形状的出现。

2.24斜度

加工过程中，ABS塑料的粘度与加工温度成正比，所以成型过程中对压力要求较高，为了防止顶角现象的出现设计时要预留有足够的脱模斜度，同时较大的脱模斜度也便于塑件成型加工，便于塑件的正常生产流程，有效的防止了塑件的不必要的损伤。

2.25壁厚

塑件的质量影响产品的质量及市场，而塑件的壁厚是决定塑件质量的关键因素之一。

要求鼠标底座的壁厚满足塑件最小壁厚要求，壁厚与塑件表面受力大小成正比，尽量使鼠标底座两侧壁厚差不多，有误差也是极其细微的。

2.26圆角

本次设计在鼠标底座两侧与前后端连接处设置了圆角。

圆角的设置可以避免应力的过分集中，避免对鼠标底座造成不必要的损坏，提高塑件产品的使用寿命，应力分散也利于鼠标底座的加工成型，提高物料的流动性。

除了圆角过渡还有种类的过渡方法。

第三章拟定成型工艺

3.1制件成型方法

选用的材料ABS为热塑性塑料，热塑性塑料指定采用注射成型，所以可用注射成型。

3.2制件的成型参数

结合制品结构特点及所选定原料ABS的成型特点，可拟定如下工艺参数

塑料名称：

ABS密度（g/cm³）：

1.02～1.05

收缩率计算（%）：

0.5

模具温度（℃）：

50～60

注射压力（MPa）：

60～100

适应注射机类型：

柱塞式

表3.1ＡＢＳ主要技术指标和工艺参数

料筒温度/℃

前200～210

中180～190

后150～170

模具温度/℃

180～190

注射机类型

螺杆式

喷嘴温度/℃

50～70

注射压力/Mpa

70～90

螺杆转速（r/min）

30～60

成型时间

后处理

注射时间/s

3～5

方法

红外线

保压时间/s

5～15

时间/min

20～60

冷却时间/s

5～15

温度/℃

70

成型时间/s

15～40

3.3确定型腔数目

3.31计算制品的质量和体积

通过三维制图软件UG测量得:

单件塑件投影面积S=5541.259㎜2；单件塑件体积V=19381.671㎜3

查阅《模具设计和制造》一书可知ABS的密度为1.02～1.05g/cm3，则可计算出单件塑件重量m=20.06g克

3.32主要参考来确定以下几点型腔的数目

1）为了估计原材料费用应准备足够的时间试生产，型腔数目的多少还应该考虑制造塑件产品所需的自身成本，所以型腔数目的确定应遵循成本费用最小原则。

初步费用包括模具加工费和塑件成型所需费用。

2）型腔数目的多少还与所设计产品的需求量的多少有关，与所设计的产品的加工难易程度有关，如若产品需要进行大批量生产（例如尺寸精度要求不高的日用品），那么可以采取一模多腔。

3）型腔数目的多少还与注射机的最大注射量有关，根据所学的模具制造知识，型腔制品的数量与尺寸精度要求成反比，每多一个型腔，那么制品的尺寸精度就会下降四个百分点。

3.33考虑到能够影响鼠标底座型腔数目的多重因素现决定采用一模一腔

鼠标底座虽然适合进行大批量生产加工，但对于其尺寸精度要求却比较严厉，如若采用一模多腔对鼠标底座进行生产加工不符合塑件尺寸精度要求，为了提高塑件精度，并结合注射机的最大注射量等多重因素，现决定在本设计中采用一模一腔。

第四章成型零部件的设计

4.1成型零部件的结构设计

成型零件的设计是模具设计中的重要环节，塑件的几何形状和尺寸精度以及使用寿命都与成型零件息息相关，成型零件主要由凹模、凸模、型芯、成型杆和成型环等部分组成。

成型零件对零件的几何形状、尺寸精度都有很高的要求，因为在加工过程中，成型零件直接与塑料相接触，受到高压冲击和流体的冲压。

此外鼠标底座设计中的成型零件在以下几方面也有很高的要求：

较好的强度、合理的结构设计、良好的耐磨性和耐热性。

对成型零件进行设计时，先要对成型零件进行系统的分析，制定合理的设计计划，确定塑件的基本要求，再根据以上要求和计划对成型零件结构进行详细设计。

同时本次设计还需对成型零件的工作尺寸、型腔和底板的厚度进行计算，对其使用寿命和所需成本进行估算。

以下是成型零件的结构详细设计过程：

4.11型腔结构设计

型腔主要分为整体嵌入式型腔、整体组合式型腔、完全组合式型腔、局部组合式型腔这四种。

在对产品进行系统的分析并考虑各方面因素以后，由于该塑件结构简单，所以在这里选择使用整体嵌入式型腔。

它还有节约加工材料，降低成本，有良好的刚度和强度，使用和检测维修方便等优点。

4.12型芯及镶件结构设计

模具加工过程中型芯和镶件的设计是必不可少的，塑件内表面的成型离不开型芯和镶件。

在型芯和镶件设计中，对于结构不同的塑料外壳来说，其型芯和镶件结构也不相同。

为了避免材料的过度浪费，我把凸台做成大镶件以节约材料。

4.2成型零部件工作尺寸计算

4.21成型零部件性能

我认为影响鼠标底座零件尺寸精度的因素主要有以下几点：

1、塑件在加工过程中尺寸精度会受到热胀冷缩现象的影响，所以塑件加工成型后其尺寸大小比模腔大小要小一点。

这就是塑件受到热胀冷缩而发生的形变。

2、在塑件加工中还存在着零件的制造误差，成型零件加工的精度与塑件尺寸精度成正比。

3、模具零件在经过长时间的加工生产后，势必会有一定程度的磨损从而导致型腔尺寸变大、塑件尺寸精度达不到所需的生产要求。

4、塑件尺寸精度还与模具具体的安装配合有关。

无论是模具成型零件间的装配误差还是零件配合间隙误差，都会对塑件尺寸精度造成影响。

通常情况下，采用平均收缩率法来计算其工作尺寸和误差。

4.22型腔