鼠标外壳上盖注塑模设计毕业论文(编辑修改稿)

鼠标外壳上盖注塑模设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

功率，并提高了制品的质量，缩短了设计制造周期和产品开发周期 [20]。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 14 2 注塑材料的选取及其注射参数 常用注塑材料及其选取 在注射成型工艺中，被用来作为注射材料的原料有许多，包括 AS（苯乙烯 丙烯腈共聚物）、 PS（聚苯乙烯）、 ABS（合成树脂）、 PC（聚碳酸酯）、PVC（聚氯乙烯）、 PE（聚乙烯）以及其他很多原材料。 在其中， ABS 树脂 作为 五大 合成树脂 之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药 品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀 金属 、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、 汽车、电子电器、 仪器仪表、 纺织 和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。 本次设计的塑件是一个鼠标外壳，其表面粗糙度以及外观颜色等要求较高 ，因此本塑件决定使用 ABS 塑料作为注射材料。 材料的特性 塑料 ABS 树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PB， PAN，PS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧， 硬，刚相均衡的优良力学性能。 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物， A 代表丙烯腈， B 代表丁二烯， S 代表苯乙烯。 由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予 ABS 树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 15 大部分 ABS 是无毒的，不透水， 但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过 1%而物理性能不起变化。 ABS 树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。 ABS 具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。 尺寸稳定性。 电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。 材料的物理特性 塑料 ABS 无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。 密度为 ～ ㎝ 3， 收缩率为 %～ %， 弹性模量值为 2Gpa， 泊松比值为 ，吸湿性 1%，熔融温度 217237℃ ，热分解温度 250℃。 ABS 有以下一些物理特性： 综合性能较好 ， 冲击强度较高 ， 化学稳定性 ，电性能良好；有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别；流动性比HIPS 差一点，比 PMMA、 PC 等好，柔韧性好；适于制作一般机械零件 ， 减磨耐磨零件 ， 传动零件和电讯零件。 材料的成型特性 ABS 塑料有以下成型特性： 无定形材料 ， 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 80～ 90 度 ， 3 小时；宜取高料温 ， 高模温 ， 但料温过高易分解 (分解温度为 270 度 ).对精度较高的塑件 ， 模温宜取 50～ 60 度 ， 对高光泽 .耐 热塑件 ， 模温宜取 60～ 80度；如需解决夹水纹 ， 需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 16 改变入水位等方法；如成形耐热级或阻燃级材料，生产 3～ 7 天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置；冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。 模具宜加热，应选用耐磨钢；料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件 变色起泡；模温对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗压，抗张强度低。 模温超过 120 度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长；成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成型条件，成型后塑件宜退火处理；熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，对大于 200 克的塑件，应采用螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用开畅式延伸式喷嘴，注塑速度中高速。 根据各种不同的应用，可使 ABS 中三种 组成成 分 （即 丙烯腈，丁二烯和苯乙烯 ） 之间比例不同， 从而 达到不同的性能要求 以适应不同的塑件 使用要求。 根据应用的不同可 以 分为 ABS、高抗冲 ABS、 耐热 ABS、 电镀级ABS、 阻燃 ABS 和 透明 ABS 等。 材料的注射参数 在注射成型中，影响工艺的重要参数主要有：温度，压力以及时间。 其中，成型过程中主要需要控的制温度种类主要包括料筒温度、喷嘴温度以及模具温度。 料筒温度、喷嘴温度主要影响塑料的塑化和流动，而上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 17 模具温度则影响塑料的流动和冷却定型。 成型过程中要控制的压力参数主要包括注射压力、塑化压力以及保压力。 它们直接影响了塑料的塑化以及塑件的质量。 成型过程中要控制的时间参数包括成型周期、合模时间 、注射时间、保压时间以及模内冷却时间等。 经过查询， ABS 的注射参数如下： 表 ABS 注射参数 注射机类型 螺杆式 模具 温度 /℃ 50～ 70 螺杆转速 /（ rmin1） 30～ 60 注射压力 /MPa 70～ 90 喷嘴类型 直通式 保压压力 /MPa 50～ 70 喷嘴温度 /℃ 180～ 190 注射时间 /s 3～ 5 料筒温度/℃ 前段 200～ 210 保压时间 /s 15～ 30 中段 210～ 230 冷却时间 /s 15～ 30 后段 180～ 200 成型周期 /s 40～ 70 3 塑 件制品分析 塑件的设计 本次毕业设计的塑 件为鼠标上盖。 其整体的形状是一个类似椭圆形的壳体。 它的四周以及整个外表面都是弧形的，是弧状的曲面。 在使用 UG进行建模设计时，通过缝合片体进行建模，使用了大量的投影，扫掠，拉伸以及利用片体的修剪的功能。 建模的大致过程见图 中的部件导航。 成品的静态线框图如图。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 18 图 建模大致过程 该鼠标上盖前端有两个凹形以及一个长圆形孔，分别用来固定鼠标左右按键以及中间滚轮，中段有一个横向的断口， 从这个口插入按键块，后面部分有一个螺纹孔柱，两个一般孔柱以及一些的肋板用以固定和支撑。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 19 图 鼠标外壳塑件静态线框图 塑件的结构及其工艺性分析 塑件形状 塑件的整体形状是圆弧形的，在设计时应尽量符合人手握住鼠标时手掌的形状，因此在设计时外形的尺寸参数也参考了一些鼠标的资料。 从以往设计时的经验我们知道 ， 在 自然 状态下 放松放在鼠标上 时，人手 能够 覆盖 的面积越大 ，这个 鼠标的外形 就 越符合人体工 程 学。 鼠标的上盖的侧面的外形由 鼠标上盖顶端外形弧线 所决定，这条曲线的趋势应该和人手掌 在握住鼠标 时 的趋势相符合。 由于本次毕业设计没有相应的设备与技术提供支持，无法 精确的测量 鼠标以及人手的 曲率 ， 所以只 能 画出大概的形状 使其在外观上大致符合要求。 塑件的壁厚 影响塑件的质量与强度的因素中，壁厚是很重要的原因之一。 塑料制上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 20 品 的厚度在 设计 过程 中，过厚或过薄都不是一个好的现象。 塑件的壁厚应该 根据塑件 的 使用要求 以及塑件的 结构特点 还有它的 模具 的 成型工艺的要求而定。 如果 塑料制件的壁厚过小 那么它的 流动阻力 就会增 大 ，如果是 大型复杂 塑件的话 就 会出现 难以充满型腔 的情况。 在设计塑件时，塑 件壁厚的最小 厚度 应当 满足 两点，即其能够使塑件具备 足够 的 满足结构功能要求的强度和刚度； 以及其在 脱模时 受到 脱模机构 带来的 的冲击 时不会受到损坏或者变形。 然而塑件的 壁厚 也不能设计的 过大。 因为如果过大的话 不仅 会 浪费原材 料，增加 生产成本以及 冷却 的 时间。 由经验得知 ， 塑件厚度的变化对制品冷却时间的影响是很大的，其占比大约为 1:4，也就是说， 制品 的 厚度每 增 加一倍，它所需要的冷却时间就要相应的增加四倍 ）。 除此之外，过厚的壁厚还会 降低生产 效 率，影响 塑件 的质量，比如容易产生缩孔、翘曲或是气泡 等缺陷。 所以 在设计塑件 确定 其 壁厚 时 应注 意以下几点： 1） 在满足使用要求的前提下，尽量减小壁厚 ； 2） 制件的各部位壁厚尽量均匀，以减小内应力和变形 ； 3） 承受紧固力部位必须保证压缩强度； 4） 避免过厚部位产生缩孔和凹陷； 5）成型顶出时能承受冲击力的冲击； 6） 壁厚应尽量均匀一致， 同一零件的壁厚要一致，否则会因冷却速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。 塑件局部过厚，外表会出现凹痕，内部会产生气泡 ； 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 21 7） 常见壁厚 ～ 2mm，一般壁厚 1～ 4mm，大型塑件壁厚 6～ 8mm。 通过 查询比对以上条件中 最 小壁厚及推荐壁厚 值并 参考现实中各类鼠标外壳 ，本塑件壁厚选。 塑件的表面质量要求 由于塑件是一个鼠标外壳的一部分，其表面直接与人体皮肤相接触，而且接触十分频繁，因此对塑件的表面质量要求比较高。 塑件的表面质量包括表面粗糙度和表观质量等。 塑件表面 粗糙 度的高低，主要与模具型腔表面的粗糙度有关。 目前，注射成型塑件的表面粗糙度通常为 Ra=02～ ，模腔表壁的表面粗糙度数值应为塑件的 1/2， Ra=～。 这里我选取塑件表面的粗糙度为一个较中间的值为。 塑件的尺寸精度要求 塑件的尺寸精度是指塑件 实际尺寸变化所达到的标准公差的等级范围。 在机械设计中，尺寸精度的设计是非常重要的一个环节，精度的设计包括几何尺寸精度，形状精度以及塑件几何要素之间的位置精度等。 而影响塑件尺寸精度的要素也有很多，包括： 1）成型收缩率的波动。 塑料本身的特性和成型工艺条件对塑件成型收缩率以及收缩率的波动影响很大 ， 如塑料结晶 、 流动性 、 弹性模量 、 料温以及模具温度 、 注射压力 、 保压压力 、 塑化背压 、 成型周期等。 均对收缩率产生不同程度的影响。 2)模具结构及其制造精度 ， 在设计模具时 ， 不但要考虑 模具的分型面 ，以便胶件的成型和脱模。 还要考虑塑件成型时熔料的流动性 ， 及浇道的分布 、 浇口的位置 、 排气 、 模具的冷却或加热等。 上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 22 3)在注射成型时 ， 模腔内要承受较高的压力 ， 若模具的刚性不足 ， 会使模具产生变形从而降低塑件尺寸精度。 此外型腔的结构对刚度有较大影响，以整体模最好，框架模次之，镶件模最差。 但加工精度却是框架模最高，镶件模次之，整体模最差。 为此，两者要协同考虑。 4)模具的 定 ， 动 模 的位置确定方法 一般 使用 导柱和导套， 然而 由于 存在 配合间隙，因此模腔可能发生偏移，使塑件尺寸精度下降，为此，可采用一些定位元件来消 除间隙，以提高模具的定位精度。 5)模具磨损，模具在使用过程中受到不同程度的磨损，主要是指型腔和运动部件，如导柱和导套的磨损，行位与顶针的磨损。 当塑料中含有硬质填料，玻纤时，模腔的磨损尤为突出，这是模腔应选用耐磨性较好的材料，或在其表面进行硬化处理。 由上可见，决定 塑件的尺寸精度 的主要因素之一就是、 塑料收缩率的波动， 然而由于本次设计的塑件 的配合精度 并 不高，所以 根据《模具设计与制造简明手册》中表 217可以查询并确定塑件的公差数值。 通过 表 218可以对精度的等级进行 选择， 由于所用材料为 ABS， 所以确定其采用 一般精度，为 4 级精度， 没有 公差值 的地方 ， 就按照 8 级精度 进行 取值。 塑件在模具中的脱模斜度 塑件在模具中的脱模斜度是指在模具脱模过程中， 为了保证 制 件能从模具中顺利 完成 脱出，在 制 件沿脱出方向上所有 的 内表面都要有一定的斜度，该斜度 就 称为脱模斜度。 对于本次设计来说，在对塑件进行 冷却 时，塑件的 收缩 会 使 得 塑件 紧紧地包覆 在模具 的 型芯或者型腔中的凸起部分上。 这时 塑件 很可能 被拉住 而无法从模具中脱出 ， 为了 便于从型腔中脱出上海工程技术大学毕业设计（论文） 鼠标外壳上盖注塑模设计 23 塑件 或 从塑件中抽出型芯， 就 需 要对 脱模斜度 进行设置。 通过对 《模具设计与制造简明手册》 的 表 219 进行查询可得 ：型腔的 脱模斜度为 35ˊ ～ 1176。 15ˊ； 型芯为 40ˊ。