鼠标壳设计及其成型工艺分析.docx

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鼠标壳设计及其成型工艺分析

鼠标上盖是流线形结构，使用二维绘图难以描述，本课题采用Pro/E软件对鼠标上盖制品及模具进行了三维造型，采用Pro/E的数值模拟技术和经验设讣讣算相结合的方法优化设汁，预测了缺陷产生的临界条件，优化了工艺方案及工艺参数，降低了缺陷出现的可能性。

利用参数化实体造型的方法，为更加高速、快捷的造型、生产提供了一种切实可行的办法。

生成的模型数据可以直接导入数控机床进行三维加工。

关键词:

；PR0/E：

鼠标上盖

摘要I

1.序论1

1.1国内外发展状况1

1.11模具工业的概况1

1.1.2我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向3

1.1.3注塑模具CAD发展概况及趋势3

1.2研究内容4

1.2.1Pro/e简介及功能介绍4

2.鼠标壳设计及其成型工艺分析6

2.1鼠标上盖制品外形设计6

2.2鼠标底座设计7

2.3材料的选择8

2.3工艺难点分析9

3•模具设计io

3.1概述10

3.2模具浇注系统设计10

3.2.1分流道10

3.2.2浇口设计11

3.3注塑模成型零部件结构设计11

3.3.1分型面位置和形状的设计12

3.4模具开模视图13

结语15

致谢16

参考文献17

III

仁序论

国内外发展状况

1.11模具工业的概况

在讨论注塑模设讣之前，先要对国内外的塑料模具工业的状况、塑料模具丄业的发展方向有一个较清晰的了解，这也就使我们对本课题的意义有所了解。

首先要对模具有一个整体的认识。

模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工艺装备之一。

作为工业基础，模具的质量、精度、寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济发展起着不容质疑的作用。

模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身乂是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”；德国则认为是所有工业中的“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力”，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力”。

日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。

如今，世界模具工业的发展棋至己超过了新兴的电子工业。

在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占ll%o

塑料模具工业是随塑料工业的发展而发展的。

塑料工业是一门新兴工业。

自塑料问世后的儿十年以来，山于其原料丰富、制作方便和成本低廉，塑料工业发展很快，它在某些方面己取代了多种有色金属、黑色金属、水泥、橡胶、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成为各个工业部门不可缺少的材料。

LI前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。

特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。

近儿年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子讣算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。

LI前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。

塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。

用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。

塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。

随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。

在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。

1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后儿年仍将以每年10%以上的速度增长。

对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。

汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。

1999年，国内汽车年产量为183万辆，保守量为150万辆，预计到2005年汽车年产量将达600万辆。

仅汽车行业就将需要各种塑料件36万吨，而U前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。

家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。

目前，我国的彩电的年产量己超过3200万台,电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。

家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。

到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%,塑料管的普及率将达到50%,这些都会大大增加对模具的需求量。

其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。

1.1.2我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向

在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。

模具技术的发展趋势主要是：

©CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CAD/CAM/CAE技术的进一步集成化、一体化、智能化:

②PDM（产品数据管理）、CAPP（计算机辅助工艺设计管理）、KBE（基于知识工程）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用；③高速、高精加工技术的发展与应用；④超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用；⑤快速成型与快速制模（RP/RT）技术的发展与应用；⑥热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向丄程及并行工程的发展与应用；⑦模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用；⑧优质模具材料的研制及正确选用；⑨模具自动加工系统的研制与应用：

⑩虚拟技术和纳米技术等的逐步应用。

1.1.3注塑模具CAD发展概况及趋势

计算机辅助设计（（ComputerAidedDesign,CAD）是当代计算机应用的一个重要领域。

随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。

作为CAD技术应用的一个十分重要的方面，塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。

三十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。

70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动悄况进行分析。

80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。

近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。

1.2研究内容

本文将对如何利用PRO/E软件的各种功能设计一个鼠标壳样本，建立鼠标模型，生成模具的相关型面及设计•抽芯机构及滑块，制订模具的制造工艺，将产品的运行可视化，创建模具的拆卸系列动画进行理论和试验研究。

1.2.1Pro/e简介及功能介绍

Pro/E可解决任何规模的设计挑战的集成式3DCAD/CAM/CAE解决方案。

客户需求可能会改变，时间压力可能会越来越大，但您的产品设计需求保持不变。

无论您的项H范围有多大，您都需要一个功能强大、易于使用且价格宜人的解决方案，Pro/ENGINEER是3D产品设计中的标准，而作为业界领先的生产力工具，它促进用户釆用最佳的设计做法，同时确保遵守业界和公司的标准。

集成的参数化3DCAD/CAM./CAE解决方案可让您的设计速度比以前都要快，同时最大限度地增强创新力度并提高质量，最终创造出不同凡响的产品。

Pro/E是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。

Pro/E是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：

筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的儿何设计方式。

这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。

这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。

造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。

Pro/E还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/E软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。

它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI,ISO,DIN或JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP,HPGL）和黑口及彩色打印机的二维和三维图形输出。

优势：

•强大、参数化的设计•功能可实现卓越的产品差异化和可制造性

•完全集成的应用程序可让您在一个应用程序中完成从概念设计到制造的所有工作。

•自动将设计变更传播到所有下游交付件的能力可让您满怀信心地进行设讣

•完整的虚拟仿真功能可让您提升产品性能和超越产品质量口标

•自动生成相关的模具设计和制造交付件

特点：

PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关及工程数据再利用等概念改变了机械CAD的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD领域的新标准。

利用此概念写成的第三代机械CAD产品一Pro/ENGINEER（简称为Pro/E）软件能将产品从设计•至生产的过程集成在一起，让所有的用户同时进行同一产品的设计制造工作，即所谓的并行工程。

Pro/E是基于特征的全参数化软件，该软件所创建的三维模型是一种全参数化的三维模型。

“全参数化”有三个层面的含义，即特征截面儿何的全参数化、零件模型的全参数化以及装配体模型的全参数化。

零件模型、装配模型、制造模型以及工程图之间是全相关的，也就是说，工程图的尺寸被更改以后，其父零件模型的尺寸也会相应更改；反之，零件、装配或制造模型中的任何改变，也可以在其相应的丄程图中反映出来。

2.鼠标壳设计及其成型工艺分析

2.1鼠标上盖制品外形设计

本课题利用PRO/ENGINEER软件对鼠标上盖进行实体建模，PRO/E的图形设计是基于三维的，它与传统的二维绘图有着本质的区别。

生成的模型直观，立体感强，可以在任何角度进行观察。

另外系统还能计算出实体的表面积、体积、重量、惯性距、重心等。

使设计•者很容易、很清楚地知道零件的特性。

而且可由立体图生成三视图，大大提高工作的效率和准确性。

绘制鼠标上壳3D图首先要确定鼠标的基本尺寸。

我所选择的是以80*40*30的立体块。

绘制鼠标上壳住要是通过拉伸，剖面顶圆，拔模，倒圆角，偏距，实体化，唇等功能进行组合所绘制出的。

现简单介绍我的鼠标造型是如何做出的。

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