掌上游戲機外殼的注塑模具設(shè)計-抽芯注射模含NX三維及7張CAD圖

掌上游戲機外殼的注塑模具設(shè)計-抽芯注射模含NX三維及7張CAD圖,掌上,游戲機,外殼,注塑,模具設(shè)計,注射,nx,三維,cad 設(shè)計（論文）材料袋 題 目： 掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計 學生姓名： 學 號： 院（系）： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）選題審批表 1 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表 1 6 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯記錄 1 7 畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯審查及成績評定表 1 8 畢業(yè)設(shè)計（論文）（附所有電子資料） 1 雙面打印、裝訂（封面用牛皮紙） 9 其它材料（如大學生論文檢測報告單等） 年 月 日 掌上游戲機外殼的注塑模具設(shè)計 摘 要 此論文以掌上游戲機外殼作為設(shè)計模型，以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，講述整個掌上游戲機外殼注塑模具設(shè)計過程。設(shè)計初期首先使用UG軟件進行掌上游戲機外殼的實體造型。然后用Moldflow模流分析軟件分析得到最佳注射點和注射方式。最后明確設(shè)計思路，確定成型工藝。在保證足夠強度并盡可能減少成本的前提下采用了無模仁設(shè)計，將型芯型腔直接做到AB板上。此結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行平穩(wěn)并保證配件之間的配合精度，缺點是增加了模具維修成本。此論文通過對掌上游戲機外殼塑膠模具的設(shè)計，幫助我總結(jié)并深化了所學的模具設(shè)計，模具加工工藝的相關(guān)知識，達到了我的設(shè)計意圖。 關(guān)鍵詞：掌上游戲機外殼；塑膠模具設(shè)計；無模仁設(shè)計；后?；瑝K Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 掌上游戲機外殼產(chǎn)品設(shè)計 2 1.1 市場調(diào)研 2 1.2 掌上游戲機外殼設(shè)計要求 3 1.3 掌上游戲機外殼外形尺寸 4 1.4 掌上游戲機外殼材料選擇 4 1.5 脫模斜度 4 2 掌上游戲機外殼模流分析 5 2.1 分析最佳澆口位置 5 2.2 填充分析 5 2.3 填充時間分析 5 3 注塑機的選擇 6 3.1 注塑機選用的基本原則 6 3.2 分析產(chǎn)品，選擇注塑機 6 4 分型面設(shè)計與模架型腔設(shè)計，模架選擇 7 4.1 分型面設(shè)計 7 4.2 型腔設(shè)計與模架選擇 7 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 9 5.1 唧嘴（主流道）設(shè)計 9 5.2 定位環(huán)（主流道襯套）設(shè)計 9 5.3 分流道設(shè)計，澆口設(shè)計 10 5.4 冷料穴的設(shè)計 10 6 抽芯機構(gòu)設(shè)計 11 6.1 滑塊（行位）設(shè)計 11 6.2 滑塊抽芯距離設(shè)計 11 6.3 鏟雞（鎖緊塊）設(shè)計 11 6.4 斜導(dǎo)柱角度設(shè)計 11 7 頂出系統(tǒng)設(shè)計 12 7.1 頂出系統(tǒng)概述 12 7.2 頂針（推桿）、司筒（推管）位置布置 12 8 回位系統(tǒng)設(shè)計 13 9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 14 9.1 水路設(shè)計原則 14 9.2 前模水路 14 9.3 后模水路 15 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 16 10.1 常見排氣方式 16 10.2 排氣深度 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻 20 前 言 模具乃工業(yè)之母，是國民經(jīng)濟中極其重要的組成部分，是制造加工行業(yè)的重要裝備，工業(yè)產(chǎn)品、零件的批量生產(chǎn)和開發(fā)都需要模具的參與。人們常見的工業(yè)產(chǎn)品有百分之六十到百分之九十的零件需要用模具成形?，F(xiàn)代模具正在向技術(shù)密集型和資金密集型方向發(fā)展，與高新技術(shù)互相依托，相輔相成，迅速發(fā)展。資料顯示，產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，模具發(fā)展1億元就能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展100億元，高達1:100的比例，由此可見模具發(fā)展對國民經(jīng)濟的重大貢獻。 既然模具在國民經(jīng)濟中扮演如此重要的角色，那么國家必然會投入大量資金用于發(fā)展模具行業(yè)。模具設(shè)備也將往超大型、超精密、長壽命、超高效方向發(fā)展。模具標準化程度也將不斷提高。在科學發(fā)展觀的指導(dǎo)下，我國模具行業(yè)必將進一步改革，專注于科技創(chuàng)新與效率的提高，模具工業(yè)的發(fā)展必將又好又快。 模具工業(yè)的發(fā)展必定需要大批的模具設(shè)計和模具加工人才。模具設(shè)計工程師是指從事模具數(shù)字化設(shè)計，在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上，應(yīng)使數(shù)字化設(shè)計軟件，提高模具設(shè)計質(zhì)量，縮短模具設(shè)計周期的人員。模具設(shè)計是很復(fù)雜的工作，最基本的要求是每套模具之間必須恰到好處的配合。之間必須恰到好處的配合。同時產(chǎn)品設(shè)計到模具制造整個流程中，不能只重視產(chǎn)品設(shè)計，忽視模具制造難度，要從模具價格、質(zhì)量、服務(wù)等全方位去考慮，做到產(chǎn)品設(shè)計，模具制造，制品加工一條龍。 通過此次畢業(yè)設(shè)計的撰寫，讓我又多了一次模具設(shè)計方面的實戰(zhàn)訓練。此次設(shè)計選取掌上游戲機外殼作為設(shè)計模型，以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，講述整個掌上游戲機外殼注塑模具設(shè)計過程。掌上游戲機外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)計中涉及到較復(fù)雜的分模過程和滑塊機構(gòu)，能很好幫我總結(jié)深化運用說學過的模具設(shè)計的知識 ，并鍛煉我發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。達到了我的設(shè)計意圖。 1 掌上游戲機外殼產(chǎn)品設(shè)計 1.1 市場調(diào)研 掌上游戲機，簡稱掌機，是一種方便攜帶的小型專業(yè)游戲機，是美國Mattel公司在1976年開發(fā)出來的，第一款上市游戲機名為Mattel Auto Race，首次將LED技術(shù)應(yīng)用在電子游戲中的始祖。如圖1-1所示，這是一款相當經(jīng)典的掌上游戲機?！? 掌上游戲機是一種相當受歡迎的兒童玩具，對孩子們智力的培養(yǎng)有一定的益處。兒童玩具品種繁多，掌上游戲機慢慢的得到了家長的肯定，它既能使孩子的動手能力迅速提高，又能培養(yǎng)孩子獨立思考的能力。 隨著孩子年齡增長，興趣越來越廣泛，兒童玩具范圍逐漸擴大，各種電動玩具、電子游戲機都非常受孩子們的歡迎。在眾多益智玩具中，彩屏掌上游戲機更受孩子的喜愛。 日系掌機一年在國內(nèi)有幾百萬的銷量，說明這個市場是不小。 圖1-1 掌上游戲機 1.2 掌上游戲機外殼設(shè)計要求 掌上游戲機主要針對游戲玩家設(shè)計，其中未成年人居多，所以材料選擇上應(yīng)使用無毒無害的塑膠材料。掌上游戲機種類繁多，所以要在外觀上下好功夫，外觀設(shè)計不能夸張，要結(jié)構(gòu)合理，有強度，手感舒適，整體簡潔美觀，才能博得玩家們的喜愛，在同行中取得優(yōu)勢。此次設(shè)計的產(chǎn)品圖如圖1-2所示。 圖1-2 產(chǎn)品圖 1.3 掌上游戲機外殼外形尺寸 測量得出該產(chǎn)品外形尺寸為143×81×18.5（mm）,148×81×16（mm），壁厚為2.5mm. 1.4 掌上游戲機外殼材料選擇 綜合考慮掌上游戲機的使用人群，使用條件，使用環(huán)境，加工性能和制品成本，決定使用ABS作為掌上游戲機外殼材料。 ABS塑料是五大樹脂合成材料之一，有良好的抗沖擊性能和耐熱度。ABS塑料很容易加工，它制作出來的產(chǎn)品穩(wěn)定性極佳，擁有較高表面光澤度，是一種很好的應(yīng)用材料，常應(yīng)用于汽車和電子電器與建材等領(lǐng)域。 ABS的密度為1.03-1.07g/cm3，收縮率為0.05-0.08，常取0.05，此掌上游戲機外殼取0.06.ABS成型工藝參數(shù)見表1-3. 表1-3 ABS成型工藝參數(shù) 干燥溫度（℃） 70~80 干燥時間（hr） 1.5 模具溫度（℃） 45~80 殘料量（mm） 2~8 熔膠溫度（℃） 190~235 背壓（MPa） 9~18 注射壓力（MPa） 90~140 鎖模力（ton/in2） 2~2.5 注塑速度 中等 回料轉(zhuǎn)速（rpm） 70~100 螺桿類別 標準螺桿（直通式噴嘴） 1.5 脫模斜度 ABS塑料收縮率0.06，該產(chǎn)品脫模斜度周全圈均勻都為3度，加強筋無脫模角度，設(shè)計脫模角度為0.5度。 2 掌上游戲機外殼模流分析 2.1 分析最佳澆口位置 在進行產(chǎn)品設(shè)計分析后得知，外觀面要求光整，不能有進膠點，所以確定進膠方式為潛進膠。Moldflow分析結(jié)果顯示最佳澆口位置位于游戲機外殼中間位置的側(cè)面，根據(jù)經(jīng)驗可以判斷這個澆口位置是合理的，但最終澆口位置還需在此基礎(chǔ)上做進一步分析和改善。 2.2 填充分析 澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞將很大的影響到產(chǎn)品的成型性能，使用Moldflow進行填充分析是為了輔助得到最佳澆注系統(tǒng)設(shè)計方案，尋找最佳澆口位置。填充分析結(jié)果見圖2-1和圖2-2. 圖2-1 填充末端凍結(jié)層因子 圖2-2 填充末端壓力 2.3 填充時間分析 Moldflow分析中填充時間分析是一個非常重要的結(jié)果。根據(jù)本次填充時間結(jié)果圖的展示，將澆口位置設(shè)置在游戲機外殼中間位置的側(cè)面，充填時間差短，澆口位置安排合理。分析結(jié)果如圖2-3所示。 圖2-3 填充時間分析 3 注塑機的選擇 3.1 注塑機選用的基本原則 注塑機選用的四個最基本原則如以下四點所示。 1）產(chǎn)品成型精度，直接關(guān)系到注塑機的選購與配置要求就是產(chǎn)品所要求的精度高低。根據(jù)預(yù)算成本和公司機器規(guī)格表，選用合適的注塑機。 2）鎖模力，單位以噸表示。估算鎖模力的主要方法是投影面積乘以因塑料而異的常數(shù)。計算出鎖模力后，可以根據(jù)公司機器規(guī)格表，選用上一檔次的機器。 3）射出量，中文單位為盎司（港譯為安士）。工廠通常都是根據(jù)自己產(chǎn)品的質(zhì)量來選擇合適射出量的注塑機。因為塑膠結(jié)構(gòu)密度比不同，所以要計算出產(chǎn)品和流道料的總質(zhì)量選擇注塑機有效射出量的在百分之二十在百分之八十之間的型號。 4）容模量，指注塑機能容下最大的塑膠模具的長×寬×高，由注塑機哥林柱之間的間距來決定，根據(jù)設(shè)計的模具的大小來選擇合適的注塑機。 3.2 分析產(chǎn)品，選擇注塑機 使用UG軟件測量得出掌上游戲機外殼的體積為V=59.3cm3. 計算外殼的質(zhì)量，ABS塑料密度p=1.03-1.07g/cm3，因為一次注射成型出掌上游戲機正反外殼，所以采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，又因外觀面不能進膠，所以采用潛頂針的進膠方式，估算澆注系統(tǒng)塑膠料體積為V=40cm3. 外殼和澆注系統(tǒng)塑膠料的總質(zhì)量約為100cm3，從實際注塑量應(yīng)在額定注塑量的20%-80%之間考慮，初選臥式注塑機型號XS-ZY-250. 表3-1 臥式注塑機XS-ZY-250參數(shù) 螺桿直徑（mm） Φ50 模具厚度最大（mm） 350 理論注射容積（cm3） 250 模具厚度最?。╩m） 250 注射壓力（MPa） 130 噴嘴球半徑（mm） 18 鎖模力(KN) 1800 噴嘴孔半徑（mm） Φ4 模板行程（mm） 350 定位孔直徑（mm） 125 4 分型面設(shè)計與模架型腔設(shè)計，模架選擇 4.1 分型面設(shè)計 產(chǎn)品初期分型面正常確定在產(chǎn)品外形最大輪廓處，為了便于產(chǎn)品順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，但在設(shè)計過程中分型面的位置是不斷調(diào)整的。 設(shè)計期間涉及到滑塊，滑塊一側(cè)分型面需要跟著滑塊走，被迫抬高的另一側(cè)可以在最大輪廓處做一個整位來提高分型面，方便脫模。分型面如圖4-1所示。 圖4-1 產(chǎn)品分型面 4.2 型腔設(shè)計與模架選擇 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，采用一出二（一模兩腔）結(jié)構(gòu)，一次注射形成正反外殼。前期采用鑲嵌模仁的設(shè)計方式，設(shè)計模仁的長寬高分別為200mm，250mm，80mm，如圖4-2所示。在此模仁基礎(chǔ)上選用龍記大水口CI3340模架。后期設(shè)計滑塊是發(fā)現(xiàn)模胚尺寸嫌小，需要再此放大模胚，這樣使得成本大幅上升且不利于加工，因此，在保證足夠強度并盡可能減少成本的前提下采用了無模仁設(shè)計，將型芯型腔直接做到AB板上。此結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行平穩(wěn)并保證配件之間的配合精度，缺點是增加了模具維修成本。外觀面不能進膠，所以此產(chǎn)品采用潛頂針進膠的進膠方式，控制正反外殼之間的距離為28.34mm. 分析產(chǎn)品分布，初步確定模架選用龍記大水口CI2530. 因后?；瑝K的存在，故將產(chǎn)品以產(chǎn)品中心向一側(cè)偏移10mm，以平衡模具，這樣做也避免了放大模具，從而節(jié)約了成本。如圖4-3所示。 圖4-2 前期模仁設(shè)計 圖4-3 型腔設(shè)計 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 5.1 唧嘴（主流道）設(shè)計 主流道是與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道，是注塑機噴嘴在模具中的延續(xù)，結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。 主流道外形設(shè)計為圓錐形，取2度錐角，表面粗糙度取Ra=0.4um. 主流道末端設(shè)計圓角過度，半徑取1mm. 主流道長度為L=48mm. 唧嘴為標準件，材料常用T10A. 圖5-1 唧嘴 圖5-2 定位環(huán) 5.2 定位環(huán)（主流道襯套）設(shè)計 模具定位環(huán)的作用是在模具上注塑機時，要保證模具的澆口套與注塑機噴嘴位置完全重合，形成密封。模具定位環(huán)是標準件，根據(jù)模架大小和唧嘴大小，采用Φ100的定位環(huán)，結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。 5.3 分流道設(shè)計，澆口設(shè)計 掌上游戲機外殼表面要求光整，所以不能在表面設(shè)置進膠點，經(jīng)過分析采用潛頂針進膠的進膠方式，將塑膠潛入到頂針上，再由頂針進入外殼內(nèi)部的骨位上，完成進膠，結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。 由于此產(chǎn)品采用潛頂針進膠的進膠方式，所以澆口形狀被限制為頂針截面，半圓形。如圖5-4所示。 圖5-3 進膠系統(tǒng) 圖5-3 頂針（澆口形狀） 5.4 冷料穴的設(shè)計 冷料穴是用來存儲兩次注射停頓時而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的冷料，防止熔體冷料進入型腔，影響產(chǎn)品成型質(zhì)量。此次模具冷料穴設(shè)置在主流道末端。 6 抽芯機構(gòu)設(shè)計 6.1 滑塊（行位）設(shè)計 由于在產(chǎn)品中存在側(cè)孔和倒扣，為了能死產(chǎn)品在脫模過程中順利脫模，必須采用側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。 經(jīng)過分析，此產(chǎn)品采用滑塊加鏟雞的抽芯機構(gòu)，該種機構(gòu)簡單，加工簡單，動作可靠，生產(chǎn)率高，將上下模的上下運動轉(zhuǎn)化為左右運動來完成抽芯動作。 6.2 滑塊抽芯距離設(shè)計 滑塊抽芯距離正常取產(chǎn)品倒扣距離加2-5mm，此產(chǎn)品倒扣距離為2.8mm，故抽芯距離設(shè)計為7mm. 6.3 鏟雞（鎖緊塊）設(shè)計 鏟雞設(shè)計原則主要由有以下幾點： 1)鏟雞用來壓住滑塊，要有足夠的強度； 2)鏟雞壓住的位置要大于膠位位置； 3)注塑壓力大時要有反鏟。 此產(chǎn)品注塑壓力中等，故不需要反鏟，所以此產(chǎn)品鏟雞采用鑲拼結(jié)構(gòu)，將鏟雞通過3顆螺絲與前膜固定，既保證了強度，也方便加工。 6.4 斜導(dǎo)柱角度設(shè)計 斜導(dǎo)柱角度正常取5-25度，要有強度，不重要的位置要避空，經(jīng)過計算，斜導(dǎo)柱設(shè)計為15度時，抽芯距離為7mm，滿足要求。 圖6-1 滑塊 7 頂出系統(tǒng)設(shè)計 7.1 頂出系統(tǒng)概述 頂出系統(tǒng)在塑膠模具中，為使產(chǎn)品和流道廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)運行所設(shè)置的相關(guān)機構(gòu)。如側(cè)向分型抽芯、推桿、拉料桿、推塊、推管等。 7.2 頂針（推桿）、司筒（推管）位置布置 由于此外殼內(nèi)部骨位較多，所以需要較多的頂針和司筒均勻頂出，考慮產(chǎn)品大小和骨位間隙，統(tǒng)一采用Φ4mm頂針，材料采用SKD61.具體布置位置如圖7-1所示。 圖7-1 頂針司筒圖 8 回位系統(tǒng)設(shè)計 此產(chǎn)品采用龍記大水口CI-2530模架，屬于中小型模具，故選用彈簧回位機構(gòu)，將四根外徑30mm，內(nèi)徑16mm，長70mm的彈簧分別加在四根回位桿上用以回位，經(jīng)濟實用，易更換。 圖8-1 彈簧回位機構(gòu) 9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 9.1 水路設(shè)計原則 1）快速，均勻冷卻，加工簡單； 2）一般采用橫向布置； 3）水路離產(chǎn)品10-20mm； 4）離鑲件頂針最小4mm； 5）離螺絲最小5mm； 6）水路間距為直徑5倍； 7）水路直徑一般是8mm,10mm（6mm和12mm很少采用）； 8）不能與其他配件相撞； 9）水嘴好安裝（直徑25-30mm范圍內(nèi)無其他配件）。 9.2 前模水路 為了縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率，本著快速均勻冷卻，加工簡單的原則，故設(shè)計前模水路直徑為8mm，前模水路設(shè)計為一字型，后期滑塊設(shè)計好后發(fā)現(xiàn)鏟雞的3顆固定螺絲占據(jù)了不小的范圍（如圖8-1，左側(cè)上下6顆螺絲為鏟雞螺絲），故在模具中間范圍設(shè)計兩條一字型水路，兩側(cè)設(shè)計為b字型水路。前模水路如圖9-1所示。 圖9-1 前模水路 9.3 后模水路 后模水路設(shè)計起來比較前膜水路是稍復(fù)雜的，因為后模水路會與頂針，鑲件，螺絲等相干涉。 如圖8-2所示，掌上游戲機上殼左側(cè)頂針設(shè)計合理，留有足夠的間隙過水路，所以在頂針之間設(shè)計兩條一字型水路，加工簡單，冷卻效果好。 掌上游戲機下殼骨位較多，需要較多頂針和司筒頂出，所以頂針司筒之間沒有足夠的空間過水路，故下殼范圍內(nèi)采用b字型水路，加工簡單，冷卻效果好。后模水路如圖9-2所示。 圖9-2后模水路 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 排氣系統(tǒng)主要由排氣槽構(gòu)成，作為一個通道給型腔內(nèi)的空氣或塑料被注塑時所產(chǎn)生的氣體，在注塑時可排出型腔。在模具注射中如果不能完全順利的排除模具內(nèi)部氣體，制品可能會出現(xiàn)填充不足、壓縮空氣表面灼傷、制品內(nèi)應(yīng)力過高和熔接線等問題。 10.1 常見排氣方式 1）流道開排氣槽排氣； 2）分型面開排氣槽排氣； 3）鑲件和鑲針配合間隙排氣； 4）頂針和司筒配合間隙排氣； 5）透氣鋼排氣。 10.2 排氣深度 排氣槽尺寸以氣體能順利排除不溢料為原則，ABS料排氣槽深度選用0.03mm，如圖10-1所示。 圖10-1 排氣槽 本此設(shè)計采用的排氣結(jié)構(gòu)是： 1）利用AB板分型面排氣（分型面上開設(shè)排氣槽）； 2）頂針和司筒配合間隙排氣。 總 結(jié) 模具乃工業(yè)之母，模具設(shè)計是模具制造中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，嚴謹認真的作風以及一絲不茍的態(tài)度是一名模具設(shè)計師必備的工作態(tài)度。作為一名優(yōu)秀的模具設(shè)計師光有理論知識是完全不夠的，在模具設(shè)計與制造這個行業(yè)里，理論和實踐差別是比較大的。要從最基本的東西學起，先認識模具，熟悉各種的模具結(jié)構(gòu)。模具設(shè)計這行是需要三五年的鉗工基礎(chǔ)的，其次是能夠熟練使用CAD和UG等制圖軟件。如果可以從事模具加工兩三年，就能學到很多模具設(shè)計師都學不到的工藝知識，從實踐走向理論，相信設(shè)計出來的模具的質(zhì)量會更加好。經(jīng)過數(shù)十套模具設(shè)計的鍛煉，便可以慢慢成為真正的有料的模具設(shè)計師了。模具設(shè)計師水平的高低不在設(shè)計的模具的數(shù)量，而在于設(shè)計出的模具的質(zhì)量和對模具設(shè)計中難題的理解能力，分析能力和解決能力。 通過這次畢業(yè)設(shè)計的撰寫，讓我又多了一次塑膠模具設(shè)計方面的實戰(zhàn)訓練。初期尋找畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的時候，我就告訴自己要找一個設(shè)計起來較復(fù)雜的，有挑戰(zhàn)性的塑料件，最后找到了一個掌上游戲機正反外殼的igs文件，我將它導(dǎo)入UG建立實體造型做我的畢業(yè)設(shè)計項目。 確定產(chǎn)品后，我此次掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計便嚴格按照以下幾個步驟進行。（1）開始收集、分析、消化關(guān)于這些游戲機外殼產(chǎn)品的原始資料，包括產(chǎn)品設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料以備設(shè)計模具時使用。（2）消化UG產(chǎn)品圖，分析產(chǎn)品的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。消化工藝資料，分析成型方法，設(shè)備型號和模具結(jié)構(gòu)（3）確定成型方法，選擇模架。（4）使用Moldflow進行模流分析軟件分析得到最佳注射點和注射方式。（5）設(shè)計型腔與分型面。（6）分析倒扣位置，選擇合適的抽芯機構(gòu)。（7）設(shè)計頂出和回位機構(gòu)，掌上游戲機外殼內(nèi)部骨位相當復(fù)雜，需要很多的頂針和司筒均勻頂出，又考慮到后期的水路走向，所以謹慎合理布置。（8）分析模具工作時的溫度，頂針鑲件螺絲的位置，確定合適的水路形式。 完成2d排位之后，將設(shè)計好的CAD圖紙導(dǎo)入UG輔助進行3d分模，建立整個三維模具圖。最后編寫模具設(shè)計說明書，完善圖紙，打印成搞，整理歸檔。 致 謝 此次畢業(yè)設(shè)計是在專業(yè)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計階段得到了老師很大的幫助，老師嚴謹?shù)慕虒W風格和敬業(yè)精神深深的感染了我。同時，周圍的同學也給了我很多學習和生活方面的幫助。這篇畢業(yè)設(shè)計固然是我的勞動和汗水，但也凝聚了老師和同學們的心血。在此，我一并致以最衷心、最誠摯的感謝。 附 錄 圖1-1 掌上游戲機 圖1-2 產(chǎn)品圖 圖2-1 填充末端凍結(jié)因子 圖2-2 填充末端壓力 圖2-3 填充時間 圖4-1 產(chǎn)品分型面 圖4-2 前期模仁設(shè)計 圖4-3 型腔設(shè)計 圖5-1 唧嘴 圖5-2 定位環(huán) 圖5-3 進膠系統(tǒng) 圖6-1 滑塊 圖7-1 頂針司筒圖 圖8-1 彈簧回位機構(gòu) 圖9-1 前膜水路 圖9-2 后模水路 圖10-1 排氣槽 表1-3 ABS成型工藝參數(shù) 表3-1 臥式注塑機XS-ZY-250參數(shù) 參考文獻 [1] 楊峰.塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學出版社，2005. [2] 顏智偉. 塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. [3] 王鵬駒,張杰.塑料模具設(shè)計師手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 . [4] 周斌興. 塑料模具設(shè)計與制造實訓教程. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. [5] 伍先明. 塑料模具設(shè)計指導(dǎo). 北京：國防工業(yè)出版社，2006. [6] 成大先. 機械設(shè)計手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2016. [7] 劉朝福. 圖解注塑機操作與維修. 北京：化學工業(yè)出版社，2015. [8] 吳夢陵. MoldFlow模具分析實用教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2006. [9] 沈洪雷. MoldFlow注射成型過程模擬實例教程 . 北京：電子工業(yè)出版社，2014. [10] 鄭道友. MoldFlow塑料模具分析及項目實踐. 北京：浙江大學出版社出版社，2014. 19 XXXX 設(shè)計（XX）任務(wù)書 課題名稱： 掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計 學生姓名： 學 號： 院（系）： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 起止日期 年 月 日至 年 月 日 一、課題來源、目標及意義 掌上游戲機是一種相當受歡迎的兒童玩具，對孩子們智力的培養(yǎng)有一定的益處。在眾多益智玩具中，彩屏掌上游戲機更加受孩子的喜愛。日系掌機一年在國內(nèi)有幾百萬的銷量，說明這個市場是不小，比較適合作為模具畢業(yè)生的設(shè)計項目。 研究該項目是為了更好的去學習掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計的過程，熟悉怎么樣用一些繪圖軟件，比如用UG畫三維圖、CAD繪二維圖等。通過此次畢業(yè)設(shè)計，學生將對注塑模有更進一步的了解。 對于本次設(shè)計，學生將綜合運用所學知識，完成材料的選用、材料的工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、型芯型腔尺寸的確定、繪制主要零件的零件圖、模具裝配圖的繪制等。在以后的設(shè)計模具時，學生就知道如何選擇分型面等問題，在以后工作中設(shè)計模具時，學生就知道該怎樣去合理設(shè)計合理模具。讓學生對注塑模具的設(shè)計產(chǎn)生更大的興趣。 二、畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容及要求 本次設(shè)計將通過對掌上游戲機外殼注塑件的分析與計算，合理選擇結(jié)構(gòu)，并對各個參數(shù)進行校核，設(shè)計出一副合理，經(jīng)濟、適用的掌上游戲機外殼塑膠模具。 本次設(shè)計對于學生的能力有很大的提高，意義蠻大，熟悉型芯型腔尺寸的確定；繪制型芯型腔等主要零件的零件圖；頂出方式的選擇；根據(jù)鎖模力，注射量等選擇注塑機；模具裝配圖的繪制等。 三、畢業(yè)設(shè)計（論文）進程安排 序號 設(shè)計（論文）各階段名稱 計劃時間 1 畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)，學生進行相關(guān)準備工作，選題并審批。 年 月 日 前 2 教師下發(fā)任務(wù)書，學生完成開題報告，教師審核。 年 月 日 前 3 學生上交開題報告，開始設(shè)計。教師指導(dǎo) 年 月 日至 年 月 日 4 學生完成畢業(yè)設(shè)計，并上報周記5次，教師指導(dǎo) 年 月 日至 年 月 日 5 學生提交畢業(yè)設(shè)計材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。 年 月 日前 6 畢業(yè)設(shè)計答辯。 年 月 日 四、參考書及參考文獻 【1】楊峰.塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學出版社，2005. 【2】顏智偉. 塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 【3】鄭道友. MoldFlow塑料模具分析及項目實踐. 北京：浙江大學出版社出版社，2014. 【4】周斌興. 塑料模具設(shè)計與制造實訓教程. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 【5】伍先明. 塑料模具設(shè)計指導(dǎo). 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 【6】成大先. 機械設(shè)計手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2016. 【7】劉朝福. 圖解注塑機操作與維修. 北京：化學工業(yè)出版社，2015. 【8】吳夢陵. MoldFlow模具分析實用教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2006. 【9】王鵬駒.張杰.塑料模具設(shè)計師手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2008 . 【10】沈洪雷. MoldFlow注射成型過程模擬實例教程 . 北京：電子工業(yè)出版社，2014. 指導(dǎo)教師（簽字）: 院（系）主任（簽字）: XXX 設(shè)計(XX)開題報告 題 目： 掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計 學生姓名： 學 號： 院（系）： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 一、課題來源、選題依據(jù)、課題研究目的、應(yīng)用價值 掌上游戲機是一種相當受歡迎的兒童玩具，對孩子們智力的培養(yǎng)有一定的益處。隨著孩子年齡增長，興趣越來越廣泛，兒童玩具范圍逐漸擴大，各種電動玩具、電子游戲機都非常受孩子們的喜愛。在眾多益智玩具中，彩屏掌上游戲機更加受孩子的喜愛。日系掌機一年在國內(nèi)有幾百萬的銷量，說明這個市場是不小。掌上游戲機外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，通過對掌上游戲機外殼塑膠模具的設(shè)計，將幫助我總結(jié)并深化了所學的模具設(shè)計，模具加工工藝的相關(guān)知識，達到我的設(shè)計意圖。 在整個塑膠模具設(shè)計過程中，將大量運用到繪圖軟件，這會很大程度的提高我的軟件熟練度。通過整個設(shè)計流程的撰寫，我將會對整個塑膠模具設(shè)計步驟有更進一步的了解，為以后的實習或者工作墊定熟練的制圖基礎(chǔ)。 此次設(shè)計中，我將以掌上游戲機外殼作為設(shè)計模型，以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，闡述整個掌上游戲機外殼注塑模具設(shè)計過程。在以后的模具設(shè)計中，效率將會大大提高，設(shè)計方法也會越來越成熟。 二、課題研究的基本思路、研究的關(guān)鍵問題和研究手段（途徑） 確定掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計作為設(shè)計項目后，首先使用UG軟件進行掌上游戲機外殼的實體造型，接著使用Moldflow軟件分析出最佳注射點和注射方式，然后明確設(shè)計思路，確定成型工藝，在保證足夠強度并盡可能減少成本的前提下采用了無模仁設(shè)計，將型芯型腔直接做到AB板上，最后進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。 在設(shè)計中也會遇到很多繁瑣的問題，主要是模具加工工藝方面的問題，由于平時接觸到的加工方面的知識比較少，所以遇到這類問題需要查詢大量書籍和請教老師，會導(dǎo)致效率低。 因此我將通過查詢大量書籍，以及老師的講解和同學之間的探討逐一解決設(shè)計中遇到的問題。 三、論文的主體框架和主要內(nèi)容概述 確定產(chǎn)品后，我此次掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計便嚴格按照以下幾個步驟進行。 1. 產(chǎn)品分析：1）外觀面設(shè)計要求2）外形尺寸和尺寸精度的確定3）材料的選擇和拔模角度的確定4）通過Moldflow分析最佳澆口位置、填充分析、填充時間分析、氣穴分析 2. 注塑機的選擇：1）注塑機選用基本原則2）分析產(chǎn)品，選擇注塑機 3. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計：1）分型面與型腔設(shè)計，模架選擇2）澆注系統(tǒng)設(shè)計3）側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計4）頂出系統(tǒng)設(shè)計5）回位系統(tǒng)設(shè)計6)冷卻系統(tǒng)設(shè)計7）排氣系統(tǒng)設(shè)計 整個設(shè)計過程中，必須要求有要求有嚴謹認真的作風，一絲不茍的態(tài)度。以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，設(shè)計出整套塑膠模具。 四、論文工作進度與安排 起訖日期 工作內(nèi)容 達到要求 畢業(yè)設(shè)計輔導(dǎo)，學生進行相關(guān)準備工作，選題并審批。 選題審批完成 教師下發(fā)任務(wù)書，學生完成開題報告，教師審核。 完成開題報告 學生提交開題報告并開始設(shè)計，教師指導(dǎo)。 開題報告審核完成，并已開始設(shè)計 老師指導(dǎo)，學生更改并定稿。 畢業(yè)設(shè)計最終稿完成 提交畢業(yè)設(shè)計材料（電子稿與紙質(zhì)稿）。 材料上交完成 畢業(yè)設(shè)計答辯。 五、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師： 年 月 日 六、所在專業(yè)負責人審查意見 專業(yè)負責人： 年 月 日 七、參考文獻閱讀清單（要求8篇以上） 序號 題 目（及作者） 出處 （書籍及出版社、期刊名及期刊卷期號等） 1 王鵬駒,張杰.塑料模具設(shè)計師手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2008. 2 楊峰.塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學出版社，2005. 3 顏智偉. 塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 4 周斌興. 塑料模具設(shè)計與制造實訓教程. 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 5 劉朝福. 圖解注塑機操作與維修. 北京：化學工業(yè)出版社，2015. 6 成大先. 機械設(shè)計手冊. 北京：化學工業(yè)出版社，2016. 7 沈洪雷. MoldFlow注射成型過程模擬實例教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2014. 8 鄭道友. MoldFlow塑料模具分析及項目實踐. 北京：浙江大學出版社出版社，2014. 9 吳夢陵. MoldFlow模具分析實用教程. 北京：電子工業(yè)出版社，2006. 10 伍先明. 塑料模具設(shè)計指導(dǎo). 北京：國防工業(yè)出版社，2006. 掌上游戲機外殼的注塑模具設(shè)計 摘 要 此論文以掌上游戲機外殼作為設(shè)計模型，以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，講述整個掌上游戲機外殼注塑模具設(shè)計過程。設(shè)計初期首先使用UG軟件進行掌上游戲機外殼的實體造型。然后用Moldflow模流分析軟件分析得到最佳注射點和注射方式。最后明確設(shè)計思路，確定成型工藝。在保證足夠強度并盡可能減少成本的前提下采用了無模仁設(shè)計，將型芯型腔直接做到AB板上。此結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行平穩(wěn)并保證配件之間的配合精度，缺點是增加了模具維修成本。此論文通過對掌上游戲機外殼塑膠模具的設(shè)計，幫助我總結(jié)并深化了所學的模具設(shè)計，模具加工工藝的相關(guān)知識，達到了我的設(shè)計意圖。 關(guān)鍵詞：掌上游戲機外殼；塑膠模具設(shè)計；無模仁設(shè)計；后模滑塊 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 掌上游戲機外殼產(chǎn)品設(shè)計 2 1.1 市場調(diào)研 2 1.2 掌上游戲機外殼設(shè)計要求 3 1.3 掌上游戲機外殼外形尺寸 4 1.4 掌上游戲機外殼材料選擇 4 1.5 脫模斜度 4 2 掌上游戲機外殼模流分析 5 2.1 分析最佳澆口位置 5 2.2 填充分析 5 2.3 填充時間分析 5 3 注塑機的選擇 6 3.1 注塑機選用的基本原則 6 3.2 分析產(chǎn)品，選擇注塑機 6 4 分型面設(shè)計與模架型腔設(shè)計，模架選擇 7 4.1 分型面設(shè)計 7 4.2 型腔設(shè)計與模架選擇 7 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 9 5.1 唧嘴（主流道）設(shè)計 9 5.2 定位環(huán)（主流道襯套）設(shè)計 9 5.3 分流道設(shè)計，澆口設(shè)計 10 5.4 冷料穴的設(shè)計 10 6 抽芯機構(gòu)設(shè)計 11 6.1 滑塊（行位）設(shè)計 11 6.2 滑塊抽芯距離設(shè)計 11 6.3 鏟雞（鎖緊塊）設(shè)計 11 6.4 斜導(dǎo)柱角度設(shè)計 11 7 頂出系統(tǒng)設(shè)計 12 7.1 頂出系統(tǒng)概述 12 7.2 頂針（推桿）、司筒（推管）位置布置 12 8 回位系統(tǒng)設(shè)計 13 9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 14 9.1 水路設(shè)計原則 14 9.2 前模水路 14 9.3 后模水路 15 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 16 10.1 常見排氣方式 16 10.2 排氣深度 16 總 結(jié) 17 致 謝 18 附 錄 19 參考文獻 20 前 言 模具乃工業(yè)之母，是國民經(jīng)濟中極其重要的組成部分，是制造加工行業(yè)的重要裝備，工業(yè)產(chǎn)品、零件的批量生產(chǎn)和開發(fā)都需要模具的參與。人們常見的工業(yè)產(chǎn)品有百分之六十到百分之九十的零件需要用模具成形?，F(xiàn)代模具正在向技術(shù)密集型和資金密集型方向發(fā)展，與高新技術(shù)互相依托，相輔相成，迅速發(fā)展。資料顯示，產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，模具發(fā)展1億元就能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展100億元，高達1:100的比例，由此可見模具發(fā)展對國民經(jīng)濟的重大貢獻。 既然模具在國民經(jīng)濟中扮演如此重要的角色，那么國家必然會投入大量資金用于發(fā)展模具行業(yè)。模具設(shè)備也將往超大型、超精密、長壽命、超高效方向發(fā)展。模具標準化程度也將不斷提高。在科學發(fā)展觀的指導(dǎo)下，我國模具行業(yè)必將進一步改革，專注于科技創(chuàng)新與效率的提高，模具工業(yè)的發(fā)展必將又好又快。 模具工業(yè)的發(fā)展必定需要大批的模具設(shè)計和模具加工人才。模具設(shè)計工程師是指從事模具數(shù)字化設(shè)計，在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上，應(yīng)使數(shù)字化設(shè)計軟件，提高模具設(shè)計質(zhì)量，縮短模具設(shè)計周期的人員。模具設(shè)計是很復(fù)雜的工作，最基本的要求是每套模具之間必須恰到好處的配合。之間必須恰到好處的配合。同時產(chǎn)品設(shè)計到模具制造整個流程中，不能只重視產(chǎn)品設(shè)計，忽視模具制造難度，要從模具價格、質(zhì)量、服務(wù)等全方位去考慮，做到產(chǎn)品設(shè)計，模具制造，制品加工一條龍。 通過此次畢業(yè)設(shè)計的撰寫，讓我又多了一次模具設(shè)計方面的實戰(zhàn)訓練。此次設(shè)計選取掌上游戲機外殼作為設(shè)計模型，以塑膠模具設(shè)計與制造，模具加工工藝的相關(guān)知識作為依據(jù)，講述整個掌上游戲機外殼注塑模具設(shè)計過程。掌上游戲機外殼內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，設(shè)計中涉及到較復(fù)雜的分模過程和滑塊機構(gòu)，能很好幫我總結(jié)深化運用說學過的模具設(shè)計的知識 ，并鍛煉我發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。達到了我的設(shè)計意圖。 1 掌上游戲機外殼產(chǎn)品設(shè)計 1.1 市場調(diào)研 掌上游戲機，簡稱掌機，是一種方便攜帶的小型專業(yè)游戲機，是美國Mattel公司在1976年開發(fā)出來的，第一款上市游戲機名為Mattel Auto Race，首次將LED技術(shù)應(yīng)用在電子游戲中的始祖。如圖1-1所示，這是一款相當經(jīng)典的掌上游戲機?！? 掌上游戲機是一種相當受歡迎的兒童玩具，對孩子們智力的培養(yǎng)有一定的益處。兒童玩具品種繁多，掌上游戲機慢慢的得到了家長的肯定，它既能使孩子的動手能力迅速提高，又能培養(yǎng)孩子獨立思考的能力。 隨著孩子年齡增長，興趣越來越廣泛，兒童玩具范圍逐漸擴大，各種電動玩具、電子游戲機都非常受孩子們的歡迎。在眾多益智玩具中，彩屏掌上游戲機更受孩子的喜愛。 日系掌機一年在國內(nèi)有幾百萬的銷量，說明這個市場是不小。 圖1-1 掌上游戲機 1.2 掌上游戲機外殼設(shè)計要求 掌上游戲機主要針對游戲玩家設(shè)計，其中未成年人居多，所以材料選擇上應(yīng)使用無毒無害的塑膠材料。掌上游戲機種類繁多，所以要在外觀上下好功夫，外觀設(shè)計不能夸張，要結(jié)構(gòu)合理，有強度，手感舒適，整體簡潔美觀，才能博得玩家們的喜愛，在同行中取得優(yōu)勢。此次設(shè)計的產(chǎn)品圖如圖1-2所示。 圖1-2 產(chǎn)品圖 1.3 掌上游戲機外殼外形尺寸 測量得出該產(chǎn)品外形尺寸為143×81×18.5（mm）,148×81×16（mm），壁厚為2.5mm. 1.4 掌上游戲機外殼材料選擇 綜合考慮掌上游戲機的使用人群，使用條件，使用環(huán)境，加工性能和制品成本，決定使用ABS作為掌上游戲機外殼材料。 ABS塑料是五大樹脂合成材料之一，有良好的抗沖擊性能和耐熱度。ABS塑料很容易加工，它制作出來的產(chǎn)品穩(wěn)定性極佳，擁有較高表面光澤度，是一種很好的應(yīng)用材料，常應(yīng)用于汽車和電子電器與建材等領(lǐng)域。 ABS的密度為1.03-1.07g/cm3，收縮率為0.05-0.08，常取0.05，此掌上游戲機外殼取0.06.ABS成型工藝參數(shù)見表1-3. 表1-3 ABS成型工藝參數(shù) 干燥溫度（℃） 70~80 干燥時間（hr） 1.5 模具溫度（℃） 45~80 殘料量（mm） 2~8 熔膠溫度（℃） 190~235 背壓（MPa） 9~18 注射壓力（MPa） 90~140 鎖模力（ton/in2） 2~2.5 注塑速度 中等 回料轉(zhuǎn)速（rpm） 70~100 螺桿類別 標準螺桿（直通式噴嘴） 1.5 脫模斜度 ABS塑料收縮率0.06，該產(chǎn)品脫模斜度周全圈均勻都為3度，加強筋無脫模角度，設(shè)計脫模角度為0.5度。 2 掌上游戲機外殼模流分析 2.1 分析最佳澆口位置 在進行產(chǎn)品設(shè)計分析后得知，外觀面要求光整，不能有進膠點，所以確定進膠方式為潛進膠。Moldflow分析結(jié)果顯示最佳澆口位置位于游戲機外殼中間位置的側(cè)面，根據(jù)經(jīng)驗可以判斷這個澆口位置是合理的，但最終澆口位置還需在此基礎(chǔ)上做進一步分析和改善。 2.2 填充分析 澆注系統(tǒng)設(shè)計的好壞將很大的影響到產(chǎn)品的成型性能，使用Moldflow進行填充分析是為了輔助得到最佳澆注系統(tǒng)設(shè)計方案，尋找最佳澆口位置。填充分析結(jié)果見圖2-1和圖2-2. 圖2-1 填充末端凍結(jié)層因子 圖2-2 填充末端壓力 2.3 填充時間分析 Moldflow分析中填充時間分析是一個非常重要的結(jié)果。根據(jù)本次填充時間結(jié)果圖的展示，將澆口位置設(shè)置在游戲機外殼中間位置的側(cè)面，充填時間差短，澆口位置安排合理。分析結(jié)果如圖2-3所示。 圖2-3 填充時間分析 3 注塑機的選擇 3.1 注塑機選用的基本原則 注塑機選用的四個最基本原則如以下四點所示。 1）產(chǎn)品成型精度，直接關(guān)系到注塑機的選購與配置要求就是產(chǎn)品所要求的精度高低。根據(jù)預(yù)算成本和公司機器規(guī)格表，選用合適的注塑機。 2）鎖模力，單位以噸表示。估算鎖模力的主要方法是投影面積乘以因塑料而異的常數(shù)。計算出鎖模力后，可以根據(jù)公司機器規(guī)格表，選用上一檔次的機器。 3）射出量，中文單位為盎司（港譯為安士）。工廠通常都是根據(jù)自己產(chǎn)品的質(zhì)量來選擇合適射出量的注塑機。因為塑膠結(jié)構(gòu)密度比不同，所以要計算出產(chǎn)品和流道料的總質(zhì)量選擇注塑機有效射出量的在百分之二十在百分之八十之間的型號。 4）容模量，指注塑機能容下最大的塑膠模具的長×寬×高，由注塑機哥林柱之間的間距來決定，根據(jù)設(shè)計的模具的大小來選擇合適的注塑機。 3.2 分析產(chǎn)品，選擇注塑機 使用UG軟件測量得出掌上游戲機外殼的體積為V=59.3cm3. 計算外殼的質(zhì)量，ABS塑料密度p=1.03-1.07g/cm3，因為一次注射成型出掌上游戲機正反外殼，所以采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，又因外觀面不能進膠，所以采用潛頂針的進膠方式，估算澆注系統(tǒng)塑膠料體積為V=40cm3. 外殼和澆注系統(tǒng)塑膠料的總質(zhì)量約為100cm3，從實際注塑量應(yīng)在額定注塑量的20%-80%之間考慮，初選臥式注塑機型號XS-ZY-250. 表3-1 臥式注塑機XS-ZY-250參數(shù) 螺桿直徑（mm） Φ50 模具厚度最大（mm） 350 理論注射容積（cm3） 250 模具厚度最?。╩m） 250 注射壓力（MPa） 130 噴嘴球半徑（mm） 18 鎖模力(KN) 1800 噴嘴孔半徑（mm） Φ4 模板行程（mm） 350 定位孔直徑（mm） 125 4 分型面設(shè)計與模架型腔設(shè)計，模架選擇 4.1 分型面設(shè)計 產(chǎn)品初期分型面正常確定在產(chǎn)品外形最大輪廓處，為了便于產(chǎn)品順利脫模，盡量使塑件開模時留在動模一邊，但在設(shè)計過程中分型面的位置是不斷調(diào)整的。 設(shè)計期間涉及到滑塊，滑塊一側(cè)分型面需要跟著滑塊走，被迫抬高的另一側(cè)可以在最大輪廓處做一個整位來提高分型面，方便脫模。分型面如圖4-1所示。 圖4-1 產(chǎn)品分型面 4.2 型腔設(shè)計與模架選擇 根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析，采用一出二（一模兩腔）結(jié)構(gòu)，一次注射形成正反外殼。前期采用鑲嵌模仁的設(shè)計方式，設(shè)計模仁的長寬高分別為200mm，250mm，80mm，如圖4-2所示。在此模仁基礎(chǔ)上選用龍記大水口CI3340模架。后期設(shè)計滑塊是發(fā)現(xiàn)模胚尺寸嫌小，需要再此放大模胚，這樣使得成本大幅上升且不利于加工，因此，在保證足夠強度并盡可能減少成本的前提下采用了無模仁設(shè)計，將型芯型腔直接做到AB板上。此結(jié)構(gòu)可確保模具工作運行平穩(wěn)并保證配件之間的配合精度，缺點是增加了模具維修成本。外觀面不能進膠，所以此產(chǎn)品采用潛頂針進膠的進膠方式，控制正反外殼之間的距離為28.34mm. 分析產(chǎn)品分布，初步確定模架選用龍記大水口CI2530. 因后?；瑝K的存在，故將產(chǎn)品以產(chǎn)品中心向一側(cè)偏移10mm，以平衡模具，這樣做也避免了放大模具，從而節(jié)約了成本。如圖4-3所示。 圖4-2 前期模仁設(shè)計 圖4-3 型腔設(shè)計 5 澆注系統(tǒng)設(shè)計 5.1 唧嘴（主流道）設(shè)計 主流道是與分流道相連的一段帶有錐度的流動通道，是注塑機噴嘴在模具中的延續(xù)，結(jié)構(gòu)如圖5-1所示。 主流道外形設(shè)計為圓錐形，取2度錐角，表面粗糙度取Ra=0.4um. 主流道末端設(shè)計圓角過度，半徑取1mm. 主流道長度為L=48mm. 唧嘴為標準件，材料常用T10A. 圖5-1 唧嘴 圖5-2 定位環(huán) 5.2 定位環(huán)（主流道襯套）設(shè)計 模具定位環(huán)的作用是在模具上注塑機時，要保證模具的澆口套與注塑機噴嘴位置完全重合，形成密封。模具定位環(huán)是標準件，根據(jù)模架大小和唧嘴大小，采用Φ100的定位環(huán)，結(jié)構(gòu)如圖5-2所示。 5.3 分流道設(shè)計，澆口設(shè)計 掌上游戲機外殼表面要求光整，所以不能在表面設(shè)置進膠點，經(jīng)過分析采用潛頂針進膠的進膠方式，將塑膠潛入到頂針上，再由頂針進入外殼內(nèi)部的骨位上，完成進膠，結(jié)構(gòu)如圖5-3所示。 由于此產(chǎn)品采用潛頂針進膠的進膠方式，所以澆口形狀被限制為頂針截面，半圓形。如圖5-4所示。 圖5-3 進膠系統(tǒng) 圖5-3 頂針（澆口形狀） 5.4 冷料穴的設(shè)計 冷料穴是用來存儲兩次注射停頓時而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動的冷料，防止熔體冷料進入型腔，影響產(chǎn)品成型質(zhì)量。此次模具冷料穴設(shè)置在主流道末端。 6 抽芯機構(gòu)設(shè)計 6.1 滑塊（行位）設(shè)計 由于在產(chǎn)品中存在側(cè)孔和倒扣，為了能死產(chǎn)品在脫模過程中順利脫模，必須采用側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)。 經(jīng)過分析，此產(chǎn)品采用滑塊加鏟雞的抽芯機構(gòu)，該種機構(gòu)簡單，加工簡單，動作可靠，生產(chǎn)率高，將上下模的上下運動轉(zhuǎn)化為左右運動來完成抽芯動作。 6.2 滑塊抽芯距離設(shè)計 滑塊抽芯距離正常取產(chǎn)品倒扣距離加2-5mm，此產(chǎn)品倒扣距離為2.8mm，故抽芯距離設(shè)計為7mm. 6.3 鏟雞（鎖緊塊）設(shè)計 鏟雞設(shè)計原則主要由有以下幾點： 1)鏟雞用來壓住滑塊，要有足夠的強度； 2)鏟雞壓住的位置要大于膠位位置； 3)注塑壓力大時要有反鏟。 此產(chǎn)品注塑壓力中等，故不需要反鏟，所以此產(chǎn)品鏟雞采用鑲拼結(jié)構(gòu)，將鏟雞通過3顆螺絲與前膜固定，既保證了強度，也方便加工。 6.4 斜導(dǎo)柱角度設(shè)計 斜導(dǎo)柱角度正常取5-25度，要有強度，不重要的位置要避空，經(jīng)過計算，斜導(dǎo)柱設(shè)計為15度時，抽芯距離為7mm，滿足要求。 圖6-1 滑塊 7 頂出系統(tǒng)設(shè)計 7.1 頂出系統(tǒng)概述 頂出系統(tǒng)在塑膠模具中，為使產(chǎn)品和流道廢料從模具中順利脫出，保證生產(chǎn)的持續(xù)運行所設(shè)置的相關(guān)機構(gòu)。如側(cè)向分型抽芯、推桿、拉料桿、推塊、推管等。 7.2 頂針（推桿）、司筒（推管）位置布置 由于此外殼內(nèi)部骨位較多，所以需要較多的頂針和司筒均勻頂出，考慮產(chǎn)品大小和骨位間隙，統(tǒng)一采用Φ4mm頂針，材料采用SKD61.具體布置位置如圖7-1所示。 圖7-1 頂針司筒圖 8 回位系統(tǒng)設(shè)計 此產(chǎn)品采用龍記大水口CI-2530模架，屬于中小型模具，故選用彈簧回位機構(gòu)，將四根外徑30mm，內(nèi)徑16mm，長70mm的彈簧分別加在四根回位桿上用以回位，經(jīng)濟實用，易更換。 圖8-1 彈簧回位機構(gòu) 9 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 9.1 水路設(shè)計原則 1）快速，均勻冷卻，加工簡單； 2）一般采用橫向布置； 3）水路離產(chǎn)品10-20mm； 4）離鑲件頂針最小4mm； 5）離螺絲最小5mm； 6）水路間距為直徑5倍； 7）水路直徑一般是8mm,10mm（6mm和12mm很少采用）； 8）不能與其他配件相撞； 9）水嘴好安裝（直徑25-30mm范圍內(nèi)無其他配件）。 9.2 前模水路 為了縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率，本著快速均勻冷卻，加工簡單的原則，故設(shè)計前模水路直徑為8mm，前模水路設(shè)計為一字型，后期滑塊設(shè)計好后發(fā)現(xiàn)鏟雞的3顆固定螺絲占據(jù)了不小的范圍（如圖8-1，左側(cè)上下6顆螺絲為鏟雞螺絲），故在模具中間范圍設(shè)計兩條一字型水路，兩側(cè)設(shè)計為b字型水路。前模水路如圖9-1所示。 圖9-1 前模水路 9.3 后模水路 后模水路設(shè)計起來比較前膜水路是稍復(fù)雜的，因為后模水路會與頂針，鑲件，螺絲等相干涉。 如圖8-2所示，掌上游戲機上殼左側(cè)頂針設(shè)計合理，留有足夠的間隙過水路，所以在頂針之間設(shè)計兩條一字型水路，加工簡單，冷卻效果好。 掌上游戲機下殼骨位較多，需要較多頂針和司筒頂出，所以頂針司筒之間沒有足夠的空間過水路，故下殼范圍內(nèi)采用b字型水路，加工簡單，冷卻效果好。后模水路如圖9-2所示。 圖9-2后模水路 10 排氣系統(tǒng)設(shè)計 排氣系統(tǒng)主要由排氣槽構(gòu)成，作為一個通道給型腔內(nèi)的空氣或塑料被注塑時所產(chǎn)生的氣體，在注塑時可排出型腔。在模具注射中如果不能完全順利的排除模具內(nèi)部氣體，制品可能會出現(xiàn)填充不足、壓縮空氣表面灼傷、制品內(nèi)應(yīng)力過高和熔接線等問題。 10.1 常見排氣方式 1）流道開排氣槽排氣； 2）分型面開排氣槽排氣； 3）鑲件和鑲針配合間隙排氣； 4）頂針和司筒配合間隙排氣； 5）透氣鋼排氣。 10.2 排氣深度 排氣槽尺寸以氣體能順利排除不溢料為原則，ABS料排氣槽深度選用0.03mm，如圖10-1所示。 圖10-1 排氣槽 本此設(shè)計采用的排氣結(jié)構(gòu)是： 1）利用AB板分型面排氣（分型面上開設(shè)排氣槽）； 2）頂針和司筒配合間隙排氣。 總 結(jié) 模具乃工業(yè)之母，模具設(shè)計是模具制造中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，嚴謹認真的作風以及一絲不茍的態(tài)度是一名模具設(shè)計師必備的工作態(tài)度。作為一名優(yōu)秀的模具設(shè)計師光有理論知識是完全不夠的，在模具設(shè)計與制造這個行業(yè)里，理論和實踐差別是比較大的。要從最基本的東西學起，先認識模具，熟悉各種的模具結(jié)構(gòu)。模具設(shè)計這行是需要三五年的鉗工基礎(chǔ)的，其次是能夠熟練使用CAD和UG等制圖軟件。如果可以從事模具加工兩三年，就能學到很多模具設(shè)計師都學不到的工藝知識，從實踐走向理論，相信設(shè)計出來的模具的質(zhì)量會更加好。經(jīng)過數(shù)十套模具設(shè)計的鍛煉，便可以慢慢成為真正的有料的模具設(shè)計師了。模具設(shè)計師水平的高低不在設(shè)計的模具的數(shù)量，而在于設(shè)計出的模具的質(zhì)量和對模具設(shè)計中難題的理解能力，分析能力和解決能力。 通過這次畢業(yè)設(shè)計的撰寫，讓我又多了一次塑膠模具設(shè)計方面的實戰(zhàn)訓練。初期尋找畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的時候，我就告訴自己要找一個設(shè)計起來較復(fù)雜的，有挑戰(zhàn)性的塑料件，最后找到了一個掌上游戲機正反外殼的igs文件，我將它導(dǎo)入UG建立實體造型做我的畢業(yè)設(shè)計項目。 確定產(chǎn)品后，我此次掌上游戲機外殼塑膠模具設(shè)計便嚴格按照以下幾個步驟進行。（1）開始收集、分析、消化關(guān)于這些游戲機外殼產(chǎn)品的原始資料，包括產(chǎn)品設(shè)計、成型工藝、成型設(shè)備、機械加工及特殊加工資料以備設(shè)計模具時使用。（2）消化UG產(chǎn)品圖，分析產(chǎn)品的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。消化工藝資料，分析成型方法，設(shè)備型號和模具結(jié)構(gòu)（3）確定成型方法，選擇模架。（4）使用Moldflow進行模流分析軟件分析得到最佳注射點和注射方式。（5）設(shè)計型腔與分型面。（6）分析倒扣位置，選擇合適的抽芯機構(gòu)。（7）設(shè)計頂出和回位機構(gòu)，掌上游戲機外殼內(nèi)部骨位相當復(fù)雜，需要很多的頂針和司筒均勻頂出，又考慮到后期的水路走向，所以謹慎合理布置。（8）分析模具工作時的溫度，頂針鑲件螺絲的位置，確定合適的水路形式。 完成2d排位之后，將設(shè)計好的CAD圖紙導(dǎo)入UG輔助進行3d分模，建立整個三維模具圖。最后編寫模具設(shè)計說明書，完善圖紙，打印成搞，整理歸檔。 致 謝 此次畢業(yè)設(shè)計是在專業(yè)老師的悉心指導(dǎo)下完成的，在設(shè)計階段得到了老師很大的幫助，老師嚴謹?shù)慕虒W風格和敬業(yè)精神深深的感染了我。同時，周圍的同學也給了我很多學習和生活方面的幫助。這篇畢業(yè)設(shè)計固然是我的勞動和汗水，但也凝聚了老師和同學們的心血。在此，我一并致以最衷心、最誠摯的感謝。 附 錄 圖1-1 掌上游戲機 圖1-2 產(chǎn)品圖 圖2-1 填充末端凍結(jié)因子 圖2-2 填充末端壓力 圖2-3 填充時間 圖2-4 氣穴分析 圖4-1 產(chǎn)品分型面 圖4-2 前期模仁設(shè)計 圖4-3 型腔設(shè)計 圖5-1 唧嘴 圖5-2 定位環(huán) 圖5-3 進膠系統(tǒng) 圖6-1 滑塊 圖7-1 頂針司筒圖 圖8-1 彈簧回位機構(gòu) 圖9-1 前膜水路 圖9-2 后模水路 圖10-1 排氣槽 表1-3 ABS成型工藝參數(shù) 表3-1 臥式注塑機XS-ZY-250參數(shù) 參考文獻 [1] 楊峰.塑料模具設(shè)計. 北京：清華大學出版社，2005. 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