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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 1 緒 論 6 1 1 模具在制造加工工業(yè)中的地位 6 1 2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 6 1 3 國(guó)內(nèi)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 7 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 8 2 游戲機(jī)手柄上殼塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì) 9 2 1 市場(chǎng)調(diào)研 9 2 2 游戲機(jī)手柄產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述 9 2 3 塑料制品設(shè)計(jì)的基本原則 10 2 3 1 壁厚設(shè)計(jì)的原則 10 2 3 2 圓角的設(shè)計(jì) 11 2 3 3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的原則 11 2 3 4 拔模角的設(shè)計(jì)原則 11 2 4 產(chǎn)品材料的選擇 12 2 5 塑件模擬分析 12 2 5 1 澆口設(shè)計(jì) 12 2 5 2 分析選擇最佳澆口位置 13 2 5 3 填充分析 13 2 5 4 熔接痕分析 15 2 5 5 氣穴分析 16 2 5 6 填充時(shí)間分析 17 3 游戲機(jī)手柄上殼的模具設(shè)計(jì) 19 3 1 塑料的工藝性設(shè)計(jì) 19 3 1 1 塑料制品成型工藝分析 19 3 1 2 制品成型工藝參數(shù) 20 3 1 3 塑件的尺寸與公差 20 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 3 2 注射成型機(jī)的選擇 21 3 2 1 注塑機(jī)基本參數(shù) 21 3 2 2 模具與注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 23 3 3 型腔布局與分型面設(shè)計(jì) 25 3 3 1 型腔數(shù)目的確定與布局 25 3 3 2 分型面的設(shè)計(jì) 26 3 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 3 4 1 主流道設(shè)計(jì) 27 3 4 2 主流道襯套的固定 28 3 4 3 分流道的設(shè)計(jì) 28 3 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 29 3 5 成型零件的設(shè)計(jì) 30 3 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 31 3 5 2 成型零件工作尺寸計(jì)算 32 3 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 35 3 7 模架的選擇 37 3 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 38 3 8 1 抽芯距的計(jì)算 39 3 8 2 抽芯力的計(jì)算 39 3 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 39 3 9 1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 40 3 9 2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 40 3 10 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 41 3 10 1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則 41 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 3 10 2 推桿設(shè)計(jì) 41 3 11 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 42 3 12 模具制造技術(shù) 43 3 12 1 加工要求 43 3 12 2 裝配要求 44 3 12 3 綜合要求 45 3 13 模具裝配圖 46 3 13 1 模具圖 46 3 13 2 模具二維裝配圖 47 結(jié)論 48 參考文獻(xiàn) 49 致謝 50 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 南 京 工 程 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 作 者 喬 僑 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院 南京工程學(xué)院 專 業(yè) 數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì) 題 目 游戲機(jī)上蓋注塑模設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者 稽 正 波 評(píng)閱者 2012 年 12 月 淮 安 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 1 設(shè)計(jì)總說明 本課題就是將游戲機(jī)手柄作為設(shè)計(jì)模型 將注射模具的相關(guān)知識(shí)作為依據(jù) 闡述 塑料注射模具的設(shè)計(jì)過程 本設(shè)計(jì)對(duì)游戲機(jī)手柄進(jìn)行的注塑模設(shè)計(jì) 利用 UG 軟件對(duì) 塑件進(jìn)行了實(shí)體造型 對(duì)塑件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析 明確了設(shè)計(jì)思路 確定了注射成 型工藝過程并對(duì)各個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核 本著簡(jiǎn)約而不簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)原 則 采用斜滑塊的瓣合模的結(jié)構(gòu)成型 如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠 保證了與其他部件的配合 最后用 Moldflow 仿真模擬注射過程 本課題通過對(duì)游戲機(jī) 手柄的注射模具設(shè)計(jì) 鞏固和深化了所學(xué)知識(shí) 取得了比較滿意的效果 達(dá)到了預(yù)期 的設(shè)計(jì)意圖 關(guān)鍵詞 塑料模具 注射成型 模具設(shè)計(jì) 游戲機(jī)手柄 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 2 Introduction This topic is to game controller as a design model the injection mold related knowledge as a basis to explain the process of plastic injection mold design The design of the game controller for the injection mold design plastic parts using UG software was solid modeling the structure of the plastic parts of the process analysis Clear design ideas determine the injection molding process and the various specific parts of a detailed calculation and verification In the simple but not simple design principles the use of inclined slider valve structure of the mold shape The structure of such a design die is used to ensure reliability ensure coordination with other components Finally simulation Moldflow injection process The topic of the game controller by injection mold design to consolidate and deepen the knowledge and achieved satisfactory results to achieve the desired design intent Keywords Plastic mold Injection molding Mold design game controller 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 3 目 錄 1 緒 論 1 1 1 模具在制造加工工業(yè)中的地位 1 1 2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 1 1 3 國(guó)內(nèi)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 2 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 3 2 游戲機(jī)手柄上殼塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì) 4 2 1 市場(chǎng)調(diào)研 4 2 2 游戲機(jī)手柄產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述 4 2 3 塑料制品設(shè)計(jì)的基本原則 5 2 3 1 壁厚設(shè)計(jì)的原則 5 2 3 2 圓角的設(shè)計(jì) 6 2 3 3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的原則 6 2 3 4 拔模角的設(shè)計(jì)原則 6 2 4 產(chǎn)品材料的選擇 7 2 5 塑件模擬分析 7 2 5 1 澆口設(shè)計(jì) 7 2 5 2 分析選擇最佳澆口位置 8 2 5 3 填充分析 8 2 5 4 熔接痕分析 9 2 5 5 氣穴分析 10 2 5 6 填充時(shí)間分析 11 3 游戲機(jī)手柄上殼的模具設(shè)計(jì) 13 3 1 塑料的工藝性設(shè)計(jì) 13 3 1 1 塑料制品成型工藝分析 13 3 1 2 制品成型工藝參數(shù) 14 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 4 3 1 3 塑件的尺寸與公差 14 3 2 注射成型機(jī)的選擇 15 3 2 1 注塑機(jī)基本參數(shù) 15 3 2 2 模具與注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 17 3 3 型腔布局與分型面設(shè)計(jì) 19 3 3 1 型腔數(shù)目的確定與布局 19 3 3 2 分型面的設(shè)計(jì) 20 3 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 3 4 1 主流道設(shè)計(jì) 21 3 4 2 主流道襯套的固定 22 3 4 3 分流道的設(shè)計(jì) 22 3 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 23 3 5 成型零件的設(shè)計(jì) 24 3 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 25 3 5 2 成型零件工作尺寸計(jì)算 26 3 6 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 3 6 1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 29 3 6 2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 3 6 3 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 30 3 7 模架的選擇 31 3 8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 3 8 1 抽芯距的計(jì)算 33 3 8 2 抽芯力的計(jì)算 33 3 9 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 33 3 9 1 導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu) 34 3 9 2 導(dǎo)套的結(jié)構(gòu) 34 3 10 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 35 3 10 1 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的總體原則 35 3 10 2 推桿設(shè)計(jì) 35 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 5 3 11 排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 36 3 12 模具制造技術(shù) 37 3 12 1 加工要求 37 3 12 2 裝配要求 38 3 12 3 綜合要求 39 3 13 模具裝配圖 40 3 13 1 模具圖 38 3 13 2 模具二維裝配圖 39 結(jié)論 42 參考文獻(xiàn) 43 致謝 44 附錄 A 45 附錄 B 46 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 6 1 緒 論 1 1 模具在制造加工工業(yè)中的地位 模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具 在各種材料加 工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具 例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具 金屬壓 力加工使用的鍛壓模具 冷壓模具等各種模具 對(duì)模具的全面要求是 能生產(chǎn)出在尺 寸精度 外觀 物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品 以模具使用的角度 要求高效率 自動(dòng)化操作簡(jiǎn)便 從模具制造的角度 要求結(jié)構(gòu)合理 制造容易 成本 低廉 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備 工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開 模具 用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的 四高二低 高精度 高復(fù)雜程度 高一致性 高生產(chǎn)率 和低耗能 低耗材 使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要 模具品種繁多 共有 10 大類 包括沖壓 塑料 橡膠 鑄造 鍛壓等 用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn) 可見模具的服務(wù)范圍已包括國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多方面 現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家 產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一 沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識(shí) 隨著產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快 新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn) 新技術(shù)日新月異 模具的使用范 圍已越來越廣 對(duì)模具的要求也越來越高了 1 2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 近年來 模具增長(zhǎng)十分迅速 高效率 自動(dòng)化 大型 微型 精密 高壽命的模 具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比重越來越大 從模具設(shè)計(jì)和制造角度來看 模具的發(fā)展 趨勢(shì)可分為以下幾個(gè)方面 1 加深理論研究 在模具設(shè)計(jì)中 對(duì)工藝原理的研究越來越深入 模具設(shè)計(jì)已經(jīng)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段逐 漸向理論技術(shù)設(shè)計(jì)各方面發(fā)展 使得產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量都得到很大的提高 2 高效率 自動(dòng)化 大量采用各種高效率 自動(dòng)化的模具結(jié)構(gòu) 高速自動(dòng)化的成型機(jī)械配合以先進(jìn)的 模具 對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量 提高生產(chǎn)率 降低成本起了很大的作用 3 大型 超小型及高精度 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 7 由于產(chǎn)品應(yīng)用的擴(kuò)大 于是出現(xiàn)了各種大型 精密和高壽命的成型模具 為了滿 足 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 8 這些要求 研制了各種高強(qiáng)度 高硬度 高耐磨性能且易加工 熱處理變形小 導(dǎo)熱性優(yōu)異的制模材料 4 革新模具制造工藝 中國(guó)模具視頻網(wǎng) 在模具制造工藝上 為縮短模具的制造周期 減少鉗工的工作量 在模具加工工 藝上作了很大的改進(jìn) 特別是異形型腔的加工 采用了各種先進(jìn)的機(jī)床 這不僅大大 提高了機(jī)械加工的比重 而且提高了加工精度 5 標(biāo)準(zhǔn)化 開展標(biāo)準(zhǔn)化工作 不僅大大提高了生產(chǎn)模具的效率 而且改善了質(zhì)量 降低了成 本 1 3 國(guó)內(nèi)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 20 世紀(jì) 80 年代開始 發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來 并發(fā)展 成為獨(dú)立的工業(yè)部門 其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值 改革開放以來 我國(guó)的模具工 業(yè)發(fā)展也十分迅速 近年來 每年都以 15 的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展 許多模具企業(yè)十分 重視技術(shù)發(fā)展 加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度 將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)?力 此外 許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā) 模具行業(yè)的快 速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因 今后 我國(guó)要發(fā)展成為世界制造 強(qiáng)國(guó) 仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展 成為模具制造強(qiáng)國(guó) 中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在 歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì) 有了很大發(fā)展 模具水平有 了較大提高 在大型模具方面已能生產(chǎn) 48 約 122CM 大屏幕彩電塑殼注射模具 6 5KG 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 精密塑 料模方面 已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具 多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具 經(jīng)過多 年的努力 在模具 CAD CAE CAM 技術(shù) 模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù) 快速成型與 快速制模技術(shù) 新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步 在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè) 計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn) 盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步 部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 但無論是數(shù) 量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要 每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型 精密 復(fù)雜模具 與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比 在模具技術(shù)上仍有不小的差距 今后 我國(guó) 模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新 以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 9 1 注重開發(fā)大型 精密 復(fù)雜模具 隨著我國(guó)轎車 家電等工業(yè)的快速發(fā)展 成型零件的大型化和精密化要求越來越高 模具也將日趨大型化和精密化 2 加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期 降低模 具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量 因此 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛 3 推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一 個(gè)重要里程碑 實(shí)踐證明 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向 可 顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平 4 重視快速模具制造技術(shù) 縮短模具制造周期 隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn) 模具的制造水平也在不斷地提高 基于快速成形的快速制模技術(shù) 高速銑削加工技術(shù) 以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論 專業(yè)知識(shí)和基本技能進(jìn)行 分析與解決實(shí)際問題的能力 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 讓學(xué)生綜合運(yùn)用大學(xué)了所學(xué)的知識(shí) 掌握常用材料在各種成 型過程中對(duì)模具的工藝要求 各種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)計(jì)計(jì)算的方法 以達(dá)到能夠獨(dú) 立設(shè)計(jì)一般模具的要求 在模具制造方面 掌握一般機(jī)械加工的知識(shí) 金屬材料的選 擇和熱處理方法 了解模具結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝 畢業(yè)設(shè) 計(jì)更是對(duì)學(xué)生大學(xué)期間所學(xué)的知識(shí)的綜合檢驗(yàn) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 10 2 游戲機(jī)手柄上殼塑料產(chǎn)品設(shè)計(jì) 2 1 市場(chǎng)調(diào)研 電腦游戲的飛速發(fā)展 各種各樣的游戲機(jī)手柄層出不窮 然而全球紙張消費(fèi)量每 年以成倍的速度在增長(zhǎng) 游戲機(jī)手柄的銷量以平均接近 8 的速度在增加 這一切都預(yù) 示著游戲機(jī)手柄會(huì)發(fā)展越來越來快 應(yīng)用的領(lǐng)域越來越寬廣 從全球第一款游戲機(jī)手 柄的出現(xiàn) 到后來各種各樣的霸王機(jī)手柄 高智能手柄和無線游戲機(jī)手柄 它們?cè)诓?同的年代各領(lǐng)風(fēng)騷 今天讓我們尋覓歷史的足跡 從技術(shù) 品牌與產(chǎn)品 應(yīng)用市場(chǎng)及 目標(biāo)消費(fèi)者三個(gè)方面 回顧噴墨游戲機(jī)手柄的光輝歷史 同時(shí)對(duì)其未來的發(fā)展趨勢(shì)作 簡(jiǎn)單分析 作為游戲機(jī)手柄 其在休閑娛樂中的重要作用是顯而易見的 電腦游戲少不了它 而且最近幾年來游戲機(jī)在家庭游戲中的地位越來越重要了 所以游戲機(jī)手柄也是越發(fā) 重要 所以怎么樣提高產(chǎn)品的新穎性和實(shí)用性以及良好的性價(jià)比來吸引更多的消費(fèi)者 來買自己的產(chǎn)品是至關(guān)重要的 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品游戲機(jī)手柄架綜合考慮了使用環(huán)境 功 能 外觀 性能強(qiáng)大等要求 以達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的效果 2 2 游戲機(jī)手柄產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述 產(chǎn)品設(shè)計(jì)是一個(gè)創(chuàng)造性的綜合信息處理過程 通過線條 符號(hào) 數(shù)字 色彩等把 產(chǎn)品顯現(xiàn)人們面前 它將人的某種目的或需要轉(zhuǎn)換為一個(gè)具體的物理形式或工具的過 程 把一種計(jì)劃 規(guī)劃設(shè)想 問題解決的方法 通過具體的載體 以美好的形式表達(dá) 出來 產(chǎn)品設(shè)計(jì)反映著一個(gè)時(shí)代的經(jīng)濟(jì) 技術(shù)和文化 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要性 由于產(chǎn)品 設(shè)計(jì)階段要全面確定整個(gè)產(chǎn)品策略 外觀 結(jié)構(gòu) 功能 從而確定整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的布 局 因而 產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意義重大 具有 牽一發(fā)而動(dòng)全局 的重要意義 如果一個(gè)產(chǎn)品 的設(shè)計(jì)缺乏生產(chǎn)觀點(diǎn) 那么生產(chǎn)時(shí)就將耗費(fèi)大量費(fèi)用來調(diào)整和更換設(shè)備 物料和勞動(dòng) 力 相反 好的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 不僅表現(xiàn)在功能上的優(yōu)越性 而且便于制造 生產(chǎn)成本低 從而使產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力得以增強(qiáng) 許多在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占優(yōu)勢(shì)的企業(yè)都十分注意產(chǎn)品 設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié) 以便設(shè)計(jì)出造價(jià)低而又具有獨(dú)特功能的產(chǎn)品 許多發(fā)達(dá)國(guó)家的公司都把 設(shè)計(jì)看作熱門的戰(zhàn)略工具 認(rèn)為好的設(shè)計(jì)是贏得顧客的關(guān)鍵 本設(shè)計(jì)主要針對(duì)電腦游 戲玩家所進(jìn)行設(shè)計(jì)的 所以這在功能外觀性能方面有著一定的要求 外型設(shè)計(jì)不要求 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 11 夸張 主要是結(jié)構(gòu)要合理實(shí)用 性能好 強(qiáng)度要高一點(diǎn) 手感舒適 初始設(shè)計(jì)圖如下 圖 2 1 產(chǎn)品外觀 1 圖 2 2 產(chǎn)品外觀 2 2 3 塑料制品設(shè)計(jì)的基本原則 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 12 2 3 1 壁厚設(shè)計(jì)的原則 1 壁厚的大小取決於產(chǎn)品需要承受的外力 是否作為其他零件的支撐 承接柱 位的數(shù)量 伸出部份的多少以及選用的塑膠材料而定 一般的熱塑性塑料壁厚設(shè)計(jì)應(yīng) 以 4mm 為限 從經(jīng)濟(jì)角度來看 過厚的產(chǎn)品不但增加物料成本 延長(zhǎng)生產(chǎn)周期冷卻時(shí) 間 增加生產(chǎn)成本 從產(chǎn)品設(shè)計(jì)角度來看 過厚的產(chǎn)品增加引致產(chǎn)生空穴 氣孔的可 能性 大大削弱產(chǎn)品的剛性及強(qiáng)度 2 最理想的壁厚分布無疑是切面在任何一個(gè)地方都是均一的厚度 但為滿足功 能上的需求以致壁厚有所改變總是無可避免的 在此情形 由厚膠料的地方過渡到薄 膠料的地方應(yīng)盡可能順滑 太突然的壁厚過渡轉(zhuǎn)變會(huì)導(dǎo)致因冷卻速度不同和產(chǎn)生亂流 而造成尺寸不穩(wěn)定和表面問題 壁厚是產(chǎn)品設(shè)計(jì)最先被考慮 一般用于注塑成型的會(huì) 在 1 5 mm 0 06 in 至 4 5 mm 0 18 in 壁厚比這范圍小的用于塑料流程短和細(xì)小部 件 典型的壁厚約在 2 5mm 0 1 in 左右 一般來說 部件愈大壁厚愈厚 這可增強(qiáng)部 件強(qiáng)度和塑料充填 壁厚在 3 8mm 0 15 in 至 6 4mm 0 25 in 范圍是可使用結(jié)構(gòu)性發(fā) 泡 本設(shè)計(jì)采用的壁厚平均為 2mm 壁厚變化不超過 1mm 2 3 2 圓角的設(shè)計(jì) 建議的最小圓角半徑是膠料厚度的 25 最適當(dāng)?shù)陌霃侥z料厚比例在 60 輕微 的增加半徑就能明顯的減低應(yīng)力 2 3 3 加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)的原則 加強(qiáng)筋在塑膠部件上是不可或缺的功能部份 加強(qiáng)筋有效地增加產(chǎn)品的剛性和強(qiáng) 度而無需大幅增加產(chǎn)品切面面積 但沒有出現(xiàn)倒扣難於成型的形狀問題 對(duì)一些經(jīng)常 受到壓力 扭力 彎曲的塑膠產(chǎn)品尤其適用 此外 加強(qiáng)筋更可充當(dāng)內(nèi)部流道 有助 模腔充填 對(duì)幫助塑料流入部件的支節(jié)部份很大的作用 加強(qiáng)筋的兩邊必須加上拔模角以減低脫模頂出時(shí)的摩擦力 底部相接產(chǎn)品的位置 必須加上圓角以消除應(yīng)力過分集中的現(xiàn)象 圓角的設(shè)計(jì)亦給與流道漸變的形狀使模腔 充填更為流暢 加強(qiáng)筋的形狀一般是細(xì)而長(zhǎng) 加強(qiáng)筋一般的設(shè)計(jì)圖說明設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋的基本原則 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 13 留意過厚的加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)容易產(chǎn)生縮水紋 空穴 變形撓曲及夾水紋等問題 亦會(huì)加長(zhǎng) 生產(chǎn)周期 增加生產(chǎn)成本 2 3 4 拔模角的設(shè)計(jì)原則 塑膠產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上通常會(huì)為了能夠輕易的使產(chǎn)品由模具脫離出來而需要在邊緣的 內(nèi)側(cè)和外側(cè)各設(shè)有一個(gè)傾斜角即拔模角 如果產(chǎn)品有垂直外壁并且與開模方向相同的 話 則模具在塑料成型需要很大的開模力才能打開 而且 在模具開啟 產(chǎn)品脫離模 具的過程相信也會(huì)十分困難 因此 拔模角的考慮在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程是不可或缺的 因?yàn)樽⑺芗鋮s收縮多附 于凸模上 為了使產(chǎn)品壁厚平均及防止產(chǎn)品在開模附于較熱的凹模上 拔模角對(duì)應(yīng)於 凹模及凸模是應(yīng)該相等的 不過 在特殊情況下若然要求產(chǎn)品開模附在凹模的話 可 將相接凹模部份的拔模角盡量減少 或刻意在凹模加上適量的倒扣位 2 4 產(chǎn)品材料的選擇 迄今為止 已見報(bào)道的樹脂種類達(dá)到上萬種 實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的也不下千余種 塑料材料的選用就是在眾多的樹脂品種中選擇一個(gè)合適的品種 針對(duì)墨粉盒軸端產(chǎn)品 的材料的選用 主要考慮一下幾個(gè)方面 塑料材料的適應(yīng)性 1 各種材料的性能比較 2 不宜選用塑料的條件 3 選用塑料的適宜條 件 塑料制品的使用性能 1 塑料制品的使用條件 包括塑料制品的受力情況 塑料制品的電性能 尺寸 精度要求 滲透性要求 透明性要求 外觀要求等 2 塑料制品的使用環(huán)境 包括環(huán)境溫度 環(huán)境濕度 接觸介質(zhì) 環(huán)境的光 氧 及輻射 塑料的加工性能 1 塑料的可加工行 2 塑料的加工成本 3 塑料加工的廢料處理 塑料制品的成本 1 原料價(jià)格 2 塑料制品的使用壽命 3 塑料制品的維護(hù)費(fèi)用 綜合以上情況對(duì)材料進(jìn)行篩選分析 決定選用 ABS 作為游戲機(jī)手柄的材料 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 14 2 5 塑件模擬分析 2 5 1 澆口設(shè)計(jì) 澆口指連接分流道與型腔之間的一段短小的進(jìn)料通道 作用 調(diào)節(jié)熔體流速 控制 保壓時(shí)間 防止熔體倒流 考慮到生產(chǎn)需要 此模具按一模兩腔 對(duì)稱分布 如下圖 所示 圖 2 3 產(chǎn)品分布 2 5 2 分析選擇最佳澆口位置 在 UG 中建立游戲機(jī)手柄角接件的三維模型 再將它轉(zhuǎn)換為 igs 格式 導(dǎo)入 Mold Flow 軟件中 本產(chǎn)品一模四件 通常進(jìn)行的 MF 分析都是 FLOW 流動(dòng) 或者 COOL 冷卻 本次對(duì)模型進(jìn)行的分析也離不開 首先利用澆口位置進(jìn)行澆口最佳位置的分析 然后 利用澆口位置的分析結(jié)果進(jìn)行后面的分析 進(jìn)行 FILL FLOW COOL 等分析時(shí) 必須設(shè)置澆口 否則無法進(jìn)行分析 在這個(gè)分 析中我們選擇澆口位置分析后 根據(jù)分析結(jié)果得到最佳澆口位置 澆口位置分析為我 們提供了很好的分析前準(zhǔn)備 避免了由于澆口位置設(shè)置不當(dāng)而引起的不合理成型 進(jìn) 行澆口位置分析時(shí)不需要設(shè)置澆口位置 復(fù)制項(xiàng)目生成一個(gè)新的分析案例 設(shè)置分析 類型為澆口設(shè)置 并默認(rèn)成型條件 分析完成后 得到最佳澆口位置 分析結(jié)果圖示中給出了澆口位置分布的合理程度系數(shù) 其中 BEST GATE LOCATION 合理程度系數(shù)為 1 由圖三看出 MF 分析出的最佳澆口位置位于模型的邊緣 從理論上 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 15 講 這個(gè)分析是合理的 但是這還不能作為最終分析結(jié)果 下面我們需要在此基礎(chǔ)上 做進(jìn)一步分析 2 5 3 填充分析 澆注系統(tǒng)的性能直接影響到制件的填充行為 因此進(jìn)行填充分析的最終目的是為了 獲得最佳澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 通過對(duì)不同澆注系統(tǒng)流動(dòng)行為的分析比較 選擇最佳澆口位 置 澆口數(shù)目 最佳澆注系統(tǒng)布局 圖 2 4 充填結(jié)束時(shí)的凍結(jié)層因子 圖 2 5 充填結(jié)束時(shí)的體積溫度 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 16 圖 2 6 充填結(jié)束時(shí)的壓力 圖 2 7 充填區(qū)域 2 5 4 熔接痕分析 當(dāng) 2 個(gè)或多個(gè)流動(dòng)前沿融合時(shí) 會(huì)形成熔接線 在熔接線位置上的分子趨向變化強(qiáng) 烈 因此該位置機(jī)械強(qiáng)度明顯減弱 熔接線在視覺上不太明顯 在這種情況下可以通 過增加模具溫度和熔體溫度 使 2 個(gè)相遇的熔體前沿融合得更好 增加螺桿速率也行 或改進(jìn)澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 在保持熔體流動(dòng)速率的前提下減少流道尺寸 以減少產(chǎn)生的 摩擦熱 如果不能消除熔接線 那么應(yīng)使其位于制件上較不敏感的區(qū)域 以防止影響 制件的機(jī)械性能和外觀質(zhì)量 通過改變澆口位置或者改變制件壁厚可以改變?nèi)劢泳€的 位置 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 17 圖 2 8 熔接痕分析 2 5 5 氣穴分析 氣穴是成型時(shí)模具型腔內(nèi)的氣體來不及排除 被熔融塑料包裹在內(nèi) 成因主要有 塑料干燥不好 注塑速度過快 排氣系統(tǒng)不良 產(chǎn)品壁厚不均 澆口位置不當(dāng)?shù)?對(duì) 此塑件的分析如下圖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 18 圖 2 9 氣穴分析 2 5 6 填充時(shí)間分析 填充時(shí)間是 FILL 和 FLOW 分析的一個(gè)重要結(jié)果 在本次填充時(shí)間的結(jié)果圖中 將 澆口設(shè)置在制件的邊緣 這樣做是考慮到噴嘴外殼的美觀性 避免去除澆口造成粗糙 痕跡 填充時(shí)間之差較短 位置安排相對(duì)較合適 分析如下圖所示 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 19 圖 2 10 填充時(shí)間分析 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 20 3 游戲機(jī)手柄上殼的模具設(shè)計(jì) 3 1 塑料的工藝性設(shè)計(jì) 3 1 1 塑料制品成型工藝分析 1 制品材料 ABS 的性能 1 ABS 為丙烯腈 丁二烯 苯乙烯三元共聚物 它是無定型聚合物 密度為 1 05g cm 左右 具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好 豎 韌 鋼 的綜合性能 ABS 是一種應(yīng) 用廣泛的工程塑料 其品種多樣 用途廣泛 也稱 通用工程塑料 MBS 稱為透明 ABS 易于成型加工 耐化學(xué)腐蝕性差 制品易電鍍 2 材料的性能參數(shù) ABS 為熱塑性材料 密度為 1 03 1 07 g cm3 抗拉強(qiáng)度 30 50MPa 抗彎強(qiáng)度為 41 76 MPa 拉伸彈性模量 1587 2277 MPa 彎曲彈性模量為 1380 2690 MPa 收縮率 為 0 3 0 8 常取 0 5 該材料綜合性能好 即沖擊強(qiáng)度高 尺寸穩(wěn)定 易于成型 耐熱和耐腐蝕性能也較好 并有良好的耐寒性 2 ABS 的工藝特點(diǎn) 1 ABS 的吸濕性較大和耐溫性較差 在成型加工前必須進(jìn)行充分干燥和預(yù)熱 將 水分含量控制在 0 03 以下 2 ABS 樹脂的熔融粘度對(duì)溫度的敏感性較低 與其它無定型樹脂不同 ABS 的注射溫度雖然比 PS 稍高 但不能像 PS 那樣有較寬松的升溫范圍 不能 用盲目升溫的辦法來降低其粘度 可用增加螺桿轉(zhuǎn)速或提升注射壓力 速度的辦法 來提高其流動(dòng)性 一般加工溫度在 190 235 為宜 3 ABS 的熔融粘度屬中等 比 PS HIPS AS 均較高 流動(dòng)性較差 需采用較 高的注射壓力啤料 4 ABS 采用中等注射速度啤料效果好 除非形狀復(fù)雜 薄壁制件需用較高的 注射速度 產(chǎn)品水口位易產(chǎn)生氣紋 5 ABS 成型溫度較高 其模溫一般調(diào)節(jié)在 45 80 生產(chǎn)較大產(chǎn)品時(shí) 定模 前模 溫度一般比動(dòng)模 后模 略高 5 左右為宜 6 ABS 在高溫炮筒內(nèi)停留時(shí)間不宜過長(zhǎng) 應(yīng)小于 30 分鐘 否則易分解發(fā)黃 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 21 3 1 2 制品成型工藝參數(shù) 1 成型工藝方法 注射成型注射成型是將粒狀的塑料從注射機(jī)的料斗送人高溫 的料筒內(nèi)經(jīng)加熱塑化 使其成為粘流態(tài)熔體 然后在注射機(jī)柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下 以很高的流速通過噴嘴 注入模具型腔 經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻定型后 開模取出具 有一定形狀 尺寸的塑料制品的成型工藝方法 注射成型可成型熱塑性塑料 也可成 型熱固性塑料 其兩者所用的設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)均不同 2 成形條件 表 3 1 ABS 的成型工藝參數(shù) 干燥溫度 70 80 干燥時(shí)間約 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 鎖模力約 ton in 2 2 2 5 注 塑 速 度 中 等 回 料 轉(zhuǎn) 速 rpm 70 100 螺 桿 類 別 標(biāo) 準(zhǔn) 螺 桿 直 通 式 噴 嘴 停 機(jī) 處 理 關(guān)料閘啤清即 可 碎料翻用 20 30 表 3 2 ABS 的模具制作 合適壁厚 mm 1 8 3 澆 口 設(shè) 計(jì) 大多數(shù)入水均可采用 可扁側(cè)入水 直接入水 扇 形入水 潛水 薄膜入水 點(diǎn)水口可減少蛇紋 收 縮 率 0 4 0 7 3 1 3 塑件的尺寸與公差 1 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素 取決于用戶的使用要求 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 22 受制于塑件的流動(dòng)性 受制于塑料熔體在流動(dòng)充填過程中所受到的結(jié)構(gòu)阻力 2 塑件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn) 影響塑件尺寸精度的因素主要有 塑料材料的收縮率及其波動(dòng) 塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度 模具因素 含模具制造 模具磨損及壽命 模具的裝配 模具的合模及模具設(shè)計(jì) 的不合理所可能帶來的形位誤差等 成型工藝因素 模塑成型的溫度 T 壓力 p 時(shí)間 t 及取向 結(jié)晶 成型后處理等 成型設(shè)備的控制精度等 其中 塑件尺寸精度主要取決于塑料收縮率的波動(dòng)及模具制造誤差 3 塑件的表面質(zhì)量 表面質(zhì)量是一個(gè)相當(dāng)大的概念 包括微觀的幾何形狀和表面層的物理 力學(xué)性質(zhì)兩 方面技術(shù)指標(biāo) 而不是單純的表面粗糙度問題 塑件的表觀缺陷是其特有的質(zhì)量指標(biāo) 包括缺料 溢料與飛邊 凹陷與縮癟 氣孔 翹曲等 模具的腔壁表面粗糙度是塑件 表面粗糙度的決定性因素 通常要比塑件高出一個(gè)等級(jí) 該塑件要求對(duì)型腔拋光 所 以對(duì)粗糙度的要求比較高 查表得 ABS 拋光后順紋路方向的表面粗糙度為 0 02 m 垂 直紋路方向的表面粗糙度為 0 26 m 模具型腔的表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對(duì)應(yīng)部位的 表面粗糙度在數(shù)值上要高 1 2 級(jí) 此塑件表面粗糙度 R 1 6 3 2 注射成型機(jī)的選擇 3 2 1 注塑機(jī)基本參數(shù) 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量 注射壓力 注射速度 塑化能力 鎖模力 合模裝置的 基本尺寸 開合模速度 空循環(huán)時(shí)間等 這些參數(shù)是設(shè)計(jì) 制造 購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依 據(jù) 1 公稱注塑量 指在對(duì)空注射的情況下 注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí) 注 射裝置所能達(dá)到的最大注射量 反映了注塑機(jī)的加工能力 2 注射壓力 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力 螺桿 或柱塞 對(duì)熔 料必須施加足夠的壓力 我們將這種壓力稱為注射壓力 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 23 3 注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿型腔 除了必須有足夠的注射壓力外 熔料還必須 有一定的流動(dòng)速率 描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度 常用的注射速率如表 3 3 所示 表3 3 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系 注射量 CM 3125 250 500 1000 2000 4000 6000 10000 注射速率 CM S 125 200 333 570 890 1330 1600 2000 注射時(shí)間 S 1 1 25 1 5 1 75 2 25 3 3 75 5 4 塑化能力 單位時(shí)間內(nèi)所能塑化的物料量 塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期 配合協(xié)調(diào) 若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng) 則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 反之則會(huì)加 長(zhǎng)成型周期 5 鎖模力 注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力 在此力的作用下模具 不應(yīng)被熔融的塑料所頂開 6 合模裝置的基本尺寸 包括模板尺寸 拉桿空間 模板間最大開距 動(dòng)模板的行程 模具最大厚度與最小厚度等 這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸范圍 7 開合模速度 為使模具閉合時(shí)平穩(wěn) 以及開模 推出制件時(shí)不使塑料制件損壞 要 求模板在整個(gè)行程中的速度要合理 即合模時(shí)從快到慢 開模時(shí)由慢到快在到停 8 空循環(huán)時(shí)間 在沒有塑化 注射保壓 冷卻 取出制件等動(dòng)作的情況下 完成一次循 環(huán)所需的時(shí)間 利用 UG 軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模 并可直接通過軟件進(jìn)行分析 查詢到塑件的體 積為 V 單 35 95cm3 V 總 3 V 單 2 35 95 71 90cm3 計(jì)算塑件的質(zhì)量 根據(jù)中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典查得 1 03 1 07g cm 3 根據(jù)塑件形狀 及尺寸 采用一模兩腔 即一模出兩個(gè)塑件的模具結(jié)構(gòu) 估算澆注系統(tǒng)凝料體積為 V 凝 V 單 35 95cm3 塑件和澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 W 總 V 總 V 凝 1 05 71 90 35 95 113 24g 3 1 從實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的 20 80 之間考慮 初選臥式注射機(jī)型號(hào) XS 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 24 ZY 250 表 3 4 XS ZY 250 注射機(jī)參數(shù) 螺桿直徑 mm 50 350 理論注射容積 cm3 250 模具厚度最大 mm 最小 mm 250 注射壓力 MPa 130 18 鎖模力 KN 1800 噴嘴 球半徑 mm 孔直徑 mm 4 模板行程 mm 350 定位孔直徑 mm 125 3 2 2 模具與注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核 1 注射量的校核 為確保塑件質(zhì)量 注塑模一次成型的塑件質(zhì)量 包括流道凝料質(zhì)量 應(yīng)在公稱注 塑量的 35 75 范圍內(nèi) 最大可達(dá) 80 最小不小于 10 為了保證塑件質(zhì)量 充分 發(fā)揮設(shè)備的能力 選擇范圍通常在 50 80 根據(jù)以下公式 V nVz Vj 0 8Vg 3 2 式中 V 一個(gè)成型周期內(nèi)所需注射的塑料容積 cm 3 n 型腔數(shù)目 Vz 單個(gè)塑件的容量 cm 3 Vj 澆注系統(tǒng)和飛邊所需的塑料容量 cm 3 其中 n 2 V j 35 95 cm3 V 2 35 95 35 95 107 75m3 0 8Vg 0 8 250 200cm 3 由此可知選用的注射機(jī)在注射量可以滿足一模兩件的工作需要 2 鎖模力的校核 由 F Pm nAz Aj 3 3 式中 F 鎖模力 N n 型腔數(shù)目 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 25 Pm 塑料熔體在型腔內(nèi)的平均壓力 MPa Az 制品在分型面上的垂直投影面積 mm 2 Aj 澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積 mm 2 其中取 Pm 80MPa 經(jīng)計(jì)算得 A 總 nA z Aj 191 7930 cm2 Pm nAz Aj 80 191 7930 1534 34KN 1800KN F 3 開模行程的校核 模具開模行程應(yīng)滿足 S m S z 3 4 其中 S z 為最大開模行程 查注射機(jī) XS ZY 250 型 Sz 350mm Sm 為模具的開模行程 Sm 塑件的高度 澆注系統(tǒng)的高度 頂件的頂出高度 5 10 mm 54 107 20 5 10 189mm 可見 Sm Sz XS ZY 250 滿足其開模行程 4 注射機(jī)的安裝部分的尺寸校核 該模具的外形尺寸為 250mm 300mm SZ 100 800 型注射機(jī)模板最大安裝尺寸為 320mm 320mm 故能滿足模具安裝要求 5 模具閉合高度的校核 安裝模具的厚度應(yīng)滿足 Hmin H Hmax 3 5 式中 Hmin 注射機(jī)所允許的最小模具厚度 mm H 模 模具閉合厚度 mm Hmax 注射機(jī)所允許的最大模具厚度 mm 設(shè)計(jì)模具厚度 H 總 35 120 50 60 60 50 375mm 由于 XS ZY 250 型注射機(jī)所允許模具的最小厚度為 Hmin 250mm 最大厚度為 Hmax 350mm 所以 模具閉合高度不能能滿足安裝要求 6 噴嘴尺寸校核 在實(shí)際生產(chǎn)過程中 模具的主流道襯套始端的球面半徑 R2 取比注射機(jī)噴嘴球面半 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 26 徑 R1 大 1 2 mm 主流道小端直徑 D 取比注射機(jī)噴嘴直徑 d 大 0 5 1 mm 圖 3 1 噴嘴與澆口套尺寸如圖 圖 3 1 所示 以防止主流道口部積存凝料而影響脫模 所以 注射機(jī)噴嘴尺寸是標(biāo) 準(zhǔn) 模具的制造以它為準(zhǔn)則 7 定位圈尺寸校核 注塑機(jī)固定模板臺(tái)面的中心有一規(guī)定尺寸的孔 稱之為定位孔 注塑模端面凸臺(tái) 徑向尺寸須與定位孔成間隙配合 便于模具安裝 并使主流道的中心線與噴嘴的中心 線相重合 模具端面凸臺(tái)高度應(yīng)小于定位孔深度 8 模具外形尺寸校核 注塑模外形尺寸應(yīng)小于注塑機(jī)工作臺(tái)面的有效尺寸 模具長(zhǎng)寬方向的尺寸要與注 塑機(jī)拉桿 間距相適應(yīng) 模具至少有一個(gè)方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝在注塑機(jī)的 工作臺(tái)面上 9 模具安裝尺寸校核 注塑機(jī)的動(dòng)模板 定模板臺(tái)面上有許多不同間距的螺釘孔或 T 形槽 用于安裝固 定模具 模具固定安裝方法有兩種 螺釘固定 壓板固定 采用螺釘直接固定時(shí) 大 型模具常用這種方法 模具動(dòng) 定模板上的螺孔及其間距 必須與注塑機(jī)模板臺(tái)面上 對(duì)應(yīng)的螺孔一致 采用壓板固定時(shí) 中 小模具多用這種方法 只要在模具的固定板 附近有螺孔就行 有較大的靈活性 該模具外形尺寸為 315 450 屬中 小型模具 所以采用壓板固定法 一般認(rèn)為當(dāng) 尺寸在 500 500 內(nèi)為中 小模具 10 確定定選用的注塑機(jī) 經(jīng)過對(duì) SX ZY 250 型注塑機(jī)各項(xiàng)參數(shù)的校核 故選用 SX ZY 250 即可滿足使用 3 3 型腔布局與分型面設(shè)計(jì) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 27 3 3 1 型腔數(shù)目的確定與布局 型腔數(shù)目的確定 應(yīng)根據(jù)塑件的幾何形狀及尺寸 質(zhì)量 批量大小 交貨長(zhǎng)短 注射 能力 模具成本等要求來綜合考慮 根據(jù)注射機(jī)的額定鎖模力 F 的要求來確定型腔數(shù)目 n 即 由 n 3 6 12pAF 式中 F 注射機(jī)額定鎖模力 N P 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力 MPa A1 A 2 分別為澆注系統(tǒng)和單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積 mm 2 大多數(shù)小型件常用多型腔注射模 面高精度塑件的型腔數(shù)原則上不超過 4 個(gè) 生 產(chǎn)中如果交貨允許 考慮到該塑件是一般辦公用品 查手冊(cè)得塑件的經(jīng)濟(jì)精度推薦 4 級(jí) 這個(gè)產(chǎn)品是兩個(gè)殼件的組合 所以初定為一模兩件最合理 排列形式如圖 3 2 所示 圖 3 2 型腔的布局 3 3 2 分型面的設(shè)計(jì) 分型面位置選擇的總體原則 是能保證塑件的質(zhì)量 便于塑件脫模及簡(jiǎn)化模具的 結(jié)構(gòu) 分型面受到塑件在模具中的成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精 度 嵌件位置形狀以及推出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種因素的影響 因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 28 1 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 2 便于塑件順利脫模 盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊 3 保證塑件的精度要求 4 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 5 便于模具加工制造 6 對(duì)成型面積的影響 7 對(duì)排氣效果的影響 8 對(duì)側(cè)向抽芯的影響 由于這個(gè)產(chǎn)品存在圓弧面 所以此產(chǎn)品的分型面需要設(shè)在圓弧面中位線處 如下 圖所示 圖 3 3 分型面位置 2D 圖 3 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 4 1 主流道設(shè)計(jì) 主流道是一端與注射機(jī)噴嘴相接觸 可看作是噴嘴的通道在模具中的延續(xù) 另一 端與分流道相連的一段帶有錐度的流動(dòng)通道 形狀結(jié)構(gòu)如圖 3 4 所示 圖 3 4 澆口套主流道 其設(shè)計(jì)要點(diǎn) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 29 1 主流道設(shè)計(jì)成圓錐形 其錐角可取 2 6 流道壁表面粗糙度取 Ra 0 4 m 且加工時(shí)應(yīng)沿道軸向拋光 2 主流道如端凹坑球面半徑 R2 比注射機(jī)的 噴嘴球半徑 R1 大 1 2 mm 球面 凹坑深度 3 5mm 主流道始端入口直徑 d 比注射機(jī)的噴嘴孔直徑大 0 5 1mm 一般 d 2 5 5mm 3 主流道末端呈圓弧過渡 圓角半徑 r 1 3mm 4 主流道長(zhǎng)度 L 50mm 5 主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上 其材料常用 T10A 熱處理淬火后 硬度 HRC50 55 3 4 2 主流道襯套的固定 因?yàn)椴捎玫挠型袧部谔?所以用定位圈配合固定在模具的面板上 定位圈也是標(biāo) 準(zhǔn)件 外徑為 125mm 內(nèi)徑 35 5mm 具體固定形式如圖 3 5 所示 圖 3 5 澆口套固定形式 3 4 3 分流道的設(shè)計(jì) 分流道是脫澆板下水平的流道 為了便于加工及凝料脫模 分流道大多設(shè)置在分 型面上 分流道截面形狀一般為圓形 梯形 U 形 半圓形及矩形等 由主流道襯套 長(zhǎng)度 50mm 流道斜度 20 可求得主流道下端半徑為 R 8 5 由于制件較小 ABS 流動(dòng)性較好 分流道布局設(shè)計(jì)如圖 3 6 所示 截面形狀取梯 形斷面分流道 截面尺寸如圖 3 7 所示 1 分流道長(zhǎng)度 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 30 分流道要盡可能短 且少?gòu)澱?便于注射成型過程中最經(jīng)濟(jì)地使用原料和注射機(jī) 的能耗 減少壓力損失和熱量損失 將分流道設(shè)計(jì)成直的 總長(zhǎng)為 260 2 46 5 353mm 2 分流道表面粗糙度 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻 只有中心部位的塑料熔體的流動(dòng) 狀態(tài)較為理想 因面分流道的內(nèi)表面粗糙度 Ra 并不要求很低 一般取 0 8 m 左右既可 這樣表面稍不光滑 有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定 從而與中心部位的熔體之 間產(chǎn)生一定的速度差 以保證熔體流動(dòng)時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱 3 分流道表面粗糙度 分流道在分型面上的布置與前面所述型腔排列密切相關(guān) 有多種不同的布置形式 但應(yīng)遵循兩方面原則 即一方面排列緊湊 縮小模具板面尺寸 另一方面流程盡量短 鎖模力力求平衡 本模具的流道布置形式采用平 圖 3 6 分流道的設(shè)計(jì) 3 4 4 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口 是連接分流道與型腔的通道 除直接澆口外 它是澆注系統(tǒng)中 截面最小的部分 但卻是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分 澆口的位置 形狀及尺寸對(duì)塑件性能 和質(zhì)量的影響很大 模具設(shè)計(jì)時(shí) 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格 初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口 尺寸 無論采用何種澆口 其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大 因此合理選 擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu) 總 之要使塑件具有良好的性能與外表 一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇 通常要考慮以 下幾項(xiàng)原則 1 盡量縮短流動(dòng)距離 2 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 3 必須盡量 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 31 減少熔接痕 4 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 5 考慮分子定向影響 6 避免產(chǎn)生噴射 和蠕動(dòng) 7 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 8 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式 設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有的 型腔同時(shí)得到均一的充填和成型 一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 應(yīng)將從 主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長(zhǎng)度相等 形狀及截面尺寸相同 型腔布局為平衡 式 的形式 否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達(dá)到一致 這就是澆注系統(tǒng)的平衡 顯然 我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的 即從主流道到各個(gè)型腔 的分流道的長(zhǎng)度相等 形狀及截面尺寸都相同 該零件為游戲機(jī)手柄上殼 要求工作面光滑 無痕跡 可選用的澆口形式有重疊 式澆口和側(cè)澆口 側(cè)澆口制造最為簡(jiǎn)單 去除澆口留下的痕跡在制品底面 不影響制 品的外觀 故選擇截面形狀為矩形的側(cè)澆口 如圖 3 8 所示 圖 3 7 澆口設(shè)計(jì) 圖 3 8 澆口的尺寸 3 5 成型零件的設(shè)計(jì) 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 成型零件工作時(shí) 直接與塑料接觸 塑料熔體的高壓 料流的沖 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 32 刷 脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦 因此 成型零件要求有正確的幾何形狀 較高的尺 寸精度 和較低的表面粗糙度 此外 成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理 有較高的強(qiáng)度 剛度及較好 的耐磨性能 設(shè)計(jì)成型零件時(shí) 應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求 確定型腔的總體 結(jié)構(gòu) 選擇分型面和澆口位置 確定脫模方式 排氣部位等 然后根據(jù)成型零件的加 工 熱處理 裝配等要求進(jìn)行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 計(jì)算成型零件的工作尺寸 對(duì)關(guān)鍵 的成型零件進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核 3 5 1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件的尺寸 凹 凸模工作尺寸的 精度直接影響塑件的精度 該塑件需要與其他游戲機(jī)手柄部件配合 所以對(duì)尺寸的要 求比較高 成型零件工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種 一種是平均值法 即按平均收縮率 平 均制造公差和平均磨損量進(jìn)行計(jì)算 另一種是按極限收縮率 極限制造公差和磨損量 進(jìn)行計(jì)算 前一種方法簡(jiǎn)便 但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì) 后一種復(fù)雜 但能較好 的保證尺寸精度 本設(shè)計(jì)采用平均值法 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型產(chǎn)品外形的主要部件 其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)隨產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和模具的加工方法而 變化 本設(shè)計(jì)采用整體式凹模結(jié)構(gòu) 采用 H7 m6 配合嵌入到凹模固定板中進(jìn)行使用 除具有整體式凹模的特點(diǎn)外 還可以節(jié)約貴重模具材料和便于熱處理 主要用于生產(chǎn) 批量較大的模具 可一模一腔或者一模多件 由于本設(shè)計(jì)中的凹模為方形 所以要注意改善模具零件的制造裝配工藝 故固定 板或者套板四周設(shè)計(jì)成裝配工藝圓角 該工藝圓角可用鉆削的方法獲得 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 33 圖 3 9 型腔三維圖 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模和型芯都是用來成型塑件內(nèi)表面的零部件 兩者沒有嚴(yán)格的區(qū)別 一般來講 可以認(rèn)為凸模是成型塑件內(nèi)表面的模具零部件 而型芯則多是指成型塑件上某些局部 特殊內(nèi)型或局部孔槽等所用的模具零部件 有時(shí)也可以稱型芯為成型桿 本設(shè)計(jì)采用 整體式凸模結(jié)構(gòu) 采用 H7 m6 配合嵌入到凸模固定板中進(jìn)行使用 除具有整體式凸模 的特點(diǎn)外 還可以節(jié)約貴重模具材料和便于熱處理 由于本設(shè)計(jì)中的凸模為方形 所 以要注意改善模具零件的制造裝配工藝 故固定板或者套板四周設(shè)計(jì)成裝配工藝圓角 該工藝圓角可用鉆削的方法獲得 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 34 圖 3 10 型芯三維圖 3 5 2 成型零件工作尺寸計(jì)算 所謂成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接構(gòu)成型腔腔體的部位的尺寸 其直 接對(duì)應(yīng)塑件的形狀與尺寸 鑒于影響塑件尺寸精度的因素多且復(fù)雜 塑件本身精度也 難以達(dá)到高精度 為了計(jì)算簡(jiǎn)便 規(guī)定 塑件的公差規(guī)定按單向極限制 制品外輪廓尺寸公差取負(fù)值 制品的軸類 尺寸公差取正值 若制品上原有公差的標(biāo)注方法與上不符 則應(yīng)按以上規(guī)定進(jìn) 行轉(zhuǎn)換 而制品孔中心距尺寸公差按對(duì)稱分布原則計(jì)算 即取 2 由文獻(xiàn) 3 148 153 可知 成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構(gòu)成塑件 的尺寸 凹 圖模工作尺寸的精度直接影響塑件的精度 該塑件有需要配合的地方 所以對(duì)尺寸的要求比較高 根據(jù)與塑料熔體或塑件之間產(chǎn)生的摩擦磨損之后尺寸的變化趨勢(shì) 可將工作尺寸 分為 3 類 1 孔類尺寸 A 類 該類尺寸屬于包容尺寸 與塑料熔體或塑件之間產(chǎn)生摩擦 磨損后具有變大趨勢(shì) 如型腔深度 徑向尺寸等 2 軸類尺寸 B 類 該類尺寸屬于被包容尺寸 與塑料熔體或塑件之間產(chǎn)生摩 擦磨損后具有變小趨勢(shì) 如型芯高度 型芯徑向尺寸等 3 中心孔距尺寸 C 類 該類尺寸不受摩擦磨損影響 因此可視為一種不變的 尺寸 如孔間距 型芯間距和孔中心的距離 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 35 工作尺寸計(jì)算方法一般有兩種 一種是平均值法 即按平均收縮率 平均制造公 差和平均磨損量來計(jì)算 另一種是按極限收縮率 極限制造公差和磨損量進(jìn)行計(jì)算 前一種方法簡(jiǎn)便 但不適合精密塑件的模具設(shè)計(jì) 后一種復(fù)雜 但能較好的保證尺寸 精度 本設(shè)計(jì)采用平均值法 由于此塑件外形多為不規(guī)則造型 很多尺寸部分很難用傳統(tǒng)的計(jì)算方法計(jì)算 況 且 從產(chǎn)品使用途徑來考慮 尺寸的少許變化并不會(huì)對(duì)塑件的使用及外觀性能產(chǎn)生很 大影響 故只對(duì)整體及重要尺寸做計(jì)算 由設(shè)計(jì)手冊(cè)表 2 36 差得 ABS 的平均收縮率 Q 0 5 故平均收縮率為 S 0 005 根 據(jù)塑件尺寸公差要求 模具的制造公差取 z 3 成型零件尺寸計(jì)算如下 1 型腔徑向尺寸計(jì)算 zsMxASA 5 2 A 1 S L 4 7 m1cps143z 1 0 005 140 0 40 17 0 140 4 mm17 0 式中 A 加工時(shí)定模的徑向尺寸 m1 A 弧段塑件的徑向尺寸 S 塑件的公差值 塑件尺寸公差根據(jù) GB T14486 1993 模塑件尺寸公差表 取 MT2 B 級(jí) 由尺寸段決定值的大小 制造公差 S 塑件的平均收縮率 S 0 005 z z 3cp cp zsMxASA 1 2 5 3 A 1 S L 4 8 2mcps243z 1 0 005 170 0 52 17 0 170 8 mm 17 0 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 36 式中 A 加工時(shí)定模的徑向尺寸 2m A 弧段塑件的定模徑向尺寸 s 2 型腔深度尺寸計(jì)算 zsMHS 32 1 5 4 H 1 S H mcpsz 1 0 005 50 0 28 3217 0 50 1 mm 17 0 式中 H 塑件的高度尺寸 H 50mm s s 3 型芯徑向尺寸計(jì)算 zsMBSB 43 1 5 5 B 1 S L 1cp1Z 1 0 005 140 0 40 4317 0 140 4 mm 17 0 4 型芯深度尺寸 zsMhSh 32 1 5 6 h 1 S H 4 cpZ 15 1 0 005 50 0 28 3217 0 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 論文 37 50 4 mm 17 0 式中 H 凹模深度減去塑件壁厚型芯的理論高度 S 5 C 類尺寸計(jì)算 5 7 2 1 zsMS 3 中心距尺寸的計(jì)算 模具上中心距尺寸與制品上中心距的公差標(biāo)注均采用雙向等值公差 和 表 21Z 示 此外 在中心距尺寸的計(jì)算中不考慮磨損量 根據(jù)凸模徑向尺寸的計(jì)算公式 2 zSsMCC 3 11 計(jì)算結(jié)果如表 3 10 表 3 10 中心距尺寸表 基本尺寸 mm 塑件公差值 材料收縮率 計(jì)算的基本