游戏机后盖注塑模具设计

南京工程学院毕业设计说明书（论文） 题 目： 游戏机后盖注塑模具设计 VIII 摘 要 通过运用UG、CAD、Moldflow对塑料件注塑成型进行工艺分析。在传统的模具设计过程中，很大程度上是依靠经验作为指导，并且需要反复的试模与修模，来达到预期的效果。这便大大的降低了生产效率，加大了成本投入和能源消耗。CAD在模具设计中的运用大大提高了我们的设计效率，可以在一定程度上使我们摆脱了一些繁琐的绘图与计算工作，更专注于整体的设计。运用Moldflow对塑件的注塑成型进行模拟、分析，我们可以选定最佳的设计方案，提高生产效率，降低成本投入。 关键词：注塑模具；CAD；抽芯；UG I II Abstract Through the use of UG, CAD, Moldflow analysis of the technology of plastic injection molding. In the mold design process of traditional, largely depend on experience as a guide, and the need to mold and mold repair repeatedly, to achieve the desired effect. This will greatly reduce the production efficiency, increase the investment cost and energy consumption. Application of CAD in mold design greatly improves the design efficiency of us, to a certain extent, so that we get rid of some tedious drawing and calculation of design work, more focus on the overall. Using Moldflow simulation. analysis of the injection molding of plastic parts, we can select the best design, improve production efficiency, reduce the cost of investment. Keywords: injection mould CAD core pulling UG III IV 目录 摘 要 I Abstract III 前言 1 绪论 3 第一章塑件的工艺分析 5 1.1 分析塑件图 5 1.2塑件材料特性 6 1.3塑件材料成型性能 6 1.4塑件尺寸公差标准 7 1.5塑件材料PTV曲线 7 第二章 模具结构方案的确定 9 2.1确定型腔数目 9 2.2型腔的排列方式 9 2.3确定分型面 10 2.4型芯和型腔结构的确定 10 第三章 成型设备的选择及模数参数的设置..................................................13 3.1塑件的体积计算 13 3.2塑件的质量计算 13 3.3注塑机的选择 13 第四章 CAE模流分析数据的建立 17 4.1 Moldflow 软件概要 17 4.2 CAE模流分析模型建立 17 4.2.1 网格模型诊断修复 17 第五章 浇注系统的设计 21 5.1主流道的设计 22 5.2浇口的设计 23 5.2.1浇口位置方案 24 5.3拉料杆和冷料穴的设计 25 第六章 推出机构的设计 27 6.1 推出机构的形式 27 6.2 推出力的计算 27 6.3 确定顶出方式 28 7.1 型腔结构设计 29 7.2 型芯结构 29 7.3 成型尺寸的计算 29 第八章 冷却排气系统的设计 33 8.1 排气系统的设计 33 8.2 冷却管道的设计 33 8.3 冷却系统 34 8.4 冷却道开设原则 34 8.5冷却水道的结构 35 第九章 外侧抽芯机构的设计 37 9.1抽芯距的计算 37 9.2斜导柱设计 37 9.3侧型芯滑块设计 38 9.4楔紧块设计 39 9.5侧滑块定位装置设计 39 第十章 模架的选用 41 10.1 型腔强度和刚度的计算 41 10.2 选用标准模架 41 10.3 模具闭合高度的确定 42 10.4 注射机的效核 43 10.4.1 注射压力的校核 43 10.4.2 注射量的校核 43 10.4.3 锁模力校核 43 10.4.4 模具厚度的校核 43 10.4.5开模行程的校核 44 10.5 模具在注塑机上的安装 44 10.6 标准件的选择 44 10.7 模具材料的选用 44 第十一章 导向与顶出机构 47 11.1 导向机构 47 11.2 顶出机构 48 11.3 脱模机构 48 结论 55 参考文献 57 致谢 59 VII VIII 前言 随着中国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为重点。   近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。    本次毕业设计的主要任务是喇叭后盖注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产喇叭后盖塑件产品，以实现自动化提高产量。针对喇叭后盖的具体结构，通过此次设计，使我对此有了较深的认识。同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准、期刊等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经验 本次设计中得到了季进军老师的指点。同时也非常感谢陈老师的精心教诲。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。 1 59 绪论 模具是制造业的重要工艺基础，一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低，直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。材料只有通过成型才能成为具有使用价值的各种制品，75%以上的金属制品，95%以上的塑料制品都是通过模具来成型的。近年来，我国塑料模具行业发展相当快。在改革开放的三十年期间，我国对塑料制品的需求不断增长，使得塑料行业获得快速的发展。 塑料注射成型是塑料加工的最主要方法之一。有三分之一制品，尤其是具有复杂外形的制品，都是通过注塑模实现成型的。随着家电工业、电子工业、汽车工业中对注塑制品的需求量不断增大，更加推动了注射成型工业的发展。 注塑模具则是注射成型技术的关键之一。塑料的粒料或粉料通过料斗进入到机筒熔融塑化，最终注射进入模具型腔，冷却成型。注塑模具的质量直接影响着塑料制品的好坏。模具的形状、尺寸精度、表面粗糙度、分型面位置、脱模方式对塑件的尺寸精度、行为精度、外观质量影响很大。模具的控温方式、进焦点、排气槽位置等对塑件的结晶、取向等凝聚态结构及由它们决定的物理力学性能、参与内应力、光学、电学性能，以及气泡、凹陷、烧焦、冷疤、银纹等各种制品缺陷有重要关系。 注塑模具的分类方法有很多。按其在注塑机上的安装方式可以分为移动式（多用于立式注射机）和固定式注塑模具；按其所用注塑机类型可分为卧式或立式注塑机用注塑模具和角式注射机用注塑模具；按模具的成型腔数目可分为单型腔和多型腔注塑模具，按照总体结构特征有可以分为单分型面注塑模具、双分型面注塑模具、带有活动镶件的注塑模具、横向分型抽芯注塑模具、自动卸螺纹注塑模具、多层注塑模具、无流道注塑模具等。 注塑模具的基本结构式由动模和定模两大部分组成的。注塑时动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，塑料熔体通过浇注系统进入型腔。经过一段时间的冷却后，模具开模，动模与定模分离，脱模机构将塑件顶出脱模。 第一章塑件的工艺分析 产品图 名称：游戏机后盖 材料：ABS塑料 数量：较大批量生产 颜色：黑色 要求：塑件表面光滑要求无飞边收缩流痕等缺陷，塑件允许最大脱模斜度 0.5° 塑件尺寸如图1.1所示 图1.1 塑件结构图 1.1 分析塑件图 该塑件为游戏机后盖，形状较简单，其成型工艺采用注塑模具，塑件精度为MT4，尺寸精度很低，表面较为光滑，无特殊要求，塑件材料为ABS，模具需要有抽芯机构，可以注射成型。 1.2塑件材料特性 ABS塑料（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中导入了丙烯腈、丁二烯等异种单体后成为的改性共聚物，也可称改性聚苯乙烯，具有聚苯乙烯更好的使用性能和工艺性能。ABS塑料是一种常用的具有良好的综合力学性能的工程塑料。它具有的良好的机械强度，特别是抗冲击强度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性、耐油性、化学稳定性和电性能。一般为无定型料，不透明，无毒、无味，成型塑件的表面有较好的光泽。其缺点是耐热性不高，并且耐气候性较差，在紫外线作用下易变硬发脆。 1.3塑件材料成型性能 ABS塑料成型性较好，它的流动性较好，成型收缩率小，ABS塑料比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固也较快，模塑周期短。但ABS吸水性大，成型前必须充分干燥，表面要求光泽的制品应进行较长时间的　干燥，ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。在要求塑件精度高时，模具温度可以控制在50～60°C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60～80°C。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。 使用ABS注射成型塑件时，由于其熔点黏度高，所需的注射成型压力较高，因此塑件对型芯的包紧力较大，故塑件应采用较大的脱模斜度；另外熔体黏度高，使ABS塑件易产生焊接痕，所以模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。ABS易吸水，成型加工前应干燥处理。在正常成型条件下，ABS塑件的尺寸稳定性较好 塑件成型工艺参数的确定 查相关手册得到ABS（抗冲）塑料成型工艺参数： 密度 1.0～1.04 收缩率 0.3% ～0.8% 预热温度 80～85，预热时间2～3； 料筒温度 后段150～170