游戏手柄外壳注塑模具设计.doc

1、 游戏手柄外壳注塑模具设计 题 目 游戏手柄外壳 注塑 模具设计 院 系 XXX 专 业 XXXXXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXXX 年 级 XXXXXXXXXXX 指导教师 XXXXXXX 二 零 x 年 x 月 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

2、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机械行业的首要任务。 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 面板 注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产 面板 塑件产品，以实现自动化提高产量。针对 面

3、板 的具体结构，通过此次设计，使我对 点浇口双分型面模具的设计有了较深的认识。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（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统）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 。 目 录 前言 第 1 章 绪 论 . 1 1.1 注射成形基本过程 . 1 1.2 注射模的基本结构 . 1 第 2 章 游戏手柄外壳造型设计 . 3 2.1 游戏手柄外壳的选料及其性能 . 3 2.2 游戏手柄外壳 注射成型工艺过程 . 4 2.3 游戏手柄外壳的结构分析

4、 . 4 2.4 游戏手柄外壳造型设计过程 . 6 第 3 章 成型零件与浇注系统设计 . 6 3.1.1 主浇道的设计 . 7 3.1.2 分浇道的设计 . 8 3.1.3 浇口及冷料穴设计 . 8 3.1.4 铸模和开模 . 9 3.2.1 凹、凸模冷却系统设计 . 11 第 4 章 模具零件设计 . 13 4.1 推出系统设计 . 13 4.2 确定模架 . 14 4.3 模架各装配零件设计 . 17 4.3.1 导向零件设计 . 18 4.3.2 浇注系统零件设计 . 19 4.3.3 推出机构零件 . 21 4.3.4 定位圈 . 21 4.3.5 其他零件 . 22 第 5 章 成

5、型设备的校核计算 . 25 5.1 锁模力的校核 . 25 5.2 安装尺寸的校核 . 25 5.3 推出机构的校核 . 25 5.4 开模行程的校核 . 25 第 6 章 模具的装配和调试 . 26 6.1 模具的装配 . 26 6.2 模具的调试 . 26 第 7 章 典型部件的 NC 加工与编程 . 31 7.1 数控技术概括 . 31 7.2 凹模型腔 NC 加工 . 32 谢 辞 . 41 参考文献 . 41 1 第 1 章 绪 论 1.1 注射成形基本过程 注射成形是现在成形热塑性塑件的主要方法，因此应用范围很广。所使用的成形机称为注射机。 注射成形是把塑料原料（一般为经过造粒、染

6、色、加入添加剂等处理后的颗粒料）放入料筒中，经过加热融化，使之成为高粘度的流体 称为“溶体”，容柱塞或螺杆作为加压工具，使溶体通过喷嘴以较高的压力（约为 2580Mpa）注入模具的型腔中，经过冷却、凝固阶段，而后从模具中脱出，成为塑料制品。 注射成形的全过程可以分为： （ 1） 塑化过程 现代的注射机基本上是采用螺杆式的塑化设备。塑料原料（称为“物料”）自送料斗以定容方式送入料筒。通过料筒 外的电加热和料筒内的螺杆旋转的摩擦热使物料熔化，达到一定的温度后即开始注射。注射动作是由螺杆的推进完成的。 (2) 充模过程 熔体自注射机的喷嘴喷出后，进入模具的形腔，把形腔内的空气排除，并充满形腔，然后升

7、压到一定的压力，使熔体的密度增加，充实形腔的各部位。 (3) 冷却凝固过程 热塑性塑料的注射成形过程是热交换的过程。即： 塑化 注射充模 固化成形 加热 （理论上绝热） 散热 热交换效果的优劣，觉得塑件的质量 外表面质 量和内在的质量。因此，模具设计对热交换也要做充分的考虑。现代的设计方法中也采用了计算机。 (4) 脱模过程 塑件在型腔内固化后，必须用机械的方式把它从形腔中取出。这个动作要由“脱模机构”来完成。不合理的脱模机构对塑件的质量有很大的影响；但塑件的几何形状是千变万化的，所以必然采用最有效的和最适当的脱模方式。 由（ 1）到（ 4）形成了一个循环。每一次循环，就完成一次成形 一个乃至

8、数十个塑件。 1.2 注射模的基本结构 注射模的基本结构依使用的目的而不同，大致上可以作如图 1-1 所示 的分类： 2 单腔二板式结构 二板式结构 多腔二板式结构 普通模具 单腔三板式结构 三板式结构 多腔三板式结构 滑动型心式结构 瓣合式结构 特殊模具 脱螺纹结构 多层结构 图 1-1 注塑模基本结构 3 第 2 章 游戏手柄外壳造型设计 2.1 游戏手柄外壳的选料及其性能 选用热塑性塑料 ABS 作为游戏手柄外壳的材料。 热塑性塑料是在特定的温度的范围内能反复加热软化和冷却硬化的塑料。ABS 是 acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的缩写

9、，中文名是丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物。 ABS 可以根据要求通过改变单体的含量进行调整。当丙烯腈增加时，塑料的耐热、耐蚀性和表面硬度可改善；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯可改善电性能和成形能力。近年来 ABS 塑料在汽车上的应用发展很快 ,如作档泥板、扶手、热空气调节导管，以及小轿车车身等。阻燃级的 ABS 树脂则用于电子计算机的壳体，控制台、电信、光盘音响设备、彩电的机壳等。 成型性能： 无定性料，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。 宜取高 料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为 250）。对精度较高的塑件，模温宜取 5060，对光泽、耐热塑件，模温宜取

10、 6080。 综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。与 372 有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬。 ABS 的主要技术指标见 表 2-1 所示 。 表 2-1 ABS 的主要技术指标 密度 3/cmg 1.021.16 比容 gcm/3 0.860.98 吸水率 % 0.20.4 收缩率 % 0.40.7 熔点 130160 弯曲强度 MPa 90 抗拉屈服 强度 Mpa 50 拉伸弹性模量 MPa 3108.1 体积电阻率 cm 16109.6 硬度 HB 9.7 热变形温度 0.45MPa 130160 冲击强度 2/mkJ 无缺口 261 1.82MPa 9

11、0108 缺口 11 4 2.2 游戏手柄外壳注射成型工艺过程 游戏手柄外壳注射成形 工艺过程 如图 2-1 所示 ： 注射装置准备装料 预烘干 装入料斗 预塑化 注射装置准备注射 清理嵌件、预热 清理模具、涂脱模剂 放入嵌件 合模 注射 保压 脱模 冷却 塑件送下工序 图 2-1 注射成形工艺 注射成形工艺参数见表 2-2 所示 。 表 2-2 注射成形工艺 注射机类型 预热和干燥 料筒温度（） 喷嘴温度（） 温度（） 时间（ h） 后段 中段 前段 螺杆式 80 95 4 5 150 170 165 180 180 200 170 180 模具温度（） 注射压力（ Mpa） 成形时间（ s

12、） 50 80 60 100 高压时间 保压时间 冷却时间 成形时间 0 5 15 30 15 30 40 70 螺杆转速（ r/min） 后 处 理 方 法 温度（） 时间（ h） 30 60 红外线灯、 烘箱 70 2 4 2.3 游戏手柄外壳的结构分析 下面确定游戏手柄外壳的各项技术参数： 1）尺寸大小和精度 游戏手柄外壳的尺寸大小根据水瓶的大小即可。游戏5 手柄外壳壁厚的厚度不宜过大或过小。如果壁厚太小，则游戏手柄外壳的强度、刚度不够，同时给制造带来困难。如果壁厚太大，不仅造成材料浪费，而且容易产生气泡、缩孔等缺陷，同时因冷却时间过长而降低生产率，所以游戏手柄外壳壁厚取 1.5mm。

13、塑件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，由于我们要设计的零件的工作环境对精度要求不高，加之选用的塑料 ABS 推 荐精度等级为 3、 4、 5 级，所以只要求游戏手柄外壳能与剃须刀的其它零件能正常装配即可，因此手机外壳选用 4 级精度。 2）壁厚和圆角 塑件壁厚力求各处均匀，以免产生不均匀收缩等成形缺陷。塑件转角处一般采用圆角过渡，其半径为塑件壁厚的 1/3 以上，最小不宜小于0.5mm。，转角处的半径见附录零件工作图，即 03 号图纸。 零件图区域分析如图 2-2 所示 。 图 2-2 零件图区域分析 3）加强肋 为了保证游戏手柄外壳的强度和刚度而不使游戏手柄外壳的壁厚过大，在游戏手柄外壳的适当位置设置了加强肋。 6 4）孔 严 格意义上讲塑件上的通孔和盲孔通常用单独型芯或分段型芯来成形，对于易弯曲变形的型芯，须附设支承住。但是本次设计中，考虑到生产成本的尽量缩小，该空孔的高度不高，以及我们需要的孔在工艺上要求不高，我们采用分型面直接成形法。 2.4 游戏手柄外壳造型设计过程 在设计游戏手柄外壳之前，首先看看所需要设计的游戏手柄外壳的具体形状，以便在接下来的设计中能快速、准确的设计出游戏手柄外壳。需要设计的游戏手柄外壳的具体形状如图 2-3所示： 图 2-3 手柄外壳的具体形状