毕业设计论文游戏机壳塑胶模具设计.doc

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1、 毕业设计（论文）目 录一、产品工艺性分析31.产品的材料性能32.结构工艺性4（1）壁厚分析4（2）拔模分析53.产品体积及质量估算6二、确定模具基本结构71.确定型腔数目及配置72.分型线选择73.浇注系统84顶出机构类型.9（1）斜顶数量及结构形式10（2）顶针数量、种类及布局.10（3）复位装置设计.115侧向分型与抽芯机构设计.11（1）斜导柱.11（2）导柱的角度.11（3）活动型芯和滑块的锁紧.126.导向机构12（1）导柱结构形式12（2）导柱的布置137.排气系统138. 冷却系统13三、成型零件的结构设计14四、 模具与注射机的关系154. 1 塑件的体积计算159. 2

2、注射机的选择159. 3 注射压力的校核179. 4 锁模力的校核179. 5 模具厚度的校核199. 6 开模行程的校核199. 7 塑料的注射工艺参数的确定19五、型腔、型芯工作部位尺寸确定24六、浇注系统设计24七、注射机的确定24八、注射机校核24九、模架选择24十、参考文献24全套图纸加V信153893706或扣 3346389411一、产品工艺性分析 图1产品零件图1.产品的材料性能：本产品的材料采用ABS材料，缩水率取5%，该材料是良好的热塑性材料，具有组成的硬、韧、刚特性，综合力学性较好，冲击强度较高，化学稳定性、流动性好、电绝缘性能良好，易于成型，便于加工，在生产、生活中得到

3、广泛应用。2.结构工艺性：（1）壁厚分析：产品壁厚较为均匀，如图2所示，注射成形式应不会发生填充不足的现象。图2产品壁厚分析（2）拔模分析：如图3所示产品的拔模斜度，外观面位洋红色，内观面位蓝色，绿色部分为未拔模斜度，未拔模的面我们将以减胶0.05-0.1mm进行拔模。 图3产品拔模斜度分析3.零件体积及质量估算该产品的材料为ABS，查材料手册得知ABS的密度为1.041.07g/cm,此处取其密度为1.05g/cm,。使用UG软件画出三维实体图，软件能自动计算出所画图形的体积，当然也可以根据塑件的形状手动几何计算得到实体的体积。本设计采用了UG软件画出塑件的实体图，然后通过分析可得到，如图3

4、所示： 塑件的体积V=120.23cm3塑件的质量M=75.45g二、确定模具基本结构：1.确定型腔数目及配置：根据产品结构设计，该产品比较大、为了更好的出模，这里我们采用斜顶，所以我们优先采用一模2腔的结构。这结构对于本产品需要外观精度要求高，型腔填充效果好，据有有力保证产品的生产质量从而又能提高生产效率，塑件成本低。2. 分型线选择：为了便于产品脱模，同时即不影响产品的外观。跟据该产品的结构特征，该产品结构比较简单，所以不用采用斜顶和滑块进行脱模，只要顶针顶出即可。如下图所示：图4分型线产品最大边缘位置3.浇注系统设计：根据产品的结构，我们选用大水口进胶方式，由于产品比较大，四面没有行位，

5、而且该产品表面质量要求比较高。产品经流道模具成型后即为成品。 4. 顶出机构类型：（1）斜顶数量及结构形式：结合产品结构设计，为了使产品在顶出过程中不会发生损坏变形，我们在模具中设置17根顶针顶出。具体布局，如图8所示：图8顶针布局（2）顶针数量、种类及布局 为了能顺利顶出，本产品顶出过程中用到17根6顶针顶出.：（3）复位装置设计：在顶杆的脱模机构中，顶出塑件后再次合模时（或闭模前），必须要求顶杆等元件回复或预先回复到原来的位置。通常采用弹簧推动板复位，但当推顶装置发生卡滞现象时，仅靠弹簧难以保证，须复位杆与弹簧并用。设计中具有活动型芯的脱模机构时，必须考虑到合模时互相干扰的情况，应在塑模闭

6、合前使顶杆提前复位，以免活动型芯撞击顶杆，应设置先复位装置。复位杆由标准可查得。本设计中的模具使用弹簧先复位装置，在顶杆固定板上装有弹簧，借弹簧力合复位杆作用，在合模时，使顶出杆先复位，这种方法的特点是结构简单，容易制造，但弹簧容易失效，所以要经常更换弹簧。5. 确定导向机构： 本模具采用导柱导向机构。（1）导柱结构形式： 导向机构的主要作用是为保证在模具闭合后，动、定模板相对位置准确；在模具装配过程中也起到了定位的作用，合模时，引导动、定模板准确闭合，能够承受一定的铡向压力，以保证模具的正常工作。为便于加工导柱导套安装孔，获得较好的技术经济效益，均使用标准带头导柱。（2）导柱的布置： 本设计

7、中导向机构采用导柱导向，导柱采用带头导柱，其结构简单，加工方便，在导柱的末端以导向套给以配合，导柱正装。6. 排气系统：排气槽的作用是将型腔和型芯中周围空间内的气体及熔料所产生的气体排到模具之外。该产品在推杆的间隙、滑块镶件和分型面上都有排气效果，无需另外开排气槽。7. 冷却系统：产品四周胶料比较多，故冷却要求不高，为了缩短循环周期及方便产品质量控制，因此设计了8mm的冷却水道，冷却水道布置如图9所示：图9冷却系统三、成型零件的结构设计根据产品的内部结构特点，如图1所示，由于模具是精密模具，要求定位精度较高，所以在分型面上采用了4个虎口定位，前模芯、后模芯（见图10）与模板之间紧密配合。图10

8、前模芯、后模芯第四章、模具与注射机的关系模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射的范围内。4.1 塑件的体积计算由于塑件上存在一个凸台、两个钩形体和一些曲面，形状复杂，所以只能近似的计算其体积。在软件上可算出塑件的总体积V4.2 注射机的选择塑件的体积应该小于或者等于注射机的注射量。其关系式为：(0.1)错误！未找到引用源。注射机的注射量所以：由于模具是一模2腔，所以模具塑件的总体积估算浇注系统的凝料体积：所以估算的总体积为V=40.7795+20.3895=61.169由模具设计指导表6-24 常用国产塑料注射机型号与主要

9、技术参数，根据以上所得出的体积结果，初步选XS-ZY-125（卧式）注射机。其主要技术规格如表5。表5 XS-ZY-125（卧式）注射机主要技术规格螺杆直径（mm）42锁模力（kN）900注射容量（cm3）125最大注射面积320注射压力（MPa）120注射行程（mm）115模具厚度（mm）最大300喷嘴（mm）球半径12最小200孔直径4模板最大行程/mm300注射方式螺杆式动定模固定板尺寸/mmxmm428x458拉杆空间260x290合模方式液压机械电动机功率/kW11机械外形尺寸/mm*mm*mm3340x750x1500加热功率/kW5顶出形式两侧设有顶杆，机械顶出，中心距230mm

10、4.3注射压力的校核塑件成型所需要的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力，其关系按下式校核：式中：塑件成型所需的注射压力（MPa）；所选注射机的额定注射压力（MPa）。本塑件成型材料为PC/ABS，=80120MPa，对于XS-ZY-125（卧式）型注射机，=120MPa，因此，所以注射压力满足要求。4.4 锁模力的校核 模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力，其关系按下式校核：式中： P塑料成型时型腔压力；F塑件与浇注系统在分型面上的投影面积（mm2）；注射机的额定锁模力（N）。k损耗系数，这里取1/3；P塑件成型所需的注射压力（MPa），=80120MPa，这里取120MP

11、a。由Pro/E分析测量，估算塑件的表面积：A=3.864X估算浇注系统在分型面的投影面积：注射机喷嘴球半径12mm，孔直径4mm，根据成型塑料，取主流道直径D1=4mm，分流道直径d=4mm，分流道长度L=160mm。故浇注系统在分型面上的投影面积A1=4160+452+（4/2）2（3/2）2=699.625mm2。所以 S=A+ A1=3.864+699.625mm2=39339.625mm2PS=40MPa39339.625mm2=1573.585KNP模=1573.585KN故P锁 因此可得出结论：该注射机选用不合格，改选G54-S200/400.具体规格如下:螺杆直径（mm）55锁

12、模力（kN）2540注射容量（cm3）200400最大注射面积（cm2）645注射压力（MPa）109注射行程（mm）160模具厚度（mm）最大406喷嘴（mm）球半径18最小165孔直径4模板最大行程/mm260注射方式螺杆式动定模固定板尺寸/mmxmm523x637拉杆空间290x368合模方式液压机械电动机功率/kW18.5机械外形尺寸/mm*mm*mm4700x1400x1800加热功率/kW10顶出形式动模板设有顶板，开模时模具顶杆固定板上的顶杆通过动模板与顶板相碰，机械顶出。4.5 模具厚度的校核模具闭合高度：H45306080+90+45350mm对于注射机 Hmax=406mm

13、 Hmin=165mm于是 HminHHmax所以，模具的闭合高度满足4.6 开模行程的校核塑件加主流道的高度H295mm塑件顶出距离H124mm侧抽芯8mm所需的开模行程为：H320/tg2054mm所需的开模行程为：L=H2+H1+H3+(510)=178183mm 4.7 塑料的注射工艺参数的确定由模具设计指导根据表6-5常用塑料的注射工艺参数如下所示：注射温度：包括料筒温度和喷嘴温度螺杆转数/（r/min）:2040螺杆形式: 直通式料筒温度/：后段：240280中段：260290前段：240270喷嘴温度/：230250模具温度/：90110注射压力/MPa: 80120注射时间/s

14、05S保压力/MPa：4050保压时间/s：2080S第五章 型腔、型芯工作部位尺寸确定由PS塑件的收缩率0.4%0.7%，算得其平均收缩率为0.35%型腔工作部位尺寸计算公式 型腔径向尺寸 (Lm) =(1+S)LS-x 型腔深度尺寸 (Hm) =(1+S)HS-x 型芯径向尺寸 (lm) =(1+S)lS+x 型芯高度尺寸 (hm) =(1+S)hS+x 式中LS塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm） lS塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm） HS塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）hS塑件内型深度基本尺寸的最小尺寸（mm）塑件公差（mm）模具制造公差，取（1/41/3）x修正系数，

15、取0.50.75通常，制品尺寸不超过1mm,公差大于0.05的部位。以及尺寸不超过2mm，公差大于0.1mm的部位不需要进行收缩率计算。第六章 浇注系统设计6.1分型面位置的确定根据ug分析-面-斜率可知，塑件特点及表面质量采用水平分型面，如图所示：分型面的选择和确定一般有如下原则:(1)、分型面应选在塑件外形最大轮廓处；(2)、确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模；(3)、保证塑件的精度要求；(4)、满足塑件的外观质量；(5)、便于模具的加工制造；(6)、考虑成型面积和锁模力；(7)、对侧向抽芯的影响；(8)、考虑排气装置。6.2浇口形式及位置的确定为提高成型效率，采用大水口侧进浇口，浇口选

16、在塑件顶部外侧中心位置，如下图所示，根据材料和质量选择浇口尺寸为小端直径为1mm；大端直径为4mm。第七章 注射机的确定7.1注射量塑件单件体积VS=197.52cm3塑件单件质量MS=207.4g总体积V塑=VS+V废= Vs+0.2Vs=237.024cm3总质量MS=MS+M废=Ms+0.2Ms=248.88g注射量必须满足 V机V塑/0.8式中V机额定注射量（cm3）V塑塑件与浇注系统凝料体积和（cm3）V机V塑/0.8=237.024/0.8=296.28cm3或注射量满足M机M塑2/0.81式中M机额定注射量M塑塑件与浇注系统凝料的质量之和（g）1聚苯乙烯的密度2塑件采用塑料的密度

17、g/cm3）聚苯乙烯的密度1为1.05g/cm3,pp塑料密度为0.9-0.91g/cm3故M机M塑2/0.81=1585.801.05/0.81.05=198.225g7.2注射压力查设计资料得PS塑料成型时的注射压力p成型=60-150MPa，注射机的注射压力p注须满足：P注p成型=150Mpa7.3锁模力注射机的锁模力F锁模力必须满足F锁模力FA式中F-塑料成型时型腔压力，PS塑料的型腔压力为p=50-60MPaA-浇注系统和塑件在分型面上的投影面积之和（mm2） 各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积为：A=342342=116964mm2FA=60116964=2904000=701

18、784KN根据以上分析计算，查参考文献1表1-3初选卧室注射机型号为XS-Z-500。注射机有关技术参数如下：额定注射量 500cm3注射压力 145MPa最大成形面积 1000cm2合模力 3500KN注射方式 螺杆式最大行程 500mm模具最大厚度 450mm模具最小厚度 300mm喷嘴球头半径 SR18mm喷嘴孔直径 3mm动定模板尺寸 700mm850mm拉杆空间 540mm440mm顶出方式 两侧顶出第八章 注射机校核8.1注射量、锁模力、注射压力、模具厚度的校核由于初选注射机和设计模架时是根据注射量、锁模力、注射压力、模具厚度这四个技术参数及壁厚等因素选用的，所以注射量、锁模力、

19、注射压力、模具厚度已符合所选的注射机要求，不必进行校核。8.2开模行程的校核注射机最大开模行程为： SH1+H2+（510）式中 S-注塑机的开模行程（mm）；H1脱模时塑件移动距离(mm)； H2浇注系统和塑件的总高度(mm)。 S=12.07+117.57+10=139.64m故开模行程H满足要求。8.3模架的确定基本尺寸为：A=550*550*100mm B=550*550*100mm C=100*120*550mm 模具总厚度H模=391mm8.4模具在注射机上安装空间的校核从模架外形尺寸看小于注射机拉杆空间，并用压板固定模具，所以所选注射机规格XS-Z-500满足要求。九、模架选择：

20、根据之前的型腔布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，我们这里选用LKM标准模架FCI-5050-A100-B90-C120模架。具体如图11所示：图11模架参考文献 1 互换性与测量技术/周文玲主编：机械工业出版社；2005.5;2 UG NX6 模具设计实用教程/陈已明，谢龙汉编著北京：清华大学出版社，2006.12；3 UG NX6.0中文版基础教程/张云杰编著北京：清华大学出版社，2007.6；4 公差配合与测量/胡瑢华，甘泽新主编北京：清华大学出版社，2005.2；5 Auto CAD 绘图基础与技巧 刘俊英 梁丰 殷小清 主编；6 塑料成型工艺与模具设计/屈华昌主编2版北京：机械工

21、业出版，2007.8；7 模具设计与制造基础 黄志辉主编北京：电子工业出版社，2007.3；8 机械制造基础/孙学强主编北京：机械工业出版社，2001.4；9 机械设计基础/陈立德主编第二版北京：高等教育出版社，2007.7；10 机械制图/刘力主编2版.北京：高等教育出版社，2004.7；11 工程力学/顾晓勤主编2版北京：机械工业出版社，2007.3；12 塑料材料与配方/桑永主编北京：化学工业出版社，2004.11；13 UG模具设计实例与技巧 张屯国主编北京：国防工业出版社，2006.8；14 模具设计指导/史铁梁主编北京：机械工业出版社，2003.8；15 模具拆装及测绘实训教程/王晖，李大成主编重庆：重庆大学出版社，2006.10。26