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毕业设计选题序号学生姓名选 题指导老师联系电话1王宜平2顾江波3高小敏4黄雪骏儿童按键水壶盖注塑模设计图打不开5吴莹何玉林138523871516王敏杰汽车模型活塞注射模设计7袁赟耳形塑料杯的流模分析及注塑模设计8赵蓉油桶盖内芯的级进模设计图打不开9汤雨清矩形罩壳注塑模具设计及流模分析10乔侨游戏机上盖注塑模设计嵇正波1385234749911陈露露电源开关内盒注塑模设计12管霞卷笔刀注塑模设计图打不开13杨露露手提篮注塑模设计图打不开14周晨15季鹏选题表打不开符学龙1595037195316苏如敏17张婉蓉选题不通过18刘菊菊选题不通过19丁建掌上电脑电池后盖注塑模设计唐义锋1301657812720刘亚建手电筒按钮开关保护罩注塑模设计21孙运红选 222陈茜李景仲1515236133823施健凯锁壳落料拉深复合模设计24尚展展25朱玉超重写选题表赫英岐1515235170826王欢欢27郑峰28韩琳连接盒冲压模具设计29赵燕林伟1524026386530叶君31赵承选题不通过32朱锋塑料花露水瓶盖注塑模设计图重画33张双变压器芯插片冲压工艺与模具设计34戴洪驹周忠旺15161760668南京工程学院南京工程学院毕业设计开题报告课 题 名 称： 游戏机上盖注塑模设计 学 生 姓 名： 乔 侨 指 导 教 师： 嵇正波 所 在 学 院： 材料工程学院 专 业 名 称： 数控加工与模具设计 南京工程学院2012 年 11 月 29 日说说 明明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于 2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第 4 周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。学士学位毕业设计学士学位毕业设计(论文论文)开题报告开题报告学生姓名乔侨学 号专 业数控加工与模具具设计指导教师姓名嵇正波职 称所在系部江苏财经职业技术学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称 游戏机上盖注塑模设计毕业设计的内容和意义1主要内容主要内容： （1）编写模具技术要求、订料表；（2）使用 UG 软件进行模具型芯和型腔的分模，完成模具的 2D 总装图和若干零件图的绘制。掌握流道平衡设计。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成与模具相关资料的外文翻译。（4）掌握模具钢的使用情况，了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握新软件使用和模具加工的新工艺。（5）利用模具分析进行熔体模拟流动分析，优化模具设计结构。2毕业设计的意义：毕业设计的意义： 当今社会，随着科技的进步，游戏机一直作为生活中的一个娱乐项目，它也在发生着巨大的变化。功能越来越广，体积却越来越小，零部件企业已经有了很强的危机意识，怎么才能让自己企业的产品在严峻的市场上站住脚已经成为了现在游戏机零部件企业领导人迫切要考虑的问题。据统计，在游戏机的各种零件中，塑料件占 40%以上。包括游戏机外壳、主题结构件和中小型零件。可见，塑料制件在各种零件中位置的重要性，那么游戏机塑件的质量取决于什么呢？毫无疑问，是塑料模具。做为 21 世纪的国家青年，一直以来我为此而努力，所以现在，我理所当然的选择了塑料模具毕业设计这一课题。我的毕业设计题目是：游戏机上盖注塑模设计，具有复杂的曲面，要求有良好的外观质量。因此，分型面，浇口的位置要选择适当，需要借助 UG 软件进行分模设计，并完成模具的 2D 总装图和若干零件图的绘制。这些实践将对我今后的工作益处甚多。在大学期间，我努力学习本专业知识，打下良好的理论基础，并能坚持很好地全部阅读指导教师指定的参考资料、文献，并阅读了较多的自选资料和较多的外文资料，积极开展调研论证,此外，还充分利用课余时间，系统学习过 UG，MOLDFLOW，CAD 等软件，但这些还是远远不够的。没有经过实践的检验，一切都是纸上谈兵。只有通过毕业设计，才能更深切的理解，更灵活的运用这些专业知识。至于那些软件，也只有通过设计过程中的反复运用，才能熟练运用。通过本次设计，应使我在下述基本能力上得到培养和锻炼： 塑料制品的设计及成型工艺的选择； 一般塑料制品成型模具的设计能力； 塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力； 了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。在本次游戏机上盖注塑模设计中，我可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案使设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计、加工及分析技术，提高了学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了实际工作前的一次全过程模拟。文献综述参考文献：参考文献：1翁其金.塑料模塑成型技术. 北京：机械工业出版社，2000.112朱光力.模具设计与制造实训M. 高等教育出版社 ,2004 3范有发. 冲压与塑料成型设备. 北京：机械工业出版社，2001.074塑料模具技术手册编委会. 塑料模具技术手册.北京：机械工业出版社，1997.65朱光力、万金宝.塑料模具设计M. 清华大学出版社, 2004研究内容1 1设计、研究思路：设计、研究思路：本毕业设计分以下步骤进行；（1）认真跟老师沟通，了解所要设计的产品；（2）复习以前学过的知识，理顺设计的大概思路；（3）查阅大量资料，细致化自己的思路；（4）查阅网上最新资料，开动脑筋，看能不能走出自己的路；（5）跟老师沟通，看有无出错；（6）熟悉各类软件，如 CAD，UG，MOLDFLOW 等；（7）完成毕业设计的一系列任务。2课题研究的主要内容：课题研究的主要内容：本课题就是将游戏机上盖作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。塑件侧壁和底部的壁厚不均匀，并且该塑件要求表面质量良好，无流纹，麻点等注塑缺陷。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。要求塑件表面美观、光洁、无明显熔接痕和流痕，同时不产生明显的翘曲变形。由于1 模 2 腔可以保证高注射压力和快注射率，并且精度高，所以我采用 1 模 2 腔的形式。 本着简约而不简单的设计原则，采用斜滑块的瓣合模的结构成型。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用 Moldflow 仿真模拟注射过程。由于模具的结构分析，我们知道了此设计要用到斜杆导滑的内侧分型抽芯机构，也要用到侧向抽芯机构。3解决的关键问题解决的关键问题本塑件主要有两个曲面结构，一个加强筋，及带有侧孔的中空四棱柱组成。且相应部位有倒角。有可能遇到的主要问题：（1）确定型腔的数目；（2）确定浇注系统；（3）型腔的布置；（4）选择分型面； （5）侧孔的成型；（6）确定脱模方式； （7）确定开模方向； （8）塑料充模的流动分析。这些问题都是设计该模具的关键问题，在设计过程中，本人将通过查阅有关文献资料来解决。4预期成果预期成果（1）该塑料件模具技术要求一份、订料表文件一份；（2）开题报告一份、外文翻译资料一份；（3）3D 开模图一份；（4）2D 装配图一份和零件图若干份（不少于 2 张 A0 图纸） ；（5）毕业论文一份；研究计划第一周 调研、图书馆查找与毕业设计有关资料；第二周 熟悉模具设计方法和现代模具加工技术；第三周 撰写开题报告；第四周 英文文献资料的翻译；第五周 熟悉 CAD 及 UG 软件的使用；第六周 模具结构方案的确定和设计；第七周 开模 3D 图完成；第八周 模具技术要求、订料表的完成；第九周 2D 总装图的绘制及修改；第十周 若干零件图的绘制及修改；第十一周 完成熔体模拟流动分析，优化模具设计结构；第十二周 毕业论文的撰写；第十三周 毕业论文的撰写；第十四周 修改论文，制作论文 PPT，准备答辩；第十五周 毕业答辩特色与创新随着计算机技术的不断发展，模具 CAD/CAM/CAE 技术及其应用日趋成熟，模具CAD/CAM 技术日益深入人心，并且发挥着越来越重要的作用。因此，对于大型复杂的模具设计是必不可少的技术。在本次毕业设计，本人将全部应用CAD/CAE/CAM技术来设计与制造模具。在模具设计方面，应用UG软件对模具型芯和型腔进行3D分模，并完成三维模具总装图；使用MOLDFLOW软件对注射成型过程进行了3D数值模拟，从而优化了模具结构。由于学习该软件需要一定的塑件成型实践知识，在使用上要多查阅这方面的资料。指导教师意 见 指导教师签名： 2012 年 3 月 21 日教研室意见 主任签名： 2012 年 3 月 21 日学院意见 教学主任签名： 2012 年 3 月 21 日南 京 工 程 学 院毕业设计（论文）选题、审题表毕业设计（论文）选题、审题表教研室模 具指导教师嵇正波职称教 授申报课题名称 游戏机上盖注塑模设计课题性质A课题来源D随着中国经济和社会的飞速发展， 游戏机已逐渐成为生活中一种 常见娱乐工具 。游戏机不仅使用性能 广泛，而且电脑外观的要求也越来越高。而它的外壳制件 主要是塑料件，因此 游戏机上盖注塑模具的质量是影响其外观的重要因素，研究 游戏机上盖的模具设计具有现实意义。中国的游戏机产业还处在发展阶段，对 游戏机塑件的模具设计多采用二维平面， 要求采用 UG 软件游戏机上盖注塑模设计。具体 通过对游戏机上盖进行零件结构、模具结构、浇注系统、抽芯机构、冷却系统、工作原理的 分析，来完成整个注塑模具的设计。课题简介所需经费200上机时数100课题要求（包括所具备的条件）1、 对常用塑料具备一定的了解和掌握；2、 熟悉 AUTOCAD 及 UG 绘图；3、 熟悉注射模具设计步骤及方法；4、了解模具的制造加工过程。课题工作量要求1、开题报告、查阅文献结果、文献翻译2、产品和模具设计工程图，3D 开模图，塑料成型工艺参数的编制3、毕业论文、中外文摘要4、MOLDFLOWMPI 分析报告教研室审定意见 室主任签字：系领导小组审定意见 教学主任签字：说明：1、该表为毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经教研室讨论、室主任签字，报学院领导小组审定，院长签字后生效。2、课题性质：A工程设计；工程技术研究；C软件工程（如 CAI 课题） ；D文献型综述；E其它。3、课题来源：A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C院级基金课题；D自拟课题。 4、上机时数可填：xx 时数 /人或者该课题所需总时数。 5、选题结束后，该表要求统一存放在学院办公室备查。南京工程学院毕业设计说明书（论文）1 绪 论.61.1 模具在制造加工工业中的地位.61.2 模具的发展趋势.61.3 国内模具技术的现状及发展趋势.71.4 毕业设计的目的.82 游戏机手柄上壳塑料产品设计.92.1 市场调研.92.2 游戏机手柄产品设计概述.92.3 塑料制品设计的基本原则.102.3.1 壁厚设计的原则.102.3.2 圆角的设计.112.3.3 加强筋设计的原则.112.3.4 拔模角的设计原则.112.4 产品材料的选择.122.5 塑件模拟分析.122.5.1 浇口设计.122.5.2 分析选择最佳浇口位置.132.5.3 填充分析.132.5.4 熔接痕分析.152.5.5 气穴分析.162.5.6 填充时间分析.173 游戏机手柄上壳的模具设计.193.1 塑料的工艺性设计.193.1.1 塑料制品成型工艺分析.193.1.2 制品成型工艺参数.203.1.3 塑件的尺寸与公差.20南京工程学院毕业设计说明书（论文）3.2 注射成型机的选择.213.2.1 注塑机基本参数.213.2.2 模具与注射机有关参数的校核.233.3 型腔布局与分型面设计.253.3.1 型腔数目的确定与布局.253.3.2 分型面的设计.263.4 浇注系统设计.273.4.1 主流道设计.273.4.2 主流道衬套的固定.283.4.3 分流道的设计.283.4.4 浇口的设计.293.5 成型零件的设计.303.5.1 成型零件的结构设计.313.5.2 成型零件工作尺寸计算.323.6 冷却系统的设计.353.7 模架的选择.373.8 侧向分型与抽芯机构设计.383.8.1 抽芯距的计算.393.8.2 抽芯力的计算.393.9 合模导向机构的设计.393.9.1 导柱的结构.403.9.2 导套的结构.403.10 脱模机构的设计.413.10.1 脱模机构设计的总体原则.41南京工程学院毕业设计说明书（论文）3.10.2 推杆设计.413.11 排气结构设计.423.12 模具制造技术.433.12.1 加工要求.433.12.2 装配要求.443.12.3 综合要求.453.13 模具装配图.463.13.1 模具图.463.13.2 模具二维装配图.47结论.48参考文献.49致谢.50南京工程学院毕业设计说明书（论文）南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)作 者： 乔乔 侨侨 学 号： 学 院： 南京工程学院南京工程学院 专 业： 数控加工与模具设计数控加工与模具设计 题 目： 游戏机上盖注塑模设计游戏机上盖注塑模设计 指导者： 稽稽 正正 波波 评阅者： 2012 年 12 月 淮 安南京工程学院毕业设计说明书（论文）1 设计总说明设计总说明本课题就是将游戏机手柄作为设计模型，将注射模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。本设计对游戏机手柄进行的注塑模设计，利用 UG 软件对塑件进行了实体造型，对塑件结构进行了工艺分析。明确了设计思路，确定了注射成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。本着简约而不简单的设计原则，采用斜滑块的瓣合模的结构成型。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。最后用 Moldflow 仿真模拟注射过程。本课题通过对游戏机手柄的注射模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图关键词：关键词：塑料模具，注射成型，模具设计，游戏机手柄南京工程学院毕业设计说明书（论文）2IntroductionThis 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 intentKeywords: Plastic mold， Injection molding，Mold design，game controller南京工程学院毕业设计说明书（论文）3目目 录录1 绪 论.11.1 模具在制造加工工业中的地位 .11.2 模具的发展趋势 .11.3 国内模具技术的现状及发展趋势 .21.4 毕业设计的目的 .32 游戏机手柄上壳塑料产品设计.42.1 市场调研 .42.2 游戏机手柄产品设计概述 .42.3 塑料制品设计的基本原则 .52.3.1 壁厚设计的原则.52.3.2 圆角的设计.62.3.3 加强筋设计的原则.62.3.4 拔模角的设计原则.62.4 产品材料的选择 .72.5 塑件模拟分析 72.5.1 浇口设计.72.5.2 分析选择最佳浇口位置.82.5.3 填充分析.82.5.4 熔接痕分析.92.5.5 气穴分析.102.5.6 填充时间分析.113 游戏机手柄上壳的模具设计.133.1 塑料的工艺性设计 .133.1.1 塑料制品成型工艺分析.133.1.2 制品成型工艺参数.14南京工程学院毕业设计说明书（论文）43.1.3 塑件的尺寸与公差.143.2 注射成型机的选择 .153.2.1 注塑机基本参数.153.2.2 模具与注射机有关参数的校核.173.3 型腔布局与分型面设计 .193.3.1 型腔数目的确定与布局.193.3.2 分型面的设计.203.4 浇注系统设计 .213.4.1 主流道设计.213.4.2 主流道衬套的固定.223.4.3 分流道的设计.223.4.4 浇口的设计.233.5 成型零件的设计 .243.5.1 成型零件的结构设计.253.5.2 成型零件工作尺寸计算.263.6 冷却系统的设计 .293.6.1 冷却系统的设计 .293.6.2 冷却系统的设计.303.6.3 冷却系统的设计 .303.7 模架的选择 .313.8 侧向分型与抽芯机构设计 .323.8.1 抽芯距的计算.333.8.2 抽芯力的计算.333.9 合模导向机构的设计 .333.9.1 导柱的结构.343.9.2 导套的结构.343.10 脱模机构的设计 .353.10.1 脱模机构设计的总体原则.353.10.2 推杆设计.35南京工程学院毕业设计说明书（论文）53.11 排气结构设计 .363.12 模具制造技术 .373.12.1 加工要求.373.12.2 装配要求.383.12.3 综合要求.393.13 模具装配图 .403.13.1 模具图.383.13.2 模具二维装配图.39结论.42参考文献.43致谢.44附录 A.45附录 B.46南京工程学院毕业设计说明书（论文）61 绪绪 论论1.11.1 模具在制造加工工业中的地位模具在制造加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具是制造业的重要基础工艺装备，工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的(四高二低)高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要。模具品种繁多，共有10 大类，包括冲压、塑料、橡胶、铸造、锻压等，用于制造业中几乎所有产品的生产，可见模具的服务范围已包括国民经济的许多方面，现在模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。 随着产品更新换代越来越快，新产品不断涌现。新技术日新月异，模具的使用范围已越来越广，对模具的要求也越来越高了。1.21.2 模具的发展趋势模具的发展趋势 近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面： （1）加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 （2）高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度 南京工程学院毕业设计说明书（论文）7由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足南京工程学院毕业设计说明书（论文）8这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 （4）革新模具制造工艺 中国模具视频网 在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5）标准化 开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.31.3 国内模具技术的现状及发展趋势国内模具技术的现状及发展趋势20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48（约 122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，已能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离：南京工程学院毕业设计说明书（论文）9（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.41.4 毕业设计毕业设计的目的的目的 毕业设计的目的是培养学生综合运用所学的基础理论，专业知识和基本技能进行分析与解决实际问题的能力，培养学生的创新精神。通过这次毕业设计，让学生综合运用大学了所学的知识，掌握常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理方法，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计更是对学生大学期间所学的知识的综合检验。南京工程学院毕业设计说明书（论文）102 游戏机手柄上壳塑料产品设计游戏机手柄上壳塑料产品设计2.12.1 市场调研市场调研电脑游戏的飞速发展，各种各样的游戏机手柄层出不穷。然而全球纸张消费量每年以成倍的速度在增长，游戏机手柄的销量以平均接近 8%的速度在增加。这一切都预示着游戏机手柄会发展越来越来快，应用的领域越来越宽广。从全球第一款游戏机手柄的出现，到后来各种各样的霸王机手柄、高智能手柄和无线游戏机手柄，它们在不同的年代各领风骚，今天让我们寻觅历史的足迹，从技术、品牌与产品、应用市场及目标消费者三个方面，回顾喷墨游戏机手柄的光辉历史，同时对其未来的发展趋势作简单分析。 作为游戏机手柄，其在休闲娱乐中的重要作用是显而易见的，电脑游戏少不了它，而且最近几年来游戏机在家庭游戏中的地位越来越重要了，所以游戏机手柄也是越发重要。所以怎么样提高产品的新颖性和实用性以及良好的性价比来吸引更多的消费者来买自己的产品是至关重要的。本设计的产品游戏机手柄架综合考虑了使用环境，功能，外观，性能强大等要求，以达到经济实惠的效果。2.22.2 游戏机手柄产品设计概述游戏机手柄产品设计概述产品设计是一个创造性的综合信息处理过程，通过线条、符号、数字、色彩等把产品显现人们面前。它将人的某种目的或需要转换为一个具体的物理形式或工具的过程，把一种计划、规划设想、问题解决的方法，通过具体的载体，以美好的形式表达出来。产品设计反映着一个时代的经济、技术和文化。 产品设计的重要性由于产品设计阶段要全面确定整个产品策略、外观、结构、功能，从而确定整个生产系统的布局，因而，产品设计的意义重大，具有“牵一发而动全局”的重要意义。如果一个产品的设计缺乏生产观点，那么生产时就将耗费大量费用来调整和更换设备、物料和劳动力。相反，好的产品设计，不仅表现在功能上的优越性，而且便于制造，生产成本低，从而使产品的综合竞争力得以增强。许多在市场竞争中占优势的企业都十分注意产品设计的细节，以便设计出造价低而又具有独特功能的产品。许多发达国家的公司都把设计看作热门的战略工具，认为好的设计是赢得顾客的关键。本设计主要针对电脑游戏玩家所进行设计的，所以这在功能外观性能方面有着一定的要求，外型设计不要求南京工程学院毕业设计说明书（论文）11夸张，主要是结构要合理实用，性能好，强度要高一点，手感舒适。初始设计图如下：图 2.1 产品外观 1 图 2.2 产品外观 22.32.3 塑料制品设计的基本原则塑料制品设计的基本原则南京工程学院毕业设计说明书（论文）122.3.1 壁厚设计的原则（1）壁厚的大小取决於产品需要承受的外力、是否作为其他零件的支撑、承接柱位的数量、伸出部份的多少以及选用的塑胶材料而定。一般的热塑性塑料壁厚设计应以 4mm 为限。从经济角度来看，过厚的产品不但增加物料成本，延长生产周期冷却时间，增加生产成本。从产品设计角度来看，过厚的产品增加引致产生空穴、气孔的可能性，大大削弱产品的刚性及强度。（2）最理想的壁厚分布无疑是切面在任何一个地方都是均一的厚度，但为满足功能上的需求以致壁厚有所改变总是无可避免的。在此情形，由厚胶料的地方过渡到薄胶料的地方应尽可能顺滑。太突然的壁厚过渡转变会导致因冷却速度不同和产生乱流而造成尺寸不稳定和表面问题。壁厚是产品设计最先被考虑，一般用于注塑成型的会在 1.5 mm (0.06 in) 至 4.5 mm (0.18 in)。 壁厚比这范围小的用于塑料流程短和细小部件。典型的壁厚约在 2.5mm (0.1 in)左右。一般来说，部件愈大壁厚愈厚，这可增强部件强度和塑料充填。壁厚在 3.8mm (0.15 in) 至 6.4mm (0.25 in)范围是可使用结构性发泡。本设计采用的壁厚平均为 2mm，壁厚变化不超过 1mm。2.3.2 圆角的设计 建议的最小圆角半径是胶料厚度的 25%，最适当的半径胶料厚比例在 60%。轻微的增加半径就能明显的减低应力。 2.3.3 加强筋设计的原则加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部份。加强筋有效地增加产品的刚性和强度而无需大幅增加产品切面面积，但没有出现倒扣难於成型的形状问题，对一些经常受到压力、扭力、弯曲的塑胶产品尤其适用。此外，加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。 加强筋的两边必须加上拔模角以减低脱模顶出时的摩擦力，底部相接产品的位置必须加上圆角以消除应力过分集中的现象，圆角的设计亦给与流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。加强筋的形状一般是细而长，加强筋一般的设计图说明设计加强筋的基本原则。南京工程学院毕业设计说明书（论文）13留意过厚的加强筋设计容易产生缩水纹、空穴、变形挠曲及夹水纹等问题，亦会加长生产周期，增加生产成本。2.3.4 拔模角的设计原则塑胶产品在设计上通常会为了能够轻易的使产品由模具脱离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设有一个倾斜角即拔模角。如果产品有垂直外壁并且与开模方向相同的话，则模具在塑料成型需要很大的开模力才能打开，而且，在模具开启，产品脱离模具的过程相信也会十分困难。因此，拔模角的考虑在产品设计的过程是不可或缺的。因为注塑件冷却收缩多附于凸模上，为了使产品壁厚平均及防止产品在开模附于较热的凹模上，拔模角对应於凹模及凸模是应该相等的。不过，在特殊情况下若然要求产品开模附在凹模的话，可将相接凹模部份的拔模角尽量减少，或刻意在凹模加上适量的倒扣位。2.42.4 产品材料的选择产品材料的选择迄今为止，已见报道的树脂种类达到上万种，实现工业化生产的也不下千余种。塑料材料的选用就是在众多的树脂品种中选择一个合适的品种。针对墨粉盒轴端产品的材料的选用，主要考虑一下几个方面：塑料材料的适应性（1）各种材料的性能比较；（2）不宜选用塑料的条件；（3）选用塑料的适宜条件塑料制品的使用性能（1）塑料制品的使用条件，包括塑料制品的受力情况，塑料制品的电性能，尺寸精度要求，渗透性要求，透明性要求，外观要求等。（2）塑料制品的使用环境，包括环境温度，环境湿度，接触介质，环境的光，氧及辐射。塑料的加工性能（1）塑料的可加工行；（2）塑料的加工成本；（3）塑料加工的废料处理。塑料制品的成本（1）原料价格；（2）塑料制品的使用寿命；（3）塑料制品的维护费用。综合以上情况对材料进行筛选分析，决定选用 ABS 作为游戏机手柄的材料。南京工程学院毕业设计说明书（论文）142.52.5 塑件模拟分析塑件模拟分析2.5.1 浇口设计浇口指连接分流道与型腔之间的一段短小的进料通道。作用:调节熔体流速、控制保压时间，防止熔体倒流。考虑到生产需要，此模具按一模两腔，对称分布。如下图所示图 2.3 产品分布2.5.2 分析选择最佳浇口位置在 UG 中建立游戏机手柄角接件的三维模型，再将它转换为 igs 格式，导入 Mold-Flow 软件中。本产品一模四件。通常进行的 MF 分析都是 FLOW(流动)或者 COOL(冷却)。本次对模型进行的分析也离不开，首先利用浇口位置进行浇口最佳位置的分析，然后利用浇口位置的分析结果进行后面的分析。进行 FILL，FLOW，COOL 等分析时，必须设置浇口，否则无法进行分析。在这个分析中我们选择浇口位置分析后，根据分析结果得到最佳浇口位置。浇口位置分析为我们提供了很好的分析前准备，避免了由于浇口位置设置不当而引起的不合理成型。进行浇口位置分析时不需要设置浇口位置。复制项目生成一个新的分析案例，设置分析类型为浇口设置，并默认成型条件，分析完成后，得到最佳浇口位置。分析结果图示中给出了浇口位置分布的合理程度系数。其中 BEST GATE LOCATION合理程度系数为 1，由图三看出 MF 分析出的最佳浇口位置位于模型的边缘，从理论上南京工程学院毕业设计说明书（论文）15讲，这个分析是合理的。但是这还不能作为最终分析结果，下面我们需要在此基础上做进一步分析。2.5.3 填充分析浇注系统的性能直接影响到制件的填充行为，因此进行填充分析的最终目的是为了获得最佳浇注系统设计。通过对不同浇注系统流动行为的分析比较，选择最佳浇口位置，浇口数目，最佳浇注系统布局。图 2.4 充填结束时的冻结层因子 图 2.5 充填结束时的体积温度南京工程学院毕业设计说明书（论文）16图 2.6 充填结束时的压力 图 2.7 充填区域2.5.4 熔接痕分析当 2 个或多个流动前沿融合时，会形成熔接线。在熔接线位置上的分子趋向变化强烈，因此该位置机械强度明显减弱，熔接线在视觉上不太明显。在这种情况下可以通过增加模具温度和熔体温度，使 2 个相遇的熔体前沿融合得更好，增加螺杆速率也行，或改进浇注系统的设计，在保持熔体流动速率的前提下减少流道尺寸，以减少产生的摩擦热。如果不能消除熔接线，那么应使其位于制件上较不敏感的区域，以防止影响制件的机械性能和外观质量。通过改变浇口位置或者改变制件壁厚可以改变熔接线的位置。南京工程学院毕业设计说明书（论文）17图 2.8 熔接痕分析2.5.5 气穴分析气穴是成型时模具型腔内的气体来不及排除，被熔融塑料包裹在内。成因主要有：塑料干燥不好，注塑速度过快，排气系统不良，产品壁厚不均，浇口位置不当等。对此塑件的分析如下图：南京工程学院毕业设计说明书（论文）18图 2.9 气穴分析2.5.6 填充时间分析填充时间是 FILL 和 FLOW 分析的一个重要结果。在本次填充时间的结果图中，将浇口设置在制件的边缘，这样做是考虑到喷嘴外壳的美观性，避免去除浇口造成粗糙痕迹。填充时间之差较短，位置安排相对较合适。分析如下图所示：南京工程学院毕业设计说明书（论文）19图 2.10 填充时间分析南京工程学院毕业设计说明书（论文）203 游戏机手柄上壳的模具设计游戏机手柄上壳的模具设计3.13.1 塑料的工艺性设计塑料的工艺性设计3.1.1 塑料制品成型工艺分析1、制品材料 ABS 的性能：（1） ABS 为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物，它是无定型聚合物，密度为1.05g/cm左右，具有较高的机械强度和良好“竖、韧、钢”的综合性能。ABS 是一种应用广泛的工程塑料，其品种多样，用途广泛，也称“通用工程塑料”， （MBS 称为透明ABS） ，易于成型加工，耐化学腐蚀性差，制品易电镀。（2）材料的性能参数： ABS 为热塑性材料，密度为 1.03-1.07 g/cm3 ，抗拉强度 30-50MPa，抗弯强度为41-76 MPa，拉伸弹性模量 1587-2277 MPa，弯曲弹性模量为 1380-2690 MPa，收缩率为 0.3%-0.8%，常取 0.5%。该材料综合性能好，即冲击强度高，尺寸稳定，易于成型，耐热和耐腐蚀性能也较好，并有良好的耐寒性。2、ABS 的工艺特点:（1） ABS 的吸湿性较大和耐温性较差,在成型加工前必须进行充分干燥和预热,将水分含量控制在 0.03%以下。（2） ABS 树脂的熔融粘度对温度的敏感性较低(与其它无定型树脂不同)。ABS的注射温度虽然比 PS 稍高,但不能像 PS 那样有较宽松的升温范围,不能用盲目升温的办法来降低其粘度,可用增加螺杆转速或提升注射压力/速度的办法来提高其流动性。一般加工温度在 190235为宜。（3） ABS 的熔融粘度属中等,比 PS、HIPS、AS 均较高, 流动性较差，需采用较高的注射压力啤料。（4） ABS 采用中等注射速度啤料效果好 (除非形状复杂、薄壁制件需用较高的注射速度)，产品水口位易产生气纹。（5） ABS 成型温度较高，其模温一般调节在 4580。生产较大产品时，定模（前模）温度一般比动模（后模）略高 5左右为宜。 （6） ABS 在高温炮筒内停留时间不宜过长（应小于 30 分钟） ，否则易分解发黄。南京工程学院毕业设计说明书（论文）213.1.2 制品成型工艺参数（1）成型工艺方法：注射成型注射成型是将粒状的塑料从注射机的料斗送人高温的料筒内经加热塑化，使其成为粘流态熔体，然后在注射机柱塞或螺杆的高压推动下，以很高的流速通过喷嘴，注入模具型腔，经一定时间的保压冷却定型后，开模取出具有一定形状、尺寸的塑料制品的成型工艺方法。注射成型可成型热塑性塑料，也可成型热固性塑料。其两者所用的设备和模具结构均不同。（2）成形条件表表 3.1 ABS 的成型工艺参数的成型工艺参数干燥温度（）7080 干燥时间约（hr） 1.5 模具温度（）4580 残 料 量（mm）28 熔胶温度（）190235 背 压（MPa）918 注射压力（MPa）90140 锁模力约（ton/in2）22.5 注 塑 速 度中 等 回 料 转 速(rpm)70100 螺 杆 类 别标 准 螺 杆（直 通 式 喷 嘴） 停 机 处 理 关料闸啤清即可碎料翻用（%） 2030 表表 3.2 ABS 的模具制作的模具制作合适壁厚（mm）1.83 浇 口 设 计大多数入水均可采用；可扁侧入水、直接入水、扇形入水、潜水、薄膜入水、点水口可减少蛇纹。 收 缩 率（%） 0.40.7 3.1.3 塑件的尺寸与公差（1）塑件的尺寸塑件尺寸的大小受制于以下因素：取决于用户的使用要求。南京工程学院毕业设计说明书（论文）22受制于塑件的流动性。受制于塑料熔体在流动充填过程中所受到的结构阻力。（2）塑件尺寸公差标准影响塑件尺寸精度的因素主要有：塑料材料的收缩率及其波动。塑件结构的复杂程度。模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配、模具的合模及模具设计的不合理所可能带来的形位误差等） 。成型工艺因素（模塑成型的温度 T、压力 p、时间 t 及取向、结晶、成型后处理等）。成型设备的控制精度等。其中，塑件尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动及模具制造误差。(3) 塑件的表面质量表面质量是一个相当大的概念，包括微观的几何形状和表面层的物理-力学性质两方面技术指标，而不是单纯的表面粗糙度问题。塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。该塑件要求对型腔抛光，所以对粗糙度的要求比较高，查表得 ABS 抛光后顺纹路方向的表面粗糙度为 0.02 m，垂直纹路方向的表面粗糙度为 0.26 m。模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件对应部位的表面粗糙度在数值上要高 12 级。此塑件表面粗糙度 R=3.2 注射成型机的选择注射成型机的选择3.2.1 注塑机基本参数注塑机的主要参数有公称注射量,注射压力,注射速度,塑化能力,锁模力,合模装置的基本尺寸,开合模速度,空循环时间等.这些参数是设计,制造,购买和使用注塑机的主要依据。(1)公称注塑量；指在对空注射的情况下,注射螺杆或柱塞做一次最大注射行程时,注射装置所能达到的最大注射量,反映了注塑机的加工能力.(2)注射压力；为了克服熔料流经喷嘴,浇道和型腔时的流动阻力,螺杆(或柱塞)对熔料必须施加足够的压力,我们将这种压力称为注射压力.南京工程学院毕业设计说明书（论文）23(3)注射速率；为了使熔料及时充满型腔,除了必须有足够的注射压力外,熔料还必须有一定的流动速率,描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度.常用的注射速率如表 3.3 所示。表表3.3 注射量与注射时间的关系注射量与注射时间的关系注射量/CM3125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射时间/S52.2533.755(4)塑化能力；单位时间内所能塑化的物料量.塑化能力应与注塑机的整个成型周期配合协调,若塑化能力高而机器的空循环时间长,则不能发挥塑化装置的能力,反之则会加长成型周期.(5)锁模力；注塑机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力,在此力的作用下模具不应被熔融的塑料所顶开.(6)合模装置的基本尺寸；包括模板尺寸,拉杆空间,模板间最大开距,动模板的行程,模具最大厚度与最小厚度等.这些参数规定了机器加工制件所使用的模具尺寸范围.(7)开合模速度；为使模具闭合时平稳,以及开模,推出制件时不使塑料制件损坏,要求模板在整个行程中的速度要合理,即合模时从快到慢,开模时由慢到快在到停.(8)空循环时间；在没有塑化,注射保压,冷却,取出制件等动作的情况下,完成一次循环所需的时间.利用 UG 软件进行三维实体建模，并可直接通过软件进行分析，查询到塑件的体积为： V单=35.95cm3，V总=3 V单=235.95=71.90cm3计算塑件的质量，根据中国模具设计大典查得：=1.03-1.07g/cm3，根据塑件形状及尺寸，采用一模两腔，即一模出两个塑件的模具结构,估算浇注系统凝料体积为：V凝= V单=35.95cm3。塑件和浇注系统的质量:W总=（V总+V凝）=1.05(71.90+35.95)=113.24g （3.1）从实际注射量应在额定注射量的 20%-80%之间考虑，初选卧式注射机型号：XS-南京工程学院毕业设计说明书（论文）24ZY-250表表 3.4 XS-ZY-250 注射机参数注射机参数螺杆直径 mm50350理论注射容积 cm3250模具厚度最大 mm 最小 mm250注射压力 MPa13018锁模力 KN1800喷嘴 球半径 mm 孔直径 mm4模板行程 mm350定位孔直径 mm1253.2.2 模具与注射机有关参数的校核（1）注射量的校核为确保塑件质量，注塑模一次成型的塑件质量（包括流道凝料质量）应在公称注塑量的 35%75%范围内，最大可达 80%，最小不小于 10%。为了保证塑件质量，充分发挥设备的能力，选择范围通常在 50%80%。根据以下公式：V=nVz+Vj0.8Vg （3.2）式中 V：一个成型周期内所需注射的塑料容积(cm3)n： 型腔数目Vz：单个塑件的容量(cm3)Vj：浇注系统和飞边所需的塑料容量(cm3)其中：n=2 ；Vj=35.95 cm3V=235.95+35.95=107.75m30.8Vg=0.8250200cm3由此可知选用的注射机在注射量可以满足一模两件的工作需要；（2）锁模力的校核由 FPm(nAz+Aj) （3.3）式中 F：锁模力（N） ；n：型腔数目；南京工程学院毕业设计说明书（论文）25Pm：塑料熔体在型腔内的平均压力（MPa） ；Az：制品在分型面上的垂直投影面积（mm2） ；Aj：浇注系统在分型面上的垂直投影面积（mm2） 。其中取 Pm =80MPa经计算得 A总nAz+Aj191.7930 cm2Pm(nAz+Aj)=80191.7930=1534.34KN1800KNF（3）开模行程的校核模具开模行程应满足：SmS z （3.4）其中：Sz为最大开模行程，查注射机 XS-ZY-250 型 Sz=350mm，Sm为模具的开模行程；Sm=塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（5-10）mm =54+107+20+（5-10）=189mm 可见 SmSz ，XS-ZY-250 满足其开模行程（4）注射机的安装部分的尺寸校核该模具的外形尺寸为 250mm300mm ，SZ-100/800 型注射机模板最大安装尺寸为320mm320mm，故能满足模具安装要求。（5）模具闭合高度的校核安装模具的厚度应满足： HminHHmax （3.5）式中 Hmin注射机所允许的最小模具厚度（mm） H模模具闭合厚度（mm） Hmax注射机所允许的最大模具厚度（mm）设计模具厚度 H总=35+120+50+60+60+50=375mm。由于 XS-ZY-250 型注射机所允许模具的最小厚度为 Hmin=250mm，最大厚度为Hmax=350mm。所以，模具闭合高度不能能满足安装要求。（6） 喷嘴尺寸校核在实际生产过程中，模具的主流道衬套始端的球面半径 R2 取比注射机喷嘴球面半南京工程学院毕业设计说明书（论文）26径 R1 大 12 mm，主流道小端直径 D 取比注射机喷嘴直径 d 大 0.51 mm，图 3.1 喷嘴与浇口套尺寸如图图 3.1 所示，以防止主流道口部积存凝料而影响脱模，所以，注射机喷嘴尺寸是标准，模具的制造以它为准则。（7）定位圈尺寸校核 注塑机固定模板台面的中心有一规定尺寸的孔，称之为定位孔。注塑模端面凸台径向尺寸须与定位孔成间隙配合，便于模具安装，并使主流道的中心线与喷嘴的中心线相重合。模具端面凸台高度应小于定位孔深度。（8）模具外形尺寸校核注塑模外形尺寸应小于注塑机工作台面的有效尺寸。模具长宽方向的尺寸要与注塑机拉杆 间距相适应，模具至少有一个方向的尺寸能穿过拉杆间的空间装在注塑机的工作台面上。（9）模具安装尺寸校核注塑机的动模板，定模板台面上有许多不同间距的螺钉孔或“T”形槽，用于安装固定模具。模具固定安装方法有两种：螺钉固定，压板固定。采用螺钉直接固定时（大型模具常用这种方法） ，模具动，定模板上的螺孔及其间距，必须与注塑机模板台面上对应的螺孔一致；采用压板固定时（中，小模具多用这种方法） ，只要在模具的固定板附近有螺孔就行，有较大的灵活性。该模具外形尺寸为 315450 属中，小型模具，所以采用压板固定法（一般认为当尺寸在 500500 内为中，小模具） 。(10)确定定选用的注塑机经过对 SX-ZY-250 型注塑机各项参数的校核，故选用 SX-ZY-250 即可满足使用。3.33.3 型腔布局与分型面设计型腔布局与分型面设计南京工程学院毕业设计说明书（论文）273.3.1 型腔数目的确定与布局型腔数目的确定，应根据塑件的几何形状及尺寸、质量、批量大小、交货长短、注射能力、模具成本等要求来综合考虑。根据注射机的额定锁模力 F 的要求来确定型腔数目 n ，即 由 n （3.6）12pApAF 式中 F注射机额定锁模力（N）P型腔内塑料熔体的平均压力（MPa）A1、A2分别为浇注系统和单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）大多数小型件常用多型腔注射模，面高精度塑件的型腔数原则上不超过 4 个，生产中如果交货允许，考虑到该塑件是一般办公用品,查手册得塑件的经济精度推荐 4 级,这个产品是两个壳件的组合,所以初定为一模两件最合理.排列形式如图3.2所示。 图 3.2 型腔的布局3.3.2 分型面的设计分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择：南京工程学院毕业设计说明书（论文）28（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（3）保证塑件的精度要求。（4）满足塑件的外观质量要求。（5）便于模具加工制造。（6）对成型面积的影响。（7）对排气效果的影响。（8）对侧向抽芯的影响。由于这个产品存在圆弧面，所以此产品的分型面需要设在圆弧面中位线处，如下图所示，图 3.3 分型面位置 2D 图3.43.4 浇注系统设计浇注系统设计3.4.1 主流道设计主流道是一端与注射机喷嘴相接触，可看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。形状结构如图 3.4 所示，图 3.4 浇口套主流道其设计要点： 南京工程学院毕业设计说明书（论文）29（1）主流道设计成圆锥形，其锥角可取 26，流道壁表面粗糙度取Ra=0.4m，且加工时应沿道轴向抛光。（2）主流道如端凹坑球面半径 R2 比注射机的、喷嘴球半径 R1 大 12 mm；球面凹坑深度 35mm；主流道始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大 0.51mm；一般d=2.55mm。 （3）主流道末端呈圆弧过渡，圆角半径 r=13mm。（4）主流道长度 L=50mm。（5）主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上；其材料常用 T10A，热处理淬火后硬度 HRC5055。3.4.2 主流道衬套的固定因为采用的有托浇口套，所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈也是标准件，外径为 125mm，内径 35.5mm。具体固定形式如图 3.5 所示：图 3.5 浇口套固定形式3.4.3 分流道的设计分流道是脱浇板下水平的流道。为了便于加工及凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U 形、半圆形及矩形等，由主流道衬套长度 50mm,流道斜度 20,可求得主流道下端半径为 R=8.5。由于制件较小、ABS 流动性较好，分流道布局设计如图 3.6 所示，截面形状取梯形断面分流道，截面尺寸如图 3.7 所示。（1）分流道长度南京工程学院毕业设计说明书（论文）30分流道要尽可能短，且少弯折，便于注射成型过程中最经济地使用原料和注射机的能耗，减少压力损失和热量损失。将分流道设计成直的，总长为260+246.5=353mm。（2）分流道表面粗糙度由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 0.8m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。（3）分流道表面粗糙度分流道在分型面上的布置与前面所述型腔排列密切相关，有多种不同的布置形式，但应遵循两方面原则：即一方面排列紧凑、缩小模具板面尺寸；另一方面流程尽量短、锁模力力求平衡。本模具的流道布置形式采用平 图 3.6 分流道的设计3.4.4 浇口的设计浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道，除直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分，浇口的位置、形状及尺寸对塑件性能和质量的影响很大。模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1）尽量缩短流动距离。2）浇口应开设在塑件壁厚最大处。3）必须尽量南京工程学院毕业设计说明书（论文）31减少熔接痕。4）应有利于型腔中气体排出。5）考虑分子定向影响。6）避免产生喷射和蠕动。7）浇口处避免弯曲和受冲击载荷。8)注意对外观质量的影响。对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。该零件为游戏机手柄上壳，要求工作面光滑，无痕迹，可选用的浇口形式有重叠式浇口和侧浇口。侧浇口制造最为简单，去除浇口留下的痕迹在制品底面，不影响制品的外观。故选择截面形状为矩形的侧浇口。如图 3.8 所示。 图 3.7 浇口设计图 3.8 浇口的尺寸3.53.5 成型零件的设计成型零件的设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲南京工程学院毕业设计说明书（论文）32刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。3.5.1 成型零件的结构设计成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹、凸模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。该塑件需要与其他游戏机手柄部件配合，所以对尺寸的要求比较高。成型零件工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量进行计算；另一种是按极限收缩率、极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。（1）凹模结构设计凹模是成型产品外形的主要部件。 其结构特点随产品的结构和模具的加工方法而变化。本设计采用整体式凹模结构，采用 H7/m6 配合嵌入到凹模固定板中进行使用，除具有整体式凹模的特点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理，主要用于生产批量较大的模具，可一模一腔或者一模多件。由于本设计中的凹模为方形，所以要注意改善模具零件的制造装配工艺，故固定板或者套板四周设计成装配工艺圆角，该工艺圆角可用钻削的方法获得。南京工程学院毕业设计说明书（论文）33图 3.9 型腔三维图 （2）型芯结构设计凸模和型芯都是用来成型塑件内表面的零部件，两者没有严格的区别。一般来讲，可以认为凸模是成型塑件内表面的模具零部件，而型芯则多是指成型塑件上某些局部特殊内型或局部孔槽等所用的模具零部件，有时也可以称型芯为成型杆。本设计采用整体式凸模结构，采用 H7/m6 配合嵌入到凸模固定板中进行使用，除具有整体式凸模的特点外，还可以节约贵重模具材料和便于热处理。由于本设计中的凸模为方形，所以要注意改善模具零件的制造装配工艺，故固定板或者套板四周设计成装配工艺圆角，该工艺圆角可用钻削的方法获得。南京工程学院毕业设计说明书（论文）34图 3.10 型芯三维图 3.5.2 成型零件工作尺寸计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。鉴于影响塑件尺寸精度的因素多且复杂，塑件本身精度也难以达到高精度，为了计算简便，规定：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“” ，制品的轴类尺寸公差取正值“” ，若制品上原有公差的标注方法与上不符，则应按以上规定进行转换。而制品孔中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取。2由文献3，148-153可知，成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成塑件的尺寸。凹，图模工作尺寸的精度直接影响塑件的精度。该塑件有需要配合的地方，所以对尺寸的要求比较高。根据与塑料熔体或塑件之间产生的摩擦磨损之后尺寸的变化趋势，可将工作尺寸分为 3 类：（1）孔类尺寸（A 类）该类尺寸属于包容尺寸，与塑料熔体或塑件之间产生摩擦磨损后具有变大趋势，如型腔深度，径向尺寸等。（2）轴类尺寸（B 类）该类尺寸属于被包容尺寸，与塑料熔体或塑件之间产生摩擦磨损后具有变小趋势，如型芯高度，型芯径向尺寸等。（3）中心孔距尺寸（C 类）该类尺寸不受摩擦磨损影响，因此可视为一种不变的尺寸，如孔间距，型芯间距和孔中心的距离。南京工程学院毕业设计说明书（论文）35工作尺寸计算方法一般有两种：一种是平均值法，即按平均收缩率，平均制造公差和平均磨损量来计算；另一种是按极限收缩率，极限制造公差和磨损量进行计算；前一种方法简便，但不适合精密塑件的模具设计，后一种复杂，但能较好的保证尺寸精度。本设计采用平均值法。由于此塑件外形多为不规则造型，很多尺寸部分很难用传统的计算方法计算，况且，从产品使用途径来考虑，尺寸的少许变化并不会对塑件的使用及外观性能产生很大影响，故只对整体及重要尺寸做计算。由设计手册表 2-36 差得 ABS 的平均收缩率 Q=0.5%，故平均收缩率为 S=0.005.根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取 z=/3。成型零件尺寸计算如下：（1）型腔径向尺寸计算 zsMxASA)1(1（5.2）A=(1+S)L （4.7）m1cps143z =(1+0.005)1400.404317. 0 =140.4 mm17. 0式中 A加工时定模的径向尺寸；m1 A弧段塑件的径向尺寸；S1 塑件的公差值；塑件尺寸公差根据 GB/T144861993 模塑件尺寸公差表取 MT2B 级，由尺寸段决定值的大小；制造公差，=； S塑件的平均收缩率，S=0.005。zz3cpcp zsMxASA)1(2（5.3） A=(1+S)L （4.8）2mcps243z=(1+0.005) 1700.52 4317. 0=170.8mm 17. 0南京工程学院毕业设计说明书（论文）36式中 A加工时定模的径向尺寸；2m A弧段塑件的定模径向尺寸。s2（2）型腔深度尺寸计算 zsMHSH32)1(1（5.4） H =(1+ S)H mcps32z =(1+0.005)500.28 3217. 0 =50.1 mm 17. 0式中 H 塑件的高度尺寸，H =50mm 。ss （3）型芯径向尺寸计算 zsMBSB43)1(1（5.5） B=(1+ S) L+ M1cpS143Z =(1+0.005)140+0.40 4317. 0 =140.4 mm 17. 0（4）型芯深度尺寸 zsMhSh32)1(1（5.6） h=(1+ S) H + （4-McpS32Z15） =(1+0.005)50+0.28 3217. 0南京工程学院毕业设计说明书（论文）37=50.4 mm 17. 0式中 H 凹模深度减去塑件壁厚型芯的理论高度。S（5）C 类尺寸计算 （5.7） 2/)1(1zsMCSC3、中心距尺寸的计算模具上中心距尺寸与制品上中心距的公差标注均采用双向等值公差和表212Z示。此外，在中心距尺寸的计算中不考虑磨损量。根据凸模径向尺寸的计算公式： 2/zSsMSCCC（3.11）计算结果如表 3.10。表表 3.10 中心距尺寸中心距尺寸表表基本尺寸（mm）塑件公差值材料收缩率（%）计算的基本尺寸（mm）基本尺寸取值（mm）计算的模具公差/2模具公差取值Z900.0260.590.56290.560.00860.0093.63.6 冷却系统的设计冷却系统的设计3.6.1、温度调节对塑件质量的影响、温度调节对塑件质量的影响（1）采用较低的模温可以减小塑料制件的成型收缩率；（2）模温均匀，冷却时间短，注射速度快可以减少塑件的变形（3）对塑件表面粗糙度影响最大的除型腔表面加工质量外就是模具温度，提高模温能大大改善塑件的表面状态；温度对塑件质量的影响有相互矛盾的地方，设计时要根据材料特性和使用要求偏重于主要要求。南京工程学院毕业设计说明书（论文）383.6.2、对温度调节系统的要求、对温度调节系统的要求（1）根据塑料的品种确定是对模具采用加热方式还是冷却方式；（2）希望模温均一，塑件各部同时冷却，以提高生产率和提高塑件质量；（3）采用低的模温，快速，大流量通水冷却效果一般比较好；（4）温度调节系统应尽可能做到结构简单，加工容易，成本低廉；从成型温度和使用要求看，需要对该模具进行冷却，以提高生产率。3.6.3、设计原则、设计原则（1）尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；（2）冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越好；（3）尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，与制件的壁厚距离相等，经验表明，冷却水管中心距 B 大约为 3-5D，冷却水管壁距型腔壁的距离为 1-2D。最小不要小于 10。（4）浇口处加强冷却，冷却水从浇口处进入最佳；（5）应降低进水和出水的温差，进出水温差一般不超过 5（6）冷却水的开设方向以不影响操作为好，对于矩形模具，通常沿宽度方向开设水孔。（7）合理确定冷却水道的形式，确定冷却水管接头位置，避免与模具的其他机构发生干涉。冷却系统的设计包括以下两方面：1、冷却水管直径由于塑件壁厚均匀，整体尺寸不是很大，所以采用直径为 6mm 的水道。2、冷却回路的形式型芯和型腔都采用直通回路形式。南京工程学院毕业设计说明书（论文）39图 3.11 型芯冷却回路布置图 3.12 型腔冷却回路布置3.73.7 模架的选择模架的选择注塑模模架国家标准有两个，即 GB/T125561990塑料注射模中小型模架及其技术条件和 GB/T125551990塑料注射模大型模架 。前者适用于模板尺寸为BL560mm900mm；后者的模板尺寸 BL 为（630mm630mm）（1250mm2000mm） 。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计采用龙记标准模架。根据制品尺寸所需长度，选用标准模架：GAI 型400450 GB/T12556.1-1990模仁尺寸的确定：因为采用的是整体式凹模和整体式凸模，所以模仁的大小可以任意制定，模仁所承受的力最终是传递到凸、凹模上，从节约材料和见效模具尺寸出发，模仁的值取的越小越好，但实际中因为要考虑冷却因素，又因为经过模仁的冷却南京工程学院毕业设计说明书（论文）40系统比经过模仁外部的冷却系统效率高，所以为了给冷却系统留有足够的空间，该设计取模仁的大小为 315450 mm。图 3.13 模架二维视图3.83.8 侧向分型与抽芯机构设计侧向分型与抽芯机构设计由于在制品中存在侧孔，为了使模具在脱模具过程中能够顺利的脱模，因此必须采用侧向分型与抽芯机构。结构采用斜导槽侧向分型与抽芯，该种结构简单，加工方便，动作可靠，劳动强度小，生产效率高，借助机床开模行程来完成抽芯动作，广泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。斜导槽的使用材料为 T8A。由于导柱经常和滑块摩擦，所以，其热处理硬度要求为 5055HRC，表面粗糙度值低于 Ra0.8m。斜导槽与其固定板之间采用过渡配合形式 H7/m6。南京工程学院毕业设计说明书（论文）41图 3.14 斜导槽抽芯机构3.8.1 抽芯距的计算 将活动型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模位置所移动的距离叫抽芯距。抽芯距通常比侧孔或侧凹大 23mm。这里，取 S=4.5+2.5=8.0mm。3.8.2 抽芯力的计算(3.12)式中 c-侧抽芯成型部分的截面平均周长（mm）h-侧抽芯成型部分的高度（mm）p-塑料件对侧抽芯的收缩应力（包紧力） ，p=812MPa-塑料在热状态对钢的摩擦因数，一般 0.10.2-侧孔或侧凹的脱模斜度（）经查及计算可得：c1=8.0mm，h=2.0m，p=8MPa，=0.1, =1.5计算得抽芯力 FC=9.44N。3.93.9 合模导向机构的设计合模导向机构的设计注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导sincos chpFc南京工程学院毕业设计说明书（论文）42柱应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核。导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构，带头导柱轴向固定容易。设计导柱和导套需要注意的事项有：（1）合理布置导柱的位置，导柱中心至模具外缘至少应有一个导柱直径的厚度；导柱不应设在矩形模具四角的危险断面上。通常设在长边离中心线的 1/3 处最为安全。导柱布置方式常采用等径不对称布置，或不等直径对称布置。（2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出 68 mm，以确保其导向与引导作用。（3）导柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱固定部分配合精度采用 H7/k6；导套外径的配合精度采取 H7/k6。配合长度通常取配合直径的 1.52 倍，其余部分可以扩孔，以减小摩擦，降低加工难度。（4）导柱可以设置在动模或定模，设在动模一边可以保护型芯不受损坏，设在定模一边有利于塑件脱模。导柱导向机构设计要点：通常设置四个导柱，采取等径不对称布置，或不等径对称布置的形式。这里采用的是等直径不对称布置，导套在定模，导柱在动模。3.9.1 导柱的结构带头导柱如图所示：图 3.15 带头导柱3.9.2 导套的结构带头导套如图所示：南京工程学院毕业设计说明书（论文）43图 3.16 带头导套3.103.10 脱模机构的设计脱模机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。3.10.1 脱模机构设计的总体原则（1）要求在开模过程中塑件留在动模一侧，以便推出机构尽量设在动模一侧，从而简化模具结构。（2）正确分析塑件对模具包紧力与粘附力的大小及分布，有针对性地选择合理的推出装置和推出位置，使脱模力的大小及分布与脱模阻力一致；推出力作用点应靠近塑件对凸模包紧力最大的位置，同时也应是塑件刚度与强度最大的位置；力的作用面尽可能大一些，以防止塑件在被推出过程中变形或损坏。（3）推出位置应尽可能设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位，以力求良好的塑件外观。（4）推出机构应结构简单，动作可靠（即：推出到位、能正确复位且不与其他零件相干涉，有足够的强度与刚度） ，远动灵活，制造及维修方便。3.10.2 推杆设计推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。推杆的截面形状；可分为圆形，方形或椭圆形等其它形状，根据塑件的推出部位而定，最常用的截面形状为圆形；推杆又分为普通推杆和成型推杆两种，前者只是起到将塑件推出的作用，后者不仅如此还能参与局部成型，所以，推杆的使用是非常灵活的。南京工程学院毕业设计说明书（论文）44（1）推杆的形状如图所示图 3.17 推杆结构（2）推杆的位置与布局应设在脱模阻力大的部位，均匀布置。应保证塑件被推出时受力均匀，推出平衡，不变形；当塑件各处脱模阻力相同时，则均匀布置；若某个部位脱模阻力特大，则该处应增加推数目。推杆应尽可能设在塑件厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处；当结构特殊，需要推在薄壁处时，可采用盘状推杆以增大接触面积。推杆的设置不应影响凸模强度与寿命。当推在端面则距型芯侧壁 10.13mm；当推杆设置在型芯内部推在塑件内部时，推杆孔距型芯侧壁 23mm。在模内排气困难的部位应设置推杆，以利于用配合间隙排气。若塑件上不允许有推杆痕迹时，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带出塑件。（3）浇注系统凝料脱模机构流道凝料的脱模方式，这里采用 Z 形拉料杆脱模，这是一种比较常用的拉料杆，注射成型后，穴内冷料与拉料杆的钩头搭接在一起。拉料杆固定在推杆固定板上。开模时，拉料杆通过钩头拉住冷料穴内冷料，将主流道的冷凝料从定模中拉出，然后再推板的推出运动中将冷凝料与塑件一起推出动模。此种结构不适宜全自动生产。推出机构的导向：当推杆较细或推杆数量较多时，为了防止因塑件反阻力不均匀而导致推杆固定板扭曲或倾斜折断推杆或发生运动卡滞现象，需要在推出机构中设置导向零件，一般称为推板导柱。3.113.11 排气结构设计排气结构设计南京工程学院毕业设计说明书（论文）45在塑料熔体填充注射模腔过程中，模腔内除了原有的空气外，还有塑料含有的水分在注射温度下蒸发而形成的水蒸汽，塑料局部分解产生的低分子挥发气体，塑料助剂挥发（或化学反应）所产生的气体以及热固性塑料交联硬化释放的气体等；这些气体如果不能被熔融塑料顺利地排出模腔，将在制件上形成气孔，接缝，表面轮廓不清，不能完全充满型腔，同时，还会因为气体被压缩而产生的高温灼伤制件，使之产生焦痕，色泽不佳等缺陷。模具的排气可以利用排气槽排气，分型面排气，利用型芯，推杆，镶件等的间隙排气。排气设计原则，通常，选择排气槽的开设位置时，应遵循以下原则：（1）排气口不能正对操作者，以防熔料喷出而发生工伤事故；（2）最好开设在分型面上，如果产生飞边易随塑件脱出；（3）最好设在凹模上，以便于模具加工和清模方便；（4）开设在塑料熔体最后才能填充的模腔部位，如流道或冷料穴的终端；（5）开设在靠近嵌件和制件壁最薄处，因为这样的部位最容易形成熔接痕；（6）若型腔最后充满部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或活动的型心时，可在型腔相应部位镶嵌烧结的多孔金属块，以供排气；（7）高速注射薄壁型制件时，排气槽设在浇口附近，可使气体连续排出；在注射成型中，因为气体受压缩将产生很大的背压，阻止塑料熔体正常快速充模；气体在一定的压缩程度下会渗入塑料制件内部，造成气孔，组织疏松等缺陷。本设计中利用的排气结构是：（1）利用分型面排气；（2）用型芯与模板配合间隙排气。3.123.12 模具制造技术模具制造技术模具精度是影响塑料成型件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，组成塑料模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度