掌上游戏机外壳塑胶模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985摘要此论文以掌上游戏机外壳作为设计模型，以塑胶模具设计与制造，模具加工工艺的相关知识作为依据，讲述整个掌上游戏机外壳注塑模具设计过程。设计初期首先使用UG软件进行掌上游戏机外壳的实体造型。然后用MOLDFLOW模流分析软件分析得到最佳注射点和注射方式。最后明确设计思路，确定成型工艺。在保证足够强度并尽可能减少成本的前提下采用了无模仁设计，将型芯型腔直接做到AB板上。此结构可确保模具工作运行平稳并保证配件之间的配合精度，缺点是增加了模具维修成本。此论文通过对掌上游戏机外壳塑胶模具的设计，帮助我总结并深化了所学的模具设计，模具加工工艺的相关知识，达到了我的设计意图。关键词掌上游戏机外壳；塑胶模具设计；无模仁设计；后模滑块买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985目录前言11掌上游戏机外壳产品设计211市场调研212掌上游戏机外壳设计要求313掌上游戏机外壳外形尺寸414掌上游戏机外壳材料选择415脱模斜度42掌上游戏机外壳模流分析521分析最佳浇口位置522填充分析523填充时间分析53注塑机的选择631注塑机选用的基本原则632分析产品，选择注塑机64分型面设计与模架型腔设计，模架选择741分型面设计742型腔设计与模架选择75浇注系统设计951唧嘴（主流道）设计952定位环（主流道衬套）设计953分流道设计，浇口设计1054冷料穴的设计106抽芯机构设计11买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098561滑块（行位）设计1162滑块抽芯距离设计1163铲鸡（锁紧块）设计1164斜导柱角度设计117顶出系统设计1271顶出系统概述1272顶针（推杆）、司筒（推管）位置布置128回位系统设计139冷却系统设计1491水路设计原则1492前模水路1493后模水路1510排气系统设计16101常见排气方式16102排气深度16总结17致谢18附录19参考文献20买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709850前言模具乃工业之母，是国民经济中极其重要的组成部分，是制造加工行业的重要装备，工业产品、零件的批量生产和开发都需要模具的参与。人们常见的工业产品有百分之六十到百分之九十的零件需要用模具成形。现代模具正在向技术密集型和资金密集型方向发展，与高新技术互相依托，相辅相成，迅速发展。资料显示，产业发展中，模具发展1亿元就能带动相关产业发展100亿元，高达1100的比例，由此可见模具发展对国民经济的重大贡献。既然模具在国民经济中扮演如此重要的角色，那么国家必然会投入大量资金用于发展模具行业。模具设备也将往超大型、超精密、长寿命、超高效方向发展。模具标准化程度也将不断提高。在科学发展观的指导下，我国模具行业必将进一步改革，专注于科技创新与效率的提高，模具工业的发展必将又好又快。模具工业的发展必定需要大批的模具设计和模具加工人才。模具设计工程师是指从事模具数字化设计，在传统设计基础上，应使数字化设计软件，提高模具设计质量，缩短模具设计周期的人员。模具设计是很复杂的工作，最基本的要求是每套模具之间必须恰到好处的配合。之间必须恰到好处的配合。同时产品设计到模具制造整个流程中，不能只重视产品设计，忽视模具制造难度，要从模具价格、质量、服务等全方位去考虑，做到产品设计，模具制造，制品加工一条龙。通过此次毕业设计的撰写，让我又多了一次模具设计方面的实战训练。此次设计选取掌上游戏机外壳作为设计模型，以塑胶模具设计与制造，模具加工工艺的相关知识作为依据，讲述整个掌上游戏机外壳注塑模具设计过程。掌上游戏机外壳内部结构较复杂，设计中涉及到较复杂的分模过程和滑块机构，能很好帮我总结深化运用说学过的模具设计的知识，并锻炼我发现问题和解决问题的能力。达到了我的设计意图。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098511掌上游戏机外壳产品设计11市场调研掌上游戏机，简称掌机，是一种方便携带的小型专业游戏机，是美国MATTEL公司在1976年开发出来的，第一款上市游戏机名为MATTELAUTORACE，首次将LED技术应用在电子游戏中的始祖。如图11所示，这是一款相当经典的掌上游戏机。掌上游戏机是一种相当受欢迎的儿童玩具，对孩子们智力的培养有一定的益处。儿童玩具品种繁多，掌上游戏机慢慢的得到了家长的肯定，它既能使孩子的动手能力迅速提高，又能培养孩子独立思考的能力。随着孩子年龄增长，兴趣越来越广泛，儿童玩具范围逐渐扩大，各种电动玩具、电子游戏机都非常受孩子们的欢迎。在众多益智玩具中，彩屏掌上游戏机更受孩子的喜爱。日系掌机一年在国内有几百万的销量，说明这个市场是不小。图11掌上游戏机买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985212掌上游戏机外壳设计要求掌上游戏机主要针对游戏玩家设计，其中未成年人居多，所以材料选择上应使用无毒无害的塑胶材料。掌上游戏机种类繁多，所以要在外观上下好功夫，外观设计不能夸张，要结构合理，有强度，手感舒适，整体简洁美观，才能博得玩家们的喜爱，在同行中取得优势。此次设计的产品图如图12所示。图12产品图买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985313掌上游戏机外壳外形尺寸测量得出该产品外形尺寸为14381185（MM）,1488116（MM），壁厚为25MM14掌上游戏机外壳材料选择综合考虑掌上游戏机的使用人群，使用条件，使用环境，加工性能和制品成本，决定使用ABS作为掌上游戏机外壳材料。ABS塑料是五大树脂合成材料之一，有良好的抗冲击性能和耐热度。ABS塑料很容易加工，它制作出来的产品稳定性极佳，拥有较高表面光泽度，是一种很好的应用材料，常应用于汽车和电子电器与建材等领域。ABS的密度为103107G/CM3，收缩率为005008，常取005，此掌上游戏机外壳取006ABS成型工艺参数见表13表13ABS成型工艺参数干燥温度（）7080干燥时间（HR）15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（TON/IN2）225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）15脱模斜度ABS塑料收缩率006，该产品脱模斜度周全圈均匀都为3度，加强筋无脱模角度，设计脱模角度为05度。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098542掌上游戏机外壳模流分析21分析最佳浇口位置在进行产品设计分析后得知，外观面要求光整，不能有进胶点，所以确定进胶方式为潜进胶。MOLDFLOW分析结果显示最佳浇口位置位于游戏机外壳中间位置的侧面，根据经验可以判断这个浇口位置是合理的，但最终浇口位置还需在此基础上做进一步分析和改善。22填充分析浇注系统设计的好坏将很大的影响到产品的成型性能，使用MOLDFLOW进行填充分析是为了辅助得到最佳浇注系统设计方案，寻找最佳浇口位置。填充分析结果见图21和图22图21填充末端冻结层因子图22填充末端压力23填充时间分析MOLDFLOW分析中填充时间分析是一个非常重要的结果。根据本次填充时间结果图的展示，将浇口位置设置在游戏机外壳中间位置的侧面，充填时间差短，浇口位置安排合理。分析结果如图23所示。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709855图23填充时间分析3注塑机的选择31注塑机选用的基本原则注塑机选用的四个最基本原则如以下四点所示。1）产品成型精度，直接关系到注塑机的选购与配置要求就是产品所要求的精度高低。根据预算成本和公司机器规格表，选用合适的注塑机。2）锁模力，单位以吨表示。估算锁模力的主要方法是投影面积乘以因塑料而异的常数。计算出锁模力后，可以根据公司机器规格表，选用上一档次的机器。3）射出量，中文单位为盎司（港译为安士）。工厂通常都是根据自己产品的质量来选择合适射出量的注塑机。因为塑胶结构密度比不同，所以要计算出产品和流道料的总质量选择注塑机有效射出量的在百分之二十在百分之八十之间的型号。4）容模量，指注塑机能容下最大的塑胶模具的长宽高，由注塑机哥林柱之间的间距来决定，根据设计的模具的大小来选择合适的注塑机。32分析产品，选择注塑机使用UG软件测量得出掌上游戏机外壳的体积为V593CM3计算外壳的质量，ABS塑料密度P103107G/CM3，因为一次注射成型出掌上游戏机正反外壳，所以采用一模两腔的结构，又因外观面不能进胶，所以采用潜顶针的进胶方式，估算浇注系统塑胶料体积为V40CM3外壳和浇注系统塑胶料的总质量约为100CM3，从实际注塑量应在额定注塑量的2080之间考虑，初选卧式注塑机型号XSZY250表31卧式注塑机XSZY250参数买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709856螺杆直径（MM）50模具厚度最大（MM）350理论注射容积（CM3）250模具厚度最小（MM）250注射压力（MPA）130喷嘴球半径（MM）18锁模力KN1800喷嘴孔半径（MM）4模板行程（MM）350定位孔直径（MM）1254分型面设计与模架型腔设计，模架选择41分型面设计产品初期分型面正常确定在产品外形最大轮廓处，为了便于产品顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边，但在设计过程中分型面的位置是不断调整的。设计期间涉及到滑块，滑块一侧分型面需要跟着滑块走，被迫抬高的另一侧可以在最大轮廓处做一个整位来提高分型面，方便脱模。分型面如图41所示。图41产品分型面42型腔设计与模架选择根据产品结构分析，采用一出二（一模两腔）结构，一次注射形成正反外壳。前期采用镶嵌模仁的设计方式，设计模仁的长宽高分别为200MM，250MM，80MM，如图42所示。在此模仁基础上选用龙记大水口CI3340模架。后期设计滑块是发现模胚尺寸嫌小，需要再此放大模胚，这样使得成本大幅上升且不利于加工，因此，在保证足够强度并尽可能减少成本的前提下采用了无模仁设计，将型芯型腔直接做到AB板上。此结构可确保模具工作运行平稳并保证配件之间的配合精度，缺点是增加了模具维修成本。外观面不能进胶，所以此产品采用潜顶针进胶的进胶方式，控制正反外壳之间的距离为2834MM分析产品分布，初步确定模架选用龙记大水口CI2530买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709857因后模滑块的存在，故将产品以产品中心向一侧偏移10MM，以平衡模具，这样做也避免了放大模具，从而节约了成本。如图43所示。图42前期模仁设计买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709858图43型腔设计5浇注系统设计51唧嘴（主流道）设计主流道是与分流道相连的一段带有锥度的流动通道，是注塑机喷嘴在模具中的延续，结构如图51所示。主流道外形设计为圆锥形，取2度锥角，表面粗糙度取RA04UM主流道末端设计圆角过度，半径取1MM主流道长度为L48MM唧嘴为标准件，材料常用T10A买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709859图51唧嘴图52定位环52定位环（主流道衬套）设计模具定位环的作用是在模具上注塑机时，要保证模具的浇口套与注塑机喷嘴位置完全重合，形成密封。模具定位环是标准件，根据模架大小和唧嘴大小，采用100的定位环，结构如图52所示。53分流道设计，浇口设计掌上游戏机外壳表面要求光整，所以不能在表面设置进胶点，经过分析采用潜顶针进胶的进胶方式，将塑胶潜入到顶针上，再由顶针进入外壳内部的骨位上，完成进胶，结构如图53所示。由于此产品采用潜顶针进胶的进胶方式，所以浇口形状被限制为顶针截面，半圆形。如图54所示。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098510图53进胶系统图53顶针（浇口形状）54冷料穴的设计冷料穴是用来存储两次注射停顿时而产生的冷料头及熔体流动的冷料，防止熔体冷料进入型腔，影响产品成型质量。此次模具冷料穴设置在主流道末端。6抽芯机构设计61滑块（行位）设计由于在产品中存在侧孔和倒扣，为了能死产品在脱模过程中顺利脱模，必须采用侧向分型与抽芯机构。经过分析，此产品采用滑块加铲鸡的抽芯机构，该种机构简单，加工简单，动作可靠，生产率高，将上下模的上下运动转化为左右运动来完成抽芯动作。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或119709851162滑块抽芯距离设计滑块抽芯距离正常取产品倒扣距离加25MM，此产品倒扣距离为28MM，故抽芯距离设计为7MM63铲鸡（锁紧块）设计铲鸡设计原则主要由有以下几点1铲鸡用来压住滑块，要有足够的强度；2铲鸡压住的位置要大于胶位位置；3注塑压力大时要有反铲。此产品注塑压力中等，故不需要反铲，所以此产品铲鸡采用镶拼结构，将铲鸡通过3颗螺丝与前膜固定，既保证了强度，也方便加工。64斜导柱角度设计斜导柱角度正常取525度，要有强度，不重要的位置要避空，经过计算，斜导柱设计为15度时，抽芯距离为7MM，满足要求。图61滑块7顶出系统设计71顶出系统概述顶出系统在塑胶模具中，为使产品和流道废料从模具中顺利脱出，保证生产的持续运行所设置的相关机构。如侧向分型抽芯、推杆、拉料杆、推块、推管等。72顶针（推杆）、司筒（推管）位置布置由于此外壳内部骨位较多，所以需要较多的顶针和司筒均匀顶出，考虑产品大小和买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098512骨位间隙，统一采用4MM顶针，材料采用SKD61具体布置位置如图71所示。图71顶针司筒图8回位系统设计此产品采用龙记大水口CI2530模架，属于中小型模具，故选用弹簧回位机构，将四根外径30MM，内径16MM，长70MM的弹簧分别加在四根回位杆上用以回位，经济实用，易更换。买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098513图81弹簧回位机构9冷却系统设计91水路设计原则1）快速，均匀冷却，加工简单；2）一般采用横向布置；买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985143）水路离产品1020MM；4）离镶件顶针最小4MM；5）离螺丝最小5MM；6）水路间距为直径5倍；7）水路直径一般是8MM,10MM（6MM和12MM很少采用）；8）不能与其他配件相撞；9）水嘴好安装（直径2530MM范围内无其他配件）。92前模水路为了缩短成型周期，提高生产效率，本着快速均匀冷却，加工简单的原则，故设计前模水路直径为8MM，前模水路设计为一字型，后期滑块设计好后发现铲鸡的3颗固定螺丝占据了不小的范围（如图81，左侧上下6颗螺丝为铲鸡螺丝），故在模具中间范围设计两条一字型水路，两侧设计为B字型水路。前模水路如图91所示。图91前模水路93后模水路后模水路设计起来比较前膜水路是稍复杂的，因为后模水路会与顶针，镶件，螺丝等相干涉。如图82所示，掌上游戏机上壳左侧顶针设计合理，留有足够的间隙过水路，所以在顶针之间设计两条一字型水路，加工简单，冷却效果好。掌上游戏机下壳骨位较多，需要较多顶针和司筒顶出，所以顶针司筒之间没有足够买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098515的空间过水路，故下壳范围内采用B字型水路，加工简单，冷却效果好。后模水路如图92所示。图92后模水路10排气系统设计排气系统主要由排气槽构成，作为一个通道给型腔内的空气或塑料被注塑时所产生的气体，在注塑时可排出型腔。在模具注射中如果不能完全顺利的排除模具内部气体，制品可能会出现填充不足、压缩空气表面灼伤、制品内应力过高和熔接线等问题。101常见排气方式1）流道开排气槽排气；买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或11970985162）分型面开排气槽排气；3）镶件和镶针配合间隙排气；4）顶针和司筒配合间隙排气；5）透气钢排气。102排气深度排气槽尺寸以气体能顺利排除不溢料为原则，ABS料排气槽深度选用003MM，如图101所示。图101排气槽本此设计采用的排气结构是1）利用AB板分型面排气（分型面上开设排气槽）；2）顶针和司筒配合间隙排气。总结模具乃工业之母，模具设计是模具制造中至关重要的环节，严谨认真的作风以及一丝不苟的态度是一名模具设计师必备的工作态度。作为一名优秀的模具设计师光有理论知识是完全不够的，在模具设计与制造这个行业里，理论和实践差别是比较大的。要从最基本的东西学起，先认识模具，熟悉各种的模具结构。模具设计这行是需要三五年的钳工基础的，其次是能够熟练使用CAD和UG等制图软件。如果可以从事模具加工两三年，就能学到很多模具设计师都学不到的工艺知识，从实践走向理论，相信设计出来的模具的质量会更加好。经过数十套模具设计的锻炼，便可以慢慢成为真正的有料的模具买文档就送您CAD图纸全套，Q号交流197216396或1197098517设计师了。模具设计师水平的高低不在设计的模具的数量，而在于设计出的模具的质量和对模具设计中难题的理解能力，分析能力和解决能力。通过这次毕业设计的撰写，让我又多了一次塑胶模具设计方面的实战训练。初期寻找毕业设计产品的时候，我就告诉自己要找一个设计起来较复杂的，有挑战性的塑料件，最后找到了一个掌上游戏机正反外壳的IGS文件，我将它导入UG建立实体造型做我的毕业设计项目。确定产品后，我此次掌上游戏机外壳塑胶模具设计便严格按照以下几个步骤进行。（1）开始收集、分析、消化关于这些游戏机外壳产品的原始资料，包括产品设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料以备设计模具时使用。（2）消化UG产品图，分析产品的工艺性，尺寸精度等技术要求。消化工艺资料，分析成型方法，设备型号和模具结构（3）确定成型方法，选择模架。（4）使用MOLDFLOW进行模流分析软件分析得到最佳注射点和注射方式。（5）设计型腔与分型面。（6）分析倒扣位置，选择合适的抽芯机构。（7）设计顶出和回位机构，掌上游戏机外壳内部骨位相当复杂，需要很多的顶针和司筒