游戏手柄外壳注塑模具设计

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”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在

2、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。针对面板的具体结构，通过

3、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11.1注射成形基本过程11.2注射模的基本结构1第2章 游戏手柄外壳造型设计32.1游戏手柄外壳的选料及其性能32.2游戏手柄外壳注射成型工艺过程42.3游戏手柄外壳的结构分析42.4 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63.1.1 主浇道的设计73.

4、1.2分浇道的设计83.1.3 浇口及冷料穴设计83.1.4铸模和开模93.2.1 凹、凸模冷却系统设计11第4章 模具零件设计134.1 推出系统设计134.2 确定模架144.3 模架各装配零件设计174.3.1 导向零件设计184.3.2 浇注系统零件设计194.3.3 推出机构零件214.3.4定位圈214.3.5 其他零件22第5章 成型设备的校核计算255.1 锁模力的校核255.2 安装尺寸的校核255.3 推出机构的校核255.4 开模行程的校核25第6章 模具的装配和调试266.1 模具的装配266.2 模具的调试26第7章 典型部件的NC加工与编程317.1数控技术概括31

5、7.2凹模型腔NC加工32谢辞41参考文献43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

6、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

7、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： 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

8、热软化和冷却硬化的塑料。ABS是acrylonitritle-butadiene-styrene copolymer 的缩写，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

9、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1.021.16比容0.860.98吸水率%0.20.4收缩率%0.40.7熔点130160弯曲强度MPa90抗拉屈服强度Mpa50拉伸弹性模量MPa体积电阻率硬度HB9.7热变形温度0.45MPa130160冲击强度无缺口2611.82MPa90108缺口112.2游戏手柄外壳注射成型工艺过程游戏手柄外壳注

10、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809545150170165180180200170180模具温度（）注射压力（Mpa）成形时间（s）508060100高压时间保压时间冷却时间成形时间05153015304070螺杆转速（r/min）后 处 理方 法温度（）时间（h）3060红外线灯、烘箱7024

11、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。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

12、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。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

13、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第3章 成型零件与浇注系统设计注射模的普通浇注系统由主浇道、分浇道、浇口、冷料穴四部分组成。主浇道：从注射机的喷嘴与模具接触的 部分到分浇道为止的一段流道。分浇道：从主浇道的末端到浇口为止的一段流道。浇口：从分流道的末端到模具型腔为止的一段狭窄的浇道。冷料穴：一般设在主浇道的对面，有时也设在分浇道的末端。 3.1.1 主浇道的设计主浇道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一

14、段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为直径为5mm。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，俗称浇口套，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。本设计中浇口套由于与定位圈有配合需求，而且注射机喷嘴球半径12，遵循注射机球半径小于等于浇口套球半径的国标要求，浇口套的规格有S15，S20 等几种。由于注射机的喷嘴半径为S12，所以为浇口套取S15。主流道的形式见附录模具装配图，即04号图纸。主流道浇口套固定配合见图3-1所示。图3-1 主流道浇口套固定配合3.1.2分浇道的设计在多型腔或单型腔多浇口（塑件尺寸大）时应

15、设置分流道，分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的设计应尽量使比面积小，热量损失少，摩擦阻力小。常用分流道的截面形状及尺寸参见模具设计与制造简明手册表2-49。在考虑分流道设计时，由于其水平高度已经被主流道位置确定，因此，我们只要设计分流道的布置形式和截面形状即可。考虑到圆形截面的分流道在注射过程中对塑料流动的阻力最小，流动效率最高，因此我们选用圆形截

16、面的分流道，直径为3mm。由于我们所设计的模具是一腔四穴的形式，因此在主浇道分流后，设计了四根分浇道。这样设计的优点是塑料在填充过程中较均匀和平稳，避免出现冷隔现象，有利于保证成形零件的成形质量。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1.6m 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。主浇道和分流道布置位置如图3-1所示，其中主流道至各浇口流动距离相等，保证了塑料在填充过程中同时到达。3.1.3

17、 浇口及冷料穴设计1、浇口是分流道与型腔的连接通道，它是浇注系统中截面最小的部分。当熔融的塑料流通过浇口时，流速加快，同时，由于摩擦作用，塑料流的温度升高、粘度降低，流动性提高，有利于充满型腔。所以，浇口的表面粗糙度Ra值不大于0.4um。浇口的大小对塑件是否成型和成型后的质量有很大的关系。浇口位置的选择有以下几个原则：1）浇口设置在正对着型腔壁或粗大型心的地方，使高速料流直接冲击在型腔壁或型心壁上，从而改变流向，降低流速，平稳的充满型腔，可避免溶体破裂现象，消除塑件明显的溶接痕。2）浇口的位置应开设在塑件截面最厚处，以利于熔体填充材料。3）浇口的位置应使熔体流程最短，流向变化最小，能量损失最

18、小。4）浇口的位置应有利于型腔内气体的排出。5）避免塑件产生熔接痕。6）防止料流将型心或嵌件挤压变形。7）浇口位置应尽量避免由于高分子定向作用产生的不利影响，利用高分子定向作用产生的有利影响。根据以上一些原则，本设计采用侧浇口（如图3-8所示），侧浇口又称边缘浇口，国外称之为标准浇口。侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体于型腔的侧面充模，其截面形状多为矩形狭缝，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这种浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置，因此它是广泛使用的一种浇口形式，普遍使用于中小型塑件的多型腔模具，且对各种塑料的成型适应性均较强；

19、但有浇口痕迹存在，会形成熔接痕、缩孔、气孔等塑件缺陷，且注射压力损失大，对深型腔塑件排气不便。浇口的各类形式和尺寸参见模具设计与制造简明手册中表2-502-60。2、冷料穴 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主浇道入口这一小段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约1025mm 的深度有个温度逐渐升高的区域，这时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里温度相对较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷

20、料的井穴称为冷料穴。冷料穴的形状见模具设计与制造简明手册中表2-62。冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上（也即塑料流动的转向处），其标称直径与主流道大端直径相同或略大一些，深度约为直径的11.5 倍，最终要保证冷料的体积小于冷料穴的体积，冷料穴有六种形式，常用的是端部为Z 字形和拉料杆的形式，具体要根据塑料性能合理选用。考虑到后面采用Z形拉料秆，冷料穴选取相应形式，这种冷料穴常用于热塑性塑料注射模。冷料穴的形状和尺寸参见附录凸模工作图，即02号图纸。3.1.4铸模和开模当型心、型腔和浇注系统都生成后，模具内部就形成了一个完整的流料通道，UG能够沿着这个通道将浇注系统和型腔充满，形成一个独立的

21、模具元件，这个过程我们称只为铸模。铸模完成后生成的铸模零件如图3-2所示：图3-2 铸模零件为了能够看清模具内部结构，并检查开模时的干涉情况，UG提供了开模功能。模具开模后形状如图3-3所示：图3-3 模具开模后形状3.2.1 凹、凸模冷却系统设计设置冷却装置的目的，主要是防止塑件在脱模时发生变形，缩短成形周期及提高塑件质量。凹模的冷却系统采用开设冷却水孔的方式，冷却水孔的开设原则如下：l 冷却水孔的数量应尽可能多，直径尽量大。l 各冷却水孔至型腔表面的距离应相等，一般保持在1520mm范围内，距离太近则冷却不易均匀，太远则效率低。水孔直径一般取812mm。孔距最好为水孔直径的5倍。l 水孔通

22、过镶块时，防止镶套管等漏水。l 冷却管路一般不宜设在型腔内塑料熔接的地方，以免影响塑件强度。l 水管接头（冷却水嘴）应设在不影响操作的一侧。凹模上的冷却水孔采用直流式，其中深孔为工艺孔，空口处用螺纹密封，浅孔通过水嘴与水管相连，冷却冷却水孔的直径为8mm。凹模冷却水通道3D和2D模型分别如图3-4和3-5所示。 图3-4 凹模冷却水通道3D 图3-5凹模冷却水通道2D凸模的冷却系统采用直孔隔板示冷却，如图3-13和图3-14所示，与分型面垂直的管道和底部的横向管道形成冷却回路，同时为了使冷却水沿着冷却回路流动，在每一个直管道中均设置有隔板。凸模冷却水通道3D和2D模型分别如图3-6和3-7所示

23、。 图3-6凸模冷却水通道3D 图3-7凸模冷却水通道2D第4章 模具零件设计4.1 推出系统设计确定推出系统形式，是确定模架选择的基础。在此，我们只介绍推杆推出和推件板推出两种机构，其他推出机构的结构型式参见模具设计与制造简明手册中第二章第六节的内容。1推杆推出 推杆推出是一种最简单常用的推出形式。推出元件制造简便，更换容易，滑动阻力小，推出效果好，其结构型式见模具设计与制造简明手册表2-78。 推杆设计要点如下：l 推杆应设在塑件能承力较大的部位，尽量使推出的塑件受力均匀，但不宜与型芯或镶件距离过近，以免影响凸、凹模强度。l 推杆直径不宜过细，要有足够的强度承受推力，一般取2.512mm。

24、对3mm以下的推杆宜用阶梯式，即推杆下部增粗。l 推杆装配后不应有轴向窜动，其端面应高出型腔或镶件平面0.050.1mm。推杆固定方式见模具设计与制造简明手册图2-56。l 塑件浇口处尽量不设推杆，以防该处内应力大而碎裂。l 推杆的布置应避开冷却水道和侧抽芯，以免推杆和抽芯机构发生干扰。如果无法避开侧抽芯，则应设置先复位机构。 推杆和模体的配合间隙不大于所用塑料的溢边值，常用塑料的溢边值见模具设计与制造简明手册表2-79。ABS的溢边值为0.04mm。2推件板推出 推件板推出面积大，推力均匀，模具不必设复位秆。但型芯周边形状复杂时，推件板的型孔加工较困难。常用于推出深腔、薄壁和不允许有推杆痕迹

25、的塑件，其结构型式见模具设计与制造简明手册表2-81。推件板设计要点如下：l 推件板须淬硬，在推出过程中不得脱开导柱。l 推件板与其他零件的配合一般采用H7/f7。采用有配合斜度的推件板，其配合间隙须小于塑料溢边值。基于以上原因，在这个设计中，采用推杆推出的推出机构。推件板的结构型式和尺寸见附录模具装配图，即04号图纸。推杆形状如图4-1所示：图4-1推杆形状4.2 确定模架1模架组合形式注射模模架的组成零件及名称见模具设计与制造简明手册图2-67。注射模中小型模架的组合型式见模具设计与制造简明手册表2-95。我们选择A2型，如图4-2所示。图4-2 A2型模架A2型的特点如下：定模和动模均由

26、两块模板组成。推杆推出塑件。根据产品的外形尺寸（平面投影面积与高度），以及产品本身结构（侧向分型滑块等机构）可以确定镶件的外 形尺寸，确定好镶件的大小后，可大致确定模架的大小了。 普通塑料制品模具模架与镶件大小的选取，可参考下面的数据如图4-3所示。图4-3 普通塑料制品模具模架"A"-表示镶件侧边到模板侧边的距离；"B"-表示定模镶件底部到定模板底面的距离；"C"-表示动模镶件底部到动模板底面的距离"D"-表示产品到镶件侧边的距离；"E"-表示产品最高点到镶件底部的距离；"H&quo

27、t;-表示动模承板的厚度（当模架为A型时）；"X"-表示产品的高度。凸模模架如图4-4所示，模具装配图如图4-5所示。产品投影面积如图4-6所示。图4-4 凸模模架图4-5 模具装配图图4-6 产品投影面积2模架组合尺寸注射模中小型模架组合尺寸见模具设计与制造简明手册表2-96。根据成型零件大小，我们选择250×250的A2型模架，其具体尺寸见表4-1所示。表4-1 A2型模架（mm）LlTLtlMlm定模座板定模板2501942101282342540动模板支承板垫块动模座板导柱直径复位杆直径404063251684.3 模架各装配零件设计4.3.1 导向零件设

28、计注射模导柱标准尺寸见模具设计与制造简明手册表2-111和2-112。注射模导套尺寸见模具设计与制造简明手册表2-113和2-114。1导柱设计 在这个设计中，我们选用带头导柱，其尺寸如表4-2所示，表4-2 带头导柱尺寸d(f7)d1(k6)基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸16-0.016-0.03416+0.012+0.001206112带头导柱外形见图4-7所示。图4-7 带头导柱2导套设计 本设计导套选用带头导套。带头导套的尺寸见表4-3，外形见图4-8所示。表4-3 带头导套尺寸d(H7)d1(k6)d2(e7)基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸16+0.018024+

29、0.015+0.00224-0.040-0.061R28166180图4-8 带头导套4.3.2 浇注系统零件设计1 浇口套设计 注射模浇口套的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-118。我们选用注射模型浇口套。其尺寸见表4-4所示，外形见图 4-9所示。表4-4 浇口套尺寸d(k6)d2(f8)d3hRd1L基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸20+0.015+0.00220-0.020-0.05328315550图4-9 浇口套2拉料杆 拉料杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-119。我们选用型拉料杆，其尺寸见表4-5所示，外形见图4-10所示。表4-5 拉料杆尺寸d(e8)d1(n6

30、)DRL基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸6-0.025-0.04710+0.019+0.010100.5120图4-10 拉料杆4.3.3 推出机构零件1 复位杆 复位杆的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-135。我们选用的推件板推杆的外形见图4-11所示，尺寸见表4-6所示。表4-6 复位杆尺寸d（e7）DHL基本尺寸极限尺寸8-0.013-0.022145123图4-11 复位杆4.3.4定位圈1定位圈 、型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-137，型定位圈推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-138。我们选用型定位圈，其外形见图4-12所示，尺寸见表4-7所示。表4-7 定

31、位圈尺寸dd1d2d3hcH基本尺寸极限尺寸基本尺寸极限尺寸55-0.20-0.4020+0.0330407116.5112图4-12 定位圈4.3.5 其他零件1水嘴 水嘴的推荐尺寸见模具设计与制造简明手册表2-150。我们选用的水嘴的外形见图 4-13所示，尺寸见表4-8所示。表4-8 水嘴尺寸高压胶管直径DD1d2d3DB（l1）L16M16×1.58141722202040图4-13 水嘴1、 密封隔板 密封隔板为自制件，如图4-14所示。图4-14 密封隔板制造密封隔板的目的有两方面，一方面是为了使冷却系统正常工作，把深孔密封起来，防止水从冷却管路中泄露出来；另一方面是为了

32、控制水的流动路线，起到良好的冷却效果，当水流动是遇到密封隔板时，水流改变流向，饶过隔板，继续向前流动，这个过程能够控制水流流到凸模难以冷却到的地方，从而达到冷却的目的。2、 密封螺钉 密封螺钉为自制件，如图4-15所示。图4-15 密封螺钉至此完成模架装配体中需要的零件模型。第5章 成型设备的校核计算5.1锁模力的校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大夹紧力。注射机锁模力的校核关系为 FkpA式中F-注射机锁模力，查参考设计手册得SXZY-500型柱塞式注射机锁模力为3500KN；k-压力损耗系数，一般取1.11.2，取1.1；P-型腔内熔体的压力，本塑件P=30Mpa；A-塑件及

33、浇注系统在分型面上的投影面积之和，本模具A=1.4X10-2计算得 kpA=1.1×30×106×1.4×10-2=462000N=462KN<F=1500KN故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。5.2安装尺寸的校核 本模具采用的型号为A3040-25x25x25(GB/T12555-2006) 的标准模架，模具的外形尺寸为300 mm×400 mm，模具闭合高度H=305mm. 查资料得SZY-500型注射机动、定模模板最大安装尺寸为520 mm×620mm，允许模具的最小厚度Hmin=300mm,最大厚度Hmax=450mm

34、，即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模模板最大安装尺寸，模具闭合高度满足HminHHmax的安装条件，故该模具满足SZY-300型螺杆式注射机的安装要求。5.3推出机构校核 各种型号注射剂推出机构的设置情况及推出距离等各不相同，设计模具时，必须了解注射剂推出杆的直径，推出形式，最大推出距离及双推中心杆距等，以确保模具推出机构与注射机的推出机构相适应。5.4开模行程的校核注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机的最大开模距离，本模具为单分型面注射模具，SZY-500型螺杆式注射机的最大开模行程与模厚无关，校核关系为S>H1+H2+(510)试中S-注射机的最大开模行程

35、，查参考设计手册得SXZY-500型柱塞式注射机的开模行程S=500mm； H1-塑件脱模所需的推出距离，该塑件的脱模推出距离为40mm H2-塑件的高度（不包括浇注系统高度），该塑件的高度为10mm；计算得 H1+H2+(510)=40+10+10=60<S=500mm以上分析证明，SZY-500型螺杆式注射机能满足要求，故可以采用。45第6章 模具的装配和调试6.1 模具的装配模具的装配过程相对要简单一些，主要工作就是给每个零件添加约束关系。装配过程主要还是围绕凹模和凸模来进行的，将以上设计的模架零件和模具零件添加一定的约束，2D总装配图如图6-1所示。图6-1 2D总装配图6.2

36、模具的调试试模中所获得的样件是对模具整体质量的一个全面反映。以检验样件来修正和验收模具，是塑料模具这种特殊产品的特殊性。首先，在初次试模中我们最常遇到的问题是根本得不到完整的样件。常因一般塑件被粘附于模腔内，或型芯上，甚至因流道粘着制品被损坏。这是试模首先应当解决的问题。原因分析：1粘着模腔制品粘着在模腔上，是指塑件在模具开启后，与设计意图相反，离开型芯一侧，滞留于模腔内，致使脱模机构失效，制品无法取出的一种反常现象。其主要原因是：（1） 注射压力过高，或者注射保压压力过高。（2） 注射保压和注射高压时间过长，造成过量充模。（3） 冷却时间过短，物料未能固化。（4） 模芯温度高于模腔温度，造成

37、反向收缩。（5） 型腔内壁残留凹槽，或分型面边缘受过损伤性冲击，增加了脱模阻力。2粘着模芯（1） 注射压力和保压压力过高或时间过长而造成过量充模，尤其成型芯上有加强筋槽的制品，情况更为明显。（2） 冷却时间过长，制件在模芯上收缩量过大。（3） 模腔温度过高，使制件在设定温度内不能充分固化。（4） 机筒与喷嘴温度过高，不利于在设定时间内完成固化。（5） 可能存在不利于脱模方向的凹槽或抛光痕迹需要改进。3粘着主流道（1） 闭模时间太短，使主流道物料来不及充分收缩。（2） 料道径向尺寸相对制品壁厚过大，冷却时间内无法完成料道物料的固化。（3） 主流道衬套区域温度过高，无冷却控制，不允许物料充分收缩。

38、（4） 主流道衬套内孔尺寸不当，未达到比喷嘴孔大0.51 。（5） 主流道拉料杆不能正常工作。一旦发生上述情况，首先要设法将制品取出模腔（芯），不惜破坏制件，保护模具成型部位不受损伤。仔细查找不合理粘模发生的原因，一方面要对注射工艺进行合理调整；另一方面要对模具成型部位进行现场修正，直到认为达到要求，方可进行二次注射。4成型缺陷当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。（1） 注射填充

39、不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有：a. 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。b. 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。c. 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加

40、大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。（2） 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有：a. 注射过量b. 锁模力不足c. 流动性过好d. 模具局部配合不佳e. 模板翘曲变形（3） 制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，应行从注射工艺上找原因。a. 尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注

41、射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。b. 尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。1. 缺料（注射量不足）消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度

42、；提高模具温度；供给干燥过的熔料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。2. 气孔消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。3. 溢料飞边消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。模具条件：矫正修理分型面。4. 着色不均匀 消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。5. 翘

43、曲变形 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。6. 波状痕迹 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。7. 尺寸不稳定 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；改变冷却水道位置；改变浇口位置。8. 熔接痕强度低 消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；延长保压时间；降低熔

44、料温度；减慢注射速度。模具条件：增加排气槽；检查喷嘴加热部分。9. 表面质量差 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；缩短保压时间；增大合模压力；提高模具温度；降低模具温度；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘；使用矫正框架。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。10. 塑件粘模消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；研磨模腔表面。11. 主流道凝料粘模消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间。模具条件：改变喷

45、嘴位置；研磨主流道衬套；改变主流道拉料杆形式。12. 脆消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口。13. 表面硬度、强度不足消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长保压时间；缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。第7章典型部件的NC加工与编程7.1数控技术概括1.引言数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技

46、术、测量技术、现代机械制造技术、微电 子技术、 信息处理技术等多学科交叉的综合技术， 是近年来应用领域中发展十分迅速的一项 综合性的高新技术。 它是为适应高精度、 高速度、 复杂零件的加工而出现的， 是实现自动化、 数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核心，有着广 泛的应用领域和广阔的应用前景。 大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各 发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。2.发展状况在现代制造系统中， 数控技术是关键技术，它集微电子、 计算机、信息处理、 自动检测、 自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，

47、对制造业实现柔性 自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专 用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。 长期以来， 我国的数控系统为传统的封闭式体系结构， CNC 只能作为非智能的机床运动 控制器。因此，传统 CNC 系统的固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了 CNC 向多变 量智能化控制发展，己不适应日益复杂的制造过程。另外，与发达国家相比较，我国的数控 技术在很多方面还存在较大的差距， 因此， 大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成 为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。3.发展趋势数控技术的应用不但

48、给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征， 而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大， 其对国计民生的一些重要行业的发展起着 越来越重要的作用。7.2凹模型腔NC加工1，加工型腔3D形状如图7-1所示，NC加工模拟如图7-2所示。图7-1 型腔3D形状图7-2 NC加工模拟2，凹模型腔NC加工程序如下所示：%100N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X3.937 Y7.0866 S1000 M03N0050 G43 Z1.4567 H00N0060 G1 Z1.3189 F70.9

49、M08N0070 Z1.2008N0080 Y5.9646N0090 X7.874 F23.6N0100 G2 X7.9331 Y5.9055 I0.0 J-.0591N0110 G1 Y0.0N0120 G2 X7.874 Y-.0591 I-.0591 J0.0N0130 G1 X0.0N0140 G2 X-.0591 Y0.0 I0.0 J.0591N0150 G1 Y5.9055N0160 G2 X0.0 Y5.9646 I.0591 J0.0N0170 G1 X3.937N0180 Y5.374 F70.9N0190 X7.3425 F23.6N0200 Y.5315N0210 X.

50、5315N0220 Y5.374N0230 X3.937N0240 Y4.7835 F70.9N0250 X6.752 F23.6N0260 Y1.122N0270 X1.122N0280 Y4.7835N0290 X3.937N0300 Y4.1929 F70.9N0310 X6.1614 F23.6N0320 Y1.7126N0330 X1.7126N0340 Y4.1929N0350 X3.937N0360 Y3.6024 F70.9N0370 X5.5709 F23.6N0380 Y2.3031N0390 X2.3031N0400 Y3.6024N0410 X3.937N0420 Y3

51、.0118 F70.9N0430 X4.9803 F23.6N0440 Y2.8937N0450 X2.8937N0460 Y3.0118N0470 X3.937N0480 Y3.6024N0490 Z1.3189N0500 G0 Z1.4567N0510 X4.1829 Y2.7812N0520 G1 Z1.3189 F70.9N0530 G3 X3.6516 Y3.3268 Z1.0914 I-.5313 J.0141 K.1424N0540 G1 X2.7756N0550 Y3.1496N0560 G3 X3.3465 Y2.5787 I.5709 J0.0N0570 G1 X5.098

52、4N0580 Y2.7559N0590 G3 X4.5276 Y3.3268 I-.5709 J0.0N0600 G1 X3.6516N0610 Y3.9173N0620 X2.185 F23.6N0630 Y3.1496N0640 G3 X3.3465 Y1.9882 I1.1614 J0.0N0650 G1 X5.689N0660 Y2.7559N0670 G3 X4.5276 Y3.9173 I-1.1614 J0.0N0680 G1 X3.6516N0690 Y4.5079 F70.9N0700 X1.7717 F23.6N0710 G3 X1.5945 Y4.3307 I0.0 J-.1772N0720 G1 Y3.1496N0730 G3 X3.3