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指导
教师


0801
2011年4月
郑州航空工业管理学院
毕 业 设 计
游戏机按钮注塑模设计
机电系
模具设计与制造
模具班
入温度较低的闭合模具中,经过一段保压冷却定型时间后,开 启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。
注射成型生产中使用的模具叫注射模,它是实现注射成型生产的工艺装备。
注射模的种类很多,其结构与塑料品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因 素有关,其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定 板上,动模部分安装在注射机的移动模板上,在注射成型过程中它随注射机上的合模系 统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、 合模导向机构、浇注系统、侧向分型与抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系 统及支承零部件组成@。
注射模、塑料原材料和注射机通过注射成型工艺联系在一起。注射成型工艺的核 心问题就是采用一切措施以得到塑化良好的塑料熔体,并把它注射到型腔中去,在控制 条件下冷却定型,使塑件达到所要求的质量。注射机和模具结构确定以后,注射成型工 艺条件的选择与控制便是决定成型质量的主要因素。
注射成型有三大工艺条件,即:温度、压力、时间。在成型过程中,尤其是精密 制品的成型,要确立一组最佳的成型条件决非易事,因为影响成型条件的因素太多,有 制品形状、模具结构、注射装备、原材料、电压波动及环境温度等。
塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用计算机辅助工程(CAE)技术。 这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段,即开发/设计阶段(包括产品设计、模具 设计和模具制造)和生产阶段(包括购买材料、试模和成型)。
传统的注塑方法是在正式生产前,由于设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配 完毕后,通常需要几次试模,发现问题后,不仅需要重新设置工艺参数,甚至还需要修 改塑料制品和模具设计,这势必增加生产成本,延长产品开发周期。
目前国际市场上主要流行的,运用范围最广的注射模流动模拟分析软件有澳大利亚 的MOLDFLOW,美国的CFLOW、华中科技大学的H-FLOW等。其中MOLDFLOW软件包括三个 部分:MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (产品优化顾问,简称 MPA), MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模拟分析,简称MPI), MOLDFLOW PLASTICS XPERT (注射成型过 程控制专家,简称MPX)O
采用CAE技术,可以完全代替试模,CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决 方案,在模具制造加工之前,在计算机上对整个注射成型过程进行模拟分析,准确预测 熔体的填充、保压、冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的 收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题,及时修改制件和模具设计,而不 是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统模具设计方法的一次突破,而且对减少甚 至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等,都有着重大的技术经济意义⑶。
2塑件材料分析
1塑件材料的基本特性
目前,中国娱乐场比较多,游戏厅里的游戏机按扭,往往容易被兴致极高的玩家们 按坏,所以市场也看中了这一点,为了适应玩家玩得痛快及游戏厅老板的需要,很多厂 家开始生产比以前旧材料更好的新材料按扭,本次设计就是以此为基点,设计生产一批 游戏机按扭套的注射模具,该按扭套不易被按坏,坚固而不难按,在玩家达到忘我境界 时,老板不用担心被按坏,玩家也不会觉按扭不灵敏,深受广大消费者的欢迎,具有广 阔的市场前景。设计中利用CAD/CAE技术进行模具设计和成型工艺分析。首先,在三维 高端软件UG -NX上进行产品3D造型,然后使用Auto CAD绘制注射模具总装图和模具 零件图,最后将产品三维图转入MOLDFLOW软件中进行注射工艺过程模拟分析,确定最 佳的注射工艺参数,同时分析制品缺陷的原因及解决办法。
由于本次设计的按扭具有手感工效,而不缺实用功能,表面光滑且透明,故选用材 料为聚苯乙烯PS,它是一种优良的热塑性工程材料。
2塑件材料成型性能
塑件材料对注射工艺和模具结构的适应能力叫做注射成型性能,注射成型性能的好 坏直接影响到成型加工的难易程度和制品质量的优劣,同时还影响生产效率的高低和设 备的辐射能损耗等。
PS成型性能主要有:
聚苯乙烯(Polystyrene)简称PS。其世界产量仅次于PE、PVC、PP居世界第四位, 后来高抗冲级的PS产生(简写HIPS)拓宽了 PS的用途范围。
PS为无定型、非极性线性高聚物。由于在分子链上有苯环取代基,分子的不对