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UGNX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。 3．应用前景 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。 目录 1引言3 1.1塑料简介3 1.2注塑成型及注塑模3 2塑件材料分析6 2．1塑件材料的基本特性6 2．2塑件材料成型性能6 2．3塑件材料成型条件8 3塑件的工艺分析9 3．1塑件的结构设计9 3．2塑件尺寸及精度11 3．3塑件表面粗糙度11 3．4塑件的体积和质量11 4注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定12 4．1、注射成型工艺过程分析[5] 12 4．2浇口种类的确定13 4．3型腔数目的确定13 4．4注射机的选择和校核14 4.4.1注射量的校核14 4.4.2塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核14 4．4．3、模具与注射机安装模具部分相关尺寸校核15 5注射模具结构设计16 5．1分型面的设计16 5．2型腔的布局17 5．3浇注系统的设计18 5．3．1浇注系统组成18 5．3．2确定浇注系统的原则18 5．3．3主流道的设计19 5．3．4分流道的设计20 5．3．5浇口的设计21 5．3．6冷料穴的设计22 5．4注射模成型零部件的设计[7] 22 5．4．1成型零部件结构设计23 5．4．2成型零部件工作尺寸的计算23 5．5排气结构设计24 5．6脱模机构的设计25 5．6．1脱模机构的选用原则25 5．6．2脱模机构类型的选择25 5．6．3推杆机构具体设计26 5．6．4脱模动作原理27 5．7注射模温度调节系统28 5．7．1温度调节对塑件质量的影响29 5．7．2冷却系统之设计规则29 5．8模架及标准件的选用30 5．8．1模架的选用30 5．8．2标准件的选用30 6模具材料的选用31 6．1成型零件材料选用31 6．2注射模用钢种31 7注射成型工艺过程模拟分析32 总结34 致谢35 参考文献36 2．1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UGNX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。 2．2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（Polystyre
ne）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，分子的不对称性增加，内旋转受到限制，为此，呈现刚性，性脆。玻璃化温度较高，为80～100 ，分子量一般在5万～20万。 PS的密度为1.054 ，为无色透明粒状热塑性树脂。具有良好的化学稳定性，它能溶解于苯、四氯化碳、甲苯、氯仿、除丙酮以外的酮类、酯类等。能耐一般酸、碱、盐的腐蚀。 热稳定性好，成型温度范围宽，在粘流态下温度的少许波动不会影响注射过程。吸湿性极小，只有0.020.06所以在加工前，可以不干燥，又其比热较低，所以塑化效率高，在模具中固化快，成型周期短。PS收缩率低，只有0.40.7对模制品影响不大。 PS具有一定的力学强度，化学稳定性及电气性能都较优良，透光性好，达8892仅次于有机玻璃，折光率为1.59～1.60，具有优良的电绝缘性能，一般不受温度、湿度的影响。着色性佳，并易于成形。它的特点是差不多完全能耐水。缺点是耐热性较低，而且其制品由于内应力容易碎裂，仅能于低负荷和不高的温度(60～75℃)下使用，所以在成型中一定要注意这个问题，清除内应力除调节工艺参数、模具结构等之外，还可将制品进行后处理以消除内应力，如将其置于60～75℃热水浴中或烘箱中，“退火”处理1～3小时。冷却定型温度应小于50℃，可使制品表面光亮、平滑。 处于粘流态的聚苯乙烯，其粘度对剪切速率和温度都比较敏感，在注射成型中无论是增大注射压力或升高温度都会使熔融粘度显着下降。因此，聚苯乙烯既可用于螺杆式也可用于柱塞式注射机成型。在此选用柱塞式注射机。料筒温度控制在140～260℃之间，喷嘴温度为170～190℃，注射压力为60～150MPa，为了使制品顺利脱模，模壁斜度应增大至1～2度。 PS主要用于各种仪表外壳，骨架，仪表指示灯，灯罩，汽车灯罩，化工贮酸槽、酸输送槽(特别如氢氟酸)，化学仪器零件，电讯零件，由于透明度好，还可用于制造光学仪器零件及透镜[4]。 2．3塑件材料成型条件 确定注射工艺条件时，需要根据塑料品种选择适当的工艺参数，知道了塑料的工艺参数还能选择合适的注射机，使机型的规格大小及性能参数的范围尽量与注射工艺参数接近，只有这样才能在保证制品质量的前提下，获得最高的生产效率和经济效益 （1）、成型前对原材料的预处理 根据注射成型对物料的要求，检验物料的含水量，外观色泽，颗粒情况并测试其热稳定性，流动性和收缩率等指标，对原材料进行适当的预热干燥，PS材料吸水率极低，成型前一般不必进行干燥处理。如有需要，可在70 ～ 80 ℃下干燥2～4 h。 （2）、料筒的清洗 在初用某种塑料或某一注射机之前，或者在生产中需要改变产品、更换原料、调换颜色或发现塑料中有分解现象时，都需要对注射机（主要是料筒）进行清洗或拆换。 柱塞式注射机料筒的清洗常比螺杆式注射机困难，因为柱塞式料筒内的存料量较大而不易对其转动，清洗时必须拆卸清洗或者采用专用料筒。对螺杆式通常是直接换料清洗，也可采用对空注射法清洗。 （3）、脱模剂的选用 脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而敷在模具表面上的一种助剂。一般注射制件的脱模，主要依赖于合理的工艺条件与正确的模具设计。在和产上为了顺利脱模，常用的脱模剂有：硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，对PS材料，可选用硬脂酸锌，因为此脱模剂除聚酰胺塑料外，一般塑料都可使用。 第二步:注射成型过程 完整的注射过程表面上共包括加料、塑化、注射入模、稳压冷却和脱模几个步骤，但实际上是塑化成型与冷却两个过程。 第三步：制件的后处理 注射制件经脱模或机械加工后，常需要进行适当的后处理，目的是为了消除存在的内应力，以改善和提高制件的性能及尺寸稳定性。制件的后处理主要有退火和调湿处理。该塑料制件材料为PS，就采用退火处理1～3小时。 4．2浇口种类的确定 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。 由于本设计中按扭套外表面质量要求较高，不允许出现浇口痕迹，所以选用点浇口形式。点浇口前后两端存在较大的压力差，可较大程度地增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热，从而导致熔体表面粘度下降，流动性增加，有利于型腔的充填，因而对于薄壁塑件以及诸如聚乙烯、聚丙烯等表面变化敏感的塑料成型有利，但不利于成型流动性差及热敏性塑料，也不利于成型平薄易变行及形状复杂的塑件。