帶金屬嵌件圓珠筆管的注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維13張CAD圖紙+帶任務(wù)書+外文翻譯】-zsmj14

帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具設(shè)計(jì)【一模四腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維13張CAD圖紙+帶任務(wù)書+外文翻譯】-zsmj14

帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模設(shè)計(jì)【一模四腔含13張CAD圖紙及proe三維】

摘  要

塑料在當(dāng)今世界上無(wú)處不用，因此塑料模具有很大的發(fā)展前景，特別是注塑模具。由此可知，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模，即設(shè)計(jì)一個(gè)用來(lái)生產(chǎn)圓珠筆管的注塑模具。本文詳細(xì)記錄了模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程包括塑件材料的工藝性分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中讓我可以綜合運(yùn)用到以前的學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)，加深我對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)原理的理解，并提高了我將理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合的能力，為我以后走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法，我還使用了Pro/E、AutoCAD軟件對(duì)設(shè)計(jì)出的模具進(jìn)行了三維建模及二維圖的繪制。

關(guān)鍵詞：注塑模具  Pro/E   AutoCAD

ABSTRACT

 Plastic is nowhere in the world today, so the plastic mold has great prospects for development， especially the injection mold. Thus we can see, It is of great significance to study the injection molds to understand the production process of plastic products and improve the quality of the products. The subject of this graduation project is injection molded mold with ball - point pen with metal insert, that is, the design of a ballpoint pen for the production of injection mold. This paper records the design process of the mold in detail. The design process includes the technical analysis of the plastic parts, the design of the mold, the design of the pouring system and the design of the main structure of the injection mold.

In this graduation design so that I can be integrated into the previous study to the professional knowledge, deepen my understanding of the principles of injection mold design, and improved my ability to combine theoretical knowledge with practical design. For me to work later laid the foundation. In addition to the application of the traditional design method, I also use the Pro / E, AutoCAD software on the design of the mold for three-dimensional modeling and two-dimensional map drawing.

Key words: Injection mold   Pro/E  AutoCAD

目  錄

第一章  緒論 1

1.1注塑模具 1

1.2我國(guó)模具發(fā)展現(xiàn)狀 4

1.3模具發(fā)展趨勢(shì) 1

1.4本次課題的意義 2

第二章  塑件成型工藝性分析 3

2.1塑件的分析 3

2.2 ABS的性能分析 4

2.3 ABS注射成型過(guò)程及工藝參數(shù) 5

2.4 第二章小結(jié) 5

第三章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6

3.1 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 6

3.1.1 分型面位置的確定 6

3.1.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定 6

3.2 注射機(jī)型號(hào)的確定 7

3.3  澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9

3.3.1主流道的設(shè)計(jì) 9

3.3.2 分流道的設(shè)計(jì) 10

3.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 12

3.3.4校核主流道的剪切速率 12

3.4冷料穴的計(jì)算 13

3.5本章小結(jié) 13

第四章  注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 14

4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 14

4.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14

4.1.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 14

4.1.3成型零件鋼材的選用 15

4.1.4成型零件工作尺寸的計(jì)算 15

4.1.5成型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 17

4.2 模架的確定 18

4.2.1 各模板尺寸的確定 18

4.3 排氣槽的設(shè)計(jì) 18

4.4 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 18

4.4.1推出方式的確定 18

4.4.2脫模力的計(jì)算 18

4.4.3校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 19

4.5 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 19

4.5.1 冷卻介質(zhì) 19

4.5.2 冷卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 19

4.5.3 凹模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 20

4.6 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20

4.7 本章小結(jié) 21

第五章  總裝圖及二維圖的繪制 22

謝  辭 23

參考文獻(xiàn) 24

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Proe

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分流道.dwg

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型芯.dwg

型芯鑲件.dwg

定模座板.dwg

導(dǎo)柱.dwg

帶金屬嵌件的圓珠筆管塑件.dwg

帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具裝配圖-a0.dwg

帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具設(shè)計(jì)任務(wù)書.docx

帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書正文.docx

底板.dwg

拉料桿.dwg

文件清單.txt

澆口套.dwg

答辯申請(qǐng)表.docx

螺紋環(huán).dwg

調(diào)研報(bào)告.docx

進(jìn)度表.doc

頂桿固定板.dwg

頂板.dwg

基于 型的注射成型中的有效 翹曲 變形優(yōu)化方法 摘要 在本文中，提出了一種使用 型的有效優(yōu)化方法，以最大限度地減少注塑成型中的翹曲 變形。 翹曲 變形是過(guò)程條件的非線性隱式函數(shù)，通常由有限元（ 程的解決方案來(lái)評(píng)估，這是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，通常涉及巨大的計(jì)算量。 克里金模型可以在翹曲和過(guò)程條件之間建立一個(gè)近似的函數(shù)關(guān)系，在優(yōu)化中代替了昂貴的 分析翹曲 。 另外， 型的一個(gè)“空間歸檔”采樣策略被稱為矩形網(wǎng)格。 司的 件用于分析注塑件的翹曲 變形。 作為示例，研究了將模具 溫度，熔融溫度，注射時(shí)間和包裝壓力視為設(shè)計(jì)變量的蜂窩電話機(jī)蓋的翹曲。結(jié)果表明，提出的優(yōu)化方法可以有效降低手機(jī)外殼的翹曲 ，注塑時(shí)間對(duì)所選范圍內(nèi)熱變形的影響最為顯著。 關(guān)鍵詞 注塑成型。 修改矩形網(wǎng)格 1 引言 翹曲 是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。特 別是隨著通信電子產(chǎn)品向輕，薄 ，短，小的設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，減少翹曲，提高薄殼部件的質(zhì)量越來(lái)越重要。翹曲 的原因歸因于零件的不均勻收縮。我們可以通過(guò)改變零件的幾何 形狀、 修改模具的結(jié)構(gòu)或調(diào)整工藝條件來(lái)減少翹曲 。事實(shí)上，優(yōu)化工藝條件是最可行和最合理的方法。 不同的工藝條件將導(dǎo)致不同的不均勻性。 已經(jīng)報(bào)道的 有關(guān) 優(yōu)化翹曲的 有效因素的一些研究 [1 根據(jù)他們的 結(jié)論，包裝壓力，模具溫度和注射時(shí)間（或注射速度）對(duì)注塑件的翹曲 有重 要的影響。塑料注射成型中的一個(gè)重要問(wèn)題是在制造前預(yù)測(cè)和優(yōu)化翹曲。有一些出版物用于翹曲 優(yōu)化。 6]。他們使用改進(jìn)的復(fù)合方法優(yōu)化了壁厚和工藝條件，以減少翹曲 并獲得超過(guò) 70％的翹曲 變形減少。隨后 [7]，他們通過(guò)兩 步搜 索方法優(yōu)化 ，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括翹曲 ，焊縫和打擊強(qiáng)度。 人 [8]使用改進(jìn)的復(fù)雜方法， 法和遺 傳算法優(yōu)化了工藝條件，并且其結(jié)果表明，復(fù)雜的方法獲得了減少翹曲 的最佳結(jié)果。 復(fù)雜的方法可以有效地減少翹曲 ，但由于執(zhí)行過(guò)多的重新分析，因此需要大量的功能評(píng)估，因此耗時(shí)費(fèi)財(cái) 。 使用 法 [1少翹曲 易于執(zhí)行，可以分析有效因素，但獲得的“最佳工藝條 件”在設(shè)計(jì)空間上不是最好的 ; 它只是因子水平的最佳組合。 最近，響應(yīng)面法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)出現(xiàn)在翹曲 優(yōu)化任務(wù)中。 et [9]結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和遺傳算法來(lái)優(yōu)化過(guò)程條件，以減少最大和最小體積收縮之間的差異。 化的尺寸參數(shù) [10]和工藝條件[11通過(guò) 將遺傳算法與響應(yīng)面法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合來(lái)減少薄殼塑料件的翹曲。從結(jié)果來(lái)看，響應(yīng)面方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型都可以被認(rèn)為是降低翹曲變形優(yōu)化中高計(jì)算成本的好方法，遺傳算法可以有效地找到全局最優(yōu)設(shè)計(jì)。 在這項(xiàng)研 究中，包裝壓力，熔體溫度，模具溫度和注射時(shí)間 被認(rèn)為是優(yōu)化翹曲 的有效因素。 應(yīng)用 型 [14,15]組合改進(jìn)的矩形網(wǎng)格方法來(lái)構(gòu)建翹曲和過(guò)程參數(shù)的近似關(guān)系，優(yōu)化迭代基于降低高計(jì)算成本的近似關(guān)系。 除了近似關(guān)系外，克里格模型還可以提供一些分析重要因素的信息。 2 抽樣策略 提出了改進(jìn)的矩形網(wǎng)格（ 法來(lái)提供用于構(gòu)建克里格模型的采樣點(diǎn)。我們將 ??? ≤ ???? ≤ ????,?? = 1,…,??; 以及第 ???（即采樣點(diǎn)數(shù)為 ∏ ????????=1 ）。 然后按照以下方式執(zhí)行該方法 : 1. 收縮變量范圍： 2. 在收縮空間內(nèi)進(jìn)行 樣。 樣本點(diǎn)的分布由不同維度的所有不同數(shù)據(jù)組合定義： 3. 對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的每個(gè)維度添加一個(gè)隨機(jī)運(yùn)動(dòng) ; 隨機(jī)運(yùn)動(dòng)是： 其中 ?????? ∈ ,0,1 與 14]相比， 以將邊界上的一些點(diǎn)移動(dòng)到內(nèi)部設(shè)計(jì)區(qū)域，為型提供更多有用的信息，并且可以確保點(diǎn)數(shù)具有較少的重疊坐標(biāo)值。此外，可以避免采樣點(diǎn)彼此靠近的情況，這可能是使用 16]發(fā)生的，因?yàn)閮蓚€(gè)任意點(diǎn)之間的距離必須滿足： 注塑成型。 修改矩形網(wǎng)格 翹曲是影響產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。特別是隨著通信電子產(chǎn)品向輕，薄，短，小的設(shè)計(jì)理念的發(fā)展，減少翹曲，提高薄殼部件的質(zhì)量越來(lái)越重要。翹曲的原因歸因于零件的不均勻收縮。我們可以通過(guò)改變零件的幾何形狀、修改模具的結(jié)構(gòu)或調(diào)整工藝條件來(lái)減少翹曲。事實(shí)上，優(yōu)化工藝條件是最可行和最合理的方法。 不同的工藝條件將導(dǎo)致不同的不均勻性。已經(jīng)報(bào)道的有關(guān)優(yōu)化翹曲的有效因素的一些研究 [1根據(jù)他們的結(jié)論，包裝壓力，模具溫度和注射時(shí)間（或注射速度）對(duì)注塑件的翹曲有重要的影響。塑料注射成型中的一個(gè)重要問(wèn)題是在制造前預(yù)測(cè)和優(yōu)化翹曲。有一些出版物用于翹曲優(yōu)化。 6]。他們使用改進(jìn)的復(fù)合方法優(yōu)化了壁厚和工藝條件，以減少翹曲并獲得超過(guò) 70％的翹曲變形減少。隨后 [7]，他們通過(guò)兩步搜索方法優(yōu)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括翹曲，焊縫和打擊強(qiáng)度。 人 [8]使用改進(jìn)的復(fù)雜方法， 法和遺傳算法優(yōu)化了工藝條件，并且其結(jié)果表明，復(fù) 雜的方法獲得了減少翹曲的最佳結(jié)果。 復(fù)雜的方法可以有效地減少翹曲，但由于執(zhí)行過(guò)多的重新分析，因此需要大量的功能評(píng)估，因此耗時(shí)費(fèi)財(cái)。 使用 法 [1少翹曲易于執(zhí)行，可以分析有效因素，但獲得的“最佳工藝條件”在設(shè)計(jì)空間上不是最好的 ; 它只是因子水平的最佳組合。 最近，響應(yīng)面法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型已經(jīng)出現(xiàn)在翹曲優(yōu)化任務(wù)中。 et [9]結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和遺傳算法來(lái)優(yōu)化過(guò)程條件，以減少最大和最小體積收縮之間的差異。 化的尺寸參數(shù) [10]和工藝條件[11通過(guò)將遺傳算法與響應(yīng)面法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合來(lái)減少薄殼塑料件的翹曲。從結(jié)果來(lái)看，響應(yīng)面方法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型都可以被認(rèn)為是降低翹曲變形優(yōu)化中高計(jì)算成本的好方法，遺傳算法可以有效地找到全局最優(yōu)設(shè)計(jì)。 在這項(xiàng)研究中，包裝壓力，熔體溫度，模具溫度和注射時(shí)間被認(rèn)為是優(yōu)化翹曲的有效因素。 應(yīng)用 型 [14,15]組合改進(jìn)的矩形網(wǎng)格方法來(lái)構(gòu)建翹曲和過(guò)程參數(shù)的近似關(guān)系，優(yōu)化迭代基于降低高計(jì)算成本的近似關(guān)系。 除了近似關(guān)系外，克里格模型還可以提供一些分析重要因素的信息。 提出了改進(jìn)的矩形網(wǎng)格（ 法來(lái)提供用于構(gòu)建克里格模型的采樣點(diǎn)。我們將 ??? ≤ ???? ≤ ????,?? = 1,…,??; 以及第 ???（即采樣點(diǎn)數(shù)為 ∏ ????????=1 ）。 然后按照以下方式執(zhí)行該方法 : 1. 收縮變量范圍： 2. 在收縮空間內(nèi)進(jìn)行 樣。 樣本點(diǎn)的分布由不同維度的所有不同數(shù)據(jù)組合定義： 3. 對(duì)每個(gè)采樣點(diǎn)的每個(gè)維度添加一個(gè)隨機(jī)運(yùn)動(dòng) ; 隨機(jī)運(yùn)動(dòng)是： 其中 ?????? ∈ ,0,1 與 14]相比， 以將邊界上的一些點(diǎn)移動(dòng)到內(nèi)部設(shè)計(jì)區(qū)域，為型提供更多有用的信息，并且可以確保點(diǎn)數(shù)具有較少的重疊坐標(biāo)值。此外，可以避免采樣點(diǎn)彼此靠近的情況，這可能是使用 16]發(fā)生的，因?yàn)閮蓚€(gè)任意點(diǎn)之間的距離必須滿足： 圖 1顯示， 3 克里金模型 克里金模型被描述為“將功能建模為隨機(jī)過(guò)程的實(shí)現(xiàn)”的方式，因此被稱為“隨機(jī)過(guò)程模型”。 事實(shí)上， 型是內(nèi)插技術(shù)， 測(cè)器是一種預(yù)測(cè)器，其可以將預(yù)期的平方預(yù)測(cè)誤差降至最低，這取決于：（ i）是無(wú)偏的，（ 觀察到的響應(yīng)值的線性函數(shù)。 里金模型可以寫成： 其中 ???? = *??1??,??2??,…,?????? +是具有 m 個(gè)變量的第 i 個(gè)樣本點(diǎn)， ???(????)是擬合到第 n 個(gè)樣本點(diǎn)的近似函數(shù)， ???(????)是 ????的線性或非線性函數(shù)， ???是要估計(jì)的回歸系數(shù)， z(????)是隨機(jī)的 函數(shù)具有平均零和方差 ??2。 隨機(jī)函數(shù)之間的空間相關(guān)函數(shù)由下式給出： 可以通過(guò)使樣本的可能性最大化來(lái)估計(jì)參數(shù) ???， ??2和 ????。 似然函數(shù)是： 在實(shí)踐中，可以通過(guò)最大化似然函數(shù)的對(duì)數(shù)來(lái)獲得，忽略常數(shù)： 讓這個(gè)表達(dá)式相對(duì)于 ??2和 β 的導(dǎo)數(shù)等于零 ; 那么我們可以得到： 將方程 9 和 10 代入 等式 8，我們可以得到所謂的“集中對(duì)數(shù)似然”函數(shù)： 它僅依賴于 R，因此取決于相關(guān)參數(shù) ??????。 通過(guò)最大化我們可以獲得的功能： 然后，估計(jì)值 ???和 ???2可以從等式 9 和等式 10得到。 測(cè)因子 函數(shù)值 ???(???)可以將新點(diǎn) ???近似地估計(jì)為樣本 錯(cuò)誤是 : 將等式 1代入等式 14給出： 其中 Z=[??1,??2,…,.????]和 F=[??1,??2,…,????]為使 ???的預(yù)測(cè)值無(wú)偏，此時(shí)的平均誤差應(yīng)為零，即： 然后我們得到： 預(yù)測(cè)值的均方誤差（ 等式 15中給出： 即是： 最小化φ（ ???）與公式 17，我們可以得到： 導(dǎo)出： 得到： 因此，我們可以預(yù)測(cè)函數(shù)值 ???(???) 通過(guò)使用方程式 21來(lái)計(jì)算每個(gè)新點(diǎn) ???。 辛普森等人 [17]建議克里格模型 的最佳選擇 是 在 中等數(shù)量變量（小于 50）中的確定性和高度非線性 。 很多研究人員在設(shè)計(jì)復(fù)雜工程時(shí)已早期應(yīng)用 [18最近，黃等人 [21]已經(jīng)使用 型來(lái)最大限度地減少金屬成形工藝設(shè)計(jì)中的模具磨損。此外， 22]已經(jīng)展示了 4 基于 型的翹曲 優(yōu)化 化模型和優(yōu)化過(guò)程 翹曲變形 最小設(shè)計(jì)問(wèn)題可以說(shuō)如下： 找到 最小化翹曲 （ ??1,??2,…,????） 受制于 ???? ≤ ???? ≤ ???? ?? = 1,2,…,?? 其中 ??1,??2,…,????是表示過(guò)程條件的變量，熱變形（ ??1,??2,…,????）是量化的熱變形值，將由基于優(yōu)化中的克里格模型的近似函數(shù)代替迭代，并且 ????和 ????是第 基于克里格模型的優(yōu)化算法描述如下： 1. 使用 法獲取一組具有 n 個(gè)點(diǎn)（每個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于一組過(guò)程條件）的樣本，并運(yùn)行 序以獲取采樣點(diǎn)的翹曲 值。 然后，選擇與最小翹曲值對(duì)應(yīng)的一組工藝條件作為初始設(shè)計(jì)。 2. 基于獲得的試樣，使用 型建立翹曲 與工藝參數(shù)之間的近似關(guān)系。 3. 最小化熱變化值以通過(guò) 然后，通過(guò) 序計(jì)算相應(yīng)的熱變化值。 4. 檢查收斂：如果滿足下一節(jié)的收斂標(biāo)準(zhǔn)，則停止 ; 否則，將修改后的設(shè)計(jì)添加到樣本集中，然后轉(zhuǎn)到步驟 2。注意，如果修改后的設(shè)計(jì)比以前的初始設(shè)計(jì)更好，則初始設(shè)計(jì)將被更新。 斂標(biāo)準(zhǔn) 收斂標(biāo)準(zhǔn)用于同時(shí)滿足優(yōu)化和克里格近似的精度，即： 其中 ?????是 型的近似翹曲值。 5 手機(jī)蓋翹曲 優(yōu)化 作為示例，調(diào)查了蜂窩電話機(jī)蓋。 其長(zhǎng)度，寬度，高度和厚度分別為1305511 1蓋子由 3,780 個(gè)三角形元素離散化，如圖 2 所示。 它由 成，其材料性質(zhì)如表 1所示。 設(shè)計(jì)變量是模具溫度（ A），熔體溫度（ B），注射時(shí)間（ C）和包裝壓力（ D）。翹曲 通過(guò)平面外位移來(lái)量化，該位移是 默認(rèn)平面的最大向上變形和最大向下變形的總和。四個(gè)變量的范圍在表 2中給出。我們希望在大型可行的成型窗口中找到最佳設(shè)計(jì)。因此，這些范圍可以大于實(shí)際制造中的范圍。 此外，這個(gè)范圍可以避免熔體短路。 模具溫度的范圍基于的推薦值，該數(shù)值考慮了材料的性能。 熔體溫度的范圍比 應(yīng)使用的最小值高 10° C，因?yàn)檩^低的熔融溫度可能導(dǎo)致熔體短路。注射時(shí)間和包裝壓力根據(jù)制造商的經(jīng)驗(yàn)確定。 法選擇了五十四種 工藝組合。在 擬之后，獲得試樣，然后使用 常數(shù)回歸項(xiàng)和 ??1 = ??2 = ?3的條件下，只需要修改五個(gè)來(lái)獲得最優(yōu)解，結(jié)果如表 3 所示。 在 4 處理器 1個(gè)小時(shí)的 行 優(yōu)化過(guò)程消耗的凈時(shí)間只有 圖 3顯示了蜂窩電話機(jī)優(yōu)化的迭代歷史。隨著迭代次數(shù)的增加， 圖4和圖 5分別顯示優(yōu)化前后的翹曲值 6 結(jié)果與討論 化結(jié)果分析 為了詳細(xì)分析結(jié)果，每個(gè)因素對(duì)翹曲 的影響也將通過(guò)有限元模擬來(lái)研究，條件是所有其他因素都保持在最佳水平。結(jié)果如圖 16所示。 通常，如果模具溫度低，則會(huì)產(chǎn)生更高的殘余應(yīng)力，因?yàn)榍惑w中的熔體具有高的冷卻速率。因此，從質(zhì)量的觀點(diǎn)來(lái)看，最高的模具溫度在其范圍內(nèi)是最好的。但是， 圖 6 顯示，當(dāng)所有其他因素保持在其最佳值時(shí)，模具溫度對(duì)翹曲 的影響非常小。這種現(xiàn)象導(dǎo)致最佳模具溫度在其范圍內(nèi)不是最高值。 圖 6顯示，當(dāng)熔體溫度從 260℃變化到 300℃時(shí)，翹曲 值非線性地降低。較低的熔體溫度具有不良的流動(dòng) 性，可產(chǎn)生較高的剪切應(yīng)力。如果沒(méi) 有足夠的時(shí)間釋放剪切應(yīng)力，翹曲將會(huì)增加。結(jié)果表明，熔化溫度較高，使翹曲 最小化，與優(yōu)化結(jié)果一致。 注射時(shí)間短可以在空腔中引起快速熔融流動(dòng)，這對(duì)殘余應(yīng)力和分子取向有貢獻(xiàn)另一方面，長(zhǎng)時(shí)間的注射時(shí)間將會(huì)導(dǎo)致鐵素體激素的上升。這將導(dǎo)致材料中更高的剪切應(yīng)力和更多的分子取向。圖 6顯示后一種效應(yīng)在所選擇的范圍內(nèi)可能更為重要。 包裝壓力在兩個(gè)方面影響翹曲 。低填充 壓力不能壓縮空腔中的塑料材料，這可能形成體積收縮并引起大的翹曲 。另一方面，當(dāng)將更多的熔體轉(zhuǎn)移到空腔中時(shí)，高的填充壓力可以產(chǎn)生更高的殘余應(yīng)力引起的流動(dòng)和高壓力。圖 6顯 示后一種效應(yīng)在所選范圍內(nèi)更重要，因?yàn)楫?dāng)包裝壓力越來(lái)越高時(shí)，翹曲 增加。 型的結(jié)果分析 設(shè)計(jì)變量的兩個(gè)相關(guān)函數(shù)如圖 7 所示。 對(duì)應(yīng)于θ =1 和θ = 5。隨著設(shè)計(jì)變量的變化，θ = 5 的曲線下降得更快。這說(shuō)明較大的θ使變量更活躍。因此，參數(shù)θ可以解釋為測(cè)量相應(yīng)變量的重要性 [15]。對(duì)于該示例，參數(shù) ??????的數(shù)量與處理參數(shù)相同，因此每個(gè)元素 ????反映相應(yīng)的處理參數(shù)對(duì)翹曲 的影響。表 4顯示，在優(yōu)化后， ???值大于其他模型，因此注射時(shí)間對(duì)翹曲 的影響最大，也與圖 6一致。 7 結(jié)論 在本研究中，提出了一種改進(jìn)的矩形網(wǎng)格（ 與 將為 此外，它可以確保這些點(diǎn)具有較少的重疊坐標(biāo)值。通過(guò) 遺產(chǎn)，它可以避免這些點(diǎn)彼此靠近的情況。 基于 出了一種有效的優(yōu)化方法，使注射成型中的翹曲 最小化。該方法基于 型的近似函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，而不是通過(guò) 行昂貴的翹曲分析。已經(jīng)使用優(yōu)化方法來(lái)最小化手機(jī)蓋的翹曲，結(jié)果表明它具有良好的翹曲 優(yōu)化的精度和有效性。 克里 格 模型不僅有助于降低優(yōu)化的計(jì)算成本，而且有利于分析過(guò)程參數(shù)對(duì)翹曲 的影響，特別是反映其非線性關(guān)系。 就手機(jī)蓋而言，注射時(shí)間是所選范圍內(nèi)影響翹曲的重要因素。 致 謝 作者衷心感謝中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金重大計(jì)劃（ 10590354）對(duì)這項(xiàng)工作的財(cái)政支持，并感謝 為本研究提供了仿真軟件。 參考文獻(xiàn) 1. 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G in of is by of in 0; 1;...; ; j ? 1;...; a to of is:j ? 1; 2;...; m; n ? 1; 2;...;0, 1] is a G [14], on it it to 16], as d 01e4T RG is 1a–c b c 2008) 37:953–9603 is as a as a of a so it a “ In is an is a (i) of be as:by z z ..; by an to a or of to be z(xi)2. by:z z R θ; 0θh, σ2, be of 2πeTn=2σ2eTn=20y C0 0 e7TIn be by of 020 0 of 2be to we y C0 0 9 0 q. 8, we 011TIt on By we θeTbe 9by a x* as a of of :by 13Tis:by 0 y 14Tq. 1 q. 14 by 0 z t 0 ? ..; 138 ? ..; 138: x*, at be E by e16Twe 17Tof 15 by E 0 σ21 t 0 2 q; ..; R q; (x*) q. 17,c ? 0 0 by 21T 2008) 37:953–960 955 ? 0 we by x* by q. et [17] in of 0). It by a of in 18–20]. et [21]to In 22] an of to on be ..; ..; to 1; 2;...; .., .is a be by an on in of on as . a of n to a of RG a of as on to a by of by if of of go to . be if is to 1e24T2 of 2008) 37:953–9602e25Tk is a an a is 30 55 1 is 80 as 2. It is BS A), B), C), ). is by is of to . We to in a be in of is on s of of 0°C be as a in of on by E is of 1=?2=to . It 1 PU on 4C by is as of to in s be by if is in a of is in 6at in t in (°C) B (°C) C (s) D(%)65 02 0 3 of C/g/g/9°0,000 (1/s)°,780 of (°C) B (°C) C (s) D (%)0 260 02 300 0 2008) 37:953–960 957 as 60°C . A If is in to On a to a in be in 5 of 4 of 2008) 37:953–960in On a is of a 7, =1 =5. =5in as of 15]. ls is as of on to is so on it is a G, on it G, it to on an in is 7 a B C 6 s on 2008) 37:953–960 959on an of by to of a it to in it is of on to As as is is of in he 10590354) of to J, K (2000) of 000, 922. C, C (2001) in warpageprob 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 題 目 帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模 起訖日期 2017 年 3 月 27 日 至 2017 年 6 月 30 日 學(xué)生姓名 馬鴻宇 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械工程 132 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 林盛 職稱 副教授 所在單位 機(jī)械工程學(xué)院 9 2017 年 03 月 27 日 任務(wù)及要求： 究）內(nèi)容和要求（包括設(shè)計(jì)或研究?jī)?nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對(duì)學(xué)生提出具體要求） 內(nèi)容： 1 實(shí)習(xí)調(diào)研、收集資料 配圖及零件圖一套 不少于 3000 漢字 ) 不少于 3000 漢字 ) 1左右 ) 0 篇， 至少 1 篇外文文獻(xiàn)。 要求 ： 計(jì)技術(shù)。 寸標(biāo)注合理。 順，參考文獻(xiàn)引用正確。 式及計(jì)算結(jié)果正確，書寫格式規(guī)范。 真，嚴(yán)格執(zhí)行 計(jì)劃。 括設(shè)計(jì)或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等） 本課題要求應(yīng)用先進(jìn)的 件，進(jìn)行面向墨盒的注塑模具設(shè)計(jì)。課題的目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握模具設(shè)計(jì)所需的基本知識(shí)與技能，包括實(shí)體建模技術(shù)、零件圖設(shè)計(jì)及配圖設(shè)計(jì)。培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計(jì)工作所需的基本技能，包括科技資料查閱、 中應(yīng)用和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)，為畢業(yè)后的工作打下良好基礎(chǔ)。 [1]葉久新 北京機(jī)械工業(yè)出版社 [2]陳永輝， 模具分模特訓(xùn)基礎(chǔ)與典型范例，北京電子工業(yè)出版社 [3]徐江華 014 中文版基礎(chǔ)教程，北京中國(guó)青年出版社 [4]張維合，注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)。北京化學(xué)工業(yè)出版社 指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 年 月 日 摘 要 塑料在當(dāng)今世界上無(wú)處不用，因此塑料模具有很大的發(fā)展前景，特別是注塑模具。由此可知，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是帶金屬嵌件的圓珠筆管 注塑模，即設(shè)計(jì)一個(gè)用來(lái)生產(chǎn)圓珠筆管的注塑模具。本文詳細(xì)記錄了模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。設(shè)計(jì)過(guò)程包括塑件材料的工藝性分析、擬定模具的結(jié)構(gòu)形式、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中讓我可以綜合運(yùn)用到以前的學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識(shí)，加深我對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)原理的理解，并提高了我將理論知識(shí)與實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合的能力，為我以后走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計(jì)算方法，我還使用了、 關(guān)鍵詞： 注塑模具 is in so we It is of to to of of of is of a of of in of of of of of In so be to my of of my to me to In to of I E, on of 目 錄 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 ........................................................ 1 ................................................ 4 .................................................... 1 .................................................................................................................. 2 第二章 塑件成型工藝性分析 .............................................................................................. 3 ...................................................... 3 .................................................. 4 ...................................... 5 二章小結(jié) .......................................................................................................................... 5 第三章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................ 6 定模具的結(jié)構(gòu)形式 .............................................. 6 型面位置的確定 .............................................. 6 腔數(shù)量和排列方式的確定 ...................................... 6 射機(jī)型號(hào)的確定 ................................................ 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 9 .................................................. 9 流道的設(shè)計(jì) ................................................. 10 口的設(shè)計(jì) ................................................... 12 ......................................... 12 ................................................... 13 ............................................................................................................................. 13 第四章 注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .......................................................................... 14 ....................................... 14 ............................................... 14 芯） ....................................... 14 ........................................... 15 ....................................... 15 ............................. 17 架的確定 ..................................................... 18 模板尺寸的確定 ............................................. 18 氣槽的設(shè)計(jì) ................................................... 18 模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ............................................. 18 ............................................... 18 ................................................. 18 ......................... 19 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ................................................. 19 卻介質(zhì) ..................................................... 19 卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 ........................................... 19 模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 ................................. 20 向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) ................................................................................................. 20 章小結(jié) ............................................................................................................................ 21 第五章 總裝圖及二維圖的繪制 ........................................................................................ 22 謝 辭 .......................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................... 24 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 塑模具 注塑模具是近代化發(fā)展的生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的一種塑膠制品生產(chǎn)的工具。它影響著塑膠制品的完整結(jié)構(gòu)和精確尺寸。注塑成型則是批量生產(chǎn)塑膠制品的一種加工的方式，即將受熱融化的塑料由注射劑射入模腔，經(jīng)冷卻固化后獲得成形品。注塑成型可以對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制品實(shí)現(xiàn)一次成型，是一種高效率的生產(chǎn)方式。而注塑模具的好壞將直接影響注塑成型的質(zhì)量。在模具行業(yè)中，想要加工出高精度、高質(zhì)量的模具來(lái)，必須借助先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造軟件，這是保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)量的有效途徑。 國(guó)模具發(fā)展現(xiàn)狀 目 前來(lái)說(shuō)我國(guó)模具 行業(yè)一直在突飛猛進(jìn)，近 10年來(lái)的增長(zhǎng)速度都達(dá)到了 15%,甚至猶有過(guò)之。目前我國(guó)有 3W 多家模具生產(chǎn)廠商， 80W 人從事模具行業(yè)。出現(xiàn)了一批模具行業(yè)的領(lǐng)頭羊，如一汽、海爾、圣都等 。甚至在重慶、大連等地區(qū)出臺(tái)了扶持當(dāng)?shù)啬＞咝袠I(yè)的政策。 但是我國(guó)模具行業(yè)在地域分布上純?cè)诓黄胶庑詵|南沿?？煊谥形鞑浚戏降陌l(fā)展快于北方。 具發(fā)展趨勢(shì) 1、模具全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短 模具市場(chǎng)全球化是當(dāng)今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購(gòu)買者和生產(chǎn)商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、精度低的模具加工企業(yè)向技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)率較低的國(guó)家遷移，發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)企業(yè)則定位在生產(chǎn)高水準(zhǔn)的模具上，模具生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)模具生產(chǎn)廠家不得不千方百計(jì)地加快生產(chǎn)進(jìn)度，努力簡(jiǎn)化和廢除不必要的生產(chǎn)工序，模具的生產(chǎn)周期將進(jìn)一步縮短。 2、 模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 一方面模具成型零件日漸大型化和為提高生產(chǎn)效率開發(fā)的“一模多腔”造成了模具日趨大型化，另一方面電子信息 產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展帶來(lái)了零件微型化及精密化有些模具的加工精度公差就要求在 1μ m 以下另外多功能復(fù)合模具將得到進(jìn)一步發(fā)展，新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一般為 80％左右，隨著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用和生產(chǎn)在“十一五”期間必將得到較大的發(fā)展 3、模具行業(yè)將得到政府愈來(lái)愈多的重視和支持，大力發(fā)展模具城，使模具大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 行業(yè)進(jìn)行更快更好的發(fā)展 4模具協(xié)會(huì) 承擔(dān)起模具企業(yè)與政府之間的橋梁，組織技術(shù)交流會(huì)， 召開專題研討會(huì)，幫助企業(yè)尋找出路和辦法應(yīng)付市場(chǎng)， 促進(jìn)模具技術(shù)的交流、發(fā)展，進(jìn)行數(shù)字化管理的推廣。 次課題的意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說(shuō)是檢驗(yàn)我們?cè)诖髮W(xué)所學(xué)知識(shí)的一次測(cè)試，培養(yǎng)我們將理論知識(shí)與實(shí)際情況結(jié)合的能力進(jìn)一步提高我們的知識(shí)素養(yǎng)， 鍛煉我們獨(dú)立處理事務(wù)的能力， 為我們以后走向工作崗位打下基礎(chǔ)。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 塑件成型工藝性分析 件 的分析 （ 1）外形尺寸 該塑件 壁厚為 件外形尺寸不大，塑料熔體流程不太長(zhǎng)，適合于注塑成型，如圖 2 圖 2帶金屬嵌件的圓珠筆管 （ 2） 精度等級(jí) 每個(gè)尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實(shí)際公差進(jìn)行計(jì)算。 （ 3）脫模斜度 型收縮率較小，參考表 2°。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 表 2塑料品種 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點(diǎn) 成型特點(diǎn) 主要用途 型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于 70° 較好 機(jī)械強(qiáng)度較好，有一定的耐磨性，但耐熱性較差，吸水性較大 成型性能很好，成型前原料要干燥 應(yīng)用廣泛，如電器外殼、汽車儀表盤、日用品等。 性能分析 （ 1） 使用性能 綜合性能好，沖擊強(qiáng)度、力學(xué)強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好：易于成型和機(jī)械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機(jī)械零件、減摩零件、傳動(dòng)零件和結(jié)構(gòu)零件。 （ 2） 成型性能 1） 無(wú)定型塑料。其品種很多，各品種的機(jī)電性能以及成型特點(diǎn)也有所差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強(qiáng)。含水量小于 質(zhì)量） ，必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱干燥。 3） 流動(dòng)性中等。溢邊料 4） 模具設(shè)計(jì)時(shí)要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進(jìn)口料位置、形式。推出力過(guò)大或機(jī)械加工時(shí)塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） 表 2性能指標(biāo) 密度 /g· 服強(qiáng)度 /?????? 50 比體積、 伸強(qiáng)度 /?????? 38 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/?????? 103 熔點(diǎn) /℃ 130~160 抗彎強(qiáng)度 /?????? 80 計(jì)算收縮率（ %） 壓強(qiáng)度 /?????? 53 比熱容 /J·（ ）470 彎 曲 彈 性 模 量/?????? 103 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 射成型過(guò)程及工藝參數(shù) （ 1）注射成型過(guò)程 1）成型前的準(zhǔn)備。對(duì) 澤、粒度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)，由于 水性較大，成型前應(yīng)該充分干燥。 2）注射過(guò)程。塑件在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔成型，其過(guò)程可分為沖模、壓實(shí)、保壓、倒流和冷卻五個(gè)階段。 3）塑件的后處理。處理的介質(zhì)為空氣和水，處理溫度為 60~75℃，處理時(shí)間為 16~20s。 （ 2）注射工藝參數(shù) 1）注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為 30r/ 2）料筒溫度（℃）：后段 150~170； 中段 165~180； 前段 180~200。 3）噴嘴溫度（℃）： 170~180.。 4）模具溫度（℃）： 50~80。 5）注射壓力（ ??????）： 60~100。 6）成型時(shí)間（ s）： 30（注射時(shí)間取 卻時(shí)間 助時(shí)間 8）。 二 章小結(jié) 本章主要進(jìn)行了塑件的簡(jiǎn)單分析，并通過(guò)查閱相關(guān)資料了解了所選材料（ 性能、注射成型工藝過(guò)程及工藝參數(shù)。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第三章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 通過(guò)對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的分析 ，分型面應(yīng)選在端蓋截面積最大且利于開模取出塑件的上平面上，其位置如圖 3 圖 3分型面的選擇 腔數(shù)量和排列方式的確定 （ 1）型腔數(shù)量的確定 該塑件采用的精度一般在 2之間，且為大批量生產(chǎn)，可采取一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費(fèi)用的和各種成本費(fèi)等因素，初步定為一模四腔結(jié)構(gòu)形式。 （ 2）型腔排列形式的確定 多型腔模具盡可能采用平衡式排列布置，且要力求緊湊，并與澆口開設(shè)的部位對(duì)稱。由于該設(shè)計(jì)選擇的是一模四 腔，故采用中心對(duì)稱排列，如圖 3 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 3型腔數(shù)量的排列分布 （ 3）模具結(jié)構(gòu)形式的確定 從上面的分析可知，本模具設(shè)計(jì)為一模四腔，中心對(duì)稱排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，推出機(jī)構(gòu)擬采用推桿推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) ，留到采用對(duì)稱平衡式，澆口采用點(diǎn)澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨(dú)開設(shè)分型面取出凝料 ，動(dòng)模部分需要添加托板。由以上綜合分析可確定選用單分型面注射模。 射機(jī)型號(hào)的確定 （ 1） 注射量的計(jì)算 通過(guò)三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得 塑件體積： ??塑 = ??3 塑件質(zhì)量 ： ??塑 = ????塑 = 中 ρ 參考表 2取 ????3? 。 （ 2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計(jì)算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定 準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑件體積的 倍來(lái)估算。雖然本次采用的流道簡(jiǎn)單并且較短，但因?yàn)榱慵捏w積較小，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的1倍來(lái)計(jì)算，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積（即澆注系統(tǒng)的凝料和 4個(gè)塑件體積之和）為 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 ??總 = ??塑 (1+1)×4 = 2×4 = ??3 （ 3）選擇注射機(jī) 根據(jù)第二步計(jì)算得出一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量??總 = ??3 ，并結(jié)合式 ??公 = ??總 則有： ??總 = =??3。根據(jù)以上的計(jì)算，初步選定公稱注射量為 60????3，注射機(jī)型號(hào)為主要技術(shù)參數(shù)見表 2 表 2注射機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 理論注射量 /????3 60 移模行程 /70 螺桿柱塞直徑 / 注射壓力 /?????? 35 最大模具厚度 /50 135 最小模具厚度 /50 注射速率 /g???;1 70 鎖模形式 液壓 塑化能力 /g???;1 45 模 具 定 位 孔 直 徑/0 螺桿轉(zhuǎn)速 /r???????;1 0~200 噴嘴球半徑 / 鎖模力 /00 噴嘴口半徑 /0 拉桿內(nèi)間距 /30× 330 （ 4）注射機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核 1）注射壓力校核。 需注射壓力為 80~100??????，這里取 ??0 = 100??????，該注射機(jī)的公稱注射壓力 ??公 = 150??????，注射壓力安全系數(shù) ??1 = 里取??1 = ??1??0 = 00 = 130 < ??公 ，所以這涉及合格。 2）鎖模力校核 ○1塑件在分型面上的投影面積 ??塑 ，則 ??塑 = ??4(12) = ??2 ○2澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積 ??澆 ，即流道凝料（ 包括澆口 ）在分型面上的投影面積 ??澆 數(shù)值，可以按照多型腔模的統(tǒng)計(jì)分析來(lái)確定。 ??澆 是每個(gè)塑件在分型面上的投影面積 ??塑 的 。由于本次設(shè)計(jì)流道簡(jiǎn)單，分流道相對(duì)較短，因此流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小一些。這里取 ??澆 =塑 ○3塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面積 ??總 ，則 ??總 = ??(??塑 +??澆 ) = ??(??塑 +塑 ) = 4×塑 = 4×??2 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 -○4模具型腔內(nèi)的脹形力 ??脹 ，則 ??脹 = ??總 ??模 == 5 = = ?? 式中， ??模 是型腔的平均計(jì)算壓力值。 ??模 是模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的 20%~40%，大致范圍為 25~40??????。對(duì)于粘度大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。 ??模 取 35??????。 查表 2得該注射機(jī)的公稱鎖模力 ??鎖 = 400????，鎖模力安全系數(shù)為??2 = 里取 ??2 = ??2??脹 = 脹 = ??鎖 ，所以注射機(jī)鎖模力合格 對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 流道的設(shè)計(jì) 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐形，以便熔體的流動(dòng)和開模時(shí)主流道凝料的順利拔出。 主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道的尺寸 1) 主流道的長(zhǎng)度：小型模具 ??主 應(yīng)盡量小于 60次設(shè)計(jì)中初取 50行設(shè)計(jì)。 2) 主流道小端直徑： d=注射機(jī)噴嘴尺寸 +（ ） 4+) 主流道大端直徑： d’=d+2 ??主 ?? 2? ） ≈ 中 α = 4) 主流道球面半徑： ????0 = 注射機(jī)噴嘴球頭半徑 +(1~2)???? = (10 +2)???? =12???? 5) 球面的配合高度： h=5 （ 2） 主流道的凝料體積 ??主 = ??3??主 (??主2 +??主2 +??主 ??主 ) = 50×( ??3 = ??3 （ 3） 主流道當(dāng)量半徑 ???? = 4????，經(jīng)主流道校核算出 4當(dāng)量大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 半徑過(guò)大，故 ????取 4） 主流道澆口套的形式 主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購(gòu)。主流道小端入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來(lái)設(shè)計(jì)，以便于拆卸更換。同時(shí)也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進(jìn)行單獨(dú)加工和熱處理。設(shè)計(jì)中常采用碳素鋼（ 10A），熱處理淬火表面硬度為 50～ 55圖 3 圖 3主流道澆口套的結(jié)構(gòu)形式 流道的設(shè)計(jì) （ 1）分流道的布置形式 在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮勁量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免 熔體溫度降低，同時(shí)還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道。 （ 2）分流道的長(zhǎng)度 由于流道設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，根據(jù)四個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分流道較短，故設(shè)計(jì)時(shí)可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長(zhǎng)度 ??分 取 35 （ 3）分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量為 ??塑 = ????塑 = < 200??，根據(jù)式 D=?√??4 ，分流道的當(dāng)量直徑為 ??分 = ?√??4 = √54 = ?? 選 ??分 = 4???? （ 4）分流道截面形狀 常用的分流道截面形狀有圓形、梯形、 角形等，為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計(jì)在分型面上。本設(shè)計(jì)采用梯形截面，其加工工藝性能好，且塑料熔體的熱量散失、流動(dòng)阻力均不大。 （ 5 ） 分 流 道 截 面 尺 寸 已知 ??分 = 4可以算出H== B==分流道截面形狀如圖 3 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 3分流道截面尺寸 （ 6）凝料體積 1）分流道定的長(zhǎng)度 ??分 = 35×4 = 140???? 2）分流道截面積 ??分 = ??2 3）凝料體積 ??分 = ??分 ??分 =140×???2 ≈ ??2 （ 7）校核剪切速率 1）確定注射時(shí)間： t=1s。 2）計(jì)算分流道體積流量 :??分 = ??分 :??塑?? = ??3 ??? 3)剪切速率 ???分 =分?? ???分3 =3 = 03 ????3 ??;1? 該分流道的剪切速率 處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率 5×102~5×103??;1之間，所以，分流道內(nèi)熔體的剪切速率合格。 （ 8）分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般去 處取 外，其脫模斜度一般在 5°~ 10°之間，這里取脫模斜度為 8° 。 口的設(shè)計(jì) 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質(zhì)量要求較高，采用一模四腔注射， 為便于調(diào)整充模時(shí)的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡(jiǎn)單，易于加工，便于試模后矯正，且開設(shè)在分型面上從型腔的邊緣進(jìn)料。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸的確定 1） 計(jì)算側(cè)澆口的深度。側(cè)澆口的深度 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 h=式中， 里 t=于 n= 在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度通常先取小值，以便在今后試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修模處理， 此處澆口 深度 2)計(jì)算側(cè)澆口的寬度。 測(cè)澆口寬度 B=??√??30 = 1???? 式中 等于塑件的外表面積）。 2） 計(jì)算澆口的長(zhǎng)度。測(cè)澆口的長(zhǎng)度 ??澆 一般選用 里取??澆 = ??。 （ 2） 測(cè)澆口的剪切速率 ○1計(jì)算澆口的當(dāng)量半徑。由面積相等可得 π ??澆2 = 此矩形澆口的當(dāng)量半徑 ??澆 = 2計(jì)算澆口的體積流量 ： ??澆 = ??塑?? =??3 ??? = 03 ????3 ??? ○3計(jì)算澆口的剪切速率： ???澆 = 主???????3= 04??;1 該矩形側(cè)澆口 的剪切速率處于澆口和分流道最佳剪切速率 5×103~5×104??;1之間，所以，澆口的剪切速率校核合格。 核主流道的剪切速率 上面分別求出了塑件的體積、主流道的體積、分流道的體積（澆口的體積太小可以忽略不計(jì)）以及主流道的當(dāng)量半徑，這樣可以校核主流道熔體的剪切速率。 （ 1）計(jì)算主流道的體積流量： q 主 =（ V 主 +??分 + ） /t=（ × /1s=s （ 2） 計(jì)算主流道的剪切速率 γ = /π R 主 3=625流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率 5× 102103之間，所以，主流道的剪切速率校核合格。 料穴的計(jì)算 冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)僅有主流道冷料穴。由于 該塑大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 件表面要求沒(méi)有印痕，采用推桿推出塑件，故采用與 Z 型拉料桿匹配的冷料穴。開模時(shí)，利用凝料對(duì)球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。 章小結(jié) 本章對(duì)模具的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，選擇了注射機(jī)型號(hào)，并對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的計(jì)算。 第四章 注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計(jì)采用整體嵌入式凹模。如圖 4示 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 4型腔鑲件 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（型芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎?體式和組合式兩種類型。通過(guò)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，選用整體式凸模。 圖 4型芯 型零件鋼材的選用 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型塑件要有足夠的剛度、強(qiáng)度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時(shí)考慮它的機(jī)械加工性能和拋光性能。又因?yàn)樵撍芗谴笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成腔的嵌入式凹模鋼材選用 型零件工作尺寸的計(jì)算 - 表 4差數(shù)值的選用 材料 代號(hào) 塑件種類 建議采用的精度 高精度 一般精度 低精度 烯腈 3 5 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 烯 （ 1+]+δ z —— 凹模徑向尺寸（ —— 塑件徑向基本尺寸（ —— 塑料的平均收縮率（ %） △ ———— 塑件公差值（ δ ———— 凹模制造公差（ （ 1）凹模徑向尺寸的計(jì)算 由： 表得：△ =（ 1+]+δ z= 2）凹模深度尺寸的計(jì)算 （ 1+]+δ z —— 凹模深度尺寸 δ z———— 凹模深度制造公差 由： 5表得△ =（ 1+1]+δ z= 3）型芯徑向尺寸的計(jì)算 （ 1+]-δ z —— 型芯徑向尺寸 δ z———— 型芯徑向制造公差 由 5表得：△ =M=[（ 1+]-δ z=60+中， 表 4處取 X= （ 4）型芯高度尺寸的計(jì)算 （ 1+]-δ z —— 型芯高度尺寸（ δ z———— 型芯高度制造公差（ 由 5表得：△ =M=[（ 1+]-δ z=中， 表 4處取 X= 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 型零件尺寸及動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算 （ 1）凹模側(cè)壁厚度的計(jì)算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強(qiáng)及凹模的深度有關(guān)，根據(jù)型腔的布置，模架初選355450厚度根據(jù)表 4 S=(32Eδ p） 1/3=76中， h=W， h=45模具剛度計(jì)算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。 由于型腔采用直線、對(duì)稱結(jié)構(gòu)布置，故四個(gè)型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來(lái)確定，根據(jù)估算模板平面尺寸選用250250比型腔布置的尺寸大的多，所以完全滿足強(qiáng)度和剛度的要求。 架的確定 根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸 ， 又考慮凹模最小壁厚，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的布置等，再同時(shí)參考 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗(yàn)公式和表 4確定選用模架序號(hào)為 6號(hào)（ W× L=250× 250），模架結(jié)構(gòu)為 模板尺寸的確定 1） A 板是流道板， 0 2） B 板尺寸。 B 板是型腔固定板，考慮到件高 85又考慮在模板上還要開設(shè)冷卻水道， 故 按模架標(biāo)準(zhǔn)板厚取 100經(jīng)上述尺寸計(jì)算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序列號(hào)為 1 號(hào) ， 板面為25015模架形式為 的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸：寬 ×長(zhǎng) ×高=2501563 氣槽的設(shè)計(jì) 該塑件由于采用 中心 進(jìn)料， 熔體充滿型腔， 其間 使用分型面排氣方法進(jìn)行排氣， 氣體會(huì)沿著 分型面排出而不會(huì)產(chǎn)生憋氣現(xiàn)象 模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 出方式的確定 該模具為推桿脫模機(jī)構(gòu)，既方便推動(dòng)減少充氣吸力，又不易使塑料制品變形。在大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 注塑成型后，定模板與動(dòng)模板分型，推動(dòng)推板 23，并有連接推板上的推桿使塑料制品脫離型芯出模，并手動(dòng)取出。 模力的計(jì)算 型芯脫模力因?yàn)? λ =r/t=60/4＞ 10 所以，此處視塑件為薄壁塑件，根據(jù)式（ 4模力為 F=8（ 1K+8× 4× 3000× 300× （ /（ （ 1+ =中， F 是脫模力 （ N） ； E 是塑料的彈性模量（ 查表 4S 是塑料成型的平均收縮率（ %），查表 4 μ 是塑料的泊松比（查表 4 Φ 是脫模斜度（ ° ）； f 是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)，查表 4r 是型芯的半徑（ A 是塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積（ 當(dāng)塑件底部有通孔時(shí)， 核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 （ 1）推出面積 A=π /4（ D2 =π /4（ 1402 =4082（ 2）推出應(yīng)力 ? ==0822781壓強(qiáng)度）合格 卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 卻介質(zhì) 于中等黏度材料， 其成型溫度及模具溫度分別為 200℃ 和 50~80℃ 。 所以，模具溫度初步選 50℃ ，用常溫水對(duì)模具進(jìn)行冷卻。 卻系統(tǒng)的簡(jiǎn)單計(jì)算 （ 1）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量 W 1）塑料制品的體積 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 V=??主 +n??塑 =2）塑料制品的質(zhì)量 m=）塑件壁厚為 注射時(shí)間 1s， 脫模時(shí)間 8s，則注塑周期： t= + + =1+= 由此得每小時(shí)注射次數(shù)：N=(3600/ =245 次。 4 ）單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量：W=45× h （ 2）確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量 表 4接可知 s 的值的范圍在 310kJ/間， 故可取 370kJ/ （ 3）計(jì)算冷卻水的體積流量 24℃ ,出水口的水溫為θ 1=25℃，取水 的密度ρ =1000kg/的比熱容為 C=)。 則根據(jù)公式可得： 0ρ c（θ 1） =370/60× 1000× （ 25 =定冷卻水路的直徑 當(dāng) 查表 4知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)， 取模具冷卻水孔的直徑 d= （ 5）冷卻水在管內(nèi)的流速 v V=40× π d2=4× 0× s （ 6） 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h， 因?yàn)槠骄疁貫? 查表 4f=有： v） 0.8/104m2· h·℃） （ 7）計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A A=h△θ =計(jì)算模具所需冷卻水管的總長(zhǎng)度 L L=A/π d=3 9）冷卻水路的根數(shù) X 設(shè)每條水路的長(zhǎng)度為 l=100則冷卻水路的根數(shù)為 X=93/100≈ 1根 由上述計(jì)算可以看出，一條冷卻水道對(duì)于模具來(lái)說(shuō)顯然是不合適的，因此應(yīng)根據(jù)具體情況加以修改。 為了提高生產(chǎn)效率， 凹模和型芯都應(yīng)得到充分的冷卻。 模嵌件和型芯冷卻水道的設(shè)置 型芯的冷卻系統(tǒng)的計(jì)算與凹模冷卻系統(tǒng)的計(jì)算方法基本上是一樣的，因此不再重復(fù)。尤其需要指出的是型芯的 冷卻方式。由于塑件上有四條肋板，大型芯設(shè)計(jì)時(shí)要在型芯上開四條溝槽，同時(shí)考慮推桿要通過(guò)大型芯推出塑件的輪轂部分，因此給冷卻系統(tǒng)帶來(lái)了難度。設(shè)計(jì)時(shí)在型芯的下部采用簡(jiǎn)單冷卻流道式來(lái)設(shè)計(jì)。凹模嵌件擬采用四條冷卻水道進(jìn)行冷卻。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。 按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過(guò)定位圈使模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機(jī)構(gòu)則通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行合模定位。錐面定位則用于動(dòng)、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑 件比較簡(jiǎn)單，模具定位精度要求不是很高， 因此可采用模架本身所帶的定位結(jié)構(gòu)。 章小結(jié) 本章主要對(duì)注塑模具的成型零件、模架、脫模推出機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行了簡(jiǎn)單設(shè)計(jì) 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第五章 總裝圖及二維圖的繪制 通過(guò)使用 e 軟件建立三維模型 如圖 5示 ，進(jìn)行零件的繪制與裝配；隨后使用 圖 5 圖 5帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具三維建模 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 5帶金屬嵌件的圓珠筆管的注塑模具二維圖 謝 辭 光陰似箭，時(shí)光荏苒。轉(zhuǎn)眼間，四年的大學(xué)生涯已經(jīng)快要過(guò)去了。仍然記得剛來(lái)到大連交通大學(xué)時(shí)的情形，對(duì)一切都是那么的好奇。在這充實(shí)而有意義的四年里，我最想感謝的，是我的老師們。是他們教會(huì)了我各種專業(yè)知識(shí)，還教會(huì)了我做人的道理，讓我這四年里每天的生活多姿多彩。我還想感謝的，是我可愛(ài)的同學(xué)們。是他們陪著我走過(guò)青春的酸甜苦辣，陪我一起分享成功的喜悅，陪我一同分擔(dān)失敗的痛苦。 在論文完成之際，謹(jǐn)向我尊敬的指導(dǎo)老師致以誠(chéng)摯的謝意。在學(xué)業(yè)的最后階段，指導(dǎo)老師都將他們的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、心得毫無(wú)保留的傳授給我們，給我們耐心的指導(dǎo)和不懈的支持。 我還想感謝的，是大連交通大學(xué)。是它給予了我發(fā)揮自己潛能的舞臺(tái)，是它給了我發(fā)展的空間，是它讓我們穿過(guò)五湖四海來(lái)到這 里 相聚。大學(xué)四年的生活，將是我一生中最美好的回憶。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 參考文獻(xiàn) [1]陳蓮生 科技信息：規(guī)劃與設(shè)計(jì)， 2014，（ 09）：199[2]苗軍偉 鄭州大學(xué) ,3]石明洪，駱志高 江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)， 19. 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