帶側(cè)臺(tái)方套管模具設(shè)計(jì)-注塑模具【三維PROE】【含CAD圖紙】

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Xm最大化 (5)服從 其中過程參數(shù)x1; x2; . ; xm是設(shè)計(jì)變量和和是下限和上限第j個(gè)設(shè)計(jì)變量。目標(biāo)函數(shù)由等式3和4得出，其中Ymin和是電流最小值和翹曲的預(yù)測(cè)值。4.2收斂標(biāo)準(zhǔn)收斂標(biāo)準(zhǔn)在此滿足： (6)其中r是給定的收斂公差，Ymin是樣本中的最小函數(shù)值。左邊是一個(gè)最大預(yù)期改善之間的比例最小功能值。因此，r可以不給出考慮幅度，r= 0.1。4.3優(yōu)化程序的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)綜合ANN模型和EI功能方法如圖1所示2。表4：優(yōu)化結(jié)果5手機(jī)蓋翹曲優(yōu)化和掃描儀5.1優(yōu)化問題在本節(jié)中，兩次翹曲優(yōu)化的結(jié)果舉例說明。這些旨在顯示集成ANN模型的效率和準(zhǔn)確性EI功能方法第一個(gè)例子是手機(jī)套。它是由3,780個(gè)三角形元素離散，如圖1所示 3。其長度，寬度，高度和厚度分別為130，55，11和1 mm。該材料是聚碳酸酯（PC）/丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯。模具溫度（Tmold），熔體溫度（Tmelt），注射時(shí)間（錫），包裝壓力（Ppack），包裝時(shí)間（tpack）和冷卻時(shí)間（tc）被認(rèn)為是設(shè)計(jì)變量。 量化目標(biāo)函數(shù)翹曲（x）通過平面外位移，它們是兩者之和最大上下變形參考Moldflow Plastics Insight中的默認(rèn)平面軟件。約束由下部和上部組成對(duì)表1中給出的設(shè)計(jì)變量的約束模型，在這里用于近似翹曲（x），即由方程式 2。模具溫度范圍和熔體溫度是基于Moldflow Plastics推薦的值洞察力，注射時(shí)間，包裝壓力，包裝時(shí)間和冷卻時(shí)間由制造商的經(jīng)驗(yàn)決定。首先，LHD選擇十個(gè)樣品，然后用Moldflow Plastics Insight軟件對(duì)每個(gè)樣品設(shè)計(jì)翹曲所對(duì)應(yīng)的值進(jìn)行運(yùn)行，得出最后一個(gè)翹曲與變形的近似函數(shù)關(guān)系，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建工藝參數(shù)仿真，代替昂貴的仿真分析優(yōu)化迭代。解決了基于EI函數(shù)的優(yōu)化問題在這里使用順序二次規(guī)劃28。預(yù)期的改進(jìn)表面可能是高度多模態(tài)的，因此難以可靠地優(yōu)化。首先，通過1000個(gè)隨機(jī)選擇點(diǎn)和EI函數(shù)值計(jì)算來構(gòu)造近似執(zhí)行數(shù)學(xué)函數(shù)。找出EI最大點(diǎn)，然后將功能值選擇為一個(gè)初始設(shè)計(jì)。在此外，樣品中具有最小翹曲值的點(diǎn)被選擇為另一個(gè)初始設(shè)計(jì)，即兩個(gè)優(yōu)化過程在每個(gè)迭代執(zhí)行。在與仿真分析比較，這些過程消耗的時(shí)間非常短，可以忽略。圖8：優(yōu)化后掃描儀翹曲需要20次迭代才能獲得優(yōu)化解， 結(jié)果見表3。圖4和圖5顯示優(yōu)化前后的翹曲值，分別為（表2）。第二個(gè)例子是掃描儀。 蓋子離散由8,046個(gè)三角形元素組成，如圖1所示。它是由PC模具溫度（Tmold），熔體溫度（Tmelt），注射時(shí)間（錫），包裝壓力（Ppack），包裝時(shí)間（tpack）和冷卻時(shí)間（tc）作為設(shè)計(jì)變量。通過平面外位移量化目標(biāo)函數(shù)翹曲（x），這是最大和最小的變形參考在Moldflow Plastics Insight軟件默認(rèn)的平面的總和。約束由上下限組成，設(shè)計(jì)變量見表3。模具溫度范圍和熔體溫度是基于Moldflow Plastics推薦的值洞察，注射時(shí)間，包裝壓力，包裝時(shí)間和冷卻時(shí)間由制造商的經(jīng)驗(yàn)決定。圖9：每個(gè)因素對(duì)手機(jī)蓋翹曲的個(gè)體影響初始十個(gè)樣本由LHD選擇；25次迭代后獲得最優(yōu)解。結(jié)果如表4所示。圖7和圖8分別表示優(yōu)化前后的翹曲。6討論表2和表4顯示了幾個(gè)工藝參數(shù)處于極限的邊界。 圖9和10顯示每個(gè)因素對(duì)翹曲的影響等，所有其他因素分別保持在最佳水平。圖10：每個(gè)因素對(duì)掃描器翹曲的個(gè)別影響圖9和10顯示了高熔體溫度和短注射時(shí)間是理想的。翹曲值隨著熔體溫度的變化，從260C到300C非線性減小。這是因?yàn)檩^低的熔體溫度流動(dòng)性不好，可能導(dǎo)致早期形成冷凍皮膚層，將產(chǎn)生更高的剪切應(yīng)力和阻塞流。如果沒有足夠的時(shí)間釋放剪切應(yīng)力，翹曲將增加。然而翹曲值隨注射時(shí)間非線性增加。對(duì)于薄壁注模部件，長注射時(shí)間可以增加冷凍表皮層與熔融芯層的比例。它可以阻止流動(dòng)，并導(dǎo)致更高的流量剪切應(yīng)力和材料中更多的分子取向。翹曲值僅改變包裝時(shí)間的周期，當(dāng)包裝時(shí)間長于某些值時(shí)，翹曲值幾乎不變。圖9和10還顯示，當(dāng)改變其他工藝參數(shù)（如包裝壓力，冷卻時(shí)間和模具溫度）時(shí)，翹曲值的變化是不規(guī)則的。翹曲值取決于所有工藝參數(shù)的綜合影響，所有這些工藝參數(shù)應(yīng)通過優(yōu)化提供。7結(jié)論在本研究中，提出了一種綜合ANN模型和EI函數(shù)法，以最大限度地減少注塑件的翹曲。這種方法的目的是優(yōu)化一些近似功能訓(xùn)練的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。優(yōu)化過程可以從由一組采樣點(diǎn)訓(xùn)練的近似函數(shù)開始，然后通過EI函數(shù)將最佳采樣點(diǎn)添加到訓(xùn)練集中。優(yōu)化的每一次迭代包括訓(xùn)練近似函數(shù)和優(yōu)化EI函數(shù)?？紤]到EI功能可以將相對(duì)意想不到的空間考慮在內(nèi)，以提高ANN模型的準(zhǔn)確性，并快速接近全局優(yōu)化解決方案。隨著應(yīng)用程序，手機(jī)蓋和掃描儀的調(diào)查，在優(yōu)化中只需要少量的Moldflow Plastics Insight分析，因?yàn)閮蓚€(gè)示例的第一次迭代需要一組幾個(gè)采樣點(diǎn)（只有十個(gè)采樣點(diǎn)）并且每次迭代的后續(xù)操作只將一個(gè)采樣點(diǎn)添加到集合中。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明，所提出的優(yōu)化方法對(duì)于減少注射成型件的翹曲是有效的，可以快速收斂到優(yōu)化解。雖然這些實(shí)例的設(shè)計(jì)變量限于模具溫度，熔體溫度，注射時(shí)間，包裝壓力，包裝時(shí)間和冷卻時(shí)間，但本方法也適用于更多的工藝參數(shù)。 然而，還有兩個(gè)問題。第一個(gè)是開發(fā)有效的優(yōu)化算法。因?yàn)镋I功能是具有尖銳峰值多模態(tài)的，所以很難找到最佳解決方案。第二個(gè)是針對(duì)一些優(yōu)化方法開發(fā)的，以確定BPN學(xué)習(xí)框架中的一些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，如學(xué)習(xí)周期，學(xué)習(xí)速率，動(dòng)量因子和隱藏神經(jīng)元數(shù)量，使網(wǎng)絡(luò)的收斂速度快速穩(wěn)定。計(jì)劃進(jìn)一步發(fā)展。致謝：作者衷心感謝中國國家自然科學(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Moldflow公司為本研究提供仿真軟件。參考文獻(xiàn)1 Shen CY, Wang LX, Li Q (2007) Optimization of injectionmolding process parameters using combination of artificial neural network and genetic algorithm method. 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Wang (*) State Key Laboratory of Structural Analysis for Industrial Equipment, Dalian University of Technology, Dalian, 116024 Liaoning, China e-mail: guixumdlut.edu.cn16摘 要為了熟練掌握模具制造這個(gè)占機(jī)械行業(yè)很大份額的行業(yè)的知識(shí)，對(duì)方套管注塑的模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)。這個(gè)設(shè)計(jì)又是對(duì)四年來所學(xué)機(jī)械方面知識(shí)的一次綜合運(yùn)用的機(jī)會(huì)，所以相對(duì)的重要。通過老師的指導(dǎo)下與在圖書館、網(wǎng)絡(luò)自學(xué)了很多模具方面的知識(shí)，了解到模具技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。方套管模具是注塑模具中比較典型的模具當(dāng)然也有它自身的特點(diǎn)。典型在于它是方柱形，內(nèi)有貫通的圓形孔，形狀比較規(guī)則，相對(duì)比較對(duì)稱；它的特點(diǎn)在于柱子的長度相比于截面的圓直徑比較大，所軸向長度很大，而且他的一個(gè)面上有圓柱凸臺(tái)且有通孔。所以在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮測(cè)抽芯，哈呋分型的設(shè)計(jì)等很多問題。在設(shè)計(jì)過程中，主要對(duì)模具的型芯、型腔、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和脫模系統(tǒng)進(jìn)行了精密的計(jì)算和合理的選擇。設(shè)計(jì)中主要運(yùn)用了Pro/E和Auto CAD軟件，根據(jù)制件的零件圖繪制了模具的各個(gè)零件圖和裝配圖。關(guān)鍵字：模具；機(jī)械；Pro/E；Auto CADABSTRACT In order to master the mold manufacturing machinery industry accounted for a large share of the knowledge of the industry, the other casing injection mold was designed. This design is a four years to learn the mechanical aspects of the knowledge of a comprehensive use of the opportunity, so the relative importance. Through the guidance of the teacher and in the library, the network self-taught a lot of mold knowledge, understand the level of mold technology has become a measure of the level of a national manufacturing an important symbol, and to a large extent determine the quality of the product, Efficiency and new product development capabilities. Square casing mold is a typical mold in injection molds, of course, has its own characteristics. It is characterized by the fact that the length of the column is larger than the circle diameter of the section, and the axial length is large, and it is characterized by the fact that the length of the column is larger than that of the cross section. One side has a cylindrical boss and has a through hole. So in the design must consider the test core, Ha Fu classification design and many other issues. In the design process, the core of the mold, cavity, gating system, guidance system and stripping system for a sophisticated calculation and a reasonable choice. The design of the main use of the Pro / E and Auto CAD software, according to the parts of the parts of the drawing of the mold parts and assembly drawings.Key words: mold; machinery; Pro / E; Auto CAD目 錄第一章 塑件成型工藝分析11.1塑件結(jié)構(gòu)分析11.2 塑件材料分析11.3 注射機(jī)的選擇2第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式42.1 模具分型面的確定42.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定5第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)63.1 主流道的設(shè)計(jì)63.2分流道的設(shè)計(jì)73.3冷料穴的設(shè)計(jì)73.4澆口的設(shè)計(jì)8第四章 成型零部件設(shè)計(jì)94.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)94.2成型零件的鋼材選用94.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算9第五章 模架的確定與模板校核115.1模架的確定115.2 模板各尺寸的校核11第六章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12第七章 脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)137.1推桿位置的設(shè)置137.2 推桿形狀及固定形式137.3脫模力的計(jì)算137.4側(cè)推出零件尺寸的確定147.5校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力15第八章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)168.1冷卻介質(zhì)168.2冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算16第九章 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)18謝辭19參考文獻(xiàn)20大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 塑件成型工藝分析1.1塑件結(jié)構(gòu)分析所給課題為帶側(cè)臺(tái)方套管，該塑料制件外形看似簡單，但在設(shè)計(jì)這套模具時(shí)，需要同時(shí)考慮主型芯過長并且存在著側(cè)抽芯這些問題，故有一定難度。本設(shè)計(jì)的塑件壁厚為2mm，適合注塑成型。精度等級(jí)按實(shí)際公差計(jì)算，由于是哈呋分型所以無需設(shè)計(jì)脫模斜度，當(dāng)分型時(shí)塑件因凸臺(tái)的存在，開模后制品掛在成型凸臺(tái)的哈呋上，再由側(cè)向脫模機(jī)構(gòu)使制品完全脫模。塑件的三維圖與二維圖。見圖1-1下圖所示。圖1-11.2 塑件材料分析（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）成型性能據(jù)參考文獻(xiàn)1P20可知，ABS塑料呈淡黃色不透明，非結(jié)晶塑料，ABS是無定型聚合物，無明顯熔點(diǎn)，熔融流動(dòng)溫度不太高，在160190范圍具有充分的流動(dòng)性，而且熱穩(wěn)定性較好，在約285時(shí)才出現(xiàn)分解現(xiàn)象，因此具有較廣的加工溫度。ABS具有有一定的吸濕性，故在成型之前要對(duì)其進(jìn)行干燥處理。 （3）HDPE主要性能指標(biāo)如表11所示。表1-1 HDPE主要性能指標(biāo)密度/g.cm3 1.021.08彎曲模量/Mpa 1400壓縮強(qiáng)度/Mpa 53潔凈度/% 8095 拉伸強(qiáng)度/Mpa 38剪切強(qiáng)度/Mpa 2036屈服強(qiáng)度/Mpa 50拉伸模量/Mpa 1400抗彎強(qiáng)度/Mpa 80熔融溫度/ 160190彎曲強(qiáng)度/Mpa 2540 比熱容/J/kg/ 14701.3 注射機(jī)的選擇注塑是ABS塑料最重要的成型方法，在設(shè)計(jì)模具時(shí)，為了生產(chǎn)出合格的塑料制件，除了應(yīng)掌握注塑成型工藝過程外，還應(yīng)對(duì)所選用的注塑機(jī)的有關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行全面的了解。注塑機(jī)是塑料注塑成型所用的主要設(shè)備。注塑成型時(shí)模具安裝在注塑機(jī)的動(dòng)模板上，通過注塑機(jī)的液壓鎖模機(jī)構(gòu)使動(dòng)模具處于合模狀態(tài)。這就需要較核該模具所需要的鎖模力。是否在注塑機(jī)允許范圍內(nèi)。另外模具的開模行程和最大閉和高度都應(yīng)該通過較核。經(jīng)分析，本設(shè)計(jì)適應(yīng)采用螺桿臥式注塑機(jī)。其螺桿式注塑機(jī)的工藝參數(shù)如下表1-2：表1-2 材料所需的注塑機(jī)工藝參數(shù)注塑機(jī)類型噴嘴形式噴嘴溫度/料筒溫度/螺桿式注塑機(jī)XS-ZY-500直通式180190前段中段后段200210210230180200模具溫度/注射壓力/ MPa保壓力/ MPa注射時(shí)間/s50707090507035保壓時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s成型周期/s成型溫度/153015304070160190根據(jù)以上的注塑機(jī)的工藝參數(shù)以及注塑量、注塑壓力等各方面要求先初步選用XS-ZY-500型臥式注塑機(jī)，該注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表1-3：根據(jù)參考文獻(xiàn)1P70可知，以注塑機(jī)注射能力為基礎(chǔ)，每次在注射量不超過注塑機(jī)最大注射量的80%，按公式計(jì)算模具的型腔數(shù)：n=(0.8G-m2)/m1式中：G注塑機(jī)的最大注塑量（g）； m1單個(gè)塑件的質(zhì)量（g）；m2澆注系統(tǒng)質(zhì)量（g）。n=（0.8x500-15）/95n4.05模具型腔個(gè)數(shù)選一模四腔。表1-3 XS-ZY-500型臥式注塑機(jī)主要技術(shù)參數(shù)注塑機(jī)型號(hào)XS-ZY-500理論注塑量/ cm3500注塑壓力/MPa140鎖模力/10kN350螺桿直徑/mm65開模行程/mm700最大注射面積/ cm21000最大模具厚度/mm450最小模具厚度/mm300噴嘴球半徑/mm18噴嘴孔直徑/mm7.5推出兩側(cè)中心孔徑/mm150推出兩側(cè)孔徑/mm24.5推出兩側(cè)孔距/mm530第二章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式2.1 模具分型面的確定分型面是分開模具取出塑件的面，是模具動(dòng)、定模的分界面。分型面的選擇受到塑料件的結(jié)構(gòu)形狀，壁厚，尺寸精度，嵌件的形狀及其位置，塑料件在模具中成型的位置，脫模的方法，澆注系統(tǒng)的形式及位置，模具的類型，排氣的方式，模具加工制造的工藝甚至成型設(shè)備結(jié)構(gòu)等因素的影響，一般選擇分型面是要考慮以下幾點(diǎn)：1.便于塑料件的脫模，開模時(shí)，塑料件應(yīng)盡可能的留在動(dòng)模之中，但本設(shè)計(jì)中，考慮到經(jīng)濟(jì)性以及模具的緊湊性，故將主型芯設(shè)計(jì)在定模一側(cè)。分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)面分型與抽芯；要有利于合理安排塑料件在模具中的方位，即型腔的方位；2.要滿足塑料件外觀質(zhì)量要求3.能保證塑料件的尺寸精度要求，可以滿足其使用，配合要求4.有利于防止溢料和考慮飛邊在塑料件上的位置，以及飛邊修出的難易程度5.要有利于排氣根據(jù)本設(shè)計(jì)中的塑料件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)要求，結(jié)合分型面選擇原則等因素，本設(shè)計(jì)屬于型腔完全在哈呋一側(cè)，故分型面如圖2-1所示:圖2-12.2 型腔數(shù)量和排列方式的確定1.型腔數(shù)目的確定本設(shè)計(jì)通過計(jì)算為一模四件，故型腔數(shù)量為一模四腔。2.型腔的布置型腔的排列涉及模具的尺寸，澆注系統(tǒng)的平衡，抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模具在開模時(shí)的受力平衡等問題，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)各方面情況進(jìn)行綜合考慮，并在設(shè)計(jì)中進(jìn)行必要的修改，以達(dá)到完善的結(jié)果。本設(shè)計(jì)中，由于制件是帶側(cè)孔的方套管，加之要求一模四件，并且結(jié)合澆注系統(tǒng)的合理性為了簡化模具結(jié)構(gòu)和均衡進(jìn)料，故采取單排列式S形的方式布置。第3章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，他將注射機(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)主流道凝料順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和沖模時(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.主流道尺寸（1）主流道長度：小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）主流道小端直徑：d=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.11）mm=（3+0.5）=3.5mm （3）主流道大端直徑：d2=d+2Ltan8mm，式中=4。 （4）SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(12)mm=（14+2）=16mm2.主流道的凝料體積3.主流道當(dāng)量半徑 4.主流道澆口套的形式主流道襯套為標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端入口處與入口處與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對(duì)材料的要求較嚴(yán)格，因而盡量小型注射?？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)中常采用碳素工具鋼（T10A），熱處理淬火表面硬度為5055HRC。其結(jié)構(gòu)如下圖3-1所示：圖3-13.2分流道的設(shè)計(jì)分流道的設(shè)計(jì)應(yīng)能使塑料熔體的流向得到平穩(wěn)的轉(zhuǎn)換，并且能夠充分的充滿型腔；要保證各型腔之間的距離恰當(dāng)，以保證排布冷卻水道，螺釘?shù)?，并有足夠的截面積承受注塑力，同時(shí)還要盡量縮短流道的長度，降低澆注系統(tǒng)的凝料重量，是溫度降和壓力降盡可能的低。并且型腔和澆注系統(tǒng)的投影面積的重心應(yīng)盡量接近注塑機(jī)的鎖模力的中心。分流道的布置：在多型腔注射模具中，分流道的設(shè)置形式分為平衡式和非平衡式兩種，一般以平衡式設(shè)置布局為佳，這樣可以達(dá)到各型腔能夠均衡的充填熔體，并且同時(shí)充滿各個(gè)型腔。平衡式是指主流道到各個(gè)型腔的分流道，其長度，形狀，斷面尺寸都對(duì)應(yīng)相等，因此可以獲得較高的制件精度，本設(shè)計(jì)中由于情況特殊，綜合所有因素考慮，只要采取中心對(duì)稱式排布的方式才最合理。分流道截面形狀：實(shí)際設(shè)計(jì)中所采用的分流道斷面形狀有圓形，半圓形，矩形和梯形，U形。U形流動(dòng)效率低于圓形與正六角形，但加工容易，又比圓形與正方形流道容易脫模，故本設(shè)計(jì)中采用U形分流道。1.分流道的長度 根據(jù)4個(gè)型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，L分 取150mm。2.分流道的當(dāng)量直徑 因?yàn)樵撍芗馁|(zhì)量m=pV=155.26g，所以分流道的當(dāng)量直徑為D分=0.2654=6.13mm。3.分流道的界面形狀 本設(shè)計(jì)采用U形截面。分流道的截面尺寸 D=6.13mm,所以H取6R取2.5。4.凝料體積 （1）分流道的長度L=1502=300（2）分流道截面積A=29.5（3）凝料體積V=2LA=30029.5=8850=8.855.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高，一般取Ra1.252.5即可，此處取1.6，另外脫模斜度在510之間，這里的脫模斜度為5。3.3冷料穴的設(shè)計(jì)在完成一次注射循環(huán)的間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和主流道入口這一小段熔體因輻射散熱而低于所要求的塑料熔體的溫度，從噴嘴端部到注射機(jī)料筒以內(nèi)約1025mm的深度有個(gè)溫度逐漸升高的區(qū)域，這時(shí)才達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于這一區(qū)域內(nèi)的塑料的流動(dòng)性能及成型性能不佳，如果這里溫度相對(duì)較低的冷料進(jìn)入型腔，便會(huì)產(chǎn)生次品。為克服這一現(xiàn)象的影響，用一個(gè)井穴將分流道延長以接收冷料，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，把這一用來容納注射間隔所產(chǎn)生的冷料的井穴稱為冷料穴。冷料穴位于分流道所在的動(dòng)模板上，其作用是收集熔體前鋒的冷料，防止進(jìn)入型腔而影響塑件的質(zhì)量。分流道冷料穴如圖3-2所示：圖3-23.4澆口的設(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)間的剪切速率和封閉時(shí)間，因此采用點(diǎn)矩形澆口，有5的脫模斜度，其截面形狀簡單，易于加工，便于試模后的修正，且開設(shè)在哈呋上，從哈呋型腔的邊緣進(jìn)料。側(cè)澆口尺寸的確定:H=nt=0.72=1.4mm B=cmL一般取0.52.5 L=0.7mm第4章 成型零部件設(shè)計(jì)4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凹模是用來成型制品外表面的模具零件，其結(jié)構(gòu)與制品的形狀、尺寸、使用要求、生產(chǎn)批量及模具的加工方法等有關(guān)，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式、嵌入式、組合式和鑲拼組合式四種類型。根據(jù)對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析本設(shè)計(jì)中采用組合式凹模，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，牢固可靠，不容易變形，成型出來的制品表面不會(huì)有鑲拼接縫的溢料痕跡，還有助于減少注射模中成型零部件的數(shù)量，便并于脫模。（2）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 凸模是用來成型制品內(nèi)表面的模具零件，常用的結(jié)構(gòu)形式有整體式和組合式兩種類型由于凹、凸模件具有足夠的強(qiáng)度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。如果凹凸模都采用整體式，優(yōu)點(diǎn)是加工成本低，但是常用模架的模板材料為中碳鋼，用作凹、凸模，使用壽命短，若選用好材料的模板制作整體的凹凸模，則制造成本較高。綜合考慮以上因素，凸模采用整體嵌入式。這樣既保證了模具的使用壽命，又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料，并且損壞后，維修、更換方便。4.2成型零件的鋼材選用根據(jù)對(duì)成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、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榇笈可a(chǎn)，所以構(gòu)成成型腔的組合式凹模采用45鋼。對(duì)于凸模來說，由于脫模時(shí)與塑件磨損嚴(yán)重，因此鋼材也選用45鋼。鋼材淬火處理，硬度為4348HRC。4.3 成型零件工作尺寸的計(jì)算型腔和型芯徑向尺寸的計(jì)算。根據(jù)塑料模具成型手冊(cè)：已知塑料件尺寸為Ls，取1/23/4,本設(shè)計(jì)中取=0.5,而磨損量為z = /6 。z平均收縮率為Scp，本設(shè)計(jì)中取0.0055。設(shè)型腔的徑向尺寸為LM 按平均值計(jì)算方法可得下式：（1）主型腔徑向尺寸計(jì)算為：Ls =30mm （2）側(cè)型腔徑向尺寸計(jì)算為：Ls =20mm（3）主型芯的徑向尺寸計(jì)算為：已知塑料件的尺寸為ls =26mm（4）側(cè)型心徑向尺寸計(jì)算為：ls =16mm（5）主型腔深度尺寸計(jì)算為：Hs=150mm（6）主型芯高度尺寸計(jì)算為：hs =150mm （7）側(cè)型腔深度尺寸計(jì)算為：Hs=6mm（8）側(cè)型芯高度尺寸計(jì)算為：hs=8mm第5章 模架的確定與模板校核5.1模架的確定1.模架類型的確定根據(jù)本設(shè)計(jì)中模具的總體結(jié)構(gòu)：動(dòng)模兩板塊，一個(gè)槽塊，采用推桿脫模機(jī)構(gòu)，因此選用A2型模架，但是由于槽塊厚度較大，需要廠家另行定做，其余部分均按標(biāo)準(zhǔn)選擇模架。2.模具系列的確定根據(jù)模具各部分的設(shè)計(jì)以及型腔的安排，本設(shè)計(jì)中型腔是直線分布的，故模架的長度要滿足型腔排列的總長，由于每個(gè)型腔的徑向尺寸不大，故寬度方面沒有太大的要求，只要足夠大于型腔的徑向尺寸即可；綜合考慮各方向的因素，本設(shè)計(jì)中最終決定選用尺寸選擇模架序號(hào)為8號(hào)系列模具。3.動(dòng)模板、支撐塊厚度的確定由于標(biāo)準(zhǔn)模架大致已經(jīng)選定，故按照標(biāo)準(zhǔn)選取動(dòng)模座板的尺寸為25mm。動(dòng)模板的厚度，即標(biāo)準(zhǔn)模架中A板的厚度，根據(jù)塑料成型模具設(shè)計(jì)手冊(cè)選取A板厚度為32mm。槽塊，及本設(shè)計(jì)中的中間板，由于該板做成了槽塊，長度要求很大，故需要廠家另行訂制作，在本設(shè)計(jì)中，為滿足長度需求，動(dòng)模板B的厚度250mm。本設(shè)計(jì)中，由于分型的距離很小，所以對(duì)墊塊C的要求不大，本設(shè)計(jì)中墊塊C取標(biāo)準(zhǔn)模架中的較小值即可，即墊塊高度C為100mm。其余尺寸如頂板的厚度按標(biāo)準(zhǔn)模架為25mm，頂桿固定板厚度相應(yīng)為20mm。剩余零件尺寸也均按標(biāo)準(zhǔn)模架選用。5.2 模板各尺寸的校核1.模架平面尺寸 315315mm345345mm(拉桿間距) 合格2.模具高度尺寸415mm，350mm(最小)415mm450mm(最大) 合格3.模具開模行程 s=65mm325mm(開模行程) 合格。第6章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體填充型腔時(shí)，必須順序排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)空氣及塑料受熱或凝固產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。如果型腔內(nèi)因各種原因而產(chǎn)生的氣體不被排干凈，一方面將會(huì)在塑件上產(chǎn)生氣泡，接縫表面輪廓不清及充填缺料等成型缺陷，另一方面氣體受壓，體積縮小而產(chǎn)生高溫會(huì)導(dǎo)致塑件局部碳化或燒焦，同時(shí)積存的氣體還會(huì)產(chǎn)生反向壓力而降低充模速度，因此設(shè)計(jì)型腔時(shí)必須考慮排氣問題。通常排氣方式有以下幾種：1用分型面排氣2用型芯和模板配合間隙排氣3利用頂桿間隙排氣4用側(cè)型芯運(yùn)動(dòng)間隙排氣5開排氣槽本設(shè)計(jì)屬于中小型注塑模具，結(jié)合制件本身特點(diǎn)，前四種排氣方式都可以在本設(shè)計(jì)中應(yīng)用到，故采用分型面和推桿制件與側(cè)型芯以及頂桿孔之間的間隙排氣。第7章 脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本課題中，在模具設(shè)計(jì)總方案決定了該設(shè)計(jì)中的脫模機(jī)構(gòu)的類型，由于最終塑料制件留在側(cè)型芯中，故脫模機(jī)構(gòu)為一個(gè)主推帶動(dòng)側(cè)推的裝置。推出裝置的設(shè)計(jì)原則必須滿足：1.推出機(jī)構(gòu)必須可靠:推出裝置的設(shè)計(jì)，必須使其工作可靠、配合合理、動(dòng)作靈活、制造方便、更換容易、機(jī)構(gòu)本身要具有足夠的剛度和強(qiáng)度，足以克服脫模阻力。2.保證塑料制件不變形、不損壞：故必須正確分析塑料件在成形之后對(duì)于型腔的附著力的大小和所在位置，以便合理的選擇推出方式以及確定合理的推出點(diǎn)，使之布置均勻合理，本課題中，最終塑料制件留在側(cè)型芯中，故必須分析計(jì)算出塑料因收縮對(duì)側(cè)型芯的包裹力，推出裝置要大于這個(gè)包裹力才能將制件從側(cè)型芯上推出，并且應(yīng)該合理安排推桿的數(shù)量，分布方式。3.保證塑料表觀質(zhì)量良好：設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，要求推出塑料件的位置要盡量的選擇在塑件的內(nèi)部或者是對(duì)塑料件表觀無大的影響的端面等部位結(jié)合這些原則和本課題中塑料制件的特點(diǎn)，加之推桿零件結(jié)構(gòu)簡單、加工、裝配及更換方便，滑動(dòng)阻力較小，使用效果好，設(shè)置布局自由度大，故選擇推桿推出機(jī)構(gòu)。7.1推桿位置的設(shè)置結(jié)合本課題的方案圖，則推桿應(yīng)設(shè)置在脫模力大的地方，側(cè)型芯周圍塑料件對(duì)型芯的包緊力很大，所以可以在型芯外側(cè)塑料件的端面上設(shè)置推桿，本設(shè)計(jì)初步采用平均每個(gè)制件采用兩根推桿的平衡推出布置7.2 推桿形狀及固定形式綜合分析，A型推桿結(jié)構(gòu)簡單而且應(yīng)用廣泛，故采用A型推桿，尾部采用臺(tái)肩式結(jié)構(gòu)，臺(tái)肩的直徑D與推桿的直徑約差46mm,推桿直徑d與模板上相應(yīng)的推桿孔采用H8/f7或者H8/f8的間隙配合。推桿固定端與推桿固定板之間通常采用單邊為0.5mm的間隙，這樣設(shè)計(jì)既可以降低加工要求，又能在多推桿結(jié)構(gòu)情況下，不因?yàn)橛捎诟靼迳系耐茥U孔的加工誤差引起的軸線不一致而導(dǎo)致阻滯或卡死現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)中推桿采用T10A碳素工具鋼，熱處理硬度要求為5055HRC，工作端配合部分的表面粗糙度要低于Ra0.8m 。7.3脫模力的計(jì)算由于圓形孔為通孔，故脫模力即為制件對(duì)側(cè)型芯的包緊的脫模阻力，在脫模力計(jì)算中，將=r/t10的制品視為薄壁制品，反之，視為厚壁制品。 t制品的壁厚2（mm） r型芯的平均半徑8（mm） =r/t=8/2=410,故本設(shè)計(jì)中為厚壁制品本設(shè)計(jì)中側(cè)型芯為厚壁圓形，故制品對(duì)型芯包緊的脫模阻力計(jì)算公式如下： 式中：E塑料的拉伸彈性模量（MPa）,ABS的E為1.911.98GPa,本設(shè)計(jì)中E=1.95GPa S塑料的平均收縮率，ABS的S為（0.3%0.8%），本設(shè)計(jì)中取S=0.5%=0.005 L被包型芯長度（mm）,本設(shè)計(jì)中L=7mm f制品與鋼材表面之間的靜摩擦系數(shù)，ABS的f取0.45型芯的脫模斜度，取0 塑料的泊松比，ABS的取0.3 K1是由和決定的無因次數(shù) K2厚壁制件的計(jì)算系數(shù)，其計(jì)算公式為：故側(cè)抽芯的脫模力為96.364=385.44N7.4側(cè)推出零件尺寸的確定側(cè)頂桿直徑的確定：根據(jù)歐拉公式，可得推桿直徑d（mm）的公式： 式中：d推桿的最小直徑，mm k安全系數(shù)，可取k=1.5 L側(cè)頂桿的長度，L=33mm F脫模力，F(xiàn)=385.44N n推桿數(shù)目,n=8 E鋼材的彈性模量， 得d=7.86mm 綜合考慮，最終采用8根直徑為8mm推桿。 同上得出主推桿的的脫模力 推桿直徑的確定：根據(jù)壓桿穩(wěn)定公式，可得推桿直徑d（mm）的公式： 式中：d推桿的最小直徑，mm K安全系數(shù)，可取K=1.5 L推桿的長度，L=128mm F脫模力，F(xiàn)=1662N n推桿數(shù)目,n=4 E鋼材的彈性模量，MPa 得d=13.75mm 故取推桿直徑為d=15mm7.5校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 推出面積= =402.12 推出應(yīng)力=1.15MPa22.5MPa 合格第8章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 模具的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)關(guān)系到塑料制件質(zhì)量以及生產(chǎn)效率，合理的冷卻系統(tǒng)能改善塑料成型，減少塑件應(yīng)力的變形，改善塑料外觀質(zhì)量，提高塑料物理性能及提高生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)的計(jì)算很麻煩，在此只進(jìn)行簡單的計(jì)算。設(shè)計(jì)時(shí)忽略磨具因空氣對(duì)流，輻射以及與注射接觸所散發(fā)的熱量，按單位時(shí)間內(nèi)塑料溶體凝固時(shí)所放出的熱量應(yīng)等于冷卻水所帶走的熱量。8.1冷卻介質(zhì) ABS屬于中等粘度材料，其成型溫度計(jì)模具溫度分別為200和5080。所以磨具溫度初步選定為50，用常溫水隊(duì)模具進(jìn)行冷卻。8.2冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 1.單位時(shí)間內(nèi)注入模具的塑料溶體的總質(zhì)量w（1）塑料制品的體積 （2）塑料制品的質(zhì)量m=v=152.221.02=155.26g（3）塑件壁厚為2mm，可以查表知t冷=20.5s。取注射時(shí)間t注=4s，脫模時(shí)間為18s，則注射周期：t=t注+t冷+t脫=20.5+4+18=42.5s。由此得每小時(shí)的注射次數(shù)：N=（3600/42.5）=85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=Nm=631.9885=53.71kg/h 2.確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量Qs，查表知ABS的單位熱流量Qs的取值范圍在（310400）kj/kg之間，故可取Qs=370kj/kg 3.計(jì)算冷卻水的體積流量qv 設(shè)冷卻入水口的水溫2=22，出水到的水溫為1=25，取水的密度=1000kg/m3，水的比熱容c=4.187kj/（kg）。則根據(jù)公式得=53.71370/（6010004.187（25-22）/min=0.02637/min 4.確定冷卻水路的直徑d 當(dāng)qv=0.02637/min時(shí)，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑d=0.01m。 5.冷卻水在管內(nèi)的流速VV=4qv/（60）=5.596m/s 6.求冷卻壁管與水交界面的膜傳熱系數(shù)h 因?yàn)槠骄疁貫?3.5，查表知f=0.67，則有 7.計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A=53.71370/(3.21510000(50-(22+25)/2)=0.0233 8.計(jì)算模具所需冷卻水管的總長度L 9.冷卻水管的根數(shù)x 設(shè)每條水管的根數(shù)l=315mm，則冷卻水路的根數(shù)為X=L/l=741.7/315=2.354根本設(shè)計(jì)中由于塑件的總長太長，要使制件冷卻均勻，且滿足模架要求，最終決定采用單個(gè)哈呋三條總共六條直徑為10mm的冷卻水道直線形布置，以保證制件均勻冷卻。冷卻水道布置如下圖8-1所示：圖8-1第九章 導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于模具是必不可少的部件，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)只要起導(dǎo)向、定位作用，并且承受一定的側(cè)壓力，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的類型有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種形式。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，故可以采用標(biāo)準(zhǔn)模架本身自帶的導(dǎo)柱，本設(shè)計(jì)中采用A型導(dǎo)柱，型導(dǎo)套，導(dǎo)柱導(dǎo)套數(shù)量為四個(gè)，導(dǎo)柱的直徑為32mm,導(dǎo)柱前端做成錐臺(tái)形，為了使材料具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，韌而不易折斷的心部，因而本設(shè)計(jì)中選用T10A鋼經(jīng)過淬火處理，硬度為5660HRC，導(dǎo)柱的固定部分的表面粗糙度為，而導(dǎo)向部分的表面粗糙度為。其中導(dǎo)柱固定部分與模板之間通常采用H7/m6的過渡配合方式，而導(dǎo)柱的導(dǎo)向部分與相應(yīng)導(dǎo)套采用H7/f7的間隙配合方式。謝 辭三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)如白駒過隙，轉(zhuǎn)瞬即逝?；厥走@些日子里，我收獲了非常多，盡管在畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我也苦惱過、迷茫過，但是通過自己不斷地努力，還有老師的幫助，同學(xué)和家人的鼓勵(lì)，我依舊順利的完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)并沒有想象中的完美，其中還是有很多問題和瑕疵，但是有時(shí)候做一件事情，不能太在乎結(jié)果，而是要重視其中的過程，因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束并不是最終的結(jié)果，整個(gè)過程中我們學(xué)習(xí)到的知識(shí)，才是真正最有價(jià)值的東西。感謝我的畢設(shè)老師林盛老師，在他的悉心指導(dǎo)之下，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以順利的進(jìn)行和完成。雖然林老師的工作非常繁忙，但是他總會(huì)盡可能每周都抽出時(shí)間與我們每個(gè)人見面，親自驗(yàn)收我們每個(gè)人的進(jìn)度，并給予指導(dǎo)和修改意見，有不懂的地方也及時(shí)為我們答疑解惑，在這里向林老師表示最衷心的感謝。其次，在這三個(gè)月的日子里，我的同學(xué)，導(dǎo)員還有我的家人也一直給予我鼓勵(lì)，他們是我完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的不竭動(dòng)力，我很幸運(yùn)我的身邊能有你們。大學(xué)生活即將匆匆忙忙地過去，雖然我在這幾年中并沒有一直在努力的學(xué)習(xí)，甚至有一段時(shí)間對(duì)學(xué)習(xí)很厭惡。但這并不能影響著幾年我所經(jīng)歷的事情。我可以無悔地說：我之后努力過。大學(xué)四年，但它給我的影響卻不能用時(shí)間來衡量，這四年以來，經(jīng)歷過的所有事，所有人，都將是我以后生活回味的一部分，是我為人處事的指南針。就要離開學(xué)校，走上工作的崗位了，這是我人生歷程的又一個(gè)起點(diǎn)，在這里祝福大學(xué)里跟我風(fēng)雨同舟的朋友們，一路走好，未來總會(huì)是絢爛繽紛。最后感謝我的母校給我提供的求學(xué)機(jī)會(huì)，使我度過了四年寶貴的時(shí)光。這四年中，通過各位任課老師知識(shí)傳授，使我學(xué)到了不少的東西，這將使我在以后的學(xué)習(xí)和工作中處理問題的方法和經(jīng)驗(yàn)更加豐富。參考文獻(xiàn)1 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