帶金屬嵌件圓珠筆管的注塑模具設(shè)計【一模四腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含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【一模四腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含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【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，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。本次畢業(yè)設(shè)計的課題是帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模，即設(shè)計一個用來生產(chǎn)圓珠筆管的注塑模具。本文詳細(xì)記錄了模具的設(shè)計過程。設(shè)計過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)計和注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

在本次畢業(yè)設(shè)計中讓我可以綜合運用到以前的學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識，加深我對注塑模具設(shè)計原理的理解，并提高了我將理論知識與實際設(shè)計相結(jié)合的能力，為我以后走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。設(shè)計中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計算方法，我還使用了Pro/E、AutoCAD軟件對設(shè)計出的模具進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我國模具發(fā)展現(xiàn)狀 4

1.3模具發(fā)展趨勢 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 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 注射機型號的確定 7

3.3  澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9

3.3.1主流道的設(shè)計 9

3.3.2 分流道的設(shè)計 10

3.3.3 澆口的設(shè)計 12

3.3.4校核主流道的剪切速率 12

3.4冷料穴的計算 13

3.5本章小結(jié) 13

第四章  注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算 14

4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 14

4.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14

4.1.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（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算 15

4.1.5成型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 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 18

4.4 脫模推出機構(gòu)的設(shè)計 18

4.4.1推出方式的確定 18

4.4.2脫模力的計算 18

4.4.3校核推出機構(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 19

4.5.1 冷卻介質(zhì) 19

4.5.2 冷卻系統(tǒng)的簡單計算 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 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 24

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帶金屬嵌件的圓珠筆管注塑模具設(shè)計說明書正文.docx

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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（ 程的解決方案來評估，這是一項復(fù)雜的任務(wù)，通常涉及巨大的計算量。 克里金模型可以在翹曲和過程條件之間建立一個近似的函數(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“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，注射時間和包裝壓力視為設(shè)計變量的蜂窩電話機蓋的翹曲。結(jié)果表明，提出的優(yōu)化方法可以有效降低手機外殼的翹曲 ，注塑時間對所選范圍內(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)計理念的發(fā)展，減少翹曲，提高薄殼部件的質(zhì)量越來越重要。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)整工藝條件來減少翹曲 。事實上，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，模具溫度和注射時間（或注射速度）對注塑件的翹曲 有重 要的影響。塑料注射成型中的一個重要問題是在制造前預(yù)測和優(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 70％的翹曲 變形減少。隨后 [7]，他們通過兩 步搜 索方法優(yōu)化 ，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括翹曲 ，焊縫和打擊強度。 人 [8]使用改進的復(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)行過多的重新分析，因此需要大量的功能評估，因此耗時費財 。 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)模型和遺傳算法來優(yōu)化過程條件，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 將遺傳算法與響應(yīng)面法或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合來減少薄殼塑料件的翹曲。從結(jié)果來看，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。 在這項研 究中，包裝壓力，熔體溫度，模具溫度和注射時間 被認(rèn)為是優(yōu)化翹曲 的有效因素。 應(yīng)用 型 [14,15]組合改進的矩形網(wǎng)格方法來構(gòu)建翹曲和過程參數(shù)的近似關(guān)系，優(yōu)化迭代基于降低高計算成本的近似關(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 提出了改進的矩形網(wǎng)格（ 法來提供用于構(gòu)建克里格模型的采樣點。我們將 ??? ≤ ???? ≤ ????,?? = 1,…,??; 以及第 ???（即采樣點數(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)進行 樣。 樣本點的分布由不同維度的所有不同數(shù)據(jù)組合定義： 3. 對每個采樣點的每個維度添加一個隨機運動 ; 隨機運動是： 其中 ?????? ∈ ,0,1 與 14]相比， 以將邊界上的一些點移動到內(nèi)部設(shè)計區(qū)域，為型提供更多有用的信息，并且可以確保點數(shù)具有較少的重疊坐標(biāo)值。此外，可以避免采樣點彼此靠近的情況，這可能是使用 16]發(fā)生的，因為兩個任意點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)計理念的發(fā)展，減少翹曲，提高薄殼部件的質(zhì)量越來越重要。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)整工藝條件來減少翹曲。事實上，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，模具溫度和注射時間（或注射速度）對注塑件的翹曲有重要的影響。塑料注射成型中的一個重要問題是在制造前預(yù)測和優(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 70％的翹曲變形減少。隨后 [7]，他們通過兩步搜索方法優(yōu)化，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，包括翹曲，焊縫和打擊強度。 人 [8]使用改進的復(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)行過多的重新分析，因此需要大量的功能評估，因此耗時費財。 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)模型和遺傳算法來優(yōu)化過程條件，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)合來減少薄殼塑料件的翹曲。從結(jié)果來看，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。 在這項研究中，包裝壓力，熔體溫度，模具溫度和注射時間被認(rèn)為是優(yōu)化翹曲的有效因素。 應(yīng)用 型 [14,15]組合改進的矩形網(wǎng)格方法來構(gòu)建翹曲和過程參數(shù)的近似關(guān)系，優(yōu)化迭代基于降低高計算成本的近似關(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。 提出了改進的矩形網(wǎng)格（ 法來提供用于構(gòu)建克里格模型的采樣點。我們將 ??? ≤ ???? ≤ ????,?? = 1,…,??; 以及第 ???（即采樣點數(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)進行 樣。 樣本點的分布由不同維度的所有不同數(shù)據(jù)組合定義： 3. 對每個采樣點的每個維度添加一個隨機運動 ; 隨機運動是： 其中 ?????? ∈ ,0,1 與 14]相比， 以將邊界上的一些點移動到內(nèi)部設(shè)計區(qū)域，為型提供更多有用的信息，并且可以確保點數(shù)具有較少的重疊坐標(biāo)值。此外，可以避免采樣點彼此靠近的情況，這可能是使用 16]發(fā)生的，因為兩個任意點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“將功能建模為隨機過程的實現(xiàn)”的方式，因此被稱為“隨機過程模型”。 事實上， 型是內(nèi)插技術(shù)， 測器是一種預(yù)測器，其可以將預(yù)期的平方預(yù)測誤差降至最低，這取決于：（ i）是無偏的，（ 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 個變量的第 i 個樣本點， ???(????)是擬合到第 n 個樣本點的近似函數(shù)， ???(????)是 ????的線性或非線性函數(shù)， ???是要估計的回歸系數(shù)， z(????)是隨機的 函數(shù)具有平均零和方差 ??2。 隨機函數(shù)之間的空間相關(guān)函數(shù)由下式給出： 可以通過使樣本的可能性最大化來估計參數(shù) ???， ??2和 ????。 似然函數(shù)是： 在實踐中，可以通過最大化似然函數(shù)的對數(shù)來獲得，忽略常數(shù)： 讓這個表達(dá)式相對于 ??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) ??????。 通過最大化我們可以獲得的功能： 然后，估計值 ???和 ???2可以從等式 9 和等式 10得到。 測因子 函數(shù)值 ???(???)可以將新點 ???近似地估計為樣本 錯誤是 : 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)測值無偏，此時的平均誤差應(yīng)為零，即： 然后我們得到： 預(yù)測值的均方誤差（ 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)測函數(shù)值 ???(???) 通過使用方程式 21來計算每個新點 ???。 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)計復(fù)雜工程時已早期應(yīng)用 [18最近，黃等人 [21]已經(jīng)使用 型來最大限度地減少金屬成形工藝設(shè)計中的模具磨損。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)化過程 翹曲變形 最小設(shè)計問題可以說如下： 找到 最小化翹曲 （ ??1,??2,…,????） 受制于 ???? ≤ ???? ≤ ???? ?? = 1,2,…,?? 其中 ??1,??2,…,????是表示過程條件的變量，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 個點（每個點對應(yīng)于一組過程條件）的樣本，并運行 序以獲取采樣點的翹曲 值。 然后，選擇與最小翹曲值對應(yīng)的一組工藝條件作為初始設(shè)計。 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 然后，通過 序計算相應(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)計比以前的初始設(shè)計更好，則初始設(shè)計將被更新。 斂標(biāo)準(zhǔn) 收斂標(biāo)準(zhǔn)用于同時滿足優(yōu)化和克里格近似的精度，即： 其中 ?????是 型的近似翹曲值。 5 手機蓋翹曲 優(yōu)化 作為示例，調(diào)查了蜂窩電話機蓋。 其長度，寬度，高度和厚度分別為1305511 1蓋子由 3,780 個三角形元素離散化，如圖 2 所示。 它由 成，其材料性質(zhì)如表 1所示。 設(shè)計變量是模具溫度（ A），熔體溫度（ B），注射時間（ C）和包裝壓力（ D）。翹曲 通過平面外位移來量化，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。因此，這些范圍可以大于實際制造中的范圍。 此外，這個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，因為較低的熔融溫度可能導(dǎo)致熔體短路。注射時間和包裝壓力根據(jù)制造商的經(jīng)驗確定。 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)回歸項和 ??1 = ??2 = ?3的條件下，只需要修改五個來獲得最優(yōu)解，結(jié)果如表 3 所示。 在 4 處理器 1個小時的 行 優(yōu)化過程消耗的凈時間只有 圖 3顯示了蜂窩電話機優(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，每個因素對翹曲 的影響也將通過有限元模擬來研究，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，則會產(chǎn)生更高的殘余應(yīng)力，因為腔體中的熔體具有高的冷卻速率。因此，從質(zhì)量的觀點來看，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，模具溫度對翹曲 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，翹曲 值非線性地降低。較低的熔體溫度具有不良的流動 性，可產(chǎn)生較高的剪切應(yīng)力。如果沒 有足夠的時間釋放剪切應(yīng)力，翹曲將會增加。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。 注射時間短可以在空腔中引起快速熔融流動，這對殘余應(yīng)力和分子取向有貢獻另一方面，長時間的注射時間將會導(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，高的填充壓力可以產(chǎn)生更高的殘余應(yīng)力引起的流動和高壓力。圖 6顯 示后一種效應(yīng)在所選范圍內(nèi)更重要，因為當(dāng)包裝壓力越來越高時，翹曲 增加。 型的結(jié)果分析 設(shè)計變量的兩個相關(guān)函數(shù)如圖 7 所示。 對應(yīng)于θ =1 和θ = 5。隨著設(shè)計變量的變化，θ = 5 的曲線下降得更快。這說明較大的θ使變量更活躍。因此，參數(shù)θ可以解釋為測量相應(yīng)變量的重要性 [15]。對于該示例，參數(shù) ??????的數(shù)量與處理參數(shù)相同，因此每個元素 ????反映相應(yīng)的處理參數(shù)對翹曲 的影響。表 4顯示，在優(yōu)化后， ???值大于其他模型，因此注射時間對翹曲 的影響最大，也與圖 6一致。 7 結(jié)論 在本研究中，提出了一種改進的矩形網(wǎng)格（ 與 將為 此外，它可以確保這些點具有較少的重疊坐標(biāo)值。通過 遺產(chǎn)，它可以避免這些點彼此靠近的情況。 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)進行優(yōu)化，而不是通過 行昂貴的翹曲分析。已經(jīng)使用優(yōu)化方法來最小化手機蓋的翹曲，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)化的計算成本，而且有利于分析過程參數(shù)對翹曲 的影響，特別是反映其非線性關(guān)系。 就手機蓋而言，注射時間是所選范圍內(nèi)影響翹曲的重要因素。 致 謝 作者衷心感謝中國國家自然科學(xué)基金重大計劃（ 10590354）對這項工作的財政支持，并感謝 為本研究提供了仿真軟件。 參考文獻 1. J, K (2000) of of 000, 87–692 2. C, C (2001) in of an a J 10(1):1–9 3. J, Y, J, S, R, T, H, T, C (2004) of of 4(5):917–928 4. H, B, (2002) in 7(2):146–152 5. 2005) of on C/s 1(4):232–235 6. H, H (1995) of to of on 4(5):793–811 7. H, H (1996) of on of 5(2):253–269 8. , G, (1997) to in of 5997, , 308–3312 9. 2005) of by GA 1(5):23–27 10. , (2005) of on of 2(8):1085–1094 11. , (2006) of in J 71(3):437–445 12. , , (2005) of a J 69(10):314–319 13. , (2006) of 7(5–6):468–472 14. N, B, (2002) a . 15. R, , J (1998) of J 3(4):455–492 16. D, J, J (1979) A of of in of a 1 (2):239–245 17. W, D, N, K (2001) 7(2):129–150 18. A, T (1998) A of 92–401 19. W, J, M, (1998) of –11 20. H, Y, I (2002) on J 30–131:490–496 21. , T, I, A (2006) 2(5):369–382 22. I, K (2006) A of 006, 91–192 到日期： 2006 年 11 月 15 日 /接受日期： 2007 年 4 月 5 日 /網(wǎng)絡(luò)發(fā)布： 2007 年 6 月 15日 ?007 on 15 006 /5 007 /15 007# 007n an is to in of by of a an of in In a“is s is to of As of a of on is an as of to of a a is of to of We of or or In is in on 1–5]. to or an of It is an in to An ee 6]. to a in of 0%. ], by a in to et [8]a 2008) 37:953–960. *)116024 s is it a of –5] is to is in it is up in of et [9] a to 10] 11–13] to of by or a be as in be to be on 14, 15]is of on is of m as j ? 1;...; m; of in as qj( of is as . of j ? 1;...; m e1T2. 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 (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 機械工程 132 所在學(xué)院 機械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 林盛 職稱 副教授 所在單位 機械工程學(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)計或研究內(nèi)容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對學(xué)生提出具體要求） 內(nèi)容： 1 實習(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。 要求 ： 計技術(shù)。 寸標(biāo)注合理。 順，參考文獻引用正確。 式及計算結(jié)果正確，書寫格式規(guī)范。 真，嚴(yán)格執(zhí)行 計劃。 括設(shè)計或論文的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等） 本課題要求應(yīng)用先進的 件，進行面向墨盒的注塑模具設(shè)計。課題的目的是培養(yǎng)學(xué)生掌握模具設(shè)計所需的基本知識與技能，包括實體建模技術(shù)、零件圖設(shè)計及配圖設(shè)計。培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計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)計基礎(chǔ)知識，為畢業(yè)后的工作打下良好基礎(chǔ)。 [1]葉久新 北京機械工業(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，北京中國青年出版社 [4]張維合，注塑模具設(shè)計實用手冊。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，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大的意義。本次畢業(yè)設(shè)計的課題是帶金屬嵌件的圓珠筆管 注塑模，即設(shè)計一個用來生產(chǎn)圓珠筆管的注塑模具。本文詳細(xì)記錄了模具的設(shè)計過程。設(shè)計過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)計和注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計。 在本次畢業(yè)設(shè)計中讓我可以綜合運用到以前的學(xué)習(xí)到的專業(yè)知識，加深我對注塑模具設(shè)計原理的理解，并提高了我將理論知識與實際設(shè)計相結(jié)合的能力，為我以后走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。設(shè)計中除了應(yīng)用傳統(tǒng)的計算方法，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 ............................................................ 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 射機型號的確定 ................................................ 7 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................. 9 .................................................. 9 流道的設(shè)計 ................................................. 10 口的設(shè)計 ................................................... 12 ......................................... 12 ................................................... 13 ............................................................................................................................. 13 第四章 注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算 .......................................................................... 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 ................................................... 18 模推出機構(gòu)的設(shè)計 ............................................. 18 ............................................... 18 ................................................. 18 ......................... 19 卻系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................. 19 卻介質(zhì) ..................................................... 19 卻系統(tǒng)的簡單計算 ........................................... 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 ................................................................................................. 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 ..................................................................................................................................... 24 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（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。注塑成型可以對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的塑料制品實現(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，必須借助先進的計算機輔助設(shè)計和制造軟件，這是保證加工質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，減輕勞動量的有效途徑。 國模具發(fā)展現(xiàn)狀 目 前來說我國模具 行業(yè)一直在突飛猛進，近 10年來的增長速度都達(dá)到了 15%,甚至猶有過之。目前我國有 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)出臺了扶持當(dāng)?shù)啬＞咝袠I(yè)的政策。 但是我國模具行業(yè)在地域分布上純在不平衡性東南沿?？煊谥形鞑?，南方的發(fā)展快于北方。 具發(fā)展趨勢 1、模具全球化，模具生產(chǎn)周期進一步縮短 模具市場全球化是當(dāng)今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購買者和生產(chǎn)商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產(chǎn)工藝簡單、精度低的模具加工企業(yè)向技術(shù)相對落后、生產(chǎn)率較低的國家遷移，發(fā)達(dá)國家的模具生產(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)必須面對全球化的市場競爭，同時模具生產(chǎn)廠家不得不千方百計地加快生產(chǎn)進度，努力簡化和廢除不必要的生產(chǎn)工序，模具的生產(chǎn)周期將進一步縮短。 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)效率進一步提高。國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一般為 80％左右，隨著我國模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進一步提高，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（論文） 2 行業(yè)進行更快更好的發(fā)展 4模具協(xié)會 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， 召開專題研討會，幫助企業(yè)尋找出路和辦法應(yīng)付市場， 促進模具技術(shù)的交流、發(fā)展，進行數(shù)字化管理的推廣。 次課題的意義 畢業(yè)設(shè)計可以說是檢驗我們在大學(xué)所學(xué)知識的一次測試，培養(yǎng)我們將理論知識與實際情況結(jié)合的能力進一步提高我們的知識素養(yǎng)， 鍛煉我們獨立處理事務(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（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，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 每個尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，就按實際公差進行計算。 （ 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（論文） 4 表 2塑料品種 結(jié)構(gòu)特點 使用溫度 化學(xué)穩(wěn)定性 性能特點 成型特點 主要用途 型結(jié)構(gòu)非結(jié)晶型 小于 70° 較好 機械強度較好，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，沖擊強度、力學(xué)強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電氣性能良好：易于成型和機械加工，其表面可鍍鉻，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。 （ 2） 成型性能 1） 無定型塑料。其品種很多，各品種的機電性能以及成型特點也有所差異，應(yīng)按品種確定成型方法及成型條件。 2） 吸濕性強。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)要求長時間預(yù)熱干燥。 3） 流動性中等。溢邊料 4） 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進口料位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件表面呈現(xiàn)白色痕跡。 （ 3） 表 2性能指標(biāo) 密度 /g· 服強度 /?????? 50 比體積、 伸強度 /?????? 38 吸水率（ %） 伸 彈 性 模 量/?????? 103 熔點 /℃ 130~160 抗彎強度 /?????? 80 計算收縮率（ %） 壓強度 /?????? 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（論文） 5 射成型過程及工藝參數(shù) （ 1）注射成型過程 1）成型前的準(zhǔn)備。對 澤、粒度和均勻度進行檢驗，由于 水性較大，成型前應(yīng)該充分干燥。 2）注射過程。塑件在注射機料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達(dá)到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔成型，其過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段。 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℃，處理時間為 16~20s。 （ 2）注射工藝參數(shù) 1）注射機：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）成型時間（ s）： 30（注射時間取 卻時間 助時間 8）。 二 章小結(jié) 本章主要進行了塑件的簡單分析，并通過查閱相關(guān)資料了解了所選材料（ 性能、注射成型工藝過程及工藝參數(shù)。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（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 定模具的結(jié)構(gòu)形式 型面位置的確定 通過對塑件結(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，考慮到塑件尺寸、模具結(jié)構(gòu)尺寸的大小關(guān)系，以及制造費用的和各種成本費等因素，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)的部位對稱。由于該設(shè)計選擇的是一模四 腔，故采用中心對稱排列，如圖 3 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（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)計為一模四腔，中心對稱排列，根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)形式，推出機構(gòu)擬采用推桿推出的推出形式。澆注系統(tǒng)設(shè)計時 ，留到采用對稱平衡式，澆口采用點澆口，且開設(shè)在分型面上。因此，定模部分不需要單獨開設(shè)分型面取出凝料 ，動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。 射機型號的確定 （ 1） 注射量的計算 通過三維軟件建模設(shè)計分析計算得 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)凝料體積的初步計算 澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定 準(zhǔn)確的數(shù)值，但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的 倍來估算。雖然本次采用的流道簡單并且較短，但因為零件的體積較小，因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑件體積的1倍來計算，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（論文） 8 ??總 = ??塑 (1+1)×4 = 2×4 = ??3 （ 3）選擇注射機 根據(jù)第二步計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)以上的計算，初步選定公稱注射量為 60????3，注射機型號為主要技術(shù)參數(shù)見表 2 表 2注射機主要技術(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)計分析來確定。 ??澆 是每個塑件在分型面上的投影面積 ??塑 的 。由于本次設(shè)計流道簡單，分流道相對較短，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（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 ，所以注射機鎖模力合格 對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 流道的設(shè)計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機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，以便熔體的流動和開模時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速度和充模時間。另外，由于其與高溫塑料熔體及注射機噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計中常設(shè)計成可拆卸更換的澆口套。 （ 1） 主流道的尺寸 1) 主流道的長度：小型模具 ??主 應(yīng)盡量小于 60次設(shè)計中初取 50行設(shè)計。 2) 主流道小端直徑： d=注射機噴嘴尺寸 +（ ） 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（論文） 10 半徑過大，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。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料的要求較嚴(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)計成一個整體，但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素鋼（ 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 （ 1）分流道的布置形式 在設(shè)計時應(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）分流道的長度 由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)四個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，故設(shè)計時可適當(dāng)選小一些。單邊分流道長度 ??分 取 35 （ 3）分流道的當(dāng)量直徑 因為該塑件的質(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)計在分型面上。本設(shè)計采用梯形截面，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（論文） 11 圖 3分流道截面尺寸 （ 6）凝料體積 1）分流道定的長度 ??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）確定注射時間： t=1s。 2）計算分流道體積流量 :??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 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)整充模時的剪切速率和封閉時間，因此采用側(cè)澆口。其截面形狀簡單，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料。 （ 1） 側(cè)澆口尺寸的確定 1） 計算側(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（論文） 12 h=式中， 里 t=于 n= 在工廠進行設(shè)計時，澆口深度通常先取小值，以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理， 此處澆口 深度 2)計算側(cè)澆口的寬度。 測澆口寬度 B=??√??30 = 1???? 式中 等于塑件的外表面積）。 2） 計算澆口的長度。測澆口的長度 ??澆 一般選用 里取??澆 = ??。 （ 2） 測澆口的剪切速率 ○1計算澆口的當(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計算澆口的體積流量 ： ??澆 = ??塑?? =??3 ??? = 03 ????3 ??? ○3計算澆口的剪切速率： ???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）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）計算主流道的體積流量： q 主 =（ V 主 +??分 + ） /t=（ × /1s=s （ 2） 計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。 料穴的計算 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計僅有主流道冷料穴。由于 該塑大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 件表面要求沒有印痕，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，利用凝料對球頭的包緊力使凝料從主流道襯套中脫出。 章小結(jié) 本章對模具的結(jié)構(gòu)形式進行了簡單的設(shè)計，選擇了注射機型號，并對澆注系統(tǒng)進行了簡單的計算。 第四章 注塑模主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計與計算 型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 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)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計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（論文） 14 圖 4型腔鑲件 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計（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。通過對塑件的結(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（論文） 15 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型塑件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械加工性能和拋光性能。又因為該塑件是大批量生產(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算 - 表 4差數(shù)值的選用 材料 代號 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（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）凹模徑向尺寸的計算 由： 表得：△ =（ 1+]+δ z= 2）凹模深度尺寸的計算 （ 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（論文） 17 型零件尺寸及動模墊板厚度的計算 （ 1）凹模側(cè)壁厚度的計算 凹模側(cè)壁厚度與型腔內(nèi)壓強及凹模的深度有關(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模具剛度計算許用變形量。根據(jù)注射塑料品種。 由于型腔采用直線、對稱結(jié)構(gòu)布置，故四個型腔之間壁厚滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計就可以了。型腔與模具周邊的距離由模板的外形尺寸來確定，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，再同時參考 中小型標(biāo)準(zhǔn)模架的選型經(jīng)驗公式和表 4確定選用模架序號為 6號（ 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)上述尺寸計算，模架尺寸已經(jīng)確定為模架序列號為 1 號 ， 板面為25015模架形式為 的標(biāo)準(zhǔn)模架。其外形尺寸：寬 ×長 ×高=2501563 氣槽的設(shè)計 該塑件由于采用 中心 進料， 熔體充滿型腔， 其間 使用分型面排氣方法進行排氣， 氣體會沿著 分型面排出而不會產(chǎn)生憋氣現(xiàn)象 模推出機構(gòu)的設(shè)計 出方式的確定 該模具為推桿脫模機構(gòu)，既方便推動減少充氣吸力，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（論文） 18 注塑成型后，定模板與動模板分型，推動推板 23，并有連接推板上的推桿使塑料制品脫離型芯出模，并手動取出。 模力的計算 型芯脫模力因為 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， 核推出機構(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壓強度）合格 卻系統(tǒng)的設(shè)計 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℃ ，用常溫水對模具進行冷卻。 卻系統(tǒng)的簡單計算 （ 1）單位時間內(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（論文） 19 V=??主 +n??塑 =2）塑料制品的質(zhì)量 m=）塑件壁厚為 注射時間 1s， 脫模時間 8s，則注塑周期： t= + + =1+= 由此得每小時注射次數(shù)：N=(3600/ =245 次。 4 ）單位時間內(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， 因為平均水溫為 查表 4f=有： v） 0.8/104m2· h·℃） （ 7）計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積 A A=h△θ =計算模具所需冷卻水管的總長度 L L=A/π d=3 9）冷卻水路的根數(shù) X 設(shè)每條水路的長度為 l=100則冷卻水路的根數(shù)為 X=93/100≈ 1根 由上述計算可以看出，一條冷卻水道對于模具來說顯然是不合適的，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)的計算與凹模冷卻系統(tǒng)的計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)計時要在型芯上開四條溝槽，同時考慮推桿要通過大型芯推出塑件的輪轂部分，因此給冷卻系統(tǒng)帶來了難度。設(shè)計時在型芯的下部采用簡單冷卻流道式來設(shè)計。凹模嵌件擬采用四條冷卻水道進行冷卻。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 向與定位結(jié)構(gòu)的設(shè)計 注射模的導(dǎo)向機構(gòu)用于動、定模之間的開合模導(dǎo)向和脫模機構(gòu)的運動導(dǎo)向。 按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構(gòu)則通過導(dǎo)柱導(dǎo)套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑 件比較簡單，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) 本章主要對注塑模具的成型零件、模架、脫模推出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)等進行了簡單設(shè)計 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 第五章 總裝圖及二維圖的繪制 通過使用 e 軟件建立三維模型 如圖 5示 ，進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（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，時光荏苒。轉(zhuǎn)眼間，四年的大學(xué)生涯已經(jīng)快要過去了。仍然記得剛來到大連交通大學(xué)時的情形，對一切都是那么的好奇。在這充實而有意義的四年里，我最想感謝的，是我的老師們。是他們教會了我各種專業(yè)知識，還教會了我做人的道理，讓我這四年里每天的生活多姿多彩。我還想感謝的，是我可愛的同學(xué)們。是他們陪著我走過青春的酸甜苦辣，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、經(jīng)驗、心得毫無保留的傳授給我們，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，是它給了我發(fā)展的空間，是它讓我們穿過五湖四海來到這 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（論文） 23 參考文獻 [1]陳蓮生 科技信息：規(guī)劃與設(shè)計， 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， 19. 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