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畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
題目名稱(chēng)： 肥皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院：
機(jī)械工程學(xué)院
專(zhuān)業(yè)（班級(jí)）：
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
評(píng)閱人：
院 長(zhǎng) ：
本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開(kāi)題報(bào)告
論 文 題 目： 肥皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院：
專(zhuān) 業(yè) 、班 級(jí)：
學(xué) 生 姓 名：
指導(dǎo)教師（職稱(chēng)）：
畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告要求
開(kāi)題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。
一、選題依據(jù)
1.論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域；
2.論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值；
3.目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題；
2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）；
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。
三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排
1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）；
2.論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。
四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述
學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過(guò)分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開(kāi)題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。
五、其他要求
1.開(kāi)題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開(kāi)始后的前四周內(nèi)完成；
2.開(kāi)題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過(guò)；
3.開(kāi)題報(bào)告不合格或沒(méi)有做開(kāi)題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯；
4.開(kāi)題報(bào)告通過(guò)后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師；
5.開(kāi)題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊(cè)（部分專(zhuān)業(yè)可根據(jù)需要手寫(xiě)在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。
一、選題依據(jù)
1．論文（設(shè)計(jì)）題目
肥皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)
2. 研究領(lǐng)域
機(jī)械設(shè)計(jì)，注塑模具設(shè)計(jì)
3. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值
塑料制品在日常生活中為人們提供了極大的便利，其中肥皂盒幾乎是必不可少的家用品，具有防水功能，能有效保護(hù)肥皂不被水淋濕，延長(zhǎng)了肥皂的使用壽命。
隨著社會(huì)生產(chǎn)方式的不斷推動(dòng)，塑料工業(yè)的發(fā)展面臨著諸多機(jī)遇與挑戰(zhàn)，其中以家用肥皂盒的注塑模具設(shè)計(jì)為例，如何在形狀復(fù)雜的產(chǎn)品制作過(guò)程中保證注塑模具成型的效率與精度，是現(xiàn)階段擺在模具行業(yè)面前的一個(gè)嶄新問(wèn)題。除了基本的生產(chǎn)方式之外，對(duì)于生產(chǎn)成本的有效控制也應(yīng)成為家用肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的重要因素。全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)的發(fā)展加劇了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局，這也使得塑料工業(yè)的發(fā)展遭遇阻滯。從產(chǎn)品的生產(chǎn)周期角度來(lái)看，產(chǎn)品質(zhì)量與設(shè)計(jì)成果與注塑模具設(shè)計(jì)之間存在著密切聯(lián)系，而生產(chǎn)方式的多樣化也是注塑模具設(shè)計(jì)在實(shí)施過(guò)程中需要考慮的問(wèn)題。類(lèi)似CAM 或是 CAD 等集成技術(shù)對(duì)于家用肥皂盒注塑模具的設(shè)計(jì)都有積極影響。本文從 CAD 軟件的開(kāi)發(fā)方面通過(guò) Pro/Engineer 手段實(shí)現(xiàn)了對(duì)家用肥皂盒模設(shè)計(jì)的有效處理，從基本結(jié)構(gòu)分析到注塑模具確定等方面實(shí)現(xiàn)了對(duì)材料處理的高精度，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)成型零件的安裝，這一融合了經(jīng)濟(jì)及效率因素的注塑模具設(shè)計(jì)方案也指明了塑料工業(yè)的發(fā)展方向。
4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)
一、模具的發(fā)展現(xiàn)狀如下：
（1）實(shí)體層面模具加工方法。在現(xiàn)代模具加工過(guò)程中通常運(yùn)用的方式是電火花。電火花加工作用在儀器工具形成瞬間的極高溫度將蝕除去。它的作用原理主要是形成電火花,形成局部高溫發(fā)生電蝕反應(yīng)進(jìn)行對(duì)金屬的切割,制造產(chǎn)品合適的大小與規(guī)模。
（2）軟件層面的模具加工方法。整體使用cAD/CAWCAE計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)模型設(shè)計(jì)。其它模型設(shè)計(jì)方式還包括: 有快速模型設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬模型設(shè)計(jì)技術(shù)、反(逆)求工程技術(shù)、有限元仿真及模型設(shè)計(jì)等。
（3）沖裁模的設(shè)計(jì)。第一步要完成對(duì)沖裁件的數(shù)據(jù)分析;第二步需要依照對(duì)產(chǎn)品分析設(shè)計(jì)加工方案
（4）橡膠硫化模具的設(shè)計(jì)。硫化模的通常需要三道程序:①設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備。②結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。③圖案的審核。
二、肥皂盒模具的發(fā)展趨勢(shì)
（1）生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化與規(guī)模化
現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要特點(diǎn)就是生產(chǎn)比較專(zhuān)業(yè),規(guī)模比較龐大。目前西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)規(guī)?；殉^(guò)80%。標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)為推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)向著更深入的技術(shù)領(lǐng)域出發(fā)。
（2）模具制造技術(shù)的發(fā)展
我國(guó)仍然處于機(jī)械制造向數(shù)控制造的方面轉(zhuǎn)變,而西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的加工技術(shù)(數(shù)控、自動(dòng)),正在向著無(wú)人化生產(chǎn)的方式快速發(fā)展。
（3）數(shù)控銑削機(jī)床的應(yīng)用
目前因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的運(yùn)用,模具生產(chǎn)中自由曲面和型腔的加工都在數(shù)控機(jī)床中完成,使型腔的規(guī)模大小非常接近產(chǎn)品形狀,大大縮短了工人銑削的時(shí)間,還降低了樣品和靠模的生產(chǎn)難度,增加了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率。
（4）電加工機(jī)床的應(yīng)用
它的主要特征是制造效率高、平均生產(chǎn)量大、自動(dòng)器械普及率高, 適合加大規(guī)模的模具生產(chǎn)。非常適用于深槽、深型腔、筋肋、多型腔及多件制造。
（5） 新型模具制造工藝的快速發(fā)展
國(guó)外,已經(jīng)較成熟。國(guó)內(nèi)現(xiàn)代在汽車(chē)和家電行業(yè)中使用越來(lái)越廣泛。
綜上，隨著模具行業(yè)不斷發(fā)展技術(shù)化，規(guī)?；试砗心＞咭苍絹?lái)越多樣化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也在不斷提高。
二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容
1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題
設(shè)計(jì)中需要不斷調(diào)整，才能得出最好的方案，預(yù)見(jiàn)的重點(diǎn)解決的問(wèn)題如下：
（1）如澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如何避免產(chǎn)品出現(xiàn)空洞。
（2）冷卻系統(tǒng)的管道要怎樣分布使冷卻達(dá)到最好效果。
（3）怎樣確定合適的脫模斜度使模具容易取出。
這些都是設(shè)計(jì)過(guò)程中需解決的問(wèn)題。
我設(shè)計(jì)的肥皂盒尺寸大約為60~65mm*100mm~110mm，模具尺寸長(zhǎng)寬高大約為
300~350mm*300~350mm*250~280mm。
2. 擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫(xiě)作大綱或設(shè)計(jì)思路）
(1)查閱資料，了解做研究課題的研究意義、研究概況和發(fā)展趨勢(shì)；
(2)利用CAD，SolidWorks或者UG進(jìn)行建模，總體方案設(shè)計(jì)；
(3)計(jì)算確定肥皂盒模具各個(gè)尺寸畫(huà)出零件圖和裝配圖；
(4)進(jìn)行總的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及修改。
3.本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果
通過(guò)學(xué)習(xí)及查閱有關(guān)資料掌握肥皂盒模具設(shè)計(jì)的原理以及其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì), 了解現(xiàn)肥皂盒模具的發(fā)展趨勢(shì)、相關(guān)技術(shù)的對(duì)比及市場(chǎng)前景。通過(guò)自主設(shè)計(jì)并選擇最合理的方案設(shè)計(jì)能夠得到以下結(jié)果：
(1)肥皂盒模具設(shè)計(jì)原理及總體方案設(shè)計(jì)；
(2)主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（裝配圖、零件圖）
(3)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
(4)與肥皂盒模具設(shè)計(jì)相關(guān)的一篇外文翻譯（2000字以上）。
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附：文獻(xiàn)綜述
一、引言
從現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展來(lái)看，模具行業(yè)作為其中重要的制造工業(yè)基礎(chǔ)，對(duì)于工業(yè)材料的流動(dòng)性控制有著積極作用，在特定的工業(yè)要求之下模具能夠通過(guò)特定的固定處理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)制造工業(yè)的有效定型。通過(guò)模具設(shè)計(jì)來(lái)制造零件不僅能夠最大程度提升塑料產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)還可以盡可能減少對(duì)材料的使用消耗，是對(duì)工業(yè)成本投入的有效控制。此外，現(xiàn)代模具行業(yè)的發(fā)展其重要性還在市場(chǎng)發(fā)展需求中有所體現(xiàn)，像是汽車(chē)制造業(yè)的飛速發(fā)展就展現(xiàn)出現(xiàn)代模具工業(yè)與市場(chǎng)需求之間的對(duì)應(yīng)性。在廣闊的市場(chǎng)空間環(huán)境之下，模具市場(chǎng)被汽車(chē)領(lǐng)域占據(jù)了大多數(shù)空間，而隨著市場(chǎng)需求的不斷變化也使得這一模具工業(yè)發(fā)展向家居用品轉(zhuǎn)化，像是家用肥皂盒的模具設(shè)計(jì)也成為了現(xiàn)代模具發(fā)展的重要組成部分之一。類(lèi)似美國(guó)、日本這樣的模具進(jìn)口國(guó)在模具使用方面有著極大的需求，而縱觀國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的發(fā)展也受到了數(shù)控設(shè)備以及模具生產(chǎn)周期的影響，導(dǎo)致模具在制造工藝方面顯得質(zhì)量并不太高。由此可見(jiàn)關(guān)于現(xiàn)代模具行業(yè)的技術(shù)開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)優(yōu)化對(duì)于提升模具生產(chǎn)水平以及控制生產(chǎn)成本等方面都有積極的促進(jìn)意義。而肥皂盒作為我們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡娜沼闷罚谀＞咧圃熘兴簿哂凶约邯?dú)特的存在意義，我就肥皂盒對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者們對(duì)模具制造進(jìn)行的研究做個(gè)綜述。
2、 課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀
文獻(xiàn)[15] 中提到雖然中國(guó)整個(gè)模具行業(yè)在過(guò)去的十余年中取得了長(zhǎng)足的發(fā)展,部分模具設(shè)計(jì)與加工已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,但在高精度和復(fù)雜模具的制造中無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。特別是在長(zhǎng)壽命、大型精密和復(fù)雜模具技術(shù)生產(chǎn)上差距明顯。并且這類(lèi)模具的生產(chǎn)量也不能滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)的需求,因此我國(guó)每年仍需進(jìn)口大量的模具?？傮w來(lái)說(shuō),我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)上仍有較大的差距。例如,先進(jìn)的模具加工設(shè)備在生產(chǎn)中應(yīng)的用比重較低,CAD/CAE / CAM技術(shù)的推廣及應(yīng)用率不高等。就模具行業(yè)而言,中國(guó)目前唯一優(yōu)勢(shì)在于人工成本較低,國(guó)外人工成本在50—60%,而我國(guó)在20%左右。
文獻(xiàn)[16] 目前，大部分企業(yè)在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，一般都是先利用三維CAD 軟件進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，再運(yùn)用其工程制圖模塊導(dǎo)出二維工程圖，然后將導(dǎo)出的工程圖導(dǎo)入專(zhuān)用的二維CAD 件中去進(jìn)行二維設(shè)計(jì)，也即進(jìn)行修改!尺寸標(biāo)注等后期工作，最后生成最終的二維圖紙。模具設(shè)計(jì)中，常用的三維CAD軟件有UG NX Pro/E SolidWorks CATIA Delcam PowerSHAPE 中望80 等"利用三維CAD軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)主要是利用它們的三維造型功能及模具設(shè)計(jì)模塊。以上三維軟件設(shè)計(jì)圖如下：
此外文獻(xiàn)[16]也提出鈑金沖壓模具 CAE軟件。Dynaform軟件是美國(guó) ETA公司和 LSTC公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，用于板料成型數(shù)值模擬與模具設(shè)計(jì)的專(zhuān)用軟件，其最新版本是Dynaform 5.9。 軟件幾乎涵蓋沖壓模模面設(shè)計(jì)的所有要素，包括: 確定最佳沖壓方向，坯料的設(shè)計(jì)，工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)!拉延筋的設(shè)計(jì)!凸凹模圓角設(shè)計(jì)，沖壓速度的設(shè)置，壓邊力的設(shè)計(jì)，摩擦因數(shù)!切邊線的求解，壓力機(jī)噸位等?；贒ynaform軟件的鈑金成型模擬分析如圖 所示。
Autoform軟件是德國(guó)Autoform公司開(kāi)發(fā)的應(yīng)用于薄板沖壓成型仿真領(lǐng)域 ( 尤其是汽車(chē)工業(yè)) 的CAE 軟件，其最新版本是Autoform R6是。Autoform專(zhuān)門(mén)針對(duì)汽車(chē)工業(yè)和金屬成形工業(yè)中的板料成形而開(kāi)發(fā)和優(yōu)化的，用于優(yōu)化工藝方案和進(jìn)行復(fù)雜型面模具設(shè)計(jì)的有限元分析軟件，具有工件設(shè)計(jì)，模面設(shè)計(jì)，坯料設(shè)計(jì)，排樣設(shè)計(jì)，修邊設(shè)計(jì)，工藝優(yōu)化，管脹模具設(shè)計(jì)，快速分析，精密分析等模塊。
文獻(xiàn)[1][9][15]利用CAD、CAM、 UG 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，三維建模，完成了注塑模具的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程、加工參數(shù)設(shè)置、刀具選擇、走刀路極大方便了加工過(guò)程。CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)在航空航天、機(jī)械、汽車(chē)、電子、紡織 、建筑和化工等行業(yè)得到較為廣泛的應(yīng)用。利用 CAD/CAM技術(shù)不但能夠徹底解決傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)與制造的周期長(zhǎng)、 成本較高等問(wèn)題， 同時(shí)還能有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量等。
文獻(xiàn)[12][17]應(yīng)用Pro/E軟件設(shè)置壓鑄模具加工孔參數(shù)，建立孔圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)加工孔表自動(dòng)生成。有助于壓鑄模具孔尺寸自動(dòng)標(biāo)注，模具孔加工生產(chǎn)和檢測(cè)。有助于模具加工孔數(shù)據(jù)傳遞，能保證模具生產(chǎn)質(zhì)量，提高勞動(dòng)效率。應(yīng)用Pro/E軟件實(shí)現(xiàn)壓鑄模具加工孔表自動(dòng)生成，有助于壓鑄模具孔加工生產(chǎn)。對(duì)于型芯孔、頂桿孔和冷卻孔多的復(fù)雜壓鑄模具型腔設(shè)計(jì)是最有效的。主要便于生產(chǎn)操作者孔位加工，使用方便，能避免設(shè)計(jì)加工失誤，節(jié)省成本，縮短壓鑄模具制作周期。壓鑄模具設(shè)計(jì)要不斷創(chuàng)新，要建立人工智能和專(zhuān)家系統(tǒng)，充分利用先進(jìn)3D設(shè)計(jì)軟件，將產(chǎn)品3D 造型快速分型設(shè)計(jì)，及時(shí)進(jìn)行模具流模分析，定出模具結(jié)構(gòu)方案，模具設(shè)計(jì)2D圖形要清晰，要分類(lèi)建立加工孔表，多為生產(chǎn)加工者考慮。壓鑄模具加工，要使用先進(jìn)高速切削加工設(shè)備，精確加工出模具各個(gè)部件，實(shí)現(xiàn)模具加工智能制造。
文獻(xiàn)[5] 模具加工方法的現(xiàn)狀分以下幾種：
實(shí)體層面模具加工方法。在現(xiàn)代模具加工過(guò)程中通常運(yùn)用的方式是電火花。它的作用原理主要是形成電火花,形成局部高溫發(fā)生電蝕反應(yīng)進(jìn)行對(duì)金屬的切割,制造產(chǎn)品合適的大小與規(guī)模。
軟件層面的模具加工方法。整體使用cAD/CAWCAE計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)模型設(shè)計(jì)。其它模型設(shè)計(jì)方式還包括: 有快速模型設(shè)計(jì)技術(shù)、虛擬模型設(shè)計(jì)技術(shù)、反(逆)求工程技術(shù)、有限元仿真及模型設(shè)計(jì)等。快速模型設(shè)計(jì)技術(shù)(RPM)被稱(chēng)為是在數(shù)控(NC)制造方式過(guò)后嶄新的技術(shù)革命,或?qū)⒊蔀槟＞呱a(chǎn)的熱點(diǎn)和主要的發(fā)展趨勢(shì)。除了表面建模方式外,還存在澆鑄建模方式、冷擠壓及超塑性成形建模等多種方式,目前也在快速的進(jìn)行技術(shù)的更新與完善。逆向工程方式是先對(duì)要加生產(chǎn)的物品進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描,轉(zhuǎn)換成多種樣式的CAD數(shù)據(jù),再放入以D/以E/cMA等其它分析工具中完成產(chǎn)品的改造設(shè)計(jì), 該種方式是目前模具制造中最常見(jiàn)現(xiàn)代工具的應(yīng)用。
沖裁模的設(shè)計(jì)。第一步要完成對(duì)沖裁件的數(shù)據(jù)分析,最大地節(jié)約材料、簡(jiǎn)化生產(chǎn)方式、使模具生產(chǎn)更加快捷、模具使用時(shí)間加長(zhǎng)、操作程序簡(jiǎn)單,從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量;第二步需要依照對(duì)產(chǎn)品分析設(shè)計(jì)加工方案, 主要是保證沖裁的組合方式與加工的順序,最后一步進(jìn)行數(shù)據(jù)的計(jì)算,包括排版技術(shù)、使用壓力的范圍、壓力面積的標(biāo)準(zhǔn)等等。2)橡膠硫化模具的設(shè)計(jì)。硫化模的通常需要三道程序:①設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備。主要包括了設(shè)計(jì)的大致內(nèi)容、朔件材料的主要性能測(cè)試、成型標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定等。②結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。其中包含了對(duì)型腔數(shù)量、多樣的尺寸結(jié)構(gòu)與脫模方法、設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)草圖等。③圖案的審核。主要是對(duì)橡膠件尺寸和規(guī)模進(jìn)行檢查、對(duì)運(yùn)用的硫化機(jī)機(jī)械完成審核、對(duì)模具結(jié)構(gòu)的審核及對(duì)圖樣的審核。
文獻(xiàn)[2] 采用動(dòng)態(tài)模冷卻的方式從動(dòng)模板方向注入型芯等裝膠配件，這不僅能夠起到絕佳防水作用，并且在動(dòng)模處理方面也有積極作用。文獻(xiàn)[3]說(shuō)明注塑模具成型方式因其能高效率,高精度,低成本的生產(chǎn)出各種具有復(fù)雜形狀的產(chǎn)品，是塑料制品的重要生產(chǎn)手段然而，面對(duì)全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，塑料工業(yè)也面臨著巨大的壓力#為了縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，將各種先進(jìn)生產(chǎn)方式應(yīng)用到注塑模具設(shè)計(jì)中是大勢(shì)所趨，比如 CAD/CAM/CAE集成技術(shù), 塑件采用 Pro/E5.0建模后，其三維模型結(jié)構(gòu)如圖1所示，圖 2所示為其二維工程圖,
3、 發(fā)展趨勢(shì)
如文獻(xiàn)[16]所說(shuō)現(xiàn)代模具產(chǎn)品制造是典型的單件小批量，離散型生產(chǎn)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，最大限度地降低生產(chǎn)成本及滿(mǎn)足用戶(hù)需求，提高模具設(shè)計(jì)技術(shù)在社會(huì)進(jìn)步中的應(yīng)變能力，是模具工業(yè)不斷追求的目標(biāo)，因此，肥皂盒模具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)如下：
（1）多集成趨勢(shì)?，F(xiàn)代模具設(shè)計(jì)應(yīng)該打破傳統(tǒng)的單一發(fā)展模式，應(yīng)該把技術(shù)使用!人力資源和管理技術(shù)的引用都囊括在內(nèi)，往多集成趨勢(shì)發(fā)展"多集成概念還表現(xiàn)在學(xué)科綜合方面，模具設(shè)計(jì)不僅僅要用到最基礎(chǔ)的機(jī)械科學(xué)與模具設(shè)計(jì)理論，而且還會(huì)用到熱學(xué)!電磁學(xué)!光學(xué)以及控制理論等學(xué)科。
( 2 ) 智能化趨勢(shì)。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)，再到中間的模具制造，最后到產(chǎn)品的成型，每個(gè)環(huán)節(jié)都將走向智能化。另外，模具設(shè)計(jì)者以及實(shí)際操作者，也將會(huì)在科學(xué)理論的指導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)人與工具系統(tǒng)的有機(jī)密切配合。
( 3) 網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)。模具設(shè)計(jì)常用的軟件都是需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的一些軟件技術(shù)或者硬件技術(shù)實(shí)現(xiàn)的"自動(dòng)化，網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯，跨國(guó)合作設(shè)計(jì)模具的成功例子己經(jīng)是屢見(jiàn)不鮮了，而且這種趨勢(shì)越來(lái)越明顯。
（4） 不斷更新趨勢(shì)。模具設(shè)計(jì)人員應(yīng)該用發(fā)展的眼光看待同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)情況，瞄準(zhǔn)時(shí)代發(fā)展的最前沿，不斷更新，保持在同行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，穩(wěn)穩(wěn)立足于機(jī)械制造業(yè)，生產(chǎn)革命化的重要措施之一就是采用CAD/CAE/CAM 技術(shù)，這也是模具設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn).。
( 5) 模具軟件功能集成化。模具軟件功能集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型或同一數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)，制造裝配，檢驗(yàn)，測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。
( 6) 模具設(shè)計(jì)，分析及制造三維化。傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)，分析，制造的三維化，無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的，直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析，模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工。成型過(guò)程模擬及信息的管理與共享。
( 7) 產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 ( PDM) 。PDM 是一門(mén)用來(lái)管理所有與產(chǎn)品相關(guān)信息 ( 包括零件信息、
配置、文檔、CAD 文件、結(jié)構(gòu)、權(quán)限信息等) 和所有與產(chǎn)品相關(guān)過(guò)程 ( 包括過(guò)程定義和管理) 的技術(shù)。通過(guò)實(shí)施 PDM，可以提高生產(chǎn)效率，有利于對(duì)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行管理，加強(qiáng)對(duì)于文檔，圖紙，數(shù)據(jù)的高效利用，使工作流程規(guī)范化。
( 8) 產(chǎn)品生命周期管理 ( PLM) 。PLM 是指從人們對(duì)產(chǎn)品的需求開(kāi)始，到產(chǎn)品淘汰報(bào)廢的全部生命歷程。PLM 是一種先進(jìn)的企業(yè)信息化思想，它讓人們思考在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，如何用最有效的方式和手段來(lái)為企業(yè)增加收入和降低成本。
文獻(xiàn)[5]提出未來(lái)模具設(shè)計(jì)還有新的發(fā)展趨勢(shì)，因此肥皂盒模具的設(shè)計(jì)與制造也具有以下這些發(fā)展趨勢(shì)：
（1）.生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化與規(guī)?；?
現(xiàn)代化生產(chǎn)的主要特點(diǎn)就是生產(chǎn)比較專(zhuān)業(yè),規(guī)模比較龐大。目前西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)規(guī)?；殉^(guò)80%。這種專(zhuān)業(yè)化規(guī)模較小的成產(chǎn)廠更加方便掌控, 適應(yīng)能力強(qiáng),生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定和工作效率極高,更加適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)為模具的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)條件,是實(shí)現(xiàn)整體行業(yè)水平提升的重要方式和提高經(jīng)濟(jì)效率的主要手段,從而推動(dòng)了我國(guó)機(jī)械生產(chǎn)向著更深入的技術(shù)領(lǐng)域出發(fā)。
（2）模具制造技術(shù)的發(fā)展
我國(guó)仍然處于機(jī)械制造向數(shù)控制造的方面轉(zhuǎn)變,從國(guó)際市場(chǎng)分析模具制造行業(yè)的前景, 能夠得出模具行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越強(qiáng),增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方式就是降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,縮短生產(chǎn)時(shí)間,提高產(chǎn)品質(zhì)量。設(shè)計(jì)方式的高效率、自動(dòng)化器械的使用,快速的成型機(jī)械加上優(yōu)秀的模具設(shè)計(jì),大大提升了生產(chǎn)的穩(wěn)定性,從而節(jié)省了模具生產(chǎn)的成本。而西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)已經(jīng)從傳統(tǒng)的加工技術(shù)(數(shù)控、自動(dòng)),正在向著無(wú)人化生產(chǎn)的方式快速發(fā)展。
（3）數(shù)控銑削機(jī)床的應(yīng)用
模具與零件不同,在加工時(shí)的難度較大,形狀較多, 它最大的特點(diǎn)就是型腔自由曲面的加工。而型腔自由曲面的加工最常見(jiàn)的使用方式就是銑削加工,這種當(dāng)時(shí)非常適合運(yùn)用與偏大類(lèi)的模具生產(chǎn),傳統(tǒng)的加工都非常依靠工作者的操作技巧和熟料度,模具鉗工打磨及拋光的難度很大,這樣通常會(huì)增加模具的生產(chǎn)時(shí)間,又不能對(duì)生產(chǎn)質(zhì)量做出保障。目前因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的運(yùn)用,模具生產(chǎn)中自由曲面和型腔的加工都在數(shù)控機(jī)床中完成,使型腔的規(guī)模大小非常接近產(chǎn)品形狀,大大縮短了工人銑削的時(shí)間,還降低了樣品和靠模的生產(chǎn)難度,增加了產(chǎn)品的質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率。
（4）電加工機(jī)床的應(yīng)用
為了達(dá)到模具表面質(zhì)量的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn),解決一些銑削難以實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題,通常運(yùn)用電火花制造方法。它的主要特征是制造效率高、平均生產(chǎn)量大、自動(dòng)器械普及率高,適合加大規(guī)模的模具生產(chǎn)。非常適用于深槽、深型腔、筋肋、多型腔及多件制造。如深型腔通常結(jié)構(gòu)繁雜、過(guò)渡曲面復(fù)雜、型腔較深,偶爾還要求使用的刀具形狀,因此不能確保制造形狀和大小的準(zhǔn)確性。就像汽車(chē)中儀表盤(pán)的制造、保險(xiǎn)杠塑料等需要采取電火花方式進(jìn)行加工。另外慢走絲線切割機(jī)床的使用,提升了沖壓模、級(jí)進(jìn)模等精確度,對(duì)一些精密器械的制造起到了良好的效果。特別是許多機(jī)床都擁有大錐度、上下異型的性能,從而非常適用于一些特殊模具的制造。除此自動(dòng)穿絲、自動(dòng)定位技術(shù)能夠使操作更加便捷,而且運(yùn)用與無(wú)人化的加工中去。因?yàn)槭褂糜?jì)算機(jī)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù),現(xiàn)代的模具工作者有了更多的時(shí)間去檢測(cè)產(chǎn)品的規(guī)格與年質(zhì)量,從而大大增加了模具產(chǎn)品的質(zhì)量。
（5）新型模具制造工藝的快速發(fā)展
氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝,它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn),可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。國(guó)外,已經(jīng)較成熟。國(guó)內(nèi)現(xiàn)代在汽車(chē)和家電行業(yè)中使用越來(lái)越廣泛。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮?dú)?注射成形兩面部份,比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制,而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品,模具生產(chǎn)難度非常大,而且不容易控制。所以,開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析程序,對(duì)模具的生產(chǎn)有著重要的意義。
綜上對(duì)肥皂盒模具設(shè)計(jì)未來(lái)集成化、規(guī)模化、智能化、新技術(shù)、新設(shè)備的使用是必然的發(fā)展趨勢(shì)。
4、 存在問(wèn)題
現(xiàn)階段大都采用注塑模具進(jìn)行肥皂盒的設(shè)計(jì)制造，多種新技術(shù)的使用有待普及，
目前仍然會(huì)有以下問(wèn)題：
1. 肥皂盒底會(huì)積水，使肥皂軟化，降低使用壽命。
2. 如果盒底有排水孔，解決了積水問(wèn)題，但是水會(huì)流到房間，使房間濕漉漉的。
3. 肥皂盒底與面接觸，使肥皂使用后容易黏在盒底，使下次使用。
4. 不夠美觀難以吸引大眾。
我課題的意義就在于解決以上問(wèn)題，為人們提供優(yōu)質(zhì)的選擇。
壓縮包內(nèi)含有CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),咨詢(xún)Q 197216396 或 11970985 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)
摘要
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)題目是肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)，用游標(biāo)卡尺測(cè)繪這幾何特征是弧和直線等簡(jiǎn)單的幾何特征構(gòu)成，初步確定了模具結(jié)構(gòu)，型腔數(shù)目為1模2件，澆注系統(tǒng)是側(cè)澆口等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)難點(diǎn)是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如何避免產(chǎn)品出現(xiàn)空洞；怎樣確定合適的脫模斜度使模具容易取出，還有如何設(shè)計(jì)頂出系統(tǒng)而不破壞塑件等問(wèn)題。我在圖書(shū)館和網(wǎng)上搜索，找到了分型面相關(guān)資料和澆注系統(tǒng)的概念和模具設(shè)計(jì)的原則，在老師的指導(dǎo)下通過(guò)使用二維軟件和三維軟件對(duì)分型面和澆注系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)并設(shè)計(jì)了頂出系統(tǒng)，調(diào)用了標(biāo)準(zhǔn)模架，最終確定了模具結(jié)構(gòu)的排布。利用CAD，UG進(jìn)行建模，總體方案設(shè)計(jì)；計(jì)算確定肥皂盒模具各個(gè)尺寸，最終畫(huà)出了零件圖和裝配圖完成了整個(gè)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:樹(shù)脂制品；模具；推出機(jī)構(gòu)；工藝計(jì)算
Abstract
The graduation design topic is soap box injection mold design, using vernier caliper surveying and mapping the geometry is characterized by simple geometric characteristics of arc and straight line, preliminary determined the mold structure, cavity number 1 2 pieces, gating system is a key structure side gate, etc. The design difficulty is how to design the pouring system to avoid the hollow of the product; How to determine the appropriate demodulation incline makes the die easy to take out, and how to design the top out system without damaging the plastic parts and so on. In the library and the Internet search, I found the parting surface related information and the principle of the concept and die design of gating system, under the guidance of the teacher through the use of 2 d software and 3 d software on the parting surface and gating system design and design of the ejector system, called the standard mould frame, finally determined the mold structure configuration. Using CAD, UG for modeling and overall scheme design; The calculation determines the size of the soap box mold, and finally draws the part drawing and assembly drawing to complete the whole design.
Key words: resin products; mould; ejection mechanism; process calculation
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
1 緒論 1
1.1 中國(guó)工業(yè)模具發(fā)展闡述 1
1.2 小結(jié) 3
2 塑料件的分析 4
2.1 制件分析 4
2.2 樹(shù)脂的性能及成型工藝參數(shù) 6
2.3 注塑機(jī)的初選 6
2.4 模流分析方案剖析 7
3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.1 擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.3 冷料穴的設(shè)計(jì) 18
3.4 澆注系統(tǒng)的校核 18
3.5 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 21
3.6 型腔壁厚的校核計(jì)算 27
3.7 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 29
3.8 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 32
3.9 注射機(jī)與模具的相關(guān)計(jì)算校核 36
3.10 模具導(dǎo)向系統(tǒng)的選擇 38
3.11 模架的最終計(jì)算確定 39
4 結(jié)論與展望 41
參考文獻(xiàn) 42
附錄1：外文翻譯 43
附錄1：外文原文 51
致謝 60
81
1 緒論
1.1 中國(guó)工業(yè)模具發(fā)展闡述
1.1.1 對(duì)我國(guó)的有利因素
我國(guó)非常重視對(duì)模具產(chǎn)業(yè)的扶持，中央政府對(duì)模具產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)給了正確的政策，優(yōu)惠條件。通過(guò)國(guó)家行業(yè)政策的輔導(dǎo)下，這幾年已然推出相當(dāng)多的優(yōu)惠條件，支持模具工業(yè)的發(fā)展。模具產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)，并且收到了良好的效果。與此同時(shí)，快速模具產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)推進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)的繁榮。模具產(chǎn)業(yè)內(nèi)部體系改革和體制轉(zhuǎn)變的加快，行業(yè)布局正確，在管理和技術(shù)上穩(wěn)抓穩(wěn)拿，提升本身的實(shí)力。想要順應(yīng)形勢(shì)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)這幾年增速體系改革和體制轉(zhuǎn)換的步調(diào)，模具的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)區(qū)域的公司占的主導(dǎo)具體地位，裝備條件和成品水平已經(jīng)有略大的改進(jìn)，管理已經(jīng)有相當(dāng)大的進(jìn)步。隨著計(jì)算機(jī)的軟件的技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的模具公司運(yùn)用了CАD／CAΜ／CAE重組技術(shù)，三維模具設(shè)計(jì)為模具的主要開(kāi)發(fā)手段、高速生產(chǎn)加工，RP原型都在模具用有廣泛的運(yùn)用。其它最新技術(shù)和萬(wàn)維網(wǎng)技術(shù)的虛擬計(jì)算機(jī)仿真，許多公司都交出了模具技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展戰(zhàn)略。產(chǎn)品制造規(guī)模和綜合效益，模具制造集群發(fā)展急速。在細(xì)而精致的整體設(shè)計(jì)發(fā)展的均同時(shí)，這幾年，規(guī)模經(jīng)濟(jì)也獲得了愈來(lái)愈大，公司的規(guī)模綜合效益更好，加工的模具行業(yè)不停顯示出其優(yōu)越性， 模具制造基地等中國(guó)的集群產(chǎn)品制造極速發(fā)展的形式。通過(guò)非常多公司反映，集群的產(chǎn)品制造與分散的產(chǎn)品制造相比對(duì)，更有利的發(fā)展，更遼闊的商品市場(chǎng)，合作更非常方便，減少了加工成本，一起交流，享受優(yōu)惠條件?，F(xiàn)今此年產(chǎn)值十億人民幣元以上的模具公司已高過(guò)40家，年產(chǎn)值超過(guò)三千萬(wàn)人民幣的公司已高過(guò)200家。模具設(shè)計(jì)制造基地已有相當(dāng)大的規(guī)模，最近幾年已經(jīng)超過(guò)十個(gè)模具基地，而且還有幾個(gè)模具集聚產(chǎn)品制造基地正在建設(shè)中，在我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)的前進(jìn)發(fā)揮了積極的促進(jìn)作用。
非常多模具公司開(kāi)始了解到品牌和專(zhuān)利的重要性，并在品牌和專(zhuān)利投入了大量資金，改進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)造能力。改善了以往長(zhǎng)模具工業(yè)存在的后方和被動(dòng)狀態(tài)。這幾年，跟隨著自由市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的前進(jìn)，公司愈來(lái)愈重視品牌和專(zhuān)利。這些公司已然了解到創(chuàng)全新的關(guān)重性，努力于改進(jìn)非?？臁?jù)我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)社團(tuán)理解到的情形，這幾年，在開(kāi)發(fā)投入資金和銷(xiāo)售收入的占比高于百分之五，單個(gè)公司以至大于百分之八。
不斷提高技術(shù)型模具的比例，模具是越來(lái)越多的高科技產(chǎn)品。我自己已經(jīng)了解到，我國(guó)最新技術(shù)產(chǎn)品目錄中列出的一些國(guó)家部門(mén)。確實(shí)有很多模具生產(chǎn)技術(shù)不少于4種工業(yè)模具，如乘用車(chē)副模，高精度多工位級(jí)進(jìn)模，轎車(chē)重型鈑金沖裁模復(fù)合，智能鑄模。憑借最新技術(shù)，行政部門(mén)各級(jí)越來(lái)越多的模具制造公司被確定為最新的技術(shù)公司。 通過(guò)對(duì)我國(guó)模具社會(huì)的初步統(tǒng)計(jì)，模具行業(yè)目前已擁有七家國(guó)家級(jí)最新科技企業(yè)，省級(jí)和市級(jí)新技術(shù)企業(yè)達(dá)接近一百家。
1.1.2 對(duì)我國(guó)的不利因素
盡管我國(guó)模具市場(chǎng)進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期，但由于精度水平，加工周期和使用時(shí)間與世界其他國(guó)家以及美國(guó)與本之間的距離稍大，它仍然無(wú)法達(dá)到中國(guó)人民共和國(guó)產(chǎn)品生產(chǎn)加工業(yè)全面發(fā)展的需要。特別是在重型，高精度，復(fù)雜，高壽命的模具方面，仍然有巨大的需求。因此，每年需要大量進(jìn)口重型，高精度，復(fù)雜，高壽命的模具。
工業(yè)模具的原料價(jià)格飛漲、人員薪水也在不斷的上漲，但是模具價(jià)值不升反降，造成模具的成品利潤(rùn)不斷的下降，模具生產(chǎn)公司虧損均有所增加。模具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)中國(guó)兩百多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的模具生產(chǎn)公司的調(diào)查，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)在胡錦濤主席執(zhí)政末期年度的純利潤(rùn)下降了百分之二，比以前銷(xiāo)售收入利潤(rùn)值下降了百分之三。中國(guó)規(guī)模以上公司胡錦濤主席執(zhí)政初期整年虧損2.6億元，并且會(huì)一直趨向接續(xù)下去。
針對(duì)貿(mào)易出口額每年有所增加。我國(guó)加入世界貿(mào)易組織已然有一段時(shí)間，對(duì)外商貿(mào)的成長(zhǎng)，中國(guó)經(jīng)濟(jì)依托對(duì)貿(mào)易易從百分之三十加大到百分之七十。與此同時(shí)跟隨著合資步入中華人民共和國(guó)的時(shí)間，不停擴(kuò)大和深入對(duì)外開(kāi)放的政策，在我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)的國(guó)際投入資金也愈來(lái)愈多，這正是依托合資的每年有所增加。是我國(guó)模具的最大產(chǎn)業(yè)省廣東省的模具制造能力，全省百分之四十能力，國(guó)際公司大概占百分之六十，合股公司達(dá)到百分之十范圍。對(duì)于模具出□省，大概占中國(guó)的百分之五十，當(dāng)中出□的國(guó)際投入資金，合股公司占大大部分的出□。國(guó)際公司投入資金和貿(mào)易出口額大，安全產(chǎn)業(yè)，以至全部國(guó)家的實(shí)際經(jīng)濟(jì)安全有巨大影響。
缺乏合格模具技術(shù)人員有關(guān)的問(wèn)題日益明顯。即使在最近一段時(shí)間，中國(guó)模具行業(yè)勞動(dòng)力的快速發(fā)展，估計(jì)有近萬(wàn)從業(yè)人員，但仍然趕不上公司整體發(fā)展需要。一是總量不足，二是質(zhì)量不夠，不能滿(mǎn)足模具設(shè)計(jì)加工行業(yè)全面發(fā)展的需要。通過(guò)詳細(xì)的資料，模具行業(yè)從業(yè)人員距離約接近五十萬(wàn)，工程人員約占百分之二十。特別是高素質(zhì)高水平模具公司高級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理管理人員和高級(jí)技術(shù)人員的稀缺性。交易市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，在我國(guó)模具商品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中越來(lái)越多，其性能是模具設(shè)備的價(jià)格。標(biāo)準(zhǔn)中高檔模具與其他國(guó)家和中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的商品市場(chǎng)領(lǐng)先公司中國(guó)，國(guó)際公司投資資金和傳統(tǒng)模具關(guān)鍵是私營(yíng)部門(mén)交易市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。這些已經(jīng)進(jìn)入混亂狀態(tài)，在一定程度上擾亂了正常的市場(chǎng)規(guī)律。因?yàn)檩^低的價(jià)格必然會(huì)導(dǎo)致低質(zhì)量的形成，對(duì)這些公司的生活產(chǎn)生巨大影響，迫使這些公司改變個(gè)人定位的增長(zhǎng)速度，這些公司面臨淘汰的格局并不是獨(dú)一無(wú)二的。
最近這段時(shí)間模具行業(yè)增長(zhǎng)速度加快，增長(zhǎng)速度超過(guò)前年的一倍，增長(zhǎng)速度肯定會(huì)超過(guò)增長(zhǎng)速度。這將導(dǎo)致一年內(nèi)的模具貿(mào)易逆差。模具貿(mào)易逆差增加的兩個(gè)關(guān)鍵原因：一個(gè)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，尤其是乘用車(chē)企業(yè)的高速發(fā)展已經(jīng)產(chǎn)生了特定模具的供應(yīng)，這些高端工業(yè)模具在中國(guó)的產(chǎn)品制造中并不真實(shí)，也有一些國(guó)家可以為他們的產(chǎn)品制造模具。這些都與現(xiàn)行的關(guān)稅政策和項(xiàng)目審批制度相同。隨著模具生產(chǎn)制造的規(guī)模不斷擴(kuò)大，目前國(guó)際生產(chǎn)加工業(yè)轉(zhuǎn)移速度的增長(zhǎng)，也是為了擴(kuò)大規(guī)模和廣度的深度，以及在中華人民共和國(guó)模具生產(chǎn)是承接轉(zhuǎn)移的理想場(chǎng)所。國(guó)家將繼續(xù)全力支持我們模具行業(yè)的進(jìn)步，多重效益，中華人民共和國(guó)未來(lái)的模具行業(yè)將成國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要行業(yè)之一。
1.2 小結(jié)
CAD注塑技術(shù)是一種全新的開(kāi)發(fā)工具，用于提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量并設(shè)計(jì)最佳性能的模具。CAD注塑工藝的關(guān)鍵在于，當(dāng)注塑工藝的計(jì)算機(jī)模擬與實(shí)際結(jié)果不一致的時(shí)候，可以先通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以達(dá)到注塑工藝與實(shí)際結(jié)果想一致，避免實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)生的高額成本。CAD注塑技術(shù)有效應(yīng)用于模具和模架的設(shè)計(jì)是為了設(shè)計(jì)和了解質(zhì)量。 注射成型CAD的難度取決于建立一個(gè)非常大的物理性能數(shù)據(jù)庫(kù)，以標(biāo)準(zhǔn)化到模具部件。
2 塑料件的分析
2.1 制件分析
2.1.1 塑件尺寸工藝分析
圖2-1 注塑零件圖
通過(guò)使用游標(biāo)卡尺測(cè)量該肥皂盒的外形，同時(shí)也測(cè)量了其厚度，平均厚度為2毫米，尺寸為143×101×33.9，通過(guò)用軟件繪制出三維圖后，旋轉(zhuǎn)工件查看到該3d圖外側(cè)面沒(méi)有孔等結(jié)構(gòu)，然后在書(shū)上查閱此處的類(lèi)似結(jié)構(gòu)，確定此處不需要有側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。然后觀察此塑件的外觀和高度，再加上參考書(shū)本上的內(nèi)容，指明澆注系統(tǒng)必須流動(dòng)平衡，結(jié)合書(shū)上的視圖結(jié)構(gòu)，采用采用側(cè)澆口結(jié)構(gòu)[6]。同時(shí)在機(jī)加工的書(shū)上找到模具元件要有良好的加工性能才行，這樣才能保證模具的使用壽命[15]。在和老師一起溝通，考慮到肥皂盒的功能性，可以標(biāo)MT5尺寸公差。經(jīng)指導(dǎo)老師講解，A字母表示的是受模具開(kāi)合模的時(shí)候影響的除此，B字母表示不受影響。
2.1.2 塑料名稱(chēng)
向模具廠的鉗工師傅請(qǐng)教樹(shù)脂使用性能，同時(shí)獲知了材料的價(jià)格，參考了同類(lèi)產(chǎn)品的材料參數(shù)，最終和指導(dǎo)老師一起確定了此材料為PP。
2.1.3 生產(chǎn)綱領(lǐng)
和本組的同學(xué)們討論了肥皂盒生產(chǎn)情況，確定為大批量生產(chǎn)。塑件公差表如下：
表2-1 塑件公差表
未注公差尺寸
類(lèi)型
變換尺寸
143
A
143-1.640
101
A
101-1.340
33.9
B
33.9-0.760
99
A
99-1.20
121.9
A
121.9-1.480
77.9
A
77.9-1.060
30
B
30-0.70
13
B
13-0.520
9
B
9-0.480
74.6
A
74.60+1.06
118.6
A
118.60+1.34
6
A
60+0.44
45
A
450+0.84
24
B
240+0.64
19
B
19-0.32+0.32
38
B
38-0.38+0.38
57
B
57-0.47+0.47
76
B
76-0.53+0.53
2.1.4 塑件的脫模斜度
通過(guò)查看類(lèi)似樹(shù)脂產(chǎn)品的技術(shù)圖紙，然后結(jié)合書(shū)上的參考內(nèi)容，確定此樹(shù)脂產(chǎn)品內(nèi)表面為35′~1°[6]，在根據(jù)指導(dǎo)老師的建議樹(shù)脂外表面40′~1°20，最后通過(guò)軟件模擬分析脫模斜度，利用軟件自帶的分析功能，進(jìn)行云圖顯示，分析得出下面的圖示效果：
圖2-2 脫模角度
2.2 樹(shù)脂的性能及成型工藝參數(shù)
通過(guò)和老師的一起探討，同時(shí)查閱《模具設(shè)計(jì)大典》上關(guān)于此部分的內(nèi)容，確定此樹(shù)脂它的擊穿電壓高，電氣性能好，抗沖擊性好，耐熱性高，阻燃，化學(xué)穩(wěn)定性好,透明度和等級(jí)提高[2]。紫外線與大氣老化，它對(duì)剪切不敏感，焊接粘接穩(wěn)定性好，流動(dòng)性好，一般機(jī)械零件生產(chǎn)靈活性好。銅接觸老化，但銀材料的吸濕性過(guò)高，溢出障礙，高剛度和尺寸穩(wěn)定性。在紫外光照射下，優(yōu)良的電氣性能沖擊強(qiáng)度降低一半。其它力學(xué)性能良好，具有耐油性能。高頻電性能不受濕度影響。除了外部阻力外，機(jī)械強(qiáng)度高，塑料的化學(xué)穩(wěn)定性不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿和各種酸的影響，六個(gè)月后很容易降解?？捎糜谥谱鞅禺a(chǎn)品。優(yōu)異的耐低溫沖擊性能。塑件的成型應(yīng)經(jīng)過(guò)高溫退火處理，提高了沖擊強(qiáng)度。
表2-2 樹(shù)脂注射成型工藝參數(shù)
2.3 注塑機(jī)的初選
通過(guò)查閱《模具制造技術(shù)與設(shè)計(jì)》[10] P144 式2-12,獲得塑件質(zhì)量計(jì)算公式為:
M1=ρV1 （2-1）
上面公式中：
V1 ———— 塑膠件體積 V1=47.7 cm3 按照二維軟件分析可得
ρ ———— 材料密度 ρ即0.91 g/cm3
M1 ———— 制件質(zhì)量
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
M1=ρV1=0.91×47.7=43.407g （2-2）
根據(jù)上面計(jì)算的值，然后利用最新的三維軟件對(duì)本設(shè)計(jì)的塑件模型進(jìn)行模型分析，結(jié)合模具的整體結(jié)構(gòu)，可以選擇如下注塑機(jī)：
通過(guò)查閱《實(shí)用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)》 P71 表7-2,獲得為:選用SZ-400/1600
注塑機(jī)種類(lèi)
SZ-400/1600
塑化能力
22.2g/s
拉桿間距
485×545
最大注射體積
416cm3
噴嘴球徑
15mm
最大鎖模力
1600KN
最大閉合高度
550mm
最大注塑壓力
141MPa
噴嘴口徑
4mm
最小閉合高度
150mm
定位孔徑
150mm
最大開(kāi)模距離
360mm
2.4 模流分析方案剖析
2.4.1 肥皂盒的網(wǎng)格序列化
圖2-3 網(wǎng)格設(shè)計(jì)
此樹(shù)脂制品，為了進(jìn)行cae分析，必須要對(duì)肥皂盒進(jìn)行網(wǎng)格序列化，通過(guò)在moldflow設(shè)置相關(guān)參數(shù)，然后導(dǎo)入模型的stl格式，進(jìn)行網(wǎng)格劃分，根據(jù)moldflow書(shū)上建議，匹配率80%以上才行，因?yàn)橐粋€(gè)好的質(zhì)量的網(wǎng)格，才能有合適的邊界條件，才能通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算得到。劃分完網(wǎng)格后，根據(jù)網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)的功能查看到：三角形網(wǎng)格的個(gè)數(shù)為16760個(gè),已連接的節(jié)點(diǎn)數(shù)量為8368個(gè)，聯(lián)通區(qū)域1個(gè)，不可見(jiàn)三角形為0個(gè)，通過(guò)這些數(shù)據(jù)，在向老師請(qǐng)教，此網(wǎng)格的質(zhì)量是可以的。因此不在需要修復(fù)網(wǎng)格，就能直接就行分析。
圖2-4 網(wǎng)格對(duì)話(huà)框
2.4.2 澆口位置結(jié)果確定
澆口最佳位置可以通過(guò)，采用moldflow軟件自帶的分析功能，初步分析位置，然后結(jié)合模具結(jié)構(gòu)，綜合考慮此最終位置。
從分析出來(lái)的圖2-5中看出，具備藍(lán)色特征的位置，是非常適合澆注系統(tǒng)布置的，對(duì)于紅色的位置，就不用考慮了，因?yàn)榧t色代表了溶體在此位置流動(dòng)差，容易造成產(chǎn)品缺陷。綜合上面分析和考慮到模具結(jié)構(gòu)，選擇側(cè)澆口作為本設(shè)計(jì)的方案。
圖2-5 最佳澆口
最合和指導(dǎo)老師最終確定，此澆口形式為側(cè)澆口最好。
2.4.3 整體方案模擬設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)利用三維軟件建立了整體方案的效果，根據(jù)這效果，利用moldflow里建模功能，把冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)的模型建立出來(lái)，然后對(duì)于系統(tǒng)的一維劃分網(wǎng)格，并設(shè)置相關(guān)屬性，最終完成了方案模擬設(shè)計(jì)圖：
圖2-6 模具方案圖
2.4.4 模流結(jié)果論證
圖2-7 填充時(shí)間
從上面圖2-7的分析結(jié)論圖看出了，流體達(dá)到樹(shù)脂產(chǎn)品末端的時(shí)間為1.995s，仔細(xì)觀察有限元模型，沒(méi)有看到流體的滯流狀態(tài)，也沒(méi)有看到節(jié)點(diǎn)區(qū)域上云圖有間隔特點(diǎn)，也沒(méi)有看到云狀結(jié)果有什么分布不均的情況，因此不會(huì)產(chǎn)生過(guò)保壓的情況。從上面分析出，方案還是合理的。
從下圖2-8分析結(jié)果中看到云圖分布均勻，翻轉(zhuǎn)模型仔細(xì)觀察，沒(méi)有看到云圖出現(xiàn)急驟變化的情況，這樣不會(huì)導(dǎo)致收縮和翹曲，然后在向老師討教，最終確定了此分布是符合設(shè)計(jì)要求。
圖2-8 頂出體積收縮
圖2-9 氣穴圖
旋轉(zhuǎn)模型看到帶有紅色的符號(hào)，代表的是氣穴的位置，通過(guò)仔細(xì)分析，這些位置是在分型面的位置的。根據(jù)實(shí)際情況，分型面是容易排氣的，所以此方案不會(huì)產(chǎn)生什么缺陷，所以符合要求。
在圖2-10中出現(xiàn)彩色線的地方，是樹(shù)脂產(chǎn)品容易產(chǎn)生缺陷地方，這個(gè)地方機(jī)械性能不好，因此必須避免在重要的位置上。但是可以通過(guò)模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化，調(diào)節(jié)注塑機(jī)參數(shù)來(lái)改變此位置。
圖2-10 熔接線圖
圖2-11 鎖模力
在通過(guò)上圖2-11所示并且查閱了課本上的表格資料，確定此鎖模力是在安全范圍內(nèi)的。
通過(guò)查看相關(guān)資料確定冷卻通道在出入口之間要保證溫查在5度就行，在觀察下面的分析結(jié)果圖2-12，可以看出，結(jié)果是在5度內(nèi)的。
圖2-12 冷卻液溫度
圖2-13 翹曲
通過(guò)查看上圖2-13結(jié)果，觀察得變形量為0.5073毫米，在查看有限元數(shù)值計(jì)算書(shū)籍和模具結(jié)構(gòu)書(shū)籍，最終確定此值滿(mǎn)足要求。
通過(guò)上面分析論證，在和指導(dǎo)老師交換意見(jiàn)，最終確定此方案是滿(mǎn)足要求。
3 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 擬定模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1.1 確定型腔數(shù)量及排列方式的確定
通過(guò)查閱《模具制造技術(shù)與設(shè)計(jì)》[10] P144 式2-15,獲得型腔數(shù)目計(jì)算公式為:
n≤K×Vn-V0V1 （3-1）
上面公式中：
Vn ———— 最大注塑體積 Vn=416cm3
V1 ———— 制件體積 V1=47.7 cm3
K ———— 注塑量利用系數(shù) 凡是都是K=0.8
V0 ———— 一次注塑體積 V0=114.48 cm3
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
n≤K×Vn-V0V1=0.8×416-114.4847.7=5 （3-2）
根據(jù)求得的結(jié)果，然后在圖書(shū)館查找了相關(guān)資料，并考慮了模具結(jié)構(gòu)，所以此模具采用1模2件。
通過(guò)查閱《模具制造技術(shù)與設(shè)計(jì)》[10] P144 式2-13,獲得澆注系統(tǒng)體積計(jì)算公式為:
V2=V1×K×n （3-3）
上面公式中：
n ———— 凸凹模數(shù)目 這模具1模2件 n=2
K ———— 注塑件體積 常量 K凡是都是0.2
V2 ———— 澆注系統(tǒng)體積
V1 ———— 工件體積
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
V2=V1×K×n=47.7×0.2×2=19.08 （3-4）
通過(guò)查閱《模具制造技術(shù)與設(shè)計(jì)》 P144 式2-14,獲得注射總質(zhì)量機(jī)計(jì)算公式為:
M0=n×M1+M2=n×M1+ρV2 （3-5）
上面公式中：
M1 ———— 塑料件質(zhì)量 M1=43.407 g
M2 ———— 澆注系統(tǒng)質(zhì)量 M2=ρ×V2=0.91×19.08=17.363g
n ———— 凸凹模數(shù)量 n=2
M0 ———— 注塑總質(zhì)量
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
M0=n×M1+M2=2×43.407+17.363=104.177g（3-6）
通過(guò)和指導(dǎo)老師商量模具結(jié)構(gòu)排布形式，最終確定如下排布：
圖3-1 型腔數(shù)目分布
3.1.2 分型面位置的確定
在塑料模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果不能用模具形成，就必須仔細(xì)考慮成型過(guò)程中凹凸部的分型面的形狀和結(jié)構(gòu)。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該首先指定分模面，然后設(shè)計(jì)模具的二維尺寸。凹凸模具分型面整體設(shè)計(jì)正確，膠件質(zhì)量，工藝控制難度，模具設(shè)計(jì)制造嚴(yán)重受到影響。因此，正確選擇分型面是注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。分型面的正確選擇標(biāo)準(zhǔn)如下：
1）分型面選擇準(zhǔn)則一：會(huì)有利確保膠件的外面輪廓品質(zhì)；
2）分型面選擇準(zhǔn)則二：凹凸模分型面應(yīng)該選擇在膠件的最大斷面處；
3）分型面選擇準(zhǔn)則三：盡量使膠件留在后模一點(diǎn)；
4）分型面選擇準(zhǔn)則四：會(huì)有利確保膠件的公差精度；
5）分型面選擇準(zhǔn)則五：盡量滿(mǎn)足膠件的運(yùn)用要求；
6）分型面選擇準(zhǔn)則六：盡可能減少膠件在鎖模方向上的投影大??；
在三維軟件工作環(huán)境中，可以自動(dòng)生成非復(fù)雜組件凹凸不平的表面。但是塑件的零件形狀不規(guī)則，大多數(shù)凹模模子表面不是普通的平面，這就需要手動(dòng)施工表面后并合和凸塊分面。該圖描繪了使用兩組面分別合并基本分離的三維表面的階段，并且隨后的選擇合并方法保留了對(duì)三維表面的需要。
圖3-2 分型面
3.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
流道系統(tǒng)是從標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)模具通道引導(dǎo)塑料熔體注射噴嘴，具有傳質(zhì)，傳遞壓力和能量傳遞功能，對(duì)塑件質(zhì)量有很大影響。它被劃為普通轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)。模具采用普通澆道系統(tǒng)，包括主流道結(jié)構(gòu)，分流道結(jié)構(gòu)，冷凝孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)料口結(jié)構(gòu)。
主澆道結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)
主澆道通常位于成型模具中心的塑料熔體的入口處，該熔體將從注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)噴嘴排出的熔體引入分配器或模具。錐體的主要輪廓將有助于熔化模具開(kāi)口的運(yùn)動(dòng)和部件，這是塑料材料流動(dòng)的主流，可以非常順利地移除熔料。
主流轉(zhuǎn)輪小端注射成型設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)噴嘴有多個(gè)接觸點(diǎn)，均為非耐用零件，對(duì)材料要求特別嚴(yán)格，所以模具主要部分通道可拆除，以取代主流道內(nèi)襯形式材料口套，方便有效的使用天真鋼材自主生產(chǎn)加工和材料熱處理，常采用碳素優(yōu)質(zhì)高碳鋼，如T10A模具鋼，T10模具鋼等，材料熱處理維氏硬度為50HRC?55HRC。
3.2.1 主流道的設(shè)計(jì)
此設(shè)計(jì)傾角的值為1°，具體尺寸可通過(guò)下列的方式來(lái)得到:
通道小端直徑： d=d0+（0.5～1）=4+1mm=5mm； （3-7）
通道大端直徑：D=d+2L0×tana=5+2×89×tan(1°)mm=8.11mm； （3-8）
球面半徑：R=R1+（1～2）=15+2mm=17mm （3-9）
粗糙度是Ra0.8
主流道長(zhǎng)度；如圖所示。
圖3-3 澆口套
3.2.2 分流道的計(jì)算
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-9,獲得分流道當(dāng)量直徑計(jì)算公式為:
Dn=0.2654×m×4L1 （3-10）
上面公式中：
L1 ———— 單方向流道尺寸 L1=20mm
Dn ———— 次通道直徑
m ———— 塑料件質(zhì)量 m=43.41 g
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
Dn=0.2654×m×4L=0.2654×43.41×420=3.7 mm （3-11）
按照結(jié)構(gòu)采用直徑6 mm
3.2.3 澆口的設(shè)計(jì)
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-10,獲得側(cè)澆口計(jì)算公式為:
h=nt （3-12）
上面公式中：
h ———— 側(cè)澆口深度
t ———— 壁厚 t=2mm
n ———— 常數(shù)查得表n=0.27通過(guò)查閱《實(shí)用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)》[9] P121 表9-13,獲得為:
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
h=nt=0.27×2=0.8 mm （3-13）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-11,獲得側(cè)澆口計(jì)算公式為:
b=n×A30 （3-14）
上面公式中： b ———— 側(cè)澆口寬度
n ———— 因子查看表得n=0.27通過(guò)查閱《實(shí)用注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)》 [9]P121 表9-13,獲得為:查看表得
A ———— 型腔表面積 通過(guò)cad軟件分析得A=48809.16 mm2
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
b=n×A30=0.27×48809.1630≈2 （3-15）
3.2.4 澆口的布置形式
圖3-4 澆口位置
3.3 冷料穴的設(shè)計(jì)
和學(xué)院老師討論，在模具里必須設(shè)置冷料穴，因?yàn)樵谧⑺艹芍?，流體會(huì)首先進(jìn)入型腔里，這個(gè)時(shí)候由于模具沒(méi)有加熱，還是冷的狀態(tài)，所以前沿的流體就會(huì)冷卻，導(dǎo)致滯流的情況，這樣會(huì)出現(xiàn)模具的一些缺陷，同時(shí)也會(huì)給樹(shù)脂產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷。
圖3-5 拉料桿
3.4 澆注系統(tǒng)的校核
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-12,獲得主流道凝料體積計(jì)算公式為:
V主=πL012(D2+Dd+d2) （3-16）
上面公式中：
L0 ———— 主澆注通道的長(zhǎng)度 L0=89 mm
d ———— 主澆注通道小端口直徑 d=5 mm
V主 ————主澆注通道熔料
D ———— 主澆注通道大端口直徑 D=8.11 mm
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
V主=π×L012×D2+Dd+d2=3.14×8912×8.11×8.11+8.11×5+5×5=3058.27mm3 （3-17）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-13,獲得分流道凝料體積計(jì)算公式為:
V分=2×A×L1 （3-18）
上面公式中：
L1 ———— 單方向分流道尺寸 L1=20mm
A ———— 面積 A=28.27 mm2
V分 ———— 次通道熔料
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
V分=2×A×L1=2×28.27×20=1130.8mm3 （3-19）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-14,獲得總凝料體積計(jì)算公式為:
V總=V主+V分 （3-20）
上面公式中：
V總 ————澆注系統(tǒng)總凝料
V主 ———— 主澆注通道熔料 V主=3058.27 mm3
V分 ———— 次通道熔料 V分=1130.8 mm3
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
V總=V主+V分=3058.27+1130.8=4189.07mm3 （3-21）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-15,獲得通過(guò)澆口體積計(jì)算公式為:
VG=V塑膠=47.7cm3 （3-22）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-16,獲得通過(guò)分流道體積計(jì)算公式為:
VR=V樹(shù)脂+V子通道n=47.7+1130.82=48.27cm3 （3-23）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-17,獲得通過(guò)主流道體積計(jì)算為:Vs=n×VR+V主通道=2×48.27+3.05827=99.6cm3 （3-24）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-18,獲得主流道流速計(jì)算公式為:
qs=π4×Rs3×γ1 （3-25）
上面公式中：
γ1 ———— 主流道剪切速率 得出γ1=2×103s-1
Rs ———— 主流道平均半徑 Rs=(D+d)/22×10-1=(5+8.11)/22×0.1=0.33cm
qs ———— 主通道流動(dòng)速率
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
qs=π4×Rs3×γ1=3.144×0.333×2×103=56.42cm3/s（3-26）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-19,獲得側(cè)澆口流速計(jì)算公式為:
qG=π4×RG3×γ2 （3-27）
上面公式中：
γ2 ———— 日常取 澆口剪切速率 γ2=5×104s-1
qG ———— 澆口流速
RG ———— 側(cè)澆口當(dāng)量半徑 RG=32×A2πC=32×(2×0.8)23.14×2+0.8×2=0.066 cm
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
qG=π4×RG3×γ2=3.144×0.0663×5×104=11.28cm3/s （3-28）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-20,獲得模具充模時(shí)間計(jì)算公式為:
ts=Vsqs （3-29）
上面公式中：
qs ———— 主流道溶體的速度 qs=56.42 cm3/s
Vs ———— 經(jīng)過(guò)流體體積 Vs=99.6cm3
ts ———— 模具填充時(shí)間
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
ts=Vsqs=99.656.42=1.77 s （3-30）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-21,獲得型腔充模時(shí)間計(jì)算公式為:
tG=VGqG （3-31）
上面公式中：
VG ———— 經(jīng)過(guò)流體體積 VG=47.7cm3
qG ———— 澆口體積流速 qG=11.28cm3/s
tG ———— 一腔填充時(shí)間
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
tG=VGqG=47.711.28=4.23 s （3-32）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-22,獲得注射時(shí)間計(jì)算公式為:
t=ts3+n×tG3 （3-33）
上面公式中：
t ———— 射出時(shí)間
ts ———— 模具填充時(shí)間
tG ———— 每腔填模時(shí)間
n ———— 型腔數(shù)據(jù) n=2
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
t=ts3+n×tG3=1.773+2×4.233≈3.41 s （3-34）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-23,獲得側(cè)澆口剪切速率校核計(jì)算公式為:
γG=4×qGπ×RG3 （3-35）
上面公式中：
qG ———— 澆口體積流速 qG=11.28 cm3/s
RG ———— 側(cè)澆口當(dāng)量半徑 RG=32×A2πC=32×(2×0.8)23.14×2+0.8×2=0.066 cm
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
γG=4×qGπ×RG3=4×11.283.14×0.0663=49981.31s-1 （3-36）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-24,獲得分流道剪切速率校核計(jì)算公式為:
γR=3.3×qRπ×Rn3 （3-37）
上面公式中：
qR ———— 實(shí)際子通道流量 qR=VRt=48.273.41=14.16cm3/s
Rn ———— 當(dāng)量半徑 Rn=0.3 mm
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
γR=3.3×qRπ×Rn3=3.3×14.163.14×0.63=293.79s-1 （3-38）
通過(guò)查閱《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》[3] P159 式8-25,獲得主流道剪切速率校核計(jì)算公式為:
γs=3.3×qsπ×Rs3 （3-39）
上面公式中：
Rs ———— 主流道平均半徑 Rs=0.33 cm
qs ———— 實(shí)際主通道容量 qs=Vst=99.63.41=29.21cm3/s
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
γs=3.3×qsπ×Rs3=3.3×29.213.14×0.333=854.23s-1 （3-40）
3.5 成型零件的設(shè)計(jì)計(jì)算
塑料制品外部結(jié)構(gòu)尺寸143-1.640，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-3,獲得型腔內(nèi)型尺寸為:
DM=D1+S-34?0+δ （3-41）
上面公式中：
△————制品公差 △=1.64
S————縮水量 S=0.02
DM————內(nèi)腔尺寸
δ ————加工公差 根據(jù)14?選擇δ=0.25×1.64=0.41
D————內(nèi)部基礎(chǔ)尺寸D=143
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
DM=143×1+0.02-34×1.640+0.41=144.630+0.41（3-42）
塑料制品外部結(jié)構(gòu)尺寸101-1.340，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-3,獲得型腔內(nèi)型尺寸為:
DM=D1+S-34?0+δ （3-43）
上面公式中：
DM————內(nèi)腔尺寸
D————內(nèi)部基礎(chǔ)尺寸D=101
△————塑膠件公差 △=1.34
S————收縮量 S=0.02
δ ————加工公差 遵照14?抉擇δ=0.25×1.34=0.335
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
DM=101×1+0.02-34×1.340+0.335=102.020+0.335 （3-44）
塑料制品外部結(jié)構(gòu)尺寸99-1.20，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-3,獲得型腔內(nèi)型尺寸為:
DM=D1+S-34?0+δ （3-45）
上面公式中：
D————內(nèi)腔基礎(chǔ)尺寸D=99
DM————內(nèi)腔尺寸
δ ————加工公差 遵循14?遴選δ=0.25×1.2=0.3
S————縮水系數(shù) S=0.02
△————注塑件公差 △=1.2
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
DM=99×1+0.02-34×1.20+0.3=100.080+0.3 （3-46）
塑料制品外部結(jié)構(gòu)尺寸121.9-1.480，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-3,獲得型腔內(nèi)型尺寸為:
DM=D1+S-34?0+δ （3-47）
上面公式中：
D————內(nèi)腔基礎(chǔ)尺寸D=121.9
△————制品公差 △=1.48
DM————內(nèi)腔尺寸
S————縮水因子 S=0.02
δ ————加工公差 尊從14?選拔δ=0.25×1.48=0.37
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
DM=121.9×1+0.02-34×1.480+0.37=123.230+0.37 （3-48）
塑料制品外部結(jié)構(gòu)尺寸77.9-1.060，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-3,獲得型腔內(nèi)型尺寸為:
DM=D1+S-34?0+δ （3-49）
上面公式中：
δ ————加工公差 依據(jù)14?采用δ=0.25×1.06=0.265
D————內(nèi)腔基礎(chǔ)尺寸D=77.9
△————注塑件公差 △=1.06
S————收縮因子 S=0.02
DM————內(nèi)部尺寸
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
DM=77.9×1+0.02-34×1.060+0.265=78.660+0.265 （3-50）
塑膠外部深度尺寸33.9-0.760，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-4,獲得型腔深度尺寸為:
HM=D1+S-23?0+δ （3-51）
上面公式中：
D————厚度尺寸 D=33.9
HM————厚度尺寸
△————制品公差 △=0.76
S————收縮量 S=0.02
δ ————加工公差 按理14?選用δ=0.25×0.76=0.19
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
HM=33.9×1+0.02-23×0.760+0.19=34.070+0.19 （3-52）
塑料制品外部高度尺寸30-0.70，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-4,獲得型腔深度尺寸為:
HM=D1+S-23?0+δ （3-53）
上面公式中：
D————高度基本尺寸 D=30
S————縮水量 S=0.02
δ ————加工公差 遵照14?采用δ=0.25×0.7=0.175
HM————厚度尺寸
△————制品公差 △=0.7
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
HM=30×1+0.02-23×0.70+0.175=30.130+0.175 （3-54）
塑膠外部深度尺寸13-0.520，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-4,獲得型腔深度尺寸為:
HM=D1+S-23?0+δ （3-55）
上面公式中：
△————注塑件公差 △=0.52
δ ————加工公差 遵照14?采用δ=0.25×0.52=0.13
D————厚度尺寸 D=13
HM————厚度尺寸
S————縮水系數(shù) S=0.02
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
HM=13×1+0.02-23×0.520+0.13=12.910+0.13 （3-56）
塑膠外部深度尺寸9-0.480，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-4,獲得型腔深度尺寸為:
HM=D1+S-23?0+δ （3-57）
上面公式中：
HM————高度尺寸
δ ————加工公差 遵循14?遴選δ=0.25×0.48=0.12
D————高度基本尺寸 D=9
△————注塑件公差 △=0.48
S————縮水率 S=0.02
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
HM=9×1+0.02-23×0.480+0.12=8.860+0.12 （3-58）
塑料制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸74.60+1.06，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-5,獲得型芯外形尺寸為:
dm=d1+S+34?-δ0 （3-59）
上面公式中：
dm————外部尺寸
δ ————加工公差 依照14?選拔δ=0.25×1.06=0.265
d————外部基本尺寸 d=74.6
S————收縮系數(shù) S=0.02
△————制件公差 △=1.06
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
dm=74.6×1+0.02+34×1.06-0.2650=76.89-0.2650 （3-60）
塑料制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸118.60+1.34，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-5,獲得型芯外形尺寸為:
dm=d1+S+34?-δ0 （3-61）
上面公式中：
S————縮水量 S=0.02
dm————外部尺寸
d————外部基本尺寸 d=118.6
△————塑料件公差 △=1.34
δ ————加工公差 依據(jù)14?采用δ=0.25×1.34=0.335
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
dm=118.6×1+0.02+34×1.34-0.3350=121.98-0.3350 （3-62）
塑料制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸60+0.44，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 [6]P180 式3-5,獲得型芯外形尺寸為:
dm=d1+S+34?-δ0 （3-63）
上面公式中：
dm————外部尺寸
δ ————加工公差 遵循14?抉擇δ=0.25×0.44=0.11
S————縮水系數(shù) S=0.02
d————外部基本尺寸 d=6
△————塑膠件公差 △=0.44
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
dm=6×1+0.02+34×0.44-0.110=6.45-0.110 （3-64）
塑料制品內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸450+0.84，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-5,獲得型芯外形尺寸為:
dm=d1+S+34?-δ0 （3-65）
上面公式中：
d————外部基本尺寸 d=45
δ ————加工公差 依照14?挑選δ=0.25×0.84=0.21
dm————外部尺寸
S————縮水因子 S=0.02
△————制件公差 △=0.84
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
dm=45×1+0.02+34×0.84-0.210=46.53-0.210 （3-66）
塑件內(nèi)形高度尺寸240+0.64，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-6,獲得型芯高度尺寸為:
hm=d1+S+23?-δ0 （3-67）
上面公式中：
d————厚度基本尺寸 d=24
hm————厚度尺寸
△————制件公差 △=0.64
δ ————加工公差 依照14?采用δ=0.25×0.64=0.16
S————縮水率 S=0.02
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：
hm=24×1+0.02+23×0.64-0.160=24.91-0.160 （3-68）
塑料制件中心距離尺寸19±0.32，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-7,獲得中心距離尺寸為:
CM=C(1+S)±δ （3-69）
上面公式中：
CM————中心距尺寸
C————中心距基礎(chǔ)尺寸 C=19
S————塑膠件公差 S=0.02
δ ————縮水量 加工公差18?尊從δ=0.125×0.64=0.08
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
CM=19 × (1+0.02)±0.04=19.38±0.04 （3-70）
塑料制件中心距離尺寸38±0.38，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-7,獲得中心距離尺寸為:
CM=C(1+S)±δ （3-71）
上面公式中：
C————中心距基礎(chǔ)尺寸 C=38
CM————中心距尺寸
δ ————收縮因子 加工公差18?根據(jù)δ=0.125×0.76=0.095
S————制品公差 S=0.02
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
CM=38 × (1+0.02)±0.0475=38.76±0.0475（3-72）
塑料制件中心距離尺寸57±0.47，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》 [6]P180 式3-7,獲得中心距離尺寸為:
CM=C(1+S)±δ
上面公式中：
S————塑料件公差 S=0.02
C————中心距基礎(chǔ)尺寸 C=57
δ ————收縮量 加工公差18?根據(jù)δ=0.125×0.94=0.118
CM————中心距尺寸
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
CM=57 × (1+0.02)±0.059=58.14±0.059 （3-73）
塑料制件中心距離尺寸76±0.53，通過(guò)查閱《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》[6] P180 式3-7,獲得中心距離尺寸為:
CM=C(1+S)±δ （3-74）
上面公式中： CM————中心距尺寸
C————中心距基礎(chǔ)尺寸 C=76
δ ————縮水率 加工公差18?尊從δ=0.125×1.06=0.133
S————制品公差 S=0.02
利用上面的數(shù)據(jù)代入公式，則有：:
CM=76 × (1+0.02)±0.0665=77.52±0.0665 （3-75）
3.6 型腔壁厚的校核計(jì)算
依據(jù)模