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文獻(xiàn)綜述
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塑料模具綜述
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，因為成型模具的優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，省料和低成本等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)越來越重要，并且也被更加廣泛的運(yùn)用著。據(jù)統(tǒng)計，近年全世界的模具年產(chǎn)值保持在600-660億美元之間，而生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的價值往往是模具價格的數(shù)十倍，甚至上百倍，而在這其中，塑料一起有意的加工性和品種功能的多樣性，已經(jīng)成為較木材，水泥，鋼鐵這些材料中發(fā)展最快的一類，
近年來，塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展，體現(xiàn)在模具產(chǎn)品向著大型、精密、復(fù)雜的方向發(fā)展，綜合技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短。在我國，起步較晚，但是發(fā)展很快，特別是最近幾年，在改革開放之后，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，發(fā)展的尤其迅速，但與國外塑料模具的先進(jìn)水平相比，依然存在一定差距。
我國列入國家標(biāo)準(zhǔn)中的塑料模具鋼僅為3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo。國外常用的塑料模具鋼已形成較完整的系列，如美國塑料模具鋼有7個鋼號，形成完整的P系列：日本日立金屬公司有15個鋼號：日本大同特殊鋼13個鋼號。我國塑料模用鋼的隨意性較大，80％是用碳鋼和40Cr鋼。對于復(fù)雜、精密模具，為避免熱處理變形，一般在退火態(tài)、正火態(tài)或調(diào)質(zhì)態(tài)加工使用，因此壽命僅為國外同類模具的1／10～112。國內(nèi)汽車塑料模具企業(yè)大多愿意選用德國、日本、瑞典三大系列的模具鋼，高光模具材料用NK80、2738、P20；關(guān)鍵模具材料用進(jìn)口的2738、NAK80、S136等。但是，在國內(nèi)購買歐洲模具鋼材，價格上揚(yáng)30％～40％，嚴(yán)重影響了國內(nèi)模具的競爭力。國際上，汽車模具已進(jìn)入專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化階段，汽車模具基本是由專業(yè)的模具制造商提供，模具商品化率在70％以上，還有許多專門生產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件的企業(yè)，汽車模具標(biāo)準(zhǔn)件多達(dá)幾百種。國外模具的標(biāo)準(zhǔn)化率可達(dá)85％(如德國、日本)，中小模具的局部結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化程度高(如日本的手機(jī)模具)。德國的保險杠模具，模架是標(biāo)準(zhǔn)的，熱流道是標(biāo)準(zhǔn)的，和國內(nèi)相比，周期快，成本降低30％。國內(nèi)模具企業(yè)大型模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度約為25％～30％。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度已成為制約國內(nèi)模具制造周期的瓶頸之一。也影響了國內(nèi)模具的競爭力。
雖然在發(fā)展初期我國的模具有很大的局限，但是發(fā)展還是很快的，特別是最近幾年的發(fā)展，在質(zhì)量，技術(shù)和制造能力上都有了很大的發(fā)展，而且也在其他的方面獲得了很大的發(fā)展。（1）模具cad/cam/cae等技術(shù)已得到了較廣泛的發(fā)展。（2）模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。而到目前為止，我國制定的各項國家標(biāo)準(zhǔn)和多個標(biāo)準(zhǔn)號已經(jīng)基本能滿國內(nèi)普遍模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展需要。（3）模具加工設(shè)備郵過去依靠進(jìn)口到逐步實現(xiàn)自行設(shè)計制造。（4）我國模具的瓶中、制造精度已經(jīng)達(dá)到較高的水平。從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。
如上所述，我國模具的質(zhì)量，技術(shù)和制造能力近年來發(fā)展的確很迅速，有些已經(jīng)達(dá)到或者接近國際水平，尤其是隨著改革開放政策的不斷深入，“三資”企業(yè)的蓬勃發(fā)展，都對我國塑料模具設(shè)計制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我國模具制造基礎(chǔ)薄弱，各地發(fā)展極不平衡，因此總體來看，與國際先進(jìn)水平相比和與國內(nèi)外市場需求相比，差距還是很大的。主要表現(xiàn)在一下幾個方面。(1)塑料模具的產(chǎn)品水平。在型腔精度表面的粗糙度，生產(chǎn)周期，以及淬火和非淬火鋼模具壽命方面都有很明顯的差距（2）工藝裝備水平.我國塑料模制造企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率和cad/cam應(yīng)用覆蓋面比國外低得多，且設(shè)備不配套、利用率低的現(xiàn)象十分嚴(yán)重。國產(chǎn)設(shè)備在精度、加工表面粗糙度、剛性、穩(wěn)定性、可靠性及刀具和附件的配套性和精度保持性等方面與國外相比仍有較大差距。（3）開發(fā)能力及經(jīng)濟(jì)效益等方面國外模具企業(yè)技術(shù)人員比例很高，多數(shù)企業(yè)在25%以上，有些在50%以上，有些企業(yè)往往是大多數(shù)職工可在技術(shù)與生產(chǎn)崗位上互換，具有很高素質(zhì)，加之企業(yè)對產(chǎn)品開發(fā)很重視，經(jīng)常與產(chǎn)品廠一起共同開發(fā)產(chǎn)品與模具，因此有很強(qiáng)的開發(fā)能力^我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，多數(shù)企業(yè)在。之間，且大多數(shù)只注重模具開發(fā)，不重視產(chǎn)品開發(fā)，因此綜合開發(fā)能力很低，在市場上常處于被動地位（4）經(jīng)濟(jì)效益方面，國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家每個模具職工平均創(chuàng)造模具產(chǎn)值15萬~ 20萬美元，而我國只有4萬~5萬元人民幣^國外模具企業(yè)大都有一定利潤，而我國模具企業(yè)大都是微利甚至虧損^ 2.4管理及其他方面
國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯^管理上差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重^利用計算機(jī)進(jìn)行科學(xué)管理在國外企業(yè)中已十分廣泛，而國內(nèi)還很少采用^到目前為止，通過ISO 9000認(rèn)證的模具企業(yè)全國還不到1%。^另外，諸如企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)及企業(yè)運(yùn)營機(jī)制等方面，國內(nèi)外差距也較大。（5）產(chǎn)需矛盾
我國塑料模具市場總體上供不應(yīng)求，特別是大型、精密、復(fù)雜、長壽命塑料模產(chǎn)需矛盾十分突出，滿足率只有60呢左右^尤其是為工程塑料配套的模具，目前滿足率只有40呢左右。工程塑料是我國重點支持和優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，預(yù)計每年將有25呢的增長率^為解決這個矛盾，每年只好大量進(jìn)口 ^ 1999年共進(jìn)口橡塑模具約4億美元，其中絕大部分是塑料模具。
由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。"十，五"期間，預(yù)計每年可望達(dá)到12^以上的市場增長率。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時。^小而專"、^小而精"仍I日是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的"交貨期短"、^精度高'^'質(zhì)量好"、^價格低"的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。
(1)在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用；加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大的技術(shù)應(yīng)用范圍。有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的深化應(yīng)用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從計算機(jī)輔助工藝設(shè)計開始逐步向計算機(jī)集成制造系統(tǒng)乃至向虛擬制造發(fā)展，逐步深化和提高，用于模具設(shè)計制造的計算機(jī)軟件將向智能化、集成化方向發(fā)展。
(2)快速原型制造（RPM)及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展.快速原型制造RPM技術(shù)是美國首先推出的。它是伴隨著計算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散/堆積（即材料累加〉成形思想，根據(jù)零件模型，快速自動完成復(fù)雜的三維實體（模型〉制造。RPM技術(shù)是集精密機(jī)械制造、計算機(jī)、技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認(rèn)為是繼配技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。RPM技術(shù)可直接或間接用于模具制造，首先是通過立體光固化SLA、疊層實體制造LOM、激光選區(qū)燒結(jié)SLS、三維打印3D-P、熔融沉積成形FDM等不同方法得到制件原型，然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具，主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射〔熱噴涂〉等方法。這種方法制模具有技術(shù)先進(jìn)、成本較低、設(shè)計制造周期短、精度適中等特點，從模具的概念設(shè)計到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。用RPM技術(shù)制造出原型后，或用實物，使用旋轉(zhuǎn)鑄造(用熱硬化橡膠做模具〉可快速、低成本地制造小批量零件，發(fā)展前景很好。
RPM技術(shù)還可以解決石墨電級壓力振動（研磨〉成形法中母牛〔電極研具〉制造困難問題，使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構(gòu)建了基于RE(逆向工程技術(shù))及RPM^的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質(zhì)量高、開發(fā)成本低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。
(3)高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)40000r/min-100000 r/min， 快速進(jìn)給速度可達(dá)到30 m/min-40 m/min，加速度可達(dá)1g，換刀時間可提高到1s~2s。這樣就大幅度提高了加工效率，并可獲得RA小于1微米的加工表面粗糙度。另外，還可加工硬度達(dá)60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低（加工工件只升高3攝氏度〉。熱變形小等優(yōu)點。目前它已向更高的敏捷化。智能化。集成化方向發(fā)展。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝。刀具及其夾緊頭相配合。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了模具加工技術(shù)的發(fā)展，特別是對汽車。家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。
（4）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用。高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)已在我國200多家模具廠點得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能， 大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，用雷尼紹的SPZ-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的^逆向工程"。高速掃描機(jī)掃描速度最高可達(dá)3m/min，大大縮短了模具制造周期。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車^家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在"十，五"期間將發(fā)揮更大的作用。逆向工程和并行工程將在今后的模具生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。
（5）電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展。電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣〉，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。
（6）超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展。航空航天等部已應(yīng)用納米技術(shù)，必須要有超高精度的模具制造超高精度的零件。隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1微米的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復(fù)合加工技術(shù)在今后的模具制造中將有廣闊的前景。（7）熱流道技術(shù)將得到推廣。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá)80%以上，效果十分明顯；國內(nèi)近幾年來已開始推廣應(yīng)用，但總體還達(dá)不到10%，個別企業(yè)已達(dá)到30%左右。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道技術(shù)的關(guān)鍵。
（8）氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝將進(jìn)一步發(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、制品翹曲變形小、表面質(zhì)量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。國外該工藝已比較成熟，國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。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)?注射成形兩部分，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，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成形流動分析軟件顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成形工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成形件精度的最大因素是成形收縮。高壓注射成形可增加塑料件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成形技術(shù)是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓， 注射熔融樹脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行壓縮成形，其效果是：1成形件局部內(nèi)應(yīng)力小；2可得到質(zhì)量好的厚壁成形件；3對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；4用小注射力能得到優(yōu)良的制品。該類模具的理想模具結(jié)構(gòu)是：a注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；b充填后能立刻遮斷澆口部；c壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。
（9）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30呢左右，國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)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)件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。
（10）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受到重視。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在10%-30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或具特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼及采用熔鑄工藝的模具鋼等。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的擴(kuò)大應(yīng)用也十分重要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴(kuò)滲，如，滲碳、滲氮、滲硼、滲輅、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積〔TIN、TIC等、等離子噴涂等技術(shù)。由于鋁合金材料質(zhì)量輕、切削性能好、導(dǎo)熱導(dǎo)電率高、焊接性能優(yōu)良，用它作模具材料可縮短制模周期和降低模具成本，且用于塑料?？捎?0萬次以上壽命，因此用鋁合金進(jìn)行高速切削來制作快速經(jīng)濟(jì)模具已在世界上得到較為廣泛的使用，我國也已開始使用。預(yù)計今后將得到更好的發(fā)展。
目前,我國的塑料消費(fèi)量已居世界首位，但人均消費(fèi)量僅為工業(yè)發(fā)達(dá)國家的1/7，工業(yè)中等發(fā)達(dá)國家的1/4，預(yù)計要達(dá)到工業(yè)中等發(fā)達(dá)國家的消費(fèi)水平還需20年。這無疑為我國塑料模具工業(yè)提供了非常大的發(fā)展空間，提供了更多的就業(yè)機(jī)會。只要我們不斷追趕國外同行先進(jìn)企業(yè)、在模具技術(shù)"高、精、尖"及管理方面持續(xù)努力，我們就會很快縮短與國外同行先進(jìn)企業(yè)之間的差異。
參考文獻(xiàn):
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Abstract
The plastics industry is the world's fastest growing industries on the one category, while the injection mold is one of the types of rapid development, therefore, research on the understanding of plastic injection molding production process and improve product quality is very significant.
The name of the skeleton design products, choose materials for the PP, because the demand for the product, we choose a two-cavity mold arrangement, according to mold structure, we applied the lateral type Pulling Mechanism design and the design of the lifter body .
Through this design, injection mold can have a preliminary understanding of the design of some of the details of the note issue, to understand the structure and working principle of mold; by learning CAD, parts can create simple parts library, so as to effectively increase efficiency.
Key words: lateral type core-pulling mechanism lifter bodies
目錄
緒論 1
第1章 塑件的工藝分析 3
1.1 塑件的材料 3
1.2 工藝分析 5
第2章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式 6
2.1 分型面的確定 6
2.2 確定型腔數(shù)目和排列方式 6
第3章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 9
3.1 主流道設(shè)計 9
3.2 分流道設(shè)計 9
3.3 主流道剪切速率的校核 10
3.4澆口的設(shè)計 10
第4章 成型零件的設(shè)計 12
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 12
4.2 成型零件鋼材選用 12
4.3 動模的大小 12
4.4 主要成型零件的工作尺寸的計算 12
4.5 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計 14
4.5.1 斜導(dǎo)柱的典型機(jī)構(gòu)尺寸 15
4.5.2 抽拔力 15
4.5.3 抽芯距的計算 15
4.5.4 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計算 16
4.5.5 斜導(dǎo)柱直徑的確定 16
4.5.6 斜導(dǎo)柱長度的計算 16
4.5.7 滑塊的設(shè)計 16
4.6 模架的確定 17
第5章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計 19
5.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循以下原則 19
5.2 脫模力 19
5.3 推桿的結(jié)構(gòu)的設(shè)計 19
5.4推桿的安裝 20
5.5 推出形式的確定 20
第6章 注塑機(jī)的校核 21
6.1 最大注塑量的校核 21
6.2 注塑壓力的校核 21
6.3模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核 22
6.3.1 模具閉和尺寸與注射機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適應(yīng) 22
6.3.2 模具閉合高度校合 22
6.4 開模行程的校合 22
第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計 24
7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 24
7.1.1導(dǎo)向總體設(shè)計 24
7.1.2導(dǎo)柱設(shè)計 24
7.1.3導(dǎo)套設(shè)計 24
7.2 調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計 25
7.2.1設(shè)計原則 25
7.2.2尺寸大小 25
7.2.3布置 25
總 結(jié) 26
致 謝 27
參考文獻(xiàn) 28
附件一 英文文獻(xiàn)翻譯 29
緒論
緒論
模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，所以模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它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。在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”;德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力” ，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機(jī)床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。近年來，我國模具工業(yè)每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。據(jù)統(tǒng)計，我國現(xiàn)有模具生產(chǎn)廠近2萬家，從業(yè)人員約50萬人，“九五”期間的年增長率為13%. 2000年總產(chǎn)值為270億元，占世界總量的5%。但從總體上看，自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅為1/3左右，國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，仍主要依賴進(jìn)口。目前，就整個模具市場來看，進(jìn)口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá)40%以上。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點放在精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長足的進(jìn)步。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、復(fù)雜、長壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步伐加快，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這2個省的模具產(chǎn)值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢也很好。
隨著世界五金、電子、儀表、電器和機(jī)械塑料工業(yè)高速發(fā)展,我國塑料工業(yè)異軍突起，而塑料工業(yè)的高速發(fā)展又對塑料模具工業(yè)的發(fā)展起到了推動作用同時也對它提出了越來越高的要求。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。目前我國塑料模具約占模具工業(yè)總產(chǎn)值30％～35％。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，因為注塑成型可以對形狀復(fù)雜的塑料產(chǎn)品實現(xiàn)一次成型，是一種高效率、大批量的生產(chǎn)方式。僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品36萬噸其中80％以上的產(chǎn)品通過注塑生產(chǎn)。電子電器如電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000萬臺。到 2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30％，塑料管的普及率將達(dá)到5O％，這些都會大大增加對塑料模具的需求量
隨著世界五金、電子、儀表、電器和機(jī)械塑料工業(yè)高速發(fā)展,我國塑料工業(yè)異軍突起，而塑料工業(yè)的高速發(fā)展又對塑料模具工業(yè)的發(fā)展起到了推動作用同時也對它提出了越來越高的要求。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。目前我國塑料模具約占模具工業(yè)總產(chǎn)值30％～35％。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，因為注塑成型可以對形狀復(fù)雜的塑料產(chǎn)品實現(xiàn)一次成型，是一種高效率、大批量的生產(chǎn)方式。僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品36萬噸其中80％以上的產(chǎn)品通過注塑生產(chǎn)。電子電器如電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過1000萬臺；彩電的年產(chǎn)量已超過3000萬臺。到 2010年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為30％，塑料管的普及率將達(dá)到5O％，這些都會大大增加對塑料模具的需求量。 注塑模具的優(yōu)劣直接影響注塑成型的質(zhì)量。注塑模具行業(yè)，欲要加工出高精度、高質(zhì)量、復(fù)雜型面的注塑模具必須借助先進(jìn)的計算機(jī)輔助設(shè)計和制造軟件、編制合理的加工工藝規(guī)程、選擇合適的加工設(shè)備和刀具、設(shè)定最佳切削用量，這是保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、減輕勞動強(qiáng)度的有效途徑。為了能夠為注塑加工商生產(chǎn)出可節(jié)約投資成本和時間成本，以及提高注塑生產(chǎn)效率的模具，模具制造商們不斷使用新材料和新技術(shù)，而這些新材料和新技術(shù)則在一定程度上代表了注塑模具制造的新趨勢。因而，玩具四驅(qū)車底座成型技術(shù)的研究與開發(fā)具有相當(dāng)重要的理論意義和實用價值。以此作為一個突破口，帶動和促進(jìn)相關(guān)塑件產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新，將會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)價值。
31
第1章 塑件的工藝分析
第1章 塑件的工藝分析
1.1 塑件的材料
圖1 塑料旋鈕
如圖1為塑料旋鈕，材料選用ABS。表1為ABS的性能與用途。
表1 ABS的性能與用途
塑料品種
性能特點
成型特點
模具設(shè)計的注意事項
使用溫度
主要用途
苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS）
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。
澆注系統(tǒng)選擇進(jìn)料口位置，形式，推出力過大或機(jī)械加工時塑件表面成白色痕跡，脫模斜度易取以上。
<70℃
機(jī)器蓋、罩、儀表殼、手電鉆殼、風(fēng)扇葉輪，收音機(jī)、電話和電視機(jī)等殼體，部分電器零件、汽車零件、機(jī)械及常規(guī)武器的零部件
苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS）塑料注射成型的工藝參數(shù)
注射機(jī)類型：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速/ ：
噴嘴形式：直通式
噴嘴溫度/℃：
機(jī)筒前段溫度/℃：
機(jī)筒中段溫度/℃：
機(jī)筒后段溫度/℃：
模具溫度/℃：
注射壓力/：
保壓壓力/：
注射時間/：
保壓時間/：
冷卻時間/：
成型周期/：
1.2 工藝分析
（1）制品采用ABS材料，收縮率為0.4%~0.6%；
（2）該塑件尺寸較小，塑件的尺寸精度無特殊要求，所有尺寸均為自由尺寸，可采用5級公差，為降低成本，采用一模四腔，并不對制品進(jìn)行后續(xù)加工；
（3）制品表面光潔度有特殊要求，為提高成型效率采用潛伏式澆口；
（4）為了方便加工、熱處理和降低成本，型腔與型芯采用拼合結(jié)構(gòu)。
（5）模具設(shè)計時要澆注系統(tǒng)選擇進(jìn)料口位置，形式，推出力過大或機(jī)械加工時塑件表面成白色痕跡，脫模斜度易取以上。
（6）塑件制品設(shè)計圓角，能使其成型時的流動性能好，成型順利進(jìn)行。因為當(dāng)制品帶有尖角時，往往會在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動時發(fā)生破裂。本設(shè)計的制品均采用圓角半徑為1
第4章 成型零件的設(shè)計
第2章 擬定模具結(jié)構(gòu)形式
2.1 分型面的確定
在塑件設(shè)計階段，應(yīng)考慮成型時分型面的形狀和位置，然后在選擇模具的結(jié)構(gòu)，分型面的選擇應(yīng)根據(jù)以下原則：
（1）有利于保證塑件的外觀量。
（2）分型面選擇在塑件的最大截面處。
（3）盡可能使塑件留在動模一側(cè)。
（4）盡可能滿足塑件的使用要求。
（5）有利于型腔內(nèi)的氣體的排出。
（6）有利簡化模具的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)以上原則分型面的位置確定在塑件底面的最大截面處。
圖2 分型面的位置
2.2 確定型腔數(shù)目和排列方式
（1）該塑件對外觀要求不高，尺寸精度一般，且為中批量生產(chǎn)可采用一模多腔，考慮制品的尺寸較小，模具的制造費(fèi)用高等，初定為一模兩腔。
（2）型腔排列形式的確定
該塑件為方形件，型腔排列采用如下方式
圖3 型腔的排列及流道布局
單個塑件體積 塑件總體積 V≈15.08
查表得塑件的密度為1.05g/
單件塑料件重量 m=Vⅹ1.05≈3.96g
（3）塑件和流道凝料在分型面上的投影面積及所需鎖模力的計算
a、塑件在分型面上的投影面積：
A≈1017.4
b、鎖模力等于型腔內(nèi)工作壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之積：
因為是一般塑件，所以平均壓力q=65%ⅹ100=65MPa
F=Aⅹq＝66.13KN
澆注系統(tǒng)的凝料體積，可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2～1倍來估算。同時考慮到模具是一模兩腔，其流道會比較簡單，澆注系統(tǒng)中的凝料是較多的，現(xiàn)采用按塑件體積的1倍來進(jìn)行澆注系統(tǒng)凝料體積的估算，所以對于確定的一模四腔，注塑機(jī)一次注入模具型腔的注射量為：
根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積 ，再按照注射機(jī)的每次注射量應(yīng)小于或等于其公稱注射量的80%的要求，于是有：
。
（4）初選注射機(jī)
根據(jù)上述分析、計算，查表初選注射機(jī)型號為SZ-60/40臥式注射機(jī)的有關(guān)參數(shù)如下：
理論注射容積 60
注射壓力 180MPa
模具最大行程 250mm
模具最大厚度： 250mm
模具最小厚度： 150mm
噴嘴球半徑： 10mm
噴嘴孔直徑: 3.5mm
定位圈直徑： 100mm
第3章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計
3.1 主流道設(shè)計
（1）主流道尺寸
根據(jù)所選注射機(jī)，則主流道小端的尺寸為
圖4 主流道尺寸
D=注射機(jī)噴嘴尺寸+（0.5～1）＝3+１＝4mm
主流道球面半徑
SR=噴嘴球面半徑+（1～2）=11mm
（2）主流道襯套形式
為了便于加工所以將襯套和定位圈分開設(shè)
計，襯套如圖3-1所示，材料采用T10A，熱處理淬火后
表面硬度為40～45HRC。
3.2 分流道設(shè)計
（1）、分流道布置形式
塑件的體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，且塑料流動性好，可以采用單點進(jìn)料的方式。
（2）、分流道形狀、截面尺寸：
a、形狀及截面尺寸為了便于加工及凝料的脫模，采用加工工藝性較好的U形截面。
b、直徑一般為1.6~9.5,取直徑為φ5mm。
c、U形截面高度 H=1.25R=2mm。
3.3 主流道剪切速率的校核
（1）主流道凝料的體積
=1061.32
=1.06
（2）主流道剪切速率的校核
由經(jīng)驗公式
式中
=
=
其中
=
=
=
＜
因此，主流道剪切速率偏小主要是注射量小、噴嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。
3.4澆口的設(shè)計
澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道（除了直接澆口外），它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。
澆口的主要作用：
（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結(jié)，防止其倒流；
（2）易于切除澆口尾料；
（3）對于多型腔模具，用以控制熔接痕的位置。
當(dāng)塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內(nèi)摩擦加劇，使料流的溫度升高，黏度降低，提高流動性能，有利于充型，但是澆口尺寸過小會使壓力增大，凝料加快，補(bǔ)縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質(zhì)量。
澆口的形式有很多，根據(jù)本塑件的要求，本設(shè)計采用潛伏式澆口的結(jié)構(gòu)形式。
第4章 成型零件的設(shè)計
4.1 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計
（1）凹模的設(shè)計要求：
整體式型腔是直接加工在型腔板上的，因為這樣有較高的強(qiáng)度和剛度，在使用過程中不易發(fā)生變形，且該塑件尺寸較小，形狀簡單，型腔加工容易實現(xiàn)，故采用整體式結(jié)構(gòu)。
（2）型芯形狀簡單，為減低成本故也做成整體式結(jié)構(gòu)式型芯。
4.2 成型零件鋼材選用
塑料為批量生產(chǎn)，成型零件選用鋼材要具有較好的耐磨性和抗疲勞能力。
機(jī)械加工性能和拋光性能要好，因此，嵌入式凸凹模均選用T10A。淬火
后表面硬度為40HRC-45HRC。
4.3 動模的大小
由于計算壁厚比較麻煩，所以采用查經(jīng)驗表的方式確定壁厚，從而確定動模
大小。
查表得：型腔壁厚S1為2mm，本設(shè)計采用兩板模。所以綜合考慮動模大小確定為130x180x25
4.4 主要成型零件的工作尺寸的計算
（1）動模型芯的工作尺寸的計算
塑件內(nèi)的型腔尺寸公差為正值“+”，制造公差為負(fù)值“”。根據(jù)推導(dǎo)：
型芯的徑向尺寸計算公式如下：
式中：—型芯的徑向尺寸，；
—塑件的平均收縮率；
—塑件的外徑尺寸，；
—修正系數(shù)，（），?。?
—塑件的公差值，因尺寸的大小而變。
—制造公差，取。
型芯的高度尺寸計算公式如下
式中：—型芯的高度尺寸，；
—塑件的平均收縮率；
—塑件的外徑尺寸，；
—修正系數(shù)，（），同樣?。?
—塑件的公差值，因尺寸的大小而變。
—制造公差，取。
（2） 型腔的工作尺寸的計算
凹模是成型塑件外形的模具零件，其工作尺寸屬包容尺寸，在使用過程中凹模的磨損會使包容尺寸逐漸增大。所以，為了使得模具的磨損留有修模的余地以及裝配的需要，在設(shè)計模具時，包容尺寸盡量取下限尺寸，尺寸公差取下偏差。
凹模的徑向尺寸計算公式如下：
式中：—型腔的徑向尺寸，；
—塑件的平均收縮率；
—塑件的外徑尺寸，；
—修正系數(shù)，（），?。?
—塑件的公差值，因尺寸的大小而變。
—制造公差，取。
凹模的高度尺寸計算公式如下
式中：—型芯的高度尺寸，；
—塑件的平均收縮率；
—塑件的外徑尺寸，；
—修正系數(shù)，（），同樣取；
—塑件的公差值，因尺寸的大小而變。
—制造公差，取。
4.5 側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計
該塑件有一個寬8.4mm，深1mm的環(huán)形槽，需要側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來完成。側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)根據(jù)動力來源的不同，有機(jī)動、液壓或氣動以及手動等三大類。本塑件采用機(jī)動側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu),它是利用注射機(jī)開模力作為動力，通過有關(guān)傳動零件使力作用于側(cè)向成型零件而將模具側(cè)向分型或把側(cè)向型芯從塑料制件中抽出，合模時又靠它使側(cè)向成型零件復(fù)位。這類機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不但分型與抽芯不需手工操作，生產(chǎn)率高，而且結(jié)構(gòu)緊湊、動作安全可靠、加工制造方便。根據(jù)傳動零件的不同，這類機(jī)構(gòu)可分為斜導(dǎo)柱、彎銷、斜導(dǎo)槽、斜滑塊和齒輪齒條等許多不同類型的側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計選用斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。
4.5.1 斜導(dǎo)柱的典型機(jī)構(gòu)尺寸
斜導(dǎo)柱的主要尺寸有直徑d、長度L、傾斜角和抽芯距S。斜導(dǎo)柱與滑塊之間采用輕松配合，有利于滑塊靈活運(yùn)動。斜導(dǎo)柱對滑塊只起驅(qū)動作用，而滑塊運(yùn)動的準(zhǔn)確性、平穩(wěn)性由導(dǎo)槽與滑塊之間的配合精度予以保證，滑塊的最終位置由楔緊塊決定。確定傾斜角 要兼顧抽拔距及彎曲力，通常采用＝ ，不大于。導(dǎo)柱材料多用45鋼、T8、T10以及20鋼經(jīng)滲碳處理，淬火硬度在HRC55以上。磨削加工后，表面粗糙度保證有=1.6。
4.5.2 抽拔力
抽拔力是將側(cè)型芯從制品中抽出所需的力。剛開始抽芯所克服的阻力稱為初始抽拔力。繼續(xù)將全部側(cè)芯抽出所需的力稱為相續(xù)抽拔力。相續(xù)抽拔力通常小于初始抽拔力，故設(shè)計時以初始抽拔力為準(zhǔn)。
影響初始抽拔力的主要因素有：
a).成型芯表面積愈大，包緊力愈大，因而抽拔力就愈大。方形成型芯比圓形成型芯抽拔力大，當(dāng)制品一面有兩個以上的孔時，抽拔力更大。成型芯距離愈大，收縮愈大，抽拔力也就愈大了；
b).制品壁愈厚，收縮就愈大，抽拔力也愈大；
c).制品塑料的收縮率大、成型芯摩擦系數(shù)大，抽拔力就大；
d).成型芯表面粗糙度低脫模斜度大，抽拔力就小，反之抽拔力就大；
e).注射力小保壓壓力小，冷卻時間短，則抽拔力小，反之，抽拔力就大。
抽拔力可用如下簡化公式進(jìn)行計算：
（N）
式中l(wèi)——活動側(cè)芯被塑料包緊的斷面周長
()
h——成型芯部分的深度， (1mm=0.001m)
p——制品對側(cè)芯的壓力，一般取8～12Mpa
f——塑料對鋼的摩擦系數(shù)，常用f＝0.14～0.34；
——側(cè)芯的脫模斜度，常取＝。(取)
所以，
總的抽拔力為：
4.5.3 抽芯距的計算
將活動芯從成型位置抽至不妨礙制品脫模的位置所移動的距離稱為抽芯距。
式中H——斜導(dǎo)柱完成抽芯距所需的開模行程(mm)；
——斜導(dǎo)柱傾斜角。
4.5.4 斜導(dǎo)柱所受彎曲力的計算
式中——抽拔阻力（與抽拔力大小相等，方向相反）；
——斜導(dǎo)柱的傾斜角。
4.5.5 斜導(dǎo)柱直徑的確定
根據(jù)斜導(dǎo)柱所受最大彎曲應(yīng)力應(yīng)小于其許用彎曲應(yīng)力的原則，可推導(dǎo)出斜導(dǎo)柱直徑的計算公式。
因為，
所以，取d=8mm
式中 L——斜導(dǎo)柱有效工作長度；
M——斜導(dǎo)柱所受最大彎距；
——彎曲許用應(yīng)力，對碳鋼可?。?37Mpa
W——抗彎面系數(shù)，圓形截面： W=。
4.5.6 斜導(dǎo)柱長度的計算
斜導(dǎo)柱的長度時根據(jù)側(cè)芯的抽芯距、斜導(dǎo)柱的直徑傾斜角和安裝斜導(dǎo)柱的模板厚度t來決定。其表達(dá)式為故，取L=56mm
4.5.7 滑塊的設(shè)計
圓管處的環(huán)形槽可用兩個滑塊來成型,滑塊的尺寸和形狀是根據(jù)兩個型芯的最大直徑和中心距以及斜導(dǎo)柱的直徑來確定的。由于兩個型芯的中心距為74mm，最大直徑為36mm，斜導(dǎo)柱的直徑為8mm,考慮滑塊的剛度和強(qiáng)度要求，設(shè)計了滑塊的總長為30mm,總寬為20mm。
圖5 滑塊的基本尺寸
其抽拔距計算：
S = - + (2 ～ 3)
式中：S ——滑塊分開所需的抽拔距，mm；R ——圓管的最大半徑，mm；
r——環(huán)形槽的最小半徑，mm。
經(jīng)計算,取抽拔距為6mm。
環(huán)形槽只有1 mm的厚度,因此可將滑塊做大些使環(huán)形槽以下的部位也由滑塊來成型,這樣滑塊的強(qiáng)度可以滿足加工制造和使用要求。同時滑塊與推管在位置上干涉,為了使滑塊在側(cè)向分型時不與推管發(fā)生碰撞,可在滑塊上開設(shè)橢圓孔以避開推管。同時為避免或減少因哈夫滑塊與型芯相對運(yùn)動造成的摩擦使模具在工作一段時間后出現(xiàn)塑件飛邊,在滑塊的兩側(cè)面加拔模角。
4.6 模架的確定
根據(jù)型腔的布局以及型腔側(cè)壁最小厚度為，再考慮導(dǎo)柱，導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置和推件板等各方面的問題，再加上本設(shè)計采用的是潛伏式澆口形式，潛伏式澆口采用自動脫落澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，頂出機(jī)構(gòu)采用頂桿式，
因此確定采用A1的模架結(jié)構(gòu)，型號為；
各模板尺寸的確定；
（1）A板尺寸
A板也就是定模型腔板，由于本設(shè)計的塑件在定模部分，因此A板的厚度取。
（2）B板的尺寸
B板也就是動模固定板，因此動模固定板的尺寸按標(biāo)準(zhǔn)取。
（3）座板的尺寸
動模座板厚度和定模座板厚度均按標(biāo)準(zhǔn)取。
（5）墊塊的尺寸
墊塊的高度取，厚度為。
（6）推板及推板固定板的尺寸
推板的厚度取。推板固定板的厚度取。
（7）動模支承板的尺寸
動模支承板的厚度取
3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計
第5章 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計
推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計是注射成型其中的一個重要循環(huán),塑件必須無誤地從模具中脫出,完成脫出塑件的裝置。
5.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循以下原則
（1）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量布置在動模一側(cè)。
（2）保證塑件推出不被損壞和良好的外觀。
（3）機(jī)構(gòu)簡單,動作可靠。
（4）合模時準(zhǔn)確復(fù)位。
5.2 脫模力
因為，所以，此處視為厚壁圓筒塑件，同時，由于該塑件沒有通孔，所以脫模時存在真空壓力，參考下式，可得脫模力為
式中，F(xiàn)是脫模力（N）；E是塑料的彈性模量（Mpa）；S是塑料成型的平均收縮率（%）；t是塑件的壁厚（㎜）；L是被包型芯的長度（㎜）；是塑料的泊松比；是脫模斜度（）；是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)；是型芯的平均半徑（㎜）；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，A項視為零；是由和決定的無因次數(shù)，，其中的值與塑件的橫截面積形狀和相關(guān)尺寸有關(guān)；是由和決定的無因次數(shù)，。
5.3 推桿的結(jié)構(gòu)的設(shè)計
（1）圓形推桿的直徑?？捎蓺W拉公式簡化得
式中，是推桿直徑（㎜）；L是推桿長度（㎜）；是塑件的脫模力（N）；E是推桿材料的彈性模量（Mpa）；n推桿數(shù)量；安全系數(shù)，取=1.5。
（2） 推桿直徑校核
式中，是推桿材料的許用壓應(yīng)力（Mpa）。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)要求，選擇直徑為的推桿，然后根據(jù)要求進(jìn)行相關(guān)加工。
5.4推桿的安裝
推桿在固定板上的固定方法有很多，本設(shè)計采用的是最常采用的形式，即將推桿凸肩壓在固定板的沉孔和推板之間，用螺釘緊固，凸肩高度與對應(yīng)沉孔的深度留有余量，在裝配后將它們與固定板一起磨去余量，來保證高度一致，避免在高度方向來回竄動。
5.5 推出形式的確定
根據(jù)塑件的形狀特點，確定模具型腔在定模部分，模具型芯在動模部分。塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動模一側(cè)。該塑件的塑料有很好的弾性，可以采取強(qiáng)制脫模方式，但是需要較大的脫模力，故采用推板推出機(jī)構(gòu)。
圖6 推桿的分布
第6章 注塑機(jī)的校核
6.1 最大注塑量的校核
最大注射量是指注射機(jī)螺栓式柱塞以最大注射行程注塑時，一次所能達(dá)到的塑料注射量。理論注塑量一般有兩種表示：
一種規(guī)定以注塑苯乙烯-丁二烯-丙烯晴（ABS）（密度約為）的最大克數(shù)（g）為標(biāo)準(zhǔn)。而另一種為規(guī)定以注塑塑料的最大容積（）為標(biāo)準(zhǔn)。
式中：—模具型腔和流道的最大容積（）。
—指定型號與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（），該注射機(jī)為60。
—注射系數(shù)，取0.75。
所設(shè)計的注射模，塑料件加澆注系統(tǒng)凝料所用的塑料量，不應(yīng)超過最大注塑量，對于正常的批量生產(chǎn)，應(yīng)滿足下面的式子：
式中：—成型零件所需求的注塑量（塑件加上澆注系統(tǒng)凝料所用注塑量）
由定義可知即上節(jié)所講的，因此
==16.1g
因此符合要求。
6.2 注塑壓力的校核
注塑時，螺桿作用于塑料熔體的壓力，在熔體流經(jīng)機(jī)筒，噴嘴，模具的澆注系統(tǒng)以后，在型腔中余于的模腔壓力P，該壓力在型腔中產(chǎn)生一個使模具沿分型面脹開的脹模力，該力的大小為
式中：—熔融塑料在型腔內(nèi)的壓力，，?。?
—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和，；
—塑件在分型面上的投影面積，；
—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，；
—型腔數(shù)
流道凝料（包括澆口）在模具分型面上的投影面積，在模具設(shè)計前是個未知數(shù)，根據(jù)多型腔模具的統(tǒng)計分析，大致是每個塑件在分型面上的投影面積的倍，因此；可采用0.35倍的塑件在分型面上的投影面積來計算。
通過計算可得
由于<，故再上選的注射機(jī)的鎖模力為，滿足要求。
6.3模具與注射機(jī)安裝部分相關(guān)尺寸的校核
6.3.1 模具閉和尺寸與注射機(jī)模板尺寸和拉桿間距相適應(yīng)
模具的安裝有兩種方式，一是從注射機(jī)這方直接吊裝入機(jī)內(nèi)進(jìn)行安裝，二是先吊到側(cè)面再由側(cè)面進(jìn)入到機(jī)內(nèi)安裝。一般模具的外形尺寸受到拉桿間距的限制，應(yīng)于重視。
模具的長寬<拉桿面積
本設(shè)計的模具的長寬為 < 注射機(jī)拉桿間距為，故滿足要求
6.3.2 模具閉合高度校合
模具總厚度與注射機(jī)模板閉合厚度的關(guān)系：兩者之關(guān)系應(yīng)滿足：
而
式中：—模具閉合后的總厚度，；
—注射機(jī)允許的最小模具厚度，；
—注射機(jī)允許的最大模具厚度，；
—注射機(jī)移動板的最小開合距離，；
當(dāng)<時，可以增加模具墊塊高度，但>時，則模具無法閉合，尤其是機(jī)械—液壓式鎖模的注射機(jī)，因其肘桿無法撐直。
模具的實際厚度為，
<<，因此符合要求。
6.4 開模行程的校合
開模行程是指從模具中取出塑件所需的最小開合距離，用H表示，它必須小于注射機(jī)移動模板的最大距離S，由于注射機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)不同，開模行程可按兩種情況進(jìn)行較核。
開模行程與模具厚度無關(guān)
這種情況主要是指鎖模機(jī)構(gòu)為液壓—機(jī)械聯(lián)合作用的注射機(jī)，其模板行程是由連桿機(jī)構(gòu)的最 大沖程決定的，而與模具的厚度無關(guān)。
開模行程與模具厚度有關(guān)。
這種情況主要是指全液壓式鎖模的注射機(jī)（如XS-ZY-250）和機(jī)械鎖模機(jī)構(gòu)的直角式注射機(jī)（如SYS-45，STS-60）。其開模行程H應(yīng)小于動模移動板與定模固定板之間的最大距離減去模具厚度，即，。
式中 —注射機(jī)動模板的開模行程（mm），取250mm
—塑件推出行程（mm），取18mm
—包括流道凝料在內(nèi)的塑件的高度（mm），其值為
，，
可見開模形成符合要求。
第7章 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計
7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計
7.1.1導(dǎo)向總體設(shè)計
(1)導(dǎo)向零件應(yīng)合理地均勻分布在模具的周圍,其中心到模具邊緣應(yīng)具有足
夠的距離,以保證模具強(qiáng)度,防止導(dǎo)套變形。
(2)模具導(dǎo)柱應(yīng)安裝在定模座上,導(dǎo)套安裝在定模固定板、推件板和墊板上。
(3)為了保證分型面良好接觸,導(dǎo)柱和導(dǎo)套在分型面處應(yīng)設(shè)制有承削槽。
(4)合模時,應(yīng)保證導(dǎo)向零件首先接觸,避免凸模先進(jìn)入型腔,導(dǎo)致模具損
壞。
(5)動定模采用配作加工,可保證同軸度。
7.1.2導(dǎo)柱設(shè)計
(1)該模具采用帶頭導(dǎo)柱。
(2)導(dǎo)柱長度順利取件和正常導(dǎo)向。
(3)為了使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)向孔,導(dǎo)柱的端部采用錐形的先導(dǎo)部分。
(4)導(dǎo)柱直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸確定,應(yīng)保證有足夠的抗彎強(qiáng)度。
(5)導(dǎo)柱的安裝形式,導(dǎo)柱固定部分與定模座模板按H7/k6過渡配合,導(dǎo)柱
滑動部分按H7/f6的間隙配合。
(6) 導(dǎo)柱工作部分表面粗糙度為Ra=0.4μm。
(7) 導(dǎo)柱應(yīng)具有堅強(qiáng)而耐磨的表面和堅韌不易折斷的內(nèi)芯,采用低碳鋼經(jīng)
滲碳淬火處理或T8A,T10A淬火后達(dá)45HRC以上。
7.1.3導(dǎo)套設(shè)計
導(dǎo)套是用于與安裝在模具上的導(dǎo)柱相配合,用以確定動
定模的相對位置,保證模具運(yùn)動導(dǎo)向精度的圈套形零件。
(1)結(jié)構(gòu)形式采用帶頭導(dǎo)套。
(2)導(dǎo)套的端面應(yīng)倒圓角,導(dǎo)柱孔最好做在通孔,有利于排出孔內(nèi)的氣體。
(3)導(dǎo)套孔滑動部分接H7/f6間隙配合,表面粗糙度為0.4μm,導(dǎo)套外徑
與模板一端采用H7/k6配合。
(4) 導(dǎo)套材料要用耐磨性較好的材料T8A或T10A。
7.2 調(diào)溫系統(tǒng)的設(shè)計
因塑件的材料分布不均勻，所以需要設(shè)計冷卻系統(tǒng):
7.2.1設(shè)計原則
（1）冷卻通道離凹模不宜太遠(yuǎn)或太近，一面影響冷卻效果和模具的強(qiáng)度，
其距離一般為冷卻通道直徑的1～2倍，且要大于等于10mm；孔壁間距為
通道直徑的3～5倍。
（2）在模具結(jié)構(gòu)允許的情況下，冷卻通道的孔徑盡量大，冷卻回路的數(shù)量
盡量多，這樣冷卻會越均勻。
（3）應(yīng)與塑件厚度相適應(yīng)，即冷卻通道的排列要與型腔的形狀相吻合，塑
件局部壁厚處應(yīng)增加冷卻通道，加強(qiáng)冷卻。
（4）冷卻通道盡量不要通過鑲塊和鑲塊接縫以防漏水，必要時采用密封圈。
（5）冷卻通道直徑一般為6～14mm。
（6）澆口壁厚附近處應(yīng)加強(qiáng)冷卻。
（7）冷卻通道要避免接近塑件的熔接部位，以免使塑件產(chǎn)生熔接痕，降低
塑件強(qiáng)度。
（8）避免造成模具表面冷卻不均勻。
（9）凹模和凸模要分別冷卻，要保證冷卻的平衡，而且對凸模內(nèi)部的冷卻
要注意水道穿過凸模與模板接縫處時進(jìn)行密封，以防漏水。
7.2.2尺寸大小
因塑件不是太大，所以冷卻通道直徑取6～12的中間值，取為φ6mm
7.2.3布置
圖7 冷卻水道的分布
（1）與型腔壁的距離：取為15
（2）孔壁間距取2倍間距：30
參考文獻(xiàn)
總 結(jié)
通過對旋鈕塑料成型模具的設(shè)計，對常用塑料在成型過程中對模具的工藝要求有了更深一層的理解，掌握了塑料成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算方法，對獨(dú)立設(shè)計模具具有了一次新的鍛煉。
在完成模具設(shè)計后，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、熱處理、計算機(jī)輔助設(shè)計等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，我對于模具特別是塑料模具的設(shè)計步驟有了一個全新的認(rèn)識，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動作過程方面的知識，在指導(dǎo)老師的協(xié)助和講解下，同時查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具模型，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并利用因特網(wǎng)查閱了大量設(shè)計資料，在設(shè)計過程中，本人運(yùn)用了大量的計算機(jī)輔助設(shè)計，通過對此塑件模具的設(shè)計，本人更加熟練了對Pro/ENGINEER和AutoCAD的運(yùn)用。
特別是CAD，在設(shè)計的后一階段充分利用CAD軟件，新的工具的利用，大在提高了工作效率。以計算機(jī)為手段，專用模具分析設(shè)計軟件為工具設(shè)計模具。軟件可直接調(diào)用數(shù)據(jù)庫中模架尺寸，金屬材料數(shù)據(jù)庫及加工參數(shù)，通過幾何造型及圖形變換可得到模板及模腔與型芯形狀尺寸迅速完成模具設(shè)計。模具CAD技術(shù)是模具傳統(tǒng)設(shè)計方式的革命，大大提高了設(shè)計效率，尤其是系列化或類似注射模具設(shè)計效率更為提高。
在設(shè)計過程中我還學(xué)會了細(xì)心，也學(xué)會了獨(dú)立思考，和整體思維等等。讓我深深地體會到這個畢業(yè)設(shè)計必不可少。它能加深我們對知識的鞏固和理解，能讓我們將所學(xué)的知識融會貫通，能鍛煉我的思維能力，甚至還能鍛煉一個人的獨(dú)立思考的能力。
總之，通過畢業(yè)設(shè)計的又一次鍛煉完全清楚：充分利用CAD技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，在模具符合使要求的前提下盡量降低成本。同時在實際中不斷的積累經(jīng)驗，以設(shè)計出價廉物美的模具。經(jīng)過這次設(shè)計，我了解了模具設(shè)計的全過程。碰到了很多問題，也得到了很多經(jīng)驗。
致 謝
經(jīng)過三個月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心理有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在眾多師友的幫助下予以解決。首先要感謝陶筱梅老師對我的指導(dǎo)和督促，陶老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解,同時也避免了在設(shè)計過程中少走彎路，陶老師的督促使我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心理，保證按質(zhì)按量的完成；要感謝宿舍同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做設(shè)計的過程中互幫互助，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能，同時積累下了一些設(shè)計經(jīng)驗。相信在以后的工作學(xué)習(xí)當(dāng)中，會大有用處。
大學(xué)生活至此劃上了圓滿的句號，在機(jī)電學(xué)院這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠(yuǎn)不會忘記可親的同學(xué)，我永遠(yuǎn)記得這片土地。
致謝人：
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附件一 英文文獻(xiàn)翻譯
附件一 英文文獻(xiàn)翻譯
注塑產(chǎn)品與功能表面微結(jié)構(gòu)，PVD涂層的注塑模具
在highwage制造公司之間的競爭和低工資的國家，通常會發(fā)生生產(chǎn)型經(jīng)濟(jì)和規(guī)劃導(dǎo)向型經(jīng)濟(jì)。低工資國家生產(chǎn)注重對經(jīng)濟(jì)的規(guī)模，而高工資國家試圖結(jié)合的規(guī)模和范圍。在第二個維規(guī)劃為導(dǎo)向的經(jīng)濟(jì)公司在高工資國家優(yōu)化流程復(fù)雜，投資密集的規(guī)劃系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)，同時在低工資國家的公司實現(xiàn)簡單，強(qiáng)大的價值流程鏈。這兩個二分法產(chǎn)生的polylemma生產(chǎn)。只能解決一個生產(chǎn)polylemma綜合研究方法。一種方法來解決二分法的規(guī)模和范圍之間的混合生產(chǎn)。這既包括混合流程生產(chǎn)結(jié)合不同的物理機(jī)制或生產(chǎn)到一臺機(jī)器的步驟和相結(jié)合的混合產(chǎn)品例如宏塑料產(chǎn)品與功能表面表面上的微觀結(jié)構(gòu)，在一個步驟中創(chuàng)建利用微結(jié)構(gòu)模具的過程。產(chǎn)生這些在大量的功能性產(chǎn)品，塑料行業(yè)需要層次分明，高度耐用的模具，低附著力聚合物熔體和小型易于脫模結(jié)構(gòu)。建立這樣一個模具一個精確的結(jié)構(gòu)一方和足夠的表面改性方法在另一邊有被發(fā)現(xiàn)的。激光燒蝕是一個結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)能力的解決方案。今天，精確的激光燒蝕納秒脈沖通常為100 kHz的重復(fù)率。切除介于0.1和1 mm3的min-1的速率實現(xiàn)1-2流明的深度精度。在納秒范圍在典型的激光照射的結(jié)果熱的影響幾微米的融化深度和表面質(zhì)量這是控制和定義熔體重凝和表面張力的融化。調(diào)查使用pslasers顯示一個更高的精度這是由于一個完全不同的激光顯著的互動制度不同的熱影響，以及由此產(chǎn)生的質(zhì)量。一般來說，光子與物質(zhì)的相互作用基于電磁能量吸收自由和束縛電子材料。該電子量，后一個特點晶格材料的時間。溫度的升高然后描述了由兩個溫度和熱行為加熱和轉(zhuǎn)移自己的能模型，該模型考慮到激光材料互動發(fā)生一般與光子和電子與電子氣過熱和能源轉(zhuǎn)移到晶格材料的具體耦合系數(shù)。納秒激光加工能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在激光脈沖的持續(xù)時間，而在皮秒激光加工的能量轉(zhuǎn)移發(fā)生經(jīng)過一定的互動時間。對于金屬，這種轉(zhuǎn)移時間一般是在一些皮秒范圍，這這意味著材料被加熱后的激光年底脈沖。因此，有沒有與光子相互作用熔化和蒸發(fā)材料。結(jié)果是一個更準(zhǔn)確的消融，因為消融主要是由材料和由熔體驅(qū)逐不汽化。的納米和微結(jié)構(gòu)在附近netshape成型過程需要減少釋放的力量模塑件。為了滿足這些要求的重要注射速度和保壓等工藝參數(shù)要減少，以使脫模無損傷。這個結(jié)果在一個不完整的復(fù)制納米和微結(jié)構(gòu)和減少表面的功能。成功的關(guān)鍵是改變傳統(tǒng)的溫度管理系統(tǒng)塑過程，面向未來的variothermal采用的工藝和模具表面改性現(xiàn)代表面工程。
薄膜的工藝技術(shù)物理氣相沉積（PVD）承諾好塑料加工模具的保護(hù)性能。由于在模具的高機(jī)械負(fù)荷，填補(bǔ)了建議涂層的高耐磨性。為的化學(xué)惰性光學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和耐磨模具表面需要，以減少污染所生產(chǎn)的光學(xué)產(chǎn)品。鉻（CR）含涂料提供了一個高潛力防護(hù)涂料。首先鉻氮化物薄膜在20世紀(jì)80年代的沉積。雖然硬度的titaniumnitride（TIN）不能達(dá)到，增加腐蝕在眾多媒體的電阻進(jìn)行了觀察。此外，此外，在增加了硬度的鋁（Al）的結(jié)果并影響薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。高作為磨損保護(hù)涂層的潛力也被觀察到。有兩種方式獲得納米或微結(jié)構(gòu)注塑模具和涂層。對于小結(jié)構(gòu)尺寸涂層的結(jié)構(gòu)，直接為大結(jié)構(gòu)的薄膜沉積在結(jié)構(gòu)模具表面。與以前的激光涂層本文結(jié)構(gòu)的模內(nèi)鑲件和隨后的注塑實驗。1。的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了PS-激光。 “激光束集中在表面上，并通過動議振鏡系統(tǒng)。相同的結(jié)構(gòu)涂有兩種不同的（鉻，鋁）基于N PVD涂層。涂料的化學(xué)成分是適應(yīng)達(dá)到不同的形態(tài)。一種常見的方式來獲得（鉻，鋁）N系統(tǒng)的不同形態(tài)是鋁含量的變化。因此，涂層低鋁含量[低鋁（鉻，鋁）無涂層高鋁（鉻，鋁）不具有較高的鋁含量[]沉積。這些模具鑲在常規(guī)使用注塑成型過程中的結(jié)構(gòu)與復(fù)制一個標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯（SABIC PP513MNK40）。事后進(jìn)行模具鑲在variothermal用同一材料的注射成型工藝。在這工藝類型的模具表面附近地區(qū)加熱前注射的外部電感器聚合物熔體，使一個完整的微成型結(jié)構(gòu)?；?0渭米薄薄的一層
實驗細(xì)節(jié)2.1注塑模具插入的構(gòu)建與所有激光結(jié)構(gòu)進(jìn)行了實驗，二極管泵浦Nd：YVO4激光功率放大器（主振蕩器功率放大器;快速，LumeraLaser）與放大在K =355 nm的波長的階段。激光工作重復(fù)率高達(dá)M =500千赫和在S =12 ps的脈沖持續(xù)時間。對于微結(jié)構(gòu)實驗被放置在表面上的激光輻射由振鏡系統(tǒng)的樣本焦點長度F =32毫米。燒蝕幾何線。不同的線路幾何消融。要生成線沿表面移動激光束在同一行（小槽寬度）或幾次激光是沿著平行線幾次產(chǎn)生更廣泛的溝槽。所有實驗均在M =500千赫的重復(fù)率。燒蝕槽設(shè)計有一個C1的長寬比，這意味著寬度等于或小于深度。 “消融參數(shù)如表1所示。結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，其寬度利用掃描電子顯微鏡（SEM）顯微照片（ZEISS帝斯曼982雙子座）SE（二次發(fā)射電子）模式，此外，分析有關(guān)寬度和高度的結(jié)構(gòu)使用三維激光彩色掃描顯微鏡（VK9710，基恩士）。
2.2涂層沉積所使用的模具插入（X43Cr13，1.2083，AISI 420，冷工作鋼）均與6流明的鉆石拋光懸掛到0.02流明鐳粗糙度。對于沉積脈沖磁控濺射離子鍍（MSIP）的PVD技術(shù)的使用。涂布單元（CC800 / 9 SinOxCemeCon公司公司），配備了一個非對稱雙極雙陰極安排。單位配備了四個矩形陰極（500 9 88平方毫米）。對于沉積高鋁（鉻，鋁）N兩個與二十15毫米鉻鋁目標(biāo)插入（AlCr20）和兩臺CR與二十15毫米鋁的目標(biāo)插入（CrAl20）使用。低鋁沉積（鉻，鋁）N帶四個CrAl20目標(biāo)被用來減少涂層中的鋁量。沉積參數(shù)列于表2。
2.3機(jī)械和化學(xué)性能的涂料為了評估的形態(tài)和厚度，涂料裂縫截面的SEM照片還采取了使用SE模式。對于這種顯微鏡硬質(zhì)合金制成的基板（SNUN433，肯納金屬公司W(wǎng)IDIA GmbH＆Co.KG公司），因為它們被用??來脆性斷裂行為。在此SEM能量色散X射線光譜儀（EDS）被用來確定涂料表面的化學(xué)成分。 “硬度和楊氏模量，此外，確定利用納米壓痕方法。一個壓痕XP（MTS納米儀器）申請目的。壓痕深度不超過1/10涂層厚度。測量結(jié)果的評價基于方程根據(jù)奧利弗和法爾[13]。假設(shè)一個恒定的泊松比M = 0.25。
2.4注塑隨后的結(jié)構(gòu)和涂層模具插入裝成一個高精密注塑模具，這是設(shè)計和建造，特別是微結(jié)構(gòu)復(fù)制塑料零件。所有成型實驗采用液壓CX 160-1000注射成型機(jī)（克勞斯瑪菲技術(shù)有限公司）40毫米直徑的塑化單元和溫水延長噴嘴。注塑過程中開始與結(jié)束模具，熔融聚合物注入進(jìn)入上腔。一旦腔填充，保壓適用于補(bǔ)償材料的收縮直到達(dá)到密封點。后冷卻時間模具打開和部分退出。它已被證明，模具溫度升高在為了確保精確，注射是必要的，表面結(jié)構(gòu)成型在LM范圍[14]。當(dāng)熱熔接觸的相對冷的模具表面，快速溫度的降低而導(dǎo)致粘度增加。因此，熔體壓力是不是能夠推動材料精細(xì)的表面結(jié)構(gòu)。隨著模具溫度接近聚合物熔體的溫度，過早凝固可以預(yù)防的，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的精確灌裝。在同一時間，溫度足夠低1脫模不損壞的部分是必需的。為此，variothermal過程控制，可用于高結(jié)合注射過程中的溫度和溫度低足夠的脫模一個合理的周期時間。為了實現(xiàn)一個定義良好和快速的溫度變化個人資料，結(jié)合感性模具加熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模具冷卻用。這為variothermal過程控制系統(tǒng)由電感加熱裝置和機(jī)器人。一個W721機(jī)器人（威猛機(jī)器人系統(tǒng)有限公司）自動放置而在前面的微腔結(jié)構(gòu)的電感模具是開放的。使用高溫計為基礎(chǔ)的溫度控制，定義腔內(nèi)壁的熱起來（最多達(dá)到不破壞脆弱60 K S-1）不受控制的高溫微結(jié)構(gòu)。后模具加熱，電感移出，封閉的模具和注射過程的開始。一個標(biāo)準(zhǔn)的聚丙烯（SABIC？PP513MNK40）用于注塑成型實驗。這種材料具有很高的流動性，這是重要的微結(jié)構(gòu)表面的精確復(fù)制。每個模具無論是在傳統(tǒng)和variothermal插入測試與注射成型工藝參數(shù)的過程中，舉行常數(shù)。最大注射速度為40立方厘米S-1和保