購買設(shè)計(jì)請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
關(guān)于注塑模有效冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法
摘要：在熱塑性注塑模設(shè)計(jì)中，配件的質(zhì)量和生產(chǎn)周期很大程度上取決于冷卻階段。已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，目的是確定能減少像翹曲變形和不均勻性收縮等的不必要影響的冷卻條件。在本文中，我們提出了一種能優(yōu)化設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)的方法?；趲缀畏治?，使用形冷卻概念來定義冷卻管路。它定義了冷卻管路的位置。我們只是沿著已經(jīng)確定好了的冷卻水路來分析強(qiáng)度的分布特征和流體的溫度。我們制定了溫度分布作為最小化的目標(biāo)函數(shù)，該函數(shù)由兩部分組成。它表明了兩個(gè)對抗性的因素是如何調(diào)解以達(dá)到最佳的狀態(tài)。預(yù)期的效果是改善零件質(zhì)量方面的收縮和翹曲變形。
關(guān)鍵詞：逆問題 熱傳遞 注射模 冷卻設(shè)計(jì)
1 簡介
在塑料工業(yè)領(lǐng)域，熱塑性注射模應(yīng)用非常廣泛。這個(gè)過程包括四項(xiàng)基本階段：加料、塑化、冷卻和脫模。大約整個(gè)過程的70%的時(shí)間都在進(jìn)行產(chǎn)品的冷卻。此外，這一階段直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，產(chǎn)品必須盡可能統(tǒng)一冷卻達(dá)到最小化凹痕、翹曲變形、收縮和熱殘余應(yīng)力等不必要影響的目的。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)需要的最有影響力的參數(shù)有冷卻時(shí)間、冷卻管路的數(shù)量、位置和大小、冷卻液的溫度以及流體和管道內(nèi)表面的熱傳遞系數(shù)。
冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要基于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，但是新的快速成型工藝的發(fā)展使非常復(fù)雜的管路形狀制造成為可能，這是先前的經(jīng)驗(yàn)理論達(dá)不到的。所以冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須制定為一個(gè)優(yōu)化問題。
1.1 熱傳遞分析
由于參數(shù)隨溫度的變化，在注射工具方面熱傳遞的研究是一個(gè)非線性問題。然而，像熱導(dǎo)率和熱容量這些模具的熱物理參數(shù)在溫度變化范圍內(nèi)都恒為定值。除了聚合物結(jié)晶的影響被忽視外，模具及產(chǎn)品之間的熱接觸阻力也常常被認(rèn)為是常數(shù)。
溫度場的分布是在周期邊值條件下求解傅里葉方程得到的。這個(gè)演化過程可以分成兩個(gè)部分：一個(gè)循環(huán)部分和一個(gè)平均瞬時(shí)的部分。循環(huán)部分常常被忽略，因?yàn)闊釢B透的深度對溫度場的影響不顯著。許多做著所使用的平均循環(huán)分析簡化了微積分學(xué)，但平均波動(dòng)范圍在15%到40%之間。越接近水路的部分，平均波動(dòng)范圍越高。因此，即使在靜止?fàn)顟B(tài)，模擬瞬態(tài)熱傳遞也變的非常重要。在這項(xiàng)研究中，溫度的周期瞬態(tài)分析優(yōu)于平均周期時(shí)間的分析。
應(yīng)該注意的是，在實(shí)際操作中，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)作為工具設(shè)計(jì)的最后一步。不過冷卻影響零件質(zhì)量的最重要的因素，熱設(shè)計(jì)應(yīng)該是工具設(shè)計(jì)的第一階段之一。
1.2 成型技術(shù)的優(yōu)化
在文獻(xiàn)中,各種優(yōu)化程序被使用,但都關(guān)注于相同的目標(biāo)。唐孫俐使用了一種優(yōu)化程序,獲取了零件的均勻溫度分布，得到了最小坡度和最少冷卻時(shí)間。黃試著獲得均勻的溫度分布于零件和高生產(chǎn)效率下的最小的冷卻時(shí)間。林總結(jié)了模具設(shè)計(jì)在3個(gè)事實(shí)方面的目標(biāo)。零件的冷卻均勻,就能達(dá)到預(yù)期的模具溫度，所以,接下來就可注射和減小周期時(shí)間。
冷卻系統(tǒng)的最優(yōu)配置是均勻時(shí)間和周期時(shí)間的折衷。實(shí)際上，模具型腔表面和冷卻通道之間的距離越遠(yuǎn)，則溫度分布的均勻性越高。相反,距離越短,聚合物的散熱速度越快。然而模具表面不均勻的溫度會(huì)導(dǎo)致零件的缺陷。達(dá)到這些目標(biāo)的控制參數(shù)有管路的位置和大小,冷卻液流量和流體的溫度。
可以采用兩種方法。第一個(gè)是尋找管路的最優(yōu)位置以此盡量減小目標(biāo)函數(shù)。這第二種方法是建立在一種形冷卻管路。林在冷卻通道的位置設(shè)計(jì)了一個(gè)冷卻管路。最佳冷卻條件(冷卻位置和管路大小)都是對冷卻線路的研究得到的。徐孫俐進(jìn)行了更深一步的研究,把冷卻水路分成一個(gè)個(gè)單元并對每個(gè)冷卻單元進(jìn)行優(yōu)化。
1.3 計(jì)算法則
方案的計(jì)算，數(shù)值方法是非常必要的。進(jìn)行傳熱分析,可以通過邊界元素法或有限元素法。第一種方法的好處就是未知數(shù)量的計(jì)算要低于有限元素法。邊界元素法的唯一問題是網(wǎng)格劃分所花費(fèi)的計(jì)算解決方案的時(shí)間短于有限元素法。然而這種方法只提供邊界問題的結(jié)果。在本研究中有限元法是首選，原因是零件的內(nèi)部溫度需要制定為優(yōu)化問題。
為了計(jì)算能最小化目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)參數(shù)，Tang et al.使用鮑威爾共軛方向搜索方法。Mathey et al使用了序列二次規(guī)劃算法,它是一基于梯度的方法。它不僅可以找到傳統(tǒng)的確定方法也可以找到進(jìn)化方法。Huang et al用遺傳算法實(shí)現(xiàn)解決方案。這最后一種算法是非常耗時(shí)的因?yàn)樗挠?jì)算范圍很廣。在實(shí)際操作中，模具設(shè)計(jì)的時(shí)間必須最小化，于是一個(gè)可以更快達(dá)到預(yù)期解決方案的確定性方法(共軛梯度)應(yīng)優(yōu)先選擇。
2 方法論
2.1 目標(biāo)
本文所描述的方法應(yīng)用于一個(gè)T形零件的冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì) (圖1)。這種形狀在很多論文中都出現(xiàn)過，因此能比較容易做到。
Part: 零件 Mould: 模具
圖 1
基于零件的形態(tài)分析, Γ1和Γ3兩個(gè)表面分別介紹了零件的侵蝕和擴(kuò)張(冷卻線) (圖1)。沿著冷卻水路Γ3邊界條件的導(dǎo)熱問題是第三類在無限的溫度條件下流體溫度的影響。優(yōu)化就是尋找這些流體的溫度。在優(yōu)化前使用冷卻線路阻止冷卻管路的數(shù)量和大小的選擇。這對于那些冷卻管路不直觀的復(fù)雜零件很有效。零件侵蝕線的位置對應(yīng)于凝固聚合物的最小厚度,以便冷卻結(jié)束階段可以消除部分汽壓鑄模的損害。
2.2 目標(biāo)函數(shù)
在冷卻系統(tǒng)優(yōu)化時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量應(yīng)該是最重要的。因?yàn)樽畹屠鋮s時(shí)間被零件的厚度和材料性能所影響,因此在特定的時(shí)間達(dá)到最優(yōu)的質(zhì)量是很重要的。
流體溫度直接影響模具及配件的溫度，且對湍流流體流量唯一的控制參數(shù)是冷卻液溫度。接下來, 優(yōu)化的參數(shù)就是流體溫度，且零件最優(yōu)分布的制定是在冷卻時(shí)期的最后階段由最小化的目標(biāo)函數(shù)S確定的(方程(1))。S1時(shí)期的目標(biāo)是要達(dá)到零件侵蝕部分的溫度水平。S2時(shí)期運(yùn)用于許多工作中，旨在均勻零件表面的溫度分布,從而減少沿Γ2表面和零件厚度方向的熱梯度。這兩個(gè)步驟都是為了引入變量△Tfref。必須指出的是當(dāng)ΔTfref→∞時(shí)參考標(biāo)準(zhǔn)會(huì)減少到第一時(shí)期。相反, 當(dāng)ΔTfref→0第二個(gè)時(shí)期的比重會(huì)增加。
3 數(shù)值計(jì)算結(jié)果
數(shù)值計(jì)算結(jié)果是與Tang et al的理論結(jié)果比較而來的，他們認(rèn)為T形零件的最佳冷卻是通過7個(gè)冷卻管道和冷卻劑的最佳流體流量的最佳位置的確定得到的。第一步是復(fù)制他們的結(jié)果(圖2的左部，)獲得下列條件(W= 0.75):T = 303K、流體流動(dòng)速率Q= 364cm3 / s每個(gè)冷卻通道,t= 23.5 s。
圖 2
例1:冷卻管路與有限數(shù)目的渠道使流體溫度恒定。
冷卻系統(tǒng)中的7條管道和模具表面的平均距離(d = 1.5cm)是為了確定冷卻線Γ3 的位置。此外,Tang所提出的流體溫度傳熱系數(shù)是加給Γ3的擴(kuò)張部分。
在插圖3中沿零件表面Γ2的溫度曲線是與脫模時(shí)間比較得來的。所有表面的溫度曲線都是沿逆時(shí)針方向繪制的,只是從A到B的部分。我們觀察到采用冷卻線的溫度值比采用7條管路更不均勻。因此用有限數(shù)目的通道計(jì)算出來的最佳冷卻配置計(jì)比冷卻線更好，這將作為一種參考。
圖3
例2: 在變流體溫度下的冷卻管路和ΔTfref→∞下的比重因子。
流體溫度T在方程1的最小目標(biāo)函數(shù)下計(jì)算得到的，這里忽略了第二時(shí)期。結(jié)果如圖4和5所示。
圖 4
圖 5
在圖4中，侵蝕部分的溫度曲線很不均勻，比較接近我們脫模溫度。 然而在這兩種情況下最高值都保持在0.12m和0.14m之間，對應(yīng)于的筋的頂部位置（圖1中的B1）。這些熱點(diǎn)是由于零件的幾何形狀產(chǎn)生的，很難冷卻。
然而在圖5中,我們注意到零件表面的溫度曲線比第一種情況更不均勻。總之,第一部分對于零件表面的均與性還不夠完善，但達(dá)到預(yù)期的溫度水平是足夠
的。
例3：
圖 6
圖 7
S2階段的影響如圖6所示。這個(gè)階段使得零件的表面溫度均勻。實(shí)際上,在ΔT = 10 K的情況下，整個(gè)Γ2表面上的溫度都類似恒定的，除了之前解釋的熱點(diǎn)之外。然而對于ΔT的值,侵蝕時(shí)的溫度是不被接受的，因?yàn)槠骄鶜鉁剡^高(340K相對于理想水平 336 K)。接著第二階段提高分界面的均勻性,但對解決方案不利。使分界面的溫度均勻化，同時(shí)提取需要的所有熱通量,來獲得零件的理想溫度，如果這水平太低，將會(huì)成為對抗性的問題。最好的解決方案是質(zhì)量和效率的統(tǒng)一。例如ΔT = 100K時(shí)零件的溫度比ΔT = 10 K時(shí)更不均勻。然而這種方案還是比Tang提出的方案更好。零件的最佳流體溫度曲線如圖8所示。
圖 8
4 結(jié)論
本文提出了一種確定冷卻線溫度分布優(yōu)化方法來獲得零件的均勻溫度場，從而得到最小的梯度和最短的冷卻時(shí)間。與參考文獻(xiàn)相比,顯示出了它的效率和效益。特別是它不需要指定冷卻通道的數(shù)量。對于確定管路的最少數(shù)量需要進(jìn)一步比較已提出的最佳流體溫度曲線的解決方案。
參考文獻(xiàn)
[1] Pichon J. F. Injection des matières plastiques.Dunod, 2001.
[2] Plastic Business Group Bayer. Optimised mould temperature control. ATI 1104, 1997.
[3] S. Y. Hu, N. T. Cheng, S. C. Chen. Effect of cooling system design and process parameters on cyclic variation of mold temperatures simulation by DRBEM, Plastics, rubber and composites proc. And appl., 23:221-232, 1995
[4] L. Q Tang, K. Pochiraju, C. Chassapis, S. Manoochehri. A computer-aided optimization approach fort he design of injection mold cooling systems. J. of Mech. Design, 120:165-174, 1998.
[5] J. Huang, G. M. Fadel. Bi-objective optimization design of heterogeneous injection mold cooling systems. ASME, 123:226-239, 2001.
[6] J. C. Lin. Optimum cooling system design of a freeform injection mold using an abductive network. J. of Mat. Proc. Tech., 120:226-236, 2002.
[7] E. Mathey, L. Penazzi, F.M. Schmidt, F. Rondé- Oustau. Automatic optimization of the cooling of injection mold base don the boundary element method. Materials Proc. and Design, NUMIFORM, pages 222-227, 2004.
[8] X. Xu, E. Sachs, S. Allen. The design of conformal cooling channels in injection molding tooling. Polymer engineering and science, 41:1265-1279, 2001.
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
陳雪燕
學(xué) 號(hào)
0312343
指導(dǎo)教師
楊占堯
選題情況
課題名稱
果汁容器成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書
有
有
無
開題報(bào)告
有
有
無
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績評定：
所在專業(yè)意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校 03屆模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
材料工程系
模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文
設(shè)計(jì)/論文題目：果汁容器的成型工藝
及塑料模具設(shè)計(jì)
班 級： 模具033班
姓 名： 陳雪燕
指導(dǎo)老師： 楊占堯
完成時(shí)間： 2006.05.09
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績
畢業(yè)設(shè)計(jì)成績
指導(dǎo)老師認(rèn)定成績
小組答辯成績
答辯成績
指導(dǎo)老師簽字
答辯委員會(huì)簽字
答辯委員會(huì)主任簽字
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文任務(wù)書
題目：果汁容器的成型工藝
及塑料模具設(shè)計(jì)
內(nèi)容：（1）完成果汁容器零件的工藝性分析及工藝方案制定
（2）果汁容器模具裝配圖及全部零件圖的繪制
（3）完成模具主要工作零件的工藝規(guī)程編制
（4）編寫設(shè)計(jì)說明書
原始資料:
設(shè)計(jì)題目：果汁容器
材料： PC
生產(chǎn)批量：單件生產(chǎn)
插圖清單
圖1-1 產(chǎn)品圖……………………………………………………………第5頁
圖4-1 型腔圖……………………………………………………………第12頁
圖4-2 型芯圖……………………………………………………………第12頁
圖5-1 型腔圖……………………………………………………………第14頁
圖5-2 澆口圖……………………………………………………………第15頁
圖5-3 分型面一…………………………………………………………第16頁
圖5-4 分型面二…………………………………………………………第16頁
圖5-5 配合圖一…………………………………………………………第18頁
圖5-6 配合圖二…………………………………………………………第18頁
圖6-1 支撐板……………………………………………………………第20頁
表格清單
表一 塑料制件的原料分析
表二 塑料制件注塑成型工藝參數(shù)
表三 注射機(jī)的主要參數(shù)
（畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文題目）
摘要
（ 中文）
（畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文英文題目）
Abstract
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文說明書目錄
緒 論 1
第1章 塑料制件的工藝分析----------------------------------------- 5
1.1塑料制件的結(jié)構(gòu)---------------------------------------------------------- 5
1.2塑料制件的原料分析------------------------------------------------- 5
1.3塑料制件注射成型工藝參數(shù)-------------------------------------------- 6 1.4塑料制件的工藝分析-------------------------------------------- 7
第2章成型制品的體積和質(zhì)量的計(jì)算-----------8
第3章成型設(shè)備的選擇--------------------------------- 9
3.1塑料的常用成型方法------------------------------------------------------------9
3.2成型設(shè)備的選擇-----------------------------------------------------------------9
第4章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的比較與選擇------------------ 10
4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案--------------------------------------------------------- 10
4.2型腔、型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案----------------------------------------------- 11
第5章 模具方案的確定--------------------------------------------------- 13
5.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇-------------------------------------------------------------- 13
5.2選用注射機(jī)-------------------------------------------------------------------- 14
5.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------- 14
5.4分型面方案的確定-------------------------------------------------------- 15
5.5推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------------- 16
5.6加熱和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)---------------------------------------------------- 18
第6章 模具其他零件（配件）的選擇、設(shè)計(jì)以及必要的計(jì)算------------21
6.1支承板的強(qiáng)度校核------------------------------------------------------------------------------------ 21
6.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------------------------------------22
6.3支承釘?shù)脑O(shè)計(jì)----------------------------------------------------------------------------------------- 23
6.4定位圈的確定-------------------------------------------------------------------------------------- 23
第7章 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核---------------------------------------------------24
7.1最大注射量的校核------------------------------------------------------------------------------------ 24
7.2鎖模力的校核--------------------------------------------------------------------------------------- 24
7.3開模行程的校核----------------------------------------------------------------------------------- 25
7.4油壓頂出行程校核-------------------------------------------------------------------------------- 25
7.5模具安裝部分的校核-------------------------------------------------------------------------------- 25
第8章 設(shè)計(jì)總結(jié)和感想--------------------------------------------------------------------- 27
致謝 --------------------------------------------------------------------------28
參考文獻(xiàn)------------------------------------------------------------------------------------------------29
河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名： 陳雪燕 學(xué) 號(hào)： 0312343
專 業(yè)： 模具設(shè)計(jì)與制造
設(shè)計(jì)(論文)題目：果汁容器成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師： 楊占堯
2006年5月15日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫1500字左右（本科生200字左右）的文獻(xiàn)綜述(包括目前該課題在國內(nèi)外的研究狀況、發(fā)展趨勢以及對本人研究課題的啟發(fā))：
文 獻(xiàn) 綜 述
模具是制造業(yè)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為“制造業(yè)之母”。由于模具的技術(shù)水平在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、新產(chǎn)品的開發(fā)能力和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，因此模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)一步加快，世界性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)移速度不斷加快，國內(nèi)區(qū)域間生產(chǎn)要素也出現(xiàn)了快速流動(dòng)趨勢，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的“長三角”將率先成為產(chǎn)業(yè)和資源轉(zhuǎn)移的重要基地，這對制造業(yè)的發(fā)展帶來了難得的機(jī)遇，也為建設(shè)一個(gè)高起點(diǎn)、多功能、集約化的模具產(chǎn)業(yè)集聚基地提供了必要條件。為進(jìn)一步加快模具行業(yè)的發(fā)展、提升模具行業(yè)的地位。品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。
我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向?qū)?
1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多控所致。
2、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。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)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn),積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制,而且其常用于較復(fù)雜的大型制品,模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大,因此,開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件,顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度,繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。
3、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
4、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低,與國外差距甚大,在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展,為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此,首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn),并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn);其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本;再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。
5、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
6、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次,淬火鋼模達(dá)50～1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距。挑戰(zhàn)亦是機(jī)遇，所以，我國模具還有很大的發(fā)展空間。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進(jìn)度安排等）：
1. 通過收集和查閱各種文獻(xiàn)資料和與同學(xué)老師的交流、指導(dǎo)，對目前國內(nèi)外的模具（塑料模具）的發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢進(jìn)行深入的了解，預(yù)計(jì)用時(shí)間二天；
2. 對工件進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀、尺寸精度、加工工藝性等方面作出詳細(xì)地分析，并查閱相關(guān)資料看是否符合常規(guī)零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
3. 經(jīng)過對工件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，擬訂可行的注射成型工藝方案，并經(jīng)過分析，研究、比較，選擇一種最為合理的成型工藝作為生產(chǎn)應(yīng)用，估計(jì)用時(shí)間一天；
4. 進(jìn)行主要的設(shè)計(jì)計(jì)算，利用各種經(jīng)驗(yàn)公式或者經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對工作零部件的尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算，預(yù)計(jì)需用時(shí)間四天；
5. 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)，材料，生產(chǎn)批量來進(jìn)行模具的總體設(shè)計(jì)，包括模具的類型，定位方式，導(dǎo)向方式等方面的設(shè)計(jì)；
6. 對模具的主要零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有型芯、型腔、定位板、模架和導(dǎo)柱導(dǎo)套等零件，根據(jù)工作需要的強(qiáng)度來設(shè)計(jì)尺寸，包括各零件的圖紙，預(yù)計(jì)需用時(shí)間五天；
7. 模具的總裝圖和工作原理（有裝配簡圖）需要用時(shí)間兩天；
8. 模具主要零部件的加工工藝過程（型芯、型腔）分析與設(shè)計(jì)，預(yù)計(jì)用時(shí)間一天；
模具的裝配與調(diào)試，預(yù)計(jì)用時(shí)兩天；
果汁容器的成型工藝及塑料模具設(shè)計(jì)
緒 論
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展 。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運(yùn)行，發(fā)展迅速，塑料模具也快速發(fā)展。2000年，我國（未包括港澳臺(tái)統(tǒng)計(jì)，下同）塑料模具產(chǎn)值約100億元，2004年已發(fā)展到212億元，4年平均增長率為21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近4個(gè)百分點(diǎn)。
1.塑料模具市場情況
我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具已供過于求，市場競爭激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過于求。
2.塑料模具水平及發(fā)展趨向
近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到3μm，制件精度為0.5μm的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)4m/min以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大，高速加工及RP/RT等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高。
經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下：
（1）模具的質(zhì)量、周期、價(jià)格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。
（2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進(jìn)行開發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險(xiǎn)的情況下進(jìn)行），變被動(dòng)為主動(dòng)。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的被動(dòng)局面。事實(shí)證明，這種做法不但使模具廠變被動(dòng)為主動(dòng)，而且對開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的“你給我一個(gè)概念，我還你一個(gè)產(chǎn)品”的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等企業(yè)主動(dòng)開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。
（3）隨著模具企業(yè)設(shè)計(jì)和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念已逐漸被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個(gè)模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會(huì)所接受。我國模具行業(yè)，目前已有4個(gè)國家級高新技術(shù)企業(yè)，近百個(gè)省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對技藝的依靠。
（4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。21世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會(huì)中，高水平的模具，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是CAD/CAM的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的CAE、PDM、CAPP、KBE、KBS、RE、CIMS、ERP等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。
（5）隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，模具必然會(huì)向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個(gè)趨向，使自己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國際市場的競爭力。
（6）世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正加速向我國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購。這一趨向雖然并非近幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機(jī)遇，加快發(fā)展步伐。
3.存在的主要問題
我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進(jìn)水平相比，主要存在6個(gè)方面的問題。
（1）發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低。雖然個(gè)別企業(yè)的產(chǎn)品已達(dá)到相當(dāng)高的水平，個(gè)別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達(dá)到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標(biāo)與國外先進(jìn)水平相比尚有較大差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比尚有10年以上的差距。
（2）工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進(jìn)，有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動(dòng)社會(huì)資源為我所用，從而就難以承接比較大的項(xiàng)目。
（3）大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱。一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后，對開發(fā)不夠重視。模具企業(yè)不但要重視模具開發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。
（4）管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時(shí)卻難以意識(shí)到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個(gè)企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變，立竿見影，這樣的例子并不少見。
（5）供需矛盾一時(shí)還難以解決。2004年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足74%，其中大型、精密、長壽命模具滿足率還要低，估計(jì)不足60%。同時(shí)，工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移，國際采購越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時(shí)還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時(shí)間。
（6）體制和人才問題的解決尚待時(shí)日。在社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)中，競爭性行業(yè)，特別是像模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機(jī)制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然各地都在努力解決這兩個(gè)問題，但要得到較好解決尚待時(shí)日。
展望未來，由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來，定會(huì)得到較好的解決。
4.發(fā)展展望
在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進(jìn)我國整個(gè)模具行業(yè)的快速發(fā)展。
隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會(huì)不斷發(fā)展，因此對模具的要求也一定會(huì)越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會(huì)有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時(shí)代發(fā)展步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計(jì)會(huì)在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。當(dāng)然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。
（1)超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。
（2)多樣材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。
（3)各種快速經(jīng)濟(jì)模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。
（4)模具設(shè)計(jì)、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP及PDM等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
（5)更加高速、更加高精度、更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。
（6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會(huì)不斷發(fā)展，隨之而來的也會(huì)產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。
（7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、研磨和拋光等新工藝也會(huì)不斷得到發(fā)展。
（8)逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。
（9)熱流道技術(shù)將會(huì)迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會(huì)有所發(fā)展。
（10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高?！笆晃濉逼陂g，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，廣大模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅(jiān)持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到更好的發(fā)展。
第1章 塑料及其性能
1.1塑料制件的結(jié)構(gòu)
我所設(shè)計(jì)的為一個(gè)榨汁器中的一部分——果汁容器，如圖1-1所示：
圖1－1 塑件
其功用是盛裝果汁，在選擇材料時(shí)必須保證：首先要求無毒性，無任何氣味，且要有耐酸，耐腐蝕性，在常溫下長時(shí)間不會(huì)發(fā)生物理、化學(xué)分解。其次外觀要求美觀完整，無斑點(diǎn)，無熔接痕，有一定的光滑度，且有一定的強(qiáng)度和韌性，塑件本身還要具備透明性。
根據(jù)以上對塑料制件的結(jié)構(gòu)分析及其工作條件的要求，材料采用聚碳酸酯（PC），精度等級為MT5。
1.2 塑料制件的原料分析
表一
塑料的品種
聚碳酸酯（熱塑性塑料）
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物
使用溫度
耐熱性好，長期使用溫度可達(dá)130℃，耐寒性也好，脆化溫度為-100℃
使用性能
沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，無色透明，著色性好，電絕緣、耐腐蝕、耐磨性好，但自潤性差，有應(yīng)力開裂傾向，高溫易水解，與其它樹脂相溶性差
成型性能
a.無定形料，熱穩(wěn)定性好，成型溫度范圍寬，流動(dòng)性差，吸濕小，但對水敏感，須經(jīng)干燥處理。成型收縮率小，易發(fā)生溶融開裂和應(yīng)力集中。
b.熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑料制件宜用螺桿式注射機(jī)，開暢或延伸噴嘴,噴嘴應(yīng)加熱。
c.冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗短為原則，宜設(shè)冷料穴，澆口宜取大，模具宜加熱。
d.料溫過低會(huì)造成缺料，塑料制件無光澤，料溫過高易溢邊，塑料制件起泡。模溫低時(shí)收縮率、伸長率、抗沖擊強(qiáng)度高，抗彎、抗壓、抗張強(qiáng)度低。模溫超過120℃時(shí)塑料制件冷卻慢，易變形粘模。
結(jié)論
此塑料制件適宜注射成型，成型前原料需要干燥處理，塑料易，塑料制件易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，須退火處理來消除內(nèi)應(yīng)力，且應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，型腔要采用加熱裝置，而型芯要采用冷卻裝置。
1.3 塑料制件注塑成型工藝參數(shù)（如表二所示），試模事，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。
表二
工藝參數(shù)
規(guī)格
預(yù)熱和干燥
溫度（℃）110~120；時(shí)間（h）8~12
料筒溫度（℃）
后段：210~240；中段：230~280；前段：240~285
噴嘴溫度（℃）
240~250
模具溫度（℃）
90~110
注射壓力（Mpa）
80~130
成型時(shí)間（s）
注射時(shí)間20~90
高壓時(shí)間0~5
冷卻時(shí)間20~90
總周期40~90
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）
28
適用注射機(jī)類型
螺桿或較好
后處理
方法：紅外線、鼓風(fēng)烘箱
溫度（℃）：100~110
時(shí)間（h）：8~12
1.4塑料制件的工藝分析
（1）尺寸精度：從所設(shè)計(jì)塑料制件的總體尺寸分析得知，其尺寸較為合理，不會(huì)太大，這樣就避免塑料熔體充不滿模具型腔或塑料制件不能正常成型。
（2）形狀：本塑料制件的幾何形狀能滿足使用要求外，還要盡可能使其所對應(yīng)的模具結(jié)構(gòu)簡單，便以加工。
（3）壁厚：塑件壁厚一般在1—4mm范圍內(nèi)，分析設(shè)計(jì)塑件功能要求，確定塑件的壁厚為2.5mm。
（4）脫模斜度：該塑件制品本身具有一定的斜度，所以制品易脫模，且脫模后不會(huì)刮傷制品表面。
（5）圓角：塑件底面與面之間一般應(yīng)采用圓弧過度，這樣不僅可以避免塑件尖角處的應(yīng)力集中，提高塑件強(qiáng)度，而且可以改善塑料的流動(dòng)狀態(tài)，降低充模阻力，便于充模，避免出現(xiàn)熔合線，塑件轉(zhuǎn)角處的圓角半徑通常不要小于0.5—1mm。
第2章 成型制品的體積和質(zhì)量的計(jì)算
該產(chǎn)品為榨汁器的果汁容器，材料采用聚碳酸酯（PC），其密度為1.2×10-9t/mm3
收縮率為0.65%。使用Pro/Engineer軟件對三維產(chǎn)品自動(dòng)計(jì)算出產(chǎn)品的體積和質(zhì)量，計(jì)算過程如下：
塑件的體積：V1=7.58×104mm3
塑件的質(zhì)量：M1=9.09×10-5t
澆注系統(tǒng)的體積：V1=1.14×103mm3
澆注系統(tǒng)的質(zhì)量：M2=1.37×10-6t
故一次注射所需要的塑料總體積和總質(zhì)量為：
V總=V1+V2=7.58×104+1.14×103=76940mm3
M總=M1+M2=（9.09×10-5+1.37×10-6）×106=92.27g
第3章 成型設(shè)備的選擇
3.1塑料的常用成型方法
（1）注射成型
它主要用于熱塑性塑料制品的成型，也可用于熱固性塑料制品的成型。前者成型周期短，生產(chǎn)效率高，模具使用壽命長，能大批量的成型形狀復(fù)雜、尺寸精度高的塑料制件。
（2）壓縮成型
它用于熱固性塑料的成型。成型的塑件的收縮率小， 變形小，各項(xiàng)性能比較均勻；但其生產(chǎn)效率低，不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、而且勞動(dòng)條件差，不宜成型帶有深孔和形狀復(fù)雜的塑料，且模具使用條件較差，模具的壽命教低。
（3）壓注成型
它適用于各種熱固性塑料，比起壓縮成型，塑料應(yīng)具有良好的流動(dòng)性和固化速率。也適用于熱塑性塑料的成型，適用于批量較小，而又無注射機(jī)的情況下的熱塑性塑料的成型
（４）擠出成型
它主要適用于熱塑性塑料的成型，也可用于熱固性塑料制品有管材、板材、片材、電器和電纜覆層、單絲、網(wǎng)材以及具有異形截面的各種型材。
3.2成型設(shè)備的選擇
常用的模塑成型設(shè)備有三種
第一種：液壓機(jī)，它是熱固性塑料壓縮和壓注成型的主要成型設(shè)備。
第二種：注射機(jī)，它是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成型的主要設(shè)備。
第三種：擠出機(jī)，它是熱塑性塑料和部分熱固性塑料注射成型的主要成型設(shè)備。
本塑件塑料材料采用聚碳酸酯，屬于熱塑性塑料，且由塑料制件的結(jié)構(gòu)分析，得其采用注射成型更有利于該塑料制件的成型。所以本塑料的成型設(shè)備選用注射機(jī)
第4章模具類型及結(jié)構(gòu)形式的比較與選擇
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則：
a.適應(yīng)塑料的工藝性
b.排氣良好
c.流程要短
d.避免料流直沖型芯或嵌件
e.修整方便
f.防止塑料制品變形
g.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量小，容積也盡量少
h.澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱，澆注系統(tǒng)與型腔的布置應(yīng)盡量減小模具的尺寸。
4.1澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案
本塑件可采用3種澆注系統(tǒng)成型，其方案比較見下分析：
方案一：（采用直接澆口）
直接澆口特點(diǎn)是：熔體通過主流道直接進(jìn)入型腔，流程最短，進(jìn)料快，流體阻力小，傳遞壓力好，成型容易，保壓補(bǔ)縮作用強(qiáng)，有利于排氣和消除熔接痕，流量大，且澆注系統(tǒng)耗料少，模具結(jié)構(gòu)簡單而緊湊，制造方便，適用于成型流動(dòng)性差的塑件或成型大型、厚壁、長流程以及一些粘度高的制品。其缺點(diǎn)：由于澆口處熔體固化慢，容易造成成型周期長，產(chǎn)生過大的殘余應(yīng)力，在澆口處易產(chǎn)生裂紋，澆口凝料切除后制品上的疤痕較大，且不宜成型平薄塑件及易變形的塑件。
方案二（采用側(cè)澆口）
測澆口的特點(diǎn)是：其澆口開設(shè)在模具的分型面上，從制品惻面邊緣進(jìn)料，其優(yōu)點(diǎn)是其截面形狀為矩形，形狀簡單，易于加工，且進(jìn)料口可隨意選擇，澆口的深度可在試模后加深、加寬，便于修正。其缺點(diǎn)是塑料流程較長，壓力損失大，保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小，且不易排氣，易產(chǎn)生熔接痕|、縮孔及氣孔缺陷，則會(huì)影響塑件的質(zhì)量及外觀。它適用于一模多件。
方案三（采用點(diǎn)澆口）
點(diǎn)澆口特點(diǎn)是：其澆口一般設(shè)在型腔底部，這樣排氣順暢，成型良好。由于進(jìn)料口小，故去澆口后殘留余量小，塑件上不易留有痕跡。它使適用于深腔盒類零件，其缺點(diǎn)是：
a.采用點(diǎn)澆口時(shí)，為了能取出流道凝料，必須使用雙分型面的結(jié)構(gòu)形式或者單分型面熱流道結(jié)構(gòu)，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，費(fèi)用較高。
b.不適合粘度高和對剪切速率不敏感的塑料熔體。
c.不適合厚壁或壁厚不均勻的制品成型。
d.要求采用較高的注射壓力。
e.模具采用三板模，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具費(fèi)用較高。
本塑料制件采用聚碳酸酯（PC），其流動(dòng)性差，且此塑料制品為深腔制品，要求排氣良好，也要保證塑件的外觀及質(zhì)量。
綜上考慮，采用直接澆口作為本塑件的澆注系統(tǒng)最為有利的塑件成型。該制品的澆口可設(shè)置在制品的底部，因?yàn)樵撝破返撞繛檩^隱蔽的地方，不會(huì)影響制品的外觀。
根據(jù)本塑料制件采用的澆注系統(tǒng)為直接澆口，則模具類型可選用兩板模。
4.2型腔、型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
4.2.1型腔、型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案
整體式凹模由整快材料加工制成，其特點(diǎn)是強(qiáng)度和剛度高，不會(huì)使制品產(chǎn)生拼接縫痕跡，質(zhì)量好。但加工困難，需要采用電火花機(jī)床和立式銑床加工，熱處理也不方便，消耗貴重的模具鋼，費(fèi)用高，且制品表面光滑度差，僅適于形狀簡單的。
（1） 組合式
采用組合式型腔的優(yōu)點(diǎn)：
a.簡化凹模型腔加工，可將復(fù)雜凹模內(nèi)形體的加工變成外形體的加工，降低了加工的難度。
b.鑲件可用高碳鋼或高碳合金鋼淬火，可用專用磨床研磨曲面形狀。凹模中使用鑲件的局部型腔有較高的精度和耐磨性，并可方便地更換鑲件。
c.可節(jié)省優(yōu)質(zhì)塑料模具鋼，對于大型模具可大大降低模具的制造。
d.有利于排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
采用組合式型腔的缺點(diǎn)：在設(shè)計(jì)和制造這類型腔時(shí)，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴(yán)密。
綜合考慮，模具選用組合式更能保證塑件的外觀和質(zhì)量以及模具鋼的費(fèi)用。其結(jié)構(gòu)如圖4-1：
圖4-1
4.2.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
型芯是成型塑料制品內(nèi)表面的成型零件。型芯有整體式和組合式兩類：
（1）整體式
采用整體式，其結(jié)構(gòu)牢固，成型的制品質(zhì)量較好，但消耗貴重模具鋼較多，不便加工。
（2）組合式
采用組合式型芯的優(yōu)缺點(diǎn)與組合式凹模的基本相同。但在設(shè)計(jì)和制造這類型芯時(shí)，必須注意提高拼塊的加工和熱處理工藝性，拼接必須牢靠嚴(yán)密。
綜合考慮，模具選用組合式更能保證塑件的外觀和質(zhì)量以及模具鋼的費(fèi)用。其結(jié)構(gòu)如圖4-2：
圖4-2
第五章 模具方案確定
5.1標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
(1)型腔數(shù)目的確
根據(jù)前面對澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的比較，本塑料制件采用的是直接澆口，則確定本塑件的模具為單型腔模具。
(2)成型零件尺寸的確定
半徑r1=128/2=64mm, r2=103/2=51.5mm
a.側(cè)壁的計(jì)算（按整體式圓形型腔計(jì)算）
計(jì)算側(cè)壁的分界值r=86mm是剛度和強(qiáng)度的分界，大于86mm應(yīng)按剛度條件求側(cè)壁厚，小于86mm應(yīng)按強(qiáng)度條件求壁厚。而在r=86mm時(shí)按剛度和強(qiáng)度條件求得壁厚應(yīng)是相等的。
r1=64
66mm時(shí)，按剛度條件計(jì)算底版厚度；當(dāng)r<66時(shí)，則按強(qiáng)度計(jì)算。
r1=64
收藏