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Intelligence and Automation CAD Soft Wares
With advancement of technology and high一speed development of world，Upgrade and innovation of Products are speeded up. No matter what industrial Products and appliance，are mostly molded by mold. Therefore，Plastic Parts’ design advances higher demands for periods and Precision of mold design and Manufacture . Because mold design depends on designers’ experience and Knowledge completely by traditional CAD soft wares ，50 efficiency and quality can’t completely satisfy the demands of mold development. So intelligence and automation are very important in mold design .This issue Has joined the expert system to mold design，and developed an intelligentzed Injection mold design system .Basing on the Plastic Parts’ information，the System can implement automatically reasoning and analysis by the interrelated
knowledge，and select an relevant model from the model base，then rebuild the model by Parameterized technology，finally finish the design Process of injection mold .The entire design Process is completed by computer automatically without the calculation of designers，which decreases flaws caused by lack of experience of mold designers，and helps to avoid mistakes and improve efficiency and quality of mold design .This Paper summarized the design knowledge of injection mold’s side action; Then builds knowledge base suing the hybrid representation of frame
representation and ruler representation :and introduces the Principles ，Processed method of compute automatic design system for side action in detail :Taking the best quality of Plastic Parts and highest efficiency as main purpose ，this paper finally develops side action :and also builds the graph library of side action using Parameterized technology based on Solid works .In information management system，Plastic Parts are decaled with in aspect of shrinkage and draft，which will make model、more Precision for the next design .An actual Process of the mold design for atypical Plastic Part has been demonstrated，which shows that the idea of system is feasible and this system can be used expediently to satisfy the demands of mold design. This paper also investigates menu and interface of this software，and finally Designs a laconic ，intuitive and manipulated friendly interface for injection mold design in order to make this software more acceptable to users.
Mold Cavities and Cores
The cavity and core give the molding its external and internal shapes respectively, the impression imparting the whole of the form to the molding.We then proceeded to indicate alternate ways by which the cavity and core could be incorporated into the mold and we found that these alternatives fell under two main headings,namelythe integer method and the insert method.Another method by which the cavity can be incorporated is by means of split inserts or splits.
When the cavity or core is machined from a large plate or block of steel,or is cast in one piece,and used without bolstering as one of the mod plates ,it is termed an integer cavity plate or integer core plate. This design is preferred for single-impression molds because of characteristics of the strength,smaller size and lower cost. It is not used as mush for multi-impression molds as there are other factors such as alignment which must be taken into consideration.
Of the many manufacting processes available for preparing molds only two are normally used in this case. There are a direct machining operation on a rough steel forging or blank using the conventional machine tools, or the precision invstment casting technique in which a master pattern is made of the cavity and core. The pattern is then used to prepare a casting of the cavity or core by a special process.
A 4.25%nickel-chrome-molybdenum steel(BS 970-835 M30) is normally specified for integer mold plates which are to be made by the direct machining method.
The precision investment casting method usually utilizes a high-chrome steel.
For molds containting intricate impressions, and for multi-impression molds, it is not satisfactory to attempt to machine the cavity and core plates from single blocks of steel as with integer molds. The machining sequences and operation would be altogether too complicated and costly. The insert-bloster assembly method is therefore used instead.
The method consists in machining the impression out of small blocks of steel.These small blocks of steel are known,after machininf, as inserts, and the one which forms the male part is termed the core insert and, conversely, the one which forms the female part the cavity insert. These are the inserted and securely fitted into holes in a substantial block or plate of steel called a bloster. These holes are either sunk part way or are machined right through the bolster plate. In the latter case there will be a plate fastened behind the bolster and this secures the inserts in position.
Both the integer and the insert-bolster methods have their advantages depending upon the size, the shape of the molding, the complexity of the mold, whether a single impression or a multi-impression ;old is desired,the cost of making the mold, ect. It can therefore be said that in general, once the characteristics of the mold reqired to do a particular job which have been weighed up, the decision as to which design to adopt can be made.
Some of these considerations have already been discussed under various broad headings, such as cost, but to enable the reader to weigh them up more easily, when faced with a particular problem, the comparison of the relative advantages of each system is discussed under a number of headings.
Unquestionably for single impression molds the integer design is ti be preferred irrespective of whether the component form is a simple or a complex one. The resulting mold will be stronger, smaller, less costly, and generally incorporate a less elaborate colling system than the insert-bolster design. It should be borne in mind that local inserts can be judiciously used to simplify the general manufactureof the mold impression.
For multi-impression molds the choices is not so clear-cut. In the majority of cases the insert-bolster method of construction is used, the case of manufacture, mold alignment, and resulting lower mold costs being the overriding factors affecting the choices. For compenents of very simple form it is often advantangeous to use one design for one of the mold plates and the alternative design for the other. For example, consider a multi-impression mold for a box-type compenent. The cavity plate could be of the integer design to gain the advantages of strength, thereby allowing a smaller mold plate, while the core plate couls be of the insert-bolster design which will simplify machining of the plate and allow for adjustments for mold alignment.
The Injection Molding
Injection molding ( British Engish : Molding ) is a manufacturing process for producing parts form both thermoplastic and thermosetting plastic materials.Material is fed into a heated brarel, mixed, and forced into a mold cavity where it cools and hardens to configuration of the mold cavity. After a product is designed, usually by an industrial designer or an engineer, molds aer made by a moldmaker ( or a toolmaker ) from metal, usually either steel or aluminium, and precision-machined to form the features of the desired part. Injection molding is widely used for manufacturing a varitey of parts, from the smallest compenent to entire body panels of cars.
Injection molding machines consist of a material hopper, an injection ram of screw-type plunger, and a heating unit. They are also known as presses. They hold the molds in which the compenents are shaped. Presses are rated by tonnage, which expresses the amount of clamping force that the machine can exert. This force keeps the mold closed during the injection process. Tonnage can vary from less than 5 tons to 6000 tons, with the higher figures used in determined by the projected area of the part being molded.This projected area is multiplied by a champ force of 2 to 8 tons for each square inch of the projected area. As a rule of thumb, 4 or 5 t/in can be used for most products. If the plastic material is very stiff, it will require more injection pressure to fill the mold, thus more clamp tonnage to hold the mold closed. The required force can also be determined by the material used and the size of the part, larger parts require higher clamping force.
Mold or die are the common terms used to describe the tooling used to produce plastic parts in molding.
Traditionally, molds have been expensive to manufacture. They were usually only used in mass production where thousands of parts were being produced. Molds are typically constructed from hardened steel, pre-hardened steel, aluminium, and/or beryllium-copper alloy. The chioce of material to build a mold from is primarily one of economics. Steel molds generally cost more to construct, but their longer number of parts made before wearing out. Pre-hardened steel molds are less wear resistant and are used for lower volume requirements or large compenents. The steel hardness is tyoically 38-45 on the Rockwell-C scale ( HRC). Hardened steel molds are heat treated after machining. These are by far the superior in terms of wear resistance and lifespan. Typical hardness ranges between 50 to 60 Rockwell scale. Aluminium molds can cost substantially less , and when designed and machined with morden computerized equipment, can be economical for molding tens or even hundreds of thousands of parts. Beryllium copper is used in areas of the mold which require fast removal or area that see the most shear heat generated. The molds can be manufactured by either CNC or by using Electrical Discharge Machining processes.
Standard two plates tooling: core and cavity are inserts in a mold base – “Family mold ” of 5 different parts.
The mold consists of two primary compenents, the injection mold ( A plate ) and the ejector mold ( B plate ). Plastic resin enters the mold through a sprue in the injection mold, the sprue bush is to seal tightly against the nozzle of the injection barrel of the molding machine and allow molten plastic to flow from the barrel into the mold , also known as cavity. The sprue bush directs the molten plastic to the cavity images through channels that are machined into the faces of the A or B plates. These channels allow plastic to run along them, so they are referred to as runners. The molten plastic flows through the runner and enters one or more specialized gates and into the cavity geometry to form the desired part.
The amount of resin required to fill the sprue, runner and cavities of a mold is a shot. Trapped air in the mold can escape through air vents that are grinded into the parting line of the mold. If the trapped air is not allowed to escape , it is compressed by the pressure of the incoming material and is squeezed into the corners of the cavity , where it prevents filling and causes other defects as well . The air can become so compressed that it ignites and burns the surrounding plastic material. To allow for removal of the molded part from the mold , the mold features must not overhang one another in the direction that the mold opens , unless parts of the mold are designed to move from between such overhangs when the mold opens ( utilizing composnents called Lifters ).
外文資料翻譯
智能型模具CAD系統(tǒng)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和社會的高速發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快。無論是工業(yè)產(chǎn)品還是家電產(chǎn)品，大多數(shù)應(yīng)用模具成型。因此，對模具的設(shè)計和制造提出了更高的要求。傳統(tǒng)的模具CAD軟件完全依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗和知識，設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量很難滿足模具發(fā)展的要求。因此在模具設(shè)計的過程中，使用智能型模具CAD系統(tǒng)顯得尤為重要。本課題將專家系統(tǒng)技術(shù)引入到模具設(shè)計中，開發(fā)了智能注塑模具設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用塑件產(chǎn)品信息，通過推理機對知識庫中的相關(guān)知識進(jìn)行自動推理、分析、決策，得出模具結(jié)構(gòu)總體方案以及相關(guān)尺寸，從模型庫中選出相應(yīng)模型，通過參數(shù)化驅(qū)動重新建模，最終自動完成注塑模具設(shè)計過程。本文在前面幾屆研究生開發(fā)的基礎(chǔ)上，總結(jié)了注塑模具斜銷側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計知識，結(jié)合模具設(shè)計知識的特點，利用框架/規(guī)則混合表示方法建立了注塑模具側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計知識庫;詳細(xì)介紹了斜銷側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計理論、過程和方法:系統(tǒng)以成型制品質(zhì)量最優(yōu)、效率最高為目標(biāo)，最終形成了斜銷側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的計算機自動設(shè)計系統(tǒng)。以Solid works為平臺，采用參數(shù)化技術(shù)建立了側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的實體模型庫。系統(tǒng)通過推理機對知識的推理，模型的調(diào)入，參數(shù)的驅(qū)動，實現(xiàn)側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的自動化設(shè)計。系統(tǒng)還對塑件模型進(jìn)行了收縮率和脫模斜度的處理，實現(xiàn)了從塑件模型到模具模型的轉(zhuǎn)化，使設(shè)計結(jié)果更加準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)。通過典型制品的模具設(shè)計實例，演示了系統(tǒng)的設(shè)計過程。結(jié)果表明，系統(tǒng)設(shè)計思路正確，操作方便簡單，運行可靠，適合模具設(shè)計要求。同時，本文在系統(tǒng)軟件菜單、界面、設(shè)計思路等方面也做了大量的工作，使本系統(tǒng)軟件更加人性化，具備了良好的實用性。
型腔和型芯
模具的型腔和型芯分別形成塑件內(nèi)部和外部形狀，型腔形狀決定了塑件形狀，接下來我們簡要說明選擇那種型腔和型芯安裝在模具中。這些方式可以歸納為兩大類，即整體形式和鑲拼形式。另一種組成型腔的方式是加入拼塊或滑塊。
當(dāng)型腔或型芯由一塊大的鋼板或鋼塊加工而成，或是鑄成一體，不需要使用支承件而形成一塊模板時，就構(gòu)成整體式模腔板或型芯板。這種設(shè)計因具有強度高，尺寸小和成本低的特性，而主要應(yīng)用在單型腔模具中。整體式型腔和型芯一般不用在多型腔模具中，因為多型腔模具設(shè)計時必須考慮一些其他因素，例如安裝組合鑲件等。
在模具制造的眾多方法中，用于加工整體式型腔板或型芯板的方法主要有兩種：使用傳統(tǒng)機床對粗鍛鋼材料直接加工，或是利用精確的熔模鑄造技術(shù)將坯料加工成型腔和型芯。用于制造型腔和型芯的坯料經(jīng)常需要特殊工藝的處理。
通常，4.25%的鎳鎘鉬合金鋼是生產(chǎn)整體式模板的指定材料，選用這種材料時采用直接的機加工方式。
精確的熔模鑄造常常用來加工高鉻鋼。
對于成型部位復(fù)雜的模具和多腔模具，也像整體式模具那樣用一塊鋼材加工型腔和型芯并不容易。如果采用整體式結(jié)構(gòu)，則加工順序和操作過程將變得非常復(fù)雜，成本也高，因此鑲拼式裝配方式替代了整體式。
鑲拼式型腔由小鋼塊加工而成。加工后的小鋼塊作為鑲件，形成型芯部分的稱為型芯嵌件，相反地，形成型腔部分的成為型腔嵌件。然后，把這些鑲件牢固地安裝在被稱為墊板的孔中，墊板由實心鋼板或鋼塊加工而成。這些安裝孔有的是由墊板的局部凹陷形成，有的是在墊板上直接加工而成。在后一種方式中，墊板后部還要增加一塊模板，起加固作用，確保鑲件安裝到位。 整體式和鑲拼式結(jié)構(gòu)均有優(yōu)點，這取決于塑件尺寸和形狀，模具的復(fù)雜程度，所需的是單型腔模具還是多型腔模具以及模具制造成本等。通常，塑件的形狀，尺寸等特性確定后，采用哪種形式的型腔和型芯就已經(jīng)確定了。
在不同的章節(jié)中，我們已經(jīng)討論過型腔和型芯的安裝方式所涉及的問題，例如成本等，但為使讀者在處理特殊問題時更容易知道重點所在，我們將用一定的章節(jié)再次討論每種結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點的對比。
毫無疑問，對于單型腔模具，無論是簡單還是復(fù)雜，整體式型腔是首選方式。若選擇整體式，則模具的強度高，體積小，成本低，而冷卻系統(tǒng)的設(shè)計卻比鑲拼式簡單，方便。設(shè)計時需要常記于心的是，適當(dāng)?shù)厥褂描偧梢院喕＞咝颓坏募庸ぶ圃祀y度。
對于多型腔模具，選擇哪種方式不是很明顯。大多數(shù)型腔模具采用鑲拼式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)加工簡單，裝配容易，模具成本低，這些是影響選擇哪種結(jié)構(gòu)形式的重要因素。一種非常簡單且具有很多優(yōu)點的設(shè)計是采用一種形式設(shè)計模板，而采用另一種形式設(shè)計模具的其他部分。例如，采用箱形組件設(shè)計多型腔模具。型腔板設(shè)計成小型整體式模板，以滿足模具高強度的要求；型芯板則設(shè)計成鑲拼式，可因簡化模板加工過程，并且能根據(jù)模具需要進(jìn)行調(diào)整。
注塑成型
注塑成型是將熱塑性和熱固性塑料加工成零件的制造過程。材料被入加熱筒中，混合后壓入模腔，冷卻硬化成它們的形狀。通常工業(yè)設(shè)計師或工程師設(shè)計完一個產(chǎn)品后，模具制造師（或工人）就會用金屬，通常為剛或鋁，制造模具，且精加工以達(dá)到理想效果。從最小的部件到整個汽車的面板，注塑成型廣泛應(yīng)用于各種零部件的制造。
模具注塑機由一個料斗、注射活塞或螺旋式活塞以及一個加熱裝置構(gòu)成。他們也被稱為壓力機，內(nèi)含零部件形成的模具。壓力機以噸位來衡量，表示機器可以施加的鎖模力。鎖模力保障模具在注塑的過程中是封閉的。噸位可以從少于5t到6000t，較高的噸位應(yīng)用于相對少量的生產(chǎn)中。需要多少鎖模力取決于零件的投影面積。每平方英寸的投影面積要乘以2-8t的鎖模力。根據(jù)經(jīng)驗法則，每平方英寸的投影面積對應(yīng)4-5t的鎖模力，即可應(yīng)用于大部分產(chǎn)品。如果塑料很硬，它需要更多的壓力來填充模具，因此需要更多的鎖模力來保障模具的封閉性。所需的壓力也取決于使用的材料及零件的大小，越大的零件需要的鎖模力越大。實際的注塑模具如所示。
注塑或沖模是描述注塑中用于制造塑料零件的工具的常用術(shù)語。
傳統(tǒng)上，模具制造一直很昂貴。它們通常只使用于成千上萬的大批量零件的生產(chǎn)。模具通常由淬火鋼、預(yù)硬鋼、鋁或鈹銅合金制成。選擇制造模具的原料首先要考慮經(jīng)濟因素，鋼模具成本較高，但使用壽命較長。在用完之前，鋼模能制造更多的零件，這會抵消最初的高成本投入。預(yù)硬鋼模具不耐磨，適用于小批量生產(chǎn)或制造較大的零件。鋼的硬度通常是38-45HRC，淬硬鋼模具加工后要進(jìn)行熱處理。這類模具在耐磨性和使用壽命方面具有較強的優(yōu)勢，其典型的硬度范圍介于50-60HRC之間。鋁模具成本大幅度減少，利用現(xiàn)代計算機設(shè)備設(shè)計與加工，對于注塑成千上萬個零件來說是經(jīng)濟的。鈹-銅合金使用于制造需快速去熱或消除產(chǎn)生的熱能的模具。這類模具可利用數(shù)控加工或電火花加工來生產(chǎn)。
標(biāo)準(zhǔn)的兩板模具包括：型芯和型腔所在的模具內(nèi)部，其余的則為五個不同的典型模具結(jié)構(gòu)。
模具有兩個主要部分構(gòu)成：合模（A板）和出模（B板）。塑料樹脂通過注塑模具澆道進(jìn)入模具，澆口套密封緊接在注塑機注射料筒的噴嘴處，讓熔化的塑料從料筒流到模具，也就是型腔。澆口套通常加工成A、B板的管道引導(dǎo)熔化的塑料流向型腔。這些管道使塑料沿著他們流動，進(jìn)入幾何形狀的型腔，形成所需的零件。
填充模具澆口套、流道和型腔的大量樹脂是一瞬間。模具里積存的空氣可以通過模具分型線的通風(fēng)口排出。如果積存的空氣不能排出，進(jìn)料的壓力會把它們擠壓到型腔的角落，這會妨礙填充并導(dǎo)致其他問題?？諝鈮嚎s到一定程度會被引燃，導(dǎo)致周圍的塑料燃燒。為了消除成型模具某個部分，模具不能彼此懸垂于模具打開的方向，除非該模具部分設(shè)計成模具打開時懸空一定（所用的組件稱為側(cè)抽芯）。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目： 中號圓蓋注射模
專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級： 機制1103
學(xué)生姓名： 楊帆
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015年3月 12日
論文答辯日期： 2015年6月 1 日
摘要
本課題主要是針對圓蓋的注塑模具設(shè)計,該圓蓋材料為改性PS，是工業(yè)生產(chǎn)中常見的一種保護(hù)蓋產(chǎn)品。通過對塑件進(jìn)行工藝的分析和比較,最終設(shè)計出一副注塑模。該課題從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，具體模具結(jié)構(gòu)出發(fā)，對模具的澆注系統(tǒng)、模具成型部分的結(jié)構(gòu)、側(cè)抽機構(gòu)、頂出系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、注塑機的選擇及有關(guān)參數(shù)的校核都有詳細(xì)的設(shè)計，同時并簡單的編制了模具的加工工藝。通過整個設(shè)計過程表明該模具能夠達(dá)到此塑件所要求的加工工藝。根據(jù)題目設(shè)計的主要任務(wù)是圓蓋注塑模具的設(shè)計，也就是設(shè)計一副注塑模具來生產(chǎn)塑件產(chǎn)品，以實現(xiàn)自動化提高產(chǎn)量。針對塑件的具體結(jié)構(gòu)，該模具是點澆口的雙分型面注射模具。
在現(xiàn)代的模具設(shè)計生產(chǎn)中,通常運用UG軟件進(jìn)行產(chǎn)品的3D圖形設(shè)計，UGMoldWizard 是 UG 系統(tǒng)的一個獨立的智能化設(shè)計注射模具的模塊,按照注射模具設(shè)計過程的一般順序來實現(xiàn)模具設(shè)計的整個過程。利用UG分析中的塑模部件驗證對制件分析，并設(shè)置脫模方向及型芯和型腔區(qū)域。依次利用UG注塑模向?qū)е械哪＞逤SYS、收縮率、工件、型腔布局、分型、模架標(biāo)準(zhǔn)件、澆口流道和冷卻等功能設(shè)計三維模具。并運用 UGMoldWizard 檢驗制件構(gòu)的合理性，以及注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。最后由三維圖直接生成二維圖。
關(guān)鍵詞:注塑模 圓蓋 側(cè)抽機構(gòu)
ABSTRACT
The main topic covered for a round of injection mold design, the materials for Modified PS, is commonly found in industrial production of a protective cover products. Through the process of plastic parts for analysis and comparison, the final design of an injection mold. The product mix from technology issues, and specific mold structure of the casting mold system, mold forming part of the structure, side pumped body, top of the system, cooling system, the choice of injection molding machine and related calibration parameters are detailed design, at the same time and developed a simple process dies. Through the entire design process that the mold can be achieved by the plastic parts processing
knowledge-embedded theory to realize thewholemold designing process in a normal order of injectionmold designing process.First，mold components in the UG-validation analysis on the parts，and set the parting direction and the core and cavity region.Then，followed by the use of the Wizard of UG injection mold mold CSYS, the contraction rate of the workpiece, cavity layout, typing, mold standard parts, gate runner and cooling functions to design three-dimensional mold.and use the UGMoldWizard to check the production the accuracy is with high characteristics of efficiency. Finally，three-dimensional mold directly generate two-dimensional diagram.
Key words： Injection mold ；round cap ；side pumped body
前 言
畢業(yè)設(shè)計是高等工科院校培養(yǎng)計劃中最重要的實踐環(huán)節(jié)之一，能夠綜合運用所學(xué)知識，本次畢業(yè)設(shè)計的課題是塑料蓋設(shè)計，可以對塑料工業(yè)有一個綜合的了解。
塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)也是當(dāng)今世界發(fā)展最快的工業(yè)之一。塑料工業(yè)始于20世紀(jì)30年代，由于其密度小、質(zhì)量輕、性能穩(wěn)定等優(yōu)點，逐漸發(fā)展起來，應(yīng)用越來越廣泛，塑料成為各行各業(yè)不可缺少的原料。塑料作為一種新的工程材料，由于其被不斷的開發(fā)與應(yīng)用，加上成型工藝不斷成熟與完善，極大的促進(jìn)了成型模具的開發(fā)與制造。我國模具工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代初期，不過發(fā)展迅速，特別是近20年來，產(chǎn)品和品種都大大增加，許多新穎的工程塑料已投入批量生產(chǎn)，模具產(chǎn)量和質(zhì)量有了很大提高，但和國外市場仍有很大差距。一些大型和精密型模具仍依賴進(jìn)口，幾乎沒有出口模具，而發(fā)達(dá)國家模具生產(chǎn)的1/3用來出口，我國的模具工業(yè)急需發(fā)展。塑料模近幾年來發(fā)展迅速。模具日趨大型化，同時隨著生產(chǎn)率提高的要求而發(fā)展為一模多腔，精度要求也越來越高，同時注射成型機和注射成型方法對塑料模也有重要的影響。
經(jīng)過對當(dāng)前塑料模具的了解，我開始著手畢業(yè)設(shè)計。題目是圓蓋注塑模具設(shè)計，材料為聚苯乙烯（簡稱PS）。PS是無色、透明并有光澤的非結(jié)晶型的線型結(jié)構(gòu)的高聚物 ，無毒、無味、無嗅，著色性好，透濕性大于聚乙烯，吸濕性很低，尺寸穩(wěn)定，具有良好光澤；加工性能好，成本低機械性能隨分子量的加大而提高；耐熱性低，不能在沸水中使用；耐低溫，可承受—30℃的低溫；有良好的室內(nèi)耐老化性；對醇類有機溶劑、礦物油有較好的耐受性，耐酸、堿性能也很好；其原料來源廣泛，石油工業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了聚苯乙烯大規(guī)模的生產(chǎn)。塑料圓蓋是典型的塑料注射制品，其內(nèi)側(cè)分布三個鎖緊卡環(huán)，需要側(cè)向抽芯才能將塑件脫模。
根據(jù)PS的特性及制品的結(jié)構(gòu)，這次設(shè)計要解決的問題是：
(1)對制件進(jìn)行工藝分析，制定設(shè)計方案：塑料蓋直徑較大，在設(shè)計中應(yīng)注意注射機選擇和型腔數(shù)的確定，以免鎖模力不夠。然后確定注射機型號及分型面，型腔排放位置、模具類型等。
(2)進(jìn)行模具設(shè)計：根據(jù)計算確定模具各部分尺寸，選擇模架和零件。繪制模具裝配圖、零件圖。
(3)盡量優(yōu)化設(shè)計方案，避免出現(xiàn)飛邊、溢料等質(zhì)量問題。
探討一下塑料模CAD/CAM/CAE，了解計算機在模具設(shè)計中的應(yīng)用。
(4)通過本次畢業(yè)設(shè)計，我掌握注射工藝及模具設(shè)計過程及CAE分析流程，并培養(yǎng)了綜合運用所學(xué)知識，獨立分析問題、解決問題的能力。
目 錄
摘要 I
ABSTRACT I
前 言 1
第1章 塑料成型制件的工藝性 1
1.1 制件原料的工藝性 1
1.2 制件的結(jié)構(gòu)工藝性 2
第2章 初步選擇注射機 3
2.1 成型前的準(zhǔn)備 3
2.2 制品PS的注塑成型參數(shù) 3
2.3 塑件的形狀估算其體積和質(zhì)量 3
2.4 確定型腔數(shù)量 3
2.5 注射機有關(guān)參數(shù) 4
2.6 分型面選擇 4
第3章 澆注系統(tǒng) 5
3.1 主流道的設(shè)計 5
3.2定位圈 6
3.3 分流道設(shè)計 6
3.4 澆口設(shè)計 6
3.5 流動比的校核 7
3.6 排溢系統(tǒng) 7
第4章 成型零件設(shè)計 8
4.1 凹模 8
4.2 凸模和滑塊 8
4.3 型腔、型芯徑向尺寸 9
4.4 型腔深度和型芯高度尺寸 9
4.5 凹模側(cè)壁厚度和底板厚度的計算 10
4.6 合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)機構(gòu)設(shè)計 11
4.7 推出機構(gòu)的復(fù)位 12
4.8 二級推出機構(gòu) 12
4.9 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計 13
4.10 導(dǎo)滑槽設(shè)計 14
4.11 模架專用零件選取 14
4.12 推出行程的校核 16
4.13注射機有關(guān)參數(shù)校核和最終選擇 17
第5章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 20
第6章 UG模具設(shè)計 22
6.1 制件分析 22
6.2 UG模具設(shè)計 22
第7章 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程 23
第8章 模具安裝與調(diào)試 25
8.1 模具的安裝 25
8.2 模具的調(diào)試 25
第9章 模具工作過程 26
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第1章 塑料成型制件的工藝性
第1章 塑料成型制件的工藝性
1.1 制件原料的工藝性
PS具有的成型性能：
(1)PS成型性能優(yōu)良，其吸水性小，成型前可不進(jìn)行干燥。
(2) 收縮小，塑件尺寸穩(wěn)定。
1.2 制件的結(jié)構(gòu)工藝性
塑件結(jié)構(gòu)如圖1.2所示:
a b
圖1.2 塑件結(jié)構(gòu)
1.2.1 尺寸及精度
塑料杯蓋是放在杯子上不承受壓力，且已有5°斜度，有圓角，所以，對精度要求比較低，為自由尺寸，采用8級精度。
1.2.2 表面粗糙度
杯蓋的外表要求高，表面粗糙度應(yīng)越低。一般來說，模具表面粗糙度要比塑料件的要求低1～2級。塑料制件的表面粗糙度Ra為0.2～0.8μm，模具在使用過程中，由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時給以拋光復(fù)原。
1.2.3 拔模斜度
為了方便備用芯塑料部件或擺脫腔的塑料部件,防止脫模壓力塑料部分,設(shè)計時必須內(nèi)外塑料表面有足夠邊坡沿脫模方向,稱為草案。塑料零件本身有5坡,容易脫模,所以不需要設(shè)置一個草案。
1.2.5 圓角
蓋子在街角R8圓角過渡,不僅避免應(yīng)力集中,提高強度,但也造型的完美的塑性流動。
1
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第2章 初步選擇注射機
第2章 初步選擇注射機
2.1 成型前的準(zhǔn)備
(1) 與PS吸濕性大,為了保證我們的產(chǎn)品質(zhì)量將會準(zhǔn)備材料到烤箱,80 + 5℃下干燥2-3小時(根據(jù)材料層的厚度),為了實現(xiàn)樹脂的含水率處理規(guī)則。
(2)塑料注射成型機材料罐,加熱后,塑化流動狀態(tài)的模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔的形狀,這個過程可以分為成型,成型,保壓和冷卻四個階段。
2.2 制品PS的注塑成型參數(shù)
注射機：螺桿式
螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30～60
料筒溫度：前200～210℃°
中210～230℃°
后180～200℃°
模具溫度：60～80℃
注射壓力(MPa)：70～90
成型時間注射時間(s)：35；
高壓時間：15～30；
冷卻時間：40～70；
總周期：90-135
2.3 塑件的形狀估算其體積和質(zhì)量
塑件的體積:
(1)錐體上圓體積:其中r=83.2×（37-22.5）×sin5°=77.43mm3
錐形部分體積：V1=3.14×29.88×（83+77.43）×2 /2=15052.4mm3
(2)平底部分: V2=3.14×（77.43-2×8×cos5°）×2/2=5939.1mm3
L=3.14×8×5°/180=0.749mm
V3=3.14×2×（77.435×0.749+2×8×7.25）=1092.69mm3
V= V1 +V2+ V3= 22084.2 mm3
PS的密度:1.02～1.05g/cm3 (取1.03 g/cm3)。所需原料質(zhì)量=22084.2×10-3×1.03g=22.75g
2.4 確定型腔數(shù)量
由于采用內(nèi)部抽芯結(jié)構(gòu)部分,更復(fù)雜,和部分面積較大,不宜使用多腔,以免夾緊力是不夠的,和越來越多的空腔尺寸和表面質(zhì)量,蓋子的形狀和要求較高,并且包含凸平臺,為保證工藝參數(shù)容易控制,形狀、大小一致、鉛字腔模具,單型腔也有生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)周期短的優(yōu)點。
塑件重為22.75g,初選注射機為臥式XS-Z-60注射機。
2.5 注射機有關(guān)參數(shù)
表2.1 XS-Z-60型注射機的主要參數(shù)
額定注射量：60 cm3
柱塞直徑:38mm
注塑壓力：122MPa
模具最大厚度：200mm
最大開模行程：180mm
最大成型面積：130 cm2
注射時間：2.9s
鎖模力：500 KN
噴嘴球頭直徑：12
動定模固定板尺寸：330×440mm
注塑機定位孔直徑：Φ50mm
模具最小厚度：70mm
2.6 分型面選擇
結(jié)合的原則,分型面、分模面應(yīng)設(shè)計蓋子最大輪廓和外觀質(zhì)量的要求蓋(需要考慮分型面的flash是否 容易清除),所以分型面在底部。
3
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第3章 澆注系統(tǒng)
第3章 澆注系統(tǒng)
澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔進(jìn)料通道,壓力的作用,傳熱傳質(zhì),并極大地影響了塑料零件的質(zhì)量。它分為普通流道澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。
該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、澆口。
3.1 主流道的設(shè)計
主流方式通常是位于中心的模具塑料熔體入口,它將融入分流河道噴射器噴嘴噴射或腔。主要用于錐形狀,為了促進(jìn)熔體的流動和模具當(dāng)主流方式設(shè)置材料順利退出。
3.1.1 主流道尺寸
主流道小端直徑 D=注射機噴嘴直徑+（0.5～1）
=4+（0.5～1），取D=5 (3-1)
主流道球面半徑SR=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2）
=11+(1～2)，取SR=12
球面配合高度h=3～5mm，取h=4mm
主流道長度L=26mm
主流道大端直徑D′=D+2Ltanα=5+2×26×tan2°=6. 8，取D′=6.8mm
澆口套總長LO=L+h=30mm
3.1.2 主流道襯套的形式
主流方式小側(cè)門注塑機噴嘴反復(fù)接觸,屬于易損件,材料要求嚴(yán)格,所以主流方式旨在消除一部分模具澆道襯套是門組的變化形式,這樣的選擇有效的天真單獨鋼鐵加工和熱處理,經(jīng)常使用碳素工具鋼,如T8A T10A,熱處理硬度的54 ~ 58,澆道襯套與固定模板使用H7 / m6過渡配合,配合位置環(huán)H9 / H9、使用間隙配合。由于模具流時間,定位環(huán)和襯墊設(shè)計構(gòu)圖風(fēng)格更合適。
3.2定位圈
為使?jié)部谔缀妥⑸錂C噴嘴對正定位，可設(shè)定位圈。定位圈尺寸由注射機的定位孔直徑確定，一般比定位孔直徑小0.1～0.3mm，以便于裝模。定位圈直徑為f100。如圖3.1所示：
a b
圖3.2 澆口套和定位圈
定位圈一般用45鋼或A5鋼制造。
3.3 分流道設(shè)計
由于塑件在分型面上的投影是連續(xù)的，所以可以不設(shè)計分流道.
3.4 澆口設(shè)計
澆口的分流河道和腔之間的聯(lián)系是一個簡短的通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。 澆口的大小、位置和形狀的塑料部件的質(zhì)量產(chǎn)生了巨大的影響。
塑料蓋子外觀質(zhì)量要求特別高,如果側(cè)澆口,因此容易產(chǎn)生焊疤,縮孔等缺陷,抑郁,和注射壓力損失更大。因此,點門,點門顯著特點:小澆口位置限制,移除門在小殘留痕跡,不影響外觀。模具很容易打破,在大門附近的加載引起的應(yīng)力很小,但是對于薄壁塑料部件由于剪切率高,局部應(yīng)力引起的分子高度方向,甚至開裂。為了改善這種情況,可以增加門在當(dāng)?shù)厮芰媳诤?、圓弧過渡,詳細(xì)的尺寸如圖3.4所示：
圖3.4 澆口套和澆口尺寸
=1043.5mm3
GJ=902.9×10-3×1.03g=1.75g (3-4)
式中：VJ----主流道、澆口的體積
GJ----主流道、澆口的質(zhì)量
3.5 流動比的校核
Φ=∑=
=15.4
PS允許的流動比為240～260，所以流動比要求。
3.6 排溢系統(tǒng)
杯蓋的模具為中小型模具可之際利用推桿、活動抽芯與模板的配合間隙進(jìn)行排氣,其間隙為0.03～0.05mm.
6
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第4章 成型零件設(shè)計
第4章 成型零件設(shè)計
4.1 凹模
用整體嵌入式凹模，加工效率高，裝拆方便，可以保證精度。用螺釘定位，且拼合處有間隙，利于排氣。便于模具維修，節(jié)省貴重的模具鋼。與凹模固定孔的配合為。
圖4.1 凹模
4.2 凸模和滑塊
由于采用內(nèi)抽芯結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)在凸模上設(shè)導(dǎo)滑槽，以放置滑塊，凸模采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，放在動模墊板上，型芯與固定孔的配合為。
圖4.2 凸模
4.3 型腔、型芯徑向尺寸
PS的平均收縮率==％ (4-3)
由SJ1372-78[6]表2-37公差數(shù)值表得
4.3.1型腔徑向尺寸
=
Lm----型腔的最小基本尺寸
Ls----塑件的最大基本尺寸
Scp------塑件的平均收縮率
Δ-------塑件的公差；由SJ1372-78公差數(shù)值表，Δ=1.8
-------模具制造公差
4.3.2 型芯徑向尺寸
(4-3)
Lm-----型腔的最大基本尺寸
Ls-----塑件孔深最小基本尺寸
Scp------塑件的平均收縮率
Δ------塑件的公差 由SJ1372-78公差數(shù)值表， Δ=1.8
------模具制造公差
4.4 型腔深度和型芯高度尺寸
SJ1372-78公差數(shù)值表得
4.4.1 型腔深度尺寸
(4-3)
-------型腔深度的最小基本尺寸
Hs-------塑件的最大基本尺寸
-------塑件的平均收縮率
Δ-------塑件的公差 ,Δ=1
-------模具制造公差 ,
4.4.2 型芯高度尺寸
----型腔的最大基本尺寸
hs----塑件孔深最小基本尺寸
----塑件的平均收縮率
Δ----塑件的公差 Δ=1
-------模具制造公差
4.5 凹模側(cè)壁厚度和底板厚度的計算
本模具采用整體嵌入式圓形凹模型腔，根據(jù)經(jīng)驗值，圓形型腔壁直徑2r=83mm，整體式型腔壁厚S=45mm，型腔壁厚應(yīng)以最大型腔壓力為準(zhǔn)。一副模具正常生產(chǎn),不允許空腔力量不足,也不允許其剛度不足,因此,腔壁厚應(yīng)考慮其強度和剛度條件在同一時間。根據(jù)大尺寸腔的分析,剛度不足是主要矛盾,應(yīng)按剛度計算;小腔的彈性變形,在發(fā)生大的錢,其內(nèi)部應(yīng)力超過許用應(yīng)力,強度是主要矛盾,應(yīng)按強度計算,塑料蓋子的設(shè)計體積小,應(yīng)按強度計算。
4.5.1 型腔壁厚計算
S=r[]=41.5×[]
=22mm (4-5)
4.5.2 型腔深度計算
H==0.87×r =18mm (4-5)
Δ----型腔壁厚（mm）；
H----型腔深度（mm）；
----模具強度計算的許用應(yīng)力（MPa）,一般中碳鋼為160 MPa ；
r----型腔內(nèi)半徑（mm）；
p----模腔內(nèi)最大熔體壓力（MPa）,一般為30～50 MPa;
底板厚度應(yīng)至少為18mm，根據(jù)型腔深度及澆注系統(tǒng)的分布,中間板厚度可選為63mm。
4.6 合模導(dǎo)向結(jié)構(gòu)機構(gòu)設(shè)計
采用導(dǎo)柱和導(dǎo)套構(gòu)成導(dǎo)向機構(gòu)，主要作用：定位作用，模具閉合后保證上下模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸準(zhǔn)確；指導(dǎo)作用,夾緊,第一個是面向部分接觸,指導(dǎo)模具關(guān)閉準(zhǔn)確,避免核心為第一腔形成部分損傷;側(cè)的壓力下,塑料熔體在充填過程中可能會產(chǎn)生單向側(cè)壓力,在壓力下導(dǎo)柱端,保證模具的正常工作。
導(dǎo)柱應(yīng)合理地均勻分布在模具分型面的四面，導(dǎo)柱中心至模具邊緣有足夠的距離，以保證模具強度（導(dǎo)柱中心至模具邊緣通常為直徑的1～1.5倍，所選用導(dǎo)柱直徑為25mm，距模具邊緣距離為長30mm,寬40mm,符合要求）；導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面，堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼經(jīng)滲碳淬火處理或T8、T10經(jīng)淬火處理，硬度為HRC 50～55。導(dǎo)柱固定部分表面粗糙度為0.8。導(dǎo)向部分表面粗糙度為0.8～0.4。導(dǎo)柱固定端與模板之間一般采用H7/m6或者H7/k6的過渡配合，導(dǎo)向部分采用H7/f7或者H7/f8間隙配合。具體尺寸如圖4.6所示：
圖4.6 導(dǎo)柱
選擇指導(dǎo)布什應(yīng)該協(xié)調(diào)導(dǎo)料銷、導(dǎo)套用于導(dǎo)料銷相同的材料或銅合金耐磨材料,其硬度應(yīng)低于一般導(dǎo)銷硬度,減少磨損和防止導(dǎo)料銷、導(dǎo)套,毛坯。導(dǎo)柱固定部分和導(dǎo)向部分采用Ra = 0.8米,導(dǎo)套采用H7 / m6或H7 / k6適合的模板。
4.7 推出機構(gòu)的復(fù)位
圖4.7 復(fù)位桿
介紹為了使組件可以鎖模后返回到原來位置,固定板復(fù)位桿同時,常見的重置與圓形截面桿,一般每副模具設(shè)置四復(fù)位桿,位置應(yīng)盡量設(shè)計的四周固定板,為了順利發(fā)射機構(gòu)當(dāng)夾緊復(fù)位,復(fù)位桿端面和離別的臉,詳細(xì)的尺寸如圖4.7所示：
4.8 二級推出機構(gòu)
利用彈簧的彈力作用實現(xiàn)第一次推出，然后再由復(fù)位桿實現(xiàn)第二次推出，彈簧應(yīng)采用四根，分布在限位螺釘上，彈簧的選擇如下：
— 塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)一般為0.15～0.2
所以： F==0.2 7.85250250639.8=90.87N (4-8)
查手冊選擇彈簧具體尺寸：
驗證彈簧選取是否正確：
=16.8 (4-8)
符合要求。
4.9 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計
(4-9)
=52.8N
式中：c——側(cè)型芯成型部分的截面平面周長
h——側(cè)型芯成型部分的高度
p——塑料件對側(cè)型芯的收縮應(yīng)力 其中模內(nèi)冷卻為0.8～1.2，模外冷卻為2.4～3.9
— 塑料在熱狀態(tài)時對鋼的摩擦系數(shù)一般為0.15～0.2
—側(cè)型芯的脫模斜度或傾斜角
計算核心拉力很小,原因是側(cè)凸,克服塑料和側(cè)空腔粘附力和橫向腔滑塊移動時的摩擦阻力,可以被忽視的設(shè)計。
圖4.9 側(cè)型芯
4.10 導(dǎo)滑槽設(shè)計
導(dǎo)槽和滑塊導(dǎo)滑部分采用間隙配合,一般使用H8 / f8,配合的表面部分的需求較高,表面粗糙度Ra 0.8或更少。與滑塊導(dǎo)槽,保持一定的精度,滑塊拉行動結(jié)束后,滑動部分應(yīng)全部或部分左導(dǎo)滑槽,滑塊滑動配合長度通常是大于1.5倍的滑塊的寬度,和留存在導(dǎo)槽長度不應(yīng)小于導(dǎo)滑配合部分的三分之二,[3]因此,滑塊10毫米,否則滑塊開始重置傾斜,甚至破壞模具。
為上層側(cè)向抽芯,這是安裝在斜打孔機,一般使用H8 / f7或H8 / f8合作,其底端連接到幻燈片的分布(經(jīng)銷商可以在滑槽中移動),并能扭轉(zhuǎn)經(jīng)銷商,滑動在固定板用螺絲固定。
4.11 模架專用零件選取
4.11.1定模座板
B×L=320×300 mm, H=35mm。用于固定澆口套和彈簧，所以必須具有足夠的強度（HRC40-44）。
a b
圖4.11.1 定模座板
4.11.2 定模板
B×L=300×270，H=60mm。用于固定澆注系統(tǒng)和彈簧，所以得具有足夠的強度（HRC40-44）。
a b
圖4.11.2 定模板
4.11.3 動模板
B×L=300×270mm,H=40mm。
a b
圖4.11.3 動模板
4.11.4墊板
B×L=300×270mm,H=40mm。
圖4.11.4 墊板
4.11.5 推板
推板的公式B×L=160×290mm,H=15mm。 (4-11)
4.12 推出行程的校核
推出澆注系統(tǒng)所必須的長度25mm
所以：H=10+60+40+10=120mm
注射機允許的最大開模行程為180mm，開模行程滿足要求.
4.13注射機有關(guān)參數(shù)校核和最終選擇
4.13.1 確定型腔數(shù)量
（1）按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)量
=(0.8×60×1.3-0.93)/22.75=2.7
（2）按注射機的額定鎖模力大小確定型腔數(shù)量
=（500×103-（0.25～0.5）×122×0.25×3.14×132）/（0.25～0.5）
×122×0.25×3.14×832=1.52 (4-13)
K----注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8
M----注射機的額定塑化量
t----成型周期（s）
----澆注系統(tǒng)所需要的塑料質(zhì)量或體積
----單個塑件的質(zhì)量或體積
綜上所述，型腔N=1是符合計算結(jié)果的。
4.13.2 最大注射量校核
由第3章中計算得塑件重量為22.75g，澆注系統(tǒng)所需材料重量為0.93g，則每次注射所需塑料為：
22.75+0.93=23.65g
注射機最大注射量60×0.8=48g﹥23.65g
所以注塑機符合要求。
4.13.3 鎖模力的校核
PS的注射壓力為100～130MPa，取115 MPa。
鎖模力的大小必須滿足下式：
(4-13)
—塑件型腔在模具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
F—鎖模力
P—模腔壓力， 取120MPa
F≥115×(0.25～0.5) × [] ≥268.16 KN (4-13)
由于F=500 KN，故滿足F=Pm(nAS+Aj)。
4.13.4 注射壓力校核
塑料成型所需注射壓力是由各種各樣的塑料、注塑、噴嘴形式,形狀的塑料部件,以及澆注系統(tǒng)全面的壓力因素。為達(dá)到精度要求和過程塑造瘦,長注塑壓力檢查是否注射機的注射壓力額定值大于注入壓力成型。
PS塑料注射所需的注射壓力是70 ~ 90 MPa,由于x - Z - 60活塞機、注射壓力傳輸是不好的,我們要大一些,122 MPa是符合要求的PS塑料注塑機的壓力。
4.13.5 塑件在分型面上投影面積的校核
nA1+A2＜A,即68.89＜130
A1---制件投影面積(mm)
A2---澆注系統(tǒng)投影面積(mm)
A---注塑機允許使用的最大成型面積
4.13.6 模具與注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核
需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度。
（1） 噴嘴尺寸
注射機噴嘴頭一般為球面，其球面半徑應(yīng)與相接觸的模具主流道始端凹下的球面半徑相適應(yīng)，噴嘴直徑=4mm，噴嘴球面半徑=12mm。
（2） 定位圈尺寸
模具的定位部分設(shè)計一個與主流道同心的凸臺，此為定位圈，并需求與注射機模板上的定位孔采用一定的配合（尺寸如4.2節(jié)）。
（3） 模具厚度校核
模具厚度必須滿足：＜H＜
-----注射機允許的最小模具厚度
------注射機允許的最大模具厚度
模具厚度為196㎜，即70＜196＜200，因此符合條件。
4.13.7 頂出裝置校核
采用的是XS-Z-60注射機,采用中心頂出桿機械頂出。
19
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第5章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計
第5章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計
在塑料成型過程中,模具溫度將直接影響到塑料成型,成型,成型周期和塑料零件的質(zhì)量。所以,我們需要設(shè)置在模具溫度控制系統(tǒng)達(dá)到理想的溫度要求。
一般的注塑模具塑料熔體溫度約200℃,和塑料零件的模具型腔時其溫度低于60℃。所以熱塑性注塑后,必須進(jìn)行有效的冷卻模具,以便可靠冷卻的刻板印象,迅速從塑料,因此提高塑料零件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。為更好的塑料熔體粘度低,流動性,如聚丙烯、有機玻璃、等,當(dāng)小薄壁零件,如我們的塑料零件,模具可以冷卻或簡單的可以使用自然冷卻冷卻系統(tǒng)不設(shè)置;當(dāng)塑料塊大的產(chǎn)品,可能需要人工冷卻的模具,以確保完整的固化定型的部分。
查表得PS的△i=3～4×105J/Kg，取△i=4×105J/Kg，G=12Kg/h，
所用介質(zhì)為水，常溫是20℃，出口溫度為27℃，模具平均溫度為40℃。
(1) Q= G×△i=12×4×103=4.8×106J/h (5-1)
(2)冷卻水的體積流量
V= =2.73×10-3 m3/min
冷卻水道直徑，根據(jù)體積流量查表，取冷卻水道直徑為d=8mm
(3)冷卻水道的流速：
v=
(4)冷卻水孔壁冷卻水之間傳遞系數(shù)，查表得30℃時水的=8.4
=
(5)冷卻水孔總傳熱面積A
A=
(6)冷卻水道總長度L
L=
(7)冷卻水道應(yīng)開的孔數(shù)
n=≈2
(8)冷卻水道流動狀態(tài)校核
當(dāng)平均水溫23.5℃查表得水的運動粘度為
(9)冷卻水道進(jìn)出口溫度校核
℃
與原定值一樣。
綜上計算可知，采用2個水孔，水速為0.91m/s,水孔長度0.26m,鑒于澆口處溫度比較高，把冷卻系統(tǒng)設(shè)計在端蓋處，當(dāng)塑件壁厚均勻時，冷卻水道到型腔表面距離最好相等，但是當(dāng)塑件不均勻時，厚的地方冷卻水道到型腔表面的距離應(yīng)近一些，間距也適當(dāng)小一些。一般水孔邊至型腔表面的距離應(yīng)大于10mm,常用12～15mm,選用15mm的，具體尺寸如圖5.1所示：
圖5.1 冷卻系統(tǒng)尺寸及位置
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第6章 UG模具的設(shè)計
第6章 UG模具設(shè)計
6.1 制件分析
利用UG分析中的塑模部件驗證對制件分析，并設(shè)置脫模方向及型芯和型腔區(qū)域。
6.2 UG模具設(shè)計
利用UG注塑模向?qū)нM(jìn)行模具設(shè)計，依次利用UG注塑模向?qū)нM(jìn)行初始化項目設(shè)置模具CSYS收縮率工件型腔布局分型模架標(biāo)準(zhǔn)件澆口流道冷卻等功能設(shè)計模具，得到模具如圖6.1，再利用UG注塑模向?qū)е械难b配圖紙和組件圖紙功能得到二維圖。
圖6.1 UG模具設(shè)計的模具
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第7章 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程
第7章 模具主要零件圖及加工工藝規(guī)程
下面以模具動模板（型芯固定板）為例介紹其加工工藝規(guī)程，動模板機械加工工藝卡片如表7.1所示。
表7.1 動模板機械加工工藝卡片
機械加工工藝卡片
零件號
4
零件名稱
動模板
材料牌號
45
工序號
工序名稱
?
工序內(nèi)容
機床設(shè)備名稱及編號
夾具名稱及編號
切削工具名稱及編號
量具名稱及編號
1
備料
矩形板料: 310×280×65mm
?
?
?
?
2
銑削
銑六面至尺寸300.5×270.5×60.5mm
立式銑床
機用平口鉗
立銑刀
對角尺
3
磨
磨六面至尺寸300×270×60mm
平面磨床
矩形電磁吸盤
平行砂輪
對角尺
4
鉗工
以底面為基面,找正4-Ф20復(fù)位桿孔、4-Ф35導(dǎo)柱孔、4-M12螺紋孔,4-Ф32定距拉桿孔;并標(biāo)出中間圓形孔孔心
?
?
?
?
5
鉆
鉆4-Ф20的復(fù)位桿,留0.5mm的加工余量;定模板、墊板配作4-Ф35導(dǎo)柱孔至Ф32;4-M12至Ф10深40,并攻螺紋深35;4-M4的階梯孔至Ф7.5深1;4-M4至Ф3深15,并攻螺紋深12;與動模板配作4-Ф32定距拉桿孔,留0.5mm余量;
立式鉆床
通用平口鉗
直柄麻花鉆
?
6
鏜
與動模板、墊板配作鏜出4-Ф35孔,并鏜出階梯孔Ф40深8，鏜出4-Ф110.4孔,鏜出4-M4的階梯孔至Ф8深1,并鏜出階梯孔Ф130.4深10
坐標(biāo)鏜床
?
鏜刀
7
熱處理
淬火回火至43-48HRc
?
?
?
8
磨
磨板的上下面至尺寸至要求尺寸精度
平面磨床
矩形電磁吸盤
平行砂輪
9
磨
各銷釘孔、導(dǎo)柱孔、圓形孔到尺寸精度
內(nèi)圓磨床
精密平口鉗
圓柱磨頭
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第8章 模具安裝與調(diào)試
第8章 模具安裝與調(diào)試
8.1 模具的安裝
盡量采用整體吊裝,安裝時將死后注射機之間的掛桿模板,調(diào)整軸承,軸承套圈的模具固定在固定板上的定位孔,并將是緩慢關(guān)閉模板,然后用夾子或螺旋壓力機設(shè)置模板,固定和初步的動態(tài)模型,然后跟蹤一個緩慢的開始模具的3-5次,檢查模具是否在開啟和關(guān)閉的過程中平衡靈活,存在堵塞現(xiàn)象,最后固定模板。
8.2 模具的調(diào)試
模具的安裝后,空轉(zhuǎn)的第一檢查和調(diào)試,根據(jù)下列事項調(diào)整注射機各種模具或檢查。
8.2.1 調(diào)節(jié)鎖模系統(tǒng)
緊密的鎖模可以根據(jù)夾緊力的大小和經(jīng)驗來判斷,控制夾緊力的兩個原則:一方面夾緊力應(yīng)足夠大,以確保模具在塑料熔體注射壓力的影響不開骨,所以夾緊力應(yīng)大于表面的空腔和塑料部件分別投影區(qū)域,緊夾緊力的產(chǎn)物,另一方面,導(dǎo)致變形的模板,并主要是通過視覺體驗調(diào)整夾緊的松緊程度,即當(dāng)離別時使用注射成型機的液壓雙夾緊機制,使用本鎖模先快后慢,不是很自然,夾緊的緊度是剛剛好的。
8.2.2 開模距離調(diào)整
調(diào)整塑料零件、澆口凝固,可以自動從磨具,拉桿限制模具、模具開模開必須注意的距離和速度不是太快,避免拉桿拉到極限狀態(tài)和開模具的模具的過程。
8.2.3 安全檢查
(1)檢查小管是否通暢，走向是否正確，有無泄漏現(xiàn)象。
(2)有電加熱器的模具在通電前要做絕緣檢查。
(3)有液壓、氣動裝置的模具，進(jìn)行通液或通氣試驗，檢查看有無漏液或漏氣現(xiàn)象。
(4)空轉(zhuǎn)檢查
上述事項完成后，正式試模前需進(jìn)行空轉(zhuǎn)檢查以檢驗?zāi)＞吒鞑糠值墓ぷ髑闆r是否正常通過。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 第9章 模具工作過程
第9章 模具工作過程
根據(jù)產(chǎn)品的形狀盤,一小部分部分的核心,和側(cè)墻也有四個孔直徑為5毫米,因此產(chǎn)品核心脫模需要設(shè)置測試;模具采用嵌入式,所以避免浪費寶貴的材料,容易加工成型,因此產(chǎn)品的表面質(zhì)量要求,所以推桿部分。
工作原理:當(dāng)打開模具,模具分型,上述零件的分類,在分類的過程中,外面的部分零件的固定模的凸凹模,但由于核心和動模部分更多的核心,從而使部分留在動態(tài)模型;動態(tài)模型的移動,模型的零件還沒有完全的凹模和凸側(cè)斜導(dǎo)柱的作用下已經(jīng)完全失去,因為模具腔設(shè)置2°草案,和動態(tài)模型,沒有移動部件,其在移動核心模力也更大,所以可以安全的部分過程的動態(tài)模型,最后推桿在板作用下的部分模型腔,制造的出現(xiàn)。推桿夾緊,把一盤復(fù)位桿的作用下回到原位,和滑塊在斜導(dǎo)柱的作用下,回到原位,緊塊將滑塊的壓力在注射機注射過程中不會回來。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 結(jié)論
結(jié) 論
注射模具設(shè)計從塑料杯蓋的工藝性開始，了解PS和杯蓋的一些特性比如塑料的流動性和收縮性、形狀、斜度等，根據(jù)杯蓋的體積選擇注射機，利用注射機里的一些參數(shù)確定澆注系統(tǒng)的主要零件如定位圈、主流道和澆口等，用UGNX對方案進(jìn)行設(shè)計、分析和優(yōu)化。成型零件的設(shè)計包括型腔、型芯、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等，其中滑塊的設(shè)計是模具設(shè)計的關(guān)鍵部位，精度、公差、尺寸得按計算和工藝性進(jìn)行，最后設(shè)計冷卻系統(tǒng)，主要包括孔數(shù)和冷卻水道長度。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn)
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致 謝
畢業(yè)設(shè)計之所以能夠圓滿地完成，首先得感謝陳慧珍老師的教導(dǎo)，她在百忙當(dāng)中抽出時間并耐心地指導(dǎo)我，使我在畢業(yè)設(shè)計的過程中少走了許多彎路，也使自己及時地改正自己犯的錯誤，從她身上感受到知識淵博的重要性，自己以后得以她為榜樣，為機械行業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力。
和同學(xué)們一起探討專業(yè)上的疑問，使自己在知識上理解得更深透和更全面，還有彼此的相互照顧，讓自己更有信心，在這里感謝同學(xué)們。
最后是自己的努力完成了畢業(yè)設(shè)計，我告誡自己做事要有恒心，要學(xué)會多思、多問、多看的學(xué)習(xí)過程，鼓勵自己不管有多大的困難都要平常心對待，自己的努力終會有回報。
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