基于UG的直三通管注塑模具设计【1模2腔侧抽芯原创含UG三维及13张CAD图带答辩ppt】
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基于UG的直三通管注塑模具设计【1模2腔侧抽芯含UG三维及13张CAD图带答辩ppt】
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充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609I基于 UG 的直三通管注塑模具设计DESIGN OF INJECTION MOLDING TOOL FOR STRAIGHT THREE PIPE BASED ON UG摘 要当前，树脂工业产品已然走进人们日常的生产和生活中。跟随着工业树脂产品和家庭树脂产品的品系和供求量逐日显著增加，这部分产品升级的周期越发短，因而对材料的品系、产量及质量都给出了比以往更高的要求。从而使对树脂模具的开发设计与加工的能力也需要越发高。在当今塑料成形制造中，树脂产品的品质与塑料成形模具、塑料成形设备和树脂加工工艺这几个因数紧密联系。就这三项要点中，塑料成形模具品质最为重要的，优质模具最能大幅度提升塑料成形产品制造水平以及综合效益，优质模具能保证塑件的外形、性能、品质等等。这篇文稿有关内容是对塑胶模具的型腔布局、流道系统、引导装置、顶出装置、导气系统及调温系统等开展具体的剖析、精确求算及详细设计。在设计步骤中，本文综合考虑注塑收缩变形、温度因子、推出力等注塑模具因子的影响，让设计好的模具能够达到综合的设计条件，满足实际工程的需要。关键词 注塑成型；浇注系统；CAD 绘图充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609IIAbstractAt present, resin industry products have already entered peoples daily production and life. The number of lines and supply and demand following industrial resin products and home resin products have increased significantly. The period of upgrading of these products has become shorter and shorter, resulting in higher requirements than ever for the strains, yield, and quality of materials. Thus, the ability to design, develop, and process resin molds is also increasing. In todays plastics forming and manufacturing, the quality of the resin product is closely related to several factors such as plastic forming mold, plastic forming equipment and resin processing technology. Among these three points, the quality of plastic forming molds is the most important. High quality molds can greatly improve the level of manufacturing of plastic forming products as well as comprehensive benefits. High quality molds can ensure the appearance, performance and quality of plastic parts.The content of this manuscript is to carry out concrete analysis, accurate calculation and detailed design of the cavity layout, runner system, guiding device, ejector device, air guide system, and temperature control system of the plastic mold. In the design step, this article comprehensively considers the impact of injection mold factors such as shrinkage deformation, temperature factor, and pushing force of the injection molding, so that the designed mold can meet the comprehensive design conditions and meet the needs of the actual project.Keywords injection molding gating system CAD drawing充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609III目录摘 要 .3Abstract .41 绪论 .81.1 本次涉及的课题的研究意义 .81.2 模具发展的情况 .91.3 主要研究的内容 .92.塑件分析与注塑成型与原理 .112.1 塑件分析与注塑成型与原理 .112.2 直三通管元件具体数据的判断 .122.2.1 胶件增厚的判断 .122.2.2 拔模倾角的判断 .122.2.3 倒斜角的的判断 .122.3 工件材料选取和材料特性 .122.4 成型加工工艺 .142.4.1 成形前的具体准备 .142.4.2 加工过程 .142.4.3 胶件的计算机后处理 .152.5 注射机的正确选择 .152.5.1 注射机的分级分类 .152.5.2 注射机的种类选择 .172.6 注塑机参数校核 .182.6.1 最大注塑量校核 .182.6.2 最大注射面积校核 .192.6.3 最大锁模力校核 .192.6.4 开模行程校核 .193 分型面选择与流道系统设计 .213.1 分型面的设计与选择 .21充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609IV3.1.1 待成型零件数量的判断和布局 .213.1.2 分型面的形式 .223.1.3 分型面的具体设计标准 .223.2 流道系统的具体设计 .233.2.1 普通流道系统设计的基本标准 .233.2.2 主浇道的具体设计 .243.2.3 次流道的具体设计 .253.2.4 进浇口的具体设计 .263.4 成形部件设计 .273.4.1 成形元件的材料选取 .273.4.2 成形零部件形状设计 .283.4.3 成形部件的具体设计与求算 .304 引导和顶出装置的设计 .324.1 引导装置的具体设计 .324.1.1 引导装置的功用 .324.1.2 引导装置种类 .324.1.3 导向柱引导装置 .334.1.4 导向套的具体设计 .334.2 顶出装置的具体设计 .344.2.1 顶出装置的尺寸构成 .344.2.2 顶出装置的具体设计标准 .354.2.3 推出组件 .354.3 侧向抽芯装置设计 .394.3.1 侧边分型与抽芯装置的分级分类 .394.3.2 侧边分型与抽芯装置的整体设计 .395 温控系统设计 .43结论 .46参考文献 .47充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-1459919609V致 谢 .48充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-145991960911 绪论成形模具结构设计是对所获得模具综合知识再次加固，是在执行校外实践工作的前面对所获得各专业课的一项综合性重新学习，同样是对在学院学习的一项整体检查。塑胶模具是产品制造塑胶制件的用具，同样是给与塑胶制件完整尺寸与精确几何尺寸的用具。注塑成型是量产结构复杂的塑料产品时时用到的一类加工方式，详尽的过程是将加热融化的材料由高压注入模具内腔，经温控凝结后， 基本得到成型品，塑料模具的原理是将颗状或粉状的树脂从注射成型机的料筒给进加温的机筒中，已通过加温融化成运动状态后，在柱塞或丝杠的促使下，熔融状态的塑料被压缩并往前移动，遵照机筒前部的普通喷嘴以相当快的速度加入温度略低的闭合模具内腔中，填充满形腔的融体在受压的情形下，经温控凝结后亦可维持成形模具形腔所给与的外形，随后 制件开模 分型取得成形胶件。到当前截止，基本所有些可以再生型树脂均可以使用这个方法成形。它具备成型时间短，可一次成形结构复杂、几何尺寸精确、含有金属或非金属材料的镶件的塑件制件。通过产品的产量、结构、尺寸大小，可以实际情况采用单腔模具或者多模腔模具。注塑成型生产形式一般只使用在热树脂品的制件产品制造，用成型加工工艺产品制造的塑件制件相当广泛，从生活家庭用品到各种复杂的工业元件等皆是用成型模具加工的，它自己是塑件制件制造中使用最广的一类加工方式。1.1 本次涉及的课题的研究意义精度高、高效高寿命的注射模具，可以成型制造数十万套，乃至数千万套产品元件，该类模具叫作大批次产品制造用模具。从社会主义新时代开始，每样注射模具越发趋于小型化、精密型，其零部件形状设计期间的槽逢孔几何尺寸要求在 0.3mm 这，几何精度要求越发高。譬如通信机中元件几何尺寸非常微小，对相关模具的具体要求更高。该类小型工件和胶件采用的模具，已经变为模具技术实力的标志。跟随着现在化工业和工程技术的进步，注射模具的使用越发广泛，其适应能力也越发强，已经变为工业国家生产工艺水平的象征和自立的基本工业体系。注射模具是决定最后产品相关性能、规格、结构与和尺寸精度水平的主体，塑料成形模具是使塑料成形产品制造过程正常开展、确保塑料成形作件品质一定得要的生产装备，是表现塑料成形设备高效、高性能和合适优秀树脂加工工艺的详尽施行者，同样是新设计开发的关键性环节。依此可见，要想周而复始地取得切合管理经济要求与品质安稳的树脂产品，塑料成形材料成型模具的好坏是成败的重要，模具最能发映出全部成形产品制造过程的技术占比及综合效益。本次涉及的课题正是要想设计好高品质的塑料成形模具来达到现实工作中的供求。充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-145991960921.2 模具发展的情况塑料模具为制造业产品产品制造采用的关键生产装备，在当今机械化生产中,装备产品需想要应用模具，模具产业已经变为机械工业发展的基础，相当多新品的开发和研发在十分大层次上都依托于模具制造。树脂模具产业发展的重要是注射模具技术改进。注射模具作为这种高附带值和知识集中型产品，其技术水平等级的大小已经变为比较一个国度加工水平的关键标志之一，全球上相当多国家，尤其是某些经济发达国家都特别重视模具生产技术的综合效益。因而，模具产业被叫作永葆青春的工业，而以注射模具作为基本的往后研究愈加是作为一些国家研究的要点。考查塑胶模具的进步情况，从塑料成形模具及模架设计原理、设计实践和加工技术出发，树脂材料成形技术主要具备这走向：（1）改进树脂模具 ISO 标准化水平 树脂模具 ISO 标准化的能力在某一样意义上表现了一个国度树脂模具产业发展的能力。使用常规模架和应用标准元件，应当满足大批次制造模具与减短模具生产周期的有关需要。已经经过一段时期的建设，中国树脂模具 ISO 标准化水准已经持续改进。想要适应树脂模具产业的进步，树脂模具 ISO 标准化工作必会进一步 加强，树脂模具 ISO 标准化水准将向前一步改进，树脂模具 ISO 标准件产品制造也必会 基本得到发展。（2）注射模具向多样化、精密型与复合型化方面发展 为了达到树脂产品在每样装备产品中应用要求，树脂材料成形技术正在朝着多样化、精密型与复合型化方向迈进。（3）计算机图形设计/图形加工/图形工程技术在注射模具设计与加工中的使用 经过数年的推行使用，模具结构设计“电脑软件化”与模具加工“数控化”同时在中国模具生产单位中作为现实。使用 CD 技术是模具制造的一回革命，是模具生产技术发展的一个有效特点。最近，计算机图形设计/图形加工/图形工程技术更新主要具备下面几处：模具 CD 技术和使用日渐成熟；基于信息化的的计算机图形设计/ 图形加工/ 图形工程一体化系统尺寸初见端倪；数控编程软件的电子化程度已经逐步改进； 计算机模拟技术已经渐渐推行；（4）尽力发展 RP 原型加工技术 。（5）材料成型下一代技术与新式工艺的持续涌出和推行。1.3 主要研究的内容塑料模，是通过下模和模具定模二大方面组成。下模是装设在注射成型机的移动操作台上，模具定模则装设在注射成型机的固定操作台面上。下模和模具定模闭合后已然材料塑化的树脂能够通过流道系统加入到成形模具定模中温控、凝结与固定形状。通常一般要求塑料模分开往后，制件尽力滞留在下模一处，随后由放置在下模内的顶出装置将塑件制件从模具内推出。通常来讲，塑胶模的主体结构主要分成七接近全部：成形组件、流道系统、导向与定位充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-14599196093组件、顶出装置、温度系统、侧边分型抽芯装置还有常规模架。因而，本次涉及的课题的往后研究大概围绕该七个方面进行模具。（1）成形组件的具体设计 成形组件是指的构成模具定模、直接与塑料融体相互接触并工件的模具元件或组件。一般有阳模、动模、成型杆、下模、镶块等元件或组件。在下模与模具定模闭合后，成型部件便 已经明确了制件的内、外表面和几何尺寸。（2）流道系统的具体设计 流道系统是指的由注射成型机普通喷嘴到定模里的喂料通道，关键是由主浇道、次流道、进浇口和凝结材料穴构成。流道系统的具体设计关键是确定主流道的形式、次流道的截面轮廓还有进浇口的种类和个数。（3）导向与定位组件的具体设计 想要保证下模和模具定模闭合时能准确导向与定位对中，需要每个在下模和模具定模上设置导向柱和导向套。深腔塑料模仍然应该在主分型面上设有斜面定位器。其它还有，为了确保拔模机构动作和定位，一般在推件板和模框板里也设置引导装置。（4）顶出装置的具体设计 一般塑料模在注射成型机上模具闭合成型结束之后，都必需将模具开动，随后把成形后的树脂产品及流道系统的物料从成形模具里分开，完成推出拔模的机构叫作顶出装置或拔模机构。 顶出装置大体是顶杠、顶杠固定座、推件板还有回位杆等构成。（5）温度系统 为了达到成型制造工艺对模具内部温度的具体要求，产品模具应设有温控或加温的温度系统。材料成型模具的温控主要使用循环水温控，材料成型模具的加温有通入开水、水汽添加到加温部件这些，有些塑料模还须配置模具内部温度自动调整 机械设备。（6）侧边分型抽芯装置 含有侧槽或侧孔的制件，在被分开模具的前边，需要进行侧边分型将侧面动模拿出。（7）常规模架 常规模架是按照中华人民共和国标准编码、轮廓尺寸及模具结构特征标准制定的。充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-145991960942.塑件分析与注塑成型与原理2.1 塑件分析与注塑成型与原理塑料胶件内部尺寸和外部尺寸主要包含壁厚 大小、外形轮廓面、拔模倾角、支撑面、 加强肋、倒斜角等结构要素，这些结构都是按照具体设计标准和要求执行的，具体的零件图依照下面所示：图 2.-1 直三通管零件尺寸（1）壁厚 大小 胶件壁厚 大小的具体设计与树脂物料的相关性能、胶件尺寸、成型要求、胶件品质和应用要求也有紧密的联系。其它还有，壁厚 大小并与与应用要求与制造要求具体。在塑模成形上,壁厚 大小偏小,熔融状态的塑料在模具定模中的运动阻力相当大。壁厚 大小比较大,会发生用料过多,增多花费,且会给加工工艺增加困难。在胶件上还会导致小泡,缩洞细纹弯曲等,影响产品外形。在加工工艺上仍然要求胶件各地方的壁厚 大小尽力均匀。（2）形状 零件形状的具体设计理应尽力确保会有利塑料成形。（3）拔模倾角 胶件在模具定模中的温控收缩会把胶件完全包住模具动模和定模中的凸台部分。因而为了方便从成形元件上较为顺利分开胶件,必需在胶件内外部面沿分模方向设计合适的倾角叫作拔模倾角。（4）倒斜角 含有锋角的胶件，在成形时通常依旧在锐角位置产生局部局部高应力，在工作时候发生龟裂。要想避开这个情形的涌现，除胶件应用上要求锋角外，其他拐角处应尽力使用弧过渡。使用弧过渡可以增多胶件的外观程度和增多胶件的强度 大小，也极大改进了注射运动特点。胶件的倒斜角相应于模具也呈倒斜角，如果这样增多了材料成型模具的坚固性，在一定情况上降低了模具材料热处理或应用时因局部高应力而造成龟裂现象的涌现。充值后即可下载含图纸源文件压缩包，需要其他课题加 Q-145991960952.2 直三通管元件具体数据的判断2.2.1 胶件增厚的判断根据前面胶件壁厚 大小的具体设计标准还有应用要求，结合这次设计说明书的详尽要求。从零件工程图分析，这元件需要安设侧边分型与抽芯装置，原因是胶件有侧槽和侧孔结构，可设置单分型面亦可。从胶件的壁厚 大小来观测，壁厚 大小最大地方为 ，最小处为 , ,壁厚 大小十分均匀，会有利m510m胶件成形。图 2-2 直三通管件壁厚 大小分析2.2.2 拔模倾角的判断胶件的拔模倾角能够根据参考资料统计参数得到。由于本胶件选择的树脂为 ABS 材料，因此依照表可得出：动模为 ，定模为 。301 30152.2.3 倒斜角的的判断在无额外条件之时，胶件个链接处都有圆径小于 的倒斜角，参考上图 2-2 表示，m15.0通常外倒斜角圆径 ， 内倒斜角圆径 。该里 ，因此 ，HR5.1RHm5.1R。HR5.12.3 工件材料选取和材料特性零件功能十分广，要求非常高，配合公差大小要求较高，具备一定的抗摩擦的能力，热变形十分小等具体物理特点。整体各部分因子仔细考虑挑选工件材料是 。ABSI基于 UG 的直三通管注塑模具设计DESIGN OF INJECTION MOLDING TOOL FOR STRAIGHT THREE PIPE BASED ON UG摘 要当前，树脂工业产品已然走进人们日常的生产和生活中。跟随着工业树脂产品和家庭树脂产品的品系和供求量逐日显著增加，这部分产品升级的周期越发短，因而对材料的品系、产量及质量都给出了比以往更高的要求。从而使对树脂模具的开发设计与加工的能力也需要越发高。在当今塑料成形制造中，树脂产品的品质与塑料成形模具、塑料成形设备和树脂加工工艺这几个因数紧密联系。就这三项要点中，塑料成形模具品质最为重要的，优质模具最能大幅度提升塑料成形产品制造水平以及综合效益，优质模具能保证塑件的外形、性能、品质等等。这篇文稿有关内容是对塑胶模具的型腔布局、流道系统、引导装置、顶出装置、导气系统及调温系统等开展具体的剖析、精确求算及详细设计。在设计步骤中，本文综合考虑注塑收缩变形、温度因子、推出力等注塑模具因子的影响，让设计好的模具能够达到综合的设计条件，满足实际工程的需要。关键词 注塑成型；浇注系统；CAD 绘图IIAbstractAt present, resin industry products have already entered peoples daily production and life. The number of lines and supply and demand following industrial resin products and home resin products have increased significantly. The period of upgrading of these products has become shorter and shorter, resulting in higher requirements than ever for the strains, yield, and quality of materials. Thus, the ability to design, develop, and process resin molds is also increasing. In todays plastics forming and manufacturing, the quality of the resin product is closely related to several factors such as plastic forming mold, plastic forming equipment and resin processing technology. Among these three points, the quality of plastic forming molds is the most important. High quality molds can greatly improve the level of manufacturing of plastic forming products as well as comprehensive benefits. High quality molds can ensure the appearance, performance and quality of plastic parts.The content of this manuscript is to carry out concrete analysis, accurate calculation and detailed design of the cavity layout, runner system, guiding device, ejector device, air guide system, and temperature control system of the plastic mold. In the design step, this article comprehensively considers the impact of injection mold factors such as shrinkage deformation, temperature factor, and pushing force of the injection molding, so that the designed mold can meet the comprehensive design conditions and meet the needs of the actual project.Keywords injection molding gating system CAD drawingIII目录摘 要 .3Abstract .41 绪论 .81.1 本次涉及的课题的研究意义 .81.2 模具发展的情况 .91.3 主要研究的内容 .92.塑件分析与注塑成型与原理 .112.1 塑件分析与注塑成型与原理 .112.2 直三通管元件具体数据的判断 .122.2.1 胶件增厚的判断 .122.2.2 拔模倾角的判断 .122.2.3 倒斜角的的判断 .122.3 工件材料选取和材料特性 .122.4 成型加工工艺 .142.4.1 成形前的具体准备 .142.4.2 加工过程 .142.4.3 胶件的计算机后处理 .152.5 注射机的正确选择 .152.5.1 注射机的分级分类 .15IV2.5.2 注射机的种类选择 .172.6 注塑机参数校核 .182.6.1 最大注塑量校核 .182.6.2 最大注射面积校核 .192.6.3 最大锁模力校核 .192.6.4 开模行程校核 .193 分型面选择与流道系统设计 .213.1 分型面的设计与选择 .213.1.1 待成型零件数量的判断和布局 .213.1.2 分型面的形式 .223.1.3 分型面的具体设计标准 .223.2 流道系统的具体设计 .233.2.1 普通流道系统设计的基本标准 .233.2.2 主浇道的具体设计 .243.2.3 次流道的具体设计 .253.2.4 进浇口的具体设计 .263.4 成形部件设计 .273.4.1 成形元件的材料选取 .273.4.2 成形零部件形状设计 .283.4.3 成形部件的具体设计与求算 .30V4 引导和顶出装置的设计 .324.1 引导装置的具体设计 .324.1.1 引导装置的功用 .324.1.2 引导装置种类 .324.1.3 导向柱引导装置 .334.1.4 导向套的具体设计 .334.2 顶出装置的具体设计 .344.2.1 顶出装置的尺寸构成 .344.2.2 顶出装置的具体设计标准 .354.2.3 推出组件 .354.3 侧向抽芯装置设计 .394.3.1 侧边分型与抽芯装置的分级分类 .394.3.2 侧边分型与抽芯装置的整体设计 .395 温控系统设计 .43结论 .46参考文献 .47致 谢 .4811 绪论成形模具结构设计是对所获得模具综合知识再次加固，是在执行校外实践工作的前面对所获得各专业课的一项综合性重新学习，同样是对在学院学习的一项整体检查。塑胶模具是产品制造塑胶制件的用具，同样是给与塑胶制件完整尺寸与精确几何尺寸的用具。注塑成型是量产结构复杂的塑料产品时时用到的一类加工方式，详尽的过程是将加热融化的材料由高压注入模具内腔，经温控凝结后， 基本得到成型品，塑料模具的原理是将颗状或粉状的树脂从注射成型机的料筒给进加温的机筒中，已通过加温融化成运动状态后，在柱塞或丝杠的促使下，熔融状态的塑料被压缩并往前移动，遵照机筒前部的普通喷嘴以相当快的速度加入温度略低的闭合模具内腔中，填充满形腔的融体在受压的情形下，经温控凝结后亦可维持成形模具形腔所给与的外形，随后 制件开模 分型取得成形胶件。到当前截止，基本所有些可以再生型树脂均可以使用这个方法成形。它具备成型时间短，可一次成形结构复杂、几何尺寸精确、含有金属或非金属材料的镶件的塑件制件。通过产品的产量、结构、尺寸大小，可以实际情况采用单腔模具或者多模腔模具。注塑成型生产形式一般只使用在热树脂品的制件产品制造，用成型加工工艺产品制造的塑件制件相当广泛，从生活家庭用品到各种复杂的工业元件等皆是用成型模具加工的，它自己是塑件制件制造中使用最广的一类加工方式。1.1 本次涉及的课题的研究意义精度高、高效高寿命的注射模具，可以成型制造数十万套，乃至数千万套产品元件，该类模具叫作大批次产品制造用模具。从社会主义新时代开始，每样注射模具越发趋于小型化、精密型，其零部件形状设计期间的槽逢孔几何尺寸要求在 0.3mm 这，几何精度要求越发高。譬如通信机中元件几何尺寸非常微小，对相关模具的具体要求更高。该类小型工件和胶件采用的模具，已经变为模具技术实力的标志。跟随着现在化工业和工程技术的进步，注射模具的使用越发广泛，其适应能力也越发强，已经变为工业国家生产工艺水平的象征和自立的基本工业体系。注射模具是决定最后产品相关性能、规格、结构与和尺寸精度水平的主体，塑料成形模具是使塑料成形产品制造过程正常开展、确保塑料成形作件品质一定得要的生产装备，是表现塑料成形设备高效、高性能和合适优秀树脂加工工艺的详尽施行者，同样是新设计开发的关键性环节。依此可见，要想周而复始地取得切合管理经济要求与品质安稳的树脂产品，塑料成形材料成型模具的好坏是成败的重要，模具最能发映出全部成形产品制造过程的技术占比及综合效益。本次涉及的课题正是要想设计好高品质的塑料成形模具来达到现实工作中的供求。21.2 模具发展的情况塑料模具为制造业产品产品制造采用的关键生产装备，在当今机械化生产中,装备产品需想要应用模具，模具产业已经变为机械工业发展的基础，相当多新品的开发和研发在十分大层次上都依托于模具制造。树脂模具产业发展的重要是注射模具技术改进。注射模具作为这种高附带值和知识集中型产品，其技术水平等级的大小已经变为比较一个国度加工水平的关键标志之一，全球上相当多国家，尤其是某些经济发达国家都特别重视模具生产技术的综合效益。因而，模具产业被叫作永葆青春的工业，而以注射模具作为基本的往后研究愈加是作为一些国家研究的要点。考查塑胶模具的进步情况，从塑料成形模具及模架设计原理、设计实践和加工技术出发，树脂材料成形技术主要具备这走向：（1）改进树脂模具 ISO 标准化水平 树脂模具 ISO 标准化的能力在某一样意义上表现了一个国度树脂模具产业发展的能力。使用常规模架和应用标准元件，应当满足大批次制造模具与减短模具生产周期的有关需要。已经经过一段时期的建设，中国树脂模具 ISO 标准化水准已经持续改进。想要适应树脂模具产业的进步，树脂模具 ISO 标准化工作必会进一步 加强，树脂模具 ISO 标准化水准将向前一步改进，树脂模具 ISO 标准件产品制造也必会 基本得到发展。（2）注射模具向多样化、精密型与复合型化方面发展 为了达到树脂产品在每样装备产品中应用要求，树脂材料成形技术正在朝着多样化、精密型与复合型化方向迈进。（3）计算机图形设计/图形加工/图形工程技术在注射模具设计与加工中的使用 经过数年的推行使用，模具结构设计“电脑软件化”与模具加工“数控化”同时在中国模具生产单位中作为现实。使用 CD技术是模具制造的一回革命，是模具生产技术发展的一个有效特点。最近，计算机图形设计/图形加工/图形工程技术更新主要具备下面几处：模具 CD技术和使用日渐成熟；基于信息化的的计算机图形设计/ 图形加工/ 图形工程一体化系统尺寸初见端倪；数控编程软件的电子化程度已经逐步改进； 计算机模拟技术已经渐渐推行；（4）尽力发展 RP 原型加工技术 。（5）材料成型下一代技术与新式工艺的持续涌出和推行。1.3 主要研究的内容塑料模，是通过下模和模具定模二大方面组成。下模是装设在注射成型机的移动操作台上，模具定模则装设在注射成型机的固定操作台面上。下模和模具定模闭合后已然材料塑化的树脂能够通过流道系统加入到成形模具定模中温控、凝结与固定形状。通常一般要求塑料3模分开往后，制件尽力滞留在下模一处，随后由放置在下模内的顶出装置将塑件制件从模具内推出。通常来讲，塑胶模的主体结构主要分成七接近全部：成形组件、流道系统、导向与定位组件、顶出装置、温度系统、侧边分型抽芯装置还有常规模架。因而，本次涉及的课题的往后研究大概围绕该七个方面进行模具。（1）成形组件的具体设计 成形组件是指的构成模具定模、直接与塑料融体相互接触并工件的模具元件或组件。一般有阳模、动模、成型杆、下模、镶块等元件或组件。在下模与模具定模闭合后，成型部件便 已经明确了制件的内、外表面和几何尺寸。（2）流道系统的具体设计 流道系统是指的由注射成型机普通喷嘴到定模里的喂料通道，关键是由主浇道、次流道、进浇口和凝结材料穴构成。流道系统的具体设计关键是确定主流道的形式、次流道的截面轮廓还有进浇口的种类和个数。（3）导向与定位组件的具体设计 想要保证下模和模具定模闭合时能准确导向与定位对中，需要每个在下模和模具定模上设置导向柱和导向套。深腔塑料模仍然应该在主分型面上设有斜面定位器。其它还有，为了确保拔模机构动作和定位，一般在推件板和模框板里也设置引导装置。（4）顶出装置的具体设计 一般塑料模在注射成型机上模具闭合成型结束之后，都必需将模具开动，随后把成形后的树脂产品及流道系统的物料从成形模具里分开，完成推出拔模的机构叫作顶出装置或拔模机构。 顶出装置大体是顶杠、顶杠固定座、推件板还有回位杆等构成。（5）温度系统 为了达到成型制造工艺对模具内部温度的具体要求，产品模具应设有温控或加温的温度系统。材料成型模具的温控主要使用循环水温控，材料成型模具的加温有通入开水、水汽添加到加温部件这些，有些塑料模还须配置模具内部温度自动调整 机械设备。（6）侧边分型抽芯装置 含有侧槽或侧孔的制件，在被分开模具的前边，需要进行侧边分型将侧面动模拿出。（7）常规模架 常规模架是按照中华人民共和国标准编码、轮廓尺寸及模具结构特征标准制定的。42.塑件分析与注塑成型与原理2.1 塑件分析与注塑成型与原理塑料胶件内部尺寸和外部尺寸主要包含壁厚 大小、外形轮廓面、拔模倾角、支撑面、 加强肋、倒斜角等结构要素，这些结构都是按照具体设计标准和要求执行的，具体的零件图依照下面所示：图 2.-1 直三通管零件尺寸（1）壁厚 大小 胶件壁厚 大小的具体设计与树脂物料的相关性能、胶件尺寸、成型要求、胶件品质和应用要求也有紧密的联系。其它还有，壁厚 大小并与与应用要求与制造要求具体。在塑模成形上,壁厚 大小偏小,熔融状态的塑料在模具定模中的运动阻力相当大。壁厚 大小比较大,会发生用料过多,增多花费,且会给加工工艺增加困难。在胶件上还会导致小泡,缩洞细纹弯曲等,影响产品外形。在加工工艺上仍然要求胶件各地方的壁厚 大小尽力均匀。（2）形状 零件形状的具体设计理应尽力确保会有利塑料成形。（3）拔模倾角 胶件在模具定模中的温控收缩会把胶件完全包住模具动模和定模中的凸台部分。因而为了方便从成形元件上较为顺利分开胶件,必需在胶件内外部面沿分模方向设计合适的倾角叫作拔模倾角。（4）倒斜角 含有锋角的胶件，在成形时通常依旧在锐角位置产生局部局部高应力，在5工作时候发生龟裂。要想避开这个情形的涌现，除胶件应用上要求锋角外，其他拐角处应尽力使用弧过渡。使用弧过渡可以增多胶件的外观程度和增多胶件的强度 大小，也极大改进了注射运动特点。胶件的倒斜角相应于模具也呈倒斜角，如果这样增多了材料成型模具的坚固性，在一定情况上降低了模具材料热处理或应用时因局部高应力而造成龟裂现象的涌现。2.2 直三通管元件具体数据的判断2.2.1 胶件增厚的判断根据前面胶件壁厚 大小的具体设计标准还有应用要求，结合这次设计说明书的详尽要求。从零件工程图分析，这元件需要安设侧边分型与抽芯装置，原因是胶件有侧槽和侧孔结构，可设置单分型面亦可。从胶件的壁厚 大小来观测，壁厚 大小最大地方为 ，最小处为 , ,壁厚 大小十分均匀，会有利m510m胶件成形。图 2-2 直三通管件壁厚 大小分析2.2.2 拔模倾角的判断胶件的拔模倾角能够根据参考资料统计参数得到。由于本胶件选择的树脂为 ABS 材料，因此依照表可得出：动模为 ，定模为 。301 30152.2.3 倒斜角的的判断在无额外条件之时，胶件个链接处都有圆径小于 的倒斜角，参考上图 2-2 表示，m1.0直三通管注塑模具设计,答辩人 ：XXX班级 ：XXX学号 ：XXX指导老师：XX,XXXXX,简介,本次设计为直三通管注塑模具设计，研究其注塑过程。直三通管是我们生活中常见的零件。它应用于输送液体气体中，作用主要是改变流体方向。,本次设计以直三通管研究对象,1、对其工艺性分析，选择出合适的注塑机。2、判断出模具型腔数目和排列方式，确定分型面。3、设计浇注系统，对主流道和分流道、浇口进行设计。4、对模具的型腔型芯的结构设计。5、引导和顶出装置的具体设计，以及侧向抽芯系统的设计6、对冷却系统的设计,注塑机型号XS-ZY-1000.,根据工件材料的选取和材料特性：ABSABS性能：机械强度高，热稳定性和温度稳定性好，坚固耐冲击性。,工艺性能分析和注塑机的选择,型腔数目排列和分型面,分型面,一模两腔,浇注系统的设计,进浇口套尺寸,次流道结构,简介,模具零部件的设计,型腔,型芯,凹凸模都采用合式,对于型腔厚度和底板厚度要判，防止发生破裂和溢料。,模具合模时，起到定位、导向、承受侧向压力的作用。,合模导向机构,导向套机构,脱模顶出装置,顶出装置,侧向抽芯装置设计,侧向分型滑块机构,冷却系统防止温度过高模具内外表面温差大，发生收缩。,冷却与排气系统的设计,模具的三维结构,完毕，感激各位老师！,Available online at ScienceDirectProcedia Manufacturing 10 (2017) 48 5945th SME North American Manufacturing Research Conference, NAMRC 45, LA, USADevelopment of a smart plastic injection mold with conformal cooling channelsHong-Seok Parka, Xuan-Phuong Dangb,*aSchool of Mechanical and Automotive Engineering, University of Ulsan San 29, Mugeo 2-dong, Namgu, Ulsan, 680-749, Korea bFaculty of Mechanical Engineering, Nha Trang University, 2 Nguyen Dinh Chieu, Nha Trang City, Khanh Hoa 650000, VietnamAbstractInjection molding is a popular method that is used to make plastic product due to high productivity, efficiency and manufacturability. This paper presents the development of a smart plastic injection mold with conformal cooling channels for making a complex automotive part with variable thickness at some positions. To cool the positions with thicker walls, we proposed local conformal cooling channels in which the cooling lines are in the spiral form. The mold was designed with special inserts. Selective laser melting (SLM) 3D printing has been used to make the inserts with conformal cooling channels inside. In the first phase of the development process, the research results show that conformal cooling channels reduce the cycle time approximately 30% compared to conventional cooling channels. To make the mold to be smart, the temperature of the mold will be monitored by sensor system. In addition, a quality control system is applied on this smart mold in order to ensure the quality of molded part. 2017 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license 2017 The Authors. Published by Elsevier B.V.(/licenses/by-nc-nd/4.0/).Peer-review under responsibility of the Scientific Committee of NAMRI/SME.Peer-review under responsibility of the organizing committee of the 45th SME North American Manufacturing Research ConferenceKeywords: Smart mold; injection molding; conformal cooling channels; design; simulation1. IntroductionInjection molding has been the most popular method for making plastic product due to high efficiency and manufacturability. The injection molding process includes three significant stages: filling and packing stage, cooling stage, and ejection stage. Among these stages, cooling stage is very important one because it mainly affects the* Corresponding author. Tel.: +84-090-518-5469; fax: +84-058-383-1149.E-mail address: phuongdx.vn2351-9789 2017 The Authors. Published by Elsevier B.V. This is an open access article under the CC BY-NC-ND license (/licenses/by-nc-nd/4.0/).Peer-review under responsibility of the organizing committee of the 45th SME North American Manufacturing Research Conference doi:10.1016/mfg.2017.07.02049productivity and molding quality. It is well known that more than two thirds of the molding cycle is taken up by cooling process. An appropriate design of cooling channel reduces cooling time, increases the productivity, and minimizes undesired defects such as sink marks, differential shrinkage, thermal residual stress and warpage. Therefore, the system of cooling channels plays a crucial role in the injection mold.Conformal cooling channel has drawn great attention to mold designer and plastic molding researcher. Ferreira and Mateus studied on rapid soft tooling with conformal cooling channels for plastic injection molding 1. Wang et al. introduced an approach to generate spiral channels for conformal cooling system 2 and concluded that the cooling channels derived from spiral curves introduce nearly no reduction of the rate of coolant flow. In addition, the channels are able to achieve uniform mold cooling. In literature, there are four types of conformal cooling channels: spiral conformal cooling channels 2, 3, zigzag-type conformal cooling channels 3, scaffold type conformal cooling channels 4, and Voronoi diagram type 5. Each type of conformal channel is suitable for a specific case according to the geometry of the molded part and the decision of the mold designer.Because of the advancement in metal 3D printing technology, the application of conformal cooling channels made by solid freeform fabrication is becoming popular recently. The conformal cooling channels system is recognized as one of the best solutions in reducing cycle time, differential shrinkage, and warpage defects on molded parts 6. Although conformal cooling channels applied to injection mold is no longer new, the design and optimization of conformal cooling channels for special practical application is still a research problem. Ahn D.G et al. 7 studied on the manufacture of an injection mold for plastic fan with a pair of conformal cooling channels in each blade via laser-aided direct metal tooling process to achieve both rapid and uniform cooling characteristics. Rahim et al. 8 presented a new design of milled grooved square shape conformal cooling channels which provide more uniformity in cooling with a larger effective cooling surface area of a plastic front panel housing. However, how to design the best conformal cooling channel that meet the desired requirement has not been address intensively. Jahan and El-Mounayri studied on the way of optimization of cooling channels parameters for simple cylindrical shape using simulation and design of experiment 9. Various researches developed the optimal design for cooling channels that can increase the effectiveness of cooling system in molds; however, the optimal design of the cooling channels in the mold has been restricted by the relatively simple cooling channel configurations 7, 10, 11.ProductLong cooling Long coolingtime region time regionReal moldFig. 1. The product and the mold that will be improved.In this work, we solve a practical problem in injection molding industry. An injection mold was is to make a complicated car door module as shown in Figure 1. Due to the functionality of the molded part, the thickness of the molded part is varied. Especially, the thickness in the two regions with rib in Figure 1 is largest. Therefore, the cooling time is longest compared to other regions. As the result, the total cycle time is also long. In addition, the deformation of the molded part is also larger than expected. Thus, the manufacturer wants to reduce the cycle time50and to maintain or increase the quality of the molded part. The molding system should be smarter to ensure the quality and productivity regardless of the variation of process conditions. The first phase of this project is improving the quality and productivity of the molding process by applying the conformal cooling channels.2. Development of conformal cooling channel2.1. Physical and mathematical modelling of cooling processIn the physical sense, cooling process in injection molding is a complex heat transfer problem. The objective of mold cooling analysis is to find the temperature distribution in the molded part and mold cavity surface during cooling stage. Cycle-averaged temperature approach is used for mold region and transition analysis is applied to the molded part 12-14.The general heat conduction involving transition heat transfer problem is governed by the partial differential equation. The cycle-averaged temperature distribution can be represented by the steady-state Laplace heat conduction equation. When the heat balance is established, the heat flux supplied to the mold and the heat flux removed from the mold must be in equilibrium. The heat balance is expressed by equation:Qm Qc Qe 0 (1)where Qm , Qc and Qe are the heat flux from the melt, the heat flux exchange with coolant and environmentrespectively.The heat from the molten polymer is taken away by the coolant moving through the cooling channels and by the environment around the molds exterior surfaces. The equation of energy balance is simplified by neglecting the heat lost to the surrounded environment.QmQc 0Heatfluxfromthe molten plastic into the coolant can be calculated as3 sQm 10 c p (TM TE ) im x2(2)(3)where cp , TM, TE, im, U, s, x are the specific heat of plastic, melt temperature, latent heat, specific weight, molded parts thickness, and pitch between cooling lines, respectively.Heat flux from the mold exchanges with coolant in the time tc amounts to 13:113 1 1 Qc 10 tc TW TC (4) 3 10 d k st Se where kp, d, kst, Se, TW, TC are thermal conductivity of polymer, cooling diameter, thermal conductivity of mold steel, shape factor, mold wall temperature, and coolant temperature, respectively.In fact, the total time that the heat flux transfers to coolant should be cycle time including filling time tf, cooling time tc and mold opening time to. By comparing the analysis results obtained by the analytical method using the formula (4) and the analysis result obtained by commercial flow simulation software, the formula (4) under-estimates the heat flux value. On the contrary, if tc in (4) is replaced by the sum of tf, tc and to, the formula (4) over-estimates the heat flux from the mold exchanges with coolant. The reason is that the mold temperature at the beginning of filling stage and mold opening is lower than other stages within a molding cycle. The under-estimation or over-estimation is considerable when the filing time and mold opening time is not a small portion compared to the cooling time, especially for the large part with small thickness. For this reason, the formula (4) is adjusted51approximately based on the investigation the mold wall temperature of rectangular flat parts by using both practical analytical model and numerical simulation.3 1 1 1 1 1 (5)Qc 10 t f t c t0 3 (TW TC )2 3 10 d k st Se The influence of the cooling channels position on heat conduction can be taken into account by applying shape factor 15 Se2Se 2 x sinh(2 y / x)ln d Heat transfer coefficient of water is calculated by 16: 31.395 Re0.8 dwhere the Reynolds number(6)(7)Re ud(8)where d, u, and Q are diameter of cooling channel, coolant velocity, and kinetic viscosity of coolant (water), respectively.The cooling time of a molded part in the form of plate is calculated as 16:s2 4 T T M W (9)tc 2a ln T T E W wherekpa (10)cpFrom the formula (9), it can be seen that the cooling time only depends on the thermal properties of a plastic, part thickness, and process conditions. It does not directly depend on cooling channels configuration. However, cooling channels configuration influences the mold wall temperature TW , so it indirectly influences the cooling time.By combining equations from (2) to (10), one can derive the following equation:s y c p (TM TE ) im x 1 2 x sinh(2 ) 1 s2 4 T T 1 12 x M WT T 2 k ln d 0.03139 R 0.8 2a ln T T 2 t f 3to (11)W C st e E W Mathematically, with preset TM, TE, TW, TC , predefined tf and to, and others thermal properties of material, equation (11) presents the relation between cooling time tc and the variables related to cooling channels configuration including pitch x, depth y and diameter d. In reality, the mold wall temperature TW is established by the cooling channels configuration and predefined parameters TM, TE, tf, to, and thermal properties of material in equation (11). The value of TW , in turn, results in the c
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