脸盆注塑模具设计【毕业论文+CAD图纸通过答辩】
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毕业设计（论文）译 文 0 一种面向对象的注塑模关联冷却水道设计工具 摘要 为了短期产品研发周期的需求，要求注塑模具设计师压缩他们的设计时间和能适应更多的后期更改。本文介绍了 一种嵌入在冷却水道模块内的模具设计软件包内的关联设计方法 。它对冷却回路提供了一系列全面的对象定义，还给出了平衡或不平衡的设计。这里将对已开发出的 法进行了简要说明。 有了这种新方法，模具设计人员可以轻松地在模具板或插件与冷却系统两者之间做出改变而无需进行繁琐的重复性工作 。因此，这种方法可以有效地减少设计时间和后期设计更改的影响。 关键词 ： 冷却回路 塑料模具设计 联设计 设计自动化 1引言 目前，大多数 统还无法完全和明确地捕捉设计意图。丰富的设计信息不能完全由 型来描述，并在产品开发周期的后期的设计更改将引起大量的重复劳动。众所周知， 交互操作性应包括基于知识的工程系统的集成 。然而，没有任何机械能使设计意图信息流通。在注塑模具设计中这种信息差距也是非常明显的。 模具设计人员面临着越来越多的压力来减少设计时间并且还要确保模具质量 。 自 20世纪 70年代初以来各种设计注塑模具的 其中大部分集中在 模流分析及优化算法 。近年来， 模具子系统的设计一直是（研究）的焦点 ，例如凸凹模插件、流道、浇口位置和冷却系统等。对于冷却系统的设计王等 11提出了一个三阶段的策略，与一维近似、二维优化设计、三维设计冷却效果分析设计 。他们已经开发出一种程序， 使用三维边界元法来分析三维热传导 。所有上述提到的工具只能生成一般的几何信息。丰富设计信息的表达和重复利用不同程度地没有提到。 面向对象的软件技术已经应用来满足模具设计信息表示的差距 。在复杂实体中 对象的定义可以提供大量的帮助，特 别是部分独立部件和特征。然而，维持几何实体之间 的关系并使它们可 定 制 还不是一个简单的任务。 可以持久实现几何实体之间关系的 件发展方向被称为相关设计方法 。一种方法是在一个过程向导中建立一个 统的设计意图和过程知识，它基本上是一个应用程序的测试与用户界面的设置结合， 来 引导用户完成特定的计算机系统的相互作用构成。 统就是这 样一个基于流程的向导。本文介绍了 应用于冷却水道的相关设计方法的市场反 馈 ，表明这一概念大大减少了人类知识和计算机一毕业设计（论文）译 文 1 贯表示的差距。 在一个模具中冷却系统不仅影响成型零件的质量而且还影响生产效率。在目前 的实际 生产中，在一套模具中至少有四个主要的冷却回路。它们都位于型腔插件，插件 的型芯，一个 A 板和 B 板。王和 认识到，在设计冷却系统 中有很多参数和设计变量，如位置、 冷却管道类型和三维回路布局，通常需要频繁的修改来解决部分后期设计 中的 变更以及模具 的 优化设计。修改过程耗时且容易出错，因为设计师 需 反复编辑和更新 型。 莫克等 开发了 可以自动检索某些回路模式的冷却系统，如直线型或 U 型冷却回路，但对实体之间的几何关系没有论述 。 莫克等 引 入了 一种冷却系统的专家设计系统。该系统包括了四个层次，布局设计、 分析 、评价和 决策 。一种决策模块根据储存在知识库中的规则对冷却水 道的重新设计进行 了 评估。然而，没有综合与参数化的 统。 总之，高效率和用户友好 型的冷却系统设计工具是备受追捧的，这样的系统可以达到令 模具设计师从繁琐的更新和保持设计模型一致中得到解放的预期，使模具设计周期的总时间缩短。本文介绍了 提供冷却和 它们之间的散热孔 面回路所产生大量的相关链接的自动化的冷却水 道的设计工具 。 用与把握设计意图的相关问题 在工业生产中，通常冷却水 道是以冷却回路的形式构成的，但孔特征作为具 的代表。另一方面，经验丰富 的设计人员发现经常用圆柱体来代替冷却水 道。在后一种方法中当设计完成时所有的管道都连接起来形成一个冷却回路。在 析工具的帮助下用这种连接回路能对冷却效果进行评估。这些不能转化为孔直到设计工作完成的回路是为 具 路径的产生做 准备的。用这样的表现形式，一个 统可以显示或绘制自视检查的冷却水 道，而不 显示凸模或凹模插件 和模具板的细节特征。 与孔特征相比重新定位和修改实体需要更少的步骤。它能自动检测冷却水 道和其它模块之间的功能如型腔和销孔碰撞。 然而 ， 圆柱体冷却水 道的代表形式有几个问题。首先，许多 步骤仍需要一个简单的通道，如创建一个圆柱体，在一个情况下 的倒角中的盲孔盲端 ，并通过一系列的对话方块的位置和朝向运行。通常，冷却回路有很多的管道，所以它们的创建需要很多的重复命令。当需要修改时要再次对圆柱进行重复编辑。这种情况很容易出错。其次， 在冷却水道中对自动传热分析或碰撞检测是很重要的。第三，在用户友好的操作方式中它们不能为插头喷嘴或挡板插入冷却水 道提供方向信息。因此，模具设计师被繁琐的步骤所困扰。 却系统中的语义定义 一种面向对象的软件设计方法可用于解决上述一节中讨论的问题。它提供独毕业设计（论文）译 文 2 立的 冷却系统动态更新的定义 ， 对 冷却系统的验证 是必不可少的一种对象类型或种 类的集合。在图 1 中，显示了简化的冷却系统结构及相关组件的类型。每个组件类型被定义为一个对象类。 冷却水 道被定义为其中包含冷却液（在大多数情况下是水）的 连续直孔。它可以包含在一个单一的模具组件（片或插件 ），或贯穿几个。本文 中 “孔” 是用来 描述在一个单一的模具组件的冷却水 道 中 的几何形状，但其表现 与传统的孔特征是不同的 （见下一节）。如图 2 所示是 冷却回路的一个例子。 1是冷却水道。一个冷却回路代表连接在入口和出口之间的冷却水 道。几个冷却回路形成一个冷却系统。在图 2 中孔 1同形成了一个冷却回路。一个回路 可有几个不同方向的冷却水 道。 这些管道由从不同模具板和插件 面的钻孔的冷却孔组成。一个用于钻孔的面称为穿透面。当然，冷却孔有一个穿透面和钻孔量总从渗透面指向另一端。通常情况下，冷却孔垂直穿透面。然而，为了适应某些特殊情况，这种限制是不影响本文目的的。 图 1冷却系统的结构 毕业设计（论文）译 文 3 图 2 冷却回路的例子 在实际中， 如图 3 中的一个例子 冷 却 水 道跨越 了 多个块 。它由 几个 连接的共线散热孔（孔 1，孔 2，孔 3）。 这样的 管 道被专门命名 为 彩色线性冷却 水 道。 在许多情况下 ， 多印象设计用于模具布局。有两种方法来 建立 冷却回路 即 ：平衡和不平衡。如果同样的冷却回路模式适用于每一个印象 ，则 冷却系统被称为均衡。否则，冷却系统是不平衡的。通常，如果模具是一个平衡的多模式设计的印象 14，设计者希望有印象的每个部分 是 相同 的 冷却回路， 则 平衡的方法 被 使用。在这种情况下，因为每个 回 路设计主要用来 满足 一个印象， 来 满足 传 热要求的 冷却效果会更好控制。这是 为 特别复杂的成型件推荐 的 可 利用仿真优化包 的 冷却方法 11。采用这种方法， 功能 可以普遍满足 模具设计师在冷却回路格局 上的个 人 的变化 需求 。 毕业设计（论文）译 文 4 图 3典型的共线冷却管道 另一方面，设计者可 以把模具作为一个整体看待而不考虑冷却回路的印象模式设计， 如果这样的话，他可以 采用 不平衡的 方 法。 细的陈述 在图 4 中给出了 冷却系统的一个组成部分的详细结构 。 用一条直线 和一个 任选的圆柱体 代表一个洞 。这 种 直线 被称为孔冷却的引导线 。更确切地说，一个冷却的 引导线 是 从 冷却透孔中心点到 末端 孔中心点出发 的直线 。 在图 2 中， 孔 1 的冷却引导线 ， 而 孔 2 的引导线 。 引导线 包括钻孔载体。 如图 5 所示 在每个散热孔的开始和结束点，孔两端可以选择以下类型：（ 1）末端为通孔型 （ 2） 末端为盲孔型 （ 3） 台阶型末端 （ 4） 交叉盲孔型 。 这些几何特征信息表示为 附加 属性 指引。如果它 基于储存在每个 引 导 线中的信息，就可以随时生成圆柱形实体。 传统上，冷却线也被用来表示一个冷却回路 11，但它们是从 被包含的实体中分离出来的，例如模具板和插件 。本文中的设计思路之一是 每一个 引 导 线 的开始和结束点 都 与 穿透和退出的 面 相关 ，除了 末端为 盲孔的终点。 因此，如果这些面 的位置 改变 了 ，相 应 的点 将 得到很大的 更新 和变化 。 换句话说，冷却 引导线 总是与穿透和退出的面 有关 。 毕业设计（论文）译 文 5 图 5冷却管 末端类型 在冷却回路中 所有的内孔的冷却 引导线作为指导路径进行分组 。 在图 2 中有五 条引导线 和 ，形成引导 路 径。在本文中，如图 4所示，引导路径 完全 代表 一 个冷却回路冷却时可以有 一定的准则来描述 冷却孔类型直径等 的属性 。 事实上，冷却圆柱体仅在需要 时 进行查看检查不同功能 /组件的物理碰撞或创建基于板或插件的功能时 生成。这些冷却固体可以去除来简化，只要引导 导路径可行，这些冷却固体 就 可以再生。 稍后阶段，在确认冷却系统的设计 中 ， 然需要几何孔 。 它们可以通过减去其相应的 冷却板/插入机构的固体来获得。 一 个引 导路径也用来维护其 线路 之间的连接。 在指导路径中定义了一种 验证和核实这一条件 的 一个 “ 特殊 ” 的方法。 这个 共线冷却 水 道 是创建 的 “ 特殊对象类型 ” 。 从图 4 中 可以看出，一个冷却回路 包含 可共线的冷却 水 道以及简单的 管道。每个通道都可以 由一组被叫做共线指引的引导线来表示 。 显然，它的元素 引导线 必须从头部到尾部不断沿着一条直线 连接起来 。在图 3 中 ， ， 及 形成路径和代表共线 的 通孔 1（ 台阶型通孔 ）通孔 2 盲孔 3。可以看出，在一个冷却回路 中 冷却元件相关联，因为它们是可以立即 进行 任何改变 的 。 如图 4 所示 ，回路的 内容和对象根据上下文和用户的选择变化，例如，一个 回 路可以 作为一个 相互 关联 的 引导线 或作为一个圆柱体集。一个冷却回路 能在丰富的属性形式中自行确定几何与非几何的信息。 总之， 在 此对象的结构设计 中 ，冷却 水 道及其相关模具板或插 件 可以自动更新如果诸如 穿透 面或钻 孔 元素 的某些类型能 在后面的设计阶段 进行 修改。由于所有的冷却 水 道 用相关联的方法创建 ， 在一个回路中 如渗透面钻孔 方向 可以嵌入毕业设计（论文）译 文 6 型和持久存储 。 2 执行方面 入链接和参数 在这个模块冷却设计 集中，引导线最初是通 过用户界面创建的 。为了把每个引导线的开始和结束点与渗透和退出面及 盲孔联系在一起就出现了一个智能点。一个智能点在表面上是和内核与数据库面相关的点。它能与相应面保持持续的联系。在这里“智能”一词 表示一个实体关联到其 它 相关实体的性质 。 由于 这些 引导线 是建立于智能终点 上的 那么 连通引导线 也称为智能线。 它们每个都是由 一个（盲孔）或两个（通孔） 连接在一起的。 一个冷却圆柱体可以沿着一个圆形扫描的智能方针 自动生成 ， 对于盲孔锥孔需 增加。对于冷却回路圆柱体作为固体的代表。这些几何特征代表引导线的属性。这些相关属性包括末端的类型 、 冷却孔直径深度和台阶直径部分。它们用于冷却孔的编辑和冷却孔的再生。 能和算法 已经 开发 出的 这个模块 的 主要功能 是 满足冷却系统的设计 ， 在 这里列出的要求： a 增加形成 引 导 路径的智能引导线 b 修改或重新定位引导线 c 删除引导路径回路 d 创建冷却固体 e 修改冷却固体 f 删除冷却固体 g 建立平衡或不平衡的冷却 固体印象模具设计 建和编辑一个冷却回路的智能引导路径 要创建一个引导 路 径 的 第一 引导线 ，用户需要 在预期的固体上 选择一个面 作为 穿透 面 （平面）的 回路 入口（见图 2）。一个平面方程可以提 供 出选定的平面。在面上 最初的 引 导路径的启动 点 把 用户的指示点为基础， 然后创建 一个 智能 点。引导第一次降温过程生成的 默认 方向 的相反方向能 在图形窗口中显示。用户可以由图 6 所示的界面活性 变化的引导线的方向， 交互地修改初始点的位置。 然后，用户可以动态拖动冷却线或输入 一个盲孔的 引导线的 长度值或选择另一面说明通孔结束的 面 。在后一种情况下， 在 引导线 的终点 另一个 智能 点会被创建。 在创建第一引导线时， 一个序号“ 1”会显示在它附近。 为 创建下一个 引导线 （见图 2），一 个钻孔 是必需的。用户可以显示底部渗毕业设计（论文）译 文 7 透在 p 点的 面 ，然后，下一个指引方向 将 设置在选定的 面 扭转法线方向 上 。 在这项工作 的 实施 中 向量的起点 C 的 确定 是 参照前 面的 导线 和最近点到用户的P 点 来 表示 的 一个嵌入式规则。 为了使向量定义的用户友好 ，很多这样的 潜在 “规则” 适用于协助指导创 建 。在这种情况下，当 定义 导线和 以前的 ，它 能 自动延长到底部钻 孔 的 C 点。 智能 点是建立在 与引导线相关的面上的 C 点上 。同样，序列号 “ 2” 显示 在 引导线 的附近 。用户还可以通过选择一个工作定义坐标方向 +X, X， +Y, Y,+Z, Z 然后指示 出引导线的 下 个 起点。用 类似的方 法 ，一个完整的 指引 路径可以被定义。当确认所有的 指引 路径的引 导线 时 ，路径的连续性 可以在这种方法中验证 （见图 4）。 该指引路 径 被 当作一个单一的实体。 正如预期的那样， 引导线 可以创建或加入一个由 能 的 引导 路径。现有的 引导线 也很容易被删除 。 在互动的 定义 引导线 之间 ， 在相应的分支机构的算法中 用户的输入参数和序列是 不同的 。例如，要创建一个简单的盲孔，用户 可以 选择 的 序列可以是下列三个选项之一：（ a） 仅仅是一个渗透面 （ b）渗透 面和 现有的垂直于参考 的 散热孔，以及（ c ）仅仅是现有的共线 冷却孔 。 在 每个选项 下 ，用户的选择序列 是有区别的 ， 必要的调整 能使引导线达到 保持引导路径连接 的 预期 目的 及 友好的用户界面设计。 如图 6冷却后的 引导线 ， 它的性质 包括它的长度都显示在同一用户界面 上 。这些是可以改变和更新 的 。事实上，当 引导线被选中 ，其指导路径也 就 确定。这是因为 在一个引导路径中 所有的 引导路线是 连续性的 约束 。如果引 导 路径入口点的位置被移动， 则 整个路径 也相应的变化 。用户可以通过 有关项目从编辑界面中选择安全删除引导路径。 在定义一个引 导 路 径 时 ， 则 冷却固体 基于个体 引导线的属性生成 。 冷却固体仅当用户需要 它 们 时 创建 。如图 4所示冷却 水 道可以有不同的孔类型。 这些类型可以表示为 首 端 和末端 相关的冷却 固体的 特征 。 如图 7所示 的用户界面 实现了这一目的 。最初，用户界面 的 设置，如启动类型 、 结束类型 、 孔直径等参数 用 默认类型 分配 ，并在 用户界面 上 配置文件中的预设 值 。然后，他们 以 用户的输入为基础 更新 。 当用户重复操作 时 在此配置文件中的值始终在与用户的首选值写在它“接受”的用户界面对话框中 ，以便 使 用户界面的设置可以被更新 。 由于 对话框的不同，也 有 对预设条件验证领域的项目，例如， 台阶 孔的直径必须大于孔径。这是当用户调用点击 “ 确定 ” 按钮 时， 在这种方法中 这些检 查函数 称为 冷却固体的“验证” （见图 4），。如果输入 验证 不被接受， 就 会出现 一些 错误信息 的提示。这些属性一旦得到证实通过点击 “显示冷却水 道关系”按钮可以自动生成冷却固毕业设计（论文）译 文 8 体的 冷却固 体可以在任何时候被删除，但类型和参数仍继续将其作为个体 指引线的附加属性 ，因此冷却固体 可 在任何时候可再生。然而，如果用户删除一切引导路径，则冷却回路 就 被完全删除。在更多的细节 上，实体生成算法建立了以 下六种孔的类型：简单盲孔、简单通孔、台阶孔、台阶在通孔一端、台阶在通孔两端、通孔，最后，共线固体冷却水道能穿过多个固体。其它编辑和删除冷却水 道的算法很简单。 对于一个共线冷却水 道，有个别 孔由共线连接获得。图 3说明了它们是如何关联的。假设孔 1（从左到右）的创建是通过“选择两个平面创建台阶孔（两端）”从 住”面 1和结束点 B“绑住”面 2则 面 1和面 2是固体 1的一部分。这些面的任何修改 都 将会影响孔的深度 如抵消它们 。 创建孔 2有更多的灵活性。用户可以创建以下两种方法。在第一种方法中面 3和面 4（属于固体 2） 可作为参考选择，因此启动点 分别是面 3和面 4上的点。因为这个孔应 是共线管道的其中一部分，面 2与孔 1的结束点 与面 3有关。这是保证共线管道的对象的验证方法。因此， 第一个孔 可 以沿着面 2滑动 通过创建两个对齐孔不打乱中间的孔。在第二种方法中，第一个孔是用来作为参考，那么起点 的终点，由于 沿着 面 2滑动的第一个孔被修改则中间孔将随着 变化。一旦 面 3也将更新。这两个孔之间 的智能连接由嵌入式的多 个共线冷却水 道固体建立。同样，在图 3中第三盲孔由左到右建立，共线的冷却水 道由三个相关的冷却孔获得。 理平衡和非平衡冷却回路 在本文中，模具元件由装配树结构组成，当用户 初始化一个新的模具设计项目时它会自动创建。原来的塑料部分被分配到 装配上的一部分，被称为 产品的一部分（生产部分）（见图 8）。印象储存在 产品的一部分 作为 实例化组件与 布局模式（凸模 /凹模 插件） 。这是一个在装配上专门用于冷却固体自动创建的部分 。它被称为冷却线（ 分。 为了解决平衡与非平衡冷却回路的设计问题，突变实体的概念必 须被先介绍。这项功能可为几何实体例如：实体、面、线、点等， 以便 使 在装配中的不同部分相关联。这是通过复制从一部分到另一部分 具有持续关联的实体获得的 。这些复制的实体被称为突变实体。当一个源实体被修改，其相应的突变实体 也 会自动更新。源实体被称为原型实体。图 9 中所示了一些在装配 中可能突变的面。 假设原型面 A 是元件 1 的一部分，则它可以创建一个相应的突变面 它的原毕业设计（论文）译 文 9 型面（子对母），或 对面 对子）。在一个装配建模环境下，另外一个需要解释的概念是工作的一部分，这 将 被看作是定义在创建新的实体的一部分。因此，用户必需明确地选择工作的一部分，以便在其中创建新的实体。 图 8在模具装配树中的冷却线 图 9在装配中两种可能的突变面 在本文中建立平衡的冷却回路，工作部分被设置在图 8 的产品部分中。当用户在凸模 /凹模 插件中选择一个面去创建一个冷却引导线 时 ，一个 突变面（子部分对母部分） 被创建，在产品 中 的部分所有的冷却实体，包括智能点、引导路径和冷却固体在这部分也被创造了。与此同时，在冷却线部分与此相关的引导路径和固体（子部分对子部分） 也 被创建。冷却实体，根据印象模式被复制。该合成的冷却系统在不同的印象模式中会自动平衡。在图 10 中用 了 一个与均衡冷却回路的四印象模式 的实例来说明。 毕业设计（论文）译 文 10 图 10平衡冷却回路的例子 当创建不平衡冷却水 道时，工作的一部分被设置在冷却线的一部分（见图8）。当用户从插件部分选择一个面， 则在冷却线的一部分（子部分对子部分）的突变副本被创建。然后，所 有相关的原型，如智能点、引导路径和冷却实体在冷却线部分被创建。因此， 如果冷却实体的参考面在不同的插件上被改变则 在冷却线部分的冷却实体 可以自动更新 。 这两种方法都是可用的，装配树结构使设计在很大程度上得到了减少。 显然，这个模块的功能可以进一步扩展。由于其是面向对象的设计，它极有可能将这项可以纳入冷却水道设计规则 的 模块与专家系统整合。对其中的一些逻辑规则进行了讨论 【 10,11,15】。作者认为，这应该是今后的研究方向。 本文提出了 在冷却水道设计工具中的一种相关的设计方法 。重点被放 在 独特的引导路径和冷却水道固体交涉上，并在冷却水道和模具板或插件之间的几何相关 上 。相比用于 【 10,11,15】 中的方法，这种方法的优点是 模具设计人员可以更容易的在整个设计生命周期中进行修改 。丰富的信息包括 冷却回路 成员之间的钻孔方向、定位和连接被嵌入相关的 块中 。这些资料 可以支持在高水平知识规则下的相关冷却回路，从表面成型、碰撞检查 到 最近距离的互动。这种方法能有效和高效的应用在模具设计中。 毕业设计（论文）译 文 11 致谢 本文的目的仅是报道研究的方法。 作者承认他们的研究工作正在 进行，本文中主要 由 在新加坡制造技术研究所 （ 工作的主编完成 。 一个 目团队实施软件产品。 R&D 工程师得到在美国 司提供的密切技术支持。 统（ 模具导向在 司注册商标 。 本文摘译自 ： 中原工学院图书馆 文期刊数据库，论文名称为 An in T. 17 002/ 17 002/17 003003ue to to in a of a a of or or of AD to be in a of It AD 1. is no to an is in as to to AD 970s 2, on 3, 4, 5. of as 6, 7, 8,9, 3, 4, 5 10, et 11 a D to of to 12. a of in is a AD is to as to a is in of a is an of to is 13. in in a of &) T. 39798 2004) 23: 7986In to at in on 14. et 1115 as of of as as is to et 16 as is et 10. A of on in a is no a AD an is a to to be a of AD On to In is to a AE be 11. is AM of a of It as in a as in of a a of in a so of to be is or is to be in a of a to in a of or of to is 1, of a is is an is as a in be in a or it In to of a on a is as An of a is 2. 5 A an an a 2, a A of of or to a is a to 1 of a to in to to is of an of is 3. It , ). is to is to as if is to is is a 14, to an is In is to be to is 11. a is is to in on to as a if is of a 4. A is a an a is a to s 2, AB is , D is . of of be 5: (1) (2) 3) 4) is 3 A 4 of a 2 An of to be if it is on to 11, as or of in is of if be In of as a 2,J, a In as 4, a to or on or be to as as At be or be by is to To a is in is is 4, it be a as as be by a of be to a 3, CD F ( , It be a 4, a to s a be as a of or as of A is in of or if as or at an as a be a a of of a 13. A a on at to on is to or A be by a 13. a a is a as of 5), of if in to 5 of of to of of of of of of or a a of a to a on an as of 2). be on be on s is is to of to it is on I a a of of a or to a In be at of a 1, 2), a is at . is to be in s is to B to s . is in To to In D, it is to on A is to 2 is by +X, )X, +Y, )Y, +Z,Z, a In a be of is 4). is as a As or to a AD be to a s be of (a) (b) an c) to s n错误 !文档中没有指定样式的文字。 1 34 摘要 本文介绍了注射模具的特点及发展趋势，叙述了塑料塑料盆注射模具设计与计算的详细过程，介绍了该塑件 的 成型工艺、注射模具的结构特点与工作过程 , 阐述了在注射模设计中应注意的事项。 在对塑料塑料盆的模具设计过程中，本设计主要设计要点如下：塑件的设计比较的合理；分型面的选择有利于塑件成型；脱模机构的设计不但结构简单，而且脱模动作稳定可靠；进浇口的选择不影响塑件外观，而且保证塑件充填均匀；冷却水道的设计使模具效率达到最高，保证塑件质量要求；在设计的过程中借用分析软件如 使设计更合理、更有效；大量使用 标准件，使模具制作成本大大降低；本模具设计最关键的一点就是设计已达到实际生产的要求。 关键词 ： 塑料塑料盆， 注射模 ， 分型面 ， 侧抽芯 ， 脱模机构。 错误 !文档中没有指定样式的文字。 2 34 he of in of of in of as as of be to in of In of of to be as as of to of of of of is be in to of of of of to to do to of in of we to of of of of of 错误 !文档中没有指定样式的文字。 3 34 目录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 前 言 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 具工业在国民生产中的作用 . 错误 !未定义书签。 料 模具工业的现状 . 错误 !未定义书签。 料模具工业的发展趋势 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 料盆材料的选用 . 错误 !未定义书签。 产品的结构分析 . 错误 !未定义书签。 件的成型工艺参数 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 定注射成型的工艺参数 . 错误 !未定义书签。 定模具温度及冷却方式 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 定型腔数目及排列方式 . 错误 !未定义书签。 射模分型面的选择 . 错误 !未定义书签。 型面的形式 . 错误 !未定义书签。 型面的选择原则 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 注系统设计原则 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 口的设计 . 错误 !未定义书签。 料穴的设计 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 6 1 影响尺寸和精度的因素 . 错误 !未定义书签。 错误 !文档中没有指定样式的文字。 4 34 6 2 零件钢材的选用 . 错误 !未定义书签。 6 3 工件工作尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 6 4 模架的选择 . 错误 !未定义书签。 腔侧壁厚度计底板厚度的计算 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书 签。 . 错误 !未定义书签。 模力的计算 . 错误 !未定义书签。 模机构设计原则 . 错误 !未定义书签。 杆的设计 . 错误 !未定义书签。 9 结构零部件的设计 . 错误 !未定义书签。 9 1 型腔的设计 . 错误 !未定义书签。 9 2 型心设计 . 错误 !未定义书签。 10 模具冷却系统的设计 . 错误 !未定义书签。 . 错误 !未定义书签。 11 1 锁模力的校核 . 错误 !未定义书签。 11 2 安装尺寸的校核 . 错误 !未定义书签。 11 3 开模行程的校核 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 摘要 本文介绍了注射模具的特点及发展趋势，叙述了 塑料 塑料盆 注射模具设计与计算的详细过程，介绍了该塑件 的 成型工艺、注射模具的结构特点与工作过程 , 阐述了在注射模设计中应注意的事项。 在对 塑料 塑料盆 的模具设计过程中，本设计主要设计要点如下：塑件的设计比较的合理；分型面的选择有利于塑件成型；脱模机构的设计不但结构简单，而且脱模动作稳定可靠；进浇口的选择不影响塑件外观，而且保证塑件充填均匀；冷却水道的设计使模具效率达到最高，保证塑件质量要求；在设计的过程中借用分析软件如 使设计更合理、更有效；大量使用 标准件，使模具制作成本大大降低；本模具设计最关键的一点就是设计已达到实际生产的要求。 关键词 ： 塑料 塑料盆 ， 注射模 ， 分型面 ， 侧抽芯 ， 脱模机构。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 he of in of of in of as as of be to in of In of of to be as as of to of of of of is be in to of of of of to to do to of in of we to of of of of of 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 目录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 前 言 . 5 . 6 具工业在国民生产中的作用 . 6 料 模具工业的现状 . 6 料模具工业的发展趋势 . 7 . 8 料盆材料的选用 . 8 产品的结构分析 . 8 件的成型工艺参数 . 9 . 11 定注射成型的工艺参数 . 11 定模具温度及冷却方式 . 12 . 14 定型腔数目及排列方式 . 15 射模分型面的选择 . 15 型面的形式 . 16 型面的选择原则 . 16 . 18 注系统设计原则 . 18 流道的设计 . 18 流道的设计 . 19 口的设计 . 20 料穴的设计 . 20 . 21 6 1影响尺寸和精度的因素 . 21 6 2零件钢材的选用 . 21 6 3工件工作尺寸计算 . 21 6 4模架的选择 . 22 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 腔侧壁厚度计底板厚度的计算 . 23 . 24 . 25 模力的计算 . 25 模机构设计原则 . 25 杆的设计 . 27 9 结构零部件的设计 . 28 9 1型腔的设计 . 28 9 2型心设计 . 28 10模具冷却系统的设计 . 30 . 31 11 1 锁模力的校核 . 31 11 2 安装尺寸的校核 . 31 11 3 开模行程的校核 . 31 结论 . 33 致谢 . 34 参考文献 . 1 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 前 言 随着社会的发展，人们对生活产品的要求也越来越广。其中包括种类丰富的塑料产品，例如：一些电器材料、厨房 用具、生活用品。不但种类多而且小形状多样。注塑模具设计可以根据人们的具体要求进行产品的尺寸设计，最大程度的满足了用户的需求。因此注塑模具设计成了当今社会发展必不可缺少的行业。 目前世界上塑料的体积产量已经赶上和超过了钢铁，成为当前人类使用的第一大类材料。我国的塑料工业正在飞速发展，塑料制品的应用已经深入到国民经济的各个部门，塑料制品与模具设计是塑料工程中的重要组成部分，是塑料工业中不可缺少的环节。塑料成型模具是成型塑料制品的工具。 从 2003年我国模具进口的海关统计资料可知 ,塑料模具占据了模具进口总量的 57%,而注塑成型模具在整个塑料模具中占有很大的比例 决定着注塑成型制件的质量优劣及成品率高低 ,也就是说 ,是否能加工出优质价廉的塑料制件 ,在很大程度上要靠注塑成型模具设计的合理性和先进性来保证 . 现代塑料制件生产中 ,合理的注塑成型工艺 ,先进的注塑成型模具及高精度 ,高效率的注塑设备是当代塑料成型加工中必不可少的三个重要因素 ,缺一将一事无成 料盆 为例，介绍了注塑模具设计流程，该流程包括工艺分析，选择注塑机，确定成型方案，最后对该注塑机进行必要的工艺参数校核。下面就对该实例进行详细论述 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 我国在过去几十年里，由于模具行业一直为引起重视，模具的发展收到了一定的阻碍。导致发展缓慢。自从改革开放以来，塑料成型、冲压模具等先进的生产技术在大批量的生产中具有显著的优势。模具行业得到迅速的发展。 随着现代工业技术进步，塑料成型产品在工业、农业和日常生活等各个领域的应用越来越广泛，显著提高了我们的生活质量。原有的生产技术已经不能满足人们对新产品的需要。很多产品必须采用模具生产。 在现阶段，模具行业，进一步推进改革，调整结构，开拓市场，苦练内功，提升水平 ，使我国模具工业在整体上再上一个新台阶。不断提升模具制造水平，振兴我国装备制造业，为实现把我国建设成为制造业强国的宏伟目标而奋斗。 模具制造在工业生产中的地位越来越重要。模具生产的突出优势：高复杂程度、高一致性、高精度、高生产率和低耗能、低耗材。符合国家节能减排的给、要求。 现代模具业已成为资金密集型和技术密集型的产业，它与高新技术已成为相互依托的关系，一方面模具直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备，另一方面模具本身又大量采用高新技术，因此模具制造已成为高新技术产业的 重要组成部分。通过模具成形零件的快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。因此，模具产业的发展对国民经济的贡献是巨大的。 在长达半个世纪，我国塑料模具行业从起步到现在成熟的技术，有了突飞猛进的发展，生产水平取得显著的提高。在大型的电视机模具方面、精密塑料模具方面以及多型腔小模数齿轮模具及塑封模具都取得了显著的成果。在尺寸精度、同轴度、跳动等方面的要求都达到了国外同类产品的水平。但是很多方面和国外相比仍有较大差距。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 塑料模成型的制品日 渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔。 在塑料模设计制造中全面推广应用 术。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。 开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。 应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。 塑料盆产品的性能及用途 塑料盆是目前我们日常生活中常用的塑料容器。塑料盆的原料为通用塑料，塑料盆的性能满足制造成本低、耐用、抗腐蚀能力强不与酸、碱反应、良好的绝缘体。 塑料盆常用于生活用品。高质量的塑料产品也用于餐饮、医疗器械等。耐腐蚀的塑料盆也用于化工容器。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 料盆材料的选用 市面上普通塑料盆的原料为通用塑料，一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。即聚乙烯 (聚丙烯 (聚氯乙烯 (聚苯乙烯 (丙烯青丁二烯苯乙烯共聚合物（ 它们都是热塑性塑料。本课题选用聚丙烯 ( 产品的结构分析 塑件的 3d 图，如图 2示，制件外表面要求美观。 图 2料塑料盆 吸湿性小 ,易发生融体破裂 ,长期与热金属接触易分解 . 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 但收缩范围及收缩值大 ,易发生缩孔 变形 . 浇注系统及冷却系统应缓慢散热 ,并注意控制成型温度 低温高压时尤其明显 ,模具温度低于 50 度时 ,塑件不光滑 ,易产生熔接不良 ,留痕 ,90 度以上易发生翘曲变形 避免缺胶 ,尖角 ,以防应力集中 常见制品：盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等。 聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。 料为本色、圆柱状颗粒，颗粒光洁，粒子的尺寸 在任意方向上为25臭无毒，无机械杂质。本品以高纯度丙烯为主要原料，乙烯为共聚单体，采用高活性催化剂在 62 80 及低于 压力下经气相反应生产聚丙烯粉料，再经干燥、混炼、挤压、造粒、筛分、均化成聚丙烯颗粒。密度为 g/通用塑料中最轻的一种。聚丙烯树脂具有优良的机械性能和耐热性能，使用温度范围 140 。同时具有优良的电 绝缘性能和化学稳定性，几乎不吸水，与绝大多数化学品接触不发生作用。本品耐腐蚀，抗张强度 30度、刚性和透明性都比聚乙烯好；缺点是耐低温冲 击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。与发烟硫酸、发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等接触有腐蚀作用。可用作工程塑 料，适用于制电视机、收音机塑料盆、电器绝缘材料、防腐管道、板材、贮槽等，也用于生产扁丝、纤 维、包装薄膜等。 因此，对于本产品， 是用来做塑料塑料盆的最佳原料。 （ 1）塑件的尺寸精度分析 此零件尺寸精度按照 算。 （ 2）塑件的表面质量分析 该塑件表面要求较高，用推板推出 （ 3） 脱模角度分析 该注塑零件壁厚约为 2脱模斜度查参考文献中的有塑件内表面 35 1，塑件外表面 40 1 20。由于该塑件结构采用哈夫结构，脱模方向为水平方向，并且所用塑料为 动性较好，而且，主要部分有较好的弧度，可顺势脱模，所以塑件外购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 表面没有放脱模斜度。 （ 4）塑件的生产批 量 塑件的生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占的比例较小，提高生产率注射模具寿命问题比较突出，所以可以考虑使用自动化程度较高、结构复杂、精度寿命高的模具。如果是小批量生产，则应尽量采用结构简单、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。该塑件产量达 10 万件，生产类型属于大批量生产，可以考虑采用一模 1 腔、快速脱模以及成型周期不宜太长的模具，同时模具造价适当控制。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 计算塑件体积和重量通过估算可获得 产品质量约为 225g。根据塑件本身的几何尺寸形状及生产批量确定型腔数目由于该塑件尺寸有一般精度要求，不宜采用太多型腔数目，所以考虑采用一模 1 腔，型腔平衡布置在型腔板侧，以方便浇口排列和模具的平衡。如图 根据该塑件的结构特点和 成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见表 2 工艺参数 内 容 工艺参数 内 容 预热和干燥 温度 80 90 成型时间 /s 注射时间 20 90 时间 2 h 保压时间 0 5 料筒温 后 150 冷却 20 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 2 度 / 段 170 时间 120 中段 165180 总周期 50 220 前段 180200 螺杆转速 /(r/30 r/嘴温度 / 170 180 后处理 方法 红外线灯烘箱 模具温度 / 50 80 温度/ 70 注射压力 /00 1000 时间/h 2 4 表 2动性中等，壁厚一般，因此在保证顺利脱模的前提下应尽可能降低模温，以缩短冷却时间，从而提高生产率。所以模具应考虑采用适当的循环水冷却，成型模具 温度控制在 60. 确定成型设备 由于塑件采用注射成型加工，使用一模 1腔，因此可计算出一次注射成型过程所用塑料量为： W=2 +废料=230g. 根据以上一次注射量的分析以及考虑到塑料品种、塑件结构、生产批量及注射工艺参数、注射模具尺寸大小等因素，参考塑料模具设计与制造 选 录下 表 2序号 主要技术参数项目 参数数值 1 额定注射量 /1250 2 注射压力 /200 3 锁模力 /00 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 3 4 动、定模模板最大安装尺寸 /(728 858 5 最大模具厚度 /00 6 最小模具厚度 /00 7 最大开合模行程 /00 8 喷嘴前端球面半径 /2 9 喷嘴孔直径 / 10 定位圈直径 /00 表 2买后包含有 纸和说明书 ,咨询 4 由于制品结构有侧凹结构和外观要求较严，采用推板推出，用四根导柱导套组成导向部件来确保动模 与定模合模时能正确对中；进胶可以从型腔上直接进胶，因为此产品壁厚 2可以用直接浇口进胶；成型部件由凹模和模板整体式，凸模与下模板镶嵌式，由于镶件比较长，避免在成型中损坏，所以在另外一端，也要进行定位，增加它的刚度和强度，合模后便组成了模具的行腔，凸模固定板用螺钉从背部固定，以便于拆装更换，提高整个模具的寿命。总体结构如图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 5 图 4具结构图 模具型腔在模板上的排列方式通常有圆形排列、 h 行排列、直线排列、及复合式排列等。 型腔的排列要基于塑件的形状和大 小来确定，型腔的布置和浇口的开设要力求对称，而且是用一模 1 腔的设计，这样可以防止模具承受偏载而产生溢料现象，型腔排列宜紧凑，减轻模具重量，基于以上条件在这里选择 1 行排 模具上用以取出塑件和凝料的可分离的接触面称为分型面。分型的设计将影响到塑件的质量，模具的整体结构。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 6 注射模有一个分型面，也有多个分型面，分型面的形状应尽可能简单，以便于模具的制造和塑件的脱模。分型面的位置主要有如图 4示，分型面的形状如图 4示。 图 4型面的位置 图 4型面的形状 分型面应选择在塑件的最大轮廓处，这样能使塑件顺利脱模。 一般模具的脱模机构设置在动模一侧，模具开模后塑件在应该停留在动模一侧，以便塑件脱出。如图 4示： 分型面的选择要保证塑件的精度要求塑件光滑的一面不应该设计成分型面，以避免影响外观。 分型面的选择还应该考虑到模具的侧向抽拔距，由于模具侧向分型是由机械式分型机构来完成的，所 以抽拔距都比较小，选择分型面应将抽芯或分型距离长的方向置购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 7 于开合模的方向将小抽拔距作为侧向分型或抽芯。 分型面作为主要的排气渠道，应将分型面设计在熔融料的流动末端，以利与模具型腔内气体的排出。 方案 1 是把哈夫结构放在后模上，这样模具结构紧凑和简单，降低模具成本，模具运动平 方案 2 是把哈夫结构放在前模上，这样模具结构增大难度，增加模具成本，不利于浇注系统和其他结构的建立。 综上所述，方案 1 最好的。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 8 注系统设计原则 浇注系统的选择是 模具设计的一个重要环节。设计前首先对塑件的采用的材何形料和几状，机床设可能产生的缺陷，以及填充料等做一全面的分析。分型面的选择与浇注系统有密切关系。一般浇注系统色设计根据以下几个原则 一 、 能顺利的引导塑件注入到行腔各个部位且在填充过程中不致产生涡流或紊乱，使型腔内气体能顺利排出 二 、 应选择最短流程以缩短填充时间 三 、 尽量避免直接撞击型芯嵌件 四 、 应尽量减少弯折，有较高光洁度五对于一模多腔时应尽量与模板中心对称 五、 进料口位置与形状应结合塑件的形状和技术而确定 六、 浇注系统的容积应取最小值还有对与一模多种产品 是应考虑把误差最小的放一个模具内，对与有要求的产品要多方位的考虑交口的成行方式。 主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸更换的浇口套，采用优质钢材制作，并经热处理提高硬度，定位圈与浇口套分开设计 。 流道的设计 查资料得到 柱塞式注射机与喷嘴有关尺寸：喷嘴前端球面半径12嘴孔直径 4位圈直径为 100 毫米。为保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主 流道与喷嘴的关系为： (1d= 此，取主流道球面半径 4标准值 )，主流道的小端直径 d= 为了便于将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其斜度 2 4，取2， 计算其大端直径约为 10避免模内的高压塑料产 生过大的反压力，配合段直径 D 不宜过大，取 D=25时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计 纸和说明书 ,咨询 9 的圆弧过渡；为补偿在注射机喷嘴冲击力作 用下浇口套的变形，将浇口套的长度设计得比模板厚度短 口套外圆盘轴肩转角半径 R 宜大一些，取 R=3免淬火开裂和应力集。 定位圈是安装在模具时做定位用的，一般定位圈高出定模座板表面 图 4浇道 流道的设计 分流道横截面形状有很多种：圆形、梯形、六边形、圆角梯形、等。在各种截面中，圆形截面是使用最为广泛的，本设计就采用了圆形截面这样的分流道使用效率高，在分流道中流过 塑料熔体的流量相同的情况下，其分流道内的表面积最小，减小注射过程中购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 0 的散热面积，减少压力损失。对应的缺点就是加工难度较大。不能采用加工中心端面铣刀铣削，一般采用电火花加工。考虑到模具型腔的分布情况，为使注射压力在各个型腔较为相近，保持相同的注射压力 。 口的设计 浇口是连接分流道和型腔之间的通道。它的位置、形状和尺寸对产品塑件的成型有较大的影响。它的设计包括了形状、尺寸的确定和位置的选择。 优点： （ 1）冷却时间短，从而缩短成型周期，提高生产效率。 （ 2）易去除浇注系统凝料而不影响塑件外观。 （ 3）可 根据塑件形状特点灵活多样选择浇口位置。 （ 4）浇口在分型面上且形状简单故易加工，且可随时调整尺寸，使各型腔浇注平衡。 交口应按要求迅速冷却封闭，防止型腔内还未冷却的熔体回流。浇口截面尺寸要小、长度要短，这样才能增大料流速度，快速冷却封闭。交口采用侧浇口，由经验公式 h=h=料穴的设计 从某种角度而言，注塑模也是一种置换装置。即塑料熔体注入模腔同时，必须置换出型腔内空气和从物料中逸出的挥发性气体。排气系统是注塑模具设计的重要组成部分。 由于塑件的体积较大，且属于薄壁件，型腔不深，分 型面较长，顶杆和小型芯有较多，故不需另外增设排气槽，利用分型面、顶杆以及小型芯等的配合间隙排气即可，其间隙约为 模后若排气不顺则可另外增设排气槽。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 1 6 1影响尺寸和精度的因素 1、 行收缩率 塑件的尺
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