按钮后盖的注塑工艺和模具设计【一模四腔-开题-答辩PPT-文献综述】
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按钮
注塑
工艺
以及
模具设计
一模四腔
开题
答辩
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文献
综述
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!【包含文件如下】【注塑模具设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc【需要咨询购买全套设计请企鹅97666224】.bat
主流道（A4）.dwg
任务书.doc
凸模（A1）.dwg
凹模（A1）.dwg
动模座板2（A3）.dwg
垫块（A4）.dwg
塑件（A3）.dwg
定模座板（A3）.dwg
定模板（A1）.dwg
开题报告.doc
总装（A0）.dwg
成型工艺卡.doc
按钮后盖的注塑工艺和模具设计(正文）.doc
推板固定板（A3）.dwg
推板（A2）.dwg
文献综述.doc
滑块（A3）.dwg
答辩.ppt
英文翻译.doc
英文翻译原件.pdf
摘 要
塑料工业飞速发展，塑料制品在日常生活中占据着非常重要的地位。而塑料模具已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量，公司的效益。所以主要依靠经验的传统注塑模具设计方法已经无法满足市场的要求。模具CAD/CAM/CAE技术已经成为一种解决设计和制造中各种难题的手段，必将代替传统的模具设计方法。
本次设计过程中，在参考国内外大量文献的基础上基于三维工程软件UG和模流分析软件MoldFlow 进行了按钮后盖前盖的模型重构以及整套模具设计，并进行了相关的模流分析。本文主要在以下几个方面进行了较为详细的研究：
1) 利用UG进行按钮后盖前盖造型设计；
2) 运用UG进行分型面设计，并生成成型零件；
3) 运用MoldFlow对模型进行模流分析，并根据分析结果对设计进行优化，最终获得比较合理的设计结果；
4) 在相关计算和分析的基础上完成了按钮后盖整幅模具设计。
关键词： UG；模具设计；按钮后盖；模流分析
目 录
1 绪 论 1
1.1模具发展现状 1
1.2 本文研究内容 1
2 塑件结构及成型工艺分析 2
2.1 塑件结构分析 2
2.2 产品成型工艺性分析 2
2.2.1 塑件的分析 2
2.2.2 材料性能分析 3
3 分型面选择及型腔数目确定 4
3.1 型腔数目的确定 4
3.2 分型面位置的确定 4
4 注射机的选择和校核 5
4.1 注射机的主要参数 5
4.2 塑件体积和浇注系统凝料体积的初步估算 5
4.3 选择注塑机 5
4.4 注塑机的相关参数的校核 6
4.4.1 注射压力校核 6
4.4.2 锁模力校核 6
5 成型零件设计及模架选取 7
5.1 成型零件钢材的选用 7
5.2 成型零件的结构设计 7
5.3 成型零件工作尺寸的计算 8
5.3.1 凹模径向尺寸的计算 9
5.3.2 凹模深度尺寸的计算 9
5.3.3 凸模径向尺寸的计算 9
5.3.4 凸模高度尺寸的计算 9
5.3.5 凸模上芯子直径尺寸的计算 10
5.4 成型零件尺寸的计算 10
5.5 各模板尺寸的选择 11
6 浇注系统及冷却系统设计 12
6.1 主流道的设计和计算 12
6.2 分流道的设计和计算 12
6.3 冷却系统的设计和计算 13
6.3.1 冷却系统的简单计算 13
6.6.2 冷却系统的设计 14
7 脱模机构及排气系统设计 16
7.1 推出方式确定 16
7.2 脱模力的计算 16
7.3 推杆直径的计算和校核 17
8 注射工艺参数的确定及模流分析 18
8.1 MoldFlow简介 18
8.2 模型的网格划分 18
8.3 确定注射工艺参数 19
8.4 部分参数分析 20
8.4.1 最佳浇口位置 20
8.4.2充填区域 20
8.4.3 熔接痕 21
8.4.4气穴 21
8.4.5充填时间 22
8.4.4注塑位置压力 22
8.4.4锁模力 23
结 论 24
致 谢 25
参考文献 26
- 内容简介：
-
毕 业 设 计 (论文 ) 外 文 翻 译 英 文 翻 译 题 目 ： 料微量注塑熔接痕对工艺参数的影响 学 院 名 称： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 111 姓 名： 张晨昊 学 号 11403070122 指 导 教 师： 杨 炜 职 称 副教授 发放日期： 2014 年 12 月 30 日 料微量注塑熔接痕对工艺参数的影响 摘要 作为小型零件的热加工技术，微量注塑越来越受市场的关注。在微量注塑工艺中，改善小型零件的力学性能是一个重要环节。经调查研究微量注塑零件的熔接线强度和工艺参数有关。微拉伸焊缝试样为带有 丙烯（ 作本研究的研究材料，并且选了熔体温度、模具温度、注塑压力、保压压 力、注塑温度和注塑速度这 6个工艺参数作为调查因素。为了实现优化工艺参数和了解其次序的意义，在研究中应用正交实验方法。该微型熔接线强度预测的制定是建立于切比雪夫正交多项式的为基础的多元回分析。研究表明，对熔接线强度的影响作用从强到弱的参数顺序分别是模具温度、熔体温度、注塑速度、注塑温度、保压压力和注塑压力。通过实验证明微型焊 接线的预测误差可以低于 21%。 1 前沿 今天的市场微观技术的年增长率达 20%。在这领域微型电子传感器、微 /纳米机械零件、微型燃料电池换热器、加速器和传感器和光学元件是主要部分 ,要求创新 的产品更小、更好、更加强大 ,可以快速廉价生产。 这些微型零件可以通过多种方法制造，如蚀刻、激光烧蚀、电铸、微加工和微成型。 这些方法中包括微注塑成型和热压花的微成型被认为是最适合生产。因为它可以高重复性、低成本生产，并多样化的选择聚合物。此外 ,注塑成型在大型生产阶段由于优良的重现性、高效生产力和设计自由与效率，被认为是最具有成本效益的方法。微型注塑模开始于上个世纪八十年代晚期 ,从传统的注射成型工艺发展而来。相比与热压花 ,它缩短了加工时间，这使它成为微小制造的热门研究之一。微型注塑成型过程具有如下优点 : 加 工时间较短，适合大型生产。 净成型 ， 不需要进一步工序。 能生产复杂的三维形状的零件。 各工业公司都能实现，不需要特殊设备 (如紫外光源 )。 然而 ,比目前标准尺寸有更高的精度和质量要求的微型零件需要有关改善零件质量的紧急调查。如熔接线强度差这些缺陷肯定需要完全理解。 根据目前的研究结果 ,熔接线力学性能低可视为几个因素所致 ,如贫穷的电子难以通过熔接线及喷水效应流动引发分子的取向和应力集中影响缺口表面等。 在目前的研究中 , 设计并组装了一个特殊的模具。为了观察微型熔接线的持续发展，该工具集成了可视化单元。考虑 到微型注塑中聚合物熔体快速冻结的局限性， 统 (快速加热 /冷却系统 )也被安排在这种微型熔接线试样生产工具中。 2 实验 验设备 这个试验在卧式注塑成型机上进行。这台机器提供了最大的锁模力、 600大注塑压力 25000毫米。本研究中所用的聚丙烯， 734令客户满意的欧洲的 司生产的。 力学性能都列在表1 中。为了了解参数性能并进行初步的仿真， 测试剪切速率范围从 0到 10001/s)和高压力的毛 细管流变仪测量 (测试剪切速率范围从 1000 1000000 1 /s)。结果 ， 如图 1所示。 表 1 性能 数值 密度 动速度 伸应力 37 热变形温度 105 熔点 152 比热容 热系数 导率 1 在 200摄氏度时旋转和高压毛细管流变测量结果 为了准备微型注塑的熔接线试样、设计并制造结合视觉系统和冷却系统的模具 ， 如图 2（ a， b）。通过反射法和高测速照相机 ,视觉系统可 以用于记录和观察在微型注塑填充时熔接线形成的过程。在冷却系统中，高功率的电加热管实现快速加热 ， 它是直接联系注塑机由这台机器的系统进行闭环控制 ， 如图 2（ c）。作为冷却介质、冷却渠道承担快速冷却的作用。实际工作情况在图 2（ d）。更详细的解释和测试结果已经发表在作者以前的作品当中。 试样是为微尺度的狗骨拉伸试验研究样品。试样的几何尺寸如图 3。在这一过程中 ， 聚合物熔体从微小拉力试样的两末端流入型腔 ， 最后使熔接痕产生在试样的中间。拉伸试样的 、 整个长度为 24 毫米 ， 拉伸试样的试验区的长度 12 毫米。横截面形状是 米 (深 )）的矩形。 验方法 口实验设计 用田口实验方法进行实验，可用于找出影响微型注塑熔接线力学性能的工艺因素，给出一个最优的工艺参数选择最佳质量的熔接线。 图 2 图 3 表 2 因子 1 2 3 210 230 250 120 140 160 500 1000 2000 400 800 1600 40 60 80 60 80 100 根据 初期实验六个工艺参数作为影响因素：熔体温度、模具温度、注塑压力、保压压力、注塑温度和注塑流量。由于这些因素的非线性影响 ,影响因素分为三个标准。根据因素标准的划分， 7)正交表是被用于实验的设计。在初期实验的帮助下 ， 因素标准的选择更合理、可靠、如图表 2 。 在田口实验的分析基础上介绍了信噪比是一个响应信号除以由于噪声引起的电力信号。最大化的信噪比引起的任何性质是对噪声的反应。在熔接线最大强度力学性能研究中。那么信噪比的应用分析通过下面公式计算（ 1）： 这种分析 方法，越大的信噪比导致 此外，控制整个实验结果因素 ,同样可以通过田口实验方法计算得到。然后可以得到重要的因素。 元回归分析 根据正交试验得到的结果，基于切比雪夫正交多项式用多元回归法可以建立熔接痕强度和工艺参数的关系。 3 结果分析 在真正的正交实验开始之前，先要进行填充仿真和一些初步的实验。仿真运用 图 4所示。它可以在模具温度不是很高的情况下（低于1200C）进行计算，即使注塑压力很高微小试样的型腔也不能填充满。这是因为聚合物熔体流进微 小型腔时会快速冻结。但是当模具温度达到 1200使在相对很低的注塑压力下，试样也能完全填充。真正的注塑成型实验也验证了结果。初期测试和完全填充的试样如图 5所示。 为了解决快速加热和冷却问题，在工艺中应用冷却系统，模具温度上升至1200使在很低的注塑压力和注塑速度情况下试样也能完全被填充。 根据这些初始实验、工艺参数的合理因素标准可以存在于下面的正交试验。 噪比分析 这个由熔接线的微型拉伸试件根据 后试样通过万能试验机进行拉伸试验，试验的目的是得到试样 的最终强度。连杆器的运动速度是 1mm/负载用来进行测试。不变的工艺条件下 ， 实验样品拉伸试验重复五次 ,和值的平均值作为最终的结果。最终的拉应力测量结果如图表 3。 运用公式（ 1）计算出每个因素标准的信噪比，这用运用田口分析的方法量化每个控制因素标准。图 6显示工艺参数对熔接线强度的影响以及告诉我们哪种因素标准会导致最大的熔接线强度。 响机械性能的工艺参数分析 从图 6可知，更高的熔体温度对熔接线有负面的影响。在宏观熔接线研究中，这是一个意想不到的结果。在过去的宏 观熔接线研究中，相信高熔体温度引起更大的溶解痕压力 ， 因为高熔体温度有利于聚合物分子在熔接痕区域扩散。它也可能导致材料劣化这个不情愿的现象，因为在过程这个材料劣化过程包括在敏感的微观区应力变大和化学分子变浓。这将会引起坏机械性能。而在本研究中对微观熔接线、因素之间给出了熔融温度和熔接线强度反比的关系。这可以解释在微型零件注塑成型工中，温度越高负面影响比正面影响越大。这是在微尺度中由于型腔的微小尺寸，在宏观尺度熔体温度的纠缠在聚合物分子上同样不能发挥 。 同时在宏观尺度对材料降解同样有影响。 较高的模具温度对熔接线 强度有积极的意义。较高的模温意味着较高的熔接线强度，但是信噪比在 1400600说明模具温度高于 1400 图 4 至于注塑压力和保压压力，结果是出乎意料的。然而，在各种不同的条件下由于熔接线的强度与许多复杂因素有关，进一步的研究工作必须在下一步中完成。 喷射温度表示冷却过程对熔接线强度的影响。越低喷射温度将使熔接线凝固层变厚，这意味着凹陷区附近两个流动面更难连接上。相比，更高的熔体温度将在两个流动面相遇后出现“软连接“，这将导致不良的机械性能。因此最佳的 熔接痕强度在平均喷射温度时获得。它的信噪比显然比上下标准好。 注塑速度与熔体流动的剪切速率有关，在熔化填充时将影响熔聚合物分子方向。当两个流动面遇到一起 ,分子的方向是熔接痕强度的主要影响因素。正常的流向促成分子缠结，当分子相互接触时，它们会一起平行流动。更高的注塑速度导致高剪切速率和剪切应力，从而有助于获得质量较好的熔接线。然而 ,当注射成型速度没有高到足以使分子两个方向定位并行流动，在分子两流动方向之间会出现一个接触区域。它对熔接线的强度时不利的。这就是为什么实验结果表明熔接线强度在 800 s。当注塑速度达到一个更高的标准 100 s、熔接线强度再次提高。 图 5 要的秩序的分析 在田口实验分析的基础上，应用极限误差分析和信噪比分析相结合可以进行偏差分析，然后可以找到依赖于对熔接线强度有帮助的各个因素的重要参数。结果如图 6 所示 ， 实际上可以说模具温度的贡献占 熔体温度占 素、注塑速度占 喷射温度射占 注射压力占 如此重要的秩序是 度是对熔接线强度的最主要的影响。而压力对熔接线强 度的影响相对就小一些。但是保压压力比注射压力对改善熔接线强度更重要。 接线的形态分析 根据工艺参数和熔接线强度以及对熔接痕强度机械作用之间关系的分析结果，进行进一步的研究是为了发现为什么这种机制会在这种情况下产生。形态学结构在熔接痕附近首先形成，因为影响熔接线强度的工艺参数是基于材料的形态结构对它们的影响的。照片显示的是在扫描电镜下熔接线厚度方向是哪个材料的形态结构 (图 7)。只有表层和剪切结构和非芯层像普通大小的注塑 (在正常大小的注塑工艺中，芯层占材料微结构的主要部分 )。这种形态结构在微喷射更容易 受成型工艺条件的影响。表层的厚度与温度条件及其相关 ， 抗剪结构注塑速度密切相关。之前印证了结论 ， 说明了模具温度和熔体温度对熔接线强度起着重要的作用，紧随其后的是注射速度。 小熔接线强度预测公式 根据田口实验分析，在注塑成型过程中注塑压力和保压压力很少影响熔接痕强度，所以预测公式仅仅是基于其他四个参数的影响，不考虑压力。至于正交试验法、切比雪多项式通常是用作回归分析的基本公式。经过计算与分析发现公式的二次形式在这种情况下并不重要。因此预测公式作为第一个多项式。四个变化系数可以采用切比雪夫多项式系数方程 计算 ,公式如下所示： 为了检测预测公式的准确度，使用了另外两个实验 ,试验结果和预测结果的对比都列在表 4。 表 3 表 6 型熔接线 在这项研究中，长途轮廓扫描检测机用于测量熔接线的 接线不同区域的 切口。对熔接线不同区域分别进行扫描实验，这叫做熔接线区域的中间，如图 8所示。图 9所示的是试样的 间表面的高度比边缘低。这可以解释为试样中间的凝固层和收缩比边缘厉害。然而，根据拉伸试验，试 样的边缘 以在这项研究中，试样边缘的 这个区域的 切口的大小的评估，如图 8所示。 0所示。对比 得在微型注塑中 接线的极限拉应力就越大。 图 7 图 8 图 9 图 10 4 结论 根据模具的外观结构，发现了微型注塑模中 料熔接线强度和工艺参数的关系。通过田口分析方法得到了最优的工艺参数，它们是 得到了影响熔接线力 学性能的重要工艺参数。它们是 后通过切比雪夫正交多项式 ,为微型注塑模熔接痕建立四个变量预测公式。经实验证明，和比预测误差低 21%。此外还研究了熔接线 析结果表明 中间的高度比在边缘时低。小的 参考文献 1 , , , P, (2002) of J 2:430437. 2 W et 2001) A th on 001), 125 11412. 3 S, , J, (1996) of in 5:20502057. 4 (1998) 8:13441346. 5 , , , (1998) F&M :642645.
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