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压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘要毕业设计的内容主要是对塑料茶杯的注塑模具设计。本次模具设计一共有9个步骤：对塑件进行分析；选择适合的注塑设备；计算成型的零件尺寸；选择适合的分型面；设计浇注系统；设计导向机构；设计脱模结构；设计排气和冷却系统；最后是选择适合的模架。在这次模具设计中，主要运用UG和CAD这两种制图和分析软件，运用UG进行计算塑件体积，选取适合的注塑机，对于动定模、浇口、流道、冷料穴、定位圈的设计也需要用到UG。运用CAD来制作二维和三维的模型，比如标准模架、导向机构、脱模机构、排气系统及冷却系统的设计和动定模底座、动定模板、推杆、推杆固定板、浇口导套和支撑板零件的图纸设计，合理运用这两个软件，进行参数校核，对于不合理的数据加以进一步修改。最后通过查阅相关资料进行设计说明书的撰写，以求达到严谨工作标准。关键词：塑料；茶杯；注塑机1Abstract The content of the graduation project is mainly about the injection mold design of plastic cups. There are 9 steps in this mold design: analysis of plastic parts, selection of suitable injection molding equipment, calculation of formed part dimensions, selection of a suitable parting surface, design of a casting system, design of a guide mechanism, design of a mold release structure, and design of a row Gas and cooling system; the last is to choose the right mold base. In this mold design, the two drawing and analysis softwares, UG and CAD, are mainly used to calculate the volume of plastic parts using UG, and the appropriate injection molding machine is selected. For the dynamic mold, gate, runner, cold material point, positioning The circle design also needs to use UG. Use CAD to create 2D and 3D models, such as standard formwork, guides, ejection mechanism, exhaust system and cooling system design and dynamic mold base, dynamic template, push rod, push rod fixing plate, pouring The drawing design of the guide bush and support plate parts, rational use of these two softwares, parameter checking, and further modification of unreasonable data. Finally, the design specification was written by consulting related materials in order to achieve strict working standards.Keywords：plastic cups injection molding machi1压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目 录摘要1Abstract21 绪论11.1模具的简单介绍11.2模具设计的背景及其意义11.3注塑模的发展现状21.4模具产业在经济市场的地位31.5我国模具发展前景31.6我国模具发展的建议41.7本设计的目的42 设计说明52.1塑件分析52.1.1 成型塑料件的工艺性分析52.1.2 成型塑件的材料分析62.2 注塑设备的选择72.2.1估算塑件体积72.2.2 注塑机的选择72.3成型零件尺寸的计算82.3.1型腔的结构设计82.3.2型芯的结构设计92.3.3 尺寸的计算92.4分型面的选择132.5 浇注系统的设计142.5.1 浇口套的选用142.5.2分流道的布置142.5.3浇口设计152.6导向机构的设计162.6.1导柱的设计162.6.2 导套的设计162.7脱模结构的设计172.8 排气系统和冷却系统的设计172.8.1排气系统172.8.2冷却系统的设计172.9 模架的选择1922.10 绘制装配图202.11注射机的校核202.11.1 注射量的校核202.11.2 锁模力的校核212.11.3 模具高度的校核213 设计成果223.1 装配图223.2 型芯233.3 型腔243.4 动模板253.5 脱料板263.6 定位圈263.7 浇口套273.8定模座板283.9动模座板29结论30致谢32参考文献333压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 119709851 绪论1.1模具的简单介绍模具是将工业产品使用一些特定的材料用固定的方式使其成型的一种方法，同时也能大批的生产出拥有固定外形和尺寸的产品。模具生产出的产品比其他方法生产出的产品具有效率快、准度高、低消耗、小成本的优点。模具正常包含动模和定模(或凹模和凸模)两个部分，两者都安装在注塑机上，可以分开也可以闭合。分开的时候取出制件，闭合的时候把原料注入模具型腔成形。在注射机的固定板上安装定模，在注射机的移动模板上安置动模，注射机上的合模系统在注射成型过程当中带动其运动。模具的发展标志着机械制造工业达到了一定的高度。在制造业中，它的使用很好的使材料有了一定的形态和固定流动速率，从而使生产的零件效率高，速度快，而且还减少了材料的使用，从而大大的降低了成本，所以这种制造方式被制造商广泛的运用。在当前的模具发展趋势中，其更加的自动，精密，效率，广泛和全方位，制作水平和生产周期也得到了很大提升，这些优势使它走上了国际的舞台1。1.2模具设计的背景及其意义模具是用来生产大批量同形产品的必须工具，是工业生产的必须工艺用品。注塑模具是国民经济的基础。用模具生产的产品，具有很高的生产效率，优质的质量，相对较低的成本并且节约原料，对环境友好等优点。模具已经成为了现代工业中非常重要的工业手段和发展方向，因此注塑模具工业对我国经济发展有非常积极的作用。 根据不完全统计，在电器、日用品、玩具等轻工业行业中，将近90的零件是依靠注塑模具生产的，在交通工具制造业，农用机制造业等行业中，注塑模具所占比例也非常高。自20世纪80年代以来，在发达国家中，模具行业的产值已经逐渐超过机床行业，并且差距还在不断扩大，可见模具行业对经济发展有举足轻重的地位 。在21世纪的工业生产中有许多不同的生产形式，其中模具形式是人们可以通过让原料流过固定形式并将其塑造成适当的形状来创造日常必需品的手段之一。由于模具生产的成本低，生产效率高等特点，已被广泛应用于汽车，计数器，船舶，火箭等国家高科技和精密仪器生产的各个部门 2。国外的注塑模具发展比较早，和国内相比也更为先进成熟。现在的注塑行业主要向着高效率，多工位，全自动，低成本发展。例如WP公司成功组合了双螺杆聚合物玻纤混练技术和活塞注塑成型技术组合，让多相体系共混和注塑过程可以同时完成，极大地提高了生产效率。In-shot公司开发的子母螺杆双色同时高精度注塑技术。这套设备有一个机筒，俩个字母螺杆和俩套传动系统组成。这个子母螺杆非常特殊，由大螺杆的空腔作为小螺杆的机筒，这俩个螺杆运动相互独立，注塑的结构也相对的比较简单，这样可以有效的降低共塑注塑的设备成本。英国Delcam公司的系列软件就包括了曲面/实体几何造型，复杂形体工程图样，塑料模具设计，工业设计的渲染和复杂形体的CAM，艺术造型，逆向工程和复杂形体测量。这种高度集成的软件，对工业生产可以提供极大的便利，一个软件完成设计到检查的一系列的完整工艺流程，提高生产效率。像这样的高效率软件还有很多，包括我们常用的PRO/E、UG等都是由国外公司开发的软件，可以说从软件到硬件，国外注塑模具生产都全面领先于国内。随着日益增多的模具工厂的诞生，该产业的竞争力也在不断加剧，为了能够在其中脱颖而出我们应该持续学习更新的知识，跟随科技发展的步伐，而且最好要掌握各种计算机辅助软件 。用于本次注塑模具设计的软件是UG和CAD，这次是我第一次接触UG软件的具体操作和应用。一开始是在书中学习理论知识，然后将理论知识应用在实际的模具设计中，用于计算具体的尺寸，发现在解决实际问题中不但是我的UG使用水平得到提高，而且还让我对此类的制图软件产生了浓厚的兴趣，从而更好地使本次毕业设计得到完成3。1.3注塑模的发展现状注射成型这一方法被非常广泛的应用在塑件成型中，其具体方法是用加压工具将已经加热熔化的高粘度塑料材料高压注入模具的型腔中，然后通过低温冷却和凝态固化将其与模具件分离，使塑料材料成为我们预期的形状和尺寸。由此我们便可知道，企业在市场竞争中，重视的是产量、产品的品质、成本及产品的更新换代，这也是他们产品所努力的方向。在如今高科技又现代化的时代，模具制造的商品已经取代原有的商品对人们物质满足的需求，从而使模具和人们的生活休戚相关。在近五十年以来，我国的工业水平有了很大的提高，特别是塑料模具工业，有了飞速的发展。在工业，农业和我们的日常生活中等方方面面，都运用到了模具。大到国防，航天，汽车，机械制造，小到日常生活，随处可见塑料模具，其良好的质量和生产速度得到了人们认可。因此，模具行业的兴衰与人们的生存息息相关，例如我们通常使用的手机和电脑以及车辆。我国塑料模具行业的发展具有广阔的前景，由于我国经济正处于五年计划的发展阶段，再加上经济的全球化，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和时机。在这个信息化的时代，制造业和信息联系紧密。随着网络的发展和程序软件的开发，使得模具设计的速度得到了很大的提高，将制造业和信息实现了一体化。将来，我国的模具产品也将朝着效率，准确，复杂，自动，信息化和数字化这一目标来发展。从八十年代开始，国外的注塑模技术发展十分迅疾。他们制造的模具更加的集成，网络，整体，在追求生产速率的同时也进一步提高了产品的质量。国外发达国家对发展塑料模很关注，制造业中有30%-40%的比例来自模具制造，其重视程度显而易见。欧美的一些国家，他们的工业革命到来的比较早，当时国家的局势也相对比较稳定，这也正是他们模具工业发整得早的最根本原因4。1.4模具产业在经济市场的地位模具的作用是通过容器来引导固体或液体物质流动到设计好的型腔中，形成固体的设计好的形状。质量高，塑件成型好，生产效率快都是使用模具生产零件的有点，因此模具在中小零件的制造上得到了广泛应用。模具已经成为全世界都公认的最重要的产业之一，模具行业的发展不仅促使研究人员不断开发新产品，而且也在持续提升一个国家的整体制造能力 。汽车和摩托车的销售量和销售额在模具产业中占比非常高，因此在对于汽车和摩托车的零件的模具开发还将增加。另一方面中国人口众多，对交通运输需求量很大，于是我国更加重视对汽车和摩托车零配件模具的生产和设计。由于汽车和摩托车的类型很多并且经济性也很大，所以作为新中国的支柱产业，国家的政策也是大幅度的先其有利的一面倾斜。一辆交通工具具有非常多的零部件，随便一个部位的模具数量也能达到上千甚至上万，而且价值也是不可计量的。一辆汽车会有许多种不同的型号，因此导致其上的模具也需要不断更新换代，被换掉的模具数量可能会达到百分之八九十，这种情况发生在高速发展的我国是最常见的，因为我国对于汽车等交通工具零部件的产量是最高的，对于模具的淘汰速度也是最快的，我国也在面临很大的挑战 5。1.5我国模具发展前景自从义务教育普及完成后，普通的工人都具备了一定的知识基础。加上高等教育的普及，普通人才的数量大大增加，这也造成了现在企业越来越不缺普通人才，而对高端人才的需求缺日益旺盛，现在的注塑模具行业正快速发展，正是加入的最好时机。只要用心钻研认真学习，一定可以在这个行业取得成功模具行业已经来到了转型的关键时刻。现在3D打印技术的快速发展和技术的日益成熟，已经在产率和精度上拉近了和注塑模具的差距，外加开模的制造和维护成本非常高昂，而3D打印技术的基础成本只有打印机本身，无论是灵活性还是初期成本都远低于注塑模具，所以注塑模具行业受到了不小的冲击，而国内的注塑模具精度普遍不高，导致和3D打印产品的质量差距小，更是成为国内注塑模具行业遇到的老大难问题。于此同时，注塑生产作为一种污染较大的行业，政府对高污染行业的限制只会变得越来越严格。对后期排污的处理的限制也会越来越多，也会增加工业生产的成本，这对注塑行业是非常不利。所以注塑行业想要发展，必须走向技术导向，提高精度、提高生产效率、降低废料率提高材料利用率是未来注塑模具行业的必然发展趋势，所以高端人才对于模具行业正变得越来越不可或缺甚至成为这个行业的主导。仿真技术也是模具行业的模具发展趋势。现代仿真技术已经很发达了，用模拟仿真软件模拟产品，不需要实际生产就能了解产品的大致质量，对于开模成本极为高昂的注塑行业来说，这无疑减少了生产成本，可以降低产品价格而带来更多的利润。俗话说的好，好马配好鞍，在技术手段日新月异，在软件功能日渐完善的今天，用于生产的硬件设备也需要升级换代来匹配生产软件，加工机械的自动化，集成化，一体化是必然趋势，在购买国外成熟产品的同时，也要研发属于我们自己的拳头产品，俩手都要抓，俩手都要硬6。1.6我国模具发展的建议尽管中国模具产业发展迅速，但技术仍有待提高。它仍然低于国外发达国家的平均水平。我国仍经常从其他工业发的的国家和其他发达国家进口价格高昂的模具样品和模具设备，或者花费天价买断模具技术，所以我国应该有一个对于模具生产方面的创新计划：（1）对于模具标准件进行大力推广，将标准尺寸用于一切模具产品，提高产品的硬性标准；（2）加大对于新型模具的研究力度；（3）应用等各种高端技术，以此来提高模具的生产效率和水平；（4）关注世界上其他国家发展模具产业的方法，学习其技术7。1.7本设计的目的在这次的毕业设计中，我通过对CAD、UG、Word等软件和专业知识的熟练运用，成功完成了此次的设计和论文的书写， 而且从这次对茶杯塑件的模具设计中学习到一般塑料制品的设计和成型工艺，基本上了解和掌握了对于一般塑料制品的设计能力和成型模具的能力，塑料产品质量分析和工艺改进也有所了解，而且提高了塑料模具结构设计能力，理解形状设计通常使用商业软件结合实际设计 。本次设计也成功的锻炼了我总结知识的能力，使我的耐心得到了很大程度的磨练。322 设计说明2.1塑件分析2.1.1 成型塑料件的工艺性分析本次设计的产品是水杯，塑件的尺寸和形状如下图:图2-1 塑件图（1） 塑件的外形尺寸不大，精度的要求也不高，所以本塑件采用IT4级精度。（2）塑件的表面要求光洁无毛刺，所以我选择pp为我的塑件原材料，因为pp有良好的加工特性，物理、化学性能稳定，而且易于塑件的成型，能够保证塑件的基本尺寸稳定，也能够保证其表面光洁，所以选用pp材料符合本次设计要求8。2.1.2 成型塑件的材料分析PP材料的化学名称是聚丙烯，也可以叫做百折胶。其质量很轻，能够漂浮在水面上。它的物理性质和化学性质都比较优良，比如较高的耐磨、耐高温性和结晶度，卫生性能和高温冲击性比较好，化学稳定性也很高，不轻易变性，并且无毒，对人体无害，能够在100左右使用，其抗疲劳性能和延伸性能也都很突出，可是说是本次模具设计的最好选择。PP材料的用途也很广泛，可用于一些常见的厨房用品，比如餐具、微波炉盆；或者一些家庭生活用品，比如塑料桶、盆、编织袋、保温瓶外壳等；再或者是各类工业元件，比如法兰，接头，齿轮，把手等，可谓是无处不在。虽然PP材料的优点很多，但是容易氧化老化却是它最大的弊端，因此，为了解决这一问题，我决定在PP材料中加入紫外光吸收剂与抗氧化剂等来用以克服其这一缺点9。2.2 注塑设备的选择2.2.1估算塑件体积用UG软件对塑件进行成型后，单机测量体命令，可以直接得出塑件的体积图2-2 体积计算V=28cm2.2.2 注塑机的选择在实际加工生产中，注塑机的实际注塑量理论上是注塑机额定注塑量的80左右。即有VsaV1式中： V1 理论/cm3 ;VS 实际 /cm3;a 0.8。经过计算可得实际注塑量V总=1.2n V塑=1.2228=67.2依据以上的计算结果得出在一次注射过程当中注入模具型腔的塑料的总体积为67.2，由参考文献V公= V总/0.8=67.2/0.8=84。通过查找资料和对塑件结构和体积的分析，最后我选取了XS-ZY500型注射机。主要参数如下表：表2-1 XS-ZY-500型注射机参数项目XS-ZY-500结构形式立理论注射容量/cm3500螺杆（柱塞）直径/mm65注射压力/Mpa104锁模力/KN3500拉杆内间距/mm540440移模行程/mm500最大模具厚度/mm450最小模具厚度/mm300喷嘴球半径/mm14喷嘴口孔径/mm32.3成型零件尺寸的计算2.3.1型腔的结构设计型腔作为加工零件的重要部分，是随着塑料件的外观构造和制造方式而变化。它有强度很高，刚性很好等优点，考虑塑件的结构较小，所以设计了组合式结构。我选择型腔的材料是CrWMn，因为CrWMn的材料的耐磨性很好，经过热处理后的变形程度也是比较小10。图2-3 型腔2.3.2型芯的结构设计型芯同型腔一样，属于模具中重要的零部件，此次的塑件的设计属于简单零件，可以使用一模两腔的结构来制造。在型芯的结构上，相对于整体式，组合式结构更加适用于制造设计等工作。对于塑件的设计，考虑到整体费用低，加工方便等因素考虑，型芯采用组合式结构来进行设计11。型芯我选择的材料也是CrWMn。图2-4 型芯2.3.3 尺寸的计算一般情况下成型零件的尺寸均按平均值法计算，该塑件的材料PP收缩率为1%2.5 %,通过计算平均收缩率为1.75%。表2-2 公差数值表12基本尺寸精 度 等 级公 差 数 值精度等级表表2-3精度尺寸的选用类别塑件种类建议采用的精度等级高精度一般精度低精度PP我们设计的模具尺寸可按精度等级级。由于本次设计的茶杯选用4级精度，属于一般精度制品一类，所以凸凹模高度尺寸、径向尺寸、深度尺寸的制造与作用修正系数x取值可在0.50.75的范围之内浮动。由于一般机械加工的型腔和型芯的制造公差可达到ITIT级，所以根据凸凹模各处工作尺寸的制做公差综合参考，相关具体计算如下： (一)、关于型腔径向尺寸的计算： - 代表凹模长度、宽度 - 代表塑件长度、宽度 - 代表塑料的平均收缩率（） - 代表塑件公差值,单位：mm - 代表凹模制造公差，单位：mm由：又查表知处于4级精度时塑件公差值是 由于：得：则：(二)、型腔深度尺寸的计算：凹模深度尺寸一样用平均收缩率法计算： - 代表凹模深度 - 代表凹模深度制造公差其余符号同上由：取4级精度时后由知道：则：(一)型芯长度、宽度尺寸的计算用平均收缩率的法计算： - 代表型芯长度、宽度的尺寸（mm） - 代表型芯长度、宽度制造的公差（mm）其余符号同上由：取第4级的精度时后由知道：则：(二) 型芯高度尺寸的计算用平均收缩率的方法计算： - 代表型芯的高度的尺寸（mm） - 代表型芯的高度的制造的公差（mm）其余符号同上由：取4级精度时由得：则：2.4分型面的选择分型面的设计与选择对于模具设计来说可以是非常重要的一步，能否正确选择分型面的位置是对所成型的塑件能够达到技术标准、模具结构是否合理起到决定性的作用。通常一般分型面的位置都选择在所成型塑件的最大面积所在的平面，也是动定模的结合面。所选择的分型面要有利于塑件的脱模和排气，而且不能破坏零件的外部结构、保证模具结构要合理等为选择基准。正常动定模打开以后，分型面是要留在动模这边，因此塑件的型芯最好是在动模一侧。因为这次塑件的结构比不是很复杂，所以设计为单分型面13。如图所示。图2-5分型面2.5 浇注系统的设计2.5.1 浇口套的选用浇口套的选择可以依据不同的模架大小来选择适合的浇口套。设计的浇口套要能够让注塑机准确的定位、不会偏移模具，也要保证冷凝料能够方便的取出。通过向老师咨询我的浇口套的材料选择为T8A，所选浇口套如图所示：图2-6浇口套主流道2.5.2分流道的布置分流道就是要按照塑件的结构形式、基本尺寸来设计，本次设计的塑件结构较为简单，熔体易于填充。同时分流道也是主流道和型腔连接渠道，所以长度要适中，要减少折弯。设计时要能使熔体均匀的流到两个腔内，并且不要让熔体的温度下降太多，所以采用平衡式分流道14。图2-7 分流道2.5.3浇口设计在试模时，适当时调整浇口的位置和大小，来增强熔接的强度，使其更为严谨。浇注口的设计过程中，首先，尽可能的缩短流动距离，让塑料熔体流动到型腔的时间适当减小，温度下降变慢，压力损失减小。影响塑件强度因素是塑料熔体由浇口进入型腔时，由于分流作用，将会分成两路或者多路熔体流入各个型腔。最终在一个地方流到一起，前端料存在气体，产生了熔接痕迹，降低了塑件强度。因为本设计中塑件外表面质量要求比较高，所以采用点浇口15。如图所示：图2-8 浇口2.6导向机构的设计在模具的周围分布着导向机构，并且导向机构的中心到模具的边缘必须要有一定的距离，用来防止模具发生变形。设计导向机构是用来将动模和定模这两个部分在发生不偏差的情况下进行无缝组装或者是模内其他的零件的组装，让制作出来的产品能够达到所要求的标准精度和尺寸，同时也能够避免模具内部发生碰撞和干扰现象，以此来更好地做出模具所需要的形状。2.6.1导柱的设计导柱的设计原则：其中心到模具最边缘的地方要有一个导柱直径以上的距离，一般情况下都会把导柱安设在和中心线大约 1/3之一的位置上。并且其和导套配合的地方最好设计成锥形，并且要比凸模高，只有这样才能保证能够顺利进行开合模。 UG中的mold模块中有标准模架，此次设计的塑件模架部分采用龙记标准模架，其结构参数可以直接在UG模架库中选取。图2-9导柱2.6.2 导套的设计根据结构构造的影响因素，设计下图的导套结构，保证模具的各块板件运动时，减少导柱与模板之间的摩擦力。如图所示：图2-10导套2.7脱模结构的设计脱模机构的设计也是本次设计的重要一项环节，脱模机构设计的好坏影响着塑件的质量。因为塑件的尺寸比较小，结构简单，所以用推杆脱模就能符合要求。为了使塑件不会因为脱模而发生形变，所以推杆的分布要均匀，并且要作用在塑件强度比较大的地方，否则会使塑件的外表发生变化。并且推杆的设计要灵活，有足够的硬度，这样才能保证其顺利脱模。因此，根据塑料部件的内部结构，模具结构的脱模机构的作用主要是用于将产品推出模具外。如图所示：图2-11推杆2.8 排气系统和冷却系统的设计2.8.1排气系统一般在注塑成型中都会产生气体，都会设置排气机构，排气的方式有很多种，例如可以在分型面上开几个排气槽等，但是因为塑件的体积较小，所以我直接采用推杆与分型面之间的间隙进行排气，这样比较方便。2.8.2冷却系统的设计 在正常设计中，为了避免所制作的塑件零件在脱模的时候产生变形或者翘曲，而且为了使产品的外观更加无瑕疵、美观和缩减设计模具成型所需要的时间，要求在距离模具零件比较近的方位比如型腔或型芯上方设计水路，目的是通过流淌的冷水流作用带走模具所产生的高温，达到水冷的效果，降低温度。因为在注塑过程当中，温度是影响模具生产效率和塑料制模质量的重要因素，并且根据许多塑料成型的工艺及成型性能要求的不同特征，模具对于温度的要求也会有所不同，比如普通的塑料只能在低于60的温度下注入到模具中。温度下降被引入到循环的冷却剂，会将热量带走，模具的冷却剂通常使用水，除了冷却水还有压缩空气冷却，冷却水是最常见的一种，从而使水在其中循环，带走热量，直到保持所需的模具温度。因为水的热容量大，热传导性好，而且成本低，所以水是作为冷却剂的最佳选择。该注塑模的冷却系统设计为单支路运水，如图所示：图2-12水路布置2.9 模架的选择模架的选择一般要大一些，因为模架是很多零件组合而成的，根据塑件的尺寸以及一些其他成型零件的尺寸，来计算出模架的各个模板的厚度。因为我们本次的设计选择的点浇口，所以模架最好是选用细水口的，经最后的计算，选用模架为龙记FCI-3030-A100-B70-C120-L320。图2-13模架 2.10 绘制装配图总装配图如图所示：图2-14总装配图工作原理：开模时，从分型面分开，由注塑机顶杆推动模具中脱模系统的推板上下移动，导柱与导套互相配合，让模具移 动有一个定位导向作用，在推出塑件的同时，主流道凝料由拉料杆推出。合模时，由模具中复位机构复位杆起到准确定位 的作用，让上模整体在导柱导套的定位下，回到原始位置，然后循环往复。 2.11注射机的校核2.11.1 注射量的校核在实际加工生产中，注塑机的实际注塑量理论上是注塑机额定注塑量的80左右。即有VsaV1式中： V1 理论/cm3 ;VS 实际/ cm3;a 0.8。经过计算可得实际注塑量V总=1.2n V塑=1.2228=67.2所以合格2.11.2 锁模力的校核由 经查模具设计指导表6-5塑料成型时的注射压力=6090MppF式中 p 塑料成型时型腔压力 塑料的型腔压力p=90Mpa F 浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和,单位：各型腔及浇注系统在分型面上的投影面积是 F=（3.14352）=7693 pF=907693692KN因为=3500KN pF=692KN 所以合格2.11.3 模具高度的校核如果在实际生产中，模具的厚度能够达到这个条件，那么就在注射机的首能承受范围之内。由于本次模具设计的厚度是，查表3-1可以得到此次使用的注射机的最大安装模具厚度是，而且最小安装模具的厚度也能达到，所以完全符合上面所讲的条件 。3 设计成果3.1 装配图图3-1总装备图3.2 型芯图3-2型芯型芯使用一模两腔的结构来制造，采用组合式结构来进行设计，型芯的选材是CrwMn。3.3 型腔图3-3型腔型腔设计为组合式结构，选择型腔的材料是CrwMn。3.4 动模板图3-4动模板3.5 脱料板图3-5脱料板3.6 定位圈图3-6定位圈3.7 浇口套图3-7浇口套浇口套的选择可以依据不同的模架大小来选择适合的浇口套。通过向老师咨询我的浇口套的材料选择为T8A。3.8定模座板图3-8定模座板3.9动模座板图3-9动模座板结论首先是关于选用何种塑料作为本次设计的原料的问题，经过市场调查和实际的塑料塑件的工艺性分析检验之后，确定选用既环保又高效的PP材料作为原料。第二步就是确定所做塑料茶杯的大小尺寸，考虑到实用性和稳定性，最后确定大小为上口直径69.8mm，下底直径55.8mm，高67.9mm。确定了大小之后，根据所掌握的知识，确定选用XS-ZY-500型注塑机，能够正好达到所需的要求。第三步是计算各种成型零件的尺寸，其中有型腔和型芯的大小，考虑到本次选材为PP材料，选用其平均收缩率1.75%，而且设计的模具的精度级为4级，所以材料用的是CrwMn，最后根据书中所学到的计算方法，计算出其中各类零件的大小尺寸。第四步是选择动模和定模之间的分型面，又因为这次设计的模具是塑料茶杯，设计属于比较简单的类型，所以选择单分型面就已经足够。第五步是设计浇注系统，浇注系统包括浇口，浇口套和分流道。首先是根据与老师讨论，了解到选用T8A为材料做的浇口套是本次设计的最佳方案，能够做到准确定位和方便取出冷凝后的模具。其次是分流道的布置，因为要让热熔的塑料液体均匀的流入型腔内，所以采用平衡式分流道设计，不仅能够保证熔体均匀流入型腔，而且能够使其在流动的时候温度下降减少。最后是浇注口的设计，因为本次设计的茶杯塑件外表面要求较高，所以采用点浇口设计，这样既能熔体流动距离又能增加最后成型塑件的强度。第六步是导向机构的设计，分为导柱和导套的设计。关于导柱，在使用UG软件计算塑件尺寸的过程中，已经推出来可以使用龙记标准模架，然后生成配套的导柱，使其能够顺利的进行开合模。而导套则是用来减少个模板运动时导柱与模板之间的摩擦力，所以选用具有较光滑面的材料。第七步是脱模结构的设计，也是最重要的一步。由于茶杯结构简单，所以选用推杆脱模就能够达到使用标准，但是要保证推杆的硬度和设计的灵活性要大，才能将模具顺利的推出来。最后是排气和冷却系统的设计。本次设计的模具为茶杯，属于小件，所以选用较为简单的排气方式，就是利用推杆和分型面之间的间隙进行排气即可。而因为本次设计经费有限，所以冷却系统就选用最常见的，但是效果也不差的水冷来进行对模具的冷却。设计完了整个装置之后，就是校核和绘制图纸。其中校核是有三个方面，一是注射量的校核，二是锁模力的校核，三是模具高度的校核，完成校核之后就可以开始绘制图纸。图纸有零件图和装配图，大小总共加起来会有三张A0图纸的大小。致谢通过这次毕业设计，我的收货是十分丰富的。整个设计过程中，是大学四年生活中最难忘最独特的时光。设计中常常会遇到许多棘手的问题，这些问题让我懂得了什么叫科研精神，也让我体会到对待每一件事情都要认真和不苟。这次设计不仅运用到了书本上的理论知识，更是与实际相结合的成果，让我解决实际问题的能力得到了质的飞跃。在这里我要感谢我的指导老师何绍华教授，在这段时间里给予我了很大的帮助。带着我一步一步的独立完成整个设计方案。“海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚”何绍华教授的谆谆教诲，无微不至的关心使我铭记在心，永生难忘。在这里由衷感谢何绍华老师的无私付出和默默奉献！同时，我还要感谢跟我同组的各位同学，在我遇到不懂得小问题时，他们也给予了我及时的帮助。谢谢同学们的帮助！谢谢你们！参考文献1夏江梅主编.塑料成型模具与设备D.机械工业出版社,2005.2张维合主编.注塑模具设计实用手册D.化学工业出版社,2011.3张孝民主编.塑料模具技术D.机械工业出版社,2003.4付伟主编.注塑模具设计原则、要点及实例解析D.机械工业出版社，2010.5叶久新，王群主编. 塑料成型工艺及模具设计D.机械工业出版社,2008.6邵洪旭. 材料成型工艺与模具设计课程改革探索J.武汉工程职业技术学院学报，2017，29（4）：76-787张永辉，崔一. CAD/CAE技术在塑料模具设计中的应用J.工程塑料应用报，2017，45（2）：125-1278袁小会，程婧璠，刘桂花. 基于Pro/E弯角盖的注射模设计J.现代职业教育报，2015，42：429王丹，崔艳梅. 塑料茶杯盖造型及注塑模具结构设计J.科技前沿报，2015，1-310华斌，杨荣伟, 塑料模具加工工艺的发展趋势分析J.工业指南报，2016，13611蒋俏猛，李惠平，塑料模具设计中影响设计效率的因素及对策J，科技与企业，2016，186 12Li Fen Han，Research on Knowledge-Based Injection Mould Project Design SystemJ，Advanced Materials Research，2012，1411-141613朱圆圆，注塑模结构设计及注塑成型数值模拟研究D，新疆：新疆大学，2009.14JANSEN K M B. Heat transfer in injection moulding systems with insulation layers and heatingJ，Advanced Materials Research，1995，309-31615吴成龙，基于3D打印的随形冷却水道注塑模设计与制造技术研究D，上海：华南理工大学，201532 32毕业设计附本毕业设计（论文）外文翻译学生姓名班 级学 号学院名称专业名称指导教师年5月26日Design of precision angular indexing system for calibration of rotary tablesMechatronics & Manufacturing Center, Samsung Electronics Co. LTD., Suwon-city, 443-742, KoreaAbstractThe indexing table was developed for angle measurements on machine tools. The measuring techniques, which have been reviewed in this paper, are currently available in manufacturing engineering to calibrate the angle measurement. The measuring principles of each equipment are outlined and their capabilities are also discussed. The new indexing table using 6 points kinematic concept and employing ball and vee grooves location was designed and manufactured to calibrate angle errors of rotary tables using a laser interferometer. The manufacturing method was evaluated to manufacture the accurate vee grooves. A special cam was designed and manufactured to trans-late rotation movement into lift-up and rotation movement. A CNC machining centre and indexing head were used to manufacture the cam. All parts of the new indexing table were manufactured with a manufacturing tolerance according to drawings, squareness and paral-lelism checked to obey the 6 points kinematic concept. Also these factors controlled the repeatability of the new indexing table. After installing the new indexing table, the performance was evaluated using rotary table operating in both the horizontal and vertical orienta-tions.1. IntroductionMany types of indexing tables appear in industry. These in-dexing tables have recently become an increasing necessity for improving the precision and accuracy of angle measure-ment, and circle dividing in various fields of science and tech-nology. Most indexing tables use a HIRTH coupling, worm and wormwheel, or a grating disc. The manufacturing process together with the requirements for precision is very difficult. Consequently these indexing tables are expensive and usually used for manufacturing purpose of rotating.To calibrate these indexing tables, a polygon and autocolli-mator, or the serrated type indexing table which is usually 1 second accuracy, are usually used and the calibration accuracy of the polygon and autocollimator is about 1 second. Many mathematical models have been developed to calibrate rotary tables using polygon and autocollimator . These mathe-matical models usually use a matrix form and calibration takes a long time.Subsequently a calibration method using a laser interfer-ometer was developed by Lin . To accomplish his calibra-tion method, the indexing table requires good repeatability, so an automatic indexing table using a ball and pin was devel-oped 2. Although this performed very well in a laboratory situation, it was not considered robust enough to reproduce as a commercial design. The problem with this automatic index-ing table is the balls which are located on the circumference of the body could move when the top plate was located, or any force was applied to the top plate. Consequently a new mechanism should be considered for the indexing table. Thus a 6 point contact kinematic design concept of ball and vee groove was used, because the ball and vee groove system can attain 0.1 m repeatability 3 and has good rigidity.The aim of this research is to consider the design and manu-facturing of an automatic indexing table using this kinematic design concept.2. Techniques for the calibration of rotary indexing tablesAll measuring instruments possess finite accuracy. The er-ror which arises from instrument limitations is usually not of a magnitude which could significantly affect the accepted accu-racy of specific measurement. Nevertheless, for assuring the reliability of measurements, it is necessary to determine the operating accuracy of circular dividing instruments by means of a dependable calibration process.Fig. 1. Calibration of rotary table with 1440 indexing table and mirror.Fig. 2. Reading the change of angular optics due to a changing angle.2.1 Calibration of indexing table by polygon and autocolli-matorFor the calibration of an indexing table, the most generally used method is based on the use of a polygon and autocolli-mator. Calibration of the rotary table is readily performed by means of a precision polygon mounted on a table and read by a single fixed autocollimator. Several methods to calibrate a rotary indexing table were developed by N.P.L. 1.The fixed autocollimator is null on the centre of the first face of polygon. Next the rotary table is rotated through the prescribed angle, corresponding to the increments (number of faces) of the polygon. Angular deviation shown by the auto-collimator is recorded when returning to its original setting face. A correction factor (error of each polygon face from nominal) furnished by the manufacturer is applied to the read-ing to find the actual error of the rotary table at the sectors calibrated or measured.2.2 Rotary table calibration with serrated tooth type indexing tableFig. 1 shows a 1440 indexing table which has 1440 serrated tooth and 0.1 second accuracy. It is mounted on a rotary table for calibration. A single shield reflecting mirror and autocol-limator, much the same as that employed for self-calibration of the 1440 indexing table are used. The arrangement is typi-cal of that already supplied by the rotary table manufacturers.Errors of the rotary table are read directly on the autocolli-mator, requiring no closing of the circle, nor use of calibra-tion factors. Errors of the 1440 indexing table in this applica-tion may be considered negligible. The advantages compared to the other method of calibration with the polygon, can be summarized as follows:(1) One self - contained unit is the equivalent of several types of polygons(2) The polygon can only be relied on to 1 or 2 seconds, compared to the 0.1 second accuracy of the 1440 indexing table.Only one mirror is used. The importance of the single mir-ror cannot be over emphasized; a large flat mirror may be perfected for maximum reflectivity. Effort need only be ex-pended to assure that it is absolutely flat without having to consider simultaneously its angular position. The same spot in the mirror is always used, instead of shifting mirror to mirror.2.3 Calibration of indexing table by laser interferometer and ball type automatic indexing tableA researcher 2 developed the laser calibration of the rotary table with an automatic indexing table and a laser interferome-ter. The calibration method usually uses a mathematical model with a matrix and off line system. Also the autocollimator is dependant on air currents therefore the calibration data is reli-able only when the air condition is stable. When the laser in-terferometer is used for calibration, air currents can be com-pensated for by the compensator of the laser interferometer.As this system is used for calibration, the most important thing is that automatic indexing table should give good repeat-ability. To accomplish repeatability the automatic indexing table employs the ball and pin using a kinematic design prin-ciple. The balls are in contact with the circumference of the body and outer ring holding the balls fixed on the circumfer-ence of the body. The pins are fixed in the top disc. The top disc can be moved 6 degrees each step by a camshaft and mo-tor. Also the pins are kinematically located at every target position 2.This system incorporates an indexing table and laser inter-ferometer with angular optics. As mentioned above with this system the table only needs to be repeatable. The principle of angular measurement using the laser interferometer is shown Fig. 2. The range of angular optics is normally restricted to 10 but by using the indexing table to repeatedly reset of the angular optics to a nominal zero position, it becomes feasible to undertake a 360 full scale test. The indexing table is driven by a camshaft and motor assembly. This allows indexing by one single step of 6 during angular measurement. The angu-lar optics is mounted on the automatic indexing table under calibration.This reading is accomplished by stepping the table under test forward one step and then indexing backward through the same nominal angular increments. This measuring technique contains two sets of laser readings which are needed to cali-brate errors for both tables.From the Fig. 3Fig. 3. Mathematic modeling for angle analysis. Fig. 5. Kinematic location of balls in radial vee.Fig. 4. Kinematic couplings.CSin ( + i ) = CSin + RiCSin ( + i ) = CSin + ii = i + i .From the above equations, , i , i ,i are calculated 2. It is so called a self-calibration technique that requires no pre - calibration of the indexing table.3. Design of new indexing table3.1 Concept of kinematic designKinematic design is widely recognized as one of the fore-most design concepts in precision engineering. Most objects in space have three degrees of translators and three degrees of rotational freedom 6, 7. Two different philosophies for me-chanical design exist - kinematic and elastic.While being quite different in approach they can be com-bined in a design. In the kinematic design philosophy, the aim is to locate all parts relative to each other, while allowing a degree of freedom as needed, by connecting points together without significant elastic deformation. Fig. 4 shows three examples of kinematic couplings.A simple theorem that allows calculation of the number of points of contact was enunciated by Strong 4. He defined:“Kinematic design is correct when a body in contact with another has at least 6-n points of contact where n is the number of degrees of freedom existing. If the system has more than 6-n points of contact it has mechanical redundancy” 4.In Fig. 4(a), three rotations are possible for the ball, whereas in Fig. 4(b) and (c) no freedom of movement is provided.3.2 Feature of new indexing tableAs mentioned in previous section, the automatic indexing table which was developed by Lin 2 employs pins and balls. The balls are in contact with the circumference of the body and the outer rings hold the balls fixed on the circumference of the body. The ball is moved by applying high speed rota-tion of camshaft. Consequently the automatic indexing table cannot give good repeatability.3.2.1 Detailed consideration of new indexing tableThe basic principle of this new indexing table employs a vee and balls kinematic location system. Each ball is contact with both side of vee surface so each ball has 2 contact points on the vee. Therefore three balls have 6 kinematics contact points. The chosen incremental indexing angle is 5 degree because 5 degree incremental angle is considered to be the smallest increment used for the practical calibration of 360 indexing tables.The detailed specification of this new table is as follows:（1）An incremental angle indexing device which is small and light weight thus does not influence the machine on which it is being used.（2）The size of the device compatible with the angle reflec-tor optics of the laser interferometer. The size of this angle reflector is 404072.6 (mm).（3） The table should be capable of operating in any attitude. (i.e. vertical, horizontal and up-side down)（4）Automatically indexed from a program command on a P.C.（5）Step angle of 5 degrees.（6）Accuracy of step angle of about 1 second of arc but it is not essential using the calibration technique employed.（7）Repeatability of indexing 0.2 seconds of arc.（8）Table can be easily manufactured and does not require high precision technique.（9）Low cost.Fig. 6. Mechanism of indexing table.3.2.2 Mechanism of new indexing tableGenerally, commercially available indexing tables contain two step operations for indexing (i.e. lift up and rotate), but this new type of indexing table employs one step operation, lifting up and rotating simultaneously by using a camshaft and motor. Fig. 6 shows the mechanism of the indexing table.To hold the top disc on the body and lock the top disc on the vee, the indexing table employs a compression spring be-tween the body and pindisc which is connected to the shaft by screws. A needle bearing is fitted between the spring and pin disc to prevent torsion and minimize friction.The vee and ball type of indexing table is designed to mi-nimize the working space and gives good repeatability be-cause the vee and ball contact with 6 points kinematic concept (i.e. each ball contact with vee surface with 2 contact points). Spur gears are employed to translate motor motion into the camshaft and to increase rotation force (i.e. torque).The indexing table employed a pindisc to transform the ro-tation motion into lift-up and rotation motion of the top disc. The pindisc which is assembled with main shaft and top disc, had 36 equally spaced pins giving a 10 degree incremental angle around the circular disc. Pins are designed to guide, lift-up and rotate during camshaft rotation. The pindisc follows the groove of the camshaft during camshaft rotation. The rota-tion of the camshaft is controlled by an opto-disc which is fixed to the camshaft end. Two slots in the opto-disc trigger an opto-switch when rotation takes place.References1D.W.Patterson,IntroductiontoArtificialIntelligenceandExpertSystems,firsted,Prantice-HallIndia,1997.2R.J.Bhatt,M.R.Bhatt,FLDcreationforSS304usingexperiments&itsvalidationusingHyperForm11.0,in:SimulationDrivenInnovation,HTCtechnologyConference,Altair,2012,pp.1-6.3MGhatrehnaby.B.Arezoo,Afullyautomatednestingandpilotingsystemforprogressivedies.J.Mater.ProcessTechnol.209(2009)525-535.4T.M.Dale,W.A.Young,R.P.Judd,Arule-basedapproachtopredicforgingvolumeforcostestimationduringprcsInt.J.Adv.Manuf.Technol.46(2010)31-41.5K.VeeraBabu,R.GaneshNarayanan,G.SaravanaKumar,Anexpertsystemforpredictingthedeepdrawingbehavioroftailorweldedblanks,Exp.Sys.withAppli.37(2010)7802-7812.6L.LJiang.N.Yong.L.H.Tang.H.Yong,FaultDiagnosisExpertsystemofAutomobileEngineBasedlonNeuralNetworks,KeyEng.Mater.460(2011)605-610.7Mumtaz,I.H.Selvi,FFindik,0.Torku,I.H.Cedimoglu,Anexpertsystembasedmaterialselectionapproachtomanufacturing.Mater.andDes.47(2013)331-340.8M.Luis,T.Trevino,G.Indira,E.Salazar,B.G.Ortiz,R.P.Alejo,Anexpertsystemforsttingparametersinmachiningprocesses,Exp.Sys.withAppli.40(2013)6877-6884.9L.Tudor,AMoise,Automaticexpertsystemforfuzzycontrolofrobottrajectoryinjointspace,in:MechatronicsandAutomation(ICMA),IEEEIntermationalConference,2013,pp.1057-1062.10Y.Horikoshi,TKuboki,M.Murata,K.Matsui,M.Tsubokura,Diedesignfordeepdrawingwithhigh-pressuredwaterjetutilizingcomputerfluiddynamicssedooquatioMater.Process.Technol.218(2015)99-106.11S.Kumar,R.Singh,AninelligentsystemforselettiresoMater.Process.Technol.164-165(2005)1395-1401.12S.Kumar,R.Singh,AlowcosIknowledgebasesystemframeworkforprogressivediedesign,J.Mater.Process.Technol.153-154(2004)958-964.13W.FHosford,R.M.Caddell,Metalfomiaafivies114A.Ghosh,A.K.Malik,Manufacturingscience,seconded,EastWestPressPvt.Ltd.,200转台校准用精密角度分度系统设计摘要分度台是为机床上的角度测量而开发的。本文所述的测量技术目前在制造工程中可用于校准角度测量。概述了每种设备的测量原理，并讨论了其功能。设计并制造了使用6点运动学概念和使用球和V形槽位置的新分度台，以使用激光干涉仪校准旋转台的角度误差。评估制造方法以制造精确的V形槽。设计和制造了一个特殊的凸轮，以便将旋转运动转换成提升和旋转运动。CNC加工中心和分度头用于制造凸轮。新的分度台的所有部件均按制造公差制造，按照图纸，方形和平行度检查，以遵守6点运动学概念。而且这些因素控制着新分度台的可重复性。在安装新的分度台之后，使用在水平和垂直方向操作的旋转工作台来评估性能。目录1绪论142旋转分度台校准技术152.1用多边形和自准直仪校准分度台152.2锯齿形分度台转台校准152.3用激光干涉仪和球型自动分度台校准分度台163.新的分度台的设计183.1运动设计的概念183.2新分度台的功能183.2.1详细考虑新的分度台183.2.2新分度台的机制19参考文献201绪论行业中出现了许多类型的分度台。这些分度台最近已成为提高角度测量的精度和精度以及科学和技术各个领域的分界的必要条件。大多数分度台使用HIRTH耦合器，蜗杆和蜗轮，或者光栅盘。制造过程和精度要求是非常困难的。因此这些分度台是昂贵的，通常用于制造旋转的目的。为了校准这些分度台，通常使用多边形和自准直仪，或通常使用精度为1秒的锯齿形分度台，多边形和自准直仪的校准精度约为1秒。许多数学模型已经被开发来使用多边形和自准直仪来校准旋转台。这些数学模型通常使用矩阵形式，校准需要很长时间。随后，Lin 开发了一种使用激光干涉仪的校准方法。为了完成他的校准方法，分度台需要很好的重复性，所以一个使用球和针的自动分度台已经开发出来。虽然这在实验室中表现得非常好，但它不足以作为商业设计再现。这个自动分度台的问题是当顶板位于主体圆周上的球可能移动，或者任何力施加到顶板。因此，分度台应该考虑一个新的机制。因此采用了球和V形槽的六点接触运动学设计理念，因为球和V形槽系统可以达到0.1m的可重复性，并具有良好的刚性。这项研究的目的是考虑使用这种运动学设计理念的自动分度台的设计和制造。2旋转分度台校准技术所有测量仪器都具有有限的精度，仪器限制引起的误差通常不会显着影响公认的具体测量精度。尽管如此，为了确保测量的可靠性，有必要通过可靠的校准过程来确定圆形分割仪器的操作精度。图2-1使用1440分度台和反射镜校准转盘。图2-2读取角度变化引起的角度变化。2.1用多边形和自准直仪校准分度台对于分度台的校准，最常用的方法是基于使用多边形和自准直仪。旋转台的校准通过安装在桌子上的精密多边形容易地执行，并由