电子表外壳注塑模具设计【25张图纸/14000字】【优秀机械毕业设计论文】
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电子表
外壳
注塑
模具设计
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机械
毕业设计
论文
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文档包括:
说明书一份,54页,14000字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
翻译一份.
图纸共25张:
A0-模具装配图.dwg
A2-型腔固定板.dwg
A3-导套.dwg
A3-导柱.dwg
A3-顶杆1.dwg
A3-顶杆2.dwg
A3-定模板.dwg
A3-定位弹簧.dwg
A3-动模底板.dwg
A3-滑块.dwg
A3-回程杆.dwg
A3-拉料杆.dwg
A3-内抽芯结构.dwg
A3-水嘴.dwg
A3-塑件图.dwg
A3-锁紧楔.dwg
A3-推板.dwg
A3-推板压板.dwg
A3-斜导柱.dwg
A3-型腔.dwg
A3-型芯.dwg
A3-型芯固定板.dwg
A3-支撑板.dwg
A4-定位环.dwg
A4-主流道衬套.dwg
目 录
1 前言 1
1.1 塑料模具行业的概述 1
1.2 模具行业的发展现状及其发展趋势 1
1.3 侧抽芯机构的的应用 2
2 塑件分析 4
2.1 塑件的结构 4
2.2 工艺分析和尺寸精度 5
2.3 塑件材料成型特性及工艺参数 5
3 设备的选择 7
3.1 塑件体积的计算 7
3.2 注射机的选择 7
3.3 锁模力的校核 7
3.4 开模行程的校核 8
3.5 注射机的校核 8
4 浇注系统的设计 10
4.1 分型面的选择 10
4.2 主流道的设计 10
4.3 浇口的设计 11
5 成型零部件的设计 13
5.1 型腔尺寸的计算 13
5.2 型腔侧壁厚度的计算 26
5.3 底板厚度的计算 26
5.4 型芯尺寸的计算 27
5.4.1 型芯径向尺寸1计算 27
5.4.2 型芯高度1的计算 27
5.4.3 型芯径向尺寸2的计算 28
5.4.4 型芯高度2的计算 28
5.4.5 型芯径向尺寸3的计算 29
5.4.6 型芯高度3的计算 29
5.5 侧型芯尺寸的计算 33
5.5.1 侧型芯直径的计算 33
5.5.2 侧型芯高度的计算 33
5.6 内型芯径向尺寸的计算 34
5.6.1 内型芯径向尺寸1的计算 34
5.6.2 内型芯径向尺寸2的计算 34
5.6.3 内型芯径向尺寸3的计算 35
5.6.4 内型芯高度的计算 36
6 合模导向机构的设计 37
6.1 导柱的设计 37
6.2 导柱的布置 37
6.3 导套的设计 38
7 顶出机构设计 39
7.1 脱模力的计算 39
7.2 顶杆的结构 40
7.3 顶杆的校核 40
8 侧向分型抽芯机构设计 41
8.1 侧向抽拔距的计算 41
8.2 斜导柱受力分析 41
8.3 斜导柱直径的校核 42
8.4 斜导柱的结构 42
8.5 滑块的结构 43
8.6 导滑槽的结构 43
8.7 斜导柱分型抽芯机构的设计 44
9 冷却系统的设计 45
9.1 冷却时间的确定 45
9.2 冷却参数的确定 45
9.3 冷却水管总长度 46
10 模具动作原理 48
参考文献 50
致谢 51
电子表外壳注塑模具设计
摘要 本文首先分析了塑料模具的发展趋势，重点介绍了外侧抽芯结构和内侧抽芯机构。然后分析电子表壳塑件的结构特点，介绍了电子表壳体注射模结构的设计方法及模具的工作过程，以及模具设计的具体步骤和过程，并且对各个设计过程做了必要的理论说明,分析和阐述了模具零件的选材、强度和刚度的校核，电子表外壳的外侧孔采用斜导柱和斜滑块抽芯的设计方法，内凹坑采用三块式内侧抽芯机构，以及脱模机构和冷却系统的设计。
关键词 电子表外壳，注塑模，外侧抽芯，内侧抽芯
毕 业 设 计 任 务 书
1．毕业设计课题的任务和要求：
利用所学过的知识，查阅相关资料进行电子表外壳注射模具设计。该塑件结构较复杂，需要在设计时考虑多个方向内外侧抽芯。通过计算，选择并校核注射机类型和标准零部件，确定型芯和型腔相关尺寸，并对浇注系统、抽芯机构、合模导向机构和冷却系统等进行分析。要求所设计的模具整体结构简单合理，容易加工；图纸干净、整洁，且符合国家有关制图标准。
2．毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：
（1） 查阅与本课题相关的国内外资料，其中中文文献15~20篇，外文文献3~5篇。
（2） 结合所查资料，确定初步方案，撰写并打印开题报告。
（3） 测绘塑件，并画出塑件图。
（4） 绘制模具草图，并针对电子表外壳的结构特点，对注射模具的各个成型零件进 行相应的设计、计算和校核。
（5） 用AutoCAD或Pro/E绘制模具装配图和零件图。
（6）翻译一篇与本设计有关的外文资料。
（7）撰写设计说明书，要求字数18000左右，并严格按照学校规定格式编写。
毕 业 设 计 任 务 书
3．对毕业设计课题成果的要求〔包括毕业设计、图纸、实物样品等)：
（1）模具装配图一份；
（2）模具零件图若干；
（3）毕业设计说明书一册；
（4）外文原文及翻译各一份
4．毕业设计课题工作进度计划：
起 迄 日 期 工 作 内 容
2009年
2月23日～3月8日
3月9日～3月22日
3月23日～4月26日
4月27日～5月24日
5月25日～6月15日
查阅资料，初步确定设计方案，撰写开题报告；
完成外文翻译，测绘塑件图，确定设计方案；
绘制模具草图并进行相应的设计、计算；
绘制模具装配图和非标准零件图；
撰写并打印设计说明书，准备答辩；
论文答辩
- 内容简介：
-
2000) 16:7397472000 G. J. Y. H. . S. is a of an in a of a in an is of a to of a of a it to is of in an to on is is of to of an is to of is by of . H. 10 of a by so of a (a to of an to a as of of in of be to it be an is a of an of a is on In AM to to 1. of an . G. Ye et of a of 1,2. on of it is as as of is a to of an a of It is to in of on of as AD a As a to be to AD as or it is to In we a a of in an a of an A is to of a in An of of an is of in et 3 a of to In by to if a is do 4 a a of of of of of a in an to of of of 6 18 6 a of so a be to is is on in in a 6 a of to be a to a it a be 7 a of a of is by of to in of s is a “ is a a a on 7 is to a of a by At in of of s as of It s of At is to 8, to is to an to a of is on et 9 a 41it of a in of a in In an of of in a a of in of of as of . It be to on of of to a is to be in of or a is A In a an of of on 10 to at of of by by of it is to of to be of by to be to on of a a a of be in 11,12 is a of is in a In of it a“to of an is a at of to in ( of A be of as of of of It of a of is on of an an O, is as a in = (A, M, R) (1)id is a of an O).A is a of (t, a, v). a is , is a t, a v.M is a of (m, %, is a m a on 2. . G. Ye et 1, 2, %, n) tc is a of of an of is (,(, (,(, (, ,( ( (x,)a of SR of n to of in a is C)a to of of of OF or is to in a of . of an a on x, of an in an In at of in is a of on of it is to of of a of (a) a is by a a is to 21, 2)(5) is no so by R( ) )3. 43)1j+ 1i(5)he .5*)r of ( (of i j is 2)(7) of a in as an be of of is on of by AM 13 of t中北大学 2009 届 英文译文 第 1 页 共 12 页 自动装配模型注塑模具 X. G. J. Y. H. K. S. 加坡国立大学机械和生产工程系 注射 模具 是包含产品生产部分和自动化装配 的 组件 ， 本篇论文论述了注射成型模塑的两个关键的装配组件 ， 也就是 由计算机设计 模拟 出来 ， 并且决定非生产部件在装配组件中的位置和取向 。 这种从 本质特征 和客观取向所设计的组件 ， 是 为了 表现出注射成型装配组件的 。 这种设计允许设计者忽略模塑制件的细节 ， 直接描述 制件 重 点 的 那 一部分及其原因 ， 因此它给设计者提供了一次设计装配的机会 ， 一个系统的简单几何方法通常可以 在相同的条 件下推断出一个客观配件在装配组件中的位置 。 在这种粗略设计和系统简单的几何方法的基础上 ， 模塑自动化装配组件被进一步研究 。 关键词 ：模塑组装 ， 表观现象 ， 注射成型 ， 客观取向 1. 前言 注射成型 是塑料制造业中最重要的一个环节 。 它所必 要 的设备包含两个部分：注射成型机和注射模具 。 今天所用的注射模具机就是所谓的万能机 ， 在一定的范围内 不同尺寸的塑件通过它生产出来 ， 但是 模具 设计时需要根据 塑件 的要求进行改变 。 不同的模具布局 对于不同的模具形状是必要的 。 注射成型模具的最基本的任务就是将熔化了的材料生产成不同形状的制品 ， 这个任 务是由包含了阳模 、 型腔 、 嵌件 、 一级顶出机构的型腔系统完成的 。 型腔系 统的几何形状和尺寸是由塑件直接决定的 ， 因此一个型腔所有的构件称为 产品生产部 件 （产品就是指塑件 ， 部件就是指注射模具的构件 ） ， 另外产品成型是最基本任务 ， 注射成型机需要完成很多任务 ， 例如 ， 分配 、 熔料 、 冷却融化物注射塑件 ， 功能部件所完成的这些任务与注射成型不同结构和尺寸的塑件非常相似 ， 他们的结构和几何形状与塑件成型模具不相关 ， 但是他们的尺寸可以根据塑件的尺寸而不断改变 ， 因此我们可以从中得到结论 ： 注射成型机包含了塑件 生产部分和与之相关的非生产部分的自动 化装配组件 。 图 1 所示为注塑模具的装配机构： 中北大学 2009 届 英文译文 第 2 页 共 12 页 图 1 注塑模具的装配机构 设计作为产品依赖的一部分是基于塑件的几何形状 ， 最 近 几年 ， 术已经被成功的应用在帮助模具设计者设计塑件生产部分 。 塑件的自动化生产 作为塑件生产的一部分给人们带来很大的研究兴趣 ， 然而 在塑料模具装配建模上却很少有行动 ， 尽管它和产品的设计一样很重要 。 当应用 统设计产品生产部分和所有的注射成型装配组件时模具工业 面临 以下两种困难 ， 第一 ， 在一个模具系统中往往有一百多个 产 品生产部分 ， 并且这些部分之间互相联系互相制约 ， 模具设计者在一个 装配组件取向和安排这些组件时浪费 了很多 时间 ， 第二 ， 模具设计者 利用 大部分的时间来思考实际存在的客观部件的选用原则 ， 例如 ， 螺丝 、 底座 、 钉子时 ， 统应用了一个完全不同的客观无体几何水平 。 结果高水平的客观取向想法不得不翻译成低水平的 统 ， 例如 ，线 、 面 、 块 ， 因此 ， 对于解决上面的两个问题 ， 发展一个模塑自动化装配组件 是非常重要的 。 在这篇论文中我们论述了模塑自动化组建的两个关键因素 。 在计算机中涉及模具生产部分和模具生产装配组件 ， 并且决定组成部分在一个装配组件中的位置和客观取向 。 这篇论文简要 的 描述了模塑装配组件 的相关研究 ， 并且论述了注射成型模塑装配组件的一个不可缺少的设计 ， 一个简单的几何方法被用来决定一个部件在模具装配组件中的位置和客观取向 ， 介绍了注塑成型模塑的自动化装配组件的一个例子 。 2 相关的研究 模具装配已经在很多领域广泛研究 ， 例如 ， 动力机体学 、 人工智能 和 几何建模 学 。人 编辑了一本模塑组件的书 ， 他 们 在其中报道了许多 研究者 在模具装配研究中中北大学 2009 届 英文译文 第 3 页 共 12 页 利用图标机构 。 在 这 个图标方案中 ， 一些组件被比喻成鼻子 ， 一些感观机体被弧线连接起来 。 然而 ， 这些感官机体并没有重合在一起 ， 这就严重的影响了改性过程 。 例如 ， 一个几何 装配移动 ， 所有与之相关的部件没有相应的移动 。 明了一种支持包含了最基本信息的数据库的有等级差别的装配组建系统 ， 这些最基本的信息包含了两个部件之间的垫片 ， 这些改型基体取决于与之相关的实体 ， 但是这些有等级模具差别的模具组建仅仅代表了这些模具中的一部分 。 自动化 推断配置部件在装配中 的 作用 ， 意味着模具设计者可以避免直接定义这些改性机体 ， 另外 ， 一个部件位置的改变 ， 将会随着与之相连的任意一个部件的 形状和位置的 改动而变动 ， 存在着三种技术推断计算一个部件在一个装配组件中的位置和取向 ， 这三种技术分别 是数字迭代技术 、 系统代数技术 、 和系统几何技术 。 出数字迭代技术使用计算存在与空间关系中任何一个部件的位置和取向 ， 他们的方法包含了三个步骤 ： 产生约束等式 、 减少约束等式的数量和解决这些等式 ， 存在着 16 个等式与条件不符 ， 18 个等式符合条件 ， 6 个对任何机体合适的等式 ， 还有 2 个附加等式符合旋转部分 ， 通常这些等式的数量超过了可以利用的等式 ， 因此这就需要一种技术筛选到不需要的公式 ， 牛顿力学公式被用来解决这个问题 。 这种技术有两个缺点：第一 、 这种方法严重的依赖这前面的方法；第二 、 数字迭代技术不能区别 不同的数字基础 ， 因此 ，它 很可能用在空间关系的问题上 ， 这个领域不是数学方面的空白 ， 但是在理论上还很模糊 。 换 和改观方面所需要的空间关系 ， 每一个部件存在着关于空间关系的 六 个转变三 个移动和 三 个旋转 )。 这种技术需要大量的计算机程序应用和数据计算 ， 同样他不能用来解决在任何时间出现的所用问题 ， 尤其是当一个等式不能在程序中被重写的时候 。 明了一种能够决定一个刚性物体的位置和 取 向的集合方法 ， 这种方法 满足一套 的几何 约束 。 这种几何方法是通过产生一系列 没 任何约束的系统方法来解决问题的 。 这就导致了 量的下降 ， 用了一种解决问题的技术称作 “ 上帝 ” ，这是一个包含了一个点 和 两条 直交 轴线的技术 。 7 条约束现在 图标间 被定义出来 ， 对于一个涉及到单个对象与约束在那个机构上的标记与不变属性和 实验 分析的标记的问题获得了 解决 。 经试验分析后确定一个几何物体的最终布局 ， 再 一步一步的解决客观物体的布局 ， 自由度 决定哪一种方法将会满足一个物体 没有 约束 ， 这考虑到 将来减小物体的中北大学 2009 届 英文译文 第 4 页 共 12 页 自由运行 ， 在每一步的结尾 ， 一个可行的的法案增加到装配计划中 。 根据 描述在 塑装配组建技术中起到了重大的作用 ， 这种系统的几何方法可以解决所有的约束条件 ， 并且与数字迭代技术相比他拥有 更 吸引人的数字计算技术 ，但是要应用这种方法就需要大量的应用程序 。 尽管 很 多的设计者积极的投入到 模塑 装配组建技术上 ， 但是关于塑料注射成型 模 塑装配组建技术的成果很少被系统的报道 。 人 发明一种支持注射成型的设计系统 ，他们的 系统通过高水平的功能 模 塑组建支持了注射成型 模 塑技术 ， 因为 他们 的技术是建立在 基础上 ， 所以只能 通过 简单的块和线框表示出 来 。 3 注射成型装配组件的 表征 注射成型模塑的自动化装配组件的两个关键技术是在计算机 中 将模塑装配组件表示出来 以及 决定部件的生产部分在装配组件中的位置和 方向 。 在这个阶段我们可以利用客观取 样 和表 观现象来 代表注射成型的装配组件 。 在计算机中 会使每个部件的结构与空间关系变为现实 ， 这种设计必须支持所有的部件在装配组件中的配合 ,所有部件间的改变关系和装配组件作为一个整体的操作要求 。 另外 ， 装配组件的这种设计要求设计者在设计师必须满足以下的要求： 1、 要求 模具设计者 有 高水平的技术 来应对 实际存在的物体水平； 2、 装配组件的 这种设计必须能够正确的表现出自动生产过程的功能 ； 为了满足这些要求一种具有表观现象和客观 取 向的有等级差别的模具被应用在注射成型技术中 ， 一个装配组件可以被分成很多集合装配 ， 这个集合装配有包含了很多的构件 ， 因此有等级差别的模具能够分成合适的代表两个构件之间的结构 。 一个等级差别的模具暗示了一个明确的装配组件组 ， 另外 ， 一个等级差别的膜具能够直接表现出一个构件对另一个构件的依赖 。 基于特征的设计 要求设计者站在一个比实际应用模具更高的水平线 。 几何形状是直接的 、 有尺寸的 ， 当功能建模设计出来细节 ， 使用者 能够 很快的 通过一系列 参数直接定位 。 当然 ， 由于几何形状之间的关系 ， 它 同样也可以使设计者 比客 观 取 向的模具设计者容易做出变动 。 没有客观取向设计者就要根据模具要求考虑到所有的几何结构 ， 因此 ，每一次 设计 改变 可 直接根据模具要求改变而改变 。 另外 ， 客观取向的设计能够给设计者提供更高水平的组件物体 ， 例如 ， 当模具设计者考虑到物体的真实水平时 ， 如一个冷却水孔相关的客观表象在计算机中 模拟使用 。 中北大学 2009 届 英文译文 第 5 页 共 12 页 客观取向模具设计是一个在考虑到现实事件中的模具技术的基础上所应用的一种新的方法 ， 它的基础是客观物体 ， 这个物体结合了数据结构和性能客观取向方法被用来理解问题和设 计程序和数据库 ， 另外 ， 客观取向代表了装配组件制造时单位客观物体和总的组件的包含与被包含关系 。 图 2 表示了 模具装配中的表观现象与客观取向 ， 代表性就是抽象的层次结构来自低水平的几何实体到高水平的组件 。 项目图包含方格代表装配模具 ， 实线代表部件的关系 ，虚线代表其它的关系 ， 部件组成实体 。 它联合了表观现象与客观取向的优点 ， 它不仅包含部件与整体的关系 ， 更拥有一些模具装配的结构关系和使用功能 。 在 将进一步分析模具装配的意义 ， 而在 详细的介绍各部件之间的关系 。 图 2 模具装配中的表观现象与客观取向 装 配模具的定义 在 我们 的工作中 ， 把模具装配“ O” 在下面的公式中是独一无二的实体： O A, M, R) (1) 在这里 ： 模具装配的唯一标识符 (O)； A 是 一个三元组合 (t， a， v)， 其中 a 是 O 的一个属性 ， 每个与之相关的元素就是字符 t, a 和 v； M 是一个数组 ， (m, %, 每一个元素都是每个功能的唯一标识符 。 中北大学 2009 届 英文译文 第 6 页 共 12 页 R 是 O 与其它元素之间的关系 ， 这儿又六种基本的关系 在模具装配中 。 即： 装配模具的关系 在模具的装配中有六种关系 ， 分别是： 模具装配本身的一种性质 ； 明确规定的方向与装配部件的客观取向之间的关系 ， 对于一个组成部分 ， 它们特殊的空间关系来源于特殊的限制 ( 一个部件与其它的装配组件之间的限制关系； 在装配完成后允许的 旋转自由度； 由于旋转的自由度 ， 单方向或多方向的限制； 尺寸的限制为了保持某种状态 ； 在模具装配的所有元素中 ， 模具的装配各部件之间的关系是非常重要的 ， 这种关系不仅决定部件的方位 ， 而且能够保持模具装配的关系 。 接下来 ， 我们将要进一步通过例子来阐述这种关系 。 形状特征间的关系 从本质上说 ， 模具设计就是一种思想 ， 模具设计师们大部分时间在想一些实际的东西 ， 例如底板 、 螺丝钉 、 沟槽 、 斜面和孔 。 所以 ， 非常的有必要利用所有的标准部件建立几何模型 。 模具设计师可以很容易的对部件的方位以及形状进行改变 ， 因为那些部件间的关系都显示在模型上 。 图 3a 显示一个平板上有个 孔 ， 这个部件有两个特征：阶段性和反钻孔 ， 反钻孔 ( 坐标系中可用 示 ， 公式 (2)(5)表示了二者之间的关系 。 对于形状特征 ， 这里没有什么特殊的限制 ， 所以设计者直接指定这种关系 。 这种详细的关系如下： 中北大学 2009 届 英文译文 第 7 页 共 12 页 图 3 装配关系 公式 (2)-(7)显示了 间的关系 ， 这些关系最终决定在这一部件中的方位和方向 ， 如果把这一部件看做是模具装配 ， 形状特征便是模具装配中的一个“元件” 。 形状特征的选择是建立在标准零部件的尺寸的基础之上的 ， 因为 统技中北大学 2009 届 英文译文 第 8 页 共 12 页 术的支持 ， 形状特征不仅满 足模具装配的尺寸和位置 ， 而且体现了我们选择的模具部件之间的特殊关系 。 为了增加那种特殊的关系 ， 我们必须记录逻辑关系 ， 为模具装配配备合适的关系 。 在 统更新前 ， 检查合适的形状特征 都是 必要的 。 各部件之间的关系 在模具装配中 ， 某部件的方向和方位是与其它部件相关联的 。 图 3b 显示了一个模板 (螺丝钉 ( 螺钉的相对位置被模板上的孔所限制 ， 这种模板与螺钉之间的关系如下： 就像我们从公式 (8)和 (9)所看到的一样 ， 通过计算 定螺钉在平板上的位置和方向是非常重要的 。 自空间的限制 ， 这种推导需要推断模具装配中的配置 ， 这个问题将在下一阶段进行讨论 。 我们已经介绍了一种注塑模具装配的计算机模型 。 在这一阶段 ， 总结计算机模型的长处是有必要的 。 装配模具作为组件的代表 ， 反过来 却 包括 了 组件 ， 这个组件可以进一步代表装配的形状特征 ， 如此等级关系暗示装配顺序以及包含关系 。 这种基础特征不仅要求设计师们能够高水平的设计单个部件 ， 而且扩展了模具装配的功能 ， 因为这种性质允许部件随同其他部件位置和方向的改变而改变 。 表观现象可以联合某个对象的数据库以及操作 。 模具装配中封装的功能 就像顶出机构与 干涉检查一样 能够 使的例行程序自动化 。 4 注射成型模塑的装配 部件推断 中北大学 2009 届 英文译文 第 9 页 共 12 页 我们从等式 8 和 9 中可以看出 ， 装配模具中部件的方位与 方向最终会被变换母体所取代 。 为了方便 ， 特别的机构关系通常是一些高水平的交配条件 ， 就像伙伴 、 共线和平行 。 所以 ， 在部件之间的隐含约束关系间 自动获取明确 转变条件是很必要的 。 在第二部分中已经对三种推断模具装配部件的技术进行了分析 。 因为几何模型能够找出所有问题 ， 并同时间的复杂性组成等式 ， 我们用这种方法去确定装配模具部件的方位与方向 ，要将这种方法 在模具装配中 付之于行动 ， 需要大量的规划 。 然而 ， 一种简化几 何的方法被提议去确定模具装配时的部件方位与方向 。 在这种简化几何的方法中 ， 通过产生一系列的行动去满足那些约束来确定模具装配时的部件方位与方向 。 满足约束的所需资料被存储在“计划 碎片 ”中 ， 每个计划碎片就是一个能够指定顺序和能够使移动部件按照预定的路线移动的程序 ， 计划碎片还可以记录物体的新自由度和相关的几何变量 。 从概念上说 ， 计划是一个三维调度表 。我们用 代表自由度的平移度 ， 代表自由度的旋转度 。 这种计划表详尽的例举了 所有空间的状态 ， 为了满足一系列的约束在物体上的标记和球坐标系中的标 记而移动物体 。 例举了 上面三个因素相结合的不同 ， 将导致 82 中差异 。 如果研究的空间减少的话 ， 将会降低 计划表中的差异 。 为了实现这一目标 ， 那些因素的例举数量需减少 。 例如 ， 对于一定的约束类型 ， 如果 0,1,2 ,3变为 0,3后 ， 这样研究空间就 严重的 降低 。 经过仔细的分析模具装配部件的组成 ， 四个基础的约束被引用 ， 他们的定义和代数方程如下： 由于那些相关的限制 ， 我们计划表中的参数充分的下降了 ， 在我们的计划表中去解决一个 、 两个和三个的限制 ， 必须有九个参数 。 模具装配中为了互相增加组件 ， 更多的限制约束和自由度将会 增加使用者的适应性 。 然而 ， 在自动化模具装配中 ， 许多特殊的模具装配关系将会事先确定 ， 许多顺序关系也不太重要 。 通过上面的约束限制 ， 各部件之间的结构关系将会被资料库中数据指定 。 当增加模具装配中增加部件时 ， 系统将会第一时间分解复杂的约束为简单的约束 ， 然后 ， 生成一组碎片计划使部件在模具装配中有确定的方向和方位 。 5 模具非标准的集合装配 许多注塑成型的装配组件包含了生产部分和非生产部分 , 生产部分单个组件的设计是在塑件几何性能的基础上得到的 ， 通常产品生产部分应有与高水平装配组件相同的取向 ， 通常这些构件的位置和大小直接 由设计者制定 ， 对于产品省成本的设计 ， 传统的方中北大学 2009 届 英文译文 第 10 页 共 12 页 法是设计者从 手 册中直接选择所需要的模型 ， 对这些选择的产品生产部分建立几何模型块 ， 然后再将这些块加入到注射成型装配组件中 ,这样的设计 既 浪费时间 又 错误百出 。 在我们所应用的新的设计方法中 ， 所有生产部分的设计数据 是 在装配组件和客观需要的基础上得到的 ， 这些数据不仅包含了几何形状和生产部分的尺寸 ， 而且还包含了部件之间的空间约束 。 另外 ， 许多 部件有 固定 的 路线 ， 例如：顶出和复位同样也在这个数据库中 ，因此 ， 模具设计必须选则应用这要求的模具生产部分而确定它的结构 ， 然后计算机软件会自动的 确定出这些部分所要求部件的取向和位置 ， 最后 再将这些部件加入到装配组件中 。 模架组件 就像我们从图 1中看到的那样 ， 产品的生产部分可以进一步分为标准件 和 非标准件 。这些非标准件 是由 一系列底座 、 导向机构等装配组件构成的 。 除了确定产品的性状外 ，一个模具还必须同时完成许多其他的功能 ， 例如冷却 、 注射产品 、 顶出 、 合模导向等 ，许多的模具应有相似的性能 ， 因此这就导致了他们在结构上的相似 ， 模 具结构设计中有许多标准要求 ， 模具 非标准部件就是在这些标准组件的基础上设计而成的 。 根据装配组件设计师的客观取 样 和表 观 现象 ， 模具组件的 表观现象是非标准件首先应该考虑到的 ， 另外 ， 客观组件的设计受到组件构件之间的相互关系和构件的功能的限制 ， 然后利用这些客观组件 ， 一个有等级差比的集合装配 (模具的非标准部件 )就形成了 ，这些模具的生产部分可以直接由目录数据库中的数据确定 ， 图 4 表示模具实际情况对立于模具的特殊组件 ， 这种特殊的模具组件的例子被自动的添加的模具装配中 ， 模具部件与整体之间的结构关系可以以 单元表示出来 。 图 4 模具设计实例 标准件的自动添加 中北大学 2009 届 英文译文 第 11 页 共 12 页 一个标准件就是一个自动组件 ， 这个可以依据 的公式 1 定义 。 在数据库中的空间 约束是由 交差 、 平面直线和弧线确定的 ， 但是 它 与非标准件不同 ， 标准件的位置和客观取向并不确定 。 在设计时软件通过简单的 公式 直接推断出标准件 的 几何形状 。 模具装配中的复位机构 自动化设计的一个关键考虑因素是复位过程 ， 复位是指嵌件在设计过程中 留出 相应的一定空间使之归位的操作 。 当一个 顶 出设备加入到装配组件中就要求在设计过程中留出相应的孔 ， 以便复位 。 如图 5 所示： 图 5 模具顶出机构 既然利用了客观取向技术 ， 每一个装配组件都可以有两种表示方式 ： 实际存在和客观设计 。 实际存在的物体空间 是 根据一个真实物体 所 要占据的空 间决定的 ， 无论何时一个客观构件被加入到装配组件中 ， 它的 真实 空间尺寸也同时被设计出来 ， 复位操作技术是根据相关构件的相互关系而设计的 。 另外由于实际空间和真实空间的关系 ， 复位技术的设计也要根据实际物体做出相应的改变 ， 这种自动复位功能进一步说明了客观取向的优点 。 6 系统 实施 在客观 取样 和 表观取 向基础上设计而出的 模 塑自动化装配组件技术 ， 已经在美国国立大学被应用在 域内 。 这种绘图技术 是 提高应用程序的一个有效方式 ， 通过这种技术 的 使用这可以将其 它 部分加入到装配组件中修改参数等 。 尽管绘图技术提供了很好的功能 ， 但是 上文提到的方法仍然被用来推断构件的布局 ， 因为在设计过程中必须考虑到构件自由运行的程度和检查构件在加入到装配组件以前所需要的空间 。 这种系统的约束 条件和图表约束是相辅相成的 。 图 6 显示 为 一种注塑产品 ， 图 7a 中显示成型这种塑件的注塑模具 ， 图 7b 中指出了各个组件在装配时的父子关系 。 这种装配组件使用 术设计的 ， 模具中的每一个非标准件被自动的安置在装配组件 中 。 同样 ， 标准件 (例如 ： 螺钉 )也是被自动的加入中北大学 2009 届 英文译文 第 12 页 共 12 页 到装配组件中 ,复位技术也不例外 。 图 6 注塑产品 图 7 成型注塑产品 6 的模具 7. 结论 在表观现象 和客观取向技术上所设计的具有等级差别的注射模塑装配组件 ， 不仅仅提高了装配组件设计技术 ， 而且同时提高了操作功能和几何约束性 ， 例如 ： 自由的程度 ,配合条件 、 镶嵌和取向约束 。 因为 ， 装配组件设计的这一技术的提高 ， 装配组件中某一构件的尺寸变化可以在整体设计完以后 再 做出变动 。 装配组件构件的 封装 有以下两个特点： 1、 配合技术在装配构件中封 装 自动化装配组件设计 时 可以被容易的利用； 2、 装配组件的封 装 使得装配组件的设计在应用过程中自动完成 ， 例如 ： 复位和构件检查 。 提出的 简单的统计方法可以直接降低自动化设计过程中程序的难度 。 鸣谢 作 者感谢新加坡国立大学和新加坡国家科学技术委员会对 究项目的支持 。 学 毕业设计任务书 学 院（系）： 业 ： 生 姓 名： 号： 计 题 目 ： 电子表外壳注射模具设计 起 迄 日 期 : 2011 年 2 月 23 日 2011 年 6 月 15 日 指 导 教 师 : 主任 : 任务书日期 : 2011 年 02 月 23 日 毕 业 设 计 任 务 书 1毕业设计课题的任务和要求： 利用所学过的知识，查阅相关资料进行 电子表外壳 注射模具设计 。 该塑件结构较复杂，需要在设 计时考虑多个方向内外侧抽芯。 通过计算，选择并校核注射机类型和标准零部件，确定型芯和型腔相关尺寸，并对浇注系统、抽芯机构、合模导向机构和冷却系统等进行分析。要求所设计的模具整体结构简单合理，容易加工；图纸干净、整洁，且符合国家有关制图标准。 2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： （ 1） 查阅与本课题相关的国内外资料，其中中文文献 1520 篇，外文文献 35 篇。 （ 2） 结合所查资料，确定初步方案，撰写并打印开题报告。 （ 3） 测绘塑件，并画出塑件图。 （ 4） 绘制模具草图，并针对 电子表外壳的 结构 特点， 对注射模具的各个成型零件 进 行相应的设计、计算和校核。 （ 5） 用 绘制模具装配图和零件图。 （ 6）翻译一篇与本 设计 有关的 外 文资料。 （ 7）撰写设计说明书，要求字数 18000 左右，并严格按照学校规定格式编写 。 毕 业 设 计 任 务 书 3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等 )： （ 1） 模具 装配图 一 份 ； （ 2）模具 零件图 若干； （ 3） 毕业设计说明书 一 册 ； （ 4） 外 文 原文及 翻译 各一份 4毕业设计课题工作进度计划： 起 迄 日 期 工 作 内 容 2011 年 2 月 23 日 3 月 8 日 3 月 9 日 3 月 22 日 3 月 23 日 4 月 26 日 4 月 27 日 5 月 24 日 5 月 25 日 6 月 15 日 查阅资料，初步确定设计方案，撰写开题报告； 完成外文翻译， 测绘塑件图，确定设计方案； 绘制模具草图并进行相应的 设计、 计算 ； 绘制模具装配图和 非标准 零件图 ； 撰写并打印设计说明书，准备答辩 ； 论文答辩 学生所在系审查意见： 系主任： 年 月 日 学 毕业设计开题报告 学 生 姓 名： 号： 院 、 系 ： 业 ： 计 题 目 ： 电子表外壳注射 模具设计 指 导 教 师 : 011 年 3 月 6 日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1 结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写 2000 字左右的文献综述： 文 献 综 述 述 近年来 ， 随着塑料制品的广泛应用 ， 塑料模具的设计及制造也相应 的 迅猛发展 。 全球制造业正以垂直的模式向亚太及中国转移 ， 中国正 在 成为世界制造业的重要基地 1。制造业模式的变化 ， 必将 对新技术的需求 有所提高 ， 也必将导致 术的发展 ； 同时 ， 由于网络技术的大面积应用 ， 正如 10 年前由于成本的大幅度下降 ， 使得微机进入千家万户 ， 已经改变我们的生活一样 ， 网络应有的普及将在更大的程度上改变制造业的模式 。 随着中国加入 成为世界制造业的重要基地 ， 将要求我国的产品有创新性 ，并且要有更高的质量 、 更低的成本并 在更快的时间内提供给市场 。 作为产品制造的重要工艺装备 、 国民经济 基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线 ， 模具工业除其需要“ 高技艺 ” 的 从业人员外 ， 还需要更 高的技术 来保证 2。 一切产品的更新换代 ， 工业品上水平都离不开模具 ， 只有提高对模具工业重要性认识才能加速我国工业产品更新换代 ， 才能为我国经济的持续发展提供必要的工业装备 ，才能使我国工业产品在国际市场上占有一席之地 。 在塑料制品的加工生产中 ， 模具设计是一个相当重要的环节 ， 因为模具的设计质量直接影响到塑料制品的成型质量及后加工 ， 塑料制品的性能 、 外观质量以及生产成本 。因此 ， 模具结构设计的合理性 ， 制造以及装配的难易程度 ， 自动化程度是衡量一副模具的标准 。 具 行业 的发展现状及其发展趋势 模具 工业是国民经济的基础产业 ， 是“百业之母” ， 是永不衰亡的行业 ， 模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发 的 能力 2。 我国模具工业解放后从无到有 ， 在经历了半个多世纪的发展 ， 已有了较大的提高 ， 发展速度十分迅速 ， 目前已初具规模 。 虽然我国模具技术水平正在逐步提高 ， 但与工业较为先进的国家相比 ， 仍存在较大的差距 ， 纵观我国的模具工业 ， 既有高速发展的良好势头 ， 又存在模具品种少 、 精度 低 、 结构欠合理 、 寿命短等一系列的不足 ， 无法满足整个工业迅速发展的迫切要求 。 模具工业潜力很大 ， 前景广阔 。 近十多年来 ， 大多数国家的模具 总产值 有了 大幅度的提高 。 模具技术进步极大地促进了工业产品生产发展 ， 因而深受赞誉 。 美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石” ， 在日本 ， 模具被誉为“进入富裕社会的原动力” ，在联邦德国 ， 模具被冠之以“金属加工业中的帝王”之称 ， 在罗马尼亚 ， 有“模具就是黄金”之说 3。可见模具工业在世界各国经济发展中具有极其重要的地位 。 模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一 。 随着人类社会的进步和高技术的不断发展 ， 世界各国对塑料模设计技术给予了高度重视和关注 ， 不惜投入重金进行研究和开发 1。 塑料模 C件和塑料模 C件等已经商品化 ， 注射模 向实用化阶段迈进 。 抽芯机构的的应用 侧抽芯机构 刘吉兆 ， 许学军 4在 “ 抽芯件在侧抽芯机构中的应用 ”中指出 侧抽芯机构很多种，包括弹簧分型抽芯机构，斜销分型抽芯机构，滑块导板分型机构，斜滑块分型抽芯机构以及齿轮齿条抽芯机构等。各机构运用于不同成型模具机构中，实现了复杂塑件的成型。 陈祥华 5在“ 多向抽芯注射模的设计与制造 ”中指出 侧抽芯一直以来都是模具设计的难点，目前国内对侧抽芯的研究比较多，尤其是 多方向的侧抽芯。 特别是对于多方向的侧抽芯，可以采用弹簧侧抽芯机构，但是注射时注射力和弹簧件的压力较大，为了确保模具注射时型芯件不让位，在设计时应在浮动件定模件上设置滚轮自锁机构，以确保型芯在承受压力时不让位。 王 燕 6在“ 多腔多个方向抽芯的注塑模设计 ”中提到 关于多方向的侧抽芯 中， 研究的主要热点就是实现一次成型，避免各抽芯零部件的干涉。在侧抽芯的动力选择上，大部分的设计者都是使用纯机械式，利用开合模来实现侧抽，也有一部分使用的液压 式 抽芯。 田福祥 7在“ 新型斜抽芯注塑模 ”中 指出 模具设计 重于简化模具的结构， 由于是多方向的侧抽芯， 一般 采用弹簧侧抽芯机构，省掉了不少的零件，结构在布局安排上就轻松多了，但是由于弹簧在长时间的受力下容易损坏，所以这种结构在稳定性方面不是相当理想，使用于小批量，短期内使用的模具 。 吴光明，金惠萍 8在“ 注射模小型抽芯机构的设计 ” 认为 斜滑块式抽芯机构 加上顺 序脱模结构以及浇注系统的凝料的自动脱出系统，模具结构 是有些 复杂，布局有 一定的难度，但是结构性很好，模具运行很稳定 ，能够提高塑件的质量 。 李秦蕊 9在“ 塑料模具设计 ” 中对侧向分型和抽芯机构进行了详细的说明， 滑块侧抽芯塑料模具实现侧抽芯 最常见的一种形式，它借助机床开模力或者另外的的动力源的推出力来完成侧向抽芯，具有结果简单，制造方便，动作可靠等优点。双 滑 块的侧向抽芯结构广泛用于带有倒钩槽和侧面斜抽侧孔的塑件成型模具结构中。此结构利用压紧块和滑快的共同运动，利用成型的开模动作用，使斜撑梢与滑块产生相对运动趋势，使滑块沿开模方向及水平方向的两种运动形式，使之脱离倒勾或者成型侧斜孔。 侧抽芯机构 孟令春 10在“ 内侧抽芯注射模的设计 ” 中提到塑件的内侧凹槽一般 采用斜导柱内侧抽芯机构或斜滑块内侧抽芯结构。 由于 斜导柱内侧抽芯机构较为复杂 ，并且机构在与开模垂直方向的尺寸较大，如果使用此种机构将会降低动模芯的强度 。 廖晖 11在“ 内抽芯组合滑块的设计 ”中指出 斜滑块内侧抽芯结构以及内抽芯组合滑块主 要应用于抽出内侧凹，其特点是斜滑块不与顶杆固定板连接。 开模时顶杆推动斜滑块，使其延动模板上的斜孔运动，同时完成内侧抽芯与塑件 顶 出的动作 。 伍建国 12在“ 内抽芯顶板顶出注射模 ”认为 与现有技术相比，滑块式抽芯可以在模具出模时 即可抽出，不用把模具和型芯分开，这样就大大缩短了产品的生产周期 。 由于采用了一组主滑块和一组副滑块，因此不会对产品产生损坏，具有很 高的可靠性 。 李学军 13在“ 电子表壳注射模”中 对斜滑块内侧抽芯机构给予高度的评价。 斜滑块的脱模时可以起到顶出的作用，而因为它 与产品的接触面积大，其顶出力大，受力平稳，有利于塑件的顺利脱模， 因此采用斜滑块内侧抽芯结构 是一种非常理想的塑料模具内抽芯装置。 参考文献： 1 田福祥 . 现代模具技术的特点及其发展趋势 . 热加工工艺 , 2004, (8): 5559 2 蒋桂芝 ， 王丽 . 我国模具技术的发展现状及其发展趋势 . 机电产品开发与创新 , 2008,21(4): 197198 3 罗继相 . 浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策 . 模具技术 , 2001, 3(6): 3639 4 刘吉兆 ， 许学军 . 抽芯件在侧抽芯机构中的应用 . 机械设计与制造 , 1999,(11):4244 5 陈祥华 . 多向抽芯 注射 模的设计与制造 . 模具技术 , 1996, (4): 5457 6 王 燕 . 多腔多个方向抽芯的 注射 模设计 . 塑料 , 2000, 29(4): 243 7 田福祥 . 新型斜抽芯 注射 模 .
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