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微型模具成型的热量和挤压控制,模具,外文文献,中文翻译
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微型模具成型的热量和挤压控制 在这篇文章中 ,我们为了有效地复制出该微型模具产品的微小结构 ,将一个挤压机器和一个小核心传感器组合起来，构建一个注射模具的挤压系统。在一些重要的部位，由一个压力装置，它作为原动力，驱动中心模具工作。举例说吧，在注射以后，模腔中的压力会从二十兆帕上升到三十四兆帕。那些小小的感应器形成感受到压力，那些周围的装置和热敏传感器，排列在洞腔的同围。我们可以根据这些信号推测里面状况朝着有利的方向发展。为了评估该注射系统，我们做了一个厚度为 1度为 140 三角凹朝槽 来进行工作 。 说明 大部分的医疗信息设备都有一个基础工作部分，另外还有一些辅助部件来完成某种特定的功能。模具成型技术 在现实中广泛应用，而且在大批量生产中多有应用，这篇文章即是研究成型过程在传统的成型压力系统中 ,其为系统提供很大的压力差 ,这种特点为模具成型过程提供了很好的动力源 传统的成型过程在注射成型的过程中 ,特别是在微型模具的成型过程中 ,有两个很明显的问题 在用单模腔成型微小结构的模具时 ,不同的温度和硬度会引起不一致的成型压力 模腔中心的温度越高 ,中心周围的温度也会越高 即使通过冷却 和控制压力的方法来展平那些不平的区域 ,但是通过检测发现 ,热流量和压力仍是高于成型微型模具工作时所规定的压力 ,而且腔内的这种情况很不好控制 ,这样以来就只好通来侦测热流面不是温度来控制型腔中各种成型条件 . 这篇文章的作者，也就是该机器的设计者，他通过在模具重要部位安放一个叫做模具核心挤压机的部件来及时了解并控制模腔内成型的具体情况。这个部件配备有特殊装置来控制模腔内的压力、温度，并反馈回到显示装置上。这篇文章就向我们详细地阐述了这种机器的模型。 模具成型的压力系统设计 如图 1 所示，该结构为我们常用的模具结构图。 首先，我们描述一下装备有 备的模具成型压力机。我们用的 备有一个最大厚度为 13装置，而且可以产生一个最大值为 6压力。因此，该注射压力系统所能产生的压力在 06间，注射机的压力系统有一个压力设备，该装置有一个特置的中心轴，并与一个传感反馈装置连在一块。这个压力装置是圆柱形的，直径为 25度为 54的温度约在 20和 120之间。压力传动装置的设计是对称的，它把动力和运动从压力装置上以一定的规律和方式传出去，这个圆柱体的传动装置向一个方向上不停地进行着传递工作， 并由一个平面的辅助装置保证其只能在平面内作旋转运动。 为了研究之便，我们特地用一个很小的传感器，使位移，压力、传感器、热量传感器很好地相互协调起来协同工作，当注射机的注射孔开始有位移并要接触到模腔时，位移传感器装置就会测出其位移，并作出下一步的控制动作。该位移传感器是非接触式传感器，其最大是量程为 500误差可以控制在 下。 我们把一个核心模型放在模腔的中央，其结构是一个三角形的凹槽，以深度1次排列。核心表面有 32768 个三角形的凹槽组成，凹槽相邻的角度为 140o ，距离为 1m 完成 加工的产品组成一个直径为12度为 1盘状物。由是由在钢里面加入镍和磷元素制成的合金做的。有很好的硬度和耐磨性。三角槽的切制是由精度非常高的 切制而成的，有着异常高的精确度。 有二组深度为 12废气排放口，依次排列在圆洞的周围。用一个真空泵抽出由于树脂的分解而产生的废气物。为保证精细模具的硬度，统一冷却那些盘状产品。我对使冷却水做曲线的循环运动。注射机依靠一个伺服马达系统，使其可以具备最高达 150 评估微型注射系统 以下是成型时的条件：材料：聚苯乙烯；注射温度： 190；成型设 备温度： 80；注射速度： 10mm/s；注射压力： 34紧力： 150这些条件下，我们分别对如下情景作了比较分析。第一种情况是在约 1000压下推动注射压力机工作，第二种是没有电压作用。图表 3 和 4 显示的是模具里边传感器的测量结果。注射压力的测量由位于注射压力机后面的压力计来测量，并以数字表格形式在输出装置上显示。 第三组表格显示了成型一个周期的数据。首先，在第 ，注射动作开始注射，注射压力也随之上升，从第 始注射压力在 2 秒之内迅速升至 34腔内的应力实行如图 1 所标的传感器检测表明，也随着增加，只不过有大约 的延迟，最终可达到 20是注射压力的 59%。在注射压力保持不变的那一阶段，模腔内的应力迅速下降到零。这充分证明，尽管存在着由注射机提供注射压力，但其中一部分由于模腔内的摩擦力的存在而被抵消，熔料在模腔内凝固的过程中，熔料因渐成为固体而其余部分也随之降低为零。在此过程中，中心位移也经历了与模腔内压力变化规律相似的变化。这说明注射中心也受到了反作用力，在经历大约 14 比较低的表格表明了表面温 度和热量扩散的过程。其中比较平直的那一段曲线显示的是保压阶段或者说是压力持续过程。图表显示的是表面温度连续上升的过程，此时，熔料经浇口源源不断地流经流道，最终达到成型模腔。在注射完成后，温度迅速上升，而后随即下降（在冷却作用下）特别是浇口附近的热量散的比较快，温度下降也比较明显。 在图表 4 中，在第 时候，压力装置得到约 1000V 的电压，由于电压作用，模腔内的压力升至 34心的温度和压力也随之上升。切断电压后，中心也恢复到原始状态，但我们无法看到这一过程。 下面，我们对是否微型注射压力机时产品 的表面特征作一比较。图表 5、 6 显示的是 测量结果。从图片来看，三角形凹槽的表面粗糙度和均匀程度在这两种情况下并无明显区别。原因就是因与注射时的速度与模具微小结构的质量有关，另外三角形凹槽的深度和排列密度也是其原因之一。 附件 2：外文原文 In we an a a to is by a to on it 0 4 of us be as In to we of lm 40o. by 1 in lm of is a in of 14. on of In to at of a at to is on to in CD on in a of in 5, 6. is is if to or to or of in of 1) we ) a a 2) by a of to of 2 we we a 17294a 3 lm a kN no kN on a 9134A) in it 5 mm in 54 mm 1. 20 20of in a A in at it in at is an 00 lm .2 as to A of at .3 .6 mm of .5 mm on 2). We at 2,768 40_ .2 mm on of a 10.5 mm 2. a 1 mm 2 of 52 We an C i). 2 lm on of A To to a we 0 we in a a 50 3 at 190 0 10 mm/s, 4 150 we a 000 V to a in 3. 4. of of 3 s, .6 s, is 4 s. by a s to 0 9% of to at of is at in it to to a to it by 4 s, 3 in at as at to 4, a 000 V to s .6 s. 4 in in by to lm of to we to in to in we on EM FM a of to of of 西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：固定支架注塑模具的设计系 别： 机电信息系专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： ： 赫晓会学 号： 张新运2014年05月毕业设计（论文）任务书系别 机电信息系专业 机械设计制造及其自动化 班级 文)题目： 具工业是国民经济的基础工业，模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，加强外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要意义。文)的主要内容（理工科含技术指标）：(1)塑件分析 (2)初步拟订结构方案 (3)选择设备、校核有关工艺参数 (4)方案论证、结构设计、强度计算 (5)绘制模具装配图及零件图 (6)应用做出制件图并进行分析。文）的工作量要求：实验（时数）*或实习（天数）：图纸（幅面和张数）*： 折合考文献篇数： 中文15篇，英文2篇指导教师签名： 年 月 日学生签名： 年 月 日系（教研室）主任审批： 年 月 起始时间、设计地点）：1)基本要求：(1)绘图要求(用软件)二维及三维图(2)编写说明书具体内容如下：(编写格式和装订要求按教务处统一规定)(3)计算下列尺寸：模垫板厚度校核计算及冷却水道面积计算 (4)外文资料翻译10002000字符(5)生产批量：20万件2)进度安排：(1)查阅资料及翻译第12周(2)零件分析并绘图第34周(3)方案选择与确定第58周(4)绘制零件图与装配图(二维和三维) 第814周(5)编写论文第1516周(6)打印并交主审教师审阅第17周。在本设计中进行了塑件工艺性分析、总体方案的设计、注塑机的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、脱模机构的设计、侧抽芯机构的设计及计算、导向和定位机构的设计、模架的选择、冷却系统的设计和计算等设计工作。在本次设计中，需要加工的工件有侧孔，采用了一个由侧型芯、固定件、挡块组成的侧抽芯机构，避免了采用斜导柱结构。关键词：注射成型；热塑性；塑料制品；模具of of of of of In a of of to 射机最大注射量（g/h）K 塑料注射成型机最大注射量的利用系数个塑件的质量(g)具浇注系统中凝料的质量(g)射机的公称锁模力(N)P 单位投影面积所需的锁模力( 浇 浇注系统及飞边在分型面上的投影面积(i 一个塑件在分型面上的投影面积（ 抽拔力（N） 塑料对钢的摩擦系数位面积的包紧力（kg/h 支承板厚度（mm）p 成型压力（ 弹性系数（ 冷却介质的体积流量（m3/ 单位时间内注入模具中的塑料重量（kg/1 塑件在凝固时所放出的热量（J/ 冷却介质的密度（/c 却介质的比热容J/（C）却介质的出口温度（）1 绪论.概述.注塑模具研究目的和意义.国内外相关研究情况.论文的提出及本文的组织.件成型工艺性分析. 塑件的分析.构分析.形尺寸.度等级. . .射成型过程.射工艺参数.定模具的结构形式和初选注射机. 分型面位置的确定. 型腔数量和排位方式的确定.腔结构设计.腔排列形式的确定.具结构形式初步确定. 注射机型号的确定.射量的计算.注系统凝料体积的初步估算.择注射机.射机有关参数的校核.注系统的设计. 主流道的设计.流道的设计.流道的凝料体积.流道当量半径.流道浇口套的形式. 分流道的设计.流道的布置形式和长度.流道的当量直径.流道的截面形状.流道截面尺寸.料体积.核剪切速率.流道的表面粗糙度和脱模斜度. 浇口的设计.浇口尺寸的设计.浇口剪切速率的校核. 校核主流道的剪切速率.算主流道的体积容量.算主流道的剪切速率. 冷料穴的设计及计算.型零件的结构设计及计算. 成型零件的结构设计.腔的结构设计.型芯的结构设计.型芯的结构设计. 成型零件钢材的选用. 成型零件工作尺寸的计算.腔径向尺寸的计算.腔深度尺寸的计算.芯径向尺寸计算.芯高度尺寸计算.型芯高度尺寸计算.型芯径向尺寸计算. 成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算.模侧壁厚度的计算.模垫板厚度的计算.模推出机构的设计. 脱模力的计算.0 主型芯脱模力.个正方形主型芯的脱模力.脱模力. 推出方式的确定.出面积.杆推出应力.架的确定. 各模板尺寸的确定.板）尺寸. 模架各尺寸的校核.具平面尺寸.具高度尺寸.具的开模行程.滑块侧向抽芯机构的设计. 侧向分型与抽芯机构类型的确定. 斜导柱抽芯机构的设计.拔力计算.芯距计算.导柱弯曲力计算.导柱截面尺寸的确定.导柱长度及开模行程计算.导柱与滑块斜孔的配合.块设计.紧楔的设计.气系统的设计.度调节系统的设计. 加热系统. 冷却系统和冷却介质. 冷却系统的简略计算.向与定位机构的设计. 导柱与导套设计. 支撑柱的设计.具工作过程. 论.文）知识产权声明.文）独创性声明.论11 车、电机、仪器仪表等产品中，目前有60%80%的零部件都要采用模具成型。用模具生产制件的精度、复杂程度、一致性、高生产率和低消耗，是其他产方法所不能比拟的。而且用模具生产最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍，甚至上百倍。模具结构设计更加重视提高注射成型的生产效率和适应快速成型的需要。不少模具在自动脱模方面进行精心设计，同时更加重视冷却系统的设计。一些看来结构一般的模具，由于采用高效率的冷却系统，注塑生产效率平均提高一倍。高寿命模具比较突出。产品的大批量生产，要求模具的寿命达到一百万次或更高。为了适应上述要求，除模具工作零件选择一些优质材料外（例如日本典718、德国2738和国产还要求工作零件通过热处理来提高硬度和耐磨性。大部分比例的是塑料成型模具，而塑料注射成型又是塑料工业中主要的加工方法之一，世界塑料成型模具产量中约半数以上是注射模具。随着塑料工业的飞速发展，塑料材料在电子、建筑、服装、家电、汽车等领域得到广泛的应用。众所周知，塑料制品的成型大多依靠塑料模具。塑料模具的质量对制品的产量和质量都有决定性影响。模腔形状、流道尺寸、表面粗糙度、分型面、进浇与排气位置选择、脱模方式以及定型方法的确定等，均对制品尺寸精度及物理力学性能、内应力、表观质量与内在质量等起着十分重要的作用。中国模具行业的质量并不是世界上最好的，目前还赶不上德国和日本但中国模具行业大有发展的空间。德国、日本模具企业的加工设备先进，基本是数控、高速切削、单向走丝线切割或4轴5轴联动的高速加工机床，能实现模具型面的镜面加工。而国内模具企业的4轴5轴联动的高速加工机床占的比例有限，高光模具的加工与国外相比差距较大。西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）2德国、日本汽车模具的制造工艺已标准化，制品精度高、制造周期短。一种支架形式。固定支架在生产生活及医疗行业都广泛应用，因此对固定支架的注塑模具设计格外重要。本人所做的主要内容是通过查阅资料，了解工作原理及特点，完成基础知识的积累，然进行方案的论证，深化方案的具体实施步骤，设计出符合实际应用的注塑结构。虑到此固定支架外观要求不大，观察发现在塑件表面设置浇口即可。考虑到塑件尺寸和模具结构尺寸的大小关系，又考虑到型腔的平衡布置和浇口开设部位的对称，所以采用一模两腔布置。体方案的设计、注塑机的选择、浇注系统的设计、成型零件的设计、脱模机构的设计、侧抽芯机构的设计及计算、导向和定位机构的设计、模架的选择、冷却系统的设计和计算等设计工作4。2 塑件成型工艺性分析32 塑件成型工艺性分析本设计为一固定支架,件质量要求是不允许有裂纹，变形缺陷；材料要求为产批量为大批量，塑件公差按塑件材料要求进行转换，取定支架西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）构分析要想获得合格的塑料制件除选用塑料的原材料外，还必须考虑塑件的结构工艺性，塑件的结构工艺性与模具设计有直接关系，该制件外观为一尺寸不大的固定支架,需要侧抽芯，结构复杂程度一般。因而设计的模具属中等复杂程度。形尺寸该塑件壁厚为82形外形尺寸不大，塑料熔体流程较短，塑件的材料为热塑性塑料，流动性好，适合于注射成型。度等级塑件每个尺寸的公差一样，取碳酸酯(简称分子链中含有碳酸酯基的线性结构非结晶型高分子聚合物，有一点的化学稳定性，不耐碱，酮，脂等，透光率较高，介电性能好，吸水性小，力学性能很好，抗冲击，抗蠕变性能突出，但耐磨性较差。熔融温度高，熔体粘度大，成型前原料需干燥。粘度对温度敏感，制品要进行后处理。在机械上用作齿轮，凸轮，窝轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件等。数 性能 参数密度 )3 拉屈服强度 72体积 )v 13 伸弹性模量 吸水率 % 弯强度 113收缩率 %S 击韧度 2k 90t 度t 225积电阻系数 西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）射成型过程（1）成型前的准备。对度和均匀度等进行检验，理温度110120，干燥时间10小时左右。（2）注射过程。塑料在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动后，由模具的浇注系统进入模具的型腔成型，其过程可分为充模，压实，保压，倒流和冷却五个阶段。（3）塑件的后处理(退火)。退火处理的方法为红外线灯，鼓风烘箱。射工艺参数（1）注射机：螺旋式,螺杆转速28r/）料筒温度t/：前段：240285中段：230280后段：210240（3）模具温度t/：90100（4）注射压力（P/80130（5）成型时间（S）：25s（压时间3s， 拟定模具的结构形式和初选注射剂63 型面位置的确定通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖面积最大且有利于开模取出塑件的底平面上，腔结构设计由于该塑件的精度要求不高，塑件尺寸较小，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时，考虑塑件尺寸模具结果尺寸的关系，以及制造费用和各种成本费用等因素，初步定为一模两腔结构形式。腔排列形式的确定由于该模具结构选择的是一模两腔，腔数量的排列布置西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）具结构形式初步确定由以上分析可知，本模具设计为一模两腔，根据塑件结构形状，推出机构初选推杆推出方式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，开设在塑件底部边缘。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板，支撑板或推件板。由上综合分析可确定采用带推杆的单分型面注射模。射量的计算通过件质量属性塑件体积： 塑件质量： 8注系统凝料体积的初步估算由于浇注系统的凝料在设计之前不能确定准确的数值，于本次设计采用的流道简单并且较短，一次注入模具型腔熔体的体积西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）8为 33 ，由参考文献 。根据以上的计算，初步选择公称注射量为104 3注射机型号为Y250卧式注射机，射机主要技术参数理论注射量 3250 拉杆内向距 370448螺杆柱塞直径 50 移模行程 500注射压力 130 最大模具厚度 350注射速率 1 89 最小模具厚度 200塑化能力 模形式 液压4 模具定位孔直径 125锁模力/800 喷嘴球半径 射机有关参数的校核（1）注射压力的校核。查参考文献1表40 ，这里取 0p =130注射机的工程注射压力为 50 ,注射压安全系数里取：g ，所以，注射机注射压力合格。（2）锁模力的校核：塑件在分型面上的投影面积 则 22 16004040 浇注系统在分型面上的投影面积即流道凝料（包括浇口）在分型面上的投影面积 值，可以按照单型腔模的统计分析来确定。 塑件在分型西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）9面上的投影面积 里取 A 。塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积 则 238402)(2 模具型腔内的膨胀力 模是模具型腔内的压力，通常取注射压力的20%40%，大致范围为3060于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。取0 总P 模=384050=192=900模力的安全系数为，则=92= 锁，所以注射机锁模力合格。其他安装尺寸的校核要待模架选定，结构尺寸确定以后才可进行。4 浇注系统的设计104 浇注系统的设计浇注系统是指模具中从注塑机的喷嘴起到型腔入口为止的塑料融体的流动通道。它的作用是将塑料熔体顺利的充满型腔的各个部位，并在填充及保压过程中，将注塑压力传递到型腔的各个部位，以获得组织紧密、外形清晰的塑件。由于以可以采用侧浇口的形式。流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于主流道与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。流道的设计根据设计手册查得嘴口直径： 0 4d ;喷嘴前端球面半径： 20 ;(1) 主流道的长度 一般由模具结构确定，对于小型模具次设计初取502）主流道小端直径 d=注射机喷嘴尺寸+（ 1）主流道大端直径 D=d+ )z =7中 3（4）主流道球面半径 射机喷嘴球头半径+ )21( 4）球面的配合高度 h=流道的凝料体积 32222 03)( 流道当量半径 流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易西安工业大学北方信息工程学院毕业设计（论文）11磨损。对材料的要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道衬套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。本设计中浇口套采用碳素工具钢处理淬火表面硬度为505位圈的结构由总装图来确定。流
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