Mlodflow辅助设计打印机后盖注射模设计.doc

青岛理工大学本科毕业设计（论文）说明书Mlodflow辅助设计打印机后盖注射模设计第1章绪论1.1模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如塑料成型用的注塑模、金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷冲压模具等各种模具。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一，世界许多国家特别是工业发达国家都十分重视模具的发展，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，并且已经取得了显著地经济效益。近几年内，世界模具市场总量已超过1000亿美元，其中美国、日本、法国、瑞士等国家一年出口的模具已超出总产值的1/3。我国处在飞速发展的时期，模具工业也迅猛发展，并逐步走上了规模化、专业化、国际化的发展道路，随着我国汽车工业的良好发展势头，模具在国民经济中的地位将日益显著。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。随着经济的发展，人们的个性化需求越来越高，这就加快了产品的更新换代的速度，从而对模具也提出了越来越高的要求。因此促进了模具工业不断地向前发展。1.2模具的发展趋势近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于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所致。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）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。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。（4）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。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。（6）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。第2章塑件成型工艺性分析2.1塑件的整体分析该塑件的材料为ABS，精度等级为MT3，外形结构如图2-1和图2-2所示。产品外观质量要求一般，无翘曲变形和熔接痕迹，无飞边缩痕等缺陷。现对塑件的结构及成型工艺性分析如下。 图2-1外形结构1图2-2外形结构2 (1) 结构分析：综合分析塑件结构，塑件整体尺寸较大，局部结构也较多，但无侧凸凹槽和侧孔，降低了模具结构复杂程度。其难点是底部的两个通风窗口，其开口方向与产品表面成一定的斜角，以及两侧壁的直伸条。(2) 成型工艺分析：打印机后盖对外观面的质量要求较高，且需要一定的强度和刚度，壁厚要均匀，顶出位置设计必须合理。该产品的壁厚比较均匀，整体大约为3mm，过渡平缓，在ABS的壁厚范围内，可顺利成型，塑件的脱模斜度为40，脱模斜度合理。2.2塑件性能分2.2.1 ABS的使用性能1、综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。2、耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。3、水、无机盐、碱、酸对ABS几乎无影响。4、尺寸稳定，易于成型和机械加工。2.2.2 加工特性1、无定型塑料，其品种较多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种确定成形方法及成型条件；2、吸湿性强，含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥；3、 流动性中等，溢边量0.04mm左右；4、比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温，料温对物性影响较大、料温过高易分解。注射压力应比聚苯乙烯稍高；5、易产生熔接痕，模具设计湿要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹。6、在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小2.2.3 主要性能指标表2-1 ABS主要性能指标名称参数单位数值物理特性密度g/ cm31.021.16质量体积cm3/g0.860.98吸水率%（24小时长时间）0.20.4收缩率%0.30.8溢边值mm0.04力学性能屈服强度MPa21拉伸强度MPa50断裂伸长率%35拉伸弹性模量%1.8成型压力MPa60100热性能成型温度C210300热变形温度C45N/cm2为90108，180 N/cm2为83103比膨胀系数105/C7.0比热容J/(KgK)1470热导率w/mk0.2632.2.4 ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70C左右热变形温度约为93C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度等。第3章 确定模具结构形式3.1分型面的选择分型面是模具结构中的基准面，直接关系到塑件质量，模具的工艺性和注射成型效率。故确定分型面是模具设计的重要环节，选择时应考虑以下问题：（1） 分型面应该选择在最大轮廓处（2） 确定有利的留模方式，便于脱模（3） 保证塑件的精度要求（4） 满足塑件的外观质量要求（5） 便于模具加工分型面的设计过程如下：(1)以塑件的最大轮廓线为分型线，即分型面应选在制品的最大外形尺寸之处，否则无法顺利脱模。因此将分型面选在如图3-1所示的位置。分型线图3-1 分型面位置(2)分型面不能影响外观，如图3-1所示的位置为非外观位置，不影响外观。3.2确定型腔的数量当塑件分型面确定之后，就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模。由于该塑件尺寸较大，且批量不大，故采用一模一腔结构。第4章 CAE（Moldflow）建模与模拟分析 4.1Moldflow三维建模4.1.1浇口位置的确定下图为Moldflow对制件最佳浇口位置分析结果。图4-1 交口位置4.1.2 流道设计由于该塑件比较大，为了提高成型效率，因此采用热流道浇注系统，且采用均布的四点进胶，运用Moldflow的建模功能建立浇注系统，如图4-2所示： 图4-2 浇注系统4.2 CAE充填分析结果4.2.1模型详细资料网格类型 = 双层面网格匹配百分比 = 93.1 %相互网格匹配百分比 = 94.4 %节点总数 = 5302注射位置节点总数 = 1三角形单元的平均纵横比 = 2.5208 三角形单元的最大纵横比 = 9.3054三角形单元的最小纵横比 = 1.1562总体积 = 1391.2632 cm3要充填的零件体积 = 1256.7760 cm3要充填的主流道/流道/浇口体积 = 134.4871 cm3总投影面积 = 2614.0162 cm24.2.2充填时间参考图4-3，由Moldflow分析日志可知：充填时间为3.036 s。图4-3 充填时间4.2.3速度/压力切换时的压力参考下图，由Moldflow分析日志可知：最大注射压力(在2.9853 s) = 60.7299 Mpa图4-4 速度/压力切换时的压力4.2.4流动前沿温度参考下图，由Moldflow分析日志可知：流动前沿温度的差值在10以内，比较理想。图4-5 流动前沿温度4.2.5注射位置处压力和锁模力：XY图（1）由Moldflow分析日志可知：最大注塑压力发生在2.985s,此时的压力为60.73MPa，如图4-6所示。图4-6 注射位置处压力：XY图（2）由Moldflow分析日志可知：最大锁模力为543.6吨，如图4-7所示。图4-7 锁模力XY图4.2.6气穴产生的位置和熔接痕的分布由Moldflow分析可知气穴产生的位置和熔接痕的分布如图4-8和图4-9所示，为了避免产生气穴给塑件带来缺陷，可在气穴产生处布置顶杆，以排出气体。至于熔接痕可以调整浇口的位置，降低熔接痕的产生。图4-8 气穴分布图图4-9 熔接痕分布图第5章 注塑机型号的初步确定除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密切相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。5.1模具所需塑料熔体注射量 （5-1）式中 m一副模具所需塑料的质量或体积(g或cm3)；n初步选定的型腔数量；m1单个塑件的质量或体积(g或cm3)；m2浇注系统的质量或体积(g或cm3)。由UG软件分析可知塑件体积V=1236.19cm3塑件质量=V=1.11236.19g=1359.81g浇注系统的凝料的体积可按按塑件体积的0.6倍计算，由于该模具采用一模一腔，故浇注系统凝料体积为V2=V10.6=1236.190.6cm3=741.71cm3所以，该模具一次注射所需塑料ABS的体积为 V0=V1+V2=1236.19+741.17=1977.36cm3质量为 m=1.6=1.61359.81g=2175.70g5.2注塑机型号的初步选取设计模具时，为使注塑机一次注射的熔料能够填充满型腔，必须满足注射成型塑件所需的总注射量小于所选注塑机的最大注射量，即：nm + mj kmn (5-2) 式中 n型腔数量； m单个塑件的质量或体积(g或cm3)； mj浇注系统的质量或体积(g或cm3) ； mn注射机的最大注射量(g或cm3) ； k注射机最大注射量利用系数，取0.8。因此，mn1977.36cm30.8=2471.7cm3又由Moldflow分析可知，其注射量为1391.26cm3。根据以上的计算初步选定型号为XS-ZY-4000型卧式注射机，其主要技术参数见表5-1。表5-1XS-ZY-4000型注射机主要技术参数理论注射容积(cm）4000螺杆直径(mm)130注射压力(MPa)106注射速率(g/s)310塑化能力(g/s)47螺杆转速(r/min)10266锁模力(kN)10000拉杆内间距 (mm)1050950移模行程(mm)1100模具最大厚度(mm)1000模具最小厚度(mm)700锁模形式双曲肘模具定位孔直径(mm)300第6章 浇注系统的设计浇注系统的设计是塑料模具设计中最重要的问题之一，浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，具有传质、传压和传热的功能，对制品质量影响很大。它的设计合理与否，直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易。需要注意的问题有：尽量避免或减少热量和压力的损失、合理的设置浇口的位置减少熔接痕的产生、便于型腔中气体的排除、防止型芯的变形和镶块的位移、尽量减少熔体在流道内的流动时间。综合分析各种因素，本模具采用热流道系统。6.1热流道浇注系统的技术优势塑料注塑模的热流道技术已越来越广泛应用，累积起来的技术成果与日俱增。热流道注射模已经发展成为塑料加工的重要工具。热流道系统技术上的优势有以下几个方面：（1）流道内压力损耗小，塑料流动性好，温度均匀，则产品的内应力，变形就会减小，产品表面质量和力学性能就会大大提高；（常见的缩水、填充不足、熔接痕、颜色不均、飞边、翘曲现象也可以减少）；2.消除全部或大部分流道废料，物料的有效利用率高，不必回用旧料；3.缩短了成型周期，开模行程，提高了生产效率； 4.热流道均为自动切断浇口，可以提高自动化程度 ；5.降低注塑压力，有利于保护模具，延长使用寿命； 6.多模腔模具可保证填充均匀，质量一致；6.2热流道系统的组成热流道系统由四部分组成：热咀、分流板、加热原件和温控器。1.热咀：将从分流板进入的塑料再送进各个模腔，充分降低注射压力。由于客户不同的需求及针对不同塑料的不同特性，热咀的规格型号有多种选择，也可以根据客户的要求定制加工。从加热方式上可分为：内加热热咀和外加热热咀，从结构上分常用的有：尖咀、通咀和针阀咀2.分流板：连接注塑机喷嘴与热咀，将塑料恒温的从注射咀送到各个单独的热咀。在熔体传送过程中，熔体的压力减小，并不允许材料降解。常用热流道板的形式有：一字型，H型，Y型，X字型、米字型；从加热方式上分外加热热流道板和内加热热流道板两大类3.加热原件：加热元件是热流道系统的重要组成部分，其加热精度和使用寿命对于注塑工艺的控制和热流道系统的工作稳定影响非常大。一般有加热棒、加热圈、加热管等等4.温控器：温控器就是对热流道系统的各个位置进行温度控制的仪器，由底端向高端分别有通断位式，积分微分比例控制式和新型智能化温控器等种类。6.3热流道系统的设计6.3.1热流道喷嘴的注射点确定浇口的位置时，应注意：（1）检查熔接痕的位置，数条熔接痕不能连在一起，也不能分布在制品强度薄弱的部位。（2）注意气囊的位置，应尽可能排除气囊的产生，如难以避免，可在该部位设计排气措施。由于塑件比较大，经Moldflow模流分析采用均布的四热咀注射点较为合理，如图3-2所示。6.3.2加热方式的选择选择内加热还是外加热方式，取决于下列因素。1）对于着色塑料频繁的更换，内加热方式在清理流道时比较困难。2）内加热流道板设计和注射加工时有突出的优点。流道板结构较简单，外部温度低。3）耐加热差的塑料，采用内加热方式容易发生分解烧损。而且，熔体流经流道板的环形流道时，有较高的剪切应力，限制了热敏性塑料的应用。4）内加热的流动系统，它的熔体平衡流动设计困难，而外加热的流道系统流动平衡较好，且换色较快，容易启动。所有的喷嘴都可以在外加热方式下使用。由于塑件较大，一次注射量较多，为使熔体平衡流动，采用外加热方式。6.3.3 主流道喷嘴、流道板和喷嘴的选择1. 主流道喷嘴的选择根据注塑机喷嘴的球面半径和喷嘴孔直径，设计浇注系统的主流道如图6-1所示。图6-1主流道喷嘴2. 流道板的选择热流道板的设计，主要取决于：1）热流道系统的浇口和喷嘴的数目和位置。2）达到自然平衡或变流平衡的方式。流道板悬置在流道夹板中，上有定模固定板，下有定模板。流道板是被电加热器加热的高温部件，四周是由冷却系统维持的低温模板。以空气作为绝缘材料，流道板的上下平面和四周与模板间都有间隙。喷嘴的大部分表面与定模板之间也都有间隙。为了避免流道板将热量传递给定模固定板和定模板，承压圈应该用绝缘材料制造。此热流道系统采用板式热流道板用中碳优质钢或低合金中碳钢制造，易于机械加工。如图6-2所示图6-2流道板3. 热咀的选择热流道喷嘴是热流道系统的终端，它包括加热器、热电偶和浇口。它将熔体输送到模具型腔或冷流道。1）热咀流道的直径ABS塑料的总注射量为1977.36cm3 ,注射时间为5.5s，共有四个注射点，计算充模速率cm3 /s=89.88cm3/s计算热咀直径 =1.07cm按系列取直径为10mm，如图6-3所示，相配的流道板直径应为12mm。图6-3热咀6.4热流道加热功率的计算热流道板加热至设定温度所需的电功率可按下式计算： P=mc(-0)36105t (6-1)式中 P加热器功率，KW； m热流道板的质量，kg； 其中，m=v 钢的密度，取7.85g/cm3； v流道板的体积，为15732cm3； c热流道板的比热容，取485 J/(kg)； 流道板的设定温度，取230； 0室温，取25； 加热器的加热功率，取0.6； t热流道板加热至设定温度所需的时间，取1/3h。带入数值到式（6-1）中可得 ， P=17.05KW第7章 注塑模具成型零件结构设计与计算成型零部件是指构成模具型腔的零件，是直接用以成型制品的部分。通常包括型腔、型芯、镶块等。成型零部件作为高压容器，其内部尺寸、强度、刚度，材料和热处理以及加工工艺性，是影响模具质量和寿命的重要因素。其设计内容包括：（1）由塑件的形状、使用要求、成型特性确定型腔的总体结构，并确定镶块，成型辅助件的位置及结构。（2）决定动定模的具体样式。（3）根据计算塑件尺寸和成型收缩率大小计算成型零件对应的成型尺寸。（4）安装成型部件的型腔侧壁和底板厚度的计算。7.1成型零部件的结构设计成型部件的结构类型有：（1）整体式结构。（2）整体嵌入式结构。（3）镶拼组合式结构由于该塑件的尺寸较大，总体结构不算复杂，精度要求为一般精度，但需要考虑到加工的难易程度，因此，型腔部分的结构采用整体嵌入式，型芯部分采用镶拼组合式。如图7-1和7-2所示。图7-1型芯图7-2型腔7.2成型部件的计算所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接决定塑件形状的有关尺寸，主要包括型腔和型芯的径向尺寸（含长、宽）与高度尺寸，以及中心距尺寸等。为了保证塑件质量，模具设计时必须根据塑件的尺寸与精度等级确定相应的成型零件的工作尺寸与精度。影响塑件尺寸的因素主要的有以下几个：（1）成型零件的制造误差。 成型零件的制造误差包括成型零件的加工误差和安装、配合误差两个方面，设计时成型零件工作尺寸制造公差一般取塑件公差值的1/31/4或取IT7-8级作为制造公差。本次设计中，取精度等级为8级。（2）成型零件的磨损。造成成型零件磨损的主要原因是塑料容体在型腔中的流动以及脱模时塑件与型腔的摩擦，而以后者造成的磨损为主。本次设计中，垂直脱摸方向上由于磨损量非常小，忽略不计。而平行于脱摸方向上磨损较大，根据经验选塑件公差的1/6。（3）塑件的收缩率波动，成型收缩不是塑料的固有属性，收缩变化与塑料的品种、塑件的形状、尺寸、壁厚、成型的工艺条件、模具的结构等因素有关。本制品选用的是ABS塑料，同时考虑到此塑件尺寸较大，取平均收缩率为0.55%。该塑件对外观质量的要求一般，要求的精度等级为3级，对应模具的精度取8级精度。ABS的收缩率为0.30.8%，取Scp=（0.3%+0.8%）/2=0.55%（平均收缩率）。按平均收缩率计算型芯、型腔尺寸，由以下公式：型腔径向尺寸： L= LS+ LSScp-X （7-1）型芯径向尺寸：=+Scp+X （7-2）式中 Ls：塑件外形基本尺寸；：塑件内形基本尺寸；：塑件公差；Lm：型腔基本尺寸；l：为型芯基本尺寸；SCP：塑料的平均收缩率；X： 修正系数，一般在1/2-3/4之间变化，在此取3/4；Z：制造公差Z。7.2.1型腔长、宽方向的尺寸计算塑件精度为MT3级，对应公差在文献1可查阅。1. 塑件外形长为mm，=2.90mm取z=/3=2.90/3=0.97mm由公式（6-1）可知型腔长度方向尺寸：Lm = LS+ LSScp3/4 =859+8590.55%-3/42.90= 2. 塑件外形宽为375mm，=1.44mm取z = /3 = 1.44/3 = 0.48mm由公式（6-1）可知型腔宽度方向尺寸：L m = Ls+ LsScp3/4 =375+3750.55%-3/41.44=mm7.2.2型芯的长、宽方向的尺寸计算1.塑件内形长为856mm，=2.90mm取Z =/3=2.90/3=0.97mm由公式（6-2）可知型芯长度方向 = + Scp+3/4 =856+8560.55%+3/42.90 =2.塑件内形宽为mm，=1.44mm取Z =/3=1.44/3=0.48mm由公式（6-2）可知型芯宽度方向= + Scp+3/4 =369+3690.55%+3/41.44= 7.2.3型腔和型芯高度方向的尺寸计算型腔深度方向尺寸： (7-3)型芯高度方向尺寸： (7-4)式中 Hm模具型腔深度基本尺寸； Hs塑件凸起部分尺寸； hm模具型芯高度基本尺寸； hs塑件孔或凹槽深度尺寸。1.塑件凸起部分最大尺寸为，=0.72mm，由公式（7-3）知型腔深度方向最大尺寸 =2.塑件凹槽部分最大尺寸为，=0.72mm，由公式（7-4）知型芯高度方向最大尺寸 =7.2.4型腔侧壁和底板厚度的尺寸计算由于型腔侧壁和底板厚度的计算比较麻烦，在此取经验推荐数据。动模板的侧壁和底板的厚度分别为145mm，100mm。定模板的侧壁和底板的厚度分别为145mm，70mm。第8章 模架的选择与注塑机的校核8.1模架的选择注塑模具在结构上存在着相似性，除成型部件外，其余的模具零件非常相似，因此对这些零件进行了标准化。根据上一章的计算，选择龙记标准模架CI70125A220B160C160由于此模具采用了热流道浇注系统，增加了流道板，只需在在标准模架上做些调整。模架各部分尺寸如下表8-1表8-1 模架尺寸长（mm）宽(mm)高(mm)动模座板125080040垫块1250120160动模板1250700160定模板1250700220定模座板125080040推杆固定板125045035推板125045040流道夹板1250700758.2注塑机参数的校核为了使注塑模具顺利地安装在注塑机上并生产出合格的产品，在设计模具时必须校核注塑机上与模具安装有关的尺寸。一般情况下应该校核的部分包括注塑机的注射压力、锁模力、模具最大和最小厚度、模具长度和宽度、开模行程、喷嘴尺寸、定位圈尺寸。下面对其校核。8.2.1注射压力的校核塑料成型时所需要的注射压力是由塑料品种、注射剂类型、喷嘴形状、塑件形状以及浇注系统的压力损失等因素决定的。因此所选用的注射机的注射压力必须大于成型塑件所需的注射压力。所选注射机的额定注射压力也即其最大的注射压力Pmax=106MPa,应该大于注射机成型时所需的注射压力P0，即PmaxKP0 (8-1)式中 K安全系数，常取1.251.4；由第四章中的Moldflw分析可知注塑机成型时所需的最大注射压力为60.7Mpa,所以符合要求。8.2.2锁模力的校核高压塑料熔体充满模腔时，会产生出模具沿分型面分开的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。胀模力必须小于注射机额定锁模力。锁模力校核公式为FKA总pm (8-2)式中 F注射机的额定锁模力，kN； A制品和流道在分型面上的投影面积之和，cm2； pm型腔的平均计算压力，MPa，取30MPa； K安全系数，通常取K=1.11.2。由第四章中Moldflow分析可知，所需的最大锁模力为5436KN,小于注塑机的额定锁模力10000KN,因此符合要求。8.2.3模具长度和宽度校核模具的长度和宽度要与注塑机的拉杆间距相适应，使模具安装时可以穿过拉杆空间在动定模固定板上的固定。由第5章选择的XS-ZY-4000型注射机参数可知，符合模具长度和宽度的要求。8.2.4模具厚度的校核注塑机规定的模具最大与最小厚度是指模板闭合后达到规定锁模力时动模板和定模板的最大最小距离。因此，所设计的模具厚度应落在注塑机规定的模具最大最小模具厚度，否则将不可能获得规定的锁模力。本次设计的模具厚度为40mm(底板厚度)+160mm（模脚厚度）+160mm（B板厚度）+220mm（A板厚度）+40mm（面板厚度）+75mm（流道夹板）=695mm，在最大模具厚度和最小模具厚度（700mm1000mm）之间，符合要求。8.2.5开模行程校核模具开模后为了便于取出塑件，要求有足够的开模距离，而注塑机的开模行程是有限的，因此模具设计必须对开模行程进行校核，对于所选注塑机，开模行程校核与模具厚度无关，故当Smax 时即可校核通过。其中 Smax为注射机最大开模行程，S为模具所需开模距离。因模具为两板模，则 S= H1+H2+ (510) (8-3)所以要保证 Smax = H1+H2+ (510) (8-4) 式中塑件推出行程,mm包括流道凝料在内的塑件高度,mm在本套模具设计中，=91mm, =84mm, ，由表5-1可知 Smax=1100mm，即Smax ，因此符合要求 。第9章 导柱导向机构的设计导向机构主要用于保证动模和定模两大部分和模内其他零件之间的准确对合，起定位和导向作用。绝大多数的导向机构由导柱和导套构成，称之为导柱导向机构。在本套模具中采用导柱导向机构，其具体结构及配合如图9-1所示。图9-1导柱导套示意图图9-2推板导柱导套示意图对导柱与导套孔的配合在此选用间隙配合H7/f6,而导套或导柱与安装孔的配合选用过渡配合H7/k6。其装配位置如图，每套各有四根在模具对称安装；粗糙度要求在零件图中详细标注。图9-1所示，导柱固定在动模一侧，导柱导套都选择标准件，分别为60x446、80x259，材料选择T10A淬火处理。图9-2所示推板导柱固定在动模固定板上，导柱导套都选用标准件，分别为50220、70x53，材料也选择T10A淬火处理。第10章 冷却系统的设计10.1设计原则在注射成型过程中，注射模具不仅是塑料熔体的成型设备，还起着热交换器的作用，模具的温度调节系统将直接影响到塑件成型的质量和生产效率。其对质量的影响主要表现在变形、尺寸精度、力学性能、表面质量等。由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具的温度也要求不同，一般注射到模具内的塑料温度为200左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60左右。温度降低是由于模具通入冷却水，将热量带走。具体设计中应该注意以下几点：（1） 模具温度。模具温度过低可以引起塑料制品的表面不光，使制品的轮廓不清晰，产生明显的熔接痕，这对外观影响较大；但模具温度过高，易出现粘模，使塑件的透明度降低，而所设计模具对此要求是较高的。（2） 模具冷却速度。模具的冷却速度过快，易使塑件质量变脆，产生银纹；模具冷却慢，可以抑制结晶，降低结晶速度，但冷却过慢，增加了成型周期，降低了生产效率。（3）冷却水道的设置。对于成型长条形扁平件，水道的走向应与制件本身一致，否则可使塑件冷却不均匀而引起翘曲变形。水道的布置还要考虑到脱模系统的位置，与水道的位置协调处理 。（4） 水孔与相邻的型腔表面距离相等。如果距离不相等，则会引起塑件冷却不均匀而导致塑件翘曲变形，还需尽量降低入水和出水的温度差，控制在3o5o。（5） 模具型腔内壁温度基本保持一致。模具型腔内壁温度的差异将直接影响脱模时塑件各处温度的不同。塑件脱模后，将进一步冷却，降至室温，温度高的部分将比温度低的部分收缩大，这样收缩不均匀会引起塑件的内应力和翘曲变形。但在热量多的地方，应加强冷却，例如浇口附近、壁厚部位、凸起部位。 10.2 冷却系统的设计冷却系统的计算，用理论公式计算较复杂，且得出的结果不一定使得冷却效果最佳。在此使用Moldflow软件分析了冷却水路的冷却效果，从而得出最佳的水路设计。水路的直径为10mm，如图10-1所示。图10-1冷却水路布置第11章 脱模机构的设计注射成型后，使塑件从凸模或凹模上脱出的机构称为脱模机构。脱模系统的工作方式一般是利用注射机的开模动作用机械力推出注塑制品。脱模系统一般位于动模部分，它是由一系列推出零件和辅助零件组成。比较典型的零件有推杆、推板、顶块、推管等，根据其各自特性来选择。设计过程中应注意以下几点问题：（1） 保证塑件不因顶出而变形损坏及影响外观（这是对脱模机构的最基本的要求）。推出位置应尽量选择在塑件的内表面或隐蔽处，使塑件的外表面不留出痕迹。（2） 因为注射机的推出机构位于动模，为使推出机构简单可靠，开模时应尽量使塑件留于动模。（3） 推出机构与注射模具之间的配合属于动配合，因此其推出运动要准确、灵活、可靠，无卡死或干涉现象，并具有一定的耐磨性。（4）由于塑件对于动模有足够的抱紧力和摩擦力，因此要求脱模机构必须具有足够的刚度和强度。11.1塑件的脱模分析和顶出设计该塑件的精度要求一般，外观面都为平面，因此采用顶杆顶出。顶杆位置的布置不能和冷却水路，螺钉相干涉，且要使作用在塑件上的力均匀分布，不能使塑件在顶出时产生翘曲变形。11.2脱模机构相关计算11.2.1脱模力的计算脱模力是指将制品从包紧的型芯上脱出时所克服的阻力。计算脱模力要考虑：制品与型芯的摩擦力、大气压力造成的黏附力、机构的运动阻力等几方面的因素。脱模力是注射模脱模机构设计的主要依据，但脱模力的计算与测量十分复杂，下面采用简单估算法计算。制品视为厚壁制品，按厚壁矩形计算，制件所需脱模阻力为：Ft= A( cos-sin)+F0 （11-1）式中 Ft脱模力；A 塑件包络型芯的面积(mm2)；-型芯的脱模斜度，为1.5；F0-使封闭壳体脱模需克服的真空吸力(N) ， F0=0.1A0(Mpa)，A0为型芯的横截面面积(mm2)。A0=860x375=322500mm2-制品与钢材表面之间的静摩擦系数,查表得0.45；其中， A=2Lh+bh=2x860x81+375x81=169695mm2因此， Ft=104144.5N11.2.2推出零件尺寸的确定在推出零件中最重要的是推杆直径，推杆的直径是设计的关键之一。该制品用的是推杆顶出，下面从强度方面确定推杆的直径。推杆的直径公式为： (11-2)式中 推杆的最小直径，mm;安全系数，可取=1.5； 推杆的长度，mm; 脱模力，N; 推件杆数目； 刚材的弹性模量，；该模具中以上参数数值为：=367mm, =43, =2.1。上述脱模力没有考虑凸起部分在型芯中的脱出阻力以及分流道的脱出阻力，代入公式可得d=7.4mm，在此取为6mm。第12章 排气系统的设计为了使塑料熔体顺利充填模具型腔，必须将浇注系统和型腔内的空气以及塑料在成型过程中产生的低分子挥发气体顺利地排出模具。如果型腔内的各种气体因各种原因所产生的气体不能被排除干净，塑件上就会形成气泡、凹陷、充填不满、表面轮廓不清晰等缺陷，另外气体的存在还会产生反压力而降低充模速度，因此设计模具时必须考虑型腔的排气问题。对于由于排气不畅而造成型腔局部充填困难时，除了设计排气系统外，有时还要考虑开设溢流槽，用于容纳冷料的同时也容纳了一部分气体。经过Mlodflow模流分析可知气穴易产生的位置如图3-8所示，只需在此处设计顶杆，因为顶杆与型芯采用的是间隙配合，以及各型芯间的配合间隙都起到了排气的作用。因此，不需要设置专门的排气槽。结论本文设计了一套打印机后盖注射模具，设计内容包括塑件结构分析、注塑机选择、Moldflow模流分析、热流道浇注系统的设计、型芯型腔部分的设计、冷却系统设计、顶出系统设计及排气系统的设计等。通过学习Moldflow软件，并利用他进行了辅助分析，熟悉了该软件在模具设计中的作用，使模具设计得到了优化，提高了模具设计的质量。尤其是在浇口位置的确定、注塑机的选择上借助于Mlodflow分析所提供的结果带来了极大的方便。且其他的一些参数为试模时工艺参数的设定提供了依据。其次通过利用AutoCAD、UG，使我进一步掌握了他们在模具设计中的应用。本套模具从结构上来说比较简单，没有复杂的侧抽芯机构，降低了模具设计的难度，但在设计的过程中还是遇到了很多的问题。例如，成型部件尺寸的计算、热流道的设计等。由于塑件尺寸较大，本模具采用了热流道技术，通过对热流道各组成部件的设计，使我对热流道技术有了进一步的了解。模具设计需要理论的知识，更需要实际的经验，对于我们还没有实际经验的在校生来说，实习为我们提供了很大的帮助。在赵老师的带领下，我们去了工厂进行参观，看到了实际中的模具，通过老师的讲解，对模具结构有了深刻的了解，对模具设计过程中应注意的事项有了更深的认识。在本次设计的过程中，我充分的利用了所学的专业知识，在老师的指导下以及通过查阅各种工具书，使我对模具设计有了更深刻的认识。大学几年理论知识的学习太有限了，要想做好模具设计还需要在今后的学习和工作中不断地积累经验，不断地学习新知识。在这三个月的时间里，通过学习，通过查阅各种书籍终于完成了这套模具设计。我知道在设计中存在着很多的错误，但我相信在今后的工作中我会不断地发现错误并予以改正，不断地进步。努力会带来成功，我相信我的努力一定会有所收获，我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定一个坚实的基础。参考文献1 李德群，唐志玉 主编. 中国模具工程大典，第3卷. 北京：电子工业出版社，2007.2 屈华昌 主编. 塑料成型工艺与模具设计. 北京：高等教育出版社，2007.3 洪慎章. 实用注塑模具结构图册. 上海：上海交通大学出版社，2006.4 陈于萍，周兆元. 互换性与测量技术基础第2版. 北京：机械工业出版社，2005. 5 何忠保，陈晓华，王秀英. 典型零件模具图册. 北京：机械工业出版社，2004.6 徐慧民等. 模具制造工艺学. 北京：北京理工大学出版社，2007.7 李长春，王锦，王宗荣等. UGNX4.0基础教程. 北京，人民邮电出版社，2007.8 杜智敏等. 模具设计NX4实例详解. 北京：人民邮电出版社，2008.9 何铭新，钱可强. 机械制图第五版. 北京：高等教育出版社，2004.10 王卫卫. 材料成型设备. 北京：机械工业出版社，2004.11 苏树珊. 模具实用技术设计综合手册. 广州：华南理工大学出版社，2003.12 袁国定. 模具常用机构设计. 北京：机械工业出版社，2003.13 申开智. 塑料成型模具. 北京：中国轻工业出版社，2003.14 曾珊琪，丁毅 主编. 模具制造技术. 北京：化学工业出版社，2008.15 杨占尧 主编. 塑料模具课程设计指导与范例. 北京：化学工业出版社，2009.16 陈艳霞，陈如香，吴盛金 主编. Mlodflow2010完全自学与速查手册. 北京：电子工业出版社，2010.致谢本论文是在赵娟老师的指导下，最终得以顺利地完成。在此表示真诚的谢意！在这三个月的时间里，在赵老师的指导下，我按着前期的计划安排一步一步地走到了现在。在这过程当中，赵老师给了我很多宝贵的意见使我在本此毕业设计中顺利地解决了各种问题，同时也传授给了我所不知道的专业知识。赵老师的每一次耐心地指导都让我铭记于心。从带着我们去工厂参观实习，为我们讲解模具的结构知识。结合我们每一个同学所设计的模具的特点，为我们解析了其难点的所在，以及为我们提出了其解决方案的建议，这不仅扩宽了我们的专业知识，更让我们意识到自己专业知识的欠缺。其次，赵老师特意请来有工作经验的师兄为我们讲解了工厂里是如何去完成一套模具设计的，为我们解答了我们在设计过程中所遇到的问题。在这过程中我真的学到了很多的知识，也意识到了自己的专业知识还很欠缺 要想在今后的工作中得以胜任，还有太多的东西需要我去学习。同时也非常感谢同学们的帮助，在我们互相学习、互相讨论的过程中，使我及时发现了自己设计中所存在的错误而得以改正。四年的大学生活，随着本此毕业设计的结束即将将告一段落。四年大学专业知识的学习，也将随着毕业设计的结束到此而终止。不管今后我们从事什么样的工作，我们都将不断地继续学习，我相信本次的毕业设计将会为我们以后的工作打下一个坚实的基础，这个过程将会成为我们大学生活中最难忘的一笔，会值得我们用一生去慢慢地品尝。毕业到此而设计创作的过程并不轻松：各种压力的时时袭枕，知识积累的尚欠火候，致使我一次次埋头于图书馆中，一次次在深夜敲打键盘。第一次花费如此长的时间和精力，完成一套设计作品，其中的艰辛与困难难以诉说，但曲终落幕后留下的滋味，是值得我一生慢慢品尝的。毕业设计到此结束，非常感谢我的指导老师赵娟老师，我能够顺利完成毕业设计，离不开老师的悉心指导，在此，向赵娟老师致以最诚挚的谢意。同时也要感谢青岛理工大学所有教育过我的老师们！你们传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本此设计的基础。谢谢！附件1外文资料翻译分布介质长度和多壁碳纳米管对VARTM复合材料空洞形成的影响Levent Aktas Duane P. Bauman Scott T. Bowen Mrinal C. Saha M.俄克拉何马大学航空和机械工程学院本文第一部分是关于模具和工艺参数的影响。如分布介质长度被用于（VARTM）复合材料层压板的真空辅助树脂传递模塑。为了实现这一目标，一批6层，编织碳/环氧树脂层压板通过使用不同长度的分布介质被制造。这些层压板的力学性能的空间变化，是通过使用用三点弯曲夹来表征的。结果表明，相对较薄的层压板，延长分布介质可降低多达14的弯曲性能，可能是由于空气袋包埋穿透厚度浸渍的纤维织物。在第二部分中，最小分布介质长度被用于研究由于多壁碳纳米管（碳纳米管）分散在复合材料层压板的力学性能和微观结构的变化。此外，不同的碳纳米管的功能和形态的影响，是通过电子显微镜和光学显微镜扫描来描绘的。为了达到足够的碳纳米管分散在环氧树脂，两个尖端超声和机械混合已被使用。超声波作用的时间对碳纳米管分散的影响被报道是通过监测碳纳米集群大小随着时间的变化。即使在体积分数小于1，近10的弯曲性能的改善都能够被观察到。据报到，含碳纳米管的层压板的孔隙的形成，可能阻碍其机械性能上的进一