模具毕业设计-活动圈注塑成型工艺及模具设计（全套含CAD图纸+三维建模）
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附件 1：外文资料翻译译文 基于知识与事例的注塑模具分型面设计技术 摘要 :在全面地分析了分型面自动生成技术的基础上，分型面设计提出了基于知识与事例推理的分型面设计方法，并给出了基于事例推理的分型面设计过程。一个事例库包含有分型面信息并构建了主型状特征，分型面自动设计结合了正向推理方法和相似求解方法。标准知识库也是建立了包括知识，规则和经验的分型面设计。实例验证了该方法的有效性，提高了模具设计的质量和效率 关键词 ：注射模 分型面设计 基于事例推理 相似求解 0 引言 作为注射模设计的重要阶段 之一，分型面的选择会直接影响注射模的结构设计，模具制作成本，分型面的加工，以及最后加工塑件的质量。因此合理的选择分型面是注射模设计成功和了解注射模分模设计基础的先决条件。在最近的几年，分型面和注射模具自动加工是计算机辅助设计的热点和难点。在全球有许多研究人员做了大量的课题 研究工作。但是那些先前的工作只是研究几何型状和分型面位置的关系 ,围绕着在构建数字模型的基础上实质分析塑料件的形状。由于多样性和塑件结构的复杂性， 在实际应用中 那些方法有一些缺点。 随着大量的有经验和有理论的模具设计，分型面设 计方法中 提出了基于模具知识和事例推理并呈现出计算机辅助设计过程与 模具设计相结合的 模具自动成型方法 。 知识与事例推理就是指应用相似判 断和推理处理一个新的设计并构建知识库和事例库以及基于各自知识与原则。分型面设计是成功设计的基础也是模具成功设计的经验， 而新的设计不只是适合模具分型面设计原则也同样包括了以前 设计的成功经验。因此这个 方法更方便、便快，相比与推理来解决 分型面设计以及构建数字模型更有效。 对于许多种类 分型面设计经验 来说简 要设计和经验会更容易通过事例表示。因此知识和事例推理分型面的设计方法是非常适合工程 师的流行想法和习惯。 1 基于知识与事例的分型面设计构架 知识与事例的分型面设计的一般方式是找一个合理的表面设计和几何学特征。模具主形状特征就是库的索引，随后在事例库中寻找事例相似的主形状特征，分型面就能通过相似判断和推论策略来产生。同时，相关的知识和分型面设计原则与设计者经验就能总结到知识库中。被设计者作为分型面设计的辅助信息查询和参考。事例构成的推理设计方法是对分型面设计者理性选择的指导。 知识与事例的模具分型面设计主要由以下各项：构建知识库，针对注射模设计，一个分型面设计规则知识库贯穿、整合了分型 面设计以及设计者经验的相关知识与设计规则。构建分型面位置事例库。一个分型面位置事例库是由事例描述和事例库基于各种模型和先前的成功设计事例组成。描述分型面位置的关键是事例模具和主要模 型 特征组织并通过不同的模型来决定分型面位置。因为分型面的位置主要取决于主形状特征，所以事例库机构应该适合于在设过程中的查询。判定模具主形状特征。最初部分的形特征应该是在分型面位置决定前识别。因此，主特征索引需要找到针对的模具构造类型。因此模型部分和模具分型面之间的无缝连结就能被了解。系统推论和搜索模型。从分型面位置事例中搜索 和匹配相似形状特征是分型面位置事例搜索过程的主要过程。因此构建形状特征索引模型的核心是准确认识事例推论和快速查询。自动生成分型面。在履行的设计进程和调整后，选择相似的形状特征模型来决定分型面位置，需要的模具分型面就能自动生成了。存储的事例。丰富的分型面位置事例库是提高分型面设计和推理效果的重要基础。系统提供系统存储器和选择基于分类事例特征的每一个设计任务的最终结果。 知识与事例的注塑模具分型面设计流程图如图 1所示 图 1 基于知识与事例的分型面设计流程 2 建立知识库和事例库 知识库是重要的资源它能 帮助设计者选择分型面位置。知识库的构成和描述应该适合实际模具设过程并易于设计者查询和参考。因此，通常人们用的分型面设计和设计经验的知识和原则被总结并整合。分型面设计被确定和被简单识别。所有的规则在库中被数字和文字描述和表达，同时给出了“推荐”和“不推荐”的数字组成的设计方法，使设计者能基于实际设计事例作出合理的选择。 图 2所示了系统通过设计规则选择分型面的位置。分型面设计主要取决于模型主形状特征和确认导入事例搜索的形状特征。这种关系结构的事例库会按照形状特征和特征树来确定构建的模型，并被分类储存。通过不同性 质部分的形状特征来进行分类 ，部分模型的共有因素就当作父节点，子节点能继承父节点的所有属性， 并比父节点多一个特征。至于单个事例的关系会通过一层一层被传递。特征属性的数目就会不断增加 ，特征属性就会越来越 具体和接近实例，它们之间的关系也越来越来复杂。这种分类方法能有助于通过形状特征寻找事例库索引和解决复杂模型问题。 图 2 知识库分型面设计实例 3 事例描述和查询 事例描述 事例库描述是知识库运行的基础，它要能描述一个存在的成功设计事例并作为数据信息才能被计算机识别和处理。内容和描述的方法会对处理相 似问题的质量和效率产生影响。 事例描述可以用部分模型事例表示 =分类数据 +分型面位置。索引信息的形状特征的一部分，即部分形状特征是索引能查询到的相似事例的主形状特征。分型面位置也是来自这个事例，因此在分型面位置库中有一些典型形状的部分和对应分型面位置的部分。公式描述是 事例 事例 当 , 是子形状特征节点的注射模事例 ， , , 是解决方案 ， 也就是分型面位置 ， ,其中 分类事例库如图 3所示，成型加工的形状描述在事例中按照数字排列，而下一层包含比上一层多一个的形状特征。它继承和发展了基于上一层的事例模型信息。图 4给出了复杂事例的解决方案，这方案是通过调用部分模型的样板程序，如此来查找形状特征事例的索引。 图 3 分型面位置事例库组织构造 图 4 复杂事例的组织构造 基于乘法规则的分类查找 事例查找是推论机制的重要组成，查找的实质是寻找相匹配的程序，因此构建推论机制程序也是构建查找策略和相似匹配程序。策略对推论效果和结论都有好的作用。查询的目的是找到塑件模具相似主形状特征的分型面位置事例。因此这种方法的目的是在基于乘法规则的组织下构造事例。分类查找意味着通过查询程序在事例库中从头至尾的寻找，但是那个分支可以找下去需要根据乘法规则来判断了。 图 5展示了一个孔特征模型的分阶段类型，它可以看作是减法布尔类型通过两层轴特征和一个内圆的辅助特征相减而成。推论查询过程是：第一，先行判断，如果特征 1是轴类型 ，然后轴特征就获得为事例 1；接着进行二次判断，如果特征 2还是轴特征类型则完成布尔 判断 并减去事例 2，中心线位置与先前的位置相同，这样关于孔特征的轴类型事例就获得了。 图 5 建立在产品标准上的初步推理 应用这个推论方法能获得高效率，因为沿着一条分支查询不需要访问所有的数据。如果推论规则和事例都是成熟的，那么某些模型的相似形状特征是能在基于乘法规则下很快的通过分类查找的方法找到的。此外，在基于事例的分型面自动设计过程中，事例不需要完全与模型相同。只需要主形状特征相似并且分型面位置相对于这两个模型的主形状特征相 似就可以。在这也提出了相似模型分型面的自动设计。 4 相似模型分型面解决方案 一个事例的分型面相对于主特征有特别的位置关系，而这些关系总是表现在一个特定的表面上，一个特定的断面或经过某一个点以及某个特征等。这些位置关系就是 2就是 P=X(p,n) 其中 换句话说，分型面特征由一个法向矢量 于每个分型南 事例模型，矢量 于面与相似的事例模型有关，如果分型面在最上面，那么点 首先，找到相对于事例模型的关系点 后替换角色模型的位置关系并确定分型面的位置，解决过程可以用以下式子表示 其中 fi,左边的项 目是分型面相对于事例模型的特别位置，并且对目标模型有某种联系。依据目标模型形成分型面结构的复杂性，分型面的设计包括以下几个方面 （ 1） 分型面是平面。对于这部分的主要特征是平面，有一个可以直接找到的 n。用矢量式表示为 X(p,n)，目标模型的分型面位置就可以确定了。如图 6所示。依据事例库选择上表面作为分型面。因此点 此分型面位 置能轻松解决了。 图 6 平面分型面 （ 2） 梯状分型面。梯状分型面特征普遍 用在部分模具上，如图 7所示最先要做的是找到矢量 2,.,后梯分型面就通过那些矢量约束的综 图 7 梯形 分型面 合作用得到。 曲面分型面。当分型面是曲面时解决程序是很复杂的，如图 8所示的部分就是一个例子，它的主要特征参数，比如说半圆弧、中心线和它的分布位置，应该依照曲面来寻找。然后解决模型的构成，再输入特征参数到要解决的模型替换后，分面线就会产生， 分型面也会获得。如果分型面是自由形态的表面，那么图 8 曲形分型面 目标模型会更加复杂。 （ 3） 复杂结构的模具部分。更多复杂结 构的模具 只 是一种相似事例但不存在分型面位置事例库中，事例模具由推论 程序产生 也存在着重大的不同。这种事例模具 只能 解决一部分复杂结构，但是分模线的位置可能是相似的。 以 9所示的图为例子来说，它包含了几部分的结构因素，在这没有相似的事例库，但是它的分型面还是可以通过运用图 6的流程，而且它的上表面可能作为分型面因为它们的分型面位置是相似的。如果像这样类似的方法解决不了了，那么通过人机交互来决定分型面的结果是否要储存，如此分型面位置事例库的事例 就 会不断增加。 图 9 复杂部分分型面 5 设计举例 我们的运算法则已 经发展成为一个非常好用的工具包并可为 + 000 示 7是一个测试模型，其结果是分型面的轮廓。它是一种典型的梯分型面。在分型面选择的过程中，知识库，事例库，正向推理策略被运用。相似求解方法和布尔数学方法在子分型面中应用在最后的分型面上。图10是 2型分型面的例证。 图 10 检验模具分型面 选择 6 结论 基于知识与事例的注塑模具分型面设计的前提是有相似于最先部分索引的形状特征，并由其决定模具分型面位置的相似解决方法。这种方法在基于丰富知识与事例上会有较高的设计效率和可靠性，它也有以下几项特性 （ 1） 分型面位置分类事例库构建在大量特征事例的基础上 ，它使查询变得更加方便。 （ 2） 形状特征索引，分类查询是基于乘法规则的查询方法。它能高效率和快速推断出事例模具的那些主形状特征与模件相似。 （ 3） 在事例模具与目标模具间用相似的形状特征。类似模具的分型面解决方案就会找到，它能快速准确的决定分型面的位置。结果，模具的设计质量和效率得到提高。 附件 2：外文原文 （复印件） 0F 8，2005 609 i i 16024 N n of of irBR)is by in of is of is of he of is he is n is to of of ey of in of an on of “So of is of a of n on is of in AD ut to of by on of s to of of in BR)is by of so be to a by on of of of of of s a is to by of by o is s 6，2004；in 7，2005；0，2005 1 he of is to a in of he of of s be by t of s be be by as of he of is of s of of 1)at of a of is of of of is on of of of of he of of is to of of to of is by s of be to in of s he of be of to be at of ng of be As a of is 普资讯 6 10。 et of is of s is to of is to of be of he of is to of he on by of of is F he is to he of in be by in of of by 1l of in in by is in“in of on by of he to of of a in n of be to of of be by be of by of be as he of s as a is by of to by of is to by to 3 1 he is to a to an as be by he of be in of po of is of of as an is in in on he is , ， )，(2， -=( ， ， )，f is in i=1，2，n， is of =01， 2，s，ic 1，2，m，m is of of A is be to of in t of on of s of he is of it is to by 32 on is an in he of is of o of 维普资讯 of of is to is on of to of he is in to in bc be 1 l 一 B。ke l c。 l su ce l 晕回 、 l 、 I Is。s l J 、一 l 1 J l I n、m) a be by a as he is，if is is if of is at is of in f of be by on of t to of of he of is iI】 on 00F he of a to a nd on a a or a of be as a 2= ，l1 一lof n is by a n a of or of a is s as a if is on is of of to to he be by ( 。(P) )一( (P) )j m。_-T 一一m m of to a in in we of to of of as f 1 1 is or is n ，1)，of be or is as to in is of n is be so be pa2)he is in or 维普资讯 6 1 2 et on ，墨be by by he ce is he is is as an as of be to of be be be f is be he is in of a of be at of is of be e as an of is in ut be be as of f be to g be be ur by +on 000as of is as of of is in t is a of n of he to 0 is D of ce of 0 he of is to by of to of on of t as of is on of in (21 by a is on t 1 （ 2010 届） 本科毕业设计（论文）资料 题 目 名 称 ： 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 学 院 （部）： 专 业 ： 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学号 指导教师姓名 ： 职称 职称 最终评定成绩 ： 湖南工业大学教务处 2010 届 本科毕业设计（论文）资料 第一 部分 本科毕业设计（论文） （ 2010 届） 本科毕业设计（论文） 题 目 名 称 ： 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 学 院 （部）： 专 业 ： 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学号 指导教师姓名 ： 职称 职称 最终评定成绩 (注： 0000 字 工艺、设计类课题不少于 3 张 验、控制类可 参 考 ) 2014 年 05 月 湖南工业大学 本科毕业论文（设计） 诚信声明 本人郑重声明 ：所呈交的毕业论文（设计），题目 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。 作者签名： 日期： 年 月 日 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 摘 要 随着各种性能优越的工程塑料的不断开发，工业、民业的各种塑料制品需要的不断增长，注塑工艺越来越多地用于制造领域成形各种性能要求的制品。而注塑模具的设计质量、注塑机应用等直接影响成形制品的生产效率、质量及成本。一副好的注射模具可成型上百万次，由于其寿命的延长，从另一方面降低了塑件的成型成本，并且好的模具由于更换，检修少，从而提高了其生产效率。为了满足日益发展的工业的要求和民需生活品的需要，我们应不断的研究开发，设计出能提高注射模性能的注射模，以满足各行各业的需要。 在本设计中，通过运用 活动圈 进行一模二穴的设计开发，其中包括凸、凹模的设计、推出机构的设计、注射机的选择与校核、浇注系统的设计、冷却系统的设计、模架的选择等各项工作。在本设计中，设计的重点在成型零部件即凸、凹模的设计和浇注系统、冷却系统的设计。其中浇注系统和冷却系统的设计是一副模具的设计灵魂，浇注系统的设计直接影响着塑件的成型质量和生产效率 1。因此，对浇注系统的设计是注射模具设计的重点工作。而与此同时，模具的温度对塑件的质量和生产效率也着直接的影响，模具温度的控制直接影响着模具的凝固时间和收缩内应力，从而影响模具的成型周期长短和塑 件质量好坏，及其表面粗糙度等。在本设计中着重设计了凸、凹模尺寸、浇注系统和冷却系统的尺寸及其系统结构。通过本次设计，我们首先学习了解了我国塑料模具的现状和发展状况、注射模的基本结构和注射模成型工艺过程以及模具设计的基本原理。 关键词： 活动圈；注射模；设计； 文） of of of a of is in of of of a on be a of of on of as a of a In to to we to of in to of of In AD on to a of of of In is to on in is of is of a of a on is of on of we to of of as as of 南工业大学本科毕业设计（论文） 3 目 录 摘 要 . I . 录 . 3 第 1 章 绪 论 . 错误 !未定义书签。 勃发展的模具工业 . 错误 !未定义书签。 料模具工业的现状和技术的主要发展方向 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 活动圈塑料模工艺设计 . 错误 !未定义书签。 动圈塑件的工艺分析 . 错误 !未定义书签。 料材料的性能及基本成型工艺参数 . 错误 !未定义书签。 动圈塑料的选材 . 错误 !未定义书签。 料成型特性 . 错误 !未定义书签。 射成型基本过程 . 错误 !未定义书签。 动圈的设计件 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 注射机的选择和校核 . 错误 !未定义书签。 射机规格的选择 . 错误 !未定义书签。 射机的校核 . 错误 !未定义书签。 射机注射容量的校核 . 错误 !未定义书签。 射机注射压力的校核 . 错误 !未定义书签。 射机锁模力的校核 . 错误 !未定义书签。 射机模具厚度校核注射机模具厚度校核 . 错误 !未定义书签。 射机最大开模行程校核 . 错误 !未定义书签。 定型腔数目和分模面的选择 . 错误 !未定义书签。 定型腔数目 . 错误 !未定义书签。 模面的选择 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 浇注系统和冷却系统设计 . 错误 !未定义书签。 注系统设计 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 流道的设计 . 错误 !未定义书签。 口设计 . 错误 !未定义书签。 料穴和拉料杆设计 . 错误 !未定义书签。 注系统的平衡 . 错误 !未定义书签。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 4 气系统的设计 . 错误 !未定义书签。 却系统设计 . 错误 !未定义书签。 计冷却系统的必要性 . 错误 !未定义书签。 却系统尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 其他零部件结构设计 . 错误 !未定义书签。 模机构设计 . 错误 !未定义书签。 模机构的分类 . 错误 !未定义书签。 模机构设计原则 . 错误 !未定义书签。 向机构设计 . 错误 !未定义书签。 向机构设计原则 . 错误 !未定义书签。 柱的外形尺寸计算 . 错误 !未定义书签。 向孔的设计 . 错误 !未定义书签。 柱的数量和布置 . 错误 !未定义书签。 位圈 . 错误 !未定义书签。 位圈的定义 . 错误 !未定义书签。 柱的数量和布置 . 错误 !未定义书签。 流道衬套 . 错误 !未定义书签。 他结构零件设计 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 绘制模具图 . 错误 !未定义书签。 创建模具 . 错误 !未定义书签。 绘制总装配结构图和部分零件图 . 错误 !未定义书签。 结 论 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 （ 2010 届） 本科毕业设计（论文）资料 题 目 名 称 ： 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 学 院 （部）： 专 业 ： 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学号 指导教师姓名 ： 职称 职称 最终评定成绩 ： 湖南工业大学教务处 （ 20 1 0 届） 本科毕业设计（论文）资料 题 目 名 称 ： 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 学 院 （部）： 专 业 ： 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学号 指导教师姓名 ： 职称 职称 最终评定成绩 ： 湖南工业大学教务处 购买后包含有 咨询 2010 届 本科毕业设计（论文）资料 第一 部分 本科毕业设计（论文） 购买后包含有 咨询 （ 2010 届） 本科毕业设计（论文） 题 目 名 称 ： 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 学 院 （部）： 专 业 ： 学 生 姓 名 ： 班 级 ： 学号 指导教师姓名 ： 职称 职称 最终评定成绩 (注： 0000 字 工艺、设计类课题不少于 3 张 验、控制类可 参 考 ) 2014 年 05 月 购买后包含有 咨询 湖南工业大学 本科毕业论文（设计） 诚信声明 本人郑重声 明：所呈交的毕业论文（设计），题目 活动圈注塑模具成型工艺及模具设计 是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。除此之外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明应承担的责任。 作者签名： 日期： 年 月 日 湖南工业大学本科毕业设计（论文） I V 要 随着各种性能优越的工程塑料的不断开发，工业、民业的各种塑料制品需要的不断增长，注塑工艺越来越多地用于制造领域成形 各种性能要求的制品。而注塑模具的设计质量、注塑机应用等直接影响成形制品的生产效率、质量及成本。一副好的注射模具可成型上百万次，由于其寿命的延长，从另一方面降低了塑件的成型成本，并且好的模具由于更换，检修少，从而提高了其生产效率。为了满足日益发展的工业的要求和民需生活品的需要，我们应不断的研究开发，设计出能提高注射模性能的注射模，以满足各行各业的需要。 在本设计中，通过运用 活动圈进行一模二穴的设计开发，其中包括凸、凹模的设计、推出机构的设计、注射机的选择与校核、浇注系统的设计、冷却系统的设计、模架的选 择等各项工作。在本设计中，设计的重点在成型零部件即凸、凹模的设计和浇注系统、冷却系统的设计。其中浇注系统和冷却系统的设计是一副模具的设计灵魂，浇注系统的设计直接影响着塑件的成型质量和生产效率 1。因此，对浇注系统的设计是注射模具设计的重点工作。而与此同时，模具的温度对塑件的质量和生产效率也着直接的影响，模具温度的控制直接影响着模具的凝固时间和收缩内应力，从而影响模具的成型周期长短和塑件质量好坏，及其表面粗糙度等。在本设计中着重设计了凸、凹模尺寸、浇注系统和冷却系统的尺寸及其系统结构。通过本次设计，我们首先 学习了解了我国塑料模具的现状和发展状况、注射模的基本结构和注射模成型工艺过程以及模具设计的基本原理。 关键词： 活动圈；注射模；设计； 文） of of of a of is in of of of a on be a of of on of as a of a In to to we to of in to of of In AD on to a of of of In is to on in is of is of a of a on is of on of we to of of as as of 南工业大学本科毕业设计（论文） 录 摘 要 . I . 录 . 1 章 绪 论 . 1 勃发展的模具工业 . 1 料模具工业的现状和技术的主要发展方向 . 1 第 2 章 活动圈塑料模工艺设计 . 3 动圈塑件的工艺分析 . 3 料材料的性能及基本成型工艺参数 . 3 动圈塑料的选材 . 4 料成型特性 . 4 射成型基本过程 . 5 . 7 第 3 章 注射机的选择和校核 . 8 射机规格的选择 . 8 射机的校核 . 8 射机注射容量的校核 . 8 射机注射压力的校核 . 9 射机锁模力的校核 . 9 射机模具厚度校核注射机模具厚度校核 . 9 射机最大开模行程校核 . 10 定型腔数目和分模面的选择 . 10 定型腔数目 . 10 模面的选择 . 10 第 4 章 浇注系统和冷却系统设计 . 12 注系统设计 . 12 流道的设计 . 12 流道的设计 . 12 口设计 . 13 料穴和拉料杆设计 . 13 注系统的平衡 . 14 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 气系统的设计 . 14 却系统设计 . 14 计冷却系统的必要性 . 14 却系统尺寸计算 . 15 第 5 章 其他零部件结构设计 . 17 模机构设计 . 17 模机构的分类 . 17 模机构设计原则 . 17 向机构设计 . 17 向机构设计原则 . 17 柱的外形尺寸计算 . 18 向孔的设计 . 18 柱的数量和布置 . 18 位圈 . 19 位圈的定义 . 19 柱的数量和布置 . 19 流道衬套 . 19 他结构零件设计 . 19 第 6 章 绘制模具图 . 21 创建模具 . 21 绘制总装配结构图和部分零件图 . 21 结 论 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 1 第 1 章 绪 论 从 20 世纪 80 年代初开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。在随后随着模具技术的不断发展，模具工业也被广泛的被投用于汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料以及日用品等工业部门中。在发达国家人们认为，没有模具，就没有高质量的产品。并且模具享有“发展工业的一把钥匙”；“一个企业的心脏”；“富裕社会的一 种动力”等之美誉。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15%的增长速度快速发展。模具企业也如雨后春笋，迅速萌生，蓬勃发展。 随着模具工业规模的不断扩大，我国的模具技术水平也有较大的提高已能制造体现现代模具设计制造水平的大型、负责、精密的模具，部分模具达到了国际先进水平。虽然我国模具工业有了长足的进步，部分模具已经到达了国际先进水平，但是无论是数量上还是在质量上仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10多亿美元的大型、精密、复杂模具。为了缩小与发达国家的模具行业的差距，我国的模具正积极 的向着开发大型、精密、复杂模具；加强模具标准件的应用；推广 术等几方面进行大力发展。 （ 1）现状 近年来国外塑料模的发展速度也迅速增长，在诸多国家中（日本、德国、瑞士等）其塑料模工业的发展都高于了冲压模，塑料模生产的经济经额占据了整个模具产业的1/2。国外大量生产的塑料模主要采用多腔模、多层模和多层多腔、多工位多腔等类型模具，多层模已发展到 64 64腔，还研制了多层模专用的注射成形机，各试饮料塑料瓶、杯子几鞋模多采用多工位多腔模，饮料瓶模多 达 32腔。日本和欧美一些国家用铝材制作注塑模，由于铝导热性比钢好，是钢的三倍，注射周期可缩短 2530%，并且模具重量也大为减轻。 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的 ,在我国 ,起步较晚 ,但发展很快 ,特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展 ,取得了很大成绩。我国在塑料模的发展中用 30 年的时间就走过了国外 90年的发展历程，现已具备相当规模。在 1987年我过塑料产量已达 297万吨，位居世界第 5位。如今我国塑料产业已形成了相当规模的完整体系，塑料模的设计技术、制造技术、 术已有相应的设计和开发应用。塑料的生产，成型加工，塑料机械设备。模具工业以及科研等，湖南工业大学本科毕业设计（论文） 2 都已发展都了一定规模。 （ 2）发展趋势 随着人类社会的不断进步和高新技术的不断发展，人们对产品的要求越来越高，这就促使了我们必须大力研发模具设计技术。世界各国对塑料模设计技术也给予了高度的重视和关注并投入重金进行研究和开发。在国际上塑料模具未来的发展主要向着以下几方面进行： 在模具设计制造中全面推广 术 践证明， 术是 模具设计制造的发展方向。 注射模 塑料模 C 件和塑料模 C 件已经商品化，注射模 向实用化方向迈进。我国政府对注射模 用化进程也十分重视。专门组织了“八五”国家重点技术攻关项目“注射模 成系统研究”。目前，美国 司的 家系统，能帮助模具设计人员用专家的知识解决注射模的问题。 塑料模专用材料研究和开发 目前，塑料模钢拥有的类型有：基本型、预硬化型、时效硬化型、热处理硬化型、马氏体 时效钢和粉末冶金模具钢等钢种。在“八五”期间，国家也组织了诸多钢铁厂单位大力研究和开发塑料模专用系列钢，这将进一步扩大和完善塑料模钢材。 塑料模加工程控化 机械技术与电子技术的密切结合，日益更多地采用数控数显、计算机程序控制的加工方法，实现高层次、多工位加工，使塑料模在质量上、效率上产生一个新的飞跃。激光成型技术也在塑料模腔加工中取得了巨大成功。 模具研磨抛光自动化、智能化 模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响 ,我国目前仍以 手工研磨抛光为主 ,不仅效率低（约占整个模具周期的 1/3),且工人劳动强度大 ,质量不稳定 ,制约了我国模具加工向更高层次发展。因此 ,研究抛光自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机 ,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 3 第 2 章 活动圈塑料模工艺设计 料材料的性能及基本成型工艺参数 塑料是指常温下呈高弹态的高分子聚合物。它是以树脂（高分子聚合物）为主要湖南工业大学本科毕业设计（论文） 4 成分，加入各种能改善其加工性能和使用性能的添加剂，在一定温度、压力和溶 剂等作用下，利用模具可成型为一定几何形状和尺寸的塑料制件，并在常温、常压下能保持此种形态的一类材料，它品种繁多，且不同的塑料具有不同的性能。塑料普遍具有质量轻、密度小、比强度高、优良的电、热、声绝缘性能、较强的耐腐蚀性能和较强的光学性能、耐磨性能等优良的性能。塑料成型的成型工艺特性表现在许多方面，有的只与操作有关，有些特性直接影响成型方法和工艺参数的选择。对于热塑性塑料来说，其成型工艺参数特性主要包括收缩性、流动性、相容性、吸湿性及其热敏感性以及热力学特性、结晶性及取向性等等 1 动圈塑料的选 材 塑料材料是根据材料的用途来选择的，而作为活动圈，他不需要承载大负荷，且工作温度不高，因此对耐热性的要求也不高。根据其要求和所用条件范围看来，一般的结构材料的塑料就可以满足其要求，所以可在此类材料中选择活动圈材料。而作为一般结构材料的塑料，主要有高，低密度聚乙烯、聚丙烯、 碳酸酯、有机玻璃、高抗冲聚苯乙烯、环氧树脂玻璃钢和丙烯晴 基于本设计中的塑件是通过注射模成型，并根据材料在注射模成型时的优良初步选择了，低密度聚乙烯、聚丙烯、 碳酸酯等四种材料作为制造活动圈的原材料。 料成型特性 无定形塑料 ,流动性中等 ,吸湿性小 ,一般不需要很大程度上的干燥 ,也可得到表面质量较好的塑件。 高料温 ,高模温 ,材料分解温度为 270 度，对精度要求较高的塑件 ,模温宜取50对高光泽度高，耐热塑件 ,模温宜取 60 如出现水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变浇口位置等方法。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 5 图 注射成型基本过程 生产前的准备工作一般是，为了使注射成型生产顺利进行和保证制件质量，在生产前进行的包括原料的预处理、清洗机筒、预 热嵌件和选择脱模剂等准备工作。 1、原料的预处理 原料的预处理包括三个方面：一是，分析检验成型物料的质量。这个环节包括检验物料的含水量、外观色泽、颗粒情况、有无杂质等，并测试其热稳定性、流动性、收缩率等指标。对于粉状物料，在注射成型前还需要将其配制成粒料。二是，着色。根据制件物品的需要，在塑料成型时往成型物料中添加一种色料或者是色剂的物质，以达到所需要的色泽。粉状或粒状热塑性塑料的着色，有直接法和间接法两种工艺方法来实现。其中前者有称一次着色法，它是将细粉状的着色剂与本色塑料简单的掺混后即可直接用于成型，或 经塑炼造型后再用于成型。其方法比较简单，操作容易。相比来说间接着色法就比较困难，它需要用被称为“色母料”的高颜料浓度的塑料粒子与本色塑料粒子按比例称量后放入混合机，经充分搅拌后再送往成型设备中使用。它着色步骤简单、着色易均匀分散，制件色泽鲜艳且无颜料粉尘污染，并且它还可以实现着色过程的自动化。但是它由于只是和本色塑料粒子简单混合，无混炼功能或只需要混炼功能很差的成型设备，所以当需要成型颜色均一性高的制品时不能采用此法着色的成型物料。三是，预热干燥。对于吸湿性和粘水性强的物料，根据注射成型工艺湖南工业大学本科毕业设计（论文） 6 允许的含水量要求 进行适当的预热干燥处理，以此来出去物料中过多的水分及挥发物，以防止成型后制品出现气泡和银纹等缺陷，同时也可以避免注射时候发生水降解。但对于吸湿性和粘水性不强的物料，如果包装储存的较好也可以不用预热干燥。 2、清洗料筒 生产中如果需要改变塑料品种、更换物料、调换颜色或是发现成型过程中出现了热分解或是降解反应时候，都需要对注射机的料筒进行清洗。通常情况下，注塞式机的料筒存料量大，必须将机筒拆卸清洗，对螺杆式机筒，可采用对空注射法清洗。 3、预热嵌件 这个步骤主要用于那种带有嵌件的塑料制件，由于金属和塑料收缩率不 同，导致嵌件周围的塑料容易出现收缩应力和裂纹，为防止此种现象的发生，在成型前可以将嵌件先预热，减少它在成型时与塑料熔体的温差，避免或抑制嵌件周围的塑料发生收缩应力和裂纹。 4、选择脱模剂 常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡（白油）和硅油等。其中除了硬脂酸锌不能用于聚先胺外，这三种脱模剂对于一般塑料均可使用，尤其是硅油的脱模效果是最好的，只要对模具施用一次，即可以长效脱模，但是价格昂贵。硬脂酸锌通常多用于高温模具而液体石蜡多用于中低温模具。另外，对于含有橡胶的软制品或透明制品不宜采用脱模剂，否则将影响制品的透明 度。 加料：计量将粒料和粉料加入料斗，通过料斗进入注射机料筒，物料一般是在注射机的料筒中塑化。通过对塑化计量的计算设定好后，物料在设定的计量中塑化完全，即粒料和粉料变成塑料熔体后，注射模闭合，注射机注射充模。 注射充模：注射充模一般划分为流动充模、保压补缩和倒流三个阶段。流动充模是指注射机将塑化好的熔体注射进入模腔的过程。在注射过程中注射压力是随时间不断改变的，在流动期内，注射压力和喷嘴处的压力急剧上升，而模腔（浇口末端）压力却近乎于零，故注射压力主要用来克服熔体在模腔以为的阻力。当在充模期间，由于熔体流入 模腔，模腔压力急剧上升，注射压力和喷嘴压力也会随之增加到最大，然后停止变化，此时注射压力对熔体起了两个作用，一是克服溶体在模腔内的流动阻力，二是对熔体进行一定程度的压实。保压补缩，保压补缩阶段是指从熔体充满型腔至螺杆开始在机筒中开始后撤为止。保压是指注射压力对模腔内的熔体继续进行压实的过程，补缩则是保压过程中，注射机对模腔内逐渐开始冷却的熔体因成型收缩而出现的空隙进行补料的动作。倒流是指柱塞或螺杆在机筒中向后退时（即撤除保压力后），模腔内熔体朝着浇口和流道方向进行反方向的流动。 冷却定型：冷却定型从浇口冻结 时间开始，到制品脱模为止，这是注射成型工艺过程的最后阶段。在此阶段中需要注意的问题有模腔的压力、制件密度、熔体在模内湖南工业大学本科毕业设计（论文） 7 的冷却情况以及脱模条件等。 制件的后处理：制件从模具中脱出后，由于成型过程中塑料熔体在温度和压力的作用下的变形流动行为非常复杂，再加上流动前塑化不均以及充模后冷却速度的不等，制件内常常会出现一些不均匀的结晶、取向和收缩率，导致制件产生相应的结晶、取向和收缩应力，脱模后除引起实效变形外，还会使制件的力学性 能、光学性能及表面质量变换，更有甚至开裂，为解决这一系列问题我们必须对制件进行相应 的后处理。 当注射过程完成后我们将制品脱模，卸料，清洗模具并可以将凝料返回料筒重新塑化注射，开始循环进行下一个成型周期。 该塑件经测量所得，其基本几何值为： 密度： p= 体积： V=21 质量： M= 长度： L=150 塑件平均宽度： B=60 投水平投影面积： S= 制件表面积： S=南工业大学本科毕业设计（论文） 8 第 3 章 注射机的选择和校核 注射机为塑料注射成型所用的主要设备，按其外形可以分为立 式、卧式、直角式三种注射机。按塑料在料筒中的塑化方式分可以分为，柱塞式和螺杆式两种注射机。 在此我们通过假设的模腔数目初步确定注射机的规格。初步设计模腔个数为两个， p为 p=通过测量所得出塑件的体积（ V）和质量（ M）以及水平投影面积（ S）分别为 V=21M=S=模设计两个模腔，那么每次注射机的注射量必须大于： 2M= 2212根据注射机的最大注射量初步选择型号为 60的注射机，其工艺参数如下： 螺杆直径 / 38 注射容量 60 注射压力 /105122 锁模力 /10500 最大成型面积 /130 模板最大行程 /180 定位孔直径 / 55具厚度 /最大）： 200（最小）： 70 喷嘴：（球半径 / 12（孔直径 / 4 射机注射容量的校核 模具设计时，必须是得在一个注射成型周期内所需注射的塑件料溶体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内，且在一个注射成型周期内， 需注射入模具内的塑料溶体的容量和质量，应为制件和浇注系统两部分容量和质量之和，即 V=j 或M=j 式中： V（ M） 一个成型周期内所需要注射的塑料容积和质量， g； n 型腔数目； 单个塑件的容量或质量， g； 浇注系统凝料的容量和质量， g； 故应使 j M=j 中： 注射机额定注射量， g；将数据代入以上不等式（取其中之一的质量不等式来对注射量进行校核）得： M=j=2 60=48 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 9 主流道 +M 拉料钩 于为制件所选的材料为 材料非热敏性材料，所以只需对其进行最大注射量即可，不必对其进行最小注射量的校核。 射机注射压力的校核 注射压力的校核是校验注射机的最大注射压力能否满足制品的成型要求。只有在注射机额定的注射压力内才能调整出某一制件所需要的注射压力，因此注射机的最大注射压力要大于该制件所要求的注射压力。制件成型时所需要的注射 压力，与塑料品种、注射机类型、喷嘴形状、制件形状的复杂程度和浇注系统等因素有关系。可以根据塑料的成型工艺参数数据来确定制品成型时所需要的注射压力。根据塑料成型工艺参数表查得 70120间，而我们所选择的注射机的额定注射压力为 119其设定的注射压力之间，满足工艺要求。 射机锁模力的校核 当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，该推力的大小必须小于注射机的锁模
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