活塞—完爆器阀注塑模设计【一模四腔】【侧抽芯】【说明书+CAD】
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河南机电高等专科学校学生毕业设计（论文）中期检查表学生姓名学 号指导教师选题情况课题名称活塞完爆器阀难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：所在专业意见： 负责人： 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计（论文）任务书系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目： 活塞完爆器阀 起 迄 日 期: 2006年 03 月12 日 05月 20 日 指 导 教 师: 发任务书日期: 2006 年03 月12日毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的：2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1.模塑工艺规程的编制2注塑模的结构设计3.模具设计的有关计算4.模具加热与冷却系统的计算5.模具闭合高度的确定6.注塑机有关参数的校核所在专业审查意见：负责人： 年 月 日系部意见：系领导： 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计（论文）评语学生姓名： 刘丹 班级: 模035班 学号： 0312511 题 目： 活塞完爆器阀 综合成绩： 指导者评语： 指导者(签字)： 年 月 日毕业设计（论文）评语评阅者评语： 评阅者(签字)： 年 月 日答辩委员会（小组）评语： 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 年 月 日河南机电高等专科学校毕业设计论文论文题目： 活塞完爆器阀系 部： 专 业： 班 级： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2006年 5月12日模具典型零件机械加工工序卡（模具专业冲压、塑料模具课题适用）机械加工工序卡片产品型号零(部)件图号01产品名称零(部)件名称定模座板共( 1 )页第( 1 )页车间工序号工序名称材料牌号成型2铣削45毛坯种类毛坯外形尺寸每个毛坯可制件数每台件数板材20020011设备名称设备型号设备编号同时加工件数快捷铣床QJM-QB-VA（S）0021夹具编号夹具名称切削液006虎钳乳化液工位器具编号工位器具名称工序工时准终单件工步号工步内容工艺装备主轴转速rmin1切削速度mmin1进给量mmr1切削深度mm进给次数 工步工时机动辅助1备料2铣六方QJM-QB-VA（S）6301.60.20.883定位装加精密虎钳4钻孔QJM-QB-VA（S）3600.20.50.5105钻螺纹孔QJM-QB-VA（S）2800.20.50.256倒角倒角器10007检测 设 计(日期)审 核(日期)标准化(日期)会 签(日期)标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期 河南机电高等专科学校毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 学 号： 专 业： 模具设计与制造 设计(论文)题目： 活塞完爆器阀 指导教师： 2006年 04月 12日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右（本科生200字左右）的文献综述(包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发)：文 献 综 述本设计根据一个塑件活塞完爆器阀的模塑成型要求，综合介绍了塑件的注塑成型工艺的选择、成型模具的设计程序、模具主要零部件的加工工艺规程的编制及模具装配与试模的工艺方法等内容。 塑料制件主要是靠成型模具获的，而它的质量是靠模具的正确结构和模具成型零件的正确形状、精确尺寸及较低的表面粗糙度来保证的。塑料制件的质量与许多因素有关，但合格的塑料制件首先取决于模具的设计与制造的质量，其次取决于合理的成型工艺。在设计中应达到的目的和要求，目的：了解PA6GF30（黑色）的物理性能、流动性，成型过程中的物理、化学变化及塑料的组成、分类及性能。了解塑料成型的基本原理和工艺特点，正确分析成型工艺对模具的要求。能掌握各种成型设备对各类模具的要求。掌握各类成型模具的结构特点及设计计算方法。此塑件的材料采用尼龙6（30玻璃纤维增强，黑色）属于热塑性的结晶型通用塑料。从使用性能上看，该塑件具有很高的机械强度和刚度被广泛用于各种机械零件。加之有很好的耐磨损和自润滑性，还可用于轴承的制造。并具有高耐热性，热变性温度为215C，在熔融温度以下硬度较高，且耐蠕变性，有良好的冲击强度。从成型性能上看，该塑料熔体的流动性较好，成型容易。由于加入了GF30，尺寸稳定性也较好，成型收缩率降到0.350.45，塑件的加工性较好且在生产中单体可回用，减少了环境污染，也减少了原材料消耗。但吸水性较强，成型时会在制件上产生斑痕、云纹、银丝、气泡等缺陷。因此，要特别注意成型前的干燥处理。基本要求：合理地选择模具结构，正确地确定模具成型零件的尺寸，设计的模具应当制造方便，充分考虑塑件设计特色，尽量减少后加工，设计的模具应当效率高，安全可靠，模具零件应耐磨耐用，模具结构要适应塑料的成型特性。合理的模具结构能充分发挥成型设备的能力（如合理的型腔数目和自动化水平等），在绝对可靠的条件下使模具本身的工作最大限度地满足塑件的工艺技术要求（如塑件的几何形状、尺寸精度、表面光洁度等）和生产经济要求（成本低、效率高、使用寿命长、节省劳动力等）。注塑模的结构主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定、型腔的排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计等内容。一般来说，分型面的总体选择原则是：保证塑件质量，便于制品脱模和简化模具结构，并有利于型腔排气，无损塑件外观且设备利用合理。此塑件为圆筒形塑件,塑件的形状比较简单规范，高度一般，且垂直于轴线的截面对称形状较简单。塑件有一环形凹槽，需要侧抽芯装置。此模具为小型模具，利用分型面排气，又因为模具型腔为组合式型腔，还可利用拼合的缝隙排气。此塑件在注塑时采用了一模两件，即模具需要两个型腔。考虑到使排列平衡，采用了直线型排列，以构成平衡式的浇注系统。塑件的下半部有一环形槽，它垂直于脱模方向，阻碍成型塑件的脱模。因此成型塑件的环形槽部位，必须做成活动的型芯，即应设置侧向抽芯机构。本模具采用斜导柱抽芯机构，利用注塑机的开模运动和顶出作用力，通过斜导柱使其转化成侧向抽芯动作，完成侧向抽芯。此模具采用的是点浇口形式，为了将浇注系统的凝料取出，要增加一个分型面，模具第一次分型仅将主流道凝料取出，待主分型面打开后，塑件和流道凝料就会被一起顶出。采用了限位螺钉定距限位，其作用就是控制模具的开模顺序，使模具能够安全合理的完成开合模动作。采用这些新型结构，不仅使模具更具简单化，而且还因为这些零件都是标准化，缩短了加工周期，节约了大量成本。目前，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术的高低，已成为衡量一个国家制造水平高低的重要标准，并在很大程度上决定着产品质量效益和新产品的开发能力，许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的动力，此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”， 日本则称“模具是促进社会繁荣富裕的动力”。通过，查阅、收集有关的文献资料，使我对模具业的发展现状及发展趋势、模具的设计与制造技术等有了更多，更全面地了解。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）：1. 通过收集和查阅各种文献资料和与同学老师的交流、指导，对目前国内外的塑料模具的发展状况和发展趋势进行了解，预计用时间三天。2. 拿到工件的结构简图后，对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析，并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计。根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高低等确定型腔的数量与排列方式，预计用时两天。3. 经过对工件的结构工艺性分析，分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等；考虑开模、分型的方法和顺序，推杆等脱模零件的组合方式，合模导向与复位机构的设置以及侧向分型与抽芯机构的选择与设计；来拟订可行的塑料工艺方案，经过分析，研究、比较，选择一种最为合理的塑料工艺作为生产应用，估计用时间两天。4. 对模具成型工作零部件进行设计，主要有型芯、凹模滑块、型腔底板等零件，根据工作需要的强度来设计尺寸，包括各零件的图纸，如何将模具的各个组成部分通过支撑块、动定模板、销钉、螺钉等定位、导向与连接零件，按照使用与设计要求组合成一体，获得模具的总体结构。预计需用时间五天。5. 模具的总装图和工作原理以及非标准零件图需要用时间两天。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日毕业设计（论文）成绩毕业设计成绩指导老师认定成绩小组答辩成绩答辩成绩指导老师签字答辩委员会签字答辩委员会主任签字 活塞完爆器阀 摘 要本次设计系统的介绍了注塑制品与注塑模具的设计原理与设计的全过程。从分析原材料（PA6GF30%）开始设计，从塑件的尺寸结构分析初步确定所选用的注塑机和模具的总体结构开始，逐步设计构成模具的各个零部件，包括是：型腔的排列、主流道的设计、主流道衬套的设计、定位环的设计、分流道的设计、抽芯斜滑块的确定、成型零部件的设计等，而且对组成模具结构的成型零件、侧向抽芯机构、型腔壁厚和底板厚度及加热和冷却系统等零部件作了详细的尺寸计算，从而得出这些组成模具结构的零部件在模具框架中准确位置。而且在设计中查阅许多和塑料模设计与制造相的关书籍，讯问很多良师益友。标准模架的选用，使模具的设计趋于简单，为模具的机构构造了骨架，这些零件的正确选用为这次设计能准确无误的完成打下基础。 关键字： 分析原材料、 注塑机、 模具结构Piston- finish to explode the machine valveAbstractThis design system introduction has cast the product with to cast the mold the principle of design and the design entire process. (PA6GF30%) starts from the analysis raw material to design, from models the injection molding machine and the mold overall structure which the size structure analysis preliminary determination selects starts, the step-by-step design constitutes the mold each spare part, including is: The cavity arrangement, the host flow channel design, the host flow channel bushing design, the locating ring design, is divided the flow channel the design, pulls out the core slanting slide the determination, takes shape the spare part design and so on, moreover to composed the mold structure to take shape the components, lateral pulls out the core organization, cavity wall thickness and ledger wall thickness and heats up with spare part and so on cooling system has made the detailed size computation, thus obtained these composition mold structures the spare part in the mold frame the accurate position. Moreover consults many and the plastic mold design and the manufacture pass books in the design, inquires very many good teachers and helpful friends. Standard mold selection, enable the mold the design to tend to simply, for the mold organization structure skeleton, these components has correctly selected for this design can be accurate unmistakably completes builds the foundation. Key words:Analysis raw material, injection molding machine, mold structure,目录绪 论1第1章 塑料制件及模具设计的依据3. 塑件的工艺性分析 3. 计算塑件的体积和质量 4. 塑件注塑工艺参数的确定 4第2章模具结构设计 5. 分型面的选择 5. 确定型腔的排列 5. 浇注系统的设计 6. 抽芯机构的设计 9. 成型零件结构设计 10第3章模具设计的有关计算11. 型腔、型芯工作尺寸计算 11. 型腔侧壁厚度和底板计算 12第4章模具加热与冷却系统的计算 13. 求塑件在硬化时每小时释放的热量 13. 求冷却水的体积流量 13第5章模具闭合高度的确定 14第6章注塑机有关参数的校核 15第7章模具的工作原理 16结论. 17致谢 18参考文献 19插图清单图（）塑件图3图（）分型面的选择5图（）型腔的排列方式6图（）主流道衬套7图（）定位环8图（）斜滑块抽芯机构9活塞完爆器阀注塑模设计绪论目前，我国的塑料正处于蓬勃发展的阶段，面貌日新月异，塑料的应用范围正在日益扩大；在我们周围色彩鲜艳、造型美丽的日用塑料制品和塑料玩具琳琅满目；塑料还越来越广泛地用于电气、通讯、仪表、电子、交通、建筑、包装、农业、航空、国防以至尖端工业部分。用塑料代替金属、木材、皮革、玻璃等天然材料的例子比比皆是，今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制品件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产也将迅速增长，塑料已成为新世界不可缺少的重要材料。塑料模具的设计与制造和现代塑料工业的发展有极密的联系。塑模是现代塑料工业生产中的重要工艺装备，塑模工业是国民经济的基础工业，用塑模生产成型零件的主要优点是制造简便，材料利用率高，生产率高，产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑模也是成型塑料制品的主要工具，它的结构和加工精度对塑件的质量和生产率等有直接的联系。因而世界各国对塑模的现代设计与制造技术都极为关注。近年来国外对塑模的热流道系统、温度控制系统、应用数控机床加工及减少热处理变形等方面都作了许多探索，并取得了一定的成果在现代工业发展的进程中，模具的地位及其重要性日益被人们所认识。模具工业作为进入富裕社会的原动力之一，正推动着整个工业技术向前迈进！模具就是“高效益”，模具就是“现代化”之深刻含意，也正在为人们所理解和掌握。当塑料品种及其成型加工设备被确定之后，塑料制品质量的优劣及生产效率的高低，模具因素约80%，由此可见，推动模具技术的进步应刻不容缓！塑料模具设计技术与制造水平，常可标志一个国家工业发展的程度。塑料加工是将原材料转变为制品的关键环节。只有迅速的发展塑料的加工，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种的工艺装备，同时又是原材料及的“效益放大器”，模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身的价值的十几倍，上白倍。因此，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具工业的重要性已引起国家的高度重视。塑料成型加工及其模具技术是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高，成型设备，成型机械的革新，成型工艺的成熟而进步，而且随着计算机技术，数字模拟技术等塑料成型加工领域的渗透而发展。近年来，随着我国经济的腾飞的产品制造业的蓬勃发展，模具制造业也相应进入了高度发展的时期。据中国模具工业协会统计，1995年我国模具工业总产值约为145亿元，而2003年已达450亿元左右，年均增长14%。另统计，我国（不含台湾、香港、澳门地区）现有模具生产厂点已超过20000家，从业人员有60多万人，模具年产值在亿元以上的企业已达十多家。可以预见，我国经济的高速发展将对模具设计、制造和生产周期达到全新的水平。我国模具业面临着发展机遇，无疑也面临着更大的挑战。我国加入世界贸易组织以来，模具制造业随着面临国际市场日益激烈的竞争局面。与国外模具企业相比，我国模具企业无论在生产设备能力与先进技术应用方面，还是在人才的技术素质与培养方面普遍存在差距。要改变这一现状，势必在增添先进设备以及采用先进的模具模具制造技术，如CAD/CAM/CAE、高速切削、快速原形制造与快速制模等。更急需的是能掌握各种材料成型工艺和模具设计，制造技术，且能熟练应用这些高新技术的专业人才。为了适应我国当前的教育改革。一些高校已将原有的塑性成型、铸造、焊接等专业融入大口径的材料加工工程或机械工程专业，材料成形工艺与模具技术的研究向更高层次的发展。同时，各大中专院校与技工学校纷纷开设材料成型与模具专业积极培养不同层次、能熟练掌握各种成型工艺和模具设计与制造技术的专业人才，逐步形成了我国模具人才培养的基本格局。第1章 塑料制件及模具设计的依据1.1 塑件的工艺性分析该塑料制品为阀类，塑件的尺寸不大，分析塑件的材料为：该塑件制品选用PA6含GF为30%的黑色塑料成型。PA6具有高强度和良好冲击强度，优良的耐磨性，PA6很容易吸收水分，因此特别要注意成型前的干燥。模具的温度应高些，注射压力在75-125Mpa之间，注射速度为高速。PA6的凝固时间很短，所以浇口的位置非常重要。浇口的孔径也应大些。PA6熔点较低，但工艺温度范围很宽，它的抗冲击性和抗溶解性较好。吸湿性也很强，PA6GF30%的收缩率为30%（与流动方向相垂直的方向要稍高一些）塑件成型后装时的收缩主要受材料结晶度和吸湿性的影响。实际的收缩率与制件结构，壁厚及其它工艺参数有关。 图（1）塑件图PA6的密度为（1.351.42）/g.mm弹性模量E=2.61000Pa成型收缩率=0.40.6%该塑件的表面除没有缺陷，毛刺。内部不得有导电杂质外，没有特别的表面要求，比较容易实现。该塑件重要尺寸如1.2、等尺寸精度为MT3级（GB/T14486-1993）次要尺寸如4.5等精度为MT3级9（GB/T14486-1993）由以上分析可见，该塑件的精度中等偏上，对应的模具相关零件的尺寸加工可以保证。从塑件的壁厚上看，壁厚最大处为1.9mm，最小处为0.8mm。壁厚差为1.1mm，较均匀，有利于塑件的成型。综上分析可以看出，注塑时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。1.2 计算塑件的体积和质量计算塑件的质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数目计算塑件的体积：（过程略）计算塑件的质量：根据设计手册可查得PA6GF30%的密度为1.4g/mm故塑件的质量为 =366.191.4 =0.5g采用一模四件的模具结构，考虑其外形尺寸，注塑时所需压力的工厂现有设备等情况，初步选用注塑机为XSZ60型。 1.3 塑件注塑工艺参数的确定查找相关文献和工厂实际应用的情况，PA6GF30%的成型工艺参数可作如下选择（试机时，可根据实际情况作适当调整）料筒温度：后段温度t1选用230 度； 中段温度t2选用230度； 前段温度t3选用205读；喷嘴温度：选用220度；注塑压力：选用110Mpa；保压力： 选用50Mpa；保压时间：选用20s；冷却时间：选用30s；第2章 注塑模结构设计注塑模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、排出机构的设计等内容。2.1 分型面选择模具设计中，分型面的选择很重要 ，它决定了模具的结构，应根据分型面选择原则和塑件的成型要求来选择分型面。 模具闭合时动模和定模相配合的接触平面，叫做分型面，也可以叫做合模面，模具设计开始第一步，就是选择分型面的位置。分型面的选择受塑件形状、壁厚、成型方法、后处理工序、塑件外观、塑件尺寸精度、塑件脱模方法、模具型腔数目、模具排气、塑件浇口位置与形式以及成型机的结构等的影响。该塑件为阀类，表面质量无特殊要求，再实际应用中表面和孔内表面粗糙度值应小些，此外，该塑件高度为14mm且为阶梯圆柱形，形状较简单，故选用如图所示的分型面。 图（2）分型面的选择2.2确定型腔的排列方式本塑件在注塑时采用一模四腔，即模具需四个型腔综合考虑浇注系统模具结构的复杂程度等因素采用如图（3）所示的型腔排列方式。2.3 浇注系统的设计浇注系统是指塑料熔体从注塑机喷嘴出来后，到达型腔之前再模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳地引入模具型腔，并在熔体填充和固化定型的过程中将注塑压力和保压力传递到塑料制品各部位，一获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精度的塑料制品。浇注系统的设计机对注塑机 成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。图（3）型腔的排列2.3.1 主流道的设计主流道负责将塑料熔体从喷嘴引入模具，闭合后注塑机喷嘴压紧模具主流道衬套，并封紧注塑机与模具之间的间隙，熔体材料直接从料筒流入主流道，在立式注射机上，主流道垂直于分型面，为了使凝料能从主流道中顺利拔出主流道设计成圆锥形，设计主流道截面直径时，注意喷嘴和主流道的对中，主流道进口端与喷嘴头部接触的表面为弧面。根据设计手册查得XSZY60型注射机喷嘴的有关尺寸。喷嘴前端孔径： ； 喷嘴前端球面半径：；根据模具与主流道的关系取主流道球面半径mm；取主流道的小端直径；为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计圆锥形，其斜度为为了使熔料顺利进入分流道，可在主流道出料端设计半径的圆弧过渡。. 主流道衬套的设计由于注射成型时，注射机对模具施加的压力很大，主要作用主流道衬套上，且主流道与高温塑料熔体和注射机喷嘴反复接触和碰撞，所以一般不将主流道直接在定模上，而是将它单独开在一个主流道衬套中，通常在淬火后嵌入模具，这样在损坏时便于更换和修磨，主流道衬套选用优质材料，热处理后年个硬度为。衬套长度与定模配合部分的厚度一致，主流道出口处的端面不得突出在分型面上，衬套与定模之间的配合采用。. 定位环的设计为了使主流道与喷嘴和凝料对中，将定位环与主流道设计成整体定位环与注塑机定模固定板中心定位孔相配合，精度为定位环与定位孔的配合长度应取。图（5）定位环2.3.4 分流道的设计分流道的形状几尺寸，应根据塑件的体积、壁厚、形状、的复杂程度、注塑速度、分流道长度等因素来确定。本塑件的形状不算太复杂，熔料填充型腔比较容易。根据型腔的排列方式可知分流道长度不长，为了便于加工起见，选用截面形状为U型的分型道，流道长度为mm，查表得。. 浇口设计浇口是连接型腔和流道系统的。它通常是一个受限制的区域，使流道容易和制品分离。浇口的形状、尺寸、位置很大程度上影响到成型制品的功能。浇口中关键特性就是在实现充模和保压的同时，使制品容易地自动地与流道分离。浇口应设计的容易从制品上去除。这就是说浇口的截面相对较小但太小的浇口又对制品的保压产生限制，引起材料的过度剪切，形成旋纹和其他与浇口有关的缺陷。通常推荐浇口的厚度或浇口的直径等于与相连的制品壁厚的30%或70%，小截面的浇口容易去除，但也增加了前面提到的有关成型中的一些问题。根据塑件的成型要求几型腔的排列方式，选用点浇口较为理想。设计是考虑选择从壁厚为处进料，料有厚处往薄处流，而且在模具结构上采取组合式型腔，有利于填充，排气，故采用截面为点浇口试模时修口。. 抽芯机构的设计此次设计中塑件侧壁有一个的凹模槽它垂直于脱模方向，阻碍成型后模件从模具中脱出。因此成型凹槽的零件必须做成活动的型心，即须设置抽芯机构。本模具采用斜滑块抽芯机构。这种抽芯机构适用于成型面积较大，侧孔较浅的塑件，所需的抽拔距也较小，斜滑快抽芯机构的动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚度较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常小于，斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的，以免影响使用可靠性。斜滑块机构成型带有外侧凹的塑件，脱模时塑件从型芯与两瓣斜滑块中脱出，在顶出杆的作用下，两瓣斜滑块向上运动并向两侧分离。侧向分离是通过固定在滑快外侧的圆销的在模套上对应的圆销位置开设的半圆导滑模来完成的。圆销与半圆导滑槽的方向与斜滑块斜面平行。本套模具斜滑块抽芯是有两套斜滑块组合而成的。 图（6）斜滑块抽芯机构. 确定抽芯距抽芯距一般应大于成型侧凹的深度，本次设计中抽芯距为：另加的抽芯安全系数，可取抽芯距。. 滑快与导滑槽设计此次设计为了是模具结构紧凑，降低模具装配复杂程度，拟采用整体式滑块和整体式导向槽的结构形式。.滑块的导滑长度和定位装置设计本次设计中，由于侧抽芯距较短，故导滑长度只要符合滑块在开模时的定位要求即可。.成型零件的结构设计注塑模闭合后，其内部零件将组成一个能容纳塑料的闭合空腔，即说的型腔，它将接受由注塑机出来的塑料熔体，并是它们在其内部固化成型为塑料制品。显然，型腔的几何形状和尺寸决定了制件的几何形状和尺寸，所以构成型腔的所有零部件统称为成型零部件。成型零部件在注射成型过程中直接与塑料熔体接触，需要承受温度、压力及塑料熔体的冲击和摩擦作用，长期工作之后，容易、发生磨损、变形和断裂。设计注塑模时应针对塑料制品的结构特点、生产批量、使用要求以及模具的使用寿命等，合理确定成型零部件的结构、满足精度、粗糙度、强度和刚度要求。成型零件的结构设计，应符合要求成型的塑料制品为前提，但必须考虑金属的加工性及模具制造成本。.凹模的结构设计本次设计模具采用一模四腔的结构形式，考虑加工的难易程度的材料的价格，利用率等因素，凹模拟采用组合式结构，其结构形式如装配图。.凸模结构设计凸模主要是与凹模相组合构成模具型腔，起凸模和侧型芯的结构如装配图。第3章 模具设计的有关计算本次设计中成型零件工作计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸，成型零件的工作计算，要考虑塑料制品上午尺寸公差，所成型塑料的收缩率，塑料飞边厚度，塑料制品脱模，模具加工条件及可达到的水平等因素。查表得PA6GF30%的收缩率故平均收缩率为考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取。. 型腔、型芯工作尺寸计算型腔、型芯工作尺寸计算见下表表型腔、型芯工作尺寸计算模具零件名称塑件尺寸计算公式 型腔或型芯的工作尺寸 凹模滑块 型芯 .2 型腔侧壁厚度和底板计算. 下凹模滑块型腔侧壁厚度及底板厚度的计算实践理论分析证明，模具对强度及刚度的要求并非要同时兼顾，对大尺寸行腔，刚度不足是主要问题。应该按刚度计算，对于小尺寸型腔，强度不足是主要问题，应该按强度条件计算。本次设计从塑件尺寸看，模具型腔属于小型模具，应按强度条件计算模具型腔侧壁尺寸。根据组合式矩形型腔侧壁厚度计算公式进行计算。式中：（选定植）取则 式中：模腔压力（PMa）； h 凹模型腔的深度（mm）； H 凹模外侧的深度（mm） 成型零部件的许用变形量（mm）.推板厚度的计算本次设计中，成型部分设计为滑块，而且滑块同时是凹模型腔，计算推板的厚度为Hmm,mm第4章 模具加热与冷却系统的计算本塑件在注塑成型时不要求有太高的模温，因而在模具上饿不设加热系统。冷却水道的设计位置取决于制件的形状和不同的壁厚。冷却水道应设置在塑料向模具热传导困难的地方，根据冷却系统的设计原则，冷却水道应围绕模具所成型的制品，且尽量排列均匀一致。设定模具平均工作温度为，用的常温水作为模具冷却介质，其出口温度为，产量为（除算每2分钟1套0.2kg/h）。. 求塑件在硬化时每小时释放的热量查有关文献的的单位热量为 .求冷却水的体积流量由体积流量可知所需的冷却水管直径非常小。由上述计算可知，因为模具每分钟所需的冷却水体积流量很小，故可不设冷却系统，依据空冷的方法冷却模具即可。第5章模具闭合高度的确定在支承与固定零件的设计中，根据模架的标准确定：定模座板；浇口板；型芯固定板；动摸垫板；模脚；模具的成型部分；因而模具的闭合高度为：第6章 注塑机有关参数的校核本模具的外形尺寸为，XS-Z-60型注塑机模板最大安装尺寸为350mm280mm，故能满足模具的安装要求。由上述计算模具的闭合高度H=195mm，XS-Z-60心腹注塑机的最小；最大厚度为，即模具满足安装要求。经查资料XS-Z-60型注塑机的最大开模行程S180mm，满足式顶出塑件要求。式中：制品所用的脱模距离（mm）制品高度（mm）a取出浇注系统凝料必须的高度（mm）第7章模具的工作原理模具的工作原理：模具安装在注塑机上，定模部分固定在注塑机的定模板上，动模固定在注塑机的动模板上。合模后，注塑机通过喷嘴将熔料经流道流入型腔，惊保压，冷却后塑件成型。开模时动模部分随动模板一起动作将分型面打开，与此同时在推板的作用下两块斜滑块打开，完成环型抽芯动作。当分型面打开到6.5mm时，动模停止，在注塑机顶出装置作用下，推动推板运动塑件顶出。合模时，随着分型面的闭合两滑块合模，在止动销的作用下。滑块停止运动，完成一次动作。结论在本次设计中，材料性能在塑模成型制品的性能中发挥着关键的作用。该塑件制品选用PA6含GF为30%的黑色塑料成型。PA6具有高强度和良好冲击强度，优良的耐磨性，PA6很容易吸收水分，因此特别要注意成型前的干燥。这些性能是内在的化学性能也与加工过程的细节，好的制品和模具设计以及具体应用环境有关。塑料制品性能的多方面性降低了人们对于化学组成，分子量及结构等基础领域的关注。而增加了对黏弹性性能等独特性能的兴趣模具结构的设计从分型面选择、模具型腔数目的确定、型腔排列方式、冷却水道布局、浇口位置设置、模具工作零件的结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、排出机构的设计作了详细的介绍，从分析他们结构和性能到选出实用的部件，中间做了很多反复的思考。抽芯机构也是塑件成型的型腔，抽芯部分的设计是关于模具能否获得表面光滑、塑件耐用的关键，这次设计因塑件需要一个环行的外抽芯，所以，抽芯机构为环行，用斜滑块。这种抽芯机构适用于成型面积较大，侧孔较浅的塑件，所需的抽拔距也较小，斜滑快抽芯机构的动作和塑件的顶出同时进行，而且斜滑块的刚度较大，倾斜角可比斜导柱的倾斜角大，通常小于，斜滑块的顶出高度一般不超过导滑长度的，以免影响使用可靠性。斜滑块完全能满足要求。模具部件尺寸计算均采用平均尺寸、平均收缩率、平均制造公差和平均磨损量来进行计算。成型零件的工作尺寸，要保证所成型塑料制品的尺寸，成型零件的工作计算，要考虑塑料制品上尺寸公差，所成型塑料的收缩率，塑料飞边厚度，塑料制品脱模，模具加工条件及可达到的水平等因素。计算这些尺寸要耐心，认真。因成型零件的尺寸决定塑件的尺寸。模具浇注系统是塑料熔体从注塑机喷嘴出来后，到达型腔之前再模具中所流经的通道，其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳地引入模具型腔，并在熔体填充和固化定型的过程中将注塑压力和保压力传递到塑料制品各部位，一获得组织致密，外形清晰，表面光洁和尺寸精度的塑料制品。浇注系统的设计机对注塑机 成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。本次设计因塑件小不设加热和冷却系统。模具的校核在前面作了详细的计算。本次设计即将结束，再这里感谢帮助过的老师和同学们，他们在这次设计中给我许多的指导，提出了很有价值的意见。谢谢您们！致谢经过几个月的努力我的毕业设计终于完成了，回顾这几个月来的工作与学习，我感触颇深。通过这次毕业设计，使我深深认识到理论与实践相结合的重要性，平时在学习中所注意不到的细节性问题，往往成为设计工作中难以克服的难点！在这几个月的设计中，不仅促使我重新温习了三年来的专业基础课，而且也使我掌握了很多在课本上学不到的东西，同时也使我实践能力大大的提高。这些都为我以后的发展打下了坚实的基础。强化了所学知识，增强了动手能力，更深切地体会了“温故而知新”的长远意义，还有独立解决问题的能力的提高，这些是本次毕业设计留给我的最宝贵的财富。本篇论文的完成得益于河南机电高等专科学校材料工程系各位老师的指导和帮助，特别是于智宏老师的亲切指导与帮助，在此对各位老师表示我最崇高的敬意和由衷的感谢，真心的说一声：“你们辛苦了！谢谢。”同时，在论文的写作过程中也得到了许多同学的热心帮助和支持，使论文能够得以顺利的完成，在此再一次向所有给予我帮助和支持的老师和同学表示最衷心的感谢。由于时间仓促，加之本人水平有限和实践经验的欠缺，在本篇论文中难免会出现错误和不妥之处，恳请各位老师同学批评指正。参考文献杨占尧.塑料注塑模结构与设计.清华大学出版社.2004王孝培.塑料成型工艺及模具简明手册.机械工业出版社.2000李海梅等.塑料成型及模具设计实用技术.化学工业出版社.2002黄雁等.塑料模具制造技术.华南理工大学出版社.2003贾润礼等.实用注塑模设计手册.中国轻工业出版社.2000刘昌祺.塑料模具设计.机械工业出版社.1998李秦蕊.塑料模具设计.西北工业大学出版社.1998加.瑞斯.朱元吉译.化学工业出版社.2005付宏生等.注塑制品与注塑模具设计.化学工业出版社.2003陆宁.实用注塑模具设计.中国轻工业出版社.1998org Menges.Walter Michacli.Paul Mohren.注射模具制造工程.化学工业出版社.200320图书分类号：密 级：毕业设计附件外文及翻译学生姓名学院名称专业名称机械设计制造及其自动化指导教师年5月18日 新一代注塑技术 外文出处 University Hospital Zurich, Zurich, Switzerland 摘要:本文介绍新一代瓶坯注塑技术的特点以及通过一个循环所实现的瓶性能。这一循环使瓶胚冷却不再需要机械手和引出板,而是瓶胚直接在模芯上冷却,在进一步通过2.5 注射循环冷却之后被顶出。这使制件的冷却得以改进,从而大大提高了每个阴模的产量。从工作单元去掉机械手减少了空间需求,并大大简化了系统。 关键词: 注塑模具设计 循环速度 1、概述 转位瓶胚注塑技术是在Husky 注塑系统双压板机器设计发展起来的。该系统有一个四面动压板绕横轴旋转。每一面配一个典型的半冷塑模。原模系统是一个48 阴模,从而提供192 个模芯。定压板上装有一个标准的热流道和半阴模。 本系统配备一个标准两级注塑装置,该装置有一个120 毫米挤塑机和120 毫米注射压料塞,注射压料塞上有一个机筒头和分配阀连接两级。用目前的瓶胚设计,目标重量是47.3 克瓶胚,从而注射量为2270 克。两42 个不同的聚对苯二甲酸乙二醇酯螺杆用于本系统,每个都取得了可以接受的效果。 当机器循环时,塑料首先注射到A 面。由于瓶胚要留在模芯上,瓶胚在开模不需要象在传统系统上那么硬。因此,循环的绝大部分冷却可以在随后的机器循环期间从闭模转到在模芯上冷却。然后循环需要一个非常短的冷却期间以允许模具释压,注射和保压也是如此。当开模时,这一面转位到压板的顶部表面,然后塑料在B 面注射。当D 面到达前端时,此时A 面在压板的底部位置,顶杆在这里被启动,瓶胚被从机器卸到制件引出传送器上。注射行程对循环时间没有影响,因而可以较慢地完成。重力帮助确保制件脱离模具落下。制件落在其格端头的传送器上,造成表面擦伤的可能性较小。 在顶部、背部和底部位置,气冲成型系统对瓶胚提供表面冷却。由于瓶胚保持在模具的模芯上,它们还容易在内表面得到传导冷却。总体上讲,瓶胚的整体温度比它在传统模塑系统和冷却引出板中呆类似的时间要冷。 2、瓶性能 我们分析转位系统的一个重要方面是拿这种系统生产的瓶胚制造出来的瓶的性能与传统工作单元上生产的类似瓶胚制造出来的瓶相比较。表1 给出从进行的试验中得出的比较数据。 转位瓶胚的性能在强度测试中一直较好,这是因为改进的浇口质量允许材料在瓶内较好地分布,没有迹象表明使用这种系统在瓶的任何地方结晶度升高。生产的转位样品可能平均较轻,因为它们的重量分布要紧密得多。 3、系统的特点 这种托坯最明显的好处是需要的模内冷却时间减少了,从而减少了整个循环的时间长度。目前,这种系统用最大壁厚为4 毫米的47.3 克瓶胚工作。这种瓶胚加工循环时间测定为22.5 秒,对于一个阴模系统来说是最佳的了。转位48 阴模系统实现14.2 秒的循环,能取得较好的商业质量结果。图2 给出循环细分的比较情况。 旋转塔台不再需要机械手。这样,就减少了由传统系统上机械手故障造成的干扰告警和服务停机时间。制件顶出现在不是机械循环时间的一个因素。随着消除机械手需要的开模间隙减少了,随着模具行程的减少还提高了空循环速度。 系统的另一个好处是需要的地板面积减少,以及由于没有机械手和引出板冷却系统,系统的可靠性得以提高的潜力。预计不发生机械手故障的整个系统可靠性可允许系统可用性提高30%。转位系统的地板面积只有传统48 阴模系统所需面积的55%。与之相伴的还有每英尺地板面积的产量进一步提高。 使用转位系统使瓶胚的浇口质量得到改进。在阀浇口区冷冻之后,瓶胚在较短时间内与阀杆的热点接触,因为瓶胚在阴模内的冷却时间被大大减少。去掉这一热源就消除一个结晶源。除了较好的视觉效果,还导致浇口区更结实,从而使得整个瓶侧壁区更好,及有更多的机会减轻基础区瓶胚的重量。 瓶胚留在模芯较长时间。与标准瓶胚注塑系统相比,整个瓶胚冷却得到改进。在一个传统的机械手冷却板内,制件遇到被冷却的管表面就会收缩,这样热传递就不完美。在转位系统中,制作在模芯上收缩,从而保持热传递,在被顶出时,转位瓶胚的全面整体温度比瓶胚从传统系统的引出位置取出时要低。还有,对于目前的瓶胚设计来说,不向颈模圈区供应冷却水,在顶出时仍比标准系统要冷得多。对于一个典型的成型系统来说,冷却该区能限制循环。 转位系统用几种不同材料及测试的两种不同材料和两种不同的聚对苯二甲酸乙二醇酯螺杆设计,可以看到乙醛(AA)量一直较低。与注射量相比这一循环时间对注射装置提出非常高的要求,注射装置连续不断地冲刷没有一点滞留时间的螺杆。 由于模具内的峰值阴模与两个不同的螺杆相符,并与不同的加工设置一致,乙醛量到底有多低主要原因在于模具集料管。用目前的模具可以看到的第二个好处是有非常好的重量分布,从而允许在目前制件规格的允差内把整个制件的重量降到最低程度。 4、介绍IKB-MOULD设计的基础注塑模组成的分析处理分为两部份：设计的首字母和详细的设计，初期的设计决定模具的组成，例如模具类型、型腔数、流道的类型、浇口类型等。详细设计是型芯型腔的组成、浇注系统的设计、冷却和排气系统的设计、集成分析和最后的草图。他们需要什么,分析什么是好的CAIMDS的发展方向。 他们所拥有的客户对产品的要求。包括产品外形和详细的尺寸。 一个已经设计好的模具方案这个方案包括模具设计的初级部分和标准部分举例来说模具设计的基础动模和定模的一部分填充和顶出的一部分。注塑模具设计的行业知识等。 设计者从专业知识中得出模具设计的设计计划和详细步骤这些知识包括原材料的选择型腔型芯分型面的规划和其他相关细节的介绍。 他们所想要得一个先进的交互式模具设计环境。模具设计是由一系列细小的环节组成的设计程序。这些程序通常需要将已有的模块和制作好的模件装配好。这些模具设计系统不需要自动完成尤其是对切口部分特征比较复杂的产品。先进的交互式程序善于整合自动化运算法则和有经验的设计者的在线知识交流。 标准件/早期设计部分/组装/产品管理。一个注塑模具在其它注塑模里相同的形状尺寸分别有型腔型芯。这些部分与注塑模产品无关。他们使用在不同模具中重复使用的大概标准。 有用的工具包括实体设计和分析计算在模具型腔型芯中的设计。型芯和型腔的外形和大小直接影响模具产品。这些部分也是模具设计中相当重要的环节。他们的几何形状要求可能相当苛刻。因此一些模芯设计工具的发展方向基于自动生成模具型芯交互作用是相当有用的。 组装设计在传统的CAD/CAM设计系统中模具的实体形状被当作几何图形储存模型在一个三维空间以边和面的形式生成。象这样的一个以严密的几何计算表现的视觉外形可以完成工程分析和模拟。但是这种工作方式不适合设计高层数据和产 品的几何实体外形的关系。 模具设计者更喜欢装配环境的设计而不是一种简单的固体模型环境。这个方案被 Ye et al 提出。 5、循环速度的限制因素 在整个循环期间对转位循环的影响因素可以分为五个组成部分: (1)机器空循环时间(这是完成开模、旋转塔台90 度,闭模和为注射做准备的循环的时间); (2)阴模充料时间; (3)为避免正冷却的制件形成凹陷的保压要求; (4)模内冷却以使模具从保压期间要求的合模力吨数中释压; (5)在顶出时瓶胚的大量热造成的表面热以及热再生,以避免后续处理期间制件被刮伤或有粘性。 系统的机器空循环时间被优化。模具不必开那么多,以允许转位旋转,象传统系统为允许机械手进入模具区所要求的那样,从而减少了开模和闭模时间。转位速度也比机械手进去,转移制件和机械手再出去快。目前4.3秒的机器空循环已经充分优化,改进的余地很小。 如果注射装置尺寸过小,生成熔体可能是一个限制因素。已经在循环速度低达11.6 秒,用2280 克注射量的0.82IV 树脂测试过目前120 毫米的螺杆可接受的塑炼能力。这时没有剩余的滞留时间,这样循环将受螺杆性能限制。 充料和保压时间大约为9 秒。现正在做试验以量化最佳的充料速度和保压外形。 冷却0.5 秒可以实现模具释压,但目前的工艺需要冷却1.3 秒,循环目前受到在制件上形成凹陷限制。这受到包装数量、保压压力和开模的速度的影响。由于转位循环的冷却时间非常短,瓶胚遇到阴模壁收缩的时间非常少。正在研究改进这方面的循环性能的机会。 目前出模时的瓶胚温度将允许循环时间远远少于13 秒,如果仅这一方面是循环的限制因素的话。 6、瓶胚设计的考虑因素 根据最初比较原型系统中使用的瓶胚以及为促进使用转位方法减少转位循环而对各种瓶胚设计做的试验。因此,实施一种转位系统而非较传统的成型方法的决定是由于其他许多考虑因素)转位系统要求四套制件模芯,这样模芯的复杂性以及由此导致的整个模具成本是选择的一个因素。其他因素包括生产能力要求、可用的地板面积、资本成本。 The Fresh Generation Injection Mould TechniqueAbstract : The original is introduced fresh generation vase earthen brick mould plastics technique distinguishing feature along with by means of the vase performance that the cycle was achieved That this cycles causes an a jar of embryo become cool not needing manipulator and the lead-out plank again , but is an a jar of embryo directly is living that the standard becomes cool on the rush pith , and is living further by means of 2.5 to inject after the cycle cooling being come out by the peak This causes the finished piece cooling may improve , thereby lift every one the overcast standard yield enormously Decreased the demand in room through the work cell gets rid of the manipulator , and simplify the system enormously Keyword : Injection mould design Cycle velocity 1、Summary The indexing vase embryo mould plastics technique is designed the development at twin teeterboard machinerys of Huskys mould plastics system Ought to systematically there be an all sides to stir the teeterboard to coil the cross axle to circle Each one section is matched somebody with somebody a type semi to cool to mold the standard The master stamper systematically is 48 an overcast standard , thereby supplys 192 standard rushs pith Fiing teeterboard jacket possess criterion heat flux a road and semi an overcast standard Standardized two steps of moulds plastics units are equipd to this system , and that unit possessone 120 millimeters to pack the engine molding and 120 millimeters to inject the pressure stuff to squeeze in , and injecting along the Great Wall the pressure stuff possess engine a thick tube-shaped head and a distribution valve to join two grades Designing in the way of the vase embryo at the moment , target weight is the 47.3 grams vase embryos , thereby injecting amount is 2270 grams Two 42 differences is gatherd being used a system to the benzol two methanoic acid glycol ester studs , and every one wholly acquireed the effect that may be receiveed When the machinery cycles , the plastic material first of all injects up A Since the fact that the vase embryo will remain the standard rush pith on , the vase embryo is living to turn on the standard not necessaries , and that traditional system goes up such as being living is stiff in that way Hence , the machinery cycle that the overwhelming majority cooling may be living soon afterwards perioc through shuts the standard revolves up to become cool on the rush pith at the standard Afterwards the cycle needs an extraordinary brief cooling perioc in order to permit the pattern to elucidate the pressure , injects and defends and to be getting near also is such in this way Afterwards the plastic material are living Bs surface is injected on this peak ministry face that the teeterboard was reachd in the indexing on one section when turning on the standard As D before arrival when the extremity , now A is living teeterboard base place , and the push rod is switched on here , and the vase embryo is unloaded the finished piece through the machinery and leads to on the conveying utensil Injecting the stroke adjust the cycle time not effect , as a result may complete more slowly Gravitational force help is guarranteed that the finished piece breaks away from that the pattern drops secondly The finished piece drops such the curtain squares formed by crossed lines tip conveying utensil on , and the probability that creates the surperficial gall is littleer A ministry is living 、Gas dashing systematic twin vase embryo of forming supplys the face and becomes cool the place of back and base Since the fact that the vase embryo maintains the pattern standard rush pith on , the face obtains the conduction cooling included they are still convenient Says in the total , the entire temperature of vase embryo than it is living traditional compression molding system and cooling leads to in the plank to stay analogous time will cool 2、The Bottle Function Significant respect that we analyse the indexing system analogous a of jar of vase that the embryo was manufacture out that to be the performance takeing this kind of vase that the vase embryo that the system was gived birth to was manufacture out against traditional work gived birth to on the cell one another contrasts The comparand that obtaines in the eperiment that the table 1 is give out through is underway is depenied on The indexing vase embryo performance is living and is better always in the intensity quiz , and this is better distributing for the runner quality which improved permits the stuff to be living inner place the vase , and does not there is the indication to make known that use this kind of system is living whatever space crystallinity of vase and ascendes The indexing specimen gived birth to is probably equally light , for their weight distributions is to be much inseparable .、This kind of system distinguishing feature Inner place the standard that to support with the hand the obviousest advantage of earthen brick is needs the cooling time decreased , thereby decreased entire time length that cycles At the moment , this kind of system employ the largesttest breastwork thickly act as 4 millimeters the 47.3 grams vase embryos do This kind of vase embryo process cycle time ascertains by measuring to 22.5 seconds , was optimum as to the overcast standard system Overcast standard system implementation 14.2 seconds of indexing 48 cycle be able to be acquireed the better trade quality killing The picture 2 is give out the cycle subdivided comparing situation Circling the control tower does not need the manipulator again Like this , therefore decreased from the tradition system to go up the jam that the manipulator block created is giveed an alarm and the service ceases engine time The finished piece peak has ariseed to be living not to be the inflexible cycle time the element Decreased in the standard the turning on gap that needs in the wake of removing the manipulator , in the wake of decreasing of pattern stroke still lift empties cycle velocity Systematic another advantage is the floor area that needs decreases , along with thanks to does not there is manipulator and lead-out plank cooling system , latent capacity that the dependability of system may be liftd Calculate in advance entire systematic dependability that therefore the manipulator obstructs does not happen permit the systematic usability to lift 30% Merely traditional 48 55% of overcast areas that the standard system requires of indexing system floor area Against the person who one another accompanies the yield that still possess per foot of floor area lifts further.Employ the indexing systematically to cause an a jar of embryo runner quality obtain the modification Being living , the valve runner district is freezed afterwards , the vase embryo is living brieflyer time inner place the heatpoint contact against the valve staff , for the cooling that the vase embryo is living inner place the overcast standard time by enormously decreases Geing rid of this heat source removes a crystal source Except for better vision effect , still causes that the runner district is more sturdy , thereby causes entire a of jar of side wall district better , and possess the weight that even more opportunitys ease the vase embryo in base district The vase embryo to remain at the standard rush pith elderer time Systematically being contrastd against a criterion a jar of embryo mould plastics , entire a of jar of embryo becomes cool obtainning the modification Being living , tradition manipulator becomes cool inner place the plank , and the finished piece is encounter and be able to be shrinked by the tube face becoming cool , and such heat transfer is imconsummate In being living the indexing system manufactures at the standard shrinking on the rush pith , thereby maintain heat transfer , and is living when being come out , and will let drop when comprehensive entirety temperature of indexing vase embryo contrasts the a jar of embryo lead-out place through traditional system brings out by the peak .Still possesing , and designs as to the vase embryo at the moment , not to the throat standard ring district supply cooling water , being living , the peak when comeing out yet systematically will be cooled far more than the criterion Become cool that district threshold energy system cycling as to the forming system of type The distinct stuffs of indexing system in the way of some kinds reaches the difference of two kinds of distinct stuffs testing with two kinds to gather designing to the benzol two methanoic acid glycol ester studs , and may catch sight of that the acetaldehyde ( AA ) amount lets drop always against injecting amount is contrastd this cycle time adjust injects the unit proposes the very much tall demand , injects the unit constinuously scousrs not to there is a few is held up time the stud . Since the overcast standard of peak value inner place the pattern tallys with against the two differences studs , and against the difference process installation unanimously , the acetaldehyde is measured ever to possess to let drop that the main reason rests with that the pattern gathers materials the tube more Second advantage may catch sight ofin the way of the pattern at the moment is possesing the very much good weight distributions , thereby permits to be living at the moment finished piece standard allows bad inside entire finished piece weight to drop the thest least degree 4 、The injection mould design process requirementanalysis An injection mould design is composed of two steps: theinitial design and the detailed design. The initial design iscomposed of decisions made at the early stage of themould design, such as the type of mould configuration,the number of cavities, the type of runner, the type of gate and the type of mould base. The detailed design iscomposed of the insert (core/cavity) design, the ejectionsystem design, the cooling and venting component design,the assembly analysis and the final drafting. To develop a good CAIMDS, an analysis of whatthey have and what they want needs to be performed.What they have: The customers requirements for the product. Thisincludes the detailed geometry anddimension requirementsof the product. An existing mould design library. This library coversthe standard or previously designedcomponents andassemblies of the mould design, for example, themould base (the fixed half and the moving half) andthe pocket (the fixed half and the moving half). An expert knowledge in injection mould design. Expertknowledge of both initial and detailed designs forthe injection mould is obtained mainly from experiencedmould designers. Such knowledge includesmaterial selection, shrinkage suggestion, cavity layoutsuggestion and others. What they want: An intelligent and interactive mould design environment.Mould design is often composed of a series ofdesign procedures. These procedures usually requirecertain mould parts to be created and existing mouldparts to be assembled. Such a mould design environmentneed not be fully automatic, especially forcomplicated products with many undercuts. Anintelligent and interactive environment will be a goodchoice to integrate some useful automation algorithms,heuristic knowledge and on-lineinteraction by the experienced mould designer. Standard/previous designed components/assemblies(product-independent parts) management. Apart from the core and cavity, an injection mould hasmany other parts that are similar in structure and geometrical shape that can be used in other injectionmould designs. These parts are independent of the plastic mould products. They are mostly standardcomponents that can be reused in different mould designs and mould sets. Useful tools (including solid design and analysiscalculation) in the core and the cavity (productdependentparts) design. Geometrical shapes and thesizes of the core and cavity system are determineddirectly by the mould product. All components insuch a system are product dependent. Also, theseparts are the critical components in the mould design Their geometrical requirements may be complicated.Thus, some tools developed to design the core and thecavity based on partial automation and partialinteraction can be quite useful. Design for assembly. In conventional CAD/CAMsystems, moulds are represented and stored as a complete geometric and topological solid model. Thismodel is composed of faces, edges and vertices in athree dimensional (3D) Euclidean space. Such a representationis suitable for visual display and performinggeometrically computation-intensive taskssuch as engineering analysis and simulation. However,this form is not appropriate for tasks thatrequire decision-making based on high-level informationabout product geometric entities and theirrelationships. Mould designers prefer a design forassembly environment instead of a simple solid modelenvironment. This idea is also presented in Ye et al.s work 24. A design for manufacture. A complete injectionmould design development cycle can be composed ofthe mould design and mould manufacturing process.To integrate CAD/CAM into the mould design, themanufacturing features on the mould should be abstracteand analysed for the specific NC machine. Both the process plan and the NC code should beautomatically generated to enable the final designed mould to be manufactured. A design for engineering drawings. For manycompanies, the injection mould design has to be represented in the form of engineering drawingswith detailed dimensions. CAD/CAM tools that are able to automatically generate these engineeringdrawings from the final injection mould design will be useful.Based on the above analysis, our research focus is todevelop techniques to represent what they have andwhat they want.Representing what they want is actually the representationof the knowledge and injection mould object.Developing what they want means to integrate the representation with intelligent and interactive tools forthe injection mould design into a completed designenvironment. Therefore, an IKB-MOULD is proposedfor mould designers to realise the above two requirements 5、 Limitational factor of cycle velocity Is living the entire cycle perioc to the indexing what cycles the effect element may be divided into five component part : (1)Machinery emptying cycle time ( this is completeing turning on the standard 、Circles the control tower 90 degrees , shuts standard and in the interest of injects acting the ready cycle time ) ; (2)The overcast standard charges to anticipate time ; (3)The demand is getting near in the interest of averting the finished piece that becomes cool to take shape sunken guarantor ; (4)Becomes cool the pattern inner place the standard in order to cause through guarantor to be getting near perioc in the person who requires the standard the shuing force tonne figure elucidates the pressure ; (5)The vase embryo greats quantity of peak when comeing out being living warm that the face creating warms up along with warm up regeneration , in order to avert the follow-up handle perioc finished piece is fleeced the injury either is possess viscosity Systematic machinery the emptying cycle time is optimized The pattern need not turned on so manyly ,in order to permit the indexing to circle , such as the tradition systematically by permits themanipulator gos into the pattern district demand , thereby decreases turns on the standard with shuts the standard time Indexing velocity is also get in than the manipulator , and transfers finished piece and manipulator geting out quickly again The machinery of 4.3 seconds at the moment empties to cycle sufficiently to optimize , and the margin of modification is very little Unduly little in case injecting the unit dimensions , the part of the body is melted in the formation probably is a limitational factor The cycle velocity being living is leted drop to attain 11.6 seconds , in the way of 2280 be able to injecting amount 0.82IVs resin has tested at the moment 120 millimeters stud the person who may receive the plasticate capability At this moment does not there is remainder is held up time , cycles like this to accept the stud performance limit Charges the stuff with guarantors pressure time about act as 9 seconds Acting the eperiment current optimum with the quantification charges to anticipate that the velocity is getting near the external form with guarantor . Becoming cool to achieve the pattern in 0.5 second to elucidate the pressure , yet the technology at the moment need to be become cool 1.3 seconds , and the cycle is subjected to the finished piece on takeing shape the sunken limit at the moment This is subjected to packageing amount 、Guarantors pressure and effect turning on standard velocity Since indexing cycle cooling time very much brief , the vase embryo encounters the overcast standard breastwork what shrinks time very much little .Research to improve this the respect cycle performance opportunity . The vase embryo temperature when comeing out the standard at the moment shall permit cycles time far away a moment to 13 seconds , in case merely on the one hand this is the limitational factor that cycles . 6 、Element considering that the vase embryo is designed Vase embryo which on the basis of the initial comparing model employd in the system along with cycling and designs the eperiment which do to different as of jar of embryos in the interest of accelerating the use indexing means to decrease the indexing .Hence the indexing system requires that four suits of finished piece standard rushs pith , such standard rush pith complexity along with entire pattern cost that thus causes are the selection elements .Else element consists of the production capacity demand 、Usable floor area 、Capital cost .注塑模具自动装配造型X. G. Ye, J. Y. H. Fuh and K. S. Lee机械和生产工程部，新加坡国立大学，新加坡注射模是一种由与塑料制品有关的和与制品无关的零部件两大部分组成的机械装置。本文提出了（有关）注射模装配造型的两个主要观点，即描述了在计算机上进行注射模装配以及确定装配中与制品无关的零部件的方向和位置的方法，提出了一个基于特征和面向对象的表达式以描述注射模等级装配关系，该论述要求并允许设计者除了考虑零部件的外观形状和位置外，还要明确知道什么部份最重要和为什么。因此，它为设计者进行装配设计（DFA）提供了一个机会。同样地，为了根据装配状态推断出装配体中装配对象的结构，一种简化的特征几何学方法也诞生了。在提出的表达式和简化特征几何学的基础上，进一步深入探讨了自动装配造型的方法。关键字：装配造型；基于特征；注射模；面向对象。1、简介注射成型是生产塑料模具产品最重要的工艺。需要用到的两种装备是：注射成型机和注射模。现在常用的注射成型机即所谓的通用机，在一定尺寸范围内，可以用于不同形状的各种塑料模型中，但注射模的设计就必须随塑料制品的变化而变化。模型的几何因素不同，它们的构造也就不同。注射模的主要任务是把塑料熔体制成塑料制品的最终形状，这个过程是由型芯、型腔、镶件、滑块等与塑料制品有关的零部件完成的，它们是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，因此，这些零件称为成型零件。（在下文，制品指塑料模具制品，部件指注射模的零部件。）除了注射成型外，注射模还必须完成分配熔体、冷却，开模，传输、引导运动等任务，而完成这些任务的注射模组件在结构和形状上往往都是相似的，它们的结构和形状并不取决于塑料模具，而是取决于塑料制品。图1显示了注射模的结构组成。 成型零件的设计从塑料制品中分离了出来。近几年，CAD/CAM技术已经成功的应用到成型零件的设计上。成型零件的形状的自动化生成也引起了很多研究者的兴趣，不过很少有人在其上付诸实践，虽然它也象结构零件一样重要。现在，模具工业在应用计算机辅助设计系统设计成型零件和注射成型机时，遇到了两个主要困难。第一，在一个模具装置中，通常都包括有一百多个成型零部件，而这些零部件又相互联系，相互限制。对于设计者来说，确定好这些零部件的正确位置是很费时间的。第二，在很多时候，模具设计者已想象出工件的真实形状，例如螺丝，转盘和销钉，但是CAD系统只能用于另一种信息的操作。这就需要设计者将他们的想法转化成CAD系统能接受的信息(例如线，面或者实体等)。因此，为了解决这两个问题，很有必要发展一种用于注射模的自动装配成型系统。在此篇文章里，主要讲述了两个观点：即成型零部件和模具在计算机上的防真装配以及确定零部件在模具中的结构和位置。这篇文章概括了关于注塑成型的相关研究，并对注射成型机有一个完整的阐述。通过举例一个注射模的自动装配造型，提出一种简化的几何学符号法，用于确定注射模具零部件的结构和位置。2、相关研究在各种领域的研究中，装配造型已成为一门学科，就像运动学、人工智能学、模拟几何学一样。Libardi作了一个关于装配造型的调查。据称，很多研究人员已经开始用图表分析模型会议拓扑。在这个图里，各个元件由节点组成的，再将这些点依次连接成线段。然而这些变化矩阵并没有紧紧的连在一起，这将严重影响整体的结构，即，当其中某一部分移动了，其他部分并不能做出相应的移动。Lee and Gossard开发了一种新的系统，支持包含更多的关于零部件的基本信息的一种分级的装配数据结构，就像在各元件间的“装配特征”。变化矩阵自动从实际的线段间的联系得到，但是这个分级的拓扑模型只能有效地代表“部分”的关系。自动判别装配组件的结构意味着设计者可避免直接指定变化的矩阵，而且，当它的参考零部件的尺寸和位置被修改的时候，它的位置也将随之改变。现在有三种技术可以推断组件在模具中的位置和结构：反复数值技术,象征代数学技术，以及象征几何学技术。Lee and Gossard提出一项从空间关系计算每个组成元件的位置和方向的反复数值技术。他们的理论由三步组成：产生条件方程式，降低方程式数量，解答方程式。方程式有：16个满足未知条件的方程式，18个满足已知条件的方程式，6个满足各个矩阵的方程式以及另外的两个满足旋转元件的方程式。通常方程式的数量超过变量的数量时，应该想办法去除多余的方程式。牛顿迭代法常用来解决这种方程式。不过这种方法存在两种缺点：第一，它太依赖初始解；第二：反复的数值技术在解决空间内不能分清不同的根。因此，在一个完全的空间关系问题上，有可能解出来的结果在数学理论上有效，但实际上却是行不通的。Ambler和Popplestone提议分别计算每个零部件的旋转量和转变量以确定它们之间的空间关系，而解出的每个零部件的6个变量(3个转变量和3旋转量)要和它们的空间关系一致。这种方法要求大量的编程和计算，才能用可解的形式重写有关的方程式。此外，它不能保证每次都能求出结果，特别是当方程式不能被以可解答的形式重写时。为了能确定出满足一套几何学限制条件的刚体的位置与方向，Kramer开发了一种特征几何学方法。通过产生一连串满足逐渐增长的限制条件的动作推断其几何特征，这样将减少物体的自由度数。Kramer使用的基本参考实体称为一个标识，由一个点和两正交轴构成。标识间的7个限制条件（coincident, in-line, in-plane, parallelFz,offsetFz, offsetFx and helical)都被定了义。对于一个包括独立元件、相互约束的标识和不变的标识的问题来说，可以用动作分析法来解决问题，它将一步一步地最后求出物体的最终的几何构造。在确定物体构造的每一个阶段，自由度分析将决定什么动作能提供满足限制物体未加限制部位的自由度。然后计算该动作怎样能进一步降低物体的自由度数。在每个阶段的最后，给隐喻的装配计划加上合适的一步。根据Shah和Rogers的分析，Kramer的理论代表了注射模具最显著的发展，他的特征几何学方法能解出全部的限制条件。和反复的数值技术相比，他的这种方法更具吸引力。不过要实行这种方法，需要大量的编程。现在虽然已有很多研究者开始研究注射成型机，但仍很少有学者将注意力放在注射模设计上。Kruth开发了一个注射模的设计支援系统。这个系统通过高级的模具对象(零部件和特征)支持注射模的成型设计。因为系统是在AUTOCAD的基础上设计的，因此它只适于线和简单的实体模型操作。3、注射模装配概述主要讲述了关于注射模自动装配造型的两个方面：注射模在电脑上的防真装配和确定结构零件在装配中的位置和方向。在这个部分，我们基于特征和面向对象论述了注射模装配。注射模在电脑上的防真装配包含着注射模零部件在结构上和空间上的联系。这种防真必须支持所有给定零部件的装配、在相互关联的零部件间进行变动以及整体上的操作。而且防真装配也必须满足设计者的下列要求： 1）支持能表达出模具设计者实体造型想象的高级对象。2）成型防真应该有象现实一样的操作功能，就如装入和干扰检查。为了满足这些要求，可用一个基于特征和面向对象的分级模型来代替注射模。这样便将模型分成许多部分，反过来由多段模型和独立部分组成。因此，一个分级的模型最适合于描述各组成部分之间的结构关系。一级表明一个装配顺序，另外，一个分级的模型还能说明一个部分相对于另一个部分的确定位置。与直观的固体模型操作相比，面向特征设计允许设计者在抽象上进行操作。它可以通过一最小套参数快速列出模型的特征、尺寸以及其方位。此外，由于特征模型的数据结构在几何实体上的联系，设计者更容易更改设计。如果没有这些特征，设计者在构造固体模型几何特征时就必须考虑到所有需要的细节。而且面向特征的防真为设计者提供了更高级的成型对象。例如，模具设计者想象出一个浇口的实体形状，电脑就能将这个浇口造型出来。面向对象造型法是一种参照实物的概念去设计模型的新思维方式。基本的图素是能够将数据库和单一图素的动作联系起来的对象。面向对象的造型对理解问题并且设计程序和数据库是很有用的。此外，面向对象的装配体呈现方式使得“子”对象能继承其“父”对象的信息变得更容易。Automated Assembly Modelling for Plastic Injection MouldsX. G. Ye, J. Y. H. Fuh and K. S. LeeDepartment of Mechanical and Production Engineering, National University of Singapore, SingaporeAn injection mould is a mechanical assembly that consists of product-dependent parts and product-independent parts. Thispaper addresses the two key issues of assembly modellingfor injection moulds, namely, representing an injection mouldassembly in a computer and determining the position andorientation of a product-independent part in an assembly. Afeature-based and object-oriented representation is proposedto represent the hierarchical assembly of injection moulds.This representation requires and permits a designer to thinkbeyond the mere shape of a part and state explicitly whatportions of a part are important and why. Thus, it providesan opportunity for designers to design for assembly (DFA). Asimplified symbolic geometric approach is also presented toinfer the configurations of assembly objects in an assemblyaccording to the mating conditions. Based on the proposedrepresentation and the simplified symbolic geometric approach,automatic assembly modelling is further discussed.Keywords: Assembly modelling; Feature-based; Injectionmoulds; Object-oriented1. IntroductionInjection moulding is the most important process for manufacturingplastic moulded products. The necessary equipment consistsof two main elements, the injection moulding machineand the injection mould. The injection moulding machines usedtoday are so-called universal machines, onto which variousmoulds for plastic parts with different geometries can bemounted, within certain dimension limits, but the injectionmould design has to change with plastic products. For differentmoulding geometries, different mould configurations are usuallynecessary. The primary task of an injection mould is to shapethe molten material into the final shape of the plastic product.This task is fulfilled by the cavity system that consists of core,cavity, inserts, and slider/lifter heads. The geometrical shapes and sizes of a cavity system are determined directly by theplastic moulded product, so all components of a cavity systemare called product-dependent parts. (Hereinafter, product refersto a plastic moulded product, part refers to the component ofan injection mould.) Besides the primary task of shaping theproduct, an injection mould has also to fulfil a number oftasks such as the distribution of melt, cooling the moltenmaterial, ejection of the moulded product, transmitting motion,guiding, and aligning the mould halves. The functional partsto fulfil these tasks are usually similar in structure and geometricalshape for different injection moulds. Their structuresand geometrical shapes are independent of the plastic mouldedproducts, but their sizes can be changed according to theplastic products. Therefore, it can be concluded that an injectionmould is actually a mechanical assembly that consists ofproduct-dependent parts and product-independent parts. Figure1 shows the assembly structure of an injection mould.The design of a product-dependent part is based on extractingthe geometry from the plastic product. In recent years,CAD/CAM technology has been successfully used to helpmould designers to design the product-dependent parts. The automatic generation of the geometrical shape for a productdependentpart from the plastic product has also attracted alot of research interest 1,2. However, little work has beencarried out on the assembly modelling of injection moulds,although it is as important as the design of product-dependentparts. The mould industry is facing the following two difficultieswhen use a CAD system to design product-independentparts and the whole assembly of an injection mould. First,there are usually around one hundred product-independent partsin a mould set, and these parts are associated with each otherwith different kinds of constraints. It is time-consuming forthe designer to orient and position the components in anassembly. Secondly, while mould designers, most of the time,think on the level of real-world objects, such as screws, plates,and pins, the CAD system uses a totally different level ofgeometrical objects. As a result, high-level object-oriented ideashave to be translated to low-level CAD entities such as lines,surfaces, or solids. Therefore, it is necessary to develop anautomatic assembly modelling system for injection moulds tosolve these two problems. In this paper, we address the followingtwo key issues for automatic assembly modelling: representinga product-independent part and a mould assembly ina computer; and determining the position and orientation of acomponent part in an assembly.This paper gives a brief review of related research inassembly modelling, and presents an integrated representationfor the injection mould assembly. A simplified geometric symbolicmethod is proposed to determine the position and orientationof a part in the mould assembly. An example of automaticassembly modelling of an injection mould is illustrated. 2. Related ResearchAssembly modelling has been the subject of research in diversefields, such as, kinematics, AI, and geometric modelling. Libardiet al. 3 compiled a research review of assembly modelling.They reported that many researchers had used graphstructures to model assembly topology. In this graph scheme,the components are represented by nodes, and transformationmatrices are attached to arcs. However, the transformation matrices are not coupled together, which seriously affects the transformation procedure, i.e. if a subassembly is moved, all its constituent parts do not move correspondingly. Lee and Gossard 4 developed a system that supported a hierarchical assembly data structure containing more basic information about assemblies such as “mating feature” between the components. The transformation matrices are derived automatically from the associations of virtual links, but this hierarchical topology model represents only “part-of” relations effectively.Automatically inferring the configuration of components in an assembly means that designers can avoid specifying the transformation matrices directly. Moreover, the position of a component will change whenever the size and position of its reference component are modified. There exist three techniques to infer the position and orientation of a component in theassembly: iterative numerical technique, symbolic algebraic technique, and symbolic geometric technique. Lee and Gossard 5 proposed an iterative numerical technique to compute the location and orientation of each component from the spatial relationships. Their method consists of three steps: generation of the constraint equations, reducing the number of equations, and solving the equations. There are 16 equations for “against” condition, 18 equations for “fit” condition, 6 property equations for each matrix, and 2 additional equations for a rotational part. Usually the number of equations exceeds the number of variables, so a method must be devised to remove the redundant equations. The NewtonRaphson iteration algorithm is used to solve the equations. This technique has two disadvantages: first, the solution is heavily dependent on the initial solution; secondly, the iterative numerical technique cannot distinguish between different roots in the solution space. Therefore, it is possible, in a purely spatial relationship problem, that a mathematically valid, but physically unfeasible, solution can be obtained. Ambler and Popplestone 6 suggested a method of computing the required rotation and translation for each component to satisfy the spatial relationships between the components in an assembly. Six variables (three translations and three rotations) for each component are solved to be consistent with the spatial relationships. This method requires a vast amount of programming and computation to rewrite related equations in a solvable format. Also, it does not guarantee a solution every time, especially when the equation cannot be rewritten in solvable forms.Kramer 7 developed a symbolic geometric approach for determining the positions and orientations of rigid bodies that satisfy a set of geometric constraints. Reasoning about the geometric bodies is performed symbolically by generating a sequence of actions to satisfy each constraint incrementally, which results in the reduction of the objects available degrees of freedom (DOF). The fundamental reference entity used by Kramer is called a “marker”, that is a point and two orthogonal axes. Seven constraints (coincident, in-line, in-plane, parallelFz, offsetFz, offsetFx and helical) between markers are defined. For a problem involving a single object and constraints between markers on that body, and markers which have invariant attributes, action analysis 7 is used to obtain a solution. Action analysis decides the final configuration of a geometric object, step by step. At each step in solving the object configuration, degrees of freedom analysis decides what action will satisfy one of the bodys as yet unsatisfied constraints, given the available degrees of freedom. It then calculates how that action further reduces the bodys degrees of freedom. At the end of each step, one appropriate action is added to the metaphorical assembly plan. According to Shah and Rogers 8, Kramers work represents the most significant development for assembly modelling. This symbolic geometric approach can locate all solutions to constraint conditions, and is computationally attractive compared to an iterative technique, but to implement this method, a large amount of programming is required.Although many researchers have been actively involved in assembly modelling, little literature has been reported on feature based assembly model
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