电风扇罩注塑成型模具设计及工艺分析编程【三维PROE】
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共47页)
编号：130595287
类型：共享资源
大小：7.83MB
格式：ZIP
上传时间：2021-05-29
上传人：好资料QQ****51605
认证信息
个人认证
孙**（实名认证）
江苏
IP属地：江苏
45
积分
- 关 键 词：
-
电风扇
注塑
成型
模具设计
工艺
分析
编程
三维
PROE
- 资源描述：
-
喜欢这套资料就充值下载吧。。。资源目录里展示的都可在线预览哦。。。下载后都有，，请放心下载，，文件全都包含在内，图纸为CAD格式可编辑，【有疑问咨询QQ:414951605 或 1304139763】
- 内容简介：
-
毕毕 业业 设设 计计 任任 务务 书书1、已知条件： 电风扇罩零件图 （1）材料：PP（2）生产批量：46 万件/年 2、设计要求： （1）按要求写出开题报告； （6）画出电风扇罩产品 2D 图和 3D 图； （2）结合设计课题到工厂进行毕业实习； （3）收集国内外有关情报资料，查阅有关文献资料 15 篇以上。（4）检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译，3 篇（并不少于 1.0万字）的外文资料。 （5）在分析、计算、选择和设计的基础上编写出不少于 2 万字的设计计算说明书（含文献综述） ； （7）设计出电风扇罩注塑模的装配图和主要零件图； （8）用 Pro/E 分模，并进行开模动作模拟仿真。（9）绘制工程图折合 A0 号幅面的图纸不少于 3 张。 （10）制订一个主要零件的加工工艺，生成模具型腔的刀具路径并进行模拟仿真； （11）准备和参加毕业答辩。3、工作进度： （1）查阅设计资料、写出开题报告（1 周） ； （2）结合设计课题进行毕业实习（调研） ，并写出 60008000 字的文献综述；（1 周） ； （3）外文翻译（0.5 周） ； （4）绘制产品零件图（2D 图）和模具结构方案设计（1 周） ； （5）草图设计（1 周） ； （6）工作图设计（含装配图和零件图） （5 周） ； （7）模具分模及开模动作仿真（2 周） ； （8）制订模具加工工艺，生成模具型腔的刀具路径并进行模拟仿真（1.5 周） ； （9）整理设计计算说明书（1.5 周） ； （10）修改设计（0.5 周） ； （11）准备和参加毕业答辩（0.5 周） 。 4、主要参考资料： 1上海模具技术协会著.塑料技术标准大全.M.杭州：浙江科学技术出版社，1990. 2王孝培主编.塑料成型工艺及模具简明手册.M.北京：机械工业出版社，2000.3党根茂主编.模具设计与制造.M.西安：西安电子科技大学出版社，1997. 4陈万林等主编.实用塑料注射模具设计与制造.M.北京：机械工业出版社,2002. 5贾润礼等主编.实用注塑模设计手册. M.北京：中国轻工业出版社，2002. 6（德）E 林纳主编.注射成型模具设计 108 例. M.北京：轻工业出版社，2001. 7徐佩弦编著.塑料制品与模具设计. M.北京：中国轻工业出版社，2001 年. 8詹友刚编著.Pro/ENGINEER 中文野火版 2.0 基础教程. M.北京：清华大学出版社，2005.3. 9曹岩主编.Pro/ENGINEER wildfire 产品设计实例精解.M.北京：机械工业出版社，2005.9 10佟河亭主编.Pro/ENGINEER wildfire 中文版习题精解.M.北京：人民邮电出版社，2006.4. 11张祥杰.Pro/ ENGINEER wildfire 模具设计M.北京：中国铁道出版社，2002. 12 黄晓燕.模具 CAD/CAM 实用教程 Pro/ENGINEER 软件M. 北京：清华大学出版社，2004 年.13 二代龙震工作室主编.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具设计.北京:电子工业出版社.2005.2 14 何满才主编. 模具设计 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版实例详解.北京:人民邮电出版社.2005.1 15 关兴举主编. Pro/ENGINEER 塑料模具设计.北京:人民邮电出版社.2006.216余强主编.Pro/E 模具设计基础教程,北京:清华大学出版社.2005.917林清安主编 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 模具设计北京：电子工业出版社2005.418周峻辰主编. Pro/ENGINEER 中文野火版塑料模具设计专家实例精讲M. 北京：中国青年出版社，2006.12 P190 19孙中柏主编. Mastercam9.1 模具设计与加工范例M. 北京：清华大学出版社，2006.320洪慎章主编. 注塑加工速查手册. 北京：机械加工出版社.2009.9.21杨占尧. 注射模具典型结构图例. 北京：化学工业出版社.2005.5. 22叶久新，王群. 塑料成型及模具设计. 北京：机械工业出版社.2007.11（2010.8 重印）.23黄镇昌. 互换性与测量技术. 广州：华南理工大学出版社.2009.8（2010.1 重印）.24汪万清主编. 机械加工工艺基础. 重庆：重庆大学出版社.1994.25李云程主编. 模具制造工艺学. 北京：机械加工出版社.1992.26孔德音主编. 模具制造学. 北京：机械加工出版社.1996.27刘继林主编. 机械加工工艺基础. 长沙：湖南科学技术出版社.1995.指导教师 接受论文任务开始执行日期 2012 年 3 月 12 日学生签名 摘要I摘要摘要通过对电风扇罩进行成型工艺分析，选择了成型工艺参数，确定了分型面的位置，设计了一模一腔的注射模具。重点介绍了注射模的结构设计和工作过程，主要包括以轮辐式为浇口的浇注系统设计，型芯和型腔立体式冷却水道的分别设计，侧向分型与抽芯机构的设计，顺序脱模机构的设计，以及成型零件的设计。同时制订模具加工工艺，通过用 CAM 软件生成模具型腔的刀具路径并进行加工模拟仿真。实践证明该模具结构合理、动作可靠、塑件质量满足设计要求。关键词：关键词：注塑成型 轮辐式浇口 立体冷却水道 侧抽芯机构 模拟仿真AbstractIIAbstractBased on the the analysis of the cover of fanner forming process, the molding process parameters was selected, and the parting surface location was determined, and one mold one cavity was designed. It introduces the priority in the injection mold structure and mold design process, which including the design of the spoke tape gating system, and the different design of stereo type cooling waterway of the core and cavity, and the side parting and core pulling mechanism design, and sequential demoulding mechanism design, also the into parts design of the mold. At the same time the mold processing technology was developed. The mold cavity tool path, as well as the processing simulation was built by the CAM software. The practical production proves that the mould structure is reasonable, action is reliable and the quality of plastic parts meet design requirements.Key words: injection molding, spoke type gate, stereo cooling waterway, side core-pulling mechanism, simulation目录目录目录摘要摘要.IAbstract.II第第 1 章章 塑件成型工艺性分析塑件成型工艺性分析.11.1 塑件结构工艺性的分析.11.1.1 塑件尺寸精度分析 .11.1.2 塑件的表面质量 .21.1.3 脱模斜度 .21.1.4 加强筋 .21.1.5 侧沉孔 .21.2 塑件材料的使用性能.21.3 塑件材料的工艺性能.21.4 PP 的成型工艺参数.2第第 2 章章 塑料成型工艺与设备的确定塑料成型工艺与设备的确定.42.1 初步选择注射成型设备.42.1.1 依据最大注射量初选设备 .42.1.2 注射机的相关参数的校核 .52.2 塑件成型工艺参数的确定.6第第 3 章章 分型面与浇注系统的设计分型面与浇注系统的设计.73.1 分型面的设计.73.1.1 分型面位置的确定 .73.1.2 型腔数目与分布 .73.2 浇注系统的设计.83.2.1 主流道设计 .83.2.2 分流道设计 .93.2.3 浇口设计 .103.2.4 校核主流道的剪切速率 .103.2.5 冷料穴的设计 .113.2.6 排气的设计 .11第第 4 章章 成型零件的设计成型零件的设计.124.1 成型零件设计.124.1.1 成型零件的结构设计 .124.1.2 成型零件钢材的选用 .124.2 成型零件工作尺寸的计算.134.2.1 凹模径向尺寸的确定 .134.2.2 凸模径向尺寸的确定 .134.2.3 凹模深度尺寸的确定 .144.2.4 凸模高度尺寸的确定 .144.2.5 凹模侧壁厚度的确定 .14目录4.2.6 动模垫板厚度的确定 .15第第 5 章章 脱模机构及侧抽机构的设计脱模机构及侧抽机构的设计.165.1 推出方式和脱模顺序的确定.165.2 脱模力的确定.175.2.1 脱模力的计算 .175.2.2 校核推出机构作用在塑件上的单位压力 .175.3 脱模板厚度的计算.175.4 侧抽芯结构的设计.185.4.1 抽芯距的计算 .185.4.2 抽芯力和斜导柱直径的计算 .185.4.3 滑块的设计 .195.5 模具工作过程.20第第 6 章章 温度调节系统的设计温度调节系统的设计.216.1 温度调节系统的相关计算.216.1.1 冷却介质 .216.1.2 冷却系统的计算 .216.2 冷却系统结构.226.2.1 型腔冷却水道结构 .226.2.2 型芯冷却水道结构 .22第第 7 章章 模架及导向与定位机构的设计模架及导向与定位机构的设计.237.1 各模板尺寸的确定.237.2 模架各尺寸的校核.237.3 导向与定位机构的设计.23第第 8 章章 成型零件的加工成型零件的加工.248.1 非标准成型零件加工工艺规划.248.2 成型零件数控加工工艺单.278.3 成型零件加工仿真图.28设计总结设计总结.30参考文献参考文献.31附件一：外文翻译附件一：外文翻译.32附件二：计算机编程程序附件二：计算机编程程序.37第 1 章 塑件材料的分析与塑件结构工艺性的确定1第第 1 章章 塑件成型工艺性分析塑件成型工艺性分析1.1 塑件结构工艺性的分析电风扇罩制件材料为 PP，其尺寸和三维造型如图 1-1。该制件主要是以筒形为主，在上部的侧面位置处有沉孔，为了注出此沉孔，需要采用侧向抽芯机构，设计时侧向抽芯是重点考虑的部分；此外在上部的位置处还有四处加强筋，在设计模具是要特别注意该处，必要时可将结构做进一步的改进；该制件的结构要求并不是很高，在设计模具时候要考虑一些即经济，又实用的方法改进模具的结构，以期达到最佳的设计效果，有助于实际的生产。 图 1-1 电风扇罩尺寸和三维图1.1.1 塑件尺寸精度分析根据题目要求可知，该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸。因影响塑料制品的尺寸精度的主要因素是材料的收缩和模具的制造误差。查得 PP 的收缩率为 1.0%2.5%,分析时都采用 S=1.75%。由于对于制品的精度无特殊要求，根据GB/T14486-1993 规定，参照下表 1-1 的收缩特性和选用的公差等级，可得到制件的公差等级为 MT6。表 1-1 收缩特性和选用的公差等级公差等级标准公差尺寸收缩率特性值 S(%)高精度一般精度未标准公差尺寸0112233MT2MT3MT4MT5MT3MT4MT5MT6MT5MT6MT7MT7第 1 章 塑件材料的分析与塑件结构工艺性的确定21.1.2 塑件的表面质量塑件外表面要求粗糙度较低，表面光滑，内表面要求更低点。而 PP 在不同加工方法所能达到的表面的粗糙读值为 0.11.6m。因为对表明粗糙度无特殊要求，为了方便实际的加工，制造加工过程中可选择 Ra=0.8m。1.1.3 脱模斜度 因该塑件没有设定脱模斜度，又该制件本身具有具有斜度，适合脱模，固塑件成型部分的脱模不需脱模斜度，而其他辅助脱模的脱模斜度设定为。 加强筋 该塑件高度较大，在顶部需要加强筋加强中间孔壁的强度，故设计有 4 条加强筋。1.1.5 侧沉孔 该塑件有一个直径为 3.4mm 和 6.7mm 的沉孔，需要使用侧向抽芯机构来成型。 通过以上分析可知，该制件结构属于中等程度，结构工艺性合理；制件尺寸精度一般，对应的模具零件的尺寸加工容易保证。1.2 塑件材料的使用性能聚丙烯（PP）为半结晶性树脂，具有无毒、无味，密度小(是最轻的塑料)等特点，强度、刚度、硬度耐热性均优于 LDPE（低压聚乙烯）,可在 100 度左右使用。具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响，但低温时变脆，不耐磨，光氧作用下易降解老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件，如电器绝缘材料、电气制品的被覆、机器包装用薄皮。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于如容器、食具等日常用具和其他如胶卷、水管等各种成型品。1.3 塑件材料的工艺性能1结晶料，湿性小，易发生融体破裂，长期与热金属接触易分解。 2流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形。 3冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度，料温低温高压时容易取向，模具温度低于 50 度时，塑件不光滑，易产生熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。 4塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。1.4 PP 的成型工艺参数1.注射成型过程第 1 章 塑件材料的分析与塑件结构工艺性的确定31）成型前的准备。对 PP 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，并进行预热。2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的主系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。2.PP 的注射工艺参数如表 1-2 所示。表 1-2 PP 注射工艺参数温度/C80100压力/MPa70120干燥处理时间/h34注射时间/s15后部/C160180压力/MPa5060中部/C180200保压时间/s2050料筒温度前部/C200230降温固化时间/s1530注射机类型螺杆式成型周期/s4090温度/C180190转速/r.min-13060喷嘴结构直通式螺杆结构形式突变型模具温度/C4080第 2 章 塑料成型工艺与设备的确定4第第 2 章章 塑料成型工艺与设备的确定塑料成型工艺与设备的确定2.1 初步选择注射成型设备2.1.1 依据最大注射量初选设备1 计算单个塑件的体积。通过根据制件的三维造型，利用三维软件 Pro/E 分析计算得塑件体积： 3c15.112mV塑塑件质量： gm94.10090. 015.112塑式中取 PP 材料的密度3/90. 0cmg2 浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按塑件体积的 0.21 倍来估算。由于本次采用的流道较短。因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.5 倍来估算，故以此注入模具腔塑料熔体的总同一级（即浇注系统的凝料和塑件体积之和）为3c23.1685 . 115.1125 . 01mVV）（塑总3 选择注射机 根据第二步计算得出以此注入模具型腔的塑料总质量，结合公式3c23.168mV总。根据以上的计算，初步选定公称注射量为3c29.2108 . 0/23.1688 . 0/mVV总公250，注射机型号为 XS-ZY-250 的注射机，其主要参数见表 2-1。3cm表 2-1 XS-ZY-250 主要技术参数标称注射容量/3cm250模板最大厚度/mm350螺杆直径 mm50模板最小厚度/mm200注射压力/MPa130模板尺寸/mm598520注射行程/mm160拉杆空间 Mm448370注射速率/（g/s）110锁模形式增压式注射时间/s2球半径/mm18注射方式螺杆式喷嘴孔直径/mm4螺杆转速(r/min)25,31；39,58；32,89推出形式两侧退出时中心距/mm中心及两侧推出锁模力/kN1800电动机功率/kW18.5最大成型面积/2cm500机器外形尺寸/m4.71.01.815模板最大行程/mm500第 2 章 塑料成型工艺与设备的确定52.1.2 注射机的相关参数的校核1 注射压力校核。由表 1-1 知 PP 所需注射压力一般为 70120，这里取，该注射MPaMPap1000机的公称压力，注射压力安全系数，这里取，则：MPap130公4 . 125. 11k25. 11k 13012510025.101公ppkMPa 所以，注射机注射压力合格。2 锁模力校核塑件在分型面上得投影面积，则塑A2285.122711254mmA塑浇注系统在分型面上的投影面积，即流道凝料（包括浇口）在分型面上得投浇A影面积数值。是每个塑件在分型面上的投影面积的 0.20.5 倍。由于本次浇A浇A塑A采用的流道较短。因此这里取。塑浇AA3 . 0塑件和浇注系统在分型面上总得投影面积，则总A=1.3 x 12271.85 = 15953.40 塑塑塑浇塑总AAAAAA3 . 13 . 03mm模具型腔内的胀型力，则胀F kNNpAF81.3983989102540.15952模总胀式中,是型腔的平均计算压力值，是模具型腔内的压力，通常取注射压力的模P模P2040，大致范围 2540。对于容易成型的塑料制品应取较小值；本塑件%MPa采用 PP，根据表 2-2，故取 25。模PMPa根据表 2-1 可得该注射机的公称锁模力，锁模力安全系数为kNF1250锁，这里取，则2 . 11 . 12k2 . 12k，所以，注射机锁模力合格。锁胀胀FFFk57.47881.3982 . 12 . 12对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。表 2-2 常用塑料注射时型腔的平均压力塑件特点举 例型腔平均压力（）MPa容易成型塑件PE、PP、PS 等薄厚均匀的日用品、容器类25一般塑件在模温较高下，成型壁薄容器类30中等粘度塑料及有精度要求的塑件ABS、POM 等有精度要求的零件，如壳体等35高粘度塑料及高精度、难充型塑料高精度的机械零件，如齿轮、凸轮等40第 2 章 塑料成型工艺与设备的确定62.2 塑件成型工艺参数的确定电风扇罩塑件注射成型采用的是XS-ZY-250卧式注射机，螺杆转速为 40 r/min。电风扇罩注射成型工艺参数如表 2-3 所示。表 2-3 电风扇罩塑件注射成型工艺卡片（厂名）资料编号车间料注射成型工艺卡片共 1 页第一页零件名称电风扇罩材料牌号PP设备型号XS-ZY-250装配图号EFC-01材料定额/g每模制件数1 件零件图号EFC-10单件质量/g94.100工装号设备真空干燥机温度/80材料干燥时间/h2料筒后段160220料筒中段180200料筒前段160180料筒温度/喷嘴220310模具温度/2060注射2保压15时间/s冷却20注射压力70100压力/MPa背压1015温度/辅助后处理时间/min时间定额/min单件10处理编制校 对审 核第 3 章 分型面与浇注系统的设计7第第 3 章章 分型面与浇注系统的设计分型面与浇注系统的设计3.1 分型面的设计3.1.1 分型面位置的确定从模具结构及成形工艺的角度出发，综合 PP 原材料的工艺特性选择了分型面的位置如图 3-1 所示。其中-分型面在型腔与定模垫板之间，是为侧抽芯机构而设计；-则在型芯与型腔之间，是为塑件的推出而设计。图 3-1 分型面的位置3.1.2 型腔数目与分布（1）按注射机的最大注射量确定型腔数目。设注射机的最大注射量为 G（g） ，单个制品的质量为 W1(g)，浇注系统的质量为W2，则型腔数目 n 为： 28. 115.11215.1125 . 02508 . 08 . 012WWGn由于塑件采用一般精度，同时考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，故采用一模一腔的结构形式。（2）型腔排列形式确定 多型腔模具尽可能采用平衡式排列布置，且力求紧凑，并与浇口开设的部位对称。而设计选择的是一模一腔，故使用镶嵌式型腔。（3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模一腔，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出的推出形式。浇注系统设计时，采用轮辐式浇口，从塑件内侧面上注射。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需添加型芯固定板、动模垫板和脱模板。由上述综合分析可确定选用带脱模板的注射模。第 3 章 分型面与浇注系统的设计83.2 浇注系统的设计3.2.1 主流道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，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中成可拆卸更换的浇口套；浇口套与定模座板的配合一般按照 H7/k6 过渡配合,其一般采用 T8A 或 T10A 材料，热处理硬度为5055HRC，可直接从市场上购买。1 主流道尺寸1）主流道的长度：小型模具应尽量小于 60mm，先取 30mm 进行设计。主L2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.51）mm=（4+1）mm=5mm3）主流道大端直径：d=d+2tan8mm，式中 =3主L4）主流道球面半径：=注射机喷嘴球头尺寸+（12）mm=（18+1）mm=19mm0SR5）球面的配合高度：一般为为 35mm ，故取 h=3mm2 主流道的凝料体积 33222430314.33cmmmrRrRLV主主主主主主3 主流道当量半径 mmmmR25. 325 . 24主4 主流道浇口套的形式 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，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口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。设计中浇口套常采用碳素工具钢（T8A 或 T10A） ，热处理淬火表面硬度为 5055，其结构形式如图 3-2 所示。HRC图 3-2 浇口套的结构形式第 3 章 分型面与浇注系统的设计93.2.2 分流道设计1 分流道的布置形式 考虑到流道内压力损失和熔体温度降低等情况，还要注意减小分流道的容积和压力平衡，因此采用辐射式分流道，其布置形式如图 3-3 所示。2 分流道的长度 由于流道设计简单，根据型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度 L 分取 11mm。3 分流道的当量直径 该塑件的质量86mm,用刚度计算公式,r86mm 用强度计算公式，显然应采用强度计算公式则将以上数据代入公式得：按强度要求计算型腔壁厚： ，mmS89.25则凹模侧壁厚度取 ：mmS26凹模侧壁是采用嵌件，为结构紧凑，这里凹模嵌件单边厚选 17.5mm， 。由于型腔采用单个布置，故型腔壁厚满足结构设计。而型腔与模具周边的距离由模板的外形尺寸来确定，根据估算模板平面尺寸选用 315315，它比型腔布置的尺寸大得多，mmmm所以完全满足强度和刚度要求。4.2.6 动模垫板厚度的确定动模垫板厚度和所选模架的两个垫块之间的跨度有关，根据前面的型腔布置，模架应选 315315这个范围之内，而实际生产的规格模架中最接近的尺寸为mmmm300300。垫块之间的跨度大约为 300-50-50=200。所以，根据型mmmmmmmmmm腔布置及型芯对动模垫板的压力，可得动模垫板的厚度： mmELpALTP93.65030.0300101.2865.107454020054.054.0315311式中，是动模垫板刚度计算需用变形量； P；mmmiP030. 025.30200001. 020035. 02525511是两个垫块之间的距离，约 200；是动模垫板的长度，取 300mm，A 是型Lmm1L芯投影到动模垫板上的面积。型芯所受压力的面积为 2221865.10745117414.34mmDA对于此动模垫板计算尺寸相对于小型模具来说还可以再小些，可以增加 1 根支撑柱来进行支撑，故可以近似得到动模垫板厚度： mmTnTn16.2659.5021113434因此动模垫板可按照标准厚度取 32。mm第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计16第第 5 章章 脱模机构及侧抽机构的设计脱模机构及侧抽机构的设计塑件在从模具上取下以前,还有一个从模具的成型零件上脱出的过程,使塑件从成型零件上脱出的机构称为推出机构。它包括以下几个部分，脱模力的计算、推出机构、复位机构等的机构形式、安装定位、尺寸配合以及某些机构所需的强度、刚度或稳性校核。在设计此机构时，应遵守以下几个原则：推出机构应尽量设置在动模一侧;保证塑件不因推出而变形损坏;机构简单动作可靠;良好的塑件外壳;合模时的正确定位。5.1 推出方式和脱模顺序的确定由于塑料件收缩时包紧型芯，且塑件外形为筒形，故本塑件采用脱模板推出的方式。脱模板推出面积大，塑件不易变形，表面无推出痕迹，结构简单，模具无需设置复位杆。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦，设计中在用脱模板与型芯之间留 0.2的间隙，并采用锥面配合，可以防脱模板因偏心而产生溢料，同时避免了脱mm模板与型芯产生摩擦；锥面的斜度约取 510。图 5-1 拉勾压板式顺序脱模机构因为有滑块安装在定模板上，所以设计时需有顺序脱模机构，这是此模具设计的关键点，第一次开模将侧抽芯抽离塑件，第二次开模则由脱模板将塑件从凸模镶件上脱下。本设计中选用了压板拉钩式顺序脱模机构，其组成有限位螺钉 28、弹簧 29、压板 30、拉钩 31 等；压板用螺钉固定在定模垫板上,而拉钩的头部（无钩的一端）有弹簧与定模扳连接，中间则有转轴固定使其能转动。其示意图如图 5-1 所示。第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计17开模后，塑件会包紧型芯，留在动模一侧；由于拉钩 31 的连接作用，首先由-间分型面分开，斜导柱带动斜滑块，而斜滑块又连接着侧抽芯，故侧抽芯先脱离了塑件，至弹簧钢球终止滑块的滑动为止；接着是压板 30 迫使拉钩 31 转动，并与动模垫板 14 脱钩，同时限位螺钉 28 起作用，于是模具从-分型面分开；最后推板带动由推杆连接的脱模板推出塑件，从而完成整个脱模过程。5.2 脱模力的确定5.2.1 脱模力的计算 因为圆形塑件的内孔半径与壁厚之比 1019238tr所以，此塑件视为薄壁圆筒塑件，故脱模力为： AKftESLF1.01tancos220009.132.011tan5.01cos1150175.01350214.32 N56.23995式中，是塑料的弹性模量（） ，是塑料成型的平均收缩率（） ， 是塑EMPaS%t件的壁厚（） ；是被包型芯的长度（） ；是塑料的泊松比，是脱模斜度mmLmm（） ；是塑料与钢材之间的摩擦因数， 是型芯的平均半径；是塑件在开模方向frA垂直的平面上得投影面积（mm2） ，当塑件底部有通孔时，A 项为 0；查表可得=1350，=1.75%，=115mm，=0.32，=1，=0.5， =38mm，=0；是由ESLfrA2K和决定的无因次数，f 009.11cos1sin5.01cossin12fK5.2.2 校核推出机构作用在塑件上的单位压力 1 推出面积32222c24.1149)119125(414.34mdDA）（2 推出应力（抗压强度） MPaMPaAF2829.124.114972.1477所以校核合格。5.3 脱模板厚度的计算为了使制件在推出时不发生表形，采用脱模板推出的结构形式，脱模板在塑料件的整个周边端面上进行推出，作用面积大，推出力大而且均匀，动作平稳顺畅，推出过程保证了塑件的质量。第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计18按刚度要求计算脱模板厚度： 按强度要求计算脱模板厚度： 3121ERFkH脱 212脱FkH式中，H 是脱模板厚度（mm） ；F 脱 是脱模力（N） ；R 是推杆轴线到脱模板中心距离（mm） ；k1 与 k2 是与 R/r 相关的系数，按表 4-26 选取，其中 r 为脱模板环形内孔（或型芯）半径；E 是钢材弹性模量（MPa） ；是脱模板中心允许的最大变形量（mm）0，一般取塑件在推出方向上的公差的 1/101/5;是钢材的需用应力（MPa） 。 经查得：R/r =2，k2=0.753；= 160MPa。而脱模力由前计算可得F=22995.56N。采用强度计算可得：H10.40mm。设计过程中取脱模板的厚度 t=16mm。5.4 侧抽芯结构的设计因在注塑件上部有一个沉孔，在模具上成型该沉孔的零件就必须制作成可以侧向移动的，为了使模具在脱模具过程中能够顺利的脱模，因此必须采用侧向分型与抽芯机构。侧向分型与抽芯机构根据动力来源的不同，有机动、液压或气动以及手动等三大类。本塑件采用机动侧向分型与抽芯机构,它是利用注射机开模力作为动力，通过有关传动零件使力作用于侧向成型零件而将模具侧向分型或把侧向型芯从塑料制件中抽出，合模时又靠它使侧向成型零件复位。根据传动零件的不同，这类机构可分为斜导柱、弯销、斜导槽、斜滑块和齿轮齿条等许多不同类型的侧向分型与抽芯机构，本次设计选用斜导柱侧向分型与抽芯机构。该种结构简单，制造方便，安全可靠，劳动强度小，生产效率高，借助机床开模行程来完成抽芯动作，广泛用于延时抽芯或接近分型面抽芯力不大的型芯。斜导柱的使用材料为 T8A。由于斜导柱经常和滑块摩擦，所以，其热处理硬度要求为5558HRC，表面粗糙度值低于 Ra0.4m。斜导柱与其固定板之间采用过渡配合形式H7/k6。5.4.1 抽芯距的计算侧抽芯的倾斜角 =20(一般 的选取范围为 1522，20 或 22 选用最多),抽芯距 S=h+（23）mm=11+2.5=13.5mm (h 为塑件侧孔深度或凸台高度)；有效长度 L4=s/sin=39.5mm，取 40mm；开模距 H=s/tan=37.1mm，取 38mm；实际的模具中工作长度 L 取 48mm。第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计195.4.2 抽芯力和斜导柱直径的计算抽芯力是将侧型芯从制品中抽出所需的力。刚开始抽芯所克服的阻力称为初始抽芯力。继续将全部侧芯抽出所需的力称为相续抽芯力。相续抽芯力通常小于初始抽芯力，故设计时以初始抽芯力为准。影响初始抽芯力的主要因素有：a).成型芯表面积愈大，包紧力愈大，因而抽芯力就愈大。方形成型芯比圆形成型芯抽芯力大，当制品一面有两个以上的孔时，抽芯力更大。成型芯距离愈大，收缩愈大，抽芯力也就愈大了；b).制品壁愈厚，收缩就愈大，抽芯力也愈大；c).制品塑料的收缩率大、成型芯摩擦系数大，抽芯力就大；d).成型芯表面粗糙度低脱模斜度大，抽芯力就小，反之抽芯力就大；e).注射力小保压压力小，冷却时间短，则抽芯力小，反之，抽芯力就大。抽芯力可用如下简化公式进行计算：)sincos( chpFc式中 c-侧抽芯成型部分的截面平均周长（m）h-侧抽芯成型部分的高度（m）p-塑料件对侧抽芯的收缩应力（包紧力） ，一般模内冷却的塑件，p=（0.81.2）107Pa，模外为(2.43.9)107Pa-塑料在热状态对钢的摩擦因数，一般 0.150.2-斜导柱的斜度（）经查表及计算可得：c=0.022m，h=0.0135m，p=3107Pa，=0.18,=20计算得抽芯力 Fc=1541N；斜导柱弯曲力：=1640N ；cosCFN对于圆形横截面的斜导柱，其直径 d(mm)为：。 mmNLd161.034由以上计算可知，斜导柱的工作结构及相关尺寸由图 5-1 所示。图 5-1 斜导柱的工作结构图 5-2 斜滑块的剖面尺寸图第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计205.4.3 滑块的设计1 活动型芯与滑块的连接方式制件中的沉孔可用侧型芯成型,而侧型芯经过型腔，与滑块通过销钉连接，其连接方式如图 5-1 所示。滑块的剖面结构和尺寸则如图 5-2 所示。2 滑块的导滑形式为了使滑块在导滑槽中的活动顺利平稳，不发生卡滞、跳动等现象，选择了如图5-3 所示的导滑形式。 图 5-3 滑块导滑形式图 5-4 滑块的弹簧钢球式定位装置3 滑块的导滑长度由于滑块的导滑槽即是整个滑块的长度，所以其导滑长度 L 远大于其宽度 B 的 1.5倍，滑块完成抽芯动作后必定会继续留在导滑槽内，并保证了在导滑槽内的长度 l 不小于滑块的全长的 2/3,图 5-1 中虚线所示为导滑槽长度。4 滑块的定位装置为了保证在合模时斜导柱的伸出端可靠地进入滑块的斜孔，滑块在抽芯后的终止位置必须定位（即必须停留在固定位置） 。本设计中选择弹簧钢球式定位装置来定位滑块。其加工简单，安装方便，占位小，适用于中小型滑块。此处滑块上使用 2 个弹簧钢球均衡排位来定位，使滑块受力平均。其装置结构如图 5-4 所示5.5 模具工作过程模具工作过程为：模具闭合，熔融塑料由喷嘴注射入型腔，经过一段时间的保压和冷却定型后开模。开模时压板拉钩式顺序脱模机构作用下，先从-分型面（分型面位置如图 5-5 所示）处打开，滑块在斜导柱的作用下与侧抽芯一起完成抽芯。继续开模至压板迫使拉钩转动，拉钩脱离动模垫板，至限位螺钉起作用，这时再从-分型面处分开，主流道凝料从浇口套中脱离，随塑件留在动模一侧的型芯上。继续开模到一定距离，注塑机推板前进，带动推杆推动脱模板使塑件脱离型芯，实现塑件顶出。 合模时，动模侧前进，脱模板与定模板相遇后，模具脱模机构和侧抽芯机构复位，完成一个注射成型周期。第 5 章 推出机构及侧抽机构的设计21图 5-5 分型面位置示意图第 6 章 温度调节系统的设计22第第 6 章章 温度调节系统的设计温度调节系统的设计6.1 温度调节系统的相关计算6.1.1 冷却介质查表可知 PP 成型温度及模具温度分别为 160260和 4060。所以，模具CC温度初步选定为 50，用常温水对模具进行冷却。C6.1.2 冷却系统的计算(1)单位时间内注入模具中得塑料熔体的总质量 W1）塑料制品的体积392.120288.119162. 001. 1cmnVVVV塑分主2）塑料制品的质量kggVm109. 083.10890. 092.1203）因为注射时间，由表 4-34冷却时间，脱模时间st0 . 2注st23冷，则注射周期：。由此得每小时注射st8脱stttt338230 . 2脱冷注次数：次10933/3600N4）单位时间内注入模具中得塑料熔体的总质量： hkgNmW/88.11109. 0109(2)确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量,查表 4-35直接可知 PP 的单位SQ热流量的。kgkJQS/590(3)冷却水的体积流量 设冷却水道入水口的水温为，出水口的水温qVC 222为，取水的密度，水的比热容，则根据公C 2513/1000mkgCkgkJc /187. 4式可得： min/103 . 92225187. 410006059088.11603321mcWQqVs冷却水路的直径 由于，查表 4-32可知，根据塑件的壁厚，dmin/0093. 03mqV 应取模具冷却水孔的直径。mmd10(5)冷却水在管内的流速v smdqVv/994. 1010. 014. 36000939. 0460422冷却管壁与水交界面的膜传热系数 因为平均水温为 23.5，hC所以，查表 4-31可得，则有：7 . 6f 2 . 08 . 02 . 08 . 0010. 0994. 110007 . 6187. 4187. 4dvfh ChmkJ 23/1035.28第 6 章 温度调节系统的设计23(7)冷却水通道的导热总面积A 230094.022522501035.2859099.11mmhWQAs(8)模具所需冷却水管得总长度L mmmdAL4 .2992994. 0010. 014. 30094. 0(9)冷却水道的根数 设每条水道的长度为，则冷却水道的根数为xmml150 根14.21404.299lLx有上述计算可以看出，两条冷却水道对于模具来说显然不合适。因此为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。6.2 冷却系统结构6.2.1 型腔冷却水道结构型腔的冷却由型腔镶件上的三条10mm 环形立体冷却水道完成，其结构和水道路线如图 5-1。 图 6-1 型腔冷却水道结构和路线图6.2.2 型芯冷却水道结构型芯的冷却由型芯镶件 02 上的立体环形冷却水道完成，其结构和水道路线如图 5-2。型芯与支撑板之间用密封圈密封。 图 6-2 型芯冷却水道结构和路线第 7 章 模架及导向与定位机构的设计24第第 7 章章 模架及导向与定位机构的设计模架及导向与定位机构的设计根据塑件结构和尺寸的要求，模具型腔布局，凹模壁厚，导柱、导套的布置等,查塑料注塑模具的标准模架手册，可选择 A4 型标准模架，315315。mmmm7.1 各模板尺寸的确定(1)A 板尺寸 A 板式定模型腔板，塑件高度为 115，由塑件的模板设计可知 Amm板厚度取 115。mm(2)B 板尺寸 B 板是型芯固定板，按模架标准，厚度取 25。mm(3)C 板（垫块）尺寸 垫块=推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度+（510）=（21+20+16+510）=6267，由模架标准选择 C 为 80 。mmmmmmmm经上述尺寸的计算，模架尺寸确定为 315315（WL） ，模架形式为 A4mmmm型的标准模架。其外形尺寸：宽长高=315315344mm。由此选择实际生产的标准模架尺寸为 300300344mm（W1LH） 。7.2 模架各尺寸的校核1）模具平面尺寸 315315448370（拉杆间距） ，校核合格。mmmmmmmm2）模具高度尺寸 344，200344350（模具的最大厚度和最小厚mmmmmmmm度） ，校核合格。3）模具的开模行程500mmHHHS205200)105(4011540105321（开模行程） ，校核合格。mm7.3 导向与定位机构的设计导向机构主要功能是保证其动模部分和定模部分在模具工作时，能够进行正确的导向与定位。有时在顶出机构中设置导向机构，为了使模具的顶出机构平稳的工作。在该模具的设计时主要采用导柱和导套的结构，导柱布置在模具的四周，并且采用对称等径布置；导柱和导套采用 T8 碳素工具钢，淬火处理，配合面的 Ra 值要求为0.4m，而固定部分的 Ra 值要求为 0.8m；导柱滑动部分的配合精度按 H7/g6（间隙配合） ；导柱固定部分的配合精度按 H7/k6（过渡配合） ；导套外径的配合精度按H7/k6（过渡配合） ，由于模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。第 8 章 成型零件的加工25第第 8 章章 成型零件的加工成型零件的加工成型零件分为标准成型零件和非标准成型零件，在实际加工中必须对成型零件进行加工工艺规划，本设计还对部分非标准成型零件进行加工模拟仿真，所使用的软件为美国 CNC Software,INC 所研究开发的 CAD/CAM 系统的 Mastercam 软件，此是最经济有效的全方位软件系统之一，被包括美国在内的各工业大国皆一致采用，作为设计、加工制造的标准。8.1 非标准成型零件加工工艺规划在非标准成型零件的加工主要是三个成型零件和一个用于设置水道的型芯镶件，具体加工工艺规划在表 8-1 到表 8-4。型芯镶件 01 为型芯成型塑件内部的部分，其外形尺寸如表 4-3（凸模径向尺寸表） 、表 4-5（凸模高度尺寸表）所示，加工工艺规划则如表 8-1 所示。表 8-1 型芯镶件 01 的加工工艺卡产品型号机电工程学院型芯镶件 01机 械 加 工 工 艺 过 程名称型号及规格毛坯种类毛坯尺寸(mm)毛重/kg材料3Cr2Mo圆钢132164净重/kg工艺装备名称与编号序号工序名称工 序 内 容设备夹具量具刃具辅具1粗车粗车外腔和内部的 70105 mm，留1mm 的加工余量车床三爪卡盘游标卡尺车刀2半精车半精车外腔和内部的 70105 mm，留0.3mm 的加工余量车床专用夹具游标卡尺车刀3铣铣出上部的各个槽和底部的密封圈所使用的槽铣刀4热处理表面渗碳淬火5磨削磨削外腔专用夹具游标卡尺6精车精车内部的 70105 mm车床游标卡尺车刀7钳去毛刺第 8 章 成型零件的加工26型芯镶件 02 是为用于冷却型芯而设计的便于加工水道的部分，其外形尺寸为70105，水道路线如图 6-2（型芯冷却水道结构和路线）所示，加工工艺规划则如表 8-2 所示。表 8-2 型芯镶件 02 的加工工艺卡产品型号机电工程学院型芯镶件 02机 械 加 工 工 艺 过 程名称型号及规格毛坯种类毛坯尺寸(mm)毛重/kg材料45圆钢72108净重/kg工艺装备名称与编号序号工序名称工 序 内 容设备夹具量具刃具辅具1粗车粗车外径至 71 mm车床三爪卡盘游标卡尺外圆车刀2半精车半精车外径至 70.3 mm车床三爪卡盘游标卡尺外圆车刀3精车精车外径至 70 mm车床三爪卡盘外径千分尺外圆车刀4车车环形槽 10 mm车床三爪卡盘游标卡尺切槽刀5铣铣出顶端的环形槽和沿轴向的 10 的螺旋槽专用铣夹具游标卡尺8 立铣刀6钻钻各个 10 mm 孔专用夹具7钳去毛刺侧型芯是为塑件侧面沉孔而设计，因塑件沉孔与中心孔是曲面连接，故设计和加工规划时要特别注意侧型芯小端侧面的曲面。其加工工艺规划则如表 8-3 所示。凹模镶件为型芯成型塑件内部的部分，其外形尺寸如表 4-2（凹模径向尺寸表） 、表 4-4（凹模深度尺寸表）所示，加工工艺规划则如表 8-4 所示。第 8 章 成型零件的加工27表 8-3 侧型芯件的加工工艺卡产品型号机电工程学院侧型芯机 械 加 工 工 艺 过 程名称型号及规格毛坯种类毛坯尺寸（mm）毛重/kg材料3Cr2Mo圆钢884净重/kg工艺装备名称与编号序号工序名称工 序 内 容设备夹具量具刃具辅具1粗车粗车外径和长度至 778 mm 和43.5 mm车床三爪卡盘千分尺、游标卡尺外圆车刀3钻钻 4 mm 孔专用夹具4热处理表面渗碳淬火5精车精车外径和长度至 6.777 mm 和3.43.5 mm车床三爪卡盘千分尺、游标卡尺外圆车刀6铣沿轴向铣出外径 3.4 mm 端的侧面长至 3 mm，加工出曲面铣床专用铣夹具千分尺、游标卡尺22立铣刀7钳去毛刺表 8-4 凹模的加工工艺卡产品型号机电工程学院型芯机 械 加 工 工 艺 过 程名称型号及规格毛坯种类毛坯尺寸（mm）毛重/kg材料3Cr2Mo半成品160160116净重/kg工艺装备名称与编号序号工序名称工 序 内 容设备夹具量具刃具辅具1粗铣粗铣型腔，留 0.5mm 的加工余量加工中心平口钳铣刀2精铣精铣型腔，留 0.1mm 的加工余量加工中心平口钳铣刀3热处理型腔渗碳淬火4精加工型腔的电火花成型加工3钻孔（水路）孔系的加工，注意其位置精度要求加工中心平口钳钻头和铰刀4钳去毛刺第 8 章 成型零件的加工288.2 成型零件数控加工工艺单型腔数控加工程序单如表 8-5，加工程序单参见附录 2。表 8-5 型腔加工程序单数控加工程序单模具编号工件名称姓名学号编程日期文件档名电风扇罩李坚强080241801172012.05.29EFC序号程序名加工方式刀具切削深度理论加工进给（r/min）/时间备注1EFC-01钻孔12mm 钻头Z=-116mm500/42s钻孔2EFC -02一般挖槽12mm 平刀Z=-116mm500/49min34s开粗3EFC -04等高外形8mm 平刀Z=-97.11mm500/355min26s精加工4EFC -05等高外形8mm 平刀Z=-116mm500/11min31s精加工5EFC -03(开放式轮廓）挖槽8mm 平刀Z=-97.11mm 500/6min3s精加工装夹示意图：1.工件用虎钳装夹，摆放方式如图；2.工件顶面高于钳口至少 50mm；3.X、Y 分中，Z 以工件顶面为原点。第 8 章 成型零件的加工298.3 成型零件加工仿真图型腔加工仿真路线图和实体加工图如图 8-1 至图 8-8： 图 8-1 型腔总加工路线图 图 8-2 钻孔仿真加工图 图 8-3 一般挖槽仿真加工路线图 图 8-4 一般挖槽仿真加工图 图 8-5 等高外形仿真加工路线图 图 8-6 等高外形仿真加工图第 8 章 成型零件的加工30 图 8-7 等高外形仿真加工路线图 图 8-8 等高外形仿真加工图设计总结31设计总结设计总结本次的毕业设计是对电风扇罩塑料进行注射成型模具设计。在注塑模具的设计、计算方面，首先分析了塑件的形状尺寸特点；然后确定工艺方案：注射机型号的选择，分型面、浇注系统、凹模、凸模、导向机构、推出部分、侧向分型与抽芯机构和冷却部分的设计；根据确定的分型面模具，选择标准模架；最后绘制模具的总装配图和所需的凹模、凸模零件图。在绘图过程中，主要是运用 AutoCAD 软件绘制 2D 图；通过 Pro/E 软件建立塑件 3D模型，并进行开模动作模拟仿真；制订模具加工工艺,通过 CAM 软件生成模具型腔的刀具路径并进行加工模拟仿真。这为更进一步地熟练掌握专业的绘图分析技巧，提供了有利的环境。在这次塑料注射模的毕业设计中，不仅巩固了之前所学的知识，还加深了对模具设计的理解和对相关软件的应用。这是对过去所学知识的一次综合运用，也是对过去所学的知识进行了一次系统的复习与应用，使我更加熟练掌握了模具设计的基本方法与步骤，让我明白厚厚的书会越读越薄，是因为书上的内容装进了脑子里，而读薄了的书会越读越厚，是因为书上的基础知识结合了实际应用，丰富了所学内容。 一个良好的设计思路往往可以省掉一大半的时间，通过此次设计，我学到了在行动前须整理好思路，而合理良好的思路往往能事半功倍，如在一开始就先理清冷却系统中的水道的走法、侧抽机构的设计要点和可能会出现的干涉问题，从而能在设计计算时就能及时避免，节省了后面需要回来修改的时间。通过本次的毕业设计，我会在以后的工作中将理论与实际的内容相结合，在工作中不断完善自己，使自己在各个方面都有所提高。同时，非常感谢指导老师陶筱梅副教授的悉心指导，在完成毕业设计过程中，老师关心我的设计情况，督促我按时完成设计进度，使我能顺利的完成该毕业设计，在此，我真诚地向老师说声：“陶老师，谢谢您！”设计总结32参考文献 1上海模具技术协会著.塑料技术标准大全.M.杭州：浙江科学技术出版社，2006. 2王孝培主编.塑料成型工艺及模具简明手册.M.北京：机械工业出版社，2000.3党根茂主编.模具设计与制造.M.西安：西安电子科技大学出版社，1997. 4陈万林等主编.实用塑料注射模具设计与制造.M.北京：机械工业出版社,2002. 5贾润礼等主编.实用注塑模设计手册. M.北京：中国轻工业出版社，2002. 6（德）E 林纳主编.注射成型模具设计 108 例. M.北京：轻工业出版社，2001. 7徐佩弦编著.塑料制品与模具设计. M.北京：中国轻工业出版社，2001 年. 8詹友刚编著.Pro/ENGINEER 中文野火版 2.0 基础教程. M.北京：清华大学出版社，2005.3. 9曹岩主编.Pro/ENGINEER wildfire 产品设计实例精解.M.北京：机械工业出版社，2005.9 10佟河亭主编.Pro/ENGINEER wildfire 中文版习题精解.M.北京：人民邮电出版社，2006.4. 11张祥杰.Pro/ ENGINEER wildfire 模具设计M.北京：中国铁道出版社，2002. 12黄晓燕.模具 CAD/CAM 实用教程 Pro/ENGINEER 软件M. 北京：清华大学出版社，2004年.13二代龙震工作室主编.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具设计.北京:电子工业出版社.2005.2. 14何满才主编. 模具设计 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版实例详解.北京:人民邮电出版社.2005.1. 15关兴举主编. Pro/ENGINEER 塑料模具设计.北京:人民邮电出版社.2006.2.16余强主编.Pro/E 模具设计基础教程,北京:清华大学出版社.2005.9.17林清安主编 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 模具设计北京：电子工业出版社2005.4.18周峻辰主编. Pro/ENGINEER 中文野火版塑料模具设计专家实例精讲M. 北京：中国青年出版社，2006.12 P190. 19孙中柏主编. Mastercam9.1 模具设计与加工范例M. 北京：清华大学出版社，2006.3.20洪慎章主编. 注塑加工速查手册. 北京：机械加工出版社.2009.9.21杨占尧. 注射模具典型结构图例. 北京：化学工业出版社.2005.5. 22叶久新，王群. 塑料成型及模具设计. 北京：机械工业出版社.2007.11（2010.8 重印）.23黄镇昌. 互换性与测量技术. 广州：华南理工大学出版社.2009.8（2010.1 重印）.24汪万清主编. 机械加工工艺基础. 重庆：重庆大学出版社.1994.25李云程主编. 模具制造工艺学. 北京：机械加工出版社.1992.参考文献3326孔德音主编. 模具制造学. 北京：机械加工出版社.1996.27刘继林主编. 机械加工工艺基础. 长沙：湖南科学技术出版社.1995.附件一：外文翻译34附件一：外文翻译附件一：外文翻译译文：译文： 1. 注射成型工艺的热动态建模和控制注射成型工艺的热动态建模和控制摘要摘要: :模具热控制是注射模高效率发展的关键。对于一个有效的热管理系统，此研究为控制器的设计提供了一个可识别热动态模型的策略。使用类神经网路和有限元分析来完成对系统的识别，从而处理模具程序各种不同的周期和不确定的模具动态。基于系统识别，设计有径向基函数（RBF）的自适应 PID 控制器来调节控制器叁数。从在不同的模具工艺下的追踪准确性方面来来研究控制器的性能。关键词关键词: : 塑料注射模具；热动态建模；循环周期，类神经网路；有限元分析；基于 RBF 的自适应PID 控制。1 1 介绍介绍: :注塑成型是通过注入熔融塑料材料到一个模具来生产零件的一个初级制造过程。从模具内相同的温度，通过减少如缩孔、欠注和延长零件凝固循环时间的问题来提高产品质量， （可看出）在这个过程中热控制是一个关键问题。许多方法已经被计划在处理注塑模具（或冲压模）的热控制系统中。 PI 3 和 PID 运算法则1 分别用于处理在塑料注射模和高压铸造模型腔上的温度。为在不确定或非线性的动力学面前改善 PID 控制的限制，Dahlin 控制器4 和模型预测控制（MPC）已经为在不同类型的模具系统的热控制5,6,7,8 所利用。尽管改良性能与 PID 控制相较，地址控制器在一些比较复杂、非线性、具体地环境中不是健全的，因为这些控制器基于一个线性 最佳拟合 的近似值（如 ARX 和 ARMAX）, 其性能主要藉由从不确定的力学出现的造型错误而受到影响.虽然模具的热动力学的正确模塑是以成功的热控制为先决条件，但是它在实践中由于模具的不确定性而成为一个困难的任务。举例来说，模具是一个复杂的连续式系统，其通过用冷却和供暖通道控制面板导致模塑和控制变得相当复杂。不做热动力学模型的模具 （如对流和辐射）也对模塑提供了更进一步的挑战。 要处理在模具系统中模塑的固有挑战，此文考虑了类神经网路 （NN）的方法。通过应用 NN 技术，在塑料注射模中不确定的热动力被用做模型。此外，我们的模塑包括塑料的制模工艺中各种不同的循环周期还未被全部考虑（也就是，大部分模具系统的热处理记载的方法只有考虑一个固定的周期）.在这研究中，系统识别是通过有限元分析（FEA）获得的温度分布来处理的。基于此系统识别，控制器被设计成使用 RBF 基于自适应 PID 的控制 。 第 2 节描述模具系统。第 3 节介绍一种使用 FE 模拟和 NN 技术的模塑热动力的方法。在第 4 节, 设计了一个控制器，且它的性能将被论述。最后，第 5 节提供总结评论。2 2 注射模和各种循环周期注射模和各种循环周期: :附件一：外文翻译35图 1 展示了在此研究中用于塑料注射模具的分析。热聚合物注入模具型腔，在型腔内靠近冷却通道附近，由冷却液的热转换冷却型腔到脱模温度。注射模工艺的突出的热量是依靠通过冷却液的导热和对流转移的，流量率和冷却液的温度被当做控制参数来选择。模具的热动力有限元素模拟分析基于此输入-输出模型来实现。在塑料注射模工艺中，循环周期被分为注入，填充，保压，冷却和脱模等主要阶段。在这些阶段中冷却阶段，即把聚合物冷却下来到凝固温度10 ，占了循环周期的大部分；在周期中冷却时间起着重要作用。在注射模具工艺中，早先的研究用一个被预定的冷却时间（如 生产周期）来处理系统识别和热控制。然而，当周期时间不合适时，使用一个固定的周期时间的系统识别不能够应付热动力学变化范围广的的问题。此控制以这个有限识别为基础，不能够完全利用通过减少冷却时间（或生产周期）达到具成本效益的制造的益处。 在此研究中，模具成型工艺的各种不同循环周期，在热动力学建模中都被考虑了。图 1 注射模和冷却水道3 3 热动力学建模热动力学建模: :3.13.1 有限元分析有限元分析FEA（有限元分析）的目的是确定在注射模成型工艺期间的热动力(即，温度分布)和获得系统识要求的输入输出的数据集。 注射模成型工艺可简述如下：在注射成型周期开始前，注入型腔的聚合物在 2050C 的温度。在周期期间，溶体和模具是通过使用冷却剂和空气的自然对流的热传导来达到热排除目的的。在冷却的阶段之后，聚合物零件从开启的模具的型腔中脱出。对于 FEA ， ANSYS CFX 11 软件包与 来自 SolidWorks 的 3D CAD 文件一起被使用。对于聚合物和模具，热塑性弹性体 8211-45 11 和铸铁 GG-1512 材料性能被分别地应用了。水的性质被应用于冷却液。冷却冷却液在冷却通道被假定为湍流。模具的初次温度假定为室温 250C。对于自然的以停滞的空气的对流， 6 W/m2 oC 的数值被当做热传导转移系数而选择。在 FEA 中的一个暂态分析来实行对在注射模具工艺的循环周期上的型腔附近的一些节点温度分布的观察。在图 1 位于模具内部的四个节点（Mo1 、 Mo2, Mo3 和 Mo4)被选择来监测温度的分布。对于 FEA 的网格，网络节点的集中点研究被引导，直到达到温度分部的一个集中点。5 5 总结总结: : 本研究提出一个塑料注射成型工艺有效的热控制策略。热动力学模型采用 FEA 和 NN 技术可以解决各种循环周期和注射模系统不确定动态的问题。基于该模型，介绍了使用 RBF 类神经网附件一：外文翻译36路的自适应 PID 控制器。利用在线学习算法调节控制叁数，自适应 PID 控制器展示了具有多样化循环周期的成型工艺的准确控制性能。原文：原文： 1.1. JahoJaho SeoSeo, , AmirAmir KhajepourKhajepour andand JanJan P.P. HuissoonHuissoon ，ThermalThermal DynamicDynamic ModelingModeling andand ControlControl ofof InjectionInjection MouldingMoulding ProcessProcess ， LectureLecture NotesNotes inin ComputerComputer ScienceScience ，2011,2011, VolumeVolume 67526752 , , P102P102 111.111.译文：译文： 2. 热塑性塑料模具脱模摩擦因素分析热塑性塑料模具脱模摩擦因素分析摘要摘要: :热塑性塑料注射模的脱模力取决于脱模瞬间的接触情况。聚合物零件表面的制模 在熔融物注入模具过程中模具表面发生。脱模是在非常短时间内发生的，因此模具脱模工艺中的静态摩擦系数必须被考虑。要了解在脱模阶段的过程中机械装置摩擦力的作用 ，混合的方法如下：解析的分析模拟，形变的数字模拟，和粘附的实验推理。在摩擦系数中粗糙度、温度和接触压力的相关联系性被证明。关键词关键词: :静摩擦，聚合物，注射模1 1介绍介绍: :热塑性塑料是在现代的应用中从非关键性的包装产品到技术性零配件的通用材料。由于注射成型的对复杂形状的灵活性和其快速生产，注射成型成为最常用的方法。在这个工艺期间，聚合物经历了一个复杂的热力阶段，此阶段影响了力学性能和零件的最后尺寸（相对应于相应的模具尺寸）1。工艺包含四个阶段：填充，保压，冷却和脱模。当生产复杂几何形状的零件和由脱模造成的失真或凹痕时，脱模是关键性的2 。脱模系统的正确设计要求在脱模时接触表面的摩擦情况是已知的和可预见的3-5。设计此系统的最重要的因数是因材料、工艺条件和几何形状而改变的脱模力5,6 。脱模系统不能在生产期间出错，因为这将会导致生产进程的中断或者模具的损坏。在聚合物的注射模具中涉及的材料的机械性能可能大幅度地改变一些规定的尺寸。通常，模具块是用弹性模量在 200 GPa 左右的合金钢制造 ，而塑料模具呈现的弹性模量大约为 1-2 GPa 。 在脱模工艺包括了松紧带和塑性变形的注射模确定的摩擦机制中，这种高机械性能差异与模具表面纹理的层叠一起发生。快速制模是一个正在被逐渐集中注意7,8的领域，在其特定情况下，弹性模量在 10 GPa 左右的非金属材料被用于模具块（核心和型腔） 。在这些情况中，摩擦机制可能也包含化学的黏附现象。因在摩擦表面这些材料的越来越多的应用，人们越来越有兴趣了解聚合物摩擦情况。在 Menges 和 Bangert 10 的早期的研究以来了解聚合物的脱模的特定背景中，测量脱模需要的摩擦力的实验工作得到发展8,11-14 。脱模力取决于在分模开始时接触表面的摩擦性能 。在这种摩擦情形中，因为零件表面的造形与模具中的模具表面的抵抗，其接触非常复杂。因此，在脱模期间，聚合物和由于模具上的聚合物附件一：外文翻译37收缩引起的模具表面之间的摩擦力增强。收缩在塑料零件的凝固和冷却期间发生，且其作为一个结果，模具表面趋向于复制模具块表面的纹理15。此复制在脱模中带来另外一个问题，因为复制效果在摩擦研究和尽管在注射模的脱模工艺中起着基本角色的作用的工艺中通常没有被考虑。由于在塑料零件上对金属纹理的复制，两个表面之间的联锁使得粗糙度特性（显的）非常重要。接触面效果的增大作为由收缩和复制共同引起的更加紧密接触结果；在产品和模具材料之间的化学亲和作用的情况中，黏附被进一步促进，且其一定要在脱模 时被克服3。理解在注射模具中的脱模意味着对许多的工艺参数和影响收缩的材料性能的考虑，其为在表面和摩擦系数之间的应力最后决定脱模力的大小负责（图 1) 。图 1 注射模脱模相关因素 经济上采用一旦模具零件在尺寸上稳定就被脱模来缩短循环周期。当温度减少时，机械固化稳定地增加。然而，如果脱模在非常低的温度运行，过度或者不平衡的脱模力可能引起产品的局部和全部变形，从而导致零件的失效。如果，为了循环周期的减少的缘故，在比较高的温度下脱模，可能导致模具产品全部变形。原文：原文： 2.2. MarioMario SimoesSimoes CorreiaCorreia, , AntonioAntonio SousaSousa MirandaMiranda, , MartaMarta CristinaCristina OliveiraOliveira, , CarlosCarlos AlexandreAlexandre CapelaCapela andand AntonioAntonio SergioSergio PouzadaPouzada ，AnalysisAnalysis ofof frictionfriction inin thethe ejectionejection ofof thermoplasticthermoplastic mouldingsmouldings， TheThe InternationalInternational JournalJournal ofof AdvancedAdvanced ManufacturingManufacturing TechnologyTechnology ，2012,2012, VolumeVolume 59,59, NumbersNumbers 9-129-12,P977,P977986986译文：译文： 3. 在注射模具中有效冷却系在注射模具中有效冷却系统统的的设计设计方法方法摘要摘要 在热塑性注射模具中，产品质量和循环周期强烈地取决于冷却阶段。许多方法已进行了研究以确定冷却条件，从而尽量减少不必要的缺陷，诸如翘曲和收缩率差。在此文中，我们为冷却系统的最佳设计提出了一种方案。基于几何分析，通过使用共形的冷却概念定义冷却通道。它定义冷却模具聚合物性能收缩模具材料性能摩擦系数脱模力工艺条件附件一：外文翻译38通道的路线。我们只关注于沿固定冷却路径的流体温度的分布和强度。我们制定此温度分布的测定，以作为目标函数最小化的构成条件。它显示了这两个必须重量的对立条件是如何做到最好的折中。从收缩和翘曲方面来说，预期的结果是产品质量得到发展。关键词：关键词：逆向问题、热转移、注射模具，冷却设计1 1介绍介绍: :在塑料工业的领域，广泛用于热塑性塑料的注射成型。其工艺是由四个重要阶段组成：模腔填充，熔体保压，产品凝固，脱模。工艺中全部时间的 70%左右时间是致力于产品的冷却。而且这一个阶段直接地影响零件的质量12 。因而，产品必须尽可能统一的被冷却 ，以便使如凹陷、翘曲、收缩，热残余应力等的不想要的缺陷降到最低程度。 来实现这些目标的最具影响的参数是冷却时间、数量、通道的位置和尺寸、在流体和通道内表面之间的冷却液的温度和热转换系数。冷却系统设计主要以设计师的经验为基础，但是新的快速成型工艺的发展使得制造非常复杂的通道形状成为可能，这使得以实验为依据的过去的方法显得不足。因此冷却系统的设计必须作为一个最优化问题被规范。原文：原文： 3.3. A.A. AgazziAgazzi, , V.V. SobotkaSobotka, , R.R. LeLe GoffGoff, , D.D. GarciaGarcia andand Y.Y. JarnyJarny，A A MethodologyMethodology forfor thethe DesignDesign ofof EffectiveEffective CoolingCooling SystemSystem inin InjectionInjection MouldingMoulding， InternationalInternational JournalJournal ofof MaterialMaterial FormingForming ，20102010，VolumeVolume 3,3, SupplementSupplement 1 1，P13P1316.16.附件一：外文翻译39附件二：计算机编程程序附件二：计算机编程程序部分计算机加工编程程序：%N100 S1200 M03N102 G00 X0. Y0.N104 G00 Z49.8N106 Z6.8N108 G01 Z-.2 F200.N110 X-54.757 Y-12.564 F500.N112 X-55.063 Y-11.228N114 X-55.083 Y-11.129N116 X-55.562 Y-8.421N118 X-55.577 Y-8.323N120 X-55.907 Y-5.701N122 X-55.917 Y-5.602N124 X-56.124 Y-2.874N126 X-56.129 Y-2.773N128 X-56.197 Y-.046N130 Y.052N132 X-56.134 Y2.669N134 X-56.129 Y2.769N136 X-55.927 Y5.502N138 X-55.917 Y5.602N140 X-55.576 Y8.329N142 X-55.561 Y8.427N144 X-55.109 Y11.002N146 X-55.09 Y11.099N148 X-54.481 Y13.781N150 X-54.456 Y13.879N152 X-53.714 Y16.52N154 X-53.685 Y16.615N156 X-52.854 Y19.094N158 X-52.82 Y19.187N160 X-51.819 Y21.746N162 X-51.78 Y21.839N164 X-50.652 Y24.341N166 X-50.609 Y24.431N168 X-49.418 Y26.758N170 X-49.37 Y26.845N172 X-47.999 Y29.226N174 X-47.946 Y29.313N176 X-46.458 Y31.619N266 X6.952 Y55.765N268 X9.67 Y55.358N270 X9.77 Y55.341N272 X12.46 Y54.798N274 X12.557 Y54.776N276 X15.091 Y54.133N278 X15.186 Y54.106N280 X17.813 Y53.299N282 X17.909 Y53.267N284 X20.488 Y52.329N286 X20.58 Y52.293N288 X22.99 Y51.279N290 X23.08 Y51.238N292 X25.557 Y50.049N294 X25.648 Y50.003N296 X28.058 Y48.691N298 X28.144 Y48.641N300 X30.376 Y47.28N302 X30.459 Y47.226N304 X32.731 Y45.681N306 X32.814 Y45.622N308 X35.002 Y43.965N310 X35.08 Y43.903N312 X37.084 Y42.224N314 X37.158 Y42.159N316 X39.174 Y40.292N318 X39.247 Y40.222N320 X41.164 Y38.257N322 X41.231 Y38.185N324 X42.963 Y36.226N326 X43.026 Y36.15N328 X44.742 Y34.003N330 X44.803 Y33.923N332 X46.406 Y31.695N334 X46.462 Y31.613N336 X47.882 Y29.418N338 X47.933 Y29.334N340 X49.31 Y26.955N342 X49.358 Y26.867N344 X50.612 Y24.424N346 X50.655 Y24.335N346 X50.655 Y24.335N348 X51.732 Y21.951N350 X51.771 Y21.86N352 X52.777 Y19.304N354 X52.812 Y19.209N356 X53.687 Y16.608N358 X53.716 Y16.514N360 X5
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号