注射器筒體注塑模具設計【優(yōu)秀一模二十腔課程畢業(yè)設計含creo4.0三維3D建模及17張CAD圖紙+帶外文翻譯+25頁加正文0.7萬字】-zsmj02
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摘 要
模具屬于精密機械的產(chǎn)品，它主要機械零件和機構組成。如成形工作零件、導向零件、定位零件、支撐零件及送料機構、抽芯機構、推出機構等。模具與相應的成形設備（如沖床、塑料注射機、壓鑄機等）配套使用時，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對位置和性能，使之成形為合格的制件。
模具設計是模具制造的基礎，合理正確的設計是正確制造模具的保證：模具制造技術的發(fā)展對提高模具質量、使用壽命、精度以及縮短制造模具周期具有重要的意義：模具的質量、使用壽命、制造精度及合格率在很大程度上取決于制造模具的材料及熱處理工藝：模具成本直接關系到制件的成本以及模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益；模具工作零件的精度決定制件的精度；模具的壽命又與模具材料及熱處理、模具結構以及所加工制作材料等諸多因素有關；模具的安裝與使用直接關系到模具的使用性能及安全；而模具的標準化是模具設計與制造的基礎，對大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)模具具有極重要的作用，模具標準化程度的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標志。
本次設計注射器筒體的模具，設計中建模采用Cero PTC 4.0軟件，AutoCAD為計算機輔助制圖工具，是一款專業(yè)機械平面制圖軟件，具有很強的圖像處理功能。
關鍵詞：模具設計 注射器筒體 復合模
Abstract
Mold products are precision machinery, it mainly consists of mechanical parts and bodies，such as forming working parts, parts orientation, positioning parts, supporting parts, positioning components and feed mechanism, core-pulling mechanism, introduced institutions. Mold and the corresponding forming equipment (such as punching, plastic injection machine, die-casting machine, etc. ) supporting the use of, may directly alter the shape of metal or non-metallic materials, size, relative position and performance, shaping the work piece for qualified.
Mold manufacturing mold design is the basis for rational design of the right mold to ensure correct; mold manufacturing technology to improve the mold quality, service life, accuracy and shorten the manufacturing cycle is of great significance mold; mold quality, service life, manufacturing precision and the passing rate depends largely on the manufacture of mold materials and heat treatment; mold costs directly related to the work piece, the cost and economic efficiency of enterprises mold; determine the accuracy of the die components parts precision; dies life expectancy and the mold materials and heat treatment, mold structure and the production of materials processing, and many other factors; and mold die design and manufacturing and use of mold performance and safety; and mold die design and manufacturing standards are the basis of the same, large scale, specialized production mold is a very important role in standardization of the level of mold is a sign of mold level of industrial development.
The design of the syringe cylinder mold, the design of modeling using Cero PTC 4.0 software, AutoCAD for the computer-aided drawing tool, is a professional mechanical plane mapping software, has a strong image processing functions.
Key words: mold design syringe cylinder composite mold
目 錄
第一章 設計任務書 1
1.1塑件及其尺寸 1
1.2 設計內(nèi)容及其要求 1
第二章 塑件成型工藝分析 3
2.1塑件的分析 3
2.2PP聚丙烯的性能分析 3
第三章 擬定模具的結構形式 5
3.1分型面位置確定 5
3.2型腔數(shù)量和排列方式的確定 5
3.3注射機的型號確定 6
第四章 澆注系統(tǒng)的設計 8
4.1主流道的設計 8
4.2分流到的設計 9
4.3澆口的設計 12
4.4校核主流道的剪切速率 13
第五章 模具零件的結構設計及計算 14
5.1成型零件的結構設計 14
5.2成型零件鋼材的選用 15
5.3成型零件工作尺寸的計算 15
5.4模架的確定 16
5.5排氣槽的設計 17
5.7冷卻系統(tǒng)的設計 18
5.8導向與定位結構 20
5.9總裝圖和零件圖的繪制 20
謝辭 21
參考文獻 22
大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 = of m2/s) σT = of d = of = W/) = of W/m°C) = of W/m°C) q = W/s = of = s) s °C) = °C) °C) = °C) at of °C) = °C) = °C) x = of in x y = of in y z = s to ? 010 1. to is it It is of is up by An of as of in a of in of be ( 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 (a) b) c) of 1 of on to of in of of he to to of or to is FF NC . F. et 6 of an In to of to a of in by an of is 1. to in s of in of a or s if a of to s is of be as it of of in to In is on s ,11,13 on a a) of of b) of of AE 2 of of of x y), z d of of of AE to a of a be at of is as of of in of is . to of a an of . 2. of of in is a to a a to in up in 1(c) 2(a)). 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 of in is in to or of 2(a)). is it is to in of in of is a it is to at of In it is of is to an in to of of in of as a of x y) a s to z) of d) (2). of is to d. s to in to by 3. in a 3) is of of as is of of a) (b) 3 of a a), b) ? in be 0,000. ? is In of it is 5 in is D is a of is of is to so is in is as in is by a be as a ?T = α ?t ? 2T ?z (1) In in is To in ? of ? in is on of is ? is 0 1) be by 8 to q.(1). to of a of of in ? h T ? T = ?k ?T (2) of is in to c ps m p ?z is it % of of is of is by of is It is CR is is of a of CR 9,34,40by In is 0,000 W/ 1. A. G., L. C., B. A., P. S. P. R., “A of 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 195, 13052008. 2. L. K. A., “on of at in 75, 14, 17762000. 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 = of m2/s) σT = of d = of = W/) = of W/m°C) = of W/m°C) q = W/s = of = s) s °C) = °C) °C) = °C) at of °C) = °C) = °C) x = of in x y = of in y z = s to ? 010 1. to is it It is of is up by An of as of in a of in of be ( 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 (a) b) c) of 1 of on to of in of of he to to of or to is FF NC . F. et 6 of an In to of to a of in by an of is 1. to in s of in of a or s if a of to s is of be as it of of in to In is on s ,11,13 on a a) of of b) of of AE 2 of of of x y), z d of of of AE to a of a be at of is as of of in of is . to of a an of . 2. of of in is a to a a to in up in 1(c) 2(a)). 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 of in is in to or of 2(a)). is it is to in of in of is a it is to at of In it is of is to an in to of of in of as a of x y) a s to z) of d) (2). of is to d. s to in to by 3. in a 3) is of of as is of of a) (b) 3 of a a), b) ? in be 0,000. ? is In of it is 5 in is D is a of is of is to so is in is as in is by a be as a ?T = α ?t ? 2T ?z (1) In in is To in ? of ? in is on of is ? is 0 1) be by 8 to q.(1). to of a of of in ? h T ? T = ?k ?T (2) of is in to c ps m p ?z is it % of of is of is by of is It is CR is is of a of CR 9,34,40by In is 0,000 W/ 1. A. G., L. C., B. A., P. S. P. R., “A of 連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 195, 13052008. 2. L. K. A., “on of at in 75, 14, 17762000. 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 注塑模具成型板的冷卻道的陣列與優(yōu)化 冷卻系統(tǒng)在注塑成型過程中不僅在生產(chǎn)力和質量方面，而且在模具制造成本方面也起著重要的作用。在本文中，提出了具有擋板陣列的保形冷卻通道，用于在模制部件的整個自由表面上獲得均勻的冷卻。提出了一種通過模制厚度，模具表面溫度和冷卻時間計算溫度分布的新算法。對于給定聚合物，冷卻通道的結構，工藝參數(shù)，模具材料，模制厚度和模具中的溫度分布之間的關系由近似等式的系統(tǒng)表示。這種關系是通過基于適當?shù)奈锢頂?shù)學模型，有限差分法和數(shù)值模擬的實驗和響應面方法的設計建立的。通過應用這種近似的數(shù)學關系，獲得目標模具溫度，均勻溫度分布和最小化 冷卻時間的優(yōu)化過程變得更加有效。進行了兩個案例研究，以驗證和驗證了該方法。結果表明，與基于試錯法的模擬方法相比，目前的方法提高了冷卻性能，促進了模具設計過程。 符號含義及單位 α =聚合物熱擴散率 (m2/s) σ T =溫度分布的標準偏差 d=擋板直徑 ( 傳熱系數(shù) (W/) 模具材料的導熱性 (W/m°C) 聚合物的導熱性 (W/m°C) q = 瞬時熱流量 (W/ s = 成型件厚度 ( =冷卻時間 (s) 局部平均溫度 (°C) 噴射溫度 (°C) 注射溫度 (°C) 模具溫度 (°C) 中心線厚度最高溫度 (°C) 模壓件表面溫度 (°C) = 冷卻液溫度 (°C) x = 擋板在 (y = 擋板在 (z = 從擋板尖端到腔體表面的距離 (大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 一． 介紹 由于高效率和可制造性，注射成型是制造塑料制品最流行的方法。 注塑過程包括三個重要階段：灌裝和包裝階段，冷卻階段和噴射階段。 在這些階段中，冷卻階段非常重要，因為它主要影響生產(chǎn)率和成型質量。 眾所周知，超過三分之二的成型周期被冷卻過程所吸收。 冷卻通道的合適設計減少了冷卻時間，提高了生產(chǎn)率，并最大程度地減少了不必要的缺陷，如凹痕，差異收縮，熱殘余應力和翹曲。 多年來，注塑成型中冷卻階段的重要性得到了研究人員和模具設計師的高度重視。他們一直在努力改進注塑模具中的冷卻系統(tǒng)。這個研究領域可以分為兩大類：優(yōu)化常規(guī)冷卻通道（直接冷卻管線），并為注塑模冷卻通道（保形冷卻通道）找 到新的架構。第一組重點是如何在冷卻系統(tǒng)的形狀，尺寸和位置方面優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。 第二組調查方法， 建立冷卻布局，即符合模腔表面的保形冷卻通道，并檢查該冷卻系統(tǒng)的有效性。已經(jīng)提出了固體無制造（ 快速原型（ 術來構建這種復雜的冷卻系統(tǒng)。據(jù)報道，冷卻效果是 比常規(guī)冷卻通道更好 。 控銑床制造的銑槽適形冷卻通道也已由 人提出，雖然這些冷卻通道具有均勻的冷卻性能，但中型制造成本仍然很高 。 圖 （ a）直鉆渠道 （ b） 形通道 （ c）帶擋板陣列的通道 為了提高冷卻系統(tǒng)的性能并降低模具制造成本，本文通過使用擋板陣列在塑料注塑模具中提出了一種保形冷卻通道。這種冷卻通道布局與其他布置之間的區(qū)別如圖 1 所示。擋板是替代冷卻裝置 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 用于冷卻通常沒有冷卻的模具芯體中的一些小區(qū)域 建議了一系列用于箱模的核心冷卻回路的擋板 ， 對于具有自由形式腔表面的中大型模具，如果從擋板的頂端到模腔的表面保持恒定的距離，這種冷卻回路可以被認為是保形冷卻通道。不幸的是，它仍然缺乏對這種共形冷卻系統(tǒng)執(zhí)行情況的了解以及如何優(yōu)化 配置為了獲得最小的冷卻時間，均勻的冷 卻和合理的模具制作成本。此外，冷卻設計通常是基于設計師的經(jīng)驗和學費。當成型幾何變得更加復雜時，基于經(jīng)驗的和試錯法將是耗時且較少的。 圖 2 部署和配置帶有陣列擋板的冷卻通道 （ a）實際構造擋板冷卻通道陣列 （ b） 件中擋板冷卻通道陣列的建模 因此，我們的研究重點是一種系統(tǒng)的方法，用于優(yōu)化所提出的冷卻通道的構造，包括冷卻劑溫度，間距（ x 和 y），擋板的距離 z 和直徑 d。使用分析方法，實驗設計（ 有限差分法和 具的組合來得出近似方程，顯示給定聚合物的冷卻通道設計變量，模具材料和工藝參數(shù)之間的關系。給定注射成型部件的冷卻時間和最佳冷卻通道的配置可以在早期設計階段輕松確定。 本文的其余部分組織如下。 第 2 節(jié)介紹了冷卻通道中擋板陣列的部署和配置。 第 3 節(jié)描述了聚合物和模具內(nèi)傳熱的物理和數(shù)學模型。 第 3 節(jié)中的數(shù)學解決方案在第 4 節(jié)中得到驗證。第 5 節(jié)提出了優(yōu)化方法，第 6 節(jié)說明了兩個案例研究，以測試塑料蓋和汽車塑料部件的方法的設施和可行性。 最后，第 7 節(jié)給出了對未來工作的一些結論和討論。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 二． 冷卻通道中擋板陣列的部署和配置 擋板是垂直于主冷卻線鉆出的冷卻通道，其中薄板將鉆孔分成兩個半圓形通道。該板迫使冷卻劑在另一側一側向上流動（見圖 1（ c）和圖 2（ a））。通過改變冷卻通道中的冷卻劑流動的方向，擋板在彎曲周圍產(chǎn)生湍流并增加傳熱系數(shù)。然而，與直的或平滑的冷卻通道相比，壓降增加，并且需要更多的泵功率。有兩種擋板：正常擋板和螺旋擋板（圖 2（ a））。第一個是簡單的，但是很難將薄板（分隔器）精確地安裝在通道的中心，并且擋板兩側的溫度分布是不同的。另一個更復雜一些，但是將分配器放置在冷卻通道的中心是容易的 ;湍流效應和溫度分布得到改善。在這項 研究中，假設冷卻劑的流量足夠大以達到有效的湍流，并且流速的增加與熱萃取速率幾乎沒有差別。因此，兩種類型的擋板在熱提取方面都被處理相同。 擋板被排列成包括行和列的二維陣列。 所提出的冷卻通道的構造包括擋板之間的間距（ x和 y），從擋板的尖端到空腔表面（ z）的距離以及擋板（ d）的直徑（圖 2）。 主冷卻線的直徑與 d 成正比。 擋板的尖端符合空腔表面，以便均勻地從熱聚合物中除去熱量。 擋板通道采用鉆孔方式加工，降低了制造成本。 三．數(shù)學物理模型的建立計算 本節(jié)介紹了冷卻通道的配置，模具中的溫度分布和成型部件之間的數(shù)學關系，冷卻時間和工藝參數(shù)。 在不失一般性的情況下，提取和檢查冷卻單元（參見圖 3），而不是考慮整個模具。 冷卻室的四個側面被視為絕熱的。 使用這種物理模型，由于元素數(shù)量的減少，模擬時間顯著降低。 假設冷卻單元的空腔表面具有小的曲率，該表面可以被認為是平面。 在物理方面，冷卻過程中的傳熱是復雜的。 為了簡化數(shù)學模型，本研究中作了以下假設： ?模具材料的物理性能是恒定的。 ?模具 - 聚合物界面的熱通量在模腔表面的每個元件上都是恒定的 。 ?使用恒定的循 環(huán)平均模具溫度。 ?僅填充和冷卻階段，因為填充階段很短。 ?聚合物的熱分析在一個維度上進行，因為與填充相比較，模制件的厚度較小 。 ?環(huán)境空氣和外部模具表面之間的自然對流被忽略，因為其占總熱損失的不到 5％。 ?主冷卻管路的冷卻效果被忽略，因為大部分熱量被擋板除去。 ?冷卻通道的最小雷諾數(shù)應大于 10,000。 ?結晶過程產(chǎn)生的熱效應被忽略。 大連交通大學 2017 屆本科生畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 圖 3 冷卻池的物理模型（ a） 和典型的溫度分布（ b） 在本研究中，應用了循環(huán)平均和一維瞬態(tài)方法的耦合，因為它對于模具設計目的具有計算效率和足夠的精度 。 模具中的熱傳遞被視為循環(huán)平均 穩(wěn)態(tài)和 3 采用循環(huán)平均方法是因為在從模制操作開始的某一過渡期之后，實現(xiàn)模具內(nèi)的穩(wěn)態(tài)循環(huán)熱傳遞。 模具溫度的波動分量與循環(huán)平均分量相比較小，因此循環(huán)平均溫度方法在計算上更多 有效率高于周期性轉換分析（成型）被認為是瞬態(tài)過程，應用有限差分法。 模具中的溫度分布由以下等式建模： （ 1） 偏差方程（ 1）可以通過有限差分法方便地求解。 使用 法，無條件穩(wěn)定方案來求解方程（ 1）。 由于聚合物和模具之間的熱接觸電阻的性質，采用對流邊界條件 代替等溫邊界條件。 這種邊界條件表現(xiàn)出模擬聚合物界面的傳熱性能優(yōu)于等溫邊界條件。 （ 2） 傳熱系數(shù)（ 反轉稱為熱接觸電阻（ 據(jù)報道，聚合物和模具之間的 間隙，接觸表面粗糙度，時間和工藝參數(shù)的函數(shù)。 值非常不同，29,34,40常通過實驗獲得。 在本研究中， 置為 10,000 W / 摘 要 模 具屬于精密機械的產(chǎn)品，它主要機械零件和機構組成。如成形工作零件、導向零件、定位零件、支撐零件及送料機構、抽芯機構、推出機構等。模具與相應的成形設備（如沖床、塑料注射機、壓鑄機等）配套使用時，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對位置和性能，使之成形為合格的制件。 模具設計是模具制造的基礎，合理正確的設計是正確制造模具的保證：模具制造技術的發(fā)展對提高模具質量、使用壽命、精度以及縮短制造模具周期具有重要的意義：模具的質量、使用壽命、制造精度及合格率在很大程度上取決于制造模具的材料及熱處理工藝：模具成本直接關系到制件的成本以及模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益；模具工作零件的精度決定制件的精度；模具的壽命又與模具材料及熱處理、模具結構以及所加工制作材料等諸多因素有關；模具的安裝與使用直接關系到模具的使用性能及安全；而模具的標準化是模具設計與制造的基礎，對大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)模具具有極重 要的作用，模具標準化程度的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標志。 本次設計注射器筒體的模具，設計中建模采用 件， 一款專業(yè)機械平面制圖軟件，具有很強的圖像處理功能 。 關鍵詞： 模具設計 注射器筒體 復合模 it of as as ) of or is of to to is of on of to of of of of of is a in of of is a of of of of .0 is a a 目 錄 第一章 設計任務書 ............................................. 1 ................................................ 1 計內(nèi)容及其要求 ............................................ 1 第二章 塑件成型工藝分析 ....................................... 3 .................................................. 3 .......................................... 3 第三章 擬定模具的結構形式 ..................................... 5 .............................................. 5 .................................... 5 ............................................ 6 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 ......................................... 8 ................................................ 8 ................................................ 9 ................................................. 12 ....................................... 13 第五章 模具零件的結構設計及計算 .............................. 14 ......................................... 14 ......................................... 15 ..................................... 15 ................................................. 16 ............................................... 17 ............................................. 18 ............................................. 20 ....................................... 20 謝辭 .......................................................... 21 參考文獻 ...................................................... 22 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 設計任務書 件及其尺寸 零件名稱：注射器筒體 零件材料：聚丙烯 零件圖：圖 1 1零件圖 計內(nèi)容及其要求 在設汁之前，學生已具備機械制圖、公差與技術測量、機械原理及零件、模具材料及熱處理、模具制造工藝、塑料成型工藝及模具設計等方面必要的基礎知識和專業(yè)知識，并已通過金工和生產(chǎn)實習。做過注射成型實驗：韌步了解塑料的成型工藝和生產(chǎn)過程，熟悉多種塑料模具的典型結構。 課程設計的內(nèi)容包括： 確 選用成型設備。 據(jù)塑件圖的技術要求，提出模具結構方案，并大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 2 使之結構合理，質量可靠，操作方便。必要時可根據(jù)模具設計和 制造的要求提出修改塑件圖紙的意見，但必須征得設計者或用戶同意后方可實施。 3．正確地確定模具成型零件的結構形狀、尺寸及其技術要求。 價便宜。 量減少后加工。 質、安全可靠地生產(chǎn)，且模具使用壽命長。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 3 第二章 塑件成型工藝分析 件的分析 形尺寸 該塑件壁厚最大為 2料熔體流程不長，適合于注射成型。 度等級 未標注采用 模斜度 塑件材料采用 丙烯 ) 因塑件尺寸較小成型收縮率較小，差參考文獻，選擇塑件上型芯和凹模的統(tǒng)一脫模斜度 1°。 產(chǎn)品質輕 ,韌性好 ,耐化學性好 ,耐磨性好 ,高溫沖擊性好 軟化溫度為 150° C，由于結晶溫度較高，這種材料的表面剛度和抗劃痕特性很好。 不存在環(huán)境應力開裂問題。 流動性好，成型性能好。 有突出的延展性和抗疲勞性能，屈服強度高，有很高的疲勞壽命。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 4 表 2聚丙烯（ 成型條件 塑料名稱 聚丙烯 縮寫 密度 / 算收縮率 /% 射成型機類型 螺桿式 料筒溫度/℃ 前端 200段 180端 160熱 溫度 /℃ 80間 /h 1具溫度 /℃ 80射壓力 /0型時間/s 注射時間 20壓時間 0卻時間 20周期 50桿轉速 r/8 使用注射機類型 螺桿、柱塞均可 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 5 第三章 擬定模具的結構形式 型面位置確定 通過對塑件的分析，塑件開模分為三次 三次分模的位置如圖 3 圖3分型面位置 腔數(shù)量和排列方式的確定 腔數(shù)量的確定 該塑件的精度一般在 2~3級之間，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結構形式。同時考慮到塑件的尺寸較小，以及制造費用等因素，初步定為一模二十腔設計。 腔排列方式的確定 多腔模具盡可能的采用平衡式排列布置，且要求緊湊并于交口開設的部位對稱。由于該模具采用一模二十腔，采用 5矩形排列，如圖 3 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 6 3腔分布圖 射機的型號確定 射量的計算 通過三維建模軟件分析計算的 塑件體積： V 塑 =件質量： m 塑 =ρ V 塑 =中ρ取 注射系統(tǒng)凝料體積初步估算 澆注系統(tǒng)的凝料在設計之前是不能確定的，但可以根據(jù)經(jīng)驗公式塑件體積的 倍來估算。本次注射由 于多型腔，系數(shù)選為 此： V 總 =V 塑 （ 1+ 20=20= 選擇注射機 根據(jù)計算一次注入模具型腔 V 總 =估注射用量 V 總 /射機型號選用為 00/400，主要技術要求見表 3 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 7 表 300/400參數(shù) 額定注射量( 200~400 螺桿直徑 (55 注射壓力(109 注射行程 ( 160 注射方式 螺桿式 螺桿驅動功率(模力 (102 模板尺寸 (532× 634 最大開合模行程 (160 模具最大厚度(406 模具最小厚度(165 合模方式 液壓 噴嘴口孔徑(嘴球半徑 (18 射機的相關參數(shù)校核 1. 注射機的壓力校核 查表 30~100里去 80注射機注射壓力為 109全壓力系數(shù)為 里取 ： 80=104<109 所以壓力合格。 2. 鎖模力校核 塑件在分型面上的投影面積 A 塑 ，有三維軟件計算得 7 澆注系統(tǒng)在分型面面積的投影 A 澆 ，按多腔模的統(tǒng)計分析確定為 A 塑 的 里取 總面積為： A=A 塑 （ 1+ 20=7× 20=182具型腔的型脹力 F 漲 = 。即 F 漲 = =182× 注射機公稱鎖模力為 3500合要求。 對于其他安裝尺寸校核等選定模架后計算。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 8 第四章 澆注系統(tǒng)的設計 流道的設 計 澆 注系統(tǒng)是指模具中由注射劑噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設計師模具設計的一個重要環(huán)節(jié)，設計合理與否對塑件的性能、尺寸、內(nèi)在質量、外在質量及模具的結構、塑料的利用率等有較大影響。對澆注系統(tǒng)進行設計時應遵循以下原則： 了解塑件的成型性能；盡量避免或減少產(chǎn)生熔接痕；有利于型腔中氣體的排出；防止型芯的變形和嵌件的位移；盡量采用較短的流程充滿型腔；流動距離比的校核。 1. 主流道的尺寸 （ 1） 主流道的長度：本次設計初選取 60 （ 2） 主流道的小端直徑： d=注射機噴嘴尺寸 +（ ） 3） 主流的道大端直徑： d’=d+2L 主 15， a=4° （ 4） 主流道球面半徑： 射機噴嘴半徑 +（ 1~2） 0 5） 球面配合高度： h=3. 主流道的凝料體積 三維軟件計算為 V 主 =. 主流道當量半徑： 4+10） /4=. 主流道澆口套的形式 主流道在注射過程中反復與注射機噴嘴接觸，易磨損。故設計為可便于拆卸替換的零件。 主流道的定位與固定需定位圈。定位圈設計如圖 4 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 9 圖 4澆口套 圖 4定位圈 流到的設計 流道的布置形式 在設置的時候應盡量考慮減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減小分流道的容積和壓力平衡，因此采用綜合型分流道。 流道的長度 由于采用多型腔設計，流道較長，流道形狀如圖 ,總長度為 1988圖 4 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 圖 4流道分布 流道的當量直徑 根據(jù)當量直徑經(jīng)驗公式 D=?√??4 分別確定各位置分流道的當量直徑 =0×204 ≈ 2 分 =√644 ≈ 33 分 = =3 分流道的截面形狀 對流體的熱量損失較小，所以本設計 形截面， 便加工與開模拔模。 流道的截面尺寸 根據(jù)書上表 4]， 1=9大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 3=2=3=33: D=3. 凝料體積 根據(jù)三位軟件計算得出 252132=3=. 校核剪切速率 (1)確定注射時間 t=2)計算分流道體積流量 q 分 1=??1?? =1252132.2 s=56915 s q 分 2=??2?? = s=2321 s q 分 3=??3?? = s=2218 s (3)由式 (41] 可得剪切速率 ???分 1 =?分 1????分 13 =58??分 2 =?分 2????分 23 =22??分 3 =?分 3????分 33 =91分流道的表面剪切速率處于澆口主流道的最佳剪切速率 500 000 以，分流道內(nèi)剪切速率合格。 6. 分流道的表面粗糙度和脫模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 處取大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 12 脫模斜度一般在 5° ~10°之間，這里去脫模斜度 8°。 圖 4流道截面 口的設計 該塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，表面質量要求較高，采用一模 20腔注射，為了便于調整沖模時的剪切速率和封閉時間，因此采用點澆口。截面形狀簡單，易于加工。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 核主流道的剪切速率 計算主流道的體積流量 q 總 =??1?? =2589262.2 s=117693 s 計算主流道的剪切速率 ???總 =?總????總3 =1357主流道的表面剪切速率處于澆口主流道的最佳剪切速率 500 000 以，分流道內(nèi)剪切速率合格。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 14 第五章 模具零件的結構設計及計算 型零件的結構設計 模的結構設計 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結構的不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的結構分析，本設計中采用鑲拼式式凹模，如圖 5 圖 5模結構 圖 5芯 模的結構設計（型芯） 凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合式兩種類型。通過對塑件的結構分析可知，該塑件的型芯有一個，如圖 5 設計采用單型芯設計。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 型零件鋼材的選用 根據(jù)對成型塑件的綜合分析，該塑件的成型零件要有足夠的剛度、強度、耐磨性及良好的抗疲勞性能，同時考慮它的機械性能和拋光性能。又因為該塑件為大批量生產(chǎn)，所以構成型腔的嵌入式凹模鋼材選用 40于成型塑件的型芯來說，由于脫模 時與塑件的磨損嚴重，因此鋼材選用 型零件工作尺寸的計算 采用表 4]的平均尺寸法計算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件圖中給定的公差計算。 腔的計算 因為本制品的不是精密器具，對制品的尺寸精度的要求比較低，所以，盡管可按平均收縮率計算。 查 [1]取 [7]55 制品工件辟厚為： H=1度為： L=96以，成型腔即型腔套的內(nèi)半徑為： r=8+H（ 1+z??0= (L=96(1+= (而此次設計的注射器筒體只要容積大于 10為 12品的長度沒有要求，考慮到設計方便和設計成本，取型腔套內(nèi)徑 r=9度 L=96產(chǎn)出來的產(chǎn)品也滿足容積的要求，所以取此值型腔套只要滿足強度要求就可以了。故取 r=L=95 芯主要尺寸的計算 1）徑向尺寸 D D= 1+ 0z?? =8(1+0 = (2）被塑件包容部分的深度 h 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 h= + 0z??=96(1+ (因為，型銷的半徑小 1容長度短，制品的厚度小，可以不考慮制品其尺寸在型銷上的收縮變化。 架的確定 由于本次設計應用的模架為非標準模架，模架尺寸可參考標準模架并有一定改動。根據(jù)模具型腔布局的中心距和凹模嵌件的尺寸可以算出凹模嵌件所占的平面尺寸為 230200考慮凹模最小厚壁，導柱、導套的布置等，可確定選用的模架為 330400 模板尺寸的確定 定模底座： 45035525桿固定板： 40035515料板： 40035525澆板： 40035520腔板： 40035580板： 40035520模板： 40035540模底座： 45035532圖 5 圖 5架尺寸 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 架各尺寸的校核 根據(jù)所選注射機來校核該模具的尺寸。 模具平面尺寸 40035548370桿距離），校核合格。 模具高度尺寸 1655706具的最大厚度和最小厚度），校核合格。 模具的開模行程 S=2+4+(5~10)65~27000模行程），校核合格。 氣槽的設計 該塑件由于采用點澆口進料，熔體經(jīng)塑件上方的澆口充滿型腔，氣體通過分型面，其配合間隙可作為氣體排出的方式，不會在底部產(chǎn)生憋氣的現(xiàn)象，同時，氣體會沿著推桿的配合間隙、分型面和型芯與脫模板之間的間隙向外排出。 模推出機構的設計 本模具采用限位桿定位開模位置，無主動推出，工件依靠開模后各板的展開吧工件從型腔、型芯抽離。 模力的計算 脫模力分為初始脫模力和相繼脫模力兩部分，但前者通常大于后者，故設計時以初 始脫模力為設計依據(jù)，而略去相繼抽拔力。由 [3]： F= )s ?? ?=96× 8× (≈ 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 卻系統(tǒng)的設計 冷卻系統(tǒng)的計算很麻煩，在此只進行簡單的計算，設計時忽略模具因空氣對流、輻射以及與注射機接觸散發(fā)的熱量，按單位時間內(nèi)塑料熔體凝固時所釋放的熱量應等于冷卻水所帶走的熱量。 卻介質 成型溫度及模具溫度分別為 200° 0° C~80°C，所以，模具溫度初步選定為 50° C，用常溫水對模具進行冷卻。 卻系統(tǒng)的簡單計算 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質量 W 塑件制品的體積 V=258926件制品的質量 m=233g 塑件厚度為 以查表 4]得 =8s，取注射時間 t=模時間 t 脫 =8s，則注射周期： T=此可以得到每小時注射次數(shù) 190次。 單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質量為： h 確定單位質量的塑件在凝固時所放出的熱量 Q，查表 ]直接可知 90g。 計算冷卻水的體積流量 2° C，出水口的水溫為 30° C，取水的密度為 1000Kg/的比熱容 C)。則根據(jù)公式可得： ??????60????(??1???2)=定冷卻水路的直徑 d 當 ，查表 ]可知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻水孔的直徑 冷卻水在管內(nèi)的流速 v v= 4????60?????2=s 求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù) h 因為平均水溫為 26° C，因為平均水溫為 ,查表可得 f=有： 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 19 ? ? ? ? ? ?C???????? ???? 24 4 0 k j/1 計算模具所需冷卻水管的總長度 L 1 3 ??? π冷卻水路的根數(shù) x 設每條冷卻水道的長度位 l=200冷卻水路的跟數(shù)為 0. 56520 011 3?? L 根 由上述計算可以看出，一 條冷水道對于模具來說顯然是不合適的，因此應根據(jù)具體情況加以修改。為了提高生產(chǎn)效率，凹模和型芯都應得到充分的冷卻。采用 4 根直通式冷水道。動模板冷卻水道如圖，頂模板冷卻水道如圖 5 5道 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 20 向與定位結構 注射模的導向機構用于動、定模之間的開合模導向和脫模機構的運動導向。按作用分為模外定位和模內(nèi)定位。模外定位是通過定位圈使模具的澆口套能與注射機噴嘴精確定位；而模內(nèi)定位機構則通過導柱導套進行合模定位。錐面定位則用于動、定模之間的精密定位。本模具所成型的塑件比較簡單，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所帶的定位結構。 裝圖和零件圖的繪制 經(jīng)過上述一系列計算和繪圖，把設計結果用總裝圖來表示模具結構，如圖 圖 5裝 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 21 謝 辭 我們即將畢業(yè)，告別大學，走向社會！在此， 我 很 想對 敬愛的 老師 們 和 可愛同學們說：感謝你們！ 特別是我的指導老師周智鵬老師，沒有他的指導幫助，我的畢業(yè)設計很難獨立完成，從設計項目的選擇，再到對我的工藝過程和夾具的設計上都給出了針對性的參照和修改意見，使我的設計得以相對好的完成。 在此，謹向周智鵬導師致以深深的敬意和由衷的感謝！ 大學四年的學習生涯匆匆而過，它給予我太多不可磨滅的記憶。在充滿激情的青春歲月里，有機會認識楊老師這位不可多得的人生引路人，是我莫大的幸運。在畢業(yè)設計遇到困難障礙時，老師總是在思想上給予點津，在 方法上給予指導，使我受益匪淺。老師治學嚴謹、態(tài)度謙和、思維開闊以及積極人生態(tài)度潛移默化的影響著我，成為不斷向前奮進的不竭動力。 從項目地選擇到零件的詳細工藝計劃過程的部分，全部設計進程中體現(xiàn)出周智鵬導師的汗水和辛勞。在我完成的畢業(yè)設計的過程中，因自己自身的知識的缺陷，遇到了很多難題，但 周智鵬 導師可以給我?guī)砗芏嘧顚嵱玫慕ㄗh和仔細地向我解釋我遇到的問題。如果沒有楊君悅導師關鍵的建議和指導，我不會那么順利的完成畢業(yè)設計。我非常感謝同組的。要是沒有周智鵬導師關鍵性建議和指點，我不會這么順利的完成畢業(yè)設計。我也非常 感謝同組的同窗，感激他們在繁忙之余還能對我的畢業(yè)設計提出他們本身的發(fā)起，以是此次順利完成畢業(yè)設計也離不開同組的同學窗們。 因為只有知識的積累和經(jīng)驗，才能設計出令人滿意的機械產(chǎn)品，各科任老師所講解的知識，我都能很好地運用到了此次的畢業(yè)設計中，也意識到了理論知識運用到實際原來如此簡單。同時，在完成畢業(yè)設計的過程中，我也參考了許多有關的書籍和論文，在這里共同向有關的作者表示謝意，也對他們嚴謹?shù)膶W術態(tài)度產(chǎn)生崇高的敬意。 作為本科生的畢業(yè)設計，因知識的缺陷和缺乏，此次畢業(yè)設計肯定會出現(xiàn)許多毛病，如果沒有周智鵬導師教好 ，和同學們的重要性建議，我一個人完成此次畢業(yè)設計是一個非常痛苦的過程。衷心的謝謝周智鵬導師，雖然有忙碌的事情，但仍抽出時間賜予我學術上的指點和幫忙，告知了我很多獲得和這次畢業(yè)設計有關的文獻的渠道，使我從中受益非淺。周智鵬導師對學生認真負責，尤其是在給我們講授難點時特別耐心，直到我能徹底明白。 在此，我還要感激全部給我上過課的各科任老師，你們辛苦了，不論是刮風或者飄著大雪，都一如既往地教學，同時還要感激全部的同學們，恰是有了你們的建議和鼓勵，這次畢業(yè)設計才能順利完成。 大連交通大學 2017屆本科生畢業(yè)設計（論文） 22 參考文獻 [1] 馮 炳堯 M]1985. 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