蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維14張CAD圖紙+帶外文翻譯】-zsmj05

蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含proe三維14張CAD圖紙+帶外文翻譯】-zsmj05

蠟燭座注塑模具設(shè)計(jì)【一模一腔含14張CAD及proe三維】

摘  要

塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。

    塑料制品的成型方法很多，其主要用于是注射，擠出，壓制，壓鑄和氣壓成型等。而注射模，擠出約占成型總數(shù)的60%以上。注射成型分為加料，熔融塑料，注射制件冷卻和制件脫膜等五個(gè)步驟。當(dāng)然如利用電氣控制，可實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或自動(dòng)化作業(yè)。

    本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理。對注射產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則，詳細(xì)介紹了冷流道注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，并對模具強(qiáng)度要求做了說明。

    通過本設(shè)計(jì)，可以對注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理。

關(guān)鍵詞： 模具設(shè)計(jì)；CAD繪制二維圖；分型面；PROE繪制3D圖。

Abstract

 Abstract Now The plastics industry is one of growing quickest industry classed in the world, but the injection mold is develops the quick type. Therefore,There have biggest significance to research injection, mold to understood that the plastic of production process and improve the product quality. 

The plastics products of the type method is a lot of . Among them most of inject, die-casting to compatibly press type etc. But inject the mold ,extrude roughly share type total amount of 60% above inject the type is divided in to add the material, meltdown plastics, and inject to make piece to cool off with make the piece to take off the mold to wait five steps. Certainly if make use off the electricity control.Can realize half auto or automatic homework.   

This design introduced the basic principle of injection molding, specially single is divided the profile to inject mold is structure and the principle of work.That proposes the basic design principle of products; Introduced details of the system that are cold flow channel injection of mold gating, the temperature control system and the design process of going against system, and has given the explanation to the mold intensity request.

Through this design, may to cast the mold to have a preliminary understanding, notes some certain detail question design, understands the mold structure and the principle of working.

Key Word:  mold design; CAD drawing two-dimensional map;Parting line; PROE draw 3D maps.

目錄

第一章  前言 3

1.1 塑料的概述 3

1.2注塑模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 4

第二章  設(shè)計(jì)及計(jì)算 4

2.1塑件成型成型工藝分析 4

2.1.1塑件的分析 4

2.1.2 ABS的性能分析 6

2.1.3 ABS的注射成型及工藝參數(shù) 6

2.2擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 7

2.2.1分型面位置的確定 7

2.2.2型腔數(shù)量和排列方式的確定 8

2.2.3注射機(jī)型號的確定 8

2.3澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 9

2.3.1 主流道的設(shè)計(jì) 9

2.3.2分流道的設(shè)計(jì) 10

2.3.3 澆口的設(shè)計(jì) 11

2.3.4校核主流道的剪切速率 12

2.4成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 12

2.4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12

2.4.2成型零件鋼材的選用 13

2.4.3成型零件工作尺寸的計(jì)算 13

2.5模架的確定 14

2.5.1 各模板尺寸的確定 14

2.5.2 模架各尺寸的校核 15

2.6 排氣槽的設(shè)計(jì) 16

2.7脫膜推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 16

2.7.1脫模機(jī)構(gòu)的選擇 16

2.7.2 脫膜力的計(jì)算 17

2.7.3 校核推出機(jī)構(gòu)作用在塑件上的單位壓應(yīng)力 17

2.8側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 17

2.9 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18

2.9.1溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量的影響 18

2.9.2冷卻介質(zhì) 18

2.9.3冷卻系統(tǒng)的簡單計(jì)算 18

2.9.4 冷卻水道在動(dòng)模和定模中的位置 19

2.10組裝圖跟塑件圖 20

第三章  畢業(yè)設(shè)計(jì)心得體會及總結(jié) 21

謝  辭 23

參考文獻(xiàn) 24

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大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 1 使用 術(shù)的微型，多級，錐形模具插件的數(shù)值模擬和制造 摘要 ： 對高分辨率微結(jié)構(gòu)（ 經(jīng)濟(jì)制造技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。使用金屬基 電和化學(xué)應(yīng)用尤為重要。在許多應(yīng)用中，需要具有兩個(gè)或更多高度的 過壓縮成型制造這些多級 要兩級或多級模具插入件。此外，錐形模具插入件將有助于實(shí)現(xiàn)簡單的插入件分離。本文報(bào)道了通過結(jié)合 步金屬電沉積，拋光和水平，然后 除去 蝕劑來制造兩級錐形模插件的方法。沒有傾斜和在光刻步驟期間的旋轉(zhuǎn)，通過采用 用的 們的方法的功效通過兩級模具插入物原型來證明。 關(guān)鍵詞 多級 錐形插入物 一步電沉積 1 簡介 大多數(shù)當(dāng)前的微機(jī)電系統(tǒng)（ 是用硅基材料的表面微機(jī)械加工或體微加工制造的。 在需要金屬或聚合物微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用中，光刻膠， 藝是優(yōu)選的制造技術(shù)。 藝首先使用 X 射線光刻技術(shù)（ 人， 1991; 人， 1992; 人 1993; 人 1998; 998; 人 1999 ; 人 2000; 人 2002; 人 2004; 004）已被用于制造用于機(jī)械，電氣，化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)裝置和系統(tǒng)中的高縱橫比微結(jié)構(gòu)（ 1991; 1992; 993; 人 1998; 998; 人 1999; 人 2000; 人 2002; 004; 004），包括微加速器（ 1999）， 001），微型混合器 /反應(yīng)器（ 004），聚合酶鏈反應(yīng)（ 統(tǒng)（ 003）等。光刻，電沉積和成型的 三步 經(jīng)報(bào)道了使用 技術(shù)來生產(chǎn)基于聚合物，金屬和陶瓷的 人 2000; 004; 003; 2003， 2004;曹和孟 2004; 004; 003）。 性如高縱橫比和垂直側(cè)壁。在電沉積后也可以容易地除去 人， 1991; 人， 1992; 人1993; et 1998; 998;亨利等人 1999; et 2000; 2002; 2004; 連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 2 2004）。由于暴露時(shí)間大大降低， 理中也采用了 X 射線光刻技術(shù)（ 002; 002; et 2003; 005）。 刻技術(shù)以更低的成本為厚 供了出色的品質(zhì)，因此是 最近在理解 00的 2003）。 仔細(xì)控制光刻條件也導(dǎo)致了相當(dāng)?shù)暮媒Y(jié)果，質(zhì)量垂直側(cè)壁（ et 2003）。 基于 005; 人 2002）。 在文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道了去除交聯(lián) 力（ 人 2001;里斯 2001; et 2000）。用于制造單個(gè)高度的模具插入件的工藝是很好理解的。多級 多常用的方法是使用對準(zhǔn)的多個(gè)光刻和電鍍步驟（ 998; 2005）。機(jī)械拋光和對準(zhǔn)在步驟之間需要。如圖 1所示。 如圖 1所示，在電鍍結(jié)構(gòu)中，由于多次電鍍步驟而導(dǎo)致的接觸面積可能具有減小的強(qiáng)度。這些強(qiáng)度降低由于多個(gè)電鍍步驟之間的電鍍條件的波動(dòng)進(jìn)一步加劇。 因此，通過這種多步驟方 法制造的多級模具插入件的成型性能可能受到損害。 制造多層次 另一種方法是使用預(yù)先構(gòu)造的襯底（ 1999）?；谧罱K 心設(shè)計(jì)的用作犧牲層的微結(jié)構(gòu)在基板上制成。然后將預(yù)結(jié)構(gòu)化襯底用于光刻和電鍍工藝。在鍍覆圖案填充所需金屬并過度鍍覆后，剩余的抗蝕劑被剝離。然后對預(yù)先構(gòu)造的特征（犧牲層）進(jìn)行化學(xué)蝕刻以從基底釋放模具插入物。這種方法的主要困難是由不均勻的基板表面導(dǎo)致的不均勻的電鍍速率。較高初始高度的圖案傾向于具有高得多的電鍍速率。一般來說，電鍍成具有小開口的深層特征往往是困難的 。具有較高電鍍速率的凸起區(qū)域可能被快速地過度鋪展并生長成“蘑菇”結(jié)構(gòu)，如圖 1所示。這些“溢出”的金屬然后覆蓋相鄰的更深的微圖案，并防止進(jìn)一步電鍍到它們中。這導(dǎo)致較小 /較深的孔 /通道的無填充或部分填充。 圖 1 由于多次曝光和電鍍步驟，電鍍界面的結(jié)構(gòu)弱點(diǎn)可能會損害這種多級 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 3 如模具插入 人（ 2002）報(bào)道了一種有趣的制造多層高縱橫比微結(jié)構(gòu)和模具插入物的方法。他們通過使用 具在對準(zhǔn)的多光刻和電鍍工藝中引入了中間步驟。在其方法中，使用 射線光刻的組合制造 然后從案制成 具。然后將 具用種子層濺射并鍍鎳。然后通過剝離 具將鍍鎳的鎳結(jié)構(gòu)從電鍍模中釋放出來。然后釋放的鎳微結(jié)構(gòu)可用作模具插入物。該方法解決了傳統(tǒng)對齊多光刻和電鍍工藝中的結(jié)構(gòu)問題。它可以對于需要中空結(jié)構(gòu)或沒有顯著的機(jī)械載荷的一些應(yīng)用（例如微針陣列）（ 人2002）非常有用。使用 間步驟的一個(gè)潛在的回溯是減少最終模具插入物的準(zhǔn)確性。另一個(gè)限制是在電鍍結(jié)構(gòu)中可能形成一些空隙，因?yàn)榉N子層在 在脫模過程中，模具插入件與模制材料 之間的分離可能是困難的。插入物上的微特征的體積減少隨著特征線性尺寸的減小，比其表面積快。這種縮放表明，微特征經(jīng)歷的摩擦力可能會變得如此在足夠小的特征特征尺寸下顯著并超過其承載能力。為了避免插入物的塑性變形或模制部件的撕裂，錐角可能是有幫助的（ 人， 2000; ， 1997）。立體光刻可以制造具有錐角的模具插入件（ 997; 000; 002）。然而，立體光刻模具是逐層形成的，當(dāng)錐角設(shè)定時(shí)可能產(chǎn)生步進(jìn)效應(yīng)，并 導(dǎo)致增加的摩擦力（ 1997; 000; 002）。通過 X 射線平版印刷技術(shù)，通過傾斜和旋轉(zhuǎn)的多次曝光在 蝕劑上制造（ 002; 2003; 005），暴露時(shí)間大大增加，成本高得多。 在本文中，我們提出了一種制造兩級模具插件的新工藝。 在光刻步驟中 兩級模具插件的電鍍可以在一個(gè)步驟中完成，不產(chǎn)生外部界面。 度的明顯變化。 2 具有錐形側(cè)壁的 構(gòu)的數(shù)值模擬和制造 與軟 緣或狹縫周圍的衍射效應(yīng)在近紫外范圍的波長（例如， 405更為顯著。 該現(xiàn)象用于獲得 為了達(dá)到一個(gè)有用的錐角， 圖 3顯示了 別為負(fù)，零和正錐角。 具有正錐度的插入物角度被認(rèn)為是最好的成型目的。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 4 圖 2 示意圖顯示不均勻的影響電鍍率在不同地區(qū)的預(yù)先構(gòu)造基板 基于惠 更斯原理，通過菲涅爾 - 基爾霍夫積分公式可以描述通過具有任意形狀的開口在不透明分區(qū)中的衍射： 其中 k = 2p / k， k 是入射光波長， 示入射單色球面波， r 和 示孔徑上的點(diǎn)的位置相對于屏幕和源，（ n， r）和（ n， 別表示向量與積分表面的法線之間的角度，積分在孔徑區(qū)域之上。為了更好地了解 V 光刻及其對側(cè)壁輪廓的影響，使用 E（ A， 行數(shù)值模擬。 該軟件基于方程式中所示的衍射原理 。 1，可用于執(zhí)行與 在 k = 365i 線）處， 折射率分別為 n = k = 405 n = 透射率與厚度曲線如圖 1所示。 4在這兩個(gè)選定的波長。 對于給定的掩模圖案，整個(gè) 蝕劑被分成不同的數(shù)值層。用 算不同數(shù)值層內(nèi)的光強(qiáng)分布，并將其導(dǎo)入 A， 以在整個(gè)抗蝕劑層中產(chǎn)生光能分布輪廓。 假設(shè) 吸收與局部能量強(qiáng)度成正比。 因此劑量輪廓與能量分布的輪廓一致。 總曝光劑量的輪廓和顯影條件結(jié)合起來確定 對于兩種不同的掩模圖案進(jìn)行了數(shù)值模擬，如圖 1所示。一個(gè)是開口槽，另一個(gè)是遮光。這些分別在負(fù)光刻膠如 起和開放的通道中產(chǎn)生。當(dāng)顯示模擬結(jié)果時(shí)，光強(qiáng)度通過其在抗蝕劑表面處的值歸一化：在相同水平或高于入射光刻光的光強(qiáng)度被表示為 1 并示為亮灰色 ; 抗蝕劑中較低的光強(qiáng)度區(qū)域用較小的數(shù)字表示，并顯示為較深的灰色。 圖 6 顯示了分別對應(yīng)于具有 i 線（ 365 h 線（ 405光的 20μ 所有模擬中，假定抗蝕劑厚度為 500氣隙為零。更亮和更暗的區(qū)域分別代表較高和較低的暴露劑量。虛線表示在具有或不具有足夠劑量的區(qū)域之間的邊界以交聯(lián) 此開發(fā)后最終 60 6017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 5 分布。圖 6c 顯示了總曝光劑量分布，結(jié)合衍射和反射效應(yīng)。圖 6d 顯示了 h 線（ 405露的總劑量分布?？梢钥闯觯瑘D 1所示 的劑量分布 6上到下的差異顯著降低。這意味著與 i 線曝光相比，最終 構(gòu)的頂部和底部之間的寬度差異將遠(yuǎn)小于 圖 3 不同的 圖 4 圖 5 在 a 用于產(chǎn)生柱的開孔 ; 0m 時(shí)隙的模大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 6 擬結(jié)果如圖 1所示。 7a， b。由于 用槽遮蔽曝光獲得的圖案將是通道。如圖所示。如圖 7a， 部較寬 。使用 道在頂部較寬，底部較窄。為了在用于模具插入件制造的 鍍模具中獲得所需的錐度，應(yīng)當(dāng)選擇 405曝光波長。圖 7影區(qū)域內(nèi)的這種局部高劑量條帶負(fù)責(zé)這樣的事實(shí)，即當(dāng)期望的通道圖案變得太窄時(shí)，充分發(fā)展變得非常困難。 圖 8示出了設(shè)計(jì)寬度為 20度為 1,150 描電子顯微鏡（ 像顯示 5后在底部的 表 示錐角為θ 1o。 3 制造兩級模具插件 為了展示我們的 藝的多級模插件制造，建立了一個(gè)具有 50050 通道的兩級電鍍 了在插入物上的所有突出的微尺度特征上形成小的正錐角，選擇 405 h 線暴露。對 鍍模具幾何形狀進(jìn)行了數(shù)值模擬。電鍍模具包括直徑為 200度為 500孔，寬度為 200度為 250 使用 擬顯示從頂部的 20093孔徑減小，對應(yīng)于± 正錐角。仿真也顯示了通道 寬度從頂部的 20097應(yīng)于α = 正錐角。曝光后的抗蝕劑顯影過程中沒有攪動(dòng)，較小深度的抗蝕劑會受到較長的顯影時(shí)間和曝光于較新鮮的顯影劑液體。這種發(fā)展差異趨向于進(jìn)一步增加正錐角。 圖 6個(gè) 20 365衍射效應(yīng)引起的劑量分布 ; 365連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 7 的底物反射引起的劑量分布 ; c 一個(gè) 20 槽的總劑量分布光圈為 i 線曝光（ 365 所得結(jié)構(gòu)顯示出較寬的頂部和較窄的底部 ; 0 405 與 得到的結(jié)構(gòu)顯示出較小的錐度圖 2中示意性地示出了兩級模具插入件的處理流程圖。需要兩個(gè)曝光口罩。成品兩級模具插入件具有直徑為 200度為 500度為 18,000度為 200度為 250矩形突起。制造工藝如下：（ 1）用丙酮，異丙醇清潔 去離子水，干燥 ;（ 2）電子束蒸發(fā) （ 3）電鍍種子層上的圖案對準(zhǔn)標(biāo)記 ;（ 4）旋轉(zhuǎn)涂層 2500，900 5）預(yù)烘烤旋涂 6）暴露 。 1 曝光面膜 ;（ 7）烤后暴露的 8）電子束在暴露的 r / （ 9）攪拌形成時(shí)剝離附著于未曝光的第二 子層開發(fā) 10）以 8700;（ 11）預(yù)烘烤旋涂 12）暴露 2曝光面膜 ;（ 13）后烘烤和發(fā)展 14）電鍍鎳，直到完成過鍍 ;（ 15）拋光 （ 16） （ 17）蝕刻 后除去 在我們的實(shí) 驗(yàn)中，使用 作為從 i 線輻射的過濾器。 濾前后紫外光源的光譜輸出如圖 1 所示。 波后的光譜輸出由 h 線和 g 線（ 434組合組成。較長的波長 g 線強(qiáng)化了衍射效應(yīng)，從而強(qiáng)化了取樣角度對結(jié)果特征的影響。 因?yàn)? h 線相比約為 1/3），所以 h 線顯示了曝光。因此，本研究忽略了 g 線輻射的影響。圖 11 顯示了 級電鍍模具的 微照片。圖 7 用于產(chǎn)生 用 365 20 0 h 線曝光（ 405 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 8 8 具有錐形側(cè)壁的 起（較窄的頂部和較寬的底部）使用由 50050的微通道組成的兩級 鍍模具，通過 鍍制造 入 鍍模具，然后過鍍。 9r / 鍍種子層分別連接到微孔和微通道。在電鍍過程中，連接了微孔的種子層首先進(jìn)入電鍍電路。在將微孔中的 積物電鍍到與矩形突起的種子層相同的高度或稍高的位置之后，兩個(gè)種子層在電鍍期間連續(xù)地連接在一起，同時(shí)電鍍繼續(xù)。這個(gè)過程導(dǎo)致微孔和微通道在 鍍模具同時(shí)“填充”。在完成 鍍模具填充后，繼續(xù) i 模插件的背板。因此，與其他方法中使用的圖案化，電鍍和拋光的多個(gè)步驟相比， 且導(dǎo)致 于電鍍柱的電鍍電流為 流密度為 10）。用于平板化通道的電流為 相當(dāng)于 10的電流密度）。柱和通道的總電鍍時(shí)間為約 166小時(shí)，每步驟約為 83 小時(shí)。柱的平均高度測量為 415道的平均高度為約 335圖 1所示 12a。 電鍍工序完成后，用研磨機(jī)將研磨基板作為研磨基板，研磨過鍍 插件的背面。研磨后獲得平面模具插入物背面。然后使用 液除去 底。在蝕刻 子層之后 ， 將 入物與 鍍模具一起在 浸入 鍍模具。據(jù) 1998），當(dāng)退火溫度低于 200℃時(shí)，電沉積 此，由于 沉積 入物的顯著軟化是不可預(yù)期的。在除去 丙酮和的任何殘留物。在圖 1的 12。 圖 9二級模具插入件的十四個(gè)制造步驟的流程圖：步驟 1; ; 0246; 7 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 9 圖 10 光刻光譜 電鍍鎳 經(jīng)直接用作金屬基結(jié)構(gòu)難熔金屬和合金的復(fù)制復(fù)制的插入件（ et 2005）。 指某東西的用途用于將多級微圖案直接轉(zhuǎn)移到高溫金屬和合金的多級電沉積 電鍍鎳 經(jīng)直接用作通過沉積保 形陶瓷涂層來工程化表面后金屬基結(jié)構(gòu)復(fù)制的插入件（ et 2003; 004）。最近，單層高溫 通過轉(zhuǎn)移微米級制造相容的模具插件由電鍍 義為難熔金屬和合金的模式（ et 2005）。使用多層次的電沉積 多級微圖案直接轉(zhuǎn)移到高溫金屬和合金上仍有待探索。 圖 11一個(gè)二級 圖 12電鍍原型 大連交通大學(xué) 2017 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文外文翻譯 10 4 總結(jié)和結(jié)論 描述了通過在 蝕劑，一步 鍍，以及完全 蝕劑去除之 后組合 用在 蝕劑上進(jìn)行的多個(gè) 用單個(gè) 過程消除了電鍍 數(shù)值衍射模擬表明， 致謝：通過合同 2004過授權(quán)