医用一次性注射器筒体注塑模具设计【优秀一模二十腔课程毕业设计含creo4.0三维3D建模及17张CAD图纸+带外文翻译+25页加正文0.7万字】-zsmj02

注射器筒体注塑模具设计【优秀一模二十腔课程毕业设计含creo4.0三维3D建模及17张CAD图纸+带外文翻译+25页加正文0.7万字】-zsmj02【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】3D.stpOptimization of conformal cooling channels with array of baffles for plastic injection mold.docxproe creo4zongzhuangpeiti_asm.stp上型腔套.dwg下型腔套.dwg主浇口.dwg刮料板.dwg动模座板.dwg动模板.dwg图纸总汇.dwg型腔板.dwg型芯.dwg定位圈.dwg定模座板.dwg导套.dwg导杆固定板.dwg导柱.dwg拉料杆.dwg推板.dwg文件清单.txt点浇口.dwg翻译.docx装配图.dwg说明书正文【切记务必使用07office来打开】.docx调研报告.doc摘  要模具属于精密机械的产品，它主要机械零件和机构组成。如成形工作零件、导向零件、定位零件、支撑零件及送料机构、抽芯机构、推出机构等。模具与相应的成形设备（如冲床、塑料注射机、压铸机等）配套使用时，可直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性能，使之成形为合格的制件。模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证：模具制造技术的发展对提高模具质量、使用寿命、精度以及缩短制造模具周期具有重要的意义：模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺：模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益；模具工作零件的精度决定制件的精度；模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关；模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全；而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化生产模具具有极重要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。本次设计注射器筒体的模具，设计中建模采用Cero PTC 4.0软件，AutoCAD为计算机辅助制图工具，是一款专业机械平面制图软件，具有很强的图像处理功能。关键词：模具设计 注射器筒体 复合模AbstractMold 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  录第一章  设计任务书11.1塑件及其尺寸11.2 设计内容及其要求1第二章  塑件成型工艺分析32.1塑件的分析32.2PP聚丙烯的性能分析3第三章  拟定模具的结构形式53.1分型面位置确定53.2型腔数量和排列方式的确定53.3注射机的型号确定6第四章  浇注系统的设计84.1主流道的设计84.2分流到的设计94.3浇口的设计124.4校核主流道的剪切速率13第五章  模具零件的结构设计及计算145.1成型零件的结构设计145.2成型零件钢材的选用155.3成型零件工作尺寸的计算155.4模架的确定165.5排气槽的设计175.7冷却系统的设计185.8导向与定位结构205.9总装图和零件图的绘制20谢辞21参考文献22 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 = of m2/s) T = of d = of = W/) = of W/mC) = of W/mC) 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 ( 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 (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). 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 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 = 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 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 195, 13052008. 2. L. K. A., “on of at in 75, 14, 17762000. 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 = of m2/s) T = of d = of = W/) = of W/mC) = of W/mC) 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 ( 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 (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). 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 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 = 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 连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文）外文翻译 195, 13052008. 2. L. K. A., “on of at in 75, 14, 17762000. 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 注塑模具成型板的冷却道的阵列与优化 冷却系统在注塑成型过程中不仅在生产力和质量方面，而且在模具制造成本方面也起着重要的作用。在本文中，提出了具有挡板阵列的保形冷却通道，用于在模制部件的整个自由表面上获得均匀的冷却。提出了一种通过模制厚度，模具表面温度和冷却时间计算温度分布的新算法。对于给定聚合物，冷却通道的结构，工艺参数，模具材料，模制厚度和模具中的温度分布之间的关系由近似等式的系统表示。这种关系是通过基于适当的物理数学模型，有限差分法和数值模拟的实验和响应面方法的设计建立的。通过应用这种近似的数学关系，获得目标模具温度，均匀温度分布和最小化 冷却时间的优化过程变得更加有效。进行了两个案例研究，以验证和验证了该方法。结果表明，与基于试错法的模拟方法相比，目前的方法提高了冷却性能，促进了模具设计过程。 符号含义及单位 =聚合物热扩散率 (m2/s) T =温度分布的标准偏差 d=挡板直径 ( 传热系数 (W/) 模具材料的导热性 (W/mC) 聚合物的导热性 (W/mC) q = 瞬时热流量 (W/ s = 成型件厚度 ( =冷却时间 (s) 局部平均温度 (C) 喷射温度 (C) 注射温度 (C) 模具温度 (C) 中心线厚度最高温度 (C) 模压件表面温度 (C) = 冷却液温度 (C) x = 挡板在 (y = 挡板在 (z = 从挡板尖端到腔体表面的距离 (大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 一 介绍 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。 注塑过程包括三个重要阶段：灌装和包装阶段，冷却阶段和喷射阶段。 在这些阶段中，冷却阶段非常重要，因为它主要影响生产率和成型质量。 众所周知，超过三分之二的成型周期被冷却过程所吸收。 冷却通道的合适设计减少了冷却时间，提高了生产率，并最大程度地减少了不必要的缺陷，如凹痕，差异收缩，热残余应力和翘曲。 多年来，注塑成型中冷却阶段的重要性得到了研究人员和模具设计师的高度重视。他们一直在努力改进注塑模具中的冷却系统。这个研究领域可以分为两大类：优化常规冷却通道（直接冷却管线），并为注塑模冷却通道（保形冷却通道）找 到新的架构。第一组重点是如何在冷却系统的形状，尺寸和位置方面优化冷却系统。 第二组调查方法， 建立冷却布局，即符合模腔表面的保形冷却通道，并检查该冷却系统的有效性。已经提出了固体无制造（ 快速原型（ 术来构建这种复杂的冷却系统。据报道，冷却效果是 比常规冷却通道更好 。 控铣床制造的铣槽适形冷却通道也已由 人提出，虽然这些冷却通道具有均匀的冷却性能，但中型制造成本仍然很高 。 图 （ a）直钻渠道 （ b） 形通道 （ c）带挡板阵列的通道 为了提高冷却系统的性能并降低模具制造成本，本文通过使用挡板阵列在塑料注塑模具中提出了一种保形冷却通道。这种冷却通道布局与其他布置之间的区别如图 1 所示。挡板是替代冷却装置 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 用于冷却通常没有冷却的模具芯体中的一些小区域 建议了一系列用于箱模的核心冷却回路的挡板 ， 对于具有自由形式腔表面的中大型模具，如果从挡板的顶端到模腔的表面保持恒定的距离，这种冷却回路可以被认为是保形冷却通道。不幸的是，它仍然缺乏对这种共形冷却系统执行情况的了解以及如何优化 配置为了获得最小的冷却时间，均匀的冷 却和合理的模具制作成本。此外，冷却设计通常是基于设计师的经验和学费。当成型几何变得更加复杂时，基于经验的和试错法将是耗时且较少的。 图 2 部署和配置带有阵列挡板的冷却通道 （ a）实际构造挡板冷却通道阵列 （ b） 件中挡板冷却通道阵列的建模 因此，我们的研究重点是一种系统的方法，用于优化所提出的冷却通道的构造，包括冷却剂温度，间距（ x 和 y），挡板的距离 z 和直径 d。使用分析方法，实验设计（ 有限差分法和 具的组合来得出近似方程，显示给定聚合物的冷却通道设计变量，模具材料和工艺参数之间的关系。给定注射成型部件的冷却时间和最佳冷却通道的配置可以在早期设计阶段轻松确定。 本文的其余部分组织如下。 第 2 节介绍了冷却通道中挡板阵列的部署和配置。 第 3 节描述了聚合物和模具内传热的物理和数学模型。 第 3 节中的数学解决方案在第 4 节中得到验证。第 5 节提出了优化方法，第 6 节说明了两个案例研究，以测试塑料盖和汽车塑料部件的方法的设施和可行性。 最后，第 7 节给出了对未来工作的一些结论和讨论。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 二 冷却通道中挡板阵列的部署和配置 挡板是垂直于主冷却线钻出的冷却通道，其中薄板将钻孔分成两个半圆形通道。该板迫使冷却剂在另一侧一侧向上流动（见图 1（ c）和图 2（ a）。通过改变冷却通道中的冷却剂流动的方向，挡板在弯曲周围产生湍流并增加传热系数。然而，与直的或平滑的冷却通道相比，压降增加，并且需要更多的泵功率。有两种挡板：正常挡板和螺旋挡板（图 2（ a）。第一个是简单的，但是很难将薄板（分隔器）精确地安装在通道的中心，并且挡板两侧的温度分布是不同的。另一个更复杂一些，但是将分配器放置在冷却通道的中心是容易的 ;湍流效应和温度分布得到改善。在这项 研究中，假设冷却剂的流量足够大以达到有效的湍流，并且流速的增加与热萃取速率几乎没有差别。因此，两种类型的挡板在热提取方面都被处理相同。 挡板被排列成包括行和列的二维阵列。 所提出的冷却通道的构造包括挡板之间的间距（ x和 y），从挡板的尖端到空腔表面（ z）的距离以及挡板（ d）的直径（图 2）。 主冷却线的直径与 d 成正比。 挡板的尖端符合空腔表面，以便均匀地从热聚合物中除去热量。 挡板通道采用钻孔方式加工，降低了制造成本。 三数学物理模型的建立计算 本节介绍了冷却通道的配置，模具中的温度分布和成型部件之间的数学关系，冷却时间和工艺参数。 在不失一般性的情况下，提取和检查冷却单元（参见图 3），而不是考虑整个模具。 冷却室的四个侧面被视为绝热的。 使用这种物理模型，由于元素数量的减少，模拟时间显着降低。 假设冷却单元的空腔表面具有小的曲率，该表面可以被认为是平面。 在物理方面，冷却过程中的传热是复杂的。 为了简化数学模型，本研究中作了以下假设： 模具材料的物理性能是恒定的。 模具 - 聚合物界面的热通量在模腔表面的每个元件上都是恒定的 。 使用恒定的循 环平均模具温度。 仅填充和冷却阶段，因为填充阶段很短。 聚合物的热分析在一个维度上进行，因为与填充相比较，模制件的厚度较小 。 环境空气和外部模具表面之间的自然对流被忽略，因为其占总热损失的不到 5。 主冷却管路的冷却效果被忽略，因为大部分热量被挡板除去。 冷却通道的最小雷诺数应大于 10,000。 结晶过程产生的热效应被忽略。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）外文翻译 图 3 冷却池的物理模型（ a） 和典型的温度分布（ b） 在本研究中，应用了循环平均和一维瞬态方法的耦合，因为它对于模具设计目的具有计算效率和足够的精度 。 模具中的热传递被视为循环平均 稳态和 3 采用循环平均方法是因为在从模制操作开始的某一过渡期之后，实现模具内的稳态循环热传递。 模具温度的波动分量与循环平均分量相比较小，因此循环平均温度方法在计算上更多 有效率高于周期性转换分析（成型）被认为是瞬态过程，应用有限差分法。 模具中的温度分布由以下等式建模： （ 1） 偏差方程（ 1）可以通过有限差分法方便地求解。 使用 法，无条件稳定方案来求解方程（ 1）。 由于聚合物和模具之间的热接触电阻的性质，采用对流边界条件 代替等温边界条件。 这种边界条件表现出模拟聚合物界面的传热性能优于等温边界条件。 （ 2） 传热系数（ 反转称为热接触电阻（ 据报道，聚合物和模具之间的 间隙，接触表面粗糙度，时间和工艺参数的函数。 值非常不同，29,34,40常通过实验获得。 在本研究中， 置为 10,000 W / 摘 要 模 具属于精密机械的产品，它主要机械零件和机构组成。如成形工作零件、导向零件、定位零件、支撑零件及送料机构、抽芯机构、推出机构等。模具与相应的成形设备（如冲床、塑料注射机、压铸机等）配套使用时，可直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性能，使之成形为合格的制件。 模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证：模具制造技术的发展对提高模具质量、使用寿命、精度以及缩短制造模具周期具有重要的意义：模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺：模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益；模具工作零件的精度决定制件的精度；模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关；模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全；而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化生产模具具有极重 要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。 本次设计注射器筒体的模具，设计中建模采用 件， 一款专业机械平面制图软件，具有很强的图像处理功能 。 关键词： 模具设计 注射器筒体 复合模 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 录 第一章 设计任务书 . 1 . 1 计内容及其要求 . 1 第二章 塑件成型工艺分析 . 3 . 3 . 3 第三章 拟定模具的结构形式 . 5 . 5 . 5 . 6 第四章 浇注系统的设计 . 8 . 8 . 9 . 12 . 13 第五章 模具零件的结构设计及计算 . 14 . 14 . 15 . 15 . 16 . 17 . 18 . 20 . 20 谢辞 . 21 参考文献 . 22 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 1 第一章 设计任务书 件及其尺寸 零件名称：注射器筒体 零件材料：聚丙烯 零件图：图 1 1零件图 计内容及其要求 在设汁之前，学生已具备机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺、塑料成型工艺及模具设计等方面必要的基础知识和专业知识，并已通过金工和生产实习。做过注射成型实验：韧步了解塑料的成型工艺和生产过程，熟悉多种塑料模具的典型结构。 课程设计的内容包括： 确 选用成型设备。 据塑件图的技术要求，提出模具结构方案，并大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 2 使之结构合理，质量可靠，操作方便。必要时可根据模具设计和 制造的要求提出修改塑件图纸的意见，但必须征得设计者或用户同意后方可实施。 3正确地确定模具成型零件的结构形状、尺寸及其技术要求。 价便宜。 量减少后加工。 质、安全可靠地生产，且模具使用寿命长。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 3 第二章 塑件成型工艺分析 件的分析 形尺寸 该塑件壁厚最大为 2料熔体流程不长，适合于注射成型。 度等级 未标注采用 模斜度 塑件材料采用 丙烯 ) 因塑件尺寸较小成型收缩率较小，差参考文献，选择塑件上型芯和凹模的统一脱模斜度 1。 产品质轻 ,韧性好 ,耐化学性好 ,耐磨性好 ,高温冲击性好 软化温度为 150 C，由于结晶温度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。 不存在环境应力开裂问题。 流动性好，成型性能好。 有突出的延展性和抗疲劳性能，屈服强度高，有很高的疲劳寿命。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 4 表 2聚丙烯（ 成型条件 塑料名称 聚丙烯 缩写 密度 / 算收缩率 /% 射成型机类型 螺杆式 料筒温度/ 前端 200段 180端 160热 温度 / 80间 /h 1具温度 / 80射压力 /0型时间/s 注射时间 20压时间 0却时间 20周期 50杆转速 r/8 使用注射机类型 螺杆、柱塞均可 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 5 第三章 拟定模具的结构形式 型面位置确定 通过对塑件的分析，塑件开模分为三次 三次分模的位置如图 3 图3分型面位置 腔数量和排列方式的确定 腔数量的确定 该塑件的精度一般在 23级之间，且为大批量生产，可采用一模多腔的结构形式。同时考虑到塑件的尺寸较小，以及制造费用等因素，初步定为一模二十腔设计。 腔排列方式的确定 多腔模具尽可能的采用平衡式排列布置，且要求紧凑并于交口开设的部位对称。由于该模具采用一模二十腔，采用 5矩形排列，如图 3 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 6 3腔分布图 射机的型号确定 射量的计算 通过三维建模软件分析计算的 塑件体积： V 塑 =件质量： m 塑 = V 塑 =中取 注射系统凝料体积初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的，但可以根据经验公式塑件体积的 倍来估算。本次注射由 于多型腔，系数选为 此： V 总 =V 塑 （ 1+ 20=20= 选择注射机 根据计算一次注入模具型腔 V 总 =估注射用量 V 总 /射机型号选用为 00/400，主要技术要求见表 3 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 7 表 300/400参数 额定注射量( 200400 螺杆直径 (55 注射压力(109 注射行程 ( 160 注射方式 螺杆式 螺杆驱动功率(模力 (102 模板尺寸 (532 634 最大开合模行程 (160 模具最大厚度(406 模具最小厚度(165 合模方式 液压 喷嘴口孔径(嘴球半径 (18 射机的相关参数校核 1. 注射机的压力校核 查表 30100里去 80注射机注射压力为 109全压力系数为 里取 ： 80=104109 所以压力合格。 2. 锁模力校核 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 ，有三维软件计算得 7 浇注系统在分型面面积的投影 A 浇 ，按多腔模的统计分析确定为 A 塑 的 里取 总面积为： A=A 塑 （ 1+ 20=7 20=182具型腔的型胀力 F 涨 = 。即 F 涨 = =182 注射机公称锁模力为 3500合要求。 对于其他安装尺寸校核等选定模架后计算。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 8 第四章 浇注系统的设计 流道的设 计 浇 注系统是指模具中由注射剂喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。浇注系统的设计师模具设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内在质量、外在质量及模具的结构、塑料的利用率等有较大影响。对浇注系统进行设计时应遵循以下原则： 了解塑件的成型性能；尽量避免或减少产生熔接痕；有利于型腔中气体的排出；防止型芯的变形和嵌件的位移；尽量采用较短的流程充满型腔；流动距离比的校核。 1. 主流道的尺寸 （ 1） 主流道的长度：本次设计初选取 60 （ 2） 主流道的小端直径： d=注射机喷嘴尺寸 +（ ） 3） 主流的道大端直径： d=d+2L 主 15， a=4 （ 4） 主流道球面半径： 射机喷嘴半径 +（ 12） 0 5） 球面配合高度： h=3. 主流道的凝料体积 三维软件计算为 V 主 =. 主流道当量半径： 4+10） /4=. 主流道浇口套的形式 主流道在注射过程中反复与注射机喷嘴接触，易磨损。故设计为可便于拆卸替换的零件。 主流道的定位与固定需定位圈。定位圈设计如图 4 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 9 图 4浇口套 图 4定位圈 流到的设计 流道的布置形式 在设置的时候应尽量考虑减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用综合型分流道。 流道的长度 由于采用多型腔设计，流道较长，流道形状如图 ,总长度为 1988图 4 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 10 图 4流道分布 流道的当量直径 根据当量直径经验公式 D=4 分别确定各位置分流道的当量直径 =0204 2 分 =644 33 分 = =3 分流道的截面形状 对流体的热量损失较小，所以本设计 形截面， 便加工与开模拔模。 流道的截面尺寸 根据书上表 4， 1=9大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 11 3=2=3=33: D=3. 凝料体积 根据三位软件计算得出 252132=3=. 校核剪切速率 (1)确定注射时间 t=2)计算分流道体积流量 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处于浇口主流道的最佳剪切速率 500 000 以，分流道内剪切速率合格。 6. 分流道的表面粗糙度和脱模斜度 分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取 处取大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 12 脱模斜度一般在 5 10之间，这里去脱模斜度 8。 图 4流道截面 口的设计 该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模 20腔注射，为了便于调整冲模时的剪切速率和封闭时间，因此采用点浇口。截面形状简单，易于加工。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 13 核主流道的剪切速率 计算主流道的体积流量 q 总 =1 =2589262.2 s=117693 s 计算主流道的剪切速率 总 =总总3 =1357主流道的表面剪切速率处于浇口主流道的最佳剪切速率 500 000 以，分流道内剪切速率合格。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 14 第五章 模具零件的结构设计及计算 型零件的结构设计 模的结构设计 凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用镶拼式式凹模，如图 5 图 5模结构 图 5芯 模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有一个，如图 5 设计采用单型芯设计。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 15 型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用 40于成型塑件的型芯来说，由于脱模 时与塑件的磨损严重，因此钢材选用 型零件工作尺寸的计算 采用表 4的平均尺寸法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差按照塑件零件图中给定的公差计算。 腔的计算 因为本制品的不是精密器具，对制品的尺寸精度的要求比较低，所以，尽管可按平均收缩率计算。 查 1取 755 制品工件辟厚为： H=1度为： L=96以，成型腔即型腔套的内半径为： r=8+H（ 1+z0= (L=96(1+= (而此次设计的注射器筒体只要容积大于 10为 12品的长度没有要求，考虑到设计方便和设计成本，取型腔套内径 r=9度 L=96产出来的产品也满足容积的要求，所以取此值型腔套只要满足强度要求就可以了。故取 r=L=95 芯主要尺寸的计算 1）径向尺寸 D D= 1+ 0z =8(1+0 = (2）被塑件包容部分的深度 h 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 16 h= + 0z=96(1+ (因为，型销的半径小 1容长度短，制品的厚度小，可以不考虑制品其尺寸在型销上的收缩变化。 架的确定 由于本次设计应用的模架为非标准模架，模架尺寸可参考标准模架并有一定改动。根据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为 230200考虑凹模最小厚壁，导柱、导套的布置等，可确定选用的模架为 330400 模板尺寸的确定 定模底座： 45035525杆固定板： 40035515料板： 40035525浇板： 40035520腔板： 40035580板： 40035520模板： 40035540模底座： 45035532图 5 图 5架尺寸 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 17 架各尺寸的校核 根据所选注射机来校核该模具的尺寸。 模具平面尺寸 40035548370杆距离），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。 模具的开模行程 S=2+4+(510)6527000模行程），校核合格。 气槽的设计 该塑件由于采用点浇口进料，熔体经塑件上方的浇口充满型腔，气体通过分型面，其配合间隙可作为气体排出的方式，不会在底部产生憋气的现象，同时，气体会沿着推杆的配合间隙、分型面和型芯与脱模板之间的间隙向外排出。 模推出机构的设计 本模具采用限位杆定位开模位置，无主动推出，工件依靠开模后各板的展开吧工件从型腔、型芯抽离。 模力的计算 脱模力分为初始脱模力和相继脱模力两部分，但前者通常大于后者，故设计时以初 始脱模力为设计依据，而略去相继抽拔力。由 3： F= )s =96 8 ( 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 18 却系统的设计 冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算，设计时忽略模具因空气对流、辐射以及与注射机接触散发的热量，按单位时间内塑料熔体凝固时所释放的热量应等于冷却水所带走的热量。 却介质 成型温度及模具温度分别为 200 0 C80C，所以，模具温度初步选定为 50 C，用常温水对模具进行冷却。 却系统的简单计算 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量 W 塑件制品的体积 V=258926件制品的质量 m=233g 塑件厚度为 以查表 4得 =8s，取注射时间 t=模时间 t 脱 =8s，则注射周期： T=此可以得到每小时注射次数 190次。 单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量为： h 确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量 Q，查表 直接可知 90g。 计算冷却水的体积流量 2 C，出水口的水温为 30 C，取水的密度为 1000Kg/的比热容 C)。则根据公式可得： 60(12)=定冷却水路的直径 d 当 ，查表 可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径 冷却水在管内的流速 v v= 4602=s 求冷却管壁与水交界面的膜传热系数 h 因为平均水温为 26 C，因为平均水温为 ,查表可得 f=有： 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 19 C 24 4 0 k j/1 计算模具所需冷却水管的总长度 L 1 3 冷却水路的根数 x 设每条冷却水道的长度位 l=200冷却水路的跟数为 0. 56520 011 3 L 根 由上述计算可以看出，一 条冷水道对于模具来说显然是不合适的，因此应根据具体情况加以修改。为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。采用 4 根直通式冷水道。动模板冷却水道如图，顶模板冷却水道如图 5 5道 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 20 向与定位结构 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本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。 装图和零件图的绘制 经过上述一系列计算和绘图，把设计结果用总装图来表示模具结构，如图 图 5装 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 21 谢 辞 我们即将毕业，告别大学，走向社会！在此， 我 很 想对 敬爱的 老师 们 和 可爱同学们说：感谢你们！ 特别是我的指导老师周智鹏老师，没有他的指导帮助，我的毕业设计很难独立完成，从设计项目的选择，再到对我的工艺过程和夹具的设计上都给出了针对性的参照和修改意见，使我的设计得以相对好的完成。 在此，谨向周智鹏导师致以深深的敬意和由衷的感谢！ 大学四年的学习生涯匆匆而过，它给予我太多不可磨灭的记忆。在充满激情的青春岁月里，有机会认识杨老师这位不可多得的人生引路人，是我莫大的幸运。在毕业设计遇到困难障碍时，老师总是在思想上给予点津，在 方法上给予指导，使我受益匪浅。老师治学严谨、态度谦和、思维开阔以及积极人生态度潜移默化的影响着我，成为不断向前奋进的不竭动力。 从项目地选择到零件的详细工艺计划过程的部分，全部设计进程中体现出周智鹏导师的汗水和辛劳。在我完成的毕业设计的过程中，因自己自身的知识的缺陷，遇到了很多难题，但 周智鹏 导师可以给我带来很多最实用的建议和仔细地向我解释我遇到的问题。如果没有杨君悦导师关键的建议和指导，我不会那么顺利的完成毕业设计。我非常感谢同组的。要是没有周智鹏导师关键性建议和指点，我不会这么顺利的完成毕业设计。我也非常 感谢同组的同窗，感激他们在繁忙之余还能对我的毕业设计提出他们本身的发起，以是此次顺利完成毕业设计也离不开同组的同学窗们。 因为只有知识的积累和经验，才能设计出令人满意的机械产品，各科任老师所讲解的知识，我都能很好地运用到了此次的毕业设计中，也意识到了理论知识运用到实际原来如此简单。同时，在完成毕业设计的过程中，我也参考了许多有关的书籍和论文，在这里共同向有关的作者表示谢意，也对他们严谨的学术态度产生崇高的敬意。 作为本科生的毕业设计，因知识的缺陷和缺乏，此次毕业设计肯定会出现许多毛病，如果没有周智鹏导师教好 ，和同学们的重要性建议，我一个人完成此次毕业设计是一个非常痛苦的过程。衷心的谢谢周智鹏导师，虽然有忙碌的事情，但仍抽出时间赐予我学术上的指点和帮忙，告知了我很多获得和这次毕业设计有关的文献的渠道，使我从中受益非浅。周智鹏导师对学生认真负责，尤其是在给我们讲授难点时特别耐心，直到我能彻底明白。 在此，我还要感激全部给我上过课的各科任老师，你们辛苦了，不论是刮风或者飘着大雪，都一如既往地教学，同时还要感激全部的同学们，恰是有了你们的建议和鼓励，这次毕业设计才能顺利完成。 大连交通大学 2017届本科生毕业设计（论文） 22 参考文献 1 冯 炳尧 M1985. 2 程 静 维造型与虚拟装配入门指导 M3 陈万林 M2000. 4 谢昱北 . M2007. 5 付宏生 ,刘京华 M2003. 6 伍先明，张蓉 M；国防工业出版社， 2010. 7 余强， 模具设计与工程应用精选 50例 M北京：清华大学出版社， 2008. 8 葛正浩， M学工业出版社， 2010. 9 唐仁， 009 中文版从入门到精通 M国青年出版社， 2009. 10 李乃问， 009中文版机械制图案例教程 M华大学出版社， 2008. 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 1 调研报告 一、 课题的来源及意义 制造业是一切生产和装配制成品的企业群体的总称，是工业的主体，是现代社会的基石，在当前各国经济发展中占有举足轻重的作用。科技的进步，促使新技术、新材料、新能源、特别是计算机技术的发展，推动了制造业的变革，促进了先进制造技术的产生和发展。 先进制造技术 (在 20 世纪 80年代末在美国首次提出的概念。先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和现代管理技术的成果，并将其综合应用于产品设计、加工、检测、管理、销售 、使用、服务乃至回收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，提高对动态多变的市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。先进制造技术的出现正急剧改变着制造业的产品结构和生产过程，对注塑模具制造也是如此。质量(成本 (价格 )(时间 (工期 )(成为现代工程设计和产品开发的核心因素，现代企业大都以高质量、低价格、短周期为宗旨来参与市场竞争。注塑模具设计与制造技术也在设计技术、制造工艺、生产模式等诸方面加以调整以适应这种要求。 二、 注塑模具的基本结构 注塑模具是通过特 定形状复制成型塑料制品的一种工艺装备。其注塑成型原理为 :将注塑机料筒中的塑料塑化成塑料熔体，然后通过注塑机喷嘴将其注入成型模腔，并经过保压和冷却，固化成一定形状的塑件。注塑模具的结构与塑件结构、注塑机种类、注塑工艺等有很大的关系。一般而言，注塑模具可以分为定模和动模。根据各部分功能的不同，注塑模具可以分为成型模腔、流道系统、导向部件、顶出装置、温控系统、排气系统等等。 (1)成型模腔。成型模腔一般由型芯、凸模、凹模等部分组成。根据制作工艺和塑件的不同，型芯、凹模等组合或材料的选用不同。 (2)浇注系统。流道 系统又称为浇注系统，它主要由主流道、分流道、浇口和冷料穴等组成，其功能是将塑料熔体引向型腔。 (3)导向部件。导向部件通常由导柱、导套、导孔等组成，其功能是提高合模过程的准确性。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 2 (4)顶出装置。顶出装置一般由推杆、顶管、推板、卸料板、卸料块等构成，它的作用是将塑件或凝料从模具中推出。 (5)温控系统。注塑过程对模具的温度具有很高的要求，温度控制系统又可以称作冷却加热系统，其功能就是对模具温度进行调节。 (6)排气系统。排气系统是将型腔内的气体排出，其常被设在分型面。 注塑模具作为注塑成型的一项重要设备，其 设计水平、技术含量的高低对塑料制品的性能有着重要的意义，因此，对模具结构的设计与研究不容忽视，要不断提高模具的制作水平，加快其自动化生产。 三、 先进技术在注塑模具中的应用 许多欧美工业发达国家将模具比作“金钥匙”“效益放大器、“进入富裕社会的原动力”、“印钞机”等，可见其对模具行业的重视。注塑模具在整个塑料模具的总量中占 50%以上，从目前的发展趋势可以看出，在未来模具市场中，注塑模具的发展将远高于其他模具。随着热流道、逆向工程、高速铣削等新技术在注塑成型中的应用，注塑模具逐渐向标准化、复杂化、自动化、精密化 方向发展。新技术的应用对注塑模具的发展产生了重大的影响，同时，注塑模具的发展也对制造技术不断提出了新的要求。 （ 1）高速切削技术 高速切削 (概念最早由德国的 士提出，高速切削技术是一种是通过特定方法和生产设备进行高效、高精度的数控加工方式。使用高速切削技术的注塑模具具有加工平稳、精度高、效率高等优点，因而，随着对注塑模具精度越来越高的需求以及微电子、计算机数字控制机床 (技术的发展，高速切削技术被广泛应用于注塑模具的加工，如 :德国 、日本等 85%左右的模具采用高速加工代替电火花加工成型技术。我国 20 世纪 90年代开始高速切削技术的研发与应用。 (2)快速成型技术 快速成型 (术产生于 20 世纪 90 年代，它是集数控、激光、新材料、分层制造等现代先进制造技术于一体的科技成果，被称为自数控技术以来的又一次技术革命。快速成型技术通过利用 据，将一层层的材料叠加形成三维实体。目前，使用比较广泛的快速成型技术有 :激光立体光刻技术、熔丝沉积成型技术、叠层成型技术、激光诱发热应用成型 技术等。大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 3 快速成型技术对于低成本、高精度、快速的模具制造具有重要的意义，目前已被广泛应用于汽车、家电、航空等领域。 (3)微注射成型技术 微注射成型 (过螺杆将高聚物塑化，然后将熔体注入计量室，利用计量室对熔体进行精确计算后，将其射入模具。随着高技术和精密技术的快速发展，微注射成型被广泛应用于尺寸小，形状特殊，功能复杂的塑件的生产中。随着电子通讯、精密机械等产业的发展，微注射成型技术也得到了越来越广泛的应用，每年以大约 20 %的速度增长。 (4)热流道技术 热流道技术在注塑模具中的广泛应用是制造业的一大变革。热流道模具是最早由美国的 司开发出来，在工业发达国家已有几十年的应用历史。它具有生产成本低、成型周期短、工作效率高等优点，热流道模具在工业发达国家的应用发展较快，很多国家的应用率达到 70%以上。同时，热流道模具的制作成本、技术要求、维护费用都比普通模具的要高，因此，需要进一步的研发与改进，使其更广泛地应用于注塑模具的生产中。 四、 注塑模 统 模具 术的应用是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项 高科技、高效益的系统工程技术。模具 以计算机软件的形式，为企业提供一种行之有效的辅助工具，使工程技术人员借助于计算机对注塑产品的性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化。特别是在进入本世纪以来，模具 技术的高度集成，更能显著缩短模具设计与制造周期，降低新产品开发创新的生产成本并提高产品质量，增强企业的市场竞争力 R&M 技术主要包括以下几个方面 : 指工程技术 人员以 计软件和计算机为工具，用自身的专业知识，对模具进行总体设计、绘图、分析等设计活动的总称，是一项综合性技术。 以现代计算力学为基础，以计算机仿真为手段的工程分析技术，是实现模具优化设计的主要支持模块。模具 要是指用计算机对塑料模具产品进行性能与安全可靠性的分析，对其未来模具的工大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 4 作状态和运行行为进行模拟，及早发现设计中可能存在的缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性与可靠性，减少企业投资开发新产品的风险。 指对模具加工数控程序的编制，包括刀具路线的规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真以及后置处理和 码生成等。模具 指利用计算机实现从模具图样到产品制造过程中的直接和间接活动，包括对物质流动和信息流动的直接控制、管理和监督，也包括工艺准备生产作业、计划、数控程序编制等，其核心内容是实现产品加工过程中的数控编程自动化。 (速原型技术是借助计算机辅助设计，用实体反求的方法采集 得到有关零件的几何形状，一次性建立数字化扫描模型，并通过激光选域烧结、激光光敏固化、分层实体制造、熔融沉积制造等方法来达到快速、准确地制造零件的现代化方法。 五、 本课题的研究目标与研究内容 本课题选用活动圈零件进行模具设计，对该零件进行系统分析和研究，其中包括确定模具浇注系统、推出机构、冷却系统等主要注塑模具设计步骤与环节的设计与应用。通过对塑件进行工艺分析，其中包括确定分型面，成型零件设计，浇注系统设计，侧抽芯机构设计，冷却系统设计，脱模机构的设计与改善等，从而得出一套设计合理的方案，最后得到一张总体装配图， 模具装配图，重要零部件图和论文说明书。 六、 研究方法和手段 课题要求根据已知的活动圈零件图，利用 件完成注塑模具实体图、装配图及零件图设计。目的是培养学生从事模具设计工作所需的基本技能：科技资料查阅； 件应用；注塑工艺及其模具结构设计基础知识，为毕业后的工作打下良好基础。已有活动圈零件图纸、 件。 七、 方案的可行性分析 根据所学的 软件绘出活动圈注塑模具的二维及三维结构，用所学的力学及机构知识对其结构进行校核；通过计算和仿真来优化设计，以达到设计要求。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 5 八、 进度安排 学生姓名 王文溥 专业班级 机械 135 指导教师 周智鹏 本课题其他人员 无 题 目 活动圈注塑模设计 时 间 计划完成内容 第 1 周 确定论文课题，指导老师讲解课题题目，正确理解课题所要研究的内容和目的；根据课题要求，查找相关的中英文资料。 第 2 周 到图书馆查阅相关书籍和文献，开始翻译英文资料，了解论文涉及的相关知识并完成对选择英文资料的翻译。 相关资料，掌握有关知识，并完成调研报告。 第 3 周 在有充足的准备后开始塑件建模，并且进行塑件成型工艺分析以及拟定模具结构等设计 第 4 周 开始说 明书的主要计算包括浇注系统设计，成型零件设计计算 第 5 周 完成说明书剩下的设计过程，确定模架的选择，排气槽设计，脱模推 出机构设计，冷却系统设计以及导向与定位结构设计 第 6 周 按照要求规范整理设计过程，完成说明书，按照指导老师意见认真修改完善设计计算过程 第 7 周 学习掌握 e 知识， 开始使用 e 建模 第 8 周 完成 e 建模总装图，并三维转二维，开始绘制 件图 第 9 周 完成绘制 装图。 第 10 周 依照指导老师的建议对图纸进行修改，对说明书进行完善 第 11 周 参考注 塑模具等资料以及指导老师的建议完成对论文初稿并对其进行修改。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 6 第 12 周 按照毕业论文规范化要求进行论文格式修改和排版，经过严格审查后，完成毕业论文。 第 13 周 提交毕业设计论文，准备答辩。 第 14 周 完成答辩 九、 参考文献 1完全精通 具设计基础入门 业出版社， 2013 年 7 月第 4 次印刷 . 2具设计授课笔记 . 电子 工业出版社， 2012 年 8 月第 1 次印刷 . 3注塑模具设计实用教程，化学工业出版社， 2009 年 7 月第 4 次印刷 . 4 具分模特训基础与典型范例， 电子 工业出版社， 2011 年 6月第 1 次印刷 .