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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)論文
題 目：5ml一次性注射器塞桿
專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級： 1103
學(xué)生姓名： 李玉鵬
指導(dǎo)教師： 陳慧珍
論文提交日期： 2015年 3月 12日
論文答辯日期： 2015年 6月 1日
摘 要
以醫(yī)療常用的5ml注射器推桿作為設(shè)計(jì)對象，利用SolidWorks插件IMOLD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。在確定注塑機(jī)型號的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了注射器推桿注塑模具各部件的設(shè)計(jì)，并對主流道和分流道的尺寸、頂桿的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。最后完成了模具三維造型的設(shè)計(jì)和工程圖的繪制。
現(xiàn)場管理是行業(yè)生存和發(fā)展的前提，是基礎(chǔ)和前提，通過其他方法的使用。工作環(huán)節(jié)加強(qiáng)現(xiàn)場管理是企業(yè)永恒的主題。建立安全管理，良好的工作環(huán)境，建設(shè)工程質(zhì)量，提高效率，促進(jìn)規(guī)范運(yùn)作，提升企業(yè)形象，提高員工素質(zhì)。
本文首先對定義和主要理論7解釋，在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，通過7個(gè)管理的實(shí)施來提高企業(yè)管理領(lǐng)域，提高企業(yè)管理水平。七部分7管理的實(shí)施，闡述了各行業(yè)的問題，而解決這些問題，制定有效的推進(jìn)方法。在本文中，充分利用一些圖的執(zhí)行，順達(dá)公司。圖表顯示，比較前后的效果及實(shí)施后的示范。最后，順達(dá)公司紙7計(jì)劃的實(shí)施，如何進(jìn)行有效評價(jià)進(jìn)行了詳細(xì)的分析
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和市場競爭的加劇，我國制造業(yè)的發(fā)展已進(jìn)入一個(gè)更為激烈的競爭環(huán)境。但目前我國許多企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益低，與一些發(fā)達(dá)國家相比，存在消耗大，成本高、效率低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在制造企業(yè)的物料搬運(yùn)費(fèi)用，總成本約為20% ~ 50%，優(yōu)良的設(shè)施布置可以降低成本至少10% ~ 30%，同時(shí)降低了制造成本，工廠需要的空間比傳統(tǒng)的工廠也減少了40% ~ 60%。設(shè)施規(guī)劃作為工業(yè)工程的一個(gè)重要分支，是其中一個(gè)重要的提高生產(chǎn)力的最有效的手段。
在這篇文章中，從設(shè)施布局和材料處理系統(tǒng)的概念，闡述了設(shè)施布局，發(fā)展目標(biāo)，基本形式和分析方法和材料處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析方法，研究公司裝配車間的設(shè)施布局不合理，由于生產(chǎn)車間物流混亂，物流成本等產(chǎn)品質(zhì)量問題的成本。根據(jù)裝配車間的一些問題，利用程序分析技術(shù)，運(yùn)行分析，設(shè)備布局和材料處理的思路和方法，對設(shè)施布置過程分析和系統(tǒng)分析處理的應(yīng)用，裝配車間設(shè)備布局和生產(chǎn)工藝的改進(jìn)分析，從而優(yōu)化裝配車間的設(shè)施布局，三套的改進(jìn)，改進(jìn)方案評價(jià)，完善設(shè)施布局和比較分析之前和之后的車間。本文提出的FODA公司裝配車間設(shè)施規(guī)劃的改進(jìn)方案具有一定的參考價(jià)值
關(guān)鍵詞： 注射器推桿; 注塑模具; SolidWorks; IMOLD
ABSTRACT
he injection mold has been designed based on the plug-in IMOLD of SolidWorks for the popular and environmental 5ml syringe putter. All the parts of the mold have been designed with selecting the proper type injection molding machine. The main channel, sub-channel and mandril have been checked by their design parameters. The three-dimensional modeling and engineering drawing are finished, the animation about the dismounting for the designed mold is presented too.
Site management is a necessary condition for enterprise survival and development, is the premise and foundation of other management methods be implemented. In view of the production process to strengthen field management is the eternal topic manufacturing enterprise. And 6 s management can build safe, standardized work environment, to construct the product quality guarantee, reduce waste, improve efficiency, promote the standardization of operation, improve enterprise image, improve the quality of employees. ?
This paper first to the 6 s to illustrate the basic definition and basic theory, and then on the basis of investigation of shunda company, through the implementation of 6 s management to improve enterprise's other site management work and improve enterprise management. Six key points for the implementation of 6 s management, the paper expounds on the problems faced in the each link, and to solve these problems, make effective propulsion method. Paper, make full use of shunda company in the process of implementation of some graphs, charts to show the problem and compares the effect of before and after the implementation of demonstration. Finally, the thesis of shunda company implement 6 s activity, how to carry on the effective evaluation has made a detailed analysis.
With the continuous development of science and technology and market competition intensifying, the manufacturing industry in our country has entered a more fierce competitive environment. But at present our country many enterprises production efficiency and economic benefit is low, compared with some developed countries, there is used up big, high cost and low efficiency. According to statistics, in a manufacturing enterprise, used in material handling costs accounted for 20% ~ 50% of the total cost, and excellent facilities layout can reduce the cost at least 10% ~ 30%, and in reducing the manufacturing cost at the same time, the factory need to space than conventional factory also reduce 40% ~ 60%. Facilities planning as an important branch of industrial engineering, is one of the important and the most effective means to improve productivity.?
In this paper, starting from the concept of facility layout and material handling system is expounded the development of facilities arrangement, objectives, basic form and the analysis method and the analysis method of material handling system design, etc. Then research the company assembly workshop facility layout is unreasonable chaos caused by the production workshop logistics, logistics cost and product quality problems such as high cost. According to some problems of the assembly workshop, using the program analysis technique, operation analysis, facility layout and material handling thoughts and methods, use of facilities arrangement process analysis and system handling analysis technology, the assembly workshop facility layout and production flow analysis to improve, so as to optimize the assembly workshop facility layout, sorting out the three sets of improved scheme, the improved scheme evaluation, and to improve the facilities layout comparative analysis before and after the workshop. This paper puts forward the improvement scheme of foda company assembly workshop facility layout has a certain reference value
Keywords: syringe putter; Injection mold; SolidWorks; IMOLD.
目 錄
第一章緒論 1
1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用 1
1.2 模具生產(chǎn)的發(fā)展趨勢 1
第二章產(chǎn)品及其材料性能的分析 2
2.1 造型設(shè)計(jì) 2
2.2 塑件成型工藝分析 2
2.2.1 塑件的分析 2
2.2.2 PP的性能分析 2
2.2.3 PP的注射成型過程及工藝參數(shù) 3
第三章注射機(jī)型號的確定 4
3.1 注射量的計(jì)算 4
3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 4
3.3 選擇注射機(jī) 4
3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核 5
第四章擬定模具的結(jié)構(gòu)形 7
4.1 造型 7
4.2 前期準(zhǔn)備 7
4.3 創(chuàng)建新項(xiàng)目 8
4.4 分型線的確定 8
4.5 分型面的確定 8
4.6 模具型芯和型腔的創(chuàng)建 9
4.7 創(chuàng)建模腔布局 10
4.7.1 型腔數(shù)量和排列方式的確定 11
4.8 模架的選用 11
第五章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 10
5.1 澆注系統(tǒng)的組成 10
5.2 主澆道的設(shè)計(jì) 12
5.2.1 主流道尺寸 12
5.2.2 主流道澆口套的形式 13
5.3 分流道的設(shè)計(jì) 13
5.3.1 分流道尺寸的計(jì)算 13
5.3.2 分流道的布置形式 15
5.4 澆口設(shè)計(jì) 15
5.5 澆口的尺寸和校核 16
5.5.1 澆口校核： 17
5.6 主流道剪切速率的校核 17
5.7 冷料穴設(shè)計(jì) 17
5.8 鑄模和開模 17
第六章冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
6.1 冷卻系統(tǒng) 19
6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
6.2.1 冷卻介質(zhì) 20
6.2.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 20
第七章推出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21
7.1 推桿推出? 21
7.2 推件板推出? 21
7.3 確定推出形式 22
7.3.1 脫模力計(jì)算 22
7.3.2 推出桿的接觸面積 23
7.3.3 推出應(yīng)力的計(jì)算 23
第八章模架的確定 23
8.1 確定模具尺寸 24
8.2 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
8.3 其他零件的添加 25
第九章模具的裝配和調(diào)試 26
9.1 模具的裝配 26
9.2 模具的調(diào)試 26
9.2.1 粘著模腔 26
9.2.2 粘著模芯 27
9.2.3 粘著主流道 27
9.2.4 成型缺陷 27
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 30
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論
第一章緒論
1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用
從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)的制品是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，它包括制品設(shè)計(jì)，模具加工設(shè)計(jì)，模具制造和加工，等幾個(gè)重要的方面，如塑料件的生產(chǎn)。它需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師，模具設(shè)計(jì)師，模具加工的技術(shù)人員和熟練工人一起工作來完成操作，這是一個(gè)設(shè)計(jì)，修改，然后重復(fù)迭代的過程中，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)越來越適應(yīng)市場競爭的需要。
1.2 模具生產(chǎn)的發(fā)展趨勢
中國已經(jīng)加入WTO，中國將得到越來越好的世界經(jīng)貿(mào)環(huán)境，大量外資進(jìn)入中國，各行各業(yè)將面臨巨大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，模具行業(yè)也不例外，當(dāng)時(shí)國內(nèi)在技術(shù)和質(zhì)量上與國外先進(jìn)水平有一個(gè)大的間隙的模具企業(yè)多數(shù)相同，如何縮小差距，在最短的時(shí)間是近幾年的關(guān)系，以提高強(qiáng)度和精度方面，塑料工業(yè)與工程塑料的快速發(fā)展，對塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大，比如家用電器，儀器儀表，建筑設(shè)備，汽車工業(yè)，日用五金，和許多其他領(lǐng)域，塑料比例迅速增加。一個(gè)設(shè)計(jì)合理的塑件往往能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料上升趨勢。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章 產(chǎn)品及其材料性能的分析
第二章產(chǎn)品及其材料性能的分析
2.1 造型設(shè)計(jì)
本設(shè)計(jì)實(shí)例為一10ml注射器推桿。如圖2.1所示。
圖2.1 注射器三維圖（56×19×19mm）
2.2 塑件成型工藝分析
2.2.1 塑件的分析
整體尺寸為1.5毫米的塑料零件的壁厚。和壁厚均勻。尺寸不大，塑料熔融過程不長，適合注塑成型。
每個(gè)尺寸精度等級公差是不同的，有些屬于一般精度，有些屬于高精度。根據(jù)實(shí)際的公差計(jì)算。
草案PP屬于結(jié)晶熱塑性塑料。成型收縮率小。因此，模具型腔和型芯采取統(tǒng)一草案1°。
2.2.2 PP的性能分析
性能綜合使用性能好。高抗拉強(qiáng)度，屈服強(qiáng)度，較高的耐熱溫度高的彎曲疲勞壽命；高的耐磨性，良好的耐應(yīng)力開裂。良好的耐化學(xué)侵蝕。密度小，強(qiáng)度剛度，硬度和耐熱性均優(yōu)于低壓聚乙烯，可在100度，具有良好的性能和高頻絕緣性，不受濕度，但低溫脆，不耐磨，老化，適于制作一般機(jī)械零件，耐腐蝕零件和絕緣零件。
小晶體材料的成形性能，吸濕，易發(fā)生熔體破裂，與熱金屬長期接觸易分解。流動(dòng)性好，但范圍和收縮值大，易發(fā)生縮孔，凹痕，變形。
冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)緩慢散熱，并注意控制模具溫度。定位容易在低溫時(shí)的溫度、壓力高，模具溫度低于50度時(shí)，塑件不光滑，易造成焊接不良，流標(biāo)記，90度以上易發(fā)生翹曲變形。塑料壁厚應(yīng)均勻，避免膠水，沒有尖角，以防應(yīng)力集中。
2.2.3 PP的注射成型過程及工藝參數(shù)
成型前是半透明的白色純PP的修復(fù)，象牙可以染成各種顏色。染色聚丙烯在注塑機(jī)只能色母。在華美達(dá)有加強(qiáng)塑化部件獨(dú)立的混合效果，也可以用染料染色。戶外使用的產(chǎn)品，使用紫外線穩(wěn)定劑和通用炭黑填充。再生料不超過15%的使用，否則會(huì)引起色強(qiáng)度退化和分解。PP注塑加工一般不在干燥過程是特殊的。
加熱后在注射機(jī)料筒，塑料注射過程中，塑流狀態(tài)通過模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔的形成。這一過程可分為充模、壓實(shí)，壓力，流量和冷五個(gè)階段。
PP的注射工藝參數(shù):
注射機(jī)：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)速為30~60r/min。
料筒溫度（℃）：后段 160~180；
中段 180~200；
前段 200~230。
噴嘴溫度（℃）：180~190。
模具溫度（℃）：40~80。
2
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章 注射器型號的確定
第三章注射機(jī)型號的確定
3.1 注射量的計(jì)算
通過三維軟件建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得
塑件體積：V塑 =3.59cm3
塑件質(zhì)量：M塑 =ρV塑 =3.59×0.90=3.23g
式中：ρ取0.90g/cm3。
3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算
膠凝材料在澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是不確定準(zhǔn)確的數(shù)值。但可以根據(jù)0.2 ~ 1倍的塑件尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)。由于港口使用簡單和短，所以凝血材料體積的0.3倍，門控系統(tǒng)，根據(jù)塑件的估計(jì)。所以，一個(gè)塑料的注塑模具型腔熔體體積（即，澆注系統(tǒng)的體積混為)
V總=V塑(1 + 0.2)×9 = 3.65×1.2×9 = 39.42 cm3
3.3 選擇注射機(jī)
根據(jù)這一步計(jì)算出一次塑料總體積V總=39.42cm3。結(jié)合公式則有：V總/0.9=39.42/0.9=43.80cm3。初步選定公稱注射量為75cm3，注射機(jī)型號為MS-78,其主要技術(shù)參數(shù)見表3-1。
表3-1 注射機(jī)技術(shù)參數(shù)
理論注射容量/cm3
60
350
螺桿柱塞直徑/mm
30
450
螺桿轉(zhuǎn)速/r·min-1
140
18
鎖模力/KN
400
7.5
3.4 注射機(jī)的相關(guān)參數(shù)的校核
注射壓力檢查。查找表是PP注塑壓力為90~ 125 MPa的要求，因?yàn)榫郾┑牧鲃?dòng)性好。這里以P0 = 95 MPa。注射機(jī)的額定注射壓力p = 135 MPa，注射壓力安全系數(shù)K1 = 1.26 ~ 1.42，K1 = 1.35，這里是：K2 P0 = 1.2 x 80 = 96 MPa﹤P，所以合格的注射機(jī)的注射壓力。
檢查鎖模力。在分型面通過3D軟件計(jì)算塑件的投影面積：塑料=7055.19。澆注系統(tǒng)在分型面投影面積鑄件在分型面，凝結(jié)水流量，對鑄件的投影面積的價(jià)值?？梢园凑沾_定的統(tǒng)計(jì)分析多腔模具。倒是每個(gè)塑件在分模面面積0.2 ~ 0.5倍塑料投影。因?yàn)檫@個(gè)例子的流程設(shè)計(jì)是簡單的，相對短的河道，因此端口設(shè)置材料的投影面積會(huì)變小。這里以水= 0.25 A塑件及澆注系統(tǒng)在分型面投影面積的總，是總= n +門（一）= 16×1.2 = 16×1.2塑料* 1.22 = 1.22是模力F在模腔內(nèi)的花色品種，F(xiàn)脹=一個(gè)全P模式= 677551.62 x 20 = 27103454.8，n = 27103445.8 KN型，p是模腔平均壓力值。10% ~取注射壓力的30%。是PP大約19到26兆帕的范圍。因?yàn)榫郾┑牧鲃?dòng)性好，粘度低。以P = 10 MPa。注塑機(jī)鎖模力F = 400 kN項(xiàng)目，鎖的安全系數(shù)K2 = 1.2 ~ 1.4夾緊力。這里取K2=1.2，則：K2 F脹=1.2 F脹=1.2×2710.34=162.62KN﹤F鎖。
所以，注射機(jī)鎖模力合格。
其關(guān)系按3-1式校核
H最小 ＜ H模 ＜ H最大 (3-1)
式中?
H最小—注射機(jī)所允許的最小模具厚度（mm）；
H模? —模具閉合厚度（mm）；
H最大—注射機(jī)所允許的最大模具厚度（mm）。
在這個(gè)設(shè)計(jì)中
H最小=220mm
H模 =260mm
H最大 = 450mm
顯然，220<260<450
所以注射機(jī)模具厚度也滿足要求。
最大的注塑機(jī)的模具進(jìn)度檢查。塑料件需要開模距離應(yīng)小于注射機(jī)模具最大。在液壓機(jī)械接頭夾緊立式，臥式注射機(jī)用模具的總門，關(guān)系按3-2式校核
H1 + H2 +a+5～10mm ≤ s （3-2）
式中
H1 — 脫模距離(推出距離)（mm）；
H2 — 塑件高度（mm）；
S — 注射機(jī)模板行程（mm）；
a—取出流道凝料所需的分型距離（mm）。
在這個(gè)設(shè)計(jì)中
H1 = 10 mm
H2 = 20mm
S = 350mm
a = 90mm
H1 + H2 + a+10 = 10 + 20+90+10 = 130mm
130< 350 因此，注射機(jī)模板行程也滿足要求。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第四章 擬定模具的結(jié)構(gòu)型
第四章擬定模具的結(jié)構(gòu)形
設(shè)計(jì)中，利用solidworks軟件做模具的插件IMOLD。
4.1造型
使用solidworks組件性能造出推桿的三維外形如圖4.1。
圖4.1 塑件外形圖
4.2 前期準(zhǔn)備
使用該插件功能的進(jìn)口塑料零件。在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的注塑模具設(shè)計(jì)前期。Z方向的脫模方向。起源和Z方向如圖4.2。
圖4.2 脫模方向示意圖
4.3創(chuàng)建新項(xiàng)目
數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成后會(huì)生成一個(gè)塑件衍生件，在創(chuàng)建新項(xiàng)目時(shí)導(dǎo)入上一步生成的衍生件。選擇塑件的材料為PP。
4.4分型線的確定
利用IMOLD功能自動(dòng)選擇模具分型線。其中分型線分為內(nèi)外分型線兩種。其中粉色的為分型線。如圖4.3.
圖4.3 分型線示意圖
4.5分型面的確定
利用上一步確定的分型線查找模具的分型面。并做爆炸圖如圖4.4。
圖4.4 爆炸圖
設(shè)計(jì)塑料成型模具的分型面設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，分型面選擇合理，模具結(jié)構(gòu)簡單，易于成型，和高質(zhì)量的塑料件。如果分型面選擇不合理，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，塑料成型困難，及塑件質(zhì)量差。分型面形狀主要有平面，斜面，臺階面、曲面等，如何確定分型面，考慮更復(fù)雜。因?yàn)榉中兔媸窃谀＞咚芗尚臀恢?，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，塑件和精密注塑工藝，插入的位置、形狀，以及推出方法，模具制造，和影響的因素很多，如排氣，操作過程，因此在選擇分型面應(yīng)綜合分析比較選擇幾個(gè)方案較為合理的解決方案。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下原則：
為方便塑膠模具，模具分型面一般是離開時(shí)打開模具塑料模具或動(dòng)態(tài)模型，并分型面應(yīng)選擇在外觀上是最大的塑料型材。
選擇分型面，僅應(yīng)盡量用腔方向垂直的分型面，并盡量避免側(cè)抽芯和側(cè)向分型。
塑料部件的對齊要求，對準(zhǔn)要求模具設(shè)計(jì)應(yīng)在同一模板的設(shè)計(jì)部分。分型面的選擇要有利于防止溢出。在分型面接近于注射機(jī)的投影面積的塑料配件是最普遍的，它有可能產(chǎn)生溢料。
分型面選擇應(yīng)有利于排氣。為此，一般分型面應(yīng)與熔體流動(dòng)的末端。
塑料高度越高，其外觀無嚴(yán)格要求，分型面選擇可以在中間。此外，選擇分型面時(shí)也應(yīng)考慮塑件精度的外觀，塑料件的質(zhì)量，模具加工和其他因素的影響程度如圖4.5所示
圖4.5 分型面示意圖
4.6模具型芯和型腔的創(chuàng)建
圖4.6 型腔
圖4.7 型芯
4.7創(chuàng)建模腔布局
圖4.8 模腔排布圖
4.7.1 型腔數(shù)量和排列方式的確定
測定腔數(shù)量的成型零件精度不高，用于大規(guī)模生產(chǎn)?？梢圆扇《嘈颓唤Y(jié)構(gòu)。同時(shí)，考慮到塑件的尺寸，模具結(jié)構(gòu)尺寸大小的關(guān)系，以及各種成本和制造成本等因素，初步為八腔結(jié)構(gòu)模型。
多腔模具型腔排列平衡式布置盡量緊湊，努力，和閘門開度的對稱部分。由于設(shè)計(jì)一模四腔，采用線性對稱布置。
從以上分析模具結(jié)構(gòu)形式的確定可以知道，這個(gè)模具是一模四腔，對稱的線性排列，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀。在柱塞的形式發(fā)射機(jī)構(gòu)，發(fā)射。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用對稱平衡式，澆口采用。在塑件的底部開口。模具設(shè)置部分，因此，需要分離出一個(gè)分型面凝結(jié)的開放。動(dòng)模部分需要添加核心定位架，型芯固定板，支承板和卸料板。通過對選擇的綜合分析可以用推板板雙分型面注射模具確定。
4.8模架的選用
套進(jìn)口模具。模具的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況。在本設(shè)計(jì)中，由于門是點(diǎn)澆口。為了消除端口設(shè)置，模具必須設(shè)計(jì)成三片。第二。第一道平面型，第二平面分型面。如圖4.9。
圖4.9 模架示意圖
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第五章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
第五章澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1澆注系統(tǒng)的組成
由主澆道澆注系統(tǒng)的注射模具，流道和澆口，四部分渣孔。
主流道：從與模具的接觸端口流道的注塑機(jī)配件噴嘴。
轉(zhuǎn)輪：在通道盡頭的門從主流道。
門：分流的方式對模具型腔的末端在狹窄的澆口端。
冷料穴：一般位于相對主澆道，有時(shí)在賽跑結(jié)束
5.2 主澆道的設(shè)計(jì)
主流道與注射機(jī)噴嘴端部接觸，另一端連接到一個(gè)錐形流道的導(dǎo)流明渠。主流方式通常是位于塑料模具中心熔體的入口，它將注塑機(jī)噴嘴注射熔體在分流河道或腔。對錐的主流方式的形狀，所以當(dāng)流動(dòng)的熔體和主流方式設(shè)置順利模具。對主流的大小直接影響到熔體流動(dòng)速率、成型時(shí)間。此外，由于高溫塑料熔體和噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)往往設(shè)計(jì)去除澆口套的更換。
5.2.1 主流道尺寸
主流的路徑長度：小模具師傅L應(yīng)小于64 mm，最大不能超過95毫米。本設(shè)計(jì)以64毫米。
主流，小端直徑D = +注射機(jī)噴嘴尺寸（0.56~ 1）= 7.5 + 0.5毫米＝8毫米。
主流道大端直徑D1 = D + 2 Lα= 15毫米主坦。α= 5°型
球面半徑的主流方式：6=7 =注塑機(jī)。
球面的配合高度：h=4mm。
主流道的凝料體積：
V主=π/3 L主 (R主2+r主2+ R主r主)=3.14/3×46×（7.52+22+3.5×2）=5351.08mm3=5.35cm3。
主流道當(dāng)量半徑：Rn=(7.5+4)/2=5.75mm。
5.2.2 主流道澆口套的形式
直澆道標(biāo)準(zhǔn)件可選購。主流道小端的入口和噴嘴反復(fù)接觸，容易磨損。嚴(yán)格的材料，所以要設(shè)置環(huán)作為一個(gè)整體設(shè)計(jì)的流道，設(shè)計(jì)中常用的碳素工具鋼T8A（或T10A），熱處理淬火表面硬度為51 HRC 55。如圖5.1
圖5.1 澆口套
5.3 分流道的設(shè)計(jì)
5.3.1 分流道尺寸的計(jì)算
分流道的長度因其簡單的設(shè)計(jì)，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的四腔分流道短。所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以適當(dāng)?shù)倪x擇。單側(cè)長水平分流方式L1分=157mm。
一級分流道當(dāng)量直徑 因該塑件的質(zhì)量
M塑 =ρV塑 =3.59×0.90=3.23g＜200g，根據(jù)公式，分流道當(dāng)量直徑為
D1分= = 4mm
二級分流道單邊長L2分=75mm。
二級分流道當(dāng)量直徑D2分= =3mm
分流道的截面形狀
常用的分流道截面形狀有圓形，梯形，U形，六角形，等方便處理和混凝料脫模，在分型面多組分流河道。本設(shè)計(jì)采用圓形截面。設(shè)置在分型面
分流道截面
A1分=∏（R1分）2=3.14×4.52=63.585mm2.
A2分=∏（R2分）2=3.14×42=50.24mm2.
分流道凝料體積
=
校核剪切速率
注射時(shí)間 t=2s
γ分=3.3Q分/∏R3分=0.97×103 s-1
并聯(lián)方式的剪切速率在主流方式的最佳剪切速率和分流河道5 x 5 x 103 ~ 102所以大門，剪切速率合格熔道內(nèi)。
腔或單腔澆口（塑件尺寸）應(yīng)設(shè)置在分流河道，分流河道是主流方式的門之間，在這段時(shí)期結(jié)束的塑料熔體的流動(dòng)通道。它是將熔融狀態(tài)的塑料系統(tǒng)中的主流方式進(jìn)入型腔前，通過截面積的變化，將獲得穩(wěn)定的流態(tài)過渡段。因此，分流河道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想狀態(tài)的填充，并在流動(dòng)過程中壓力損失盡可能小，平衡的塑料熔體可以分配給每個(gè)腔。分流河道的設(shè)計(jì)要比面積小，熱損失少，低摩擦阻力。常用的分流河道斷面的形狀和尺寸見《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表2－49。當(dāng)考慮分流通道的設(shè)計(jì)，因?yàn)樗乃揭呀?jīng)是主流地位決定的，因此，我們只要對分流道的布置形式和截面形狀的設(shè)計(jì)。在注射過程中河道阻力最小的圓截面的塑性流動(dòng)，電流效率是最高的，所以我們選擇分流河道圓形截面的分流通道，直徑8毫米，7毫米直徑的二次分流河道。由于我們所設(shè)計(jì)的模具在四孔形成一個(gè)空腔，所以在主流道分流，四分流道的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)具有塑料充填過程中的優(yōu)點(diǎn)是均勻光滑，避免冷隔現(xiàn)象，保證成形件的成形質(zhì)量。
由于并聯(lián)的方式與外部塑料迅速冷卻模具接觸，只有附近的塑料熔體流動(dòng)狀態(tài)的理想的中心，因?yàn)樵诒砻娲植诙萊a不分流河道表面要求很低，一般以1.6微米左右即可，所以一點(diǎn)都不光滑的表面，有助于對塑料外層熔體冷卻皮層固定，和之間的熔化，產(chǎn)生一定的速度差的中心，以確保適當(dāng)?shù)娜垠w流動(dòng)時(shí)的剪切速率和剪切熱。主流道和分流河道布局下的位置，在每個(gè)閘門流到等距的主流方式如圖所示，保證塑料充填過程中同時(shí)到達(dá)。
5.3.2 分流道的布置形式
設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮盡量減少損失的流道壓力和盡量避免熔體溫度的降低，還應(yīng)該考慮減少體積和壓力平衡分流河道，所以平衡式分流。在這種情況下分流河道采用兩階段。分流河道水位較長，二級分流道短，如圖5.2。
圖5.2 分流道示意圖
5.4 澆口設(shè)計(jì)
門腔分流河道和連接通道，它是澆注系統(tǒng)中的最小橫截面的一部分。當(dāng)熔融塑料流穿過大門，流動(dòng)的速度，同時(shí)，由于摩擦作用，提高塑料的流動(dòng)溫度，粘度降低，流動(dòng)性增強(qiáng)，有利于模具的全。因此，對表面粗糙度Ra值不大于0.4μm的門。無論是塑料成型的澆口尺寸及成形質(zhì)量有很大的關(guān)系。用下面的澆口位置的選擇原則
在面對腔壁或笨重的核心集門，在腔壁或心墻直接使材料流動(dòng)，從而改變液流方向，降低流速，順利充滿型腔，避免熔體破裂現(xiàn)象，消除明顯的塑性溶解。
澆口的位置應(yīng)在塑料型材最厚的地方打開，便于熔體充填材料。
澆口位置應(yīng)最小熔化過程，最小流量的變化，能量損失最小。
澆口的位置應(yīng)利于氣腔內(nèi)放電。
避免塑件產(chǎn)生的焊疤。
為了防止料流將核心或插入擠壓變形。
澆口位置應(yīng)避免由于聚合物取向的不利影響，利用聚合物產(chǎn)生定向的有益效果。
根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口。點(diǎn)澆口又稱為點(diǎn)澆口，它也是一門常用的形式。流動(dòng)性通常是用來更好的塑料，如聚乙烯，聚丙烯，ABS，PP，尼龍，塑料件。點(diǎn)澆口的尺寸根據(jù)塑件的尺寸和塑料的性能。一般點(diǎn)澆口直徑D為0.8 ~ 1.6毫米之間。
點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)熔體通過澆口，具有很高的剪切速率和摩擦，熱，增加熔體的熔體溫度和較低的粘度，有利于熔體的流動(dòng)，從而獲得外觀清晰，塑料制品的表面光澤度。門的塑料制品拉，在交口的模具相同時(shí)間的痕跡一個(gè)圓點(diǎn)，不明顯，由于短的注塑工藝，小角落，排氣條件很好，所以很容易形。適用于美容要求較高的貝殼，或盒塑件比單一的模式，各種模具模式。更廣泛的應(yīng)用。
點(diǎn)澆口的缺點(diǎn)：注射壓力損失較大，在大多數(shù)情況下必須使用三板結(jié)構(gòu)。其模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成型周期較長，流動(dòng)渠道和產(chǎn)品所占比重較大，即浪費(fèi)更多。
如圖5.3。
圖5.3 澆口套、分流道、澆口
5.5 澆口的尺寸和校核
澆口尺寸d =0.4～3mm，α=5°～16°。L＜2／5（L０，分流道長度）
本設(shè)計(jì)取d =0.7mm，α=7°。
5.5.1 澆口校核：
澆口的體積流量：Q澆＝V塑／２＝3.59／2＝1.795×103mm3/s
澆口的剪切速率：γ澆=3.3Ｑ澆/∏R3n =4.1×103s-1
所以澆口合適。
5.6 主流道剪切速率的校核
計(jì)算主流道的體積流量：Q主＝（V主＋V分＋nV塑)/2＝46.095cm3/s
主流道剪切速率：γ主=3.3Q主/∏R3主=1.11×103s-1。
處于最佳剪切速率6×102～59×103s-1之間。所以主流道合格。
5.7 冷料穴設(shè)計(jì)
在一個(gè)周期完成注射間隔，考慮到注射機(jī)噴嘴和一個(gè)短的熔體因輻射冷卻低于所要求的塑料熔體溫度的主要主流道入口，在10至25毫米的深度從噴嘴端注塑機(jī)料筒溫度上升有一個(gè)區(qū)域，然后達(dá)到正常的塑料熔體溫度。位于塑料的流動(dòng)性能和成型性能的面積差，如果溫度相對較低的冷料進(jìn)入型腔，將產(chǎn)生有缺陷的產(chǎn)品。為了克服這一現(xiàn)象的影響，在井眼擴(kuò)大接受冷的主流方式，防止冷料進(jìn)入澆注系統(tǒng)的流道和型腔，注射用于容納冷井稱為冷料產(chǎn)生間隔。
一般開在動(dòng)態(tài)模板的主流方式出渣孔（即塑性流動(dòng)的地方），其公稱直徑和主流方式相同或稍大，大的直徑，直徑的深度約1-1.5倍，最終確保冷材料體積小于冷料孔體積，渣孔有六種形式，常用的是Z字形的結(jié)束和拉桿，在具體的表現(xiàn)形式是合理的選擇，根據(jù)塑料?？紤]使用Z后面拉干，渣渣孔孔選擇形式，常被用于熱塑性塑料注塑模具。
5.8 鑄模和開模
核心腔與澆注系統(tǒng)在模具內(nèi)形成一個(gè)完整的流通道產(chǎn)生，物質(zhì)會(huì)沿著這條路徑將系統(tǒng)和腔形成一個(gè)獨(dú)立的模具澆注，這個(gè)過程我們稱為模具。模具完成后產(chǎn)生的模具下圖5.8所示
圖5.8 鑄模零件
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第六章冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)
6.1 冷卻系統(tǒng)
設(shè)置冷卻裝置的目的，主要是為了防止在脫模變形零件，縮短成型周期，提高塑件質(zhì)量。死開冷卻孔的方法冷卻系統(tǒng)，冷卻通道的開放原則如下：
冷卻孔的數(shù)量應(yīng)盡可能多的，盡可能大的直徑。
冷卻孔應(yīng)與型腔表面的距離，一般保持在15 ~ 20毫米，太接近均勻的冷卻是不容易的，太遠(yuǎn)，效率低。通常需要8 ~ 12毫米的孔的直徑。瀝青最佳孔徑的五倍。
通過板上的孔，以防泄漏套管，等。
冷卻線一般不宜位于模具塑料焊接，以免影響塑件的強(qiáng)度
冷卻孔的模具采用一次通過，包括深孔孔，空心螺紋密封，淺孔水口通過連接管，冷卻孔直徑10毫米。裝飾一種冷卻劑通道如圖6.1所示。
圖6.1 冷卻水道分布圖
6.2 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
更麻煩的冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，只有簡單的計(jì)算。模具設(shè)計(jì)時(shí)忽略了由于空氣對流，輻射和熱來自注塑機(jī)接觸，根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)塑料熔體的熱量釋放的凝固時(shí)間應(yīng)等于冷卻熱隨著誰。
6.2.1 冷卻介質(zhì)
PP屬于低粘度材料。它的形成溫度和模具溫度是210℃~260℃，36℃~ 66℃。這樣模具選用水作為介質(zhì)。
6.2.2 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算
單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量W
塑料制品的體積：V=V主+V分+nV塑=5.56+32.5+7×3.61=78.65cm3.
塑料制品的質(zhì)量：m=Vρ=63.47×0.90=0.057kg.
塑壁厚為1.5mm。則t1=22s，t2=3s，t3=9s，T= t1+t2+t3=22+9+3=34s。
所以，每小時(shí)注塑次數(shù)為N=120次。
總質(zhì)量：W=Nm=130×0.125=16.25kg/h.
確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時(shí)所放出的熱量Qs
查表可知，PP單位熱流量Qs=590KJ·Kg-1。
計(jì)算冷卻水的體積流量qv：
設(shè)冷卻水到入口的水溫為θ2=22℃，出水口的水溫θ1=40℃，取水的密度ρ=1000kg/m3。水的比熱容c=4.187KJ/(Kg·℃),則根據(jù)公式可得：
qv= W Qs/60ρc（θ1-θ2）=0.0008。查表可得冷卻管道直徑d=8mm。
冷卻水在管內(nèi)的流速v：v=4qv/60∏d2=4.313m/s.
求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h：
均溫度為29℃。查表得f=8.65,所以：h=4.1487f（ρv）
計(jì)算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A：A=WQS/h(θ1-θ2)=0.0297m2.
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第七章 推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)
第七章推出系統(tǒng)設(shè)計(jì)
確定推出系統(tǒng)形式，是確定模架選擇的基礎(chǔ)。在此，我們只介紹推桿推出和推件板推出兩種機(jī)構(gòu)，其他推出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式參見《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》中第三章第五節(jié)的內(nèi)容。
7.1 推桿推出
推桿是最簡單的一種常見形式。發(fā)射裝置制作簡單，更換方便，滑動(dòng)阻力小，效果好，其結(jié)構(gòu)如圖所示，推桿的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
推桿應(yīng)設(shè)在塑料可以承載較大的面積，盡量使零件受力均勻，但不宜芯或插入太近，以免影響凸、凹模的強(qiáng)度。
推桿直徑不宜去，要有足夠的強(qiáng)度來承受推力，通常需要Φ2.6 ~ 13毫米。推動(dòng)桿3毫米Φ宜采用臺階下，即下推桿的擴(kuò)大
推桿不應(yīng)裝配后有軸向竄動(dòng)，面應(yīng)高于腔或插入平面0.06 ~ 0.1毫米。門盡量不用塑料，如果它大和內(nèi)部應(yīng)力性骨折。
推桿的布置應(yīng)避免冷卻通道和側(cè)抽芯，以免推桿抽芯機(jī)構(gòu)。如果你不能避免側(cè)抽芯，應(yīng)設(shè)置先復(fù)位機(jī)構(gòu)。
推桿和模體的配合間隙不大于塑料溢邊值，常用塑料溢邊值見《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表3-58。ABS的溢邊值為0.05 mm。
7.2 推件板推出
把大的電路板面積，推力均勻，模具不需要復(fù)位桿。但在核心的復(fù)雜形狀，推板的型孔加工更困難。用來發(fā)射深腔薄壁沒有推桿的部分痕跡，其型式見《模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊》表3-82。
推件板設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：
推件板須淬硬，在推出過程中不得脫開導(dǎo)柱。
推件板與其他零件的配合一般采用H7/f7。
7.3 確定推出形式
在本設(shè)計(jì)中，利用推桿。考慮到模具的排氣。選擇兩個(gè)推桿。空心桿推桿的形式。排氣噴射兩作用的塑料件。另一種用實(shí)心桿推桿。主要采取的強(qiáng)制推出塑件。推桿形狀如圖7-1：
圖7.1（a） 實(shí)推桿 圖7.1（b） 空推桿
7.3.1 脫模力計(jì)算
矩形塑件：λ=(a+b)/ ∏t=21.55＞10，所以塑件為薄壁。
則根據(jù)公式（7-1）
F={8tEsLcosφ(f-tanφ)}/(1-u)K2+0.1A （7-1）
F----是脫模力（N）
E----塑料的彈性模量（MPa）
S-----塑料成型的平均收縮率（%）
T------塑件的壁厚（mm）
L-----被包型芯的長度（mm）
u------塑件的泊松比
φ---脫模斜度（°）
f---塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù)。
K2---有f和φ決定的無因次數(shù)。K2=1+fsinφcosφ
則代入數(shù)據(jù)：
t=3mm,E=1100～1600MPa，取E=1200MPa。S=0.02.
L=60mm，φ=1°，f=0.5，u=0.32. K2=1.009。
則F=8075.59N。
7.3.2 推出桿的接觸面積
本計(jì)劃采用了兩種桿。設(shè)空桿記作1號桿。實(shí)心桿記作2號桿。每個(gè)塑件有2根1號桿和2跟2號桿推出。
1號桿數(shù)據(jù)?？招闹睆溅諆?nèi)=2mm. 桿直徑φ外=4mm
則A1=n（∏R外2-∏R內(nèi)2）=2×3.14（22-12）=18.84mm2。
2號桿的直徑φ=2mm
A2=n∏R2=2×3.14×12=6.28mm2。
則總接觸面積A總
A總= n（A1 +A2）=2×（37.68+12.56）=100.48mm2。
7.3.3 推出應(yīng)力的計(jì)算
σ=1.2F/A總=（1.2×8075.59）/100.48=27.15MPa。
σ小于PP材料的抗壓強(qiáng)度，所以推出機(jī)構(gòu)合格。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第八章 模架的確定
第八章模架的確定
8.1 確定模具尺寸
根據(jù)模具型腔布局的中心距離可以計(jì)算尺寸?？紤]到凹模壁厚，該導(dǎo)柱，導(dǎo)套等的安排，選擇模具尺寸為400毫米×500毫米。其結(jié)構(gòu)如圖8.1。
圖8.2 模架示意圖
各模板尺寸的確定
A板尺寸。A板是定模型腔固定板。塑件高度是19mm。模深度8.8mm?？紤]冷卻通道的模板是開放的。故A板取45mm。
B板尺寸。B板是動(dòng)模型芯固定板。取45mm。
經(jīng)上述計(jì)算，確定尺寸為：寬×長×高=415mm×428mm×295mm。
8.2 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
用于移動(dòng)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的注塑模具，在面向過程和機(jī)制之間的運(yùn)動(dòng)方向脫模。根據(jù)功能分為模具定位模具定位。在模具的定位是通過定位圈可以使注塑機(jī)噴嘴與模具澆口的準(zhǔn)確定位。當(dāng)模具定位夾緊位置通過導(dǎo)柱導(dǎo)套。錐形定位是用來移動(dòng)，固定模具之間的精確定位。該模具成型塑件的模具簡單，定位精度不高，所以模具本身可用于結(jié)構(gòu)的定位。
8.3 其他零件的添加
水嘴:推薦尺寸見《模具規(guī)劃與制造簡要規(guī)定》表3-158。所以采用的水嘴的尺寸見表8-1，外形見圖8.2。
表8-1
規(guī)格
D4
D2
d
M9×16×1.5
9
10
8
圖8.2 水嘴
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第九章 模具的裝配和調(diào)試
第九章模具的裝配和調(diào)試
9.1 模具的裝配
模具裝配工藝相對簡單，主要工作是添加到每個(gè)零件的約束關(guān)系。裝配過程主要是圍繞沖模，模具及模具零件的設(shè)計(jì)加上一定的約束，如圖9.1
圖9.1? 模具三維圖
9.2 模具的調(diào)試
試模中所獲得的樣件是對模具整體質(zhì)量的一個(gè)全面反映。以檢驗(yàn)樣件來修正和驗(yàn)收模具，是塑料模具這種特殊產(chǎn)品的特殊性。
首先，在初次試模中我們最常遇到的問題是根本得不到完整的樣件。常因一般塑件被粘附于模腔內(nèi)，或型芯上，甚至因流道粘著制品被損壞。這是試模首先應(yīng)當(dāng)解決的問題。原因分析：
9.2.1 粘著模腔
產(chǎn)品貼上腔，是指打開模具，在對比的設(shè)計(jì)意圖，把芯邊，困在腔，脫模機(jī)構(gòu)失效，產(chǎn)品不能拿出一種反?，F(xiàn)象。主要的原因是：
a.注射壓力過高，或者注射保壓壓力過高;
b.注射保壓和注射高壓時(shí)間過長，造成過量充模;
c.冷卻時(shí)間過短，物料未能固化;
d.模芯溫度高于模腔溫度，造成反向收縮;
9.2.2 粘著模芯
a.冷卻時(shí)間過長，制件在模芯上收縮量過大。
b.模腔溫度過高，使制件在設(shè)定溫度內(nèi)不能充分固化。
9.2.3 粘著主流道
關(guān)閉時(shí)間過短，使主流材料完全收縮。喂養(yǎng)的徑向尺寸相