底座注塑模具設計

底座注塑模具設計,底座,注塑,模具設計 底座塑料注射模具設計 系 別 專 業(yè) 班 級 學 號 姓 名 指導教師 負責教師 I 摘 要 我國模具工業(yè)近幾年有很大的進展 注塑成型模具應用越來越廣泛 模具 CAD CAM 技術的應用水平也上了一個新臺階 但和國外相比仍有較大差距 所以 提高模具設計制造 技術的水平有利于我國模具工業(yè)的發(fā)展 本文記述的是打印機內部底座的塑料模具設計 本 設計從優(yōu)化模具結構入手 合理地設計型腔結構 對型腔組件采用組合式 不但降低了模具 的加工難度 而且又提高了模具零件的可互換性 同時方便了模具的維修 另外 在冷卻系 統(tǒng)設計方面 采用在側型芯進行冷卻的方式 可以使模具均勻有效地冷卻 保證了塑件成型 后的尺寸要求 為了保證塑件在脫模時能夠安全地頂出 模具頂出系統(tǒng)采用多頂桿頂出 并 且在不同壁厚和不同尺寸的地方設置不等徑頂桿 保證了頂出力的均勻 設計中有效地利用 了 Pro E 模具設計軟件 使整個設計過程簡化 同時對模具運動 加工等進行模擬 縮短了 模具設計制造周期 關鍵詞 注射模 支架 側抽芯 組合式型芯 II Abstract The mold industry has been growing rapidly in china in recent years The injection mold is widely used in the plastic industry the mold CAD CAM technology apply level is growing too But comparing with the foreign it still has a long distance So it is good for the developing of the mold industry in china through improving the mold design This paper introduces the mold design of the internal printer bracket This design is on considering the excellent molding tool structure arranging a reasonable mold hole adopting to a sectional mole hold It can lower the process of molding tool consumedly and can raise the molding tool spare parts compatibility also simplified the maintain of molding tool Beside the aspect of designed in the cooling system the adoption is in a mold hold of side carry on the cooling off way can made molding tool even to cool off availably after guaranteeing the request of plastic model in size For the sake of the assurance plastic while take off mold can be safely shed off this design adopts several poles which have different diameter it can guarantee the lift is even this design adopts Pre E software it can make the hold progress easier and it can express the move of the mold reduce the mold design circle Keywords Inject mold bracket side core combination of mold hold III 目 錄 1 緒論 1 1 1 塑料模具工業(yè)發(fā)展趨勢 1 1 2 塑料模具分類 1 1 2 1 注塑成型模具 2 2 塑件材料與結構分析 3 2 1 塑件材料及材料的成型特性 3 2 1 1 塑件材料選擇 3 2 1 2 物理化學性能 4 2 1 3 力學和電氣性能 5 2 1 4 熱性能 5 2 1 5 ABS 的成型條件 6 2 2 塑件結構分析 7 2 2 1 塑件的幾何形狀 7 2 2 2 塑件分析 8 3 注塑機與注塑模的關系 9 3 1 注塑機的選擇 9 3 2 注塑機的主要參數(shù) 9 3 3 注塑機的參數(shù)校核 10 3 4 對注塑機進行調整 12 4 澆注系統(tǒng) 13 4 1 澆注系統(tǒng) 13 4 1 1 澆注系統(tǒng)設計總則 13 4 2 流道設計 13 4 2 1 主流道的設計 14 4 2 2 冷料井設計 14 4 2 3 分流道的設計 14 4 3 澆口設計 15 4 3 1 澆口位置的選擇與數(shù)目 15 5 成型零部件 17 5 1 成型零部件設計 17 5 1 1 分型面的設計 17 IV 5 1 2 排氣系統(tǒng)的設置 18 5 1 3 成型鑲塊的結構設計 18 5 1 4 型芯的結構計算 18 5 1 5 成型零件工作尺寸計算 20 5 1 6 型腔壁厚的計算 20 6 脫模機構 22 6 1 脫模機構選用原則 22 6 2 頂桿脫模機構 22 6 3 澆注系統(tǒng)凝料的脫出和自動墜落 23 6 4 側抽芯機構 23 7 導向及定位機構 25 7 1 導向及定位機構的作用 25 7 2 導向機構的結構設計 25 7 2 1 導向機構總體結構的設計 25 7 2 2 導柱的設計 25 7 2 3 導套的設計 26 8 冷卻系統(tǒng) 27 8 1 冷卻系統(tǒng)設計的意義 27 8 2 冷卻系統(tǒng)的設計原則 27 8 3 冷卻參數(shù)計算 28 8 4 冷卻回路的布置 29 9 動作原理 31 10 結束語 32 11 致謝 33 12 參考文獻 34 1 1 緒論 1 1 塑料模具工業(yè)發(fā)展趨勢 在現(xiàn)代機械制造業(yè)中 模具工業(yè)已為國民經濟中一個重要行業(yè) 許多新產品的開發(fā)和生 產 在很大程度上依賴于模具制造技術 在電子 汽車 電機 電器 儀器 儀表 家電和 通信等產品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 模具生產技術水平的高低 已經成 為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志 我國塑料模具的質量 技術和制造力近年來確實發(fā)展很快 有些已達到或接近國際水平 尤其是隨著改革開放政策的不斷深入 三資 企業(yè)蓬勃發(fā)展 對我國塑料模具設計制造水 平的提高起到非常大的作用 然而 由于我國模具制造基礎薄弱 各地發(fā)展及其不平衡 因 此 從總體來看 與國際先進水平相比和國內外市場需求相比 差距還很大 目前 使用計 算機進行產品零件造型分析 模具主要結構及零件的設計 數(shù)控機床加工的編程等已成為精 密大型塑料模具設計生產的主要手段 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展 對模具技術的要求越來越高 綜觀 現(xiàn)代模具技術 正向如下的方向發(fā)展 1 高精度 現(xiàn)代模具的精度要求比傳統(tǒng)的模具精度 至少要高一個數(shù)量級 2 長壽命 現(xiàn)代模具的壽命比傳統(tǒng)模具的壽命要高出 5 10 倍 如現(xiàn) 代模具一般均可達到 500 萬次以上 最高可達到 6 億次之多 3 高生產率 由于采用多工 位的級進模 多能模 多腔注塑模和層疊注塑模等先進模具 可以極大地提高生產率 從而 帶來顯著的經濟效益 如用四工位的注塑模生產塑料汽水瓶 每小時可生產 8000 件以上 4 結構復雜 隨著社會需求的多樣化和個性化以及許多新材料 新工藝的廣泛應用 對現(xiàn) 代模具的結構形式和型腔要求也日益復雜 若采用傳統(tǒng)的模具制造方法 不僅成本高 生產 率低 而且很難保證模具的質量要求 1 2 塑料模具分類 在塑料加工工業(yè)中普遍使用以下幾種塑模 1 注射成型的塑料模具 它是把塑料原料 一般為經過造粒 染色 加入添加劑等處理 后的顆粒料 放入料筒中 經過加熱熔化 使之成為高黏度的流體 稱為 熔體 用柱 塞或螺桿作為加壓工具 使熔體通過噴嘴以較高的壓力 約為 25 80MPa 注入模具的型腔 中 經過冷卻 凝固階段 而后從模具中脫出 成為塑料制品 2 壓塑成型的塑料模具 它是成形熱固性塑料或封裝電器元件等用的一種模具 這種 2 模具設有單獨的加料室 成形及加料前先閉模 然后將塑料放入加料室內預熱 成粘流狀態(tài) 再在壓力的作用下使熔料通過模具的澆注系統(tǒng) 以高速擠入型腔 硬化成形 3 擠出成型的塑料模具 它是將放入料斗中的原料由螺旋送入加熱室 在加熱室的模具 端 加熱成粘流狀態(tài)的塑料 在擠出機的高壓和高速作用下 通過具有一定斷面形狀的機頭 和定型模而擠出成型 它主要用于熱塑性塑料 個別也有用于熱固性塑料的塑件成型 4 發(fā)泡成型的塑料模具 它是近三十年來普通應用的一種新的塑料應用技術 它主要是 利用一些揮發(fā)性強的液體或固體粉末混煉于塑料中 然后用擠出成形法 注射成形法 直接 膨脹法等制造各種器具或片材 此外 還有吹塑成型塑模 真空成型塑模 壓注成型塑模 玻璃纖維增強成型塑模等等 隨著塑料成型方法的不斷出現(xiàn) 必然將還會產生各種新型塑料的新型的成型模具 1 2 1 注塑成型模具 注塑成型又稱注射成型 是熱塑性塑料產品生產的一種重要方法 除少數(shù)熱塑性塑料外 幾乎所有的熱塑性塑料都可以用注射成型方法生產塑料制品 注塑不僅用于熱塑性塑料的成 型 而且已經成功地應用與熱固性塑料的成型 據統(tǒng)計 注射制品約占所有塑料制品的總產 量的 30 全世界每年生產的注射模數(shù)量約占所有塑料成型模具數(shù)量的 50 由于注塑成 型的加工不僅產量多 而且使用于多種原料 能夠成批 連續(xù)的生產 并且具有固定的尺寸 可以實現(xiàn)生產自動化 高速化 因此具有極高的經濟效益 作為注塑成型加工的主要工具之一注塑模具 在質量 精度 制造周期及注塑成型過程 中的生產效率等方面水平高低 直接影響產品質量 產量 成本及產品的更新?lián)Q代 同時也 決定著企業(yè)在市場的競爭中的反映能力和速度 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 3 2 塑件材料與結構分析 2 1 塑件材料及材料的成型特性 2 1 1 塑件材料選擇 通過對塑件的分析及材料的成型工藝要求 決定此底座零件的材料選用 ABS 其介紹如 下 ABS 樹脂主要由丙烯晴 丁二烯 苯乙烯三種共聚物而形成的集合物 三種成分聚合 成非結晶性塑料 其三種材料的特性決定了 ABS 樹脂的特性 A 丙烯晴 高強度 熱穩(wěn)定性 化學穩(wěn)定性良好 B 丁二烯 堅韌性 抗沖擊性良好 S 苯乙烯 易加工 高光潔度 高強度 其生成方法主要有 1 機械法 混合法 AS 共聚物 AB 共聚物 機械混合而成 2 接枝法 B 主干 聚丁二烯 AS 所以 ABS 的性質由分子量 分子量分布 A B S 的三成分比率 橡膠顆粒 聚丁二 烯 大小及分布 接枝程度等引起變化 ABS 的使用性能 綜合性能較好 沖擊韌性 力學強度較高 尺寸穩(wěn)定 耐化學性 電性能良好 易于成 型和機械加工 與 372 有機玻璃的溶接性能良好 可作雙色成形塑件 且表面可鍍絡 ABS 的成型特性 1 無定形料 其品種的機電性能及成形特性也各有差異 應按品種確定成形方法及成 形條件 2 吸濕性強 含水量小于 0 3 必須充分干燥 要求表面光澤的塑件應要求長時間預 熱干燥 3 流動性中等 溢邊料 0 04mm 左右 流動性比聚苯乙烯 AS 差 但比聚碳酸脂 聚 氯乙烯好 4 比聚苯乙烯加工困難 宜取高料溫 模溫 對耐熱 高沖擊和中沖擊型樹脂 料溫 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 4 更宜取高 料溫對物性影響較大 料溫過高易分解 分解溫度為 225 左右 比聚苯乙烯 易分解 對要求精度較高塑件模溫宜取 50 60 要求光澤及耐熱型料宜取 60 80 注 射壓力應比加工聚苯乙烯稍高 一般用柱塞式注塑機時料溫為 180 230 注射壓力為 100 140MPa 螺桿式注射機則取 160 220 注射壓力 70 100MPa 為宜 5 注射速度宜取中高速 6 模具設計時要求澆注系統(tǒng)選擇進料口位置 形式 頂出力過大或機械加工時塑件表 面呈現(xiàn) 白色 痕跡 但在熱水中加熱可消失 脫模斜度宜取 2 以上 2 1 2 物理化學性能 物理性能主要工藝參數(shù) 性能指標 ABS 相對密度 g cm 1 02 1 163 比體積 cm g 0 86 0 98 吸水率 0 2 0 4 化學性能 1 日光及氣候的影響 耐侯性要比聚苯乙烯強 加黑色顏料的苯乙烯共聚物經戶外大 氣侵蝕二年 其外觀和性能基本不變 2 耐酸性及對鹽溶液的穩(wěn)定性 對酸 水 無機鹽幾乎沒有影響 在冰醋酸中會引起 應力開裂 3 耐堿性 耐堿類性能良好 4 耐油性 對某些植物油會引起應力開裂 5 耐有機溶劑性 在酮 醛 酯以及有些氯化物中要溶解 長期接觸會軟化和溶脹 2 1 3 力學和電氣性能 力學性能主要工藝參數(shù) 性能指標 ABS 屈服強度 MPa 50 抗拉強度 MPa 38 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 5 斷裂伸長率 35 拉伸彈性模量 GPa 1 8 抗彎強度 MPa 80 彎曲彈性模量 GPa 1 4 抗壓強度 MPa 53 抗剪強度 MPa 24 沖擊韌度 KJ m 2無缺口 261 沖擊韌度 KJ m 2有缺口 11 不氏硬度 HB 9 7R121 電氣性能主要工藝參數(shù) 性能指標 ABS 表面電阻率 1 2 1013 體積電阻率 m 6 9 1014 介電常數(shù) 3 04 介電損耗角正切 0 007 耐電弧性 s 50 85 2 1 4 熱性能 熱能主要工藝參數(shù) 性能指標 ABS 熔點 130 160 維卡針入度 71 122 馬丁耐熱 63 熱變形溫度 45N cm 90 1082 熱變形溫度 180N cm 83 103 線膨脹系數(shù) 10 5 7 0 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 6 計算收縮率 0 4 0 7 比熱容 J kg k 1470 熱導率 W m k 0 263 燃燒性 cm min 慢 2 1 5 ABS 的成型條件 成型條件的主要工藝參數(shù) 性能指標 ABS 注射成型機類型 螺桿式 密度 g cm 3 1 03 1 07 計算收縮率 0 3 0 8 預熱 溫度 80 85 預熱 時間 h 4 料筒溫度 后段 150 170 料筒溫度 中段 165 180 料筒溫度 前段 180 200 噴嘴溫度 170 180 模具溫度 50 80 注射壓力 MPa 60 100 成型時間 s 注射時間 20 90 成型時間 s 高壓時間 0 5 成型時間 s 冷卻時間 20 120 成型時間 s 總周期 50 220 螺桿轉速 r min 30 后處理溫度 70 后處理時間 s 4 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 7 2 2 塑件結構分析 為保證在生產過程中制造出理想的塑料制品 除應合理選用塑件材料外 還必須考慮成 型工藝性 塑件成型工藝與模具設計有著直接的關系 為模具的型腔設計是根據塑件的形狀 決定的 所以 首先必須分析塑件圖紙和技術要求 要分析塑件的幾何形狀 壁厚的均勻程度 工藝圓角 脫模斜度及成型孔的分布等 應 符合塑制工藝的要求 以及尺寸精度 光潔度應符合要求 2 2 1 塑件的幾何形狀 1 脫模斜度 由于塑件冷卻后產生收縮 會使塑件緊緊包住模具型芯或型腔中的凸起部分 為了便于 塑件從模腔中脫出或從塑件中抽出型芯 防止脫模時拉傷或擦傷塑件 設計塑件時必須考慮 其內外壁面應有足量的脫模斜度 最小脫模斜度與塑件性能 塑件幾何形狀有關 脫模斜度的取向根據塑件的內外形尺寸而定 塑件內孔 以型芯小端為準 尺寸符合圖 樣要求 斜度由擴大方向取得 塑件外形 以型腔 凹模 大端為準 尺寸符合圖樣要求 斜度由縮小方向取得 一般情況下 脫模斜度不包括在塑件的公差范圍內 當要求開模后塑件留在型腔內時 則塑件內表面的脫模斜度應大于塑件外表面的脫模斜 度 綜合以上 結合本塑件自身特點 本塑件的脫模斜度應大于 2 度 2 圓角 在塑件設計過程中 為避免應力集中 提高塑件強度 改善塑件的流動情況即便于脫模 所以在塑件的各面或內部連接處 應采用圓弧過度 尤其對增強塑料更有利于填充型腔 另 外 塑件上的圓角對于模具制造和機械加工和提高模具強度 也是必不可少的 在塑件結構 上無特殊要求時 塑件的各連接處應有半徑不小于 0 5 1 毫米的圓角 對于內表面的拐角處可采用內表面圓角和外表面圓角分別為垂直壁厚的 0 5 倍和 1 5 倍 2 2 2 塑件分析 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 8 圖 2 1 塑件結構示意圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 9 3 注塑機與注塑模的關系 3 1 注塑機的選擇 模具只有和合適的注射機相配 生產才能正常進行 從模具的設計角度考慮 須全面了 解注射機 一是要確定注射機的型號 使塑料 塑件 注射模 注射工藝等所要求的注射機 的規(guī)格參數(shù)點在所選注射機的規(guī)格參數(shù)可調范圍之內 即要滿足所需的參數(shù)在額定的范圍之 內 二是調整注射機的技術參數(shù)至所需的參數(shù)點 該塑件采用浙江塑料機械廠生產的 SZ 630 3500 型號注塑機 3 2 注塑機的主要參數(shù) 理論注射量 634 cm 3 螺桿直徑 58 mm 注射壓力 150 Mpa 注射速率 220 g s 塑化能力 24 mm 移模行程 490 mm 最大模具厚 500 mm 最小模具厚度 250 mm 鎖模形式 雙曲肘 鎖模力 3500 KN 定位孔直徑 180 mm 噴嘴球半徑 18 mm 注射壓力 150 MPa 型號 SZ 630 3500 拉桿力間距 545 485 mm 3 3 注塑機的參數(shù)校核 1 最大注射量 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 10 最大注射量從注射容量角度來講 是指注射機對空注射時 螺桿一次最大行程射出的塑 料體積 以 cm3表示 理論注射容量為 理論注射量公式為 V 4D 2S V 理論注射量 D 螺桿直徑 S 螺桿的最大注射行程 經過測量塑件的質量為 20g 因為澆注系統(tǒng)凝料一般占總體體積的 30 50 本設計中選擇 40 計算得出 40 M 40 M M 27g 本設計采用一模兩腔結構 注塑機的一次注塑量 27 20 2 80 83 75g ABS 密度 1 02g cm 3 則最大注射量為 85 425cm 選定注射機的理論注射量為 634 cm 計算所得的注塑量為 85 425cm 則選定注塑機3 3 的注射容量大于計算所得的注塑量 注塑機的注塑量滿足要求 2 鎖模力 鎖模力為注射機鎖模裝置用于夾緊模具的力 所選注射機的鎖模力由于高壓熔體諸如模 腔而產生的脹模力 此脹模力等于塑件和流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積與型腔壓力的乘積 即 F 鎖 P c A 1000 式中 F 鎖 鎖模力 KN Pc 型腔壓力 MPa A 塑件流道系統(tǒng)在分型面上的投影面積 mm 2 A 3672mm2 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 11 模具型腔壓力的計算 pc kp Mpa 式中 p c 模具型腔壓力 Mpa p 注射壓力 Mpa k 壓力損耗系數(shù) 通常在 0 25 0 5 范圍內選取 p 150 Mpa 計算得 k 0 3 p c 0 3 150 45 Mpa 計算鎖模力 F 鎖 Pc A 1000 165 24 KN 注塑機的鎖模力 F 3500KN 計算注塑機額定鎖模力應為 165 24KN 注塑機的鎖模力遠 遠大于校核計算出的額定鎖模力 則所選注塑機的鎖模力滿足使用要求 3 最小模具尺寸 注塑模外形尺寸應小于注射機工作臺面的有效尺寸 模具長寬方向的尺寸要與注射機拉 桿內間距相適應 模具至少要有一個方向的尺寸能穿過拉桿間的空間裝固在注射機工作臺面 上 所選注塑機的拉桿間距為 545 485mm 本設計的模具的總體尺寸為 450 340 mm 可 以穿過拉桿間的空間裝固在注射機工作臺面上 4 模具厚度 公式 Hmin Hm Hmax 式中 Hm 所設計的模具厚度 mm Hmin 注塑機允許的最小模具厚度 mm Hmax 注塑機允許的最大模具厚度 mm 本設計的模具的厚度為 340mm 大于注塑機允許的最小模具厚度 250mm 小于注塑機允 許的最大模具厚度 500mm 滿足使用要求 5 開模行程的校核 開模取出塑件所需的開模距離必須小于注塑機的最大開模行程 該模具是雙分型面注射模 其開模行按下面式子校核 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 12 公式 S H1 H2 5 10 mm 式中 H 1 塑件脫出距離 mm H2 包括流道凝料在內的塑件高度 mm H2 102mm H1 8mm S H1 H2 5 10 mm 102 8 5 10 115 120 mm 所選注塑機的開摸行程為 490mm 大于計算所得的開摸行程 115 120mm 所以 所選的 注塑機滿足使用要求 3 4 對注塑機進行調整 調整內容包括有 選擇螺桿及噴嘴 調節(jié)頂出系統(tǒng)及抽芯裝置 調整塑化能力 調節(jié)注 射壓力 調節(jié)成型時間 調節(jié)模溫及水冷系統(tǒng) 操作順序調節(jié)加料量及加料方式 調節(jié)鎖模 系統(tǒng) 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 13 4 澆注系統(tǒng) 4 1 澆注系統(tǒng) 4 1 1 澆注系統(tǒng)設計總則 澆注系統(tǒng)設計是注射模具設計的一個重要環(huán)節(jié) 它對注射成型周期和塑件質量 如外觀 物理性能 尺寸精度等 都有直接影響 設計時需遵循以下原則 1 結合型腔布局考慮 應注意以下三點 1 盡可能采用平衡式布置 以便設置平衡式分流道 2 型腔布置和澆口開設部位力求對稱 防止模具承受偏載而產生溢料現(xiàn)象 3 型腔排列要盡可能緊湊 以減小模具外形尺寸 2 熱量及壓力損失要小 為此澆注系統(tǒng)流程應盡量短 斷面尺寸盡可能大 盡量減少彎 折 表面粗糙度要低 3 保平衡進料 盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落 即分流 道盡可能采用平衡式布局 4 消除冷料 澆注系統(tǒng)應能捕集溫度較低的 冷料 防止其進入型腔 影響塑件質量 5 排氣良好 澆注系統(tǒng)應能夠順利地引導塑料熔體充滿型腔各個角落 使型腔的氣體 能順利排出 6 防止塑件出現(xiàn)缺陷 避免熔體出現(xiàn)填充不足或塑件出現(xiàn)氣孔 縮孔 殘余應力 翹 曲變形或尺寸偏差過大以及塑料將嵌件沖壓位移或變形等各種成型不良現(xiàn)象 7 塑件外觀質量 根據塑件大小 形狀及技術要求 做到去除修整澆口方便 澆口痕 跡無損塑件的美觀和使用 8 生產效率 盡可能使塑件不進行或少進行后加工 成型周期短 效率高 9 塑料熔體流動特性 大多數(shù)熱塑性塑料熔體的假塑性行為 應予以充分利用 4 2 流道設計 4 2 1 主流道的設計 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 14 主流道通常位于模具中心塑料熔體入口處 它將注射機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道 或型腔 其形狀為圓錐形 便于塑料熔體順利地向前流動 本設計采用的是點澆口的三板式模具 當推流道板使流道凝料自動墜落時 澆口套與推 流道板的滑動配合部分應有 5 15 的錐度 以保證使用安全 動作可靠 為防止注射機噴嘴與澆口套兩部分向接觸處有間隙而產生的溢料 澆口套的球半徑應比 噴嘴的球半徑大2 3mm 主流道的小端尺寸應比噴嘴孔尺寸稍大 這樣可使噴嘴與澆口套對 位容易 另外 為使?jié)部谔字械乃芰先菀酌撾x主澆道 應設有脫模斜度 這個斜度一般最小 不低于1度 4 2 2 冷料井設計 冷料井位于主流道正對面的動模板上 或處于分流道末端 其作用是捕集料流前鋒的 冷料 防止 冷料 進入型腔而影響塑件質量 開模時又能將主流道中的凝料拉出 冷 料井直徑宜稍大于主流道大端直徑 該設計采用分流道冷料井 當分流道較長時 可將分流道的盡頭沿料流前進方向延長作 為分流道冷料井 以儲存前鋒冷料 其長度為分流道直徑的 1 5 2 倍 4 2 3 分流道的設計 分流道是主流道與澆口之間的通道 本模具采用一模兩腔成型 而且是三板式模具 采 用非平衡式分流道 分流道設計要點 1 在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體順利充滿型腔的前提下 分流道截面積與長度最 好取小值 分流道轉折處應以圓弧過渡 2 分流道較長時 在分流道的末端應開設冷料井 3 分流道的位置可單獨開設在定模板或動模板上 也可以開設在動 定模板上 合模 后形成分流道截面形狀 4 分流道與澆口連接處應加工成斜面 并用圓弧過渡 流道布置如圖 4 1 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 15 圖 4 1 流道布置 4 3 澆口設計 1 澆口設計原則 1 澆口尺寸及位置選擇應避免熔體破裂而產生噴射和蠕動 2 澆口位置應有利于流動 排氣和補料 3 澆口位置應使流程最短 料流變向最少 并防止型芯變形 4 澆口位置及數(shù)量應有利于減少熔接痕和增加熔接強度 該設計采用點澆口形式 點澆口又稱橄欖形澆口或菱形澆口 是一種截面尺寸特小的圓 形澆口 點澆口位置限制小 去除澆口后殘余痕跡小 不影響塑件外觀 開模時澆口可自動 拉斷 有利于自動化操作 4 3 1 澆口位置的選擇與數(shù)目 澆口位置與數(shù)目對塑件質量有很大的影響 在選擇澆口位置可遵循以下原則 1 避免制件上產生噴射等缺陷 澆口的尺寸比較小 如果正對著一個寬度和厚度都比較 大的填充空間 則高速的塑料熔體通過澆口注入型腔時 將受到很大的剪切應力 會產生噴 射和蠕動等現(xiàn)象 形成制品內部和表面的缺陷 同時噴射還會使型腔內空氣難以排除 造成 塑件內有空氣泡 甚至在某角落出現(xiàn)焦痕 避免噴射有兩種方法 一是加大澆口截面尺寸 降低熔體流速 二是采用沖擊型澆口 2 澆口設在塑件截面最厚處 當塑件壁厚差較大時 在避免噴射的前提下澆口開設在塑 件截面最厚處 以利于熔體流動 排氣和補料 避免產生縮孔和表面凹陷 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 16 3 有利于塑料熔體的流動 當塑件上有加強筋時 可利用加強筋作為改善流動的通道 防止注不滿 4 有利于型腔排氣 在澆口位置確定后 應在型腔最后填充處或遠離澆口的部位 開設 排氣槽 或利用分型面 推桿間隙等模內活動部分排氣 5 考慮塑件使用時的載荷情況 通常澆口位置不能設置在塑件承受彎曲載荷或受沖擊力 的部位 原因在于塑件澆口附近殘余應力大 強度差 一般能承受拉應力 不能承受彎曲應 力和沖擊力 6 減少或避免塑件的融解痕 增加融接牢度塑料熔體流動前沿的匯合處常會形成熔接 痕 導致該處的強度降低 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 17 5 成型零部件 5 1 成型零部件設計 本套模具的成型零部件設計首先根據材料的性能 制件的使用要求確定型腔各零部件之 間的組合方式 然后根據制件的尺寸確定型腔的總體結構 分型面 排氣部位 脫模方式等 本模具的成型部件有凸模 凹模 主型芯 推塊等 5 1 1 分型面的設計 分型面的位置影響著成型零部件的結構形狀 型腔的排氣也與分型面的選擇有密切關系 其設計采用依據 1 分型面設在塑件截面尺寸最大的地方 便于脫模和加工型腔 這是分型面選擇的首 要原則 2 有利于保證塑件尺寸精度 因塑件孔有同軸度要求 應使塑件相關的部分在動模部 分成型 滿足精度要求 3 有利于保證塑件的外觀質量和滿足塑件使用要求 塑料融體容易在分型面上產生飛 邊 從而影響塑件的外觀質量 因此分型面應選擇在不影響外觀的地方 4 考慮注射機的技術規(guī)格 使模板間距大小合適 SZ 4000 800 注射機的開模行程為 1200mm 注射模開模距離位 130mm 符合注射機的開模行程范圍 5 盡可能將塑件留在動模一側 6 有利于排氣 由于采用點澆口 為了脫澆道凝料必須設置兩個分型面 第一分型面用來脫落澆道凝料 第二分型面用來脫塑件 根據上述原則 1 分型面設在塑件截面尺寸最大的地方 便于脫模 和加工型腔 第二分型面選在塑件在垂直于拔模方向上最大投影的方向 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 18 圖 5 1 分型面位置 5 1 2 排氣系統(tǒng)的設置 型腔內的氣體很容易沿分型面 頂桿孔處溢出 因此大多數(shù)模具不必特意設置排氣系統(tǒng) 但應注意 分型面要有一定的粗糙度例如使用粗砂輪對分型面進行研磨 研磨時砂輪線必須 指向外側 這樣就可以保證在熔體填充過程中氣體沿分型面排除 實際上模具內的空氣并不 局限于型腔內 特別是三板式注射模 不能忽視存在流道中的空氣 此外 塑料熔體會產生 微量分解的氣體 這些氣體必須及時排除 5 1 3 成型鑲塊的結構設計 兩個型腔作為一個成型鑲塊 整個模具共有 3 個成型鑲塊 若其中一個損壞 不至于報 廢整個型腔板 把型腔墊塊嵌在四壁 型腔墊塊用高碳鋼制成 置換方便 易于模具拆裝 成型鑲塊之間采用凹凸槽相互扣鎖 減小整體凹模在高壓下的變形和鑲塊的位移 3 個鑲塊 采用過盈配合 以準確定位 并可靠緊固 5 1 4型芯的結構計算 根據平均尺寸法的計算公式 型芯的徑向尺寸為 zscpMLSL 431 其中 LW 型芯徑向尺寸 mm z 型芯制造公差 mm 一般為 1 5 1 3 在這里取1 4 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 19 Scp 塑料的平均收縮率 LS 塑件徑向公稱尺寸 mm 塑件公差值 mm 型芯的高度尺寸為 zscpMHS 321 其中 HW 型芯高度徑向尺寸 mm z 型芯高度制造公差 mm 一般為 1 5 1 3 在這里取1 4 Scp 塑料的平均收縮率 HS 塑件徑向公稱尺寸 mm 塑件公差值 mm 并且有 minax21Scp 由表3 2可以得知ABS的計算收縮率為0 4 0 7 故得 5 04 7 021 cpS 則塑件型芯的有關尺寸計算結果如下式 直徑為 14 的型芯的工作尺寸為 045 12 04 31405 1 D 同理可知其它型芯尺寸 4 5 035 14 06298 435 0 1 D 1 6 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 20 03 12 0468 36 1 05 1 D B 1 03 12 0485 3105 1 B L 1 4 03 12 0487 36 1 05 1 l 深度為5 的型芯尺寸為 035 14 028 3250 1 H 同理 型芯其它高度尺寸為 H 13 7 045 18 0493 327 1 05 1 H H 1 03 12 0485 32105 1 5 1 5 成型零件工作尺寸計算 本設計應用了 Pro E 的工作計算 該成型零件的工作尺寸有 Pro E 軟件自動計算得出 5 1 6 型腔壁厚的計算 在注射過程中 模具的型腔將受到高壓的作用 因此模具型腔應該有足夠的強度和剛度 側壁厚度的計算 公式 t C r p p 2pM 0 5 1 式中 p M 模腔壓力 Mpa 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 21 p 材料許用應力 Mpa 計算得 t C 22 5 343 343 2 150 0 5 1 41 05mm 取 70mm 則?？騻缺诤穸葹?70mm 底壁厚度的計算 公式 th r 1 22p M p 0 5 式中 p M 模腔壓力 Mpa p 材料許用應力 Mpa 計算得 th 110 1 22 150 343 0 5 45 62mm 取 60mm 則?？虻妆诤穸葹?60mm 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 22 6 脫模機構 6 1 脫模機構選用原則 為了保證塑件在頂出過程中不變形或不損壞 必須正確分析塑件對模腔粘附力的大小及 其所在部位 以便選擇合適的頂出方式和頂出裝置 使頂出力得以均勻合理的分布 頂出位 置應設置在頂出阻力大的地方也就是使塑件不易變形的部位 由于塑件收縮時包緊型芯 因此頂出力作用點應盡量靠近型芯 同時頂出力應施于塑件 剛性和強度最大的部位 如凸緣 加強筋等處 作用面積也盡可能大一些 抽拔時塑件的受力狀況要好得多 因為在抽拔力作用的周圍 有腔壁支撐著 但在抽拔 型心的同時 就要考慮塑件的受力狀況是否會導致塑件變形或損壞 在選擇頂出位置時應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位 尤其是用頂桿頂 出時更應注意這個問題 另外與塑件直接接觸的脫出零件的配合間隙要保證不溢料 以免在 塑件上留下飛刺痕跡 6 2 頂桿脫模機構 頂桿脫模機構 如圖 6 1 由頂桿 頂桿固定板 頂桿墊板 推塊 復位桿等組成 頂桿 復位桿都裝在頂桿固定板上 然后用螺釘將頂桿固定板和頂桿墊板連接固定成一 個整體 當模具打開并達到一定距離后 注塑機上的機床頂桿將模具的頂出機構擋住 使其 停止隨動模一起移動 而動模部分還在繼續(xù)移動 于是塑件從動模中脫出 合模時 復位桿 首先與定模分型面接觸 使頂出機構與動模產生相反方向的相對移動 模具完全閉合后 頂 出機構便回復到了初始的位置 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 23 圖 6 1頂桿脫模機構 6 3 澆注系統(tǒng)凝料的脫出和自動墜落 本設計的塑件屬于大批量生產的產品 要求高速自動化生產 這不僅要求塑件能自動脫 模 也要求流道凝料能自動墜落 6 4 側抽芯機構 本設計選取的塑件為體溫計殼體 需要進行較大距離側抽芯動作 能夠進行較大距離側 抽芯動作的方案有兩個 第一方案是使用齒輪齒條進行側抽芯 齒輪齒條側抽芯機構見圖 6 3 齒輪齒條側抽芯機構 齒輪齒條側抽芯機構是借助于開模力或頂出力通過齒輪齒條的嚙 合傳動 使側抽芯完成抽芯動作 第二方案是使用液壓裝置進行側抽芯 液壓裝置側抽芯 機構見圖 6 4 液壓裝置側抽芯機構 液壓側抽芯機構的抽拔力上是靠液壓油缸的壓力推動 活塞而實現(xiàn)的 液壓側抽芯的特點是 由于側抽芯的受力點均設在側抽拔力的中心 又是直 線平移運動 所以在側抽芯時運動平穩(wěn) 不容易產生扭曲和上翹等運動障礙 同時 抽拔力 和抽芯距可以設的很大 而模具結構較為簡單 便于制造 在大型模具 特別是抽芯距很大 的長塑料管狀制品的側抽芯中均得到應用 其缺點是需要有整套液壓裝置 模具占有空間也 較大 故在應用時受到了限制 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 24 比較以上兩套方案 若使用齒輪齒條進行側抽芯 雖然可以保證抽芯距 但抽拔力難以 計算 并且 齒輪軸的扭矩跟側抽的抽拔力有關 所以齒輪軸的扭矩也無法估計 齒輪軸的 剛度和強度也難以校核 齒輪和齒條上輪齒的齒根強度和表面疲勞度由于沒有齒輪軸的扭矩 也無法校核 若使用液壓裝置進行側抽芯 抽芯距和抽拔力都可以保證 而且側抽芯時運動 平穩(wěn) 模具結構簡單 綜合以上因素 決定采用斜導柱裝置進行側抽芯 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 25 7 導向及定位機構 7 1 導向及定位機構的作用 1 定位作用 導向裝置直接保證動 定模的合模位置的準確性 保證塑件的精度 2 導向作用 合模時引導動模安裝正確閉合 防止型心損壞 并承受一定的側向力 3 載作用 融料的融體在沖模的過程中 或由于成型設備精度臺地的影響 因而在成型 過程中 導向機構承受一定的側向力 4 保持運動平穩(wěn)作用 7 2 導向機構的結構設計 7 2 1 導向機構總體結構的設計 1 導向零件應合理的均勻分布在模具的周圍或靠近邊緣部分 其中心至邊緣應保證足 夠的距離 以防止壓入導柱和導套后發(fā)生變形 導柱通常設在離中心線 1 3 出處的長邊上 2 根據模具的形狀和大小 和模具凸模與凹模合模時有方位要求 則用兩對直徑不同 的導柱 3 由于塑件通常留在動模 所以為了便于脫模導柱通常安裝在定模 4 各導柱 導套及導向孔的軸線應保證平行 否則影響合模的準確 甚至損壞導向零 件 5 在合模時 應保證導向零件首先接觸 避免凸模先進入型腔 導致成型零件損壞 6 當定模板采用合并加工時 導柱裝配處的直徑應于導套外徑相等 導向機構如圖 7 1 7 2 2 導柱的設計 1 導柱的長度必須比凸模端面的高度高出 6 8mm 以免在導柱未導正方向之前凸模先 進入型腔 相碰而損壞 此外 導柱長于凸模端面 分模后可按任何有利于操作的位置放在 工作臺上 而不至于擦傷凸模成型表面 2 為使導柱能順利的進入導向孔 導柱的端部作成圓錐狀的先導部分 3 導柱的直徑應根據模具的尺寸來定 應保證具有足夠的抗彎強度 4 導柱應具有堅硬而耐磨的表面 堅韌而不易折斷的內芯 因此采用碳素工具鋼 T8A 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 26 經淬火處理 硬度為 55HRC 以上 導柱尾部常埋入模板內 固定部分按 H7 n6 配合 導柱滑動部分按間隙配合 7 2 3 導套的設計 1 本模具采用的是直導套 檢修更換方便 能保證導向精度 導套安裝時 與板之間 為過盈配合 H7 n6 2 為使導柱比較順利的進入導套孔 在導套孔的前端應設有圓角 導套孔的滑動部分 應采取間隙配合 這樣可以改善摩擦 以防止導柱或導套拉毛 圖 7 1 導向機構 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 27 8 冷卻系統(tǒng) 8 1 冷卻系統(tǒng)設計的意義 熱塑性塑料注塑成型的過程 是將溫度較高的熔融塑料 通過高壓注射進入溫度較低的模 具中 經過冷卻凝固 從而得到所需的制品 首先 從提高生產效率的角度來看 成型過程中的 成型周期是一個非常重要的環(huán)節(jié) 由于在整個成型周期中50 60 的時間用于對制品的冷卻 因此 在成型過程中冷卻時間長短的重要意義不言而喻 8 2 冷卻系統(tǒng)的設計原則 1 在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下 冷卻水道盡可能設置在靠近型腔表面 2 在保證模具材料有足夠的機械強度的前提下 冷卻水道應安排的盡量緊密 3 冷卻水道的直徑應優(yōu)先采用大于 mm 并且各個水道的直徑應盡量相同 避免由于 因水道直徑不同而造成的冷卻液流速不均 4 對于大 中型模具 由于冷卻水道很長 會造成較大的溫度梯度變化導致在冷卻水 道末端 出口處 溫度上升很高 從而影響冷卻效果 從均勻冷卻的方按考慮 對冷卻液在 出入口處的溫差 一般希望控制在 以下 而精密成型模具 多型腔模具的出 入口溫差 則要控制在 以下 冷卻水道長度在 m 以下 因此 對于大 中型模具 可將冷卻水道分成幾個獨立的回路來增大冷卻液的流量減少壓力損失 提高傳熱效率 5 在模具中的流速 以盡可能高一些為好 但就其流動狀態(tài)來說以湍流為佳 在湍流 下的熱傳遞比層流高 倍 因為在層流中冷卻液作平行于冷卻水道壁諸同心層的運 動 每一個同心層都好比一個絕熱體從而妨礙了模具向冷卻液散發(fā)熱過程的進行 然而一旦 到達了湍流狀態(tài) 再增加冷卻液再冷卻水道中的流速 其傳熱效率并無明顯提高 6 制品較厚的部位應特別加強冷卻 7 充分考慮所用的模具材料的熱傳導率 通常 從力學強度出發(fā) 選擇剛材為模具材 料 如果只考慮材料的冷卻效果時 則導熱系數(shù)越高 從熔融塑料上吸收熱量越迅速 冷卻 的越快 因此 在模具中對于那些冷卻液無法通到而又必須對其加強冷卻的地方 可采用青 銅材料進行鑲拼 8 3 冷卻參數(shù)計算 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 28 如果忽略模具因空氣對流 熱輻射 與注塑機接觸所散失的熱量 假設塑料在模內釋放 的熱量全部由冷卻水所帶走 則模具冷卻時所需冷卻水的體積流量計算如下 公式 V G i 60C t 1 t2 m3 min 式中 V 冷卻水的體積流量 m 3 min G 單位時間內注入模具的塑料質量 kg h i 塑料成型時在模內釋放的熱焓量 J kg C 冷卻水的比熱容 J kg K 冷卻水的密度 kg m 3 t1 冷卻水的出口溫度 t2 冷卻水的進口溫度 計算得 V 24 3 5 10 5 3 6 60 103 4187 28 20 0 01505 m3 min 查閱 塑料模具技術手冊 223 頁表 3 44 冷卻水流速與水孔直徑的關系 得出冷卻水 道直徑應為 6mm 傳熱水孔總傳熱面積的計算 公式 A G i 3600 T W T m 2 式中 A 冷卻水孔總傳熱面積 m 2 G 單位時間內注入模具的塑料質量 kg h 冷卻水的傳熱系數(shù) W m 2 K C 冷卻水的比熱容 J kg K 冷卻水的密度 kg m 3 TW 模具溫度 T 冷卻水的平均溫度 計算得 A 24 3 5 10 5 3 6 3600 1578 22 60 24 0 1479 m 2 冷卻水管長度的計算 公式 L G i 3600 vd 0 8 Tw T m 式中 L 冷卻水孔總長度 m 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 29 計算得 L 24 3 5 105 3 6 3600 3 14 7 95 4187 1 32 0 01 0 8 60 24 0 17 m 則冷卻水孔總長度應為 0 17m 8 4 冷卻回路的布置 由于型腔鑲塊較多 不便于開設通孔進行冷卻 如圖 8 1 在模板 型腔墊塊及型腔鑲 塊上開設通孔 在成型鑲塊上開設沉孔 孔端加工出螺紋 側向鉆出沉孔 孔端用螺紋堵頭 堵住 在成型鑲塊內部構成 U 形回路 用軟管接頭插入模板 型腔墊塊及型腔鑲塊上的通孔 螺紋擰入成型鑲塊 軟管接頭的水嘴接上冷卻水后 每個成型鑲塊就都構成了一個 U 形的冷 卻回路 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 30 圖 8 1 冷卻回路 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 31 9 動作原理 模具開合模的過程如下 第一次開模時 由定距拉桿上的彈簧來迫使模具從第一分型面打開 此時 澆道凝料被 拉料桿拉住留在定模一側 點澆口被拉斷 繼續(xù)開模 由定距螺釘帶動凝料推板向動模一側 運動 澆道凝料從拉料桿上脫落并自動墜落 繼續(xù)開模 液壓側抽裝置開始進行側抽動作 在定距拉桿的凸肩碰到定模板之前會完成側抽芯動作 側抽裝置移動的距離由擋塊控制 當 定距拉桿的凸肩碰到定模板時 第二分型面被強制拉開 繼續(xù)開模 模具的頂出板會碰到注 塑機的推桿 由頂出板帶動頂出桿將塑件頂出 塑件自動脫落 頂出板由復位桿上的彈簧以 及復位桿來復位 頂出板復位后 注塑機會推動模具閉合 模具在導柱的導向作用下完成合 模動作 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 32 10 結束語 歷經近三個月的畢業(yè)設計即將結束 敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查 在這次畢業(yè)設計中通過參考 查閱各種有關模具方面的資料 請教各位老師有關模具方 面的問題 特別是模具在實際中可能遇到的具體問題 使我在這短暫的時間里 對模具的認 識有了一個質的飛躍 使我對塑料模具設計的各種成型方法 成型零件的設計 成型零件的 加工工藝 如線切割 電火花加工 CNC 電腦數(shù)控加工 主要工藝參數(shù)的計算 產品缺陷 及其解決辦法 模具的總體結構設計及零部件的設計等都有了進一步的理解和掌握 模具在 當今社會生活中運用得非常廣泛 掌握模具的設計方法對我們以后的工作和發(fā)展有著十分重 要的意義 從陌生到開始接觸 從了解到熟悉 這是每個人學習事物所必經的一般過程 我對模具 的認識過程亦是如此 經過三個月的努力 我相信這次畢業(yè)設計一定能為四年的大學生涯劃 上一個圓滿的句號 為將來的事業(yè)奠定堅實的基礎 在這次設計過程中得到了老師以及許多同學的幫助 特別是陳偉老師和張孟君老師的悉 心指導 使我受益匪淺 在此 對關心和指導過我各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感 謝 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 33 11 致謝 感謝在設計過程中給予我無私幫助的老師和同學 感謝老師 沒有你們的正確指導我的 設計就不會如此的順利 感謝各位老師在百忙工作中仍然幫我審閱圖紙 修改說明書 在這 里特別要感謝我的指導老師陳偉老師和張孟君老師 嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L 淵博的知識和踏實的 科研精神為我今后的學習和工作樹立了榜樣 還要感謝同專業(yè)的同學在畢業(yè)設計中對我的真 誠幫助 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計 論文 34 12 參考文獻 1 許發(fā)樾 實用模具設計與制造手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2000 10 2 商玉林 賀辛亥 殼體零件成形工藝分析及模具設計 模具制造 2003 1 3 殼體縮口工藝及模具 模具技術 2001 2 4 殼體塑料注射模及整形工藝 模具工業(yè) 1996 3 5 李海梅 申長雨 注塑成型及模具設計 北京 化學工業(yè)出版社 1997 4 6 柳燕君 楊善文 模具制造技術 北京 高等教育出版社 2002 6 7 蔣繼宏 王效岳 注塑模具典型機構 100 例 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 6 8 徐佩弦 塑料件的設計 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 6 9 福島有一 塑料注射成型模具設計 東京 日刊工業(yè)新聞社 2002 11 10 朱光力 萬金保 塑料模具設計 北京 清華大學出版社 2003 1 11 賈潤禮 程志遠 實用注塑模設計手冊 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 4 12 大連理工大學工程畫教研室 機械制圖 北京 高等教育出版社 1993 5 13 塑料模設計手冊 編寫組 塑料模設計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1994