游泳鏡盒注塑模具設計,游泳,注塑,模具設計
游泳鏡盒注塑模具設計
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摘 要
本次設計的是的眼鏡盒注塑模具設計，分析可知該零件的外形比較大，深度較大，因此采用澆注系統(tǒng)為點澆口模式，一個模具1個型腔，雙分型面注射成為本次設計的結構模式。本次設計的具體操作如下：首先是對于本次所要設計的塑件進行一系列的分析。其中包括了對塑件結構的尺寸分析和材料分析。然后是是對本次設計的塑件設計一個合理的方案。其中包括了分型面的確定，型腔數(shù)量的確定以及澆注系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設計。
對于該模具的設計，我們先要選定一臺符合本次設計要求的注塑機。然后是設計該塑件的澆注系統(tǒng)。接著是對成型零部件的結構設計和工作尺寸的計算。以及對排氣系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化。最后是對于整個模具的裝配的要求和過程，并且使用CAD軟件繪制了本次設計的模具的裝配圖和各個零件圖。總結了設計說明書。
關鍵字：注塑模具；側澆口；CAD。
Abstract
Is the design of the injection mould for plastic flowerpot design and analysis shows that the parts of the shape, depth larger, so the use of gating system for straight gate mode and a die cavity, a single type of injection become structure model of the design. The design of the specific operation is as follows: first of all this is to design a series of plastic parts analysis. Including the size of the plastic parts analysis and material analysis. Then it is a reasonable scheme for the design of plastic parts.. Which includes the determination of parting surface, the number of cavities, and the design of pouring system and ejection system..
For the design of the die, we must first select a injection molding machine which meets the requirements of this design.. Then the design of the plastic parts pouring system. Then it is the structure design and working size calculation of the forming parts.. And optimize the exhaust system and cooling system.. Finally, the assembly of the entire mold the requirements and process, and the use of CAD software to draw the design of the mold assembly and all parts diagram. The design specification is summarized..
Keywords: injection mold; side gate; CAD.
摘 要 2
1.緒論 2
1.1塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位 2
1.2模具在我國的發(fā)展歷程 3
1.3前景展望 3
2.塑件的整體性的分析 4
2.1 對于塑件公益性質特點的分析 4
（1）對于塑件尺寸精度的選擇及分析 5
（2）脫模斜度分析 5
（3）粗糙度分析 5
2.2 產品材料分析 5
3.塑件的成型過程 7
4.了解注射機的結構及其分類 8
4.1大概情況的了解注射機的原理 8
4.2注塑機的分類 8
4.3注塑機的計算及選擇方法 8
5.模具結構的整體分析選擇及設計 9
5.1 計算并確定型腔數(shù)目 9
5.2 分型面確定的方式和方法 10
5.3 計算塑件的尺寸方法和精度尺寸的選用 10
5.4澆注系統(tǒng)的說明及特點 12
5.4.1關于主流道設計方法和事項 13
5.4.2分流道的分析方案及設計 14
5.4.3 澆口的設計方式及準則 16
5.5導向機構的設計 16
5.5.1對于導柱的設計 17
5.5.2導套的設計 18
5.6 設計并計算推出結構的參數(shù) 19
5.6.1推件力的分析計算和注意事項 19
5.6.2組成頂出機構的條件及參數(shù) 20
5.7排氣系統(tǒng)的設計 22
5.8設計并計算冷卻系統(tǒng)的參數(shù) 22
5.8.1 初步計算冷卻時間 22
5.8.2 模具加熱方法和冷卻系統(tǒng)設計計算 22
6.模具概況分析及其了解 25
7校驗注射機各個參數(shù)情況 27
7.1校核該注射機的容量參數(shù) 27
7.2驗算合模力的合格與否 27
7.3對于模具厚度的校核 27
7.4 開模行程的校核 27
結 論 29
致 謝 30
參考文獻 31
附錄1：外文翻譯 33
附錄2：外文原文 41
1.緒論
模具是工業(yè)生產的重要裝備，是國民經(jīng)濟的基礎設備，是衡量一個國家和地區(qū)工業(yè)水平的重要標志。模具在電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，是工業(yè)發(fā)展的基石，被人稱為“工業(yè)之母”和“磁力工業(yè)”。
模具是制造業(yè)的重要基礎裝備，是工業(yè)化國家實現(xiàn)產品批量生產和新產品研發(fā)所不可缺少的工具。用模具生產制品所表現(xiàn)出來的高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復雜程度是其他任何制造方法所不及的。換句話說，沒有高水平的模具就不會有高水平的工業(yè)產品。模具業(yè)是否強盛也反映出一個國家工業(yè)的強弱。
1.1塑料制品和注射成形在模具業(yè)的重要地位
塑料制品具有原料來源豐富,價格低廉,性能優(yōu)良等特點。它在電腦、手機、汽車、電子、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊產品制造中具有不可替代的作用，應用極其廣泛。
注射成形是成形熱塑件的主要方法，因此應用范圍很廣。注射成形是把塑料原料放入料筒中經(jīng)過加熱熔化，使之成為高黏度的流體，用柱塞或螺桿作為加壓工具，使熔體通過噴嘴以較高壓力注入模具的型腔中，經(jīng)過冷卻、凝固階段，而后從模具中脫出，成為塑料制品。
塑料注射成形工藝的最大特點是復制，能夠復制出所需任意數(shù)量的可直接使用或稍作處理即可使用的制品，是一種適宜大批量生產的工藝。雖然在設備上投入較大，但是可以生產制品的數(shù)量非常大，實屬一種經(jīng)濟快捷的生產方式，因此得到廣泛的應用和快速的發(fā)展。
1.2模具在我國的發(fā)展歷程
在我國工業(yè)中，模具長期未受到重視。改革開放以來，塑料成形、家用電器、儀表、汽車等行業(yè)進入大批量生產，模具工業(yè)有了一定的發(fā)展。隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛，質量要求也越來越高。當今社會的進步和發(fā)展，使原有的商品已經(jīng)不能滿足人們對物質的需求，然而有些商品的制造必須依靠模具才能夠生產加工出來，因此，模具的發(fā)展與人們的生活關系越來越緊密，如我們使用的電腦、手機、汽車等產品都要依靠模具。在塑料制品的生產中，高質量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質的模具材料和現(xiàn)代化的成形設備等都是成形優(yōu)質塑件的重要條件。
我國模具工業(yè)雖然有了長足的發(fā)展，取得了巨大進步，但是我們也要清醒地看到，我國模具工業(yè)總體水平比工業(yè)發(fā)達國家要落后很多，這與我國制造業(yè)發(fā)展的要求相比差距還很大；我們的企業(yè)技術裝備還比較落后，勞動生產率也較低；模具生產專業(yè)化、商品化、標準化程度也不夠高；模具產品主要還是以中低檔為主，技術含量較低，高中檔模具多數(shù)要依靠進口，產品結構調整的任務很重；人才緊缺，管理滯后的狀況依然突出，等等?？梢?，我國模具工業(yè)的發(fā)展任重而道遠。
1.3前景展望
我國進入實施國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的第十一個五年規(guī)劃期，模具工業(yè)的發(fā)展也將進入一個關鍵時期。在這一時期，模具行業(yè)的主要任務是，在黨中央關于把我國建設成為創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略思想指引下，進一步推進改革，調整結構，開拓市場，苦練內功，提升水平，使我國模具工業(yè)在整體上再上一個新臺階。不斷提升模具制造水平，振興我國裝備制造業(yè)，為實現(xiàn)把我國建設成為制造業(yè)強國的宏偉目標而奮斗。
2.塑件的整體性的分析
2.1 對于塑件公益性質特點的分析
圖2.1零件圖
（1）對于塑件尺寸精度的選擇及分析
塑件的表面精度一共有三種，分別是5級、6級、7級，在這里我們取表面精度為7級。在生產塑料制品時，塑型一般都是通過模具來實現(xiàn)的。所以塑件表面都會比模具的工作面粗糙，粗糙度相差一個等級。為符合國標取Ra=6.3μm。
所需工件厚度取值：如表2-1
（2）脫模斜度分析
在塑件冷卻之后，因為熱脹冷縮所以會使型芯脫模的阻力增大。為減小脫模時候的阻力就需要在設計模具時選擇恰當?shù)拿撃＝嵌?。如果所需加工件的高度?5mm以下時便可忽略脫模斜度。與之相反，如果該工件的形狀相對較為復雜，則需要精確計算脫模的斜度。由上可知，此次我們設脫模角度為30′，因為工件的高度一般，冷卻后塑件的縮進不會很大。
（3）粗糙度分析
加工件的表面粗糙度應該在1.6~0.2μm之間，但是加工時產生熱量會讓表面粗糙度的數(shù)值在范圍內
2.2 產品材料分析
PP材料質地較輕，密度比水要小可漂浮于水面，并且具有很強的延展性和抗疲勞能力。在電視機、空調、顯示器、等生活用品上隨處可見，也可用于螺絲刀等工業(yè)元件。PP材料物理化學性質：
圖2.2 材料
57
3.塑件的成型過程
a 塑化過程
b 充模過程
c 冷卻凝固過程
d 脫模過程
從開始a到最后的d的整個流程中，四個步驟構成了一個封閉的循環(huán)鏈，重復這一個循環(huán)的過程就完成了一次塑件的成型，反反復復就會加工出多個成型的塑件。
4.了解注射機的結構及其分類
4.1大概情況的了解注射機的原理
.4.2注塑機的分類
注射機分為臥式、直角式、立式
4.3注塑機的計算及選擇方法
1.注射量的初步計算
如圖4.2所示塑件的體積：
4.2
2.對凝料體積做出合理的預算
計算凝料的體積時由于流道中凝料的體積無法知道，這時候就需要預算出流道中凝料的體積，預估時通常情況下就按照塑件體積的0.3倍計算，得到：
3 選擇注射機的型號
由上得到注入型腔塑料體積V=64.48，查表得V公= 。
進過計算這次設計的注射機選用的型號是XS-ZY-125型的注射機[
]。
通過對該型號注射機的了解，該型號的注射機的主要參數(shù)如下圖：
5.模具結構的整體分析選擇及設計
5.1 計算并確定型腔數(shù)目
翻閱相關文獻可以了解到注塑模的型腔有一腔一模的結構和多腔一模的結構，兩者都有各自的有點和各自的缺點，了確定型腔數(shù)目時，需要注意以下幾點要求：
(1) 經(jīng)濟性的原因，價格是否合理；
(2) 對于注射機的一次注射量的值最大能達到多少；
(3) 確定定鎖模力的大小，根據(jù)這個力推斷出該注塑機是否具有合理性質；
(4) 要對制品精度有一定的了解，并對其的要求在什么范圍內有充分的認識。
根據(jù)上述條件經(jīng)過考慮，如果為要保持最高塑件的精度，就必須要采用一腔一模的結構形式作為本次設計的內容。
5.2 分型面確定的方式和方法
分型面的型面分成各種各樣的，都有各自的特點及用處，確定分型面的方式和方法：
1、塑件的外形最大輪廓處應該有相應數(shù)目的分型面，這樣做就是讓模具中脫塑件，實現(xiàn)全自動化。
2、開模時，塑件在動模的一側目的是為了讓塑件能夠順利的從模具中脫出；
3、要確保塑件質量不出現(xiàn)任何的差錯；
4、分型面的選擇一定要適當合理；
5、在型腔的末端要設計分型面確保型腔為了能夠良好的排氣；
6、將澆口的位置設計好以免不方便開模。
按照如下圖所示的方案來確定分型面的位置，確定的位置由于塑件的橫截面積相對較大積大，因此可以方便開模：
圖5.1
5.3 計算塑件的尺寸方法和精度尺寸的選用
查閱資料顯示：由于制作該塑件的材料的PP收縮相對來說范圍比較大，因此如果計算該材料的收縮率則需要按照均值計算的方法來確定。查閱相關的資料顯示：此次設計選用的塑件的材料的平均收縮率為1.75%。
翻閱資料查閱的精度等級表如下：
由塑件的要求，可查得：該塑件選4級精度。
用修正系數(shù)x表示型腔的高度深度和徑向尺寸在范圍內來取值，則計算方法和過程如下列：
1. 型腔凹模尺寸計算：
(一)、徑向方向上的型腔尺寸的計算公式如下列：
其中為凹模在徑向上所測量得到的尺寸的大小
為徑向方位的塑件所得到的工稱尺寸的數(shù)值
為平均的塑料的收縮率的大小
為成品塑件的所測量的公差數(shù)值的大小
為凹模制造所產生的尺寸公差
型腔徑向上所測量的尺寸大小為：，
當該成品塑件的尺寸精度為四級時，尺寸公差的大小就是：，
本次試選擇4可以達到理想的尺寸精度。
查閱資料得到的公式為：得：
則：尺寸1的數(shù)值為：
尺寸2的數(shù)值為：
=
(二)、型腔深度尺寸計算方法和計算過程：
經(jīng)過查閱資料得到的計算凹模深度大小的公式為：
本次設計的型腔的計算深度尺寸大小為：
當精度等級是四級時從δz=1/4Δ可知：
則：尺寸1：HＭ1+δz =
=
2型芯凸模尺寸的計算流程及準則：
(一) 型芯在徑向方向上的尺寸的計算方法：
———— 型芯徑向方向上的尺寸大小
———— 徑向方向上的尺寸的制造公差的大小
徑向的型芯尺寸的大小：
精度等級大小為四級的時候：
由得：
則：尺寸1：=0.08
尺寸2：
(二) 高度方向上型芯尺寸的計算：
————高度方向上的型芯的尺寸大小
————高度方向上的型芯的制造公差大小
由：
當精度等級的大小為四級時候：
則：HＭ1–δz =[（1+Scp）LS+2/3Δ]–δz
5.4澆注系統(tǒng)的說明及特點
澆注系統(tǒng)是否具有優(yōu)良的性能，對于成品塑件的外觀的好看與否和是否能夠擁有優(yōu)良的性能的塑件顯得至關重要。 其作用：能平穩(wěn)的將塑料熔體送入腔內，同時本報掛鉤排除腔內的型氣體。
通常情況下的澆注系統(tǒng)設計原則：通過學習要掌握該塑件的成型性能和該塑件的流動性能等特點。本次試驗必須采用短流程的方式來急速降低其在工作過程中產生的熱量及壓力的損失。澆注系統(tǒng)的設計應該遵循下列的要求和條件，第一，應便于排氣，第二，有效的填充型腔，從而保證塑件外觀質量。
5.4.1關于主流道設計方法和事項
a.計算主流道的尺寸大小
主流道的設計的原因就是它是熔體與噴嘴直接接觸的首要部分，還承擔了向噴嘴和分流道分流的作用，所以尺寸設計尤為重要。本次實驗的小端的主流道的尺寸大小為：（d1：為該機的噴嘴口的位置處直徑的尺寸大?。?
b.分析該主流道襯套的作用及其使用方法
澆口處的位置無可避免的會有摩擦力的產產生，形成摩擦熱，這個熱力導致其很容易被磨損，故對澆口處的材料的選擇有特殊的要求，與此同時為了防止主流道澆口的磨損此位置的交口應該便于更換和拆卸，同時為了主流道的加工方便和熱處理的效果，澆口套的設計應該是可拆卸方案的。經(jīng)過上述查表3.1可以了解到該型號的注射機的噴嘴半徑大小為，因此此澆口套球面半徑的大小應該比噴嘴大兩到三個毫米，此次設計中我們確定的半徑大小為，如圖所示的澆口套。
圖5.2 澆口套3d
圖5.3 澆口套
5.4.2分流道的分析方案及設計
通過分析了解到分流道在模具中起到主流道與澆口連接的作用，分流道的方向決定著塑料熔體的流動方向，因此分流到方向的改變會使塑料熔體迅速準確地到達型腔的各個位置。與主流道相比，分流道相對于主流道來說有一定的優(yōu)點，優(yōu)點就具有優(yōu)良的壓力傳遞性能，此外還具備很好的充填狀態(tài)，設計分流道的目的其實就是減少傳遞時產生的壓力和摩擦產生的熱量的損失。[
]
如圖分流道的設計：
圖5.4分流道
5.4.3 澆口的設計方式及準則
經(jīng)過分析計算我們本次實驗設計的澆口是點澆口比較好，澆口的位置放置于制件的正中間確保塑料到達型腔的每個角落的時間一致，所以示意圖如下圖所示：
圖5.5 澆口
5.5導向機構的設計
模具型腔的外圍或者模具型腔的邊緣部應該均勻著分布導向機構，但是其應該有合理的中心距，通過對模具的形狀和模具的大小的分析觀察，故在本次課題設計中選用了4根導向機構。
5.5.1對于導柱的設計
本次設計過程中使用了臺階式導柱，在這個導柱上設計的油槽可以幫助減少摩擦和產生的摩擦熱，導向條件得到了改善，經(jīng)過查閱資料可了解到導柱的材料是常用的T10A，尺寸經(jīng)過計算可知其大小為20，導柱的結構示意圖：
圖5.6 導柱
5.計算導柱結構時應該滿族下列要求：
（1） 長度 導柱的長度要比凸模端面要高。這樣可以避免導柱和凸模卻二者相撞而產生損壞。
（2） 形狀 一般選用錐形。
（3）材料 導柱材質要硬而且抗摩擦，內芯需要不易折斷。因此，一般都要經(jīng)過滲碳淬火處理讓此材料的硬度可以達到HRC50-55的范圍內。
（4）配合的精度要求 查閱資料可知道導柱與模板之間應該是過度配合，配合時可達到的精度等級為七級精度。
（5）對導柱的光潔度也有一定的要求，光潔度的精度等級要求在7級以上。
5.5.2導套的設計
(1)分
導套分直導套和帶頭導套。直導套的特點是：構架簡潔，加工方便，通常情況下可以用來加工簡單的模具或缺少墊板的導套等；帶頭導套的優(yōu)點是：結構相對來說比較復雜，在加工精度相對較高情況下使用很多。在本次設計中兩種導套都有用的到。
（2）形狀
首先導套的前端需要進行倒圓角的處理才能保證導柱能夠相對比較容易的快速的進入導套中，其次需要將導柱孔打通，這樣就可以避免孔由于氣體的壓力所造成的阻力會阻止導柱進入管內。
（3）長度的要求
導套在長度方向上應該比模板在厚度方向上低一點，通常情況下的導套的長度大小應該比模板厚度的大小少個2-3mm左右適宜。
（4）材料
導套最好選用T8A的材料, 導套的硬度在HRC50～55的之間。
（5）導套的選擇
模版的厚度是導套的選擇追逐要的因素之一，本次的課題研究在定模板和動模板等裝置上應該各自設置一套相對應的導套。通常典型的導套有直導套和帶頭導套兩種，二者的特點已經(jīng)在上文有所介紹，此處不再贅述。導套與導柱的配合如下圖5.7所示：
根據(jù)導柱的尺寸的大小可以選擇配合的帶頭導套，其尺寸的大小為30，帶頭導套材料的選擇為通常較為常見的T10A。如圖5.8所示：
圖5.7 導套
圖5.8 導柱導套
5.6 設計并計算推出結構的參數(shù)
5.6.1推件力的分析計算和注意事項
查閱資料得到的推件力的公式
—型芯的面積的大小
—在單位面積上的型芯承受的包緊力的數(shù)值為,=
—脫模時的傾斜角度的大小
—所受到的大氣提供的壓力
—模具在推件時推出口與塑件成品產生的摩擦系數(shù)，約為
—脫模時，在其方向上能得到投影面積的大小
由上述條件可以算出：
5.6.2組成頂出機構的條件及參數(shù)
該機構是由推桿、管、板、塊等組成。如下圖可以了解推桿的分布情況和推桿的結構示意圖
圖5.9 推桿以及布局
a. 計算該直徑及校驗是否合理
查閱資料可知道對于推桿設計的部位，條件是如果對型芯產生的壓力比較大的話，而且該補位還有塑件被型芯包裹在其中，那么其附近的位置都要設計分布推桿，此次試驗由于空間的問題，我們在設計過程中就需要讓推桿直接作用在塑件的內部，經(jīng)考慮選擇直徑為D1=10mm的推桿作為本次設計的頂桿。
b.頂桿直徑的校核
式中的d為頂桿 直徑單位mm；
的參數(shù)是安全的考量，的取值一般情況下在1.4～1.8之中，我們本次設計取值為1.5；
—頂桿長度,；
—脫模阻力，；
—頂桿根數(shù)， ；
—彈性模量，材料為 。
由于，校核推桿的強度：
式中 頂桿受到的應力單位；
為上述頂桿的材料的許用應力單位。
由上面的式子經(jīng)過計算可得到結果
故此推桿的長度適宜，材料合格，強度合格。
5.7排氣系統(tǒng)的設計
塑件成型過程中有一定的概率會使自身氧化變形。由此會使成本上升，為了防止這種事情發(fā)生，我們必須實施下列三種方案：
1.利用零件之間的配合方式用來排出多余的氣體；
2.在分形面上開設合適的排氣槽去排除多余的氣體；
3.可以采用排氣手排出腔內多余的氣體；
本次設計的模具是簡單的中小型模具，結構不是很復雜，我們就按照第一種排氣的方式去排除模具內部多余的氣體，防止模具受損。
5.8設計并計算冷卻系統(tǒng)的參數(shù)
5.8.1 初步計算冷卻時間
經(jīng)過查閱相關資料得到冷卻時間計算的公式：
t=㏑[·]
=73（S）
式中：S—塑件的平均壁的厚度大小，；
——熱擴散(mm/s)，；
T——成型溫度的大小本次試驗的T取值為℃；
T——脫模時的平均溫度的大小，本次設計的T取℃；
T——模具溫度在℃范圍內，這里的T取℃。
5.8.2 模具加熱方法和冷卻系統(tǒng)設計計算
模具處于不工作的狀態(tài)時，假設為60oC是，處于工作狀態(tài)時用泠卻液是20oC的液態(tài)水，起到降溫的作用，水在出口處的溫度是25oC，產量算作。
經(jīng)過查閱資料得到的體積流量的公式可算出：
××5°C
Qv：降溫時用掉的水的流量大小為
M：單位時間內進入的熔體的質量大小，
Q：熔體降溫時所釋放出的能量，
式中：取為注射的次數(shù)；
——液體在單位時間內的注射量(KG)，；
C ；
t——熔體在型腔中達到的溫度℃，；
t——塑件脫模溫度℃，。
式中：h——傳熱系數(shù)（
A——分型面與側面的總和m2，A=0.203【A=（A）+ (A)n
， ；
t——模具工作過程中的溫度℃，；
t——室溫℃，t=20。
Q=20.8 A[()－()]
×[（）－（）]
式中: ——輻射率，一般表面=
式中:傳熱系數(shù)——/；
A ——模具和臺面的接觸面積m，；
該冷卻系統(tǒng)是3根直運水，如圖所示。
圖5.10 冷卻水路
6.模具概況分析及其了解
模具圖的視圖如下
圖6.1 模具裝配圖
7校驗注射機各個參數(shù)情況
7.1校核該注射機的容量參數(shù)
查閱資料可以知道下列的計算公式：
式中 是模腔數(shù)量的大??；
是單個的制品的體積的大小；
是所加工時所需要的塑料體積的大小。
通過3.1的計算可以知道體積
理論上的注射機一次注射容積的大小:
該容量的校核合格
7.2驗算合模力的合格與否
通過查閱資料可以知道下列的計算公式：
——該機型的注射機所能所能承受最大限度的承受力（kN）；
——；
因為=>
F1小于該機型的0.8倍鎖模力，故合格。
7.3對于模具厚度的校核
模具的寬度只要符合這個公式，該注射機就符合要求。本次設計的厚度，由表3-1可知道此次設計所用到的最大模具的厚度，而用到的最小模的模具的厚度為，合格。
7.4 開模行程的校核
開模距離：
其中，，,（這三個量是個個分型面移動的距離）
：
符合要求
結 論
在這段做畢業(yè)設計的時間里，我懂得了很多，從接到論文題目到確定設計方案，再到最終完成整個論文文章，都使我對模具方面有了全新的認識，并且在設計過程中我知道了自己的不足和補充了很多我之前不知道的知識，讓我知道還有很多地方是需要我去更深層次的去了解的。同時在本次設計過程中，讓我有充分的空間和時間去獨立思考和解決問題解，這大大的提升我今后在遇到困難時所及時作出正確反應的能力。在這次的設計之后，我認識到以前所學習到的知識都不難，而在設計中涉及到的許多正規(guī)方面的問題讓我無所適從很是棘手。
這段做設計的時間讓我認識到了我自身的不足，我需要改變我的不足之處，學習更多的知識，使自己的知識量得到擴充。另外，在這次畢業(yè)設計中，我的繪圖技能有了很大的提升,并且在模具設計方面，我能夠更多的去了解該模具的結構和模具加工工藝。在個人能力的提升方面，我知道了如何培養(yǎng)自己擁有堅強的意志力。通過這次自己做畢業(yè)設計，我知道了做設計不僅僅要有淵博的知識，更重要的是要用心，只有真正的用心了才能將設計做好，設計的過程是自己學習和研究的過程是自我能力提升的一個過程。作為這大學四年最后結束的設計，不僅能檢測我這四年所學，也是對于我自己能力的一種認可。
致 謝
在此要感謝我的論文導師對我耐心的指導，感謝老師在設計過程中對我的幫助。在這次畢業(yè)設計過程中，我閱讀了很多和注塑模相關的資料，并且和同學相互交流經(jīng)驗，通過這些途徑，我學到了很多東西，也吃了不少苦，但收獲很多。在整個設計過程中我學會了獨立工作，同時也大大提升了我的工作能力，這次做畢業(yè)設計的經(jīng)歷會對我今后的生活起到非常大的影響。這次設計還明顯提高了我的動手的能力，使我切身體會到了在創(chuàng)造過程中突破重重阻礙時喜悅。畢竟這是我第一次自主設計所以做的不是太好，但是在設計過程中我所得到的東西是我做設計這段時間以來最大的收獲和財富。
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附錄1：外文翻譯
注塑模具單門優(yōu)化
李繼權，李德群，郭志英，左海元
（上海交通大學塑性科技學院，上海200030）
?電子郵件：hutli@163.com
2010年11月22日收到; 修訂于2007年3月19日
摘要：
本文介紹了注塑模具單門位置優(yōu)化方法。 的目標門優(yōu)化是最大限度地減少注塑件的翹曲，因為翹曲是大多數(shù)關鍵的質量問題注塑部件受到門位置的影響很大。 特征翹曲定義為最大比在特征表面上移動到特征表面的突出長度以描述部分翹曲。 優(yōu)化是結合數(shù)值模擬技術找到最佳門位置，其中模擬退火算法用于搜索最佳值。 最后，文中討論了一個例子，可以得出結論，提出的方法是有效的。
關鍵詞：注塑模具，澆口位置，優(yōu)化，特征翹曲
doi：10.1631 / jzus.2007.A1077文件編號：A中文編號：TQ320.66
介紹
注塑成型是廣泛應用的plex但是高效的生產技術各種塑料制品，特別是那些具有生產要求高，耐受性好，復雜的形狀。 注塑件的質量是塑料，零件幾何，模具的功能結構和工藝件。 最重要的注塑模具的一部分基本上如下三套組件：腔，門和跑步者，和冷卻系統(tǒng)。Lam和Seow（2000）和Jin和Lam（2002）
通過改變壁厚來實現(xiàn)空腔平衡，的部分。 平衡填充過程中空腔產生均勻分布的壓力和溫度，這可以大大減少翹曲那個部分。 但空腔平衡只是其中之一部分品質的重要影響因素。埃斯佩其次，該部分具有其功能要求厚度不應通常變化。從注塑模具設計的觀點來看，門的特點是其大小和位置，以及跑步系統(tǒng)的大小和布局。門尺寸流道布局通常被確定為常數(shù)。相對來說，門的位置和跑步者的大小更多靈活，可以變化影響質量的部分。因此，他們通常是設計pa-優(yōu)化參數(shù)。Lee和Kim（1996a）優(yōu)化了大小
賽跑者和大門平衡流氓系統(tǒng)，注射腔。跑步平衡是描述為入口壓力的差異具有相同空腔的多腔模具，以及在熔體流動結束時的壓力差異每個腔中的路徑為不同的家庭模具腔體積和幾何形狀。方法論顯示出均勻的壓力分布在多個模具的整個成型周期內的空腔空腔模具。Zhai等（2005a）提出了兩個門一個成型腔的優(yōu)化優(yōu)化，基于壓力梯度的cient搜索方法（PGSS），然后將焊接線定位到
通過改變流道尺寸形成多門零件所需的位置（Zhai等，2006）。如大批量需要多個門來縮短最大值，媽媽流路，相應減少注射壓力。該方法是有希望的，一個單腔的門和跑步者的標志多個門生產許多注塑件有一個門，無論是在單腔模具還是在多腔模具。因此，門的位置單門是最常見的設計參數(shù)優(yōu)化。形狀分析方法是由Courbebaisse和Garcia（2002）發(fā)表，其中注射成型的最佳澆口位置為est-
交配。隨后，他們開發(fā)了這種方法 - 進一步應用于單門位置op-L形例子的定時化（Courbebaisse，2005）。而且易于使用，并不耗時它僅僅用于簡單的平板零件的轉動均勻厚度。Pandelidis和Zou（1990）提出了opti-門的位置，間接的質量措施與翹曲和物質退化有關被表示為溫度dif-絕對的術語，超額的術語和摩擦過熱期翹曲受上述影響因素，但它們之間的關系并不明確。因此，優(yōu)化效果受到限制確定加權因子。Lee和Kim（1996b）開發(fā)了一種自動化選擇方法的門位置，其中一組初始門位置由設計者提出那么最佳門由相鄰節(jié)點定位評估方法。結論在很大程度上很大程度上取決于人類設計師的直覺，因為該方法的第一步是基于設計師的主張。所以結果是一個大的ex-帳篷限于設計師的經(jīng)驗。Lam和Jin（2001）開發(fā)了一個門口基于最小化的優(yōu)化方法流路長度標準偏差（SD [L]）和填充時間的標準偏差（SD [T]）注塑過程。隨后，Shen等2004a; 2004b）優(yōu)化了門的位置設計通過最小化填充壓力的加權和，不同流路之間的填充時間差，
溫度差異和過度包裝百分比。Zhai等（2005b）研究了最佳門位置具有注射壓力的評估標準填充結束。這些研究人員提出了對象 - 作為注塑成型的功能灌裝操作與產品相關素質。但是，肛門和質量非常復雜，不明確他們之間已經(jīng)觀察到關系。它是也難以選擇合適的加權因子為每個術語。這里給出了一個新的目標函數(shù)
評估注塑件的翹曲優(yōu)化門位置。為了測量零件質量二直觀地，這個調查定義了特征翹曲評估零件翹曲，從而評估Moldflow的“flow plus翹曲”模擬輸出塑料洞察（MPI）軟件。目標func-最小化以實現(xiàn)最小變形門位優(yōu)化。模擬退火al-采用算法搜索最優(yōu)門位置。給出一個例子來說明效果，提出優(yōu)化程序的精度。
質量指標：特點
特征經(jīng)紗的定義
為了將優(yōu)化理論應用于門設計，必須在該部分中規(guī)定該部件的質量措施第一個例子。術語“質量”可以參考許多產品性能，如機械，熱，電氣，光學，人體工學或幾何支撐，ERTIES。有兩種類型的零件質量措施：直接和間接。一種模型，數(shù)值模擬結果的關系將是其特征在于直接質量測量。相反，零件質量的間接測量與之相關目標質量，但不能提供直接估計的質量。對于翹曲，間接質量措施相關作品是注射性能之一成型流動行為或加權總和。表現(xiàn)為填充時間dif-沿著不同的流動路徑，溫度差 - 重要的，超額的百分比等等。它是ob-那么翹曲受到這些表現(xiàn)的影響，肛門，但翹曲與這些之間的關系表演不清楚和決心這些加權因素相當困難。因此，用上述目標函數(shù)的優(yōu)化可能不會使部件翹曲最小化完善的優(yōu)化技術。有時，不正當加權因素將導致絕對錯誤的重新sults。一些統(tǒng)計量從節(jié)點位移被表征為直接的質量措施達到最小變形相關優(yōu)化研究。統(tǒng)計量通常是最大節(jié)點位移，av-十分之一百分位數(shù)節(jié)點位移的損失，以及整體平均節(jié)點位移（Lee和Kim，1995; 1996年b）。這些節(jié)點位移很容易從仿真結果中可以看出，在某種程度上代表變形。但統(tǒng)計流離失所不能有效描述注射成型的變形部分。在行業(yè)，設計師和制造商通常更加注重零件翹曲程度一些具體特點比整體變形注塑件。在這項研究中，特征翹曲定義為描述變形注塑件。特征翹曲是該比例特征面的最大位移
特征面的投影長度（圖1）：
其中γ是特征翹曲，h是最大值特征面上的位移偏離參考平臺，L是投影長度
參考方向上的特征曲面平行參考平臺。
對于復雜的功能（只有平面功能這里討論的特征翹曲通常是sepa-在參考平面上分為兩個成分，它們在2D坐標系上表示：
其中γx，γy是組分特征翹曲X，Y方向，L x，L y為投影長度X，Y分量上的特征曲面。
功能翹曲評估
確定目標特征后加上相應的參考平面方向，可計算L值立即從部分與計算分析幾何的方法（圖2）。 L是一個常數(shù)對于指定特征表面上的任何部分，被拒絕的方向。 但是h的評估更多比L更復雜
注塑成型工藝的模擬是一個常用技術來預測零件的質量標志，模具設計和工藝設置。 的結果翹曲模擬表示為節(jié)點去除，對X，Y，Z分量（W x，W y，W z）的折射率，節(jié)點位移W.W是向量的向量長度W x·i，W y·j和W z·k的和，其中i，j，k是單位矢量X，Y，Z分量。 h是最大值特征面上的節(jié)點位移，這與正常方向相關參考平面，并可以從中得出結果翹曲模擬為了計算h，第i個節(jié)點的偏轉是
首先評估如下：
其中W i是正常方向的偏轉第i個節(jié)點的參考平面; W ix，W iy，W iz是
第i個節(jié)點X，Y，Z分量的偏差; α，β，γ
是參考的法向量的角度; A和B是要突出的功能的終端節(jié)點方向（圖2）; W A和W B是偏差節(jié)點A和B：
其中W Ax，W Ay，W Az是X，Y，Z上的偏轉節(jié)點A的組件; W Bx，W By和W Bz是除節(jié)點B的X，Y，Z分量的反射; ωiA和ωiB是終端節(jié)點的加權因子，
計算公式如下：
其中L iA是第i個節(jié)點之間的投影機距離和節(jié)點A.最終，h是最大值絕對值W
在行業(yè)中，翹曲的檢查是在一個測量儀的幫助下進行測量部分應放置在參考平臺上，形成。 h的值是最大值讀取測量部分之間的空間面和參考平臺。
GATE位置優(yōu)化問題公式
質量術語“翹曲”是指永久 - 零件變形，這不是造成的施加的載荷。它是由差異收縮引起的在整個部分，由于聚合物的不平衡流動，包裝，冷卻和結晶。門在注射模具中的放置是總模具中最重要的變量之一設計。模制件的質量非常高，受到門的位置的影響，因為它影響了塑料流入模腔的方式。因此，不同的門位置引入inho-方向，密度，壓力的大氣溫度分布，相應地引入不同的翹曲值和分布。因此，門位置是一個有價值的設計變量，以最小化注塑件翹曲。因為cor-門位置與翹曲分布之間的關系在很大程度上獨立于熔體和模具溫度，假設在這個調查中模具條件保持不變。該注塑部件翹曲由量化特征翹曲在前面討論過部分。單門位置優(yōu)化因此可以制定如下
其中γ是特征翹曲; p是注射門口壓力; p 0是允許的，注塑機的密封壓力或設計師規(guī)定的允許注射壓力或制造商; X是坐標矢量候選門位置; X i是有限的節(jié)點元件網(wǎng)格模型的注塑成型零件過程模擬; N是節(jié)點的總數(shù)。在有限元網(wǎng)格模型中，每個節(jié)點是門的可能候選。 那里-前面，可能的門位置總數(shù)N p是N個節(jié)點的總數(shù)的函數(shù)要優(yōu)化的門位數(shù)總數(shù)n：
在這項研究中，只有單門位置
問題被調查。
模擬退火算法
模擬退火算法是其中之一最強大和最受歡迎的元啟發(fā)式解決由于提供優(yōu)化問對現(xiàn)實世界的問題的全球解決方案。該算法基于Metropolis等人的算法（1953年），這是最初提出的一種手段找到一個收集的均衡配置原子在給定的溫度。連接是 -
補充該算法和數(shù)學最小化首先被Pincus（1970）注意到，但它是Kirkpatrick等人（1983）提出它形成組合優(yōu)化技術的基礎，（和其他）問題。為了將模擬退火方法應用于優(yōu)化問題，使用目標函數(shù)f作為能量函數(shù)E.而不是找到低的能量配置，問題成為尋求近似全局最優(yōu)解。配置 - 替代設計變量的值為身體的能量配置，和該過程的控制參數(shù)代替溫度。隨機數(shù)發(fā)生器用作a為設計變量生成新值的方式。很明顯，這個算法只需要mini-考慮到這些問題。因此，形成最大化問題的目標函數(shù) - 乘以（ - 1）以獲得能力的形式。模擬退火的主要優(yōu)點其他方法的算法是避免的能力被困在當?shù)氐淖畹忘c。該算法em-隨機搜索，不僅可以接受減少目標函數(shù)f的變化，也是接受一些增加它的改變。后者是以概率p接受
其中的Δf是?F的增加中，k是玻爾茲曼常數(shù)，牛逼是與之類似的控制參數(shù)原始應用程序被稱為系統(tǒng)“溫度”與目標函數(shù)無關參與其中。在門位優(yōu)化的情況下，
該算法的實現(xiàn)如圖3所示，該算法詳細說明如下：（1）SA算法從初始門限位置開始，具有“溫和”的分配值T k的“噸“參數(shù)T（”溫度“計數(shù)器?是初始設置為零）正確的控制參數(shù)c（0
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