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本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期進展情況檢查表 學(xué)生姓名 張玉改 班級 機教031 指導(dǎo)教師 李保國 王保國 論文（設(shè)計）題目 保溫杯注塑模設(shè)計 目前已完成任務(wù) 1. 制定畢業(yè)設(shè)計計劃。 2. 查找相關(guān)文獻。 3. 完成畢業(yè)論文開題報告。 4. 完成注塑模制件分析。 5. 完成凸模和凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 是否符合任務(wù)書要求進度：符合 尚需完成的任務(wù) 1. 繼續(xù)對論文材料進行組織和整理。 2. 按照論文提綱，有步驟有計劃的開展論文工作，存在問題要及時與老師及工程師溝通。 3. 對已完成的論文內(nèi)容進行檢查審核，力求把問題降到最少。 4. 到規(guī)定的時間完成論文初稿。 5. 根據(jù)指導(dǎo)老師的指導(dǎo)意見和全部材料完成論文。 能否按期完成論文（設(shè)計）：能 存在問題和解決辦法 存 在 問 題 由于實驗設(shè)備以及生產(chǎn)設(shè)備條件的限制，設(shè)計出來的模具無法加工出來。無法確定模具的使用情況。 擬 采 取 的 辦 法 根據(jù)存在的問題，在工廠現(xiàn)場考察學(xué)習(xí)；向工廠內(nèi)的工程師請教解決的方法。 指導(dǎo)教師簽 字 日期 年 月 日 教學(xué)院長（主任）意 見 負(fù)責(zé)人簽字： 年 月 日 Precision injection molding technology of progress Author : Masaki Mikell Chen Chun Abstract : Introduction about precision injection molding technology of the polymer materials, and discussion about factors which impact the precision injection molding, including the precision of the mold，the control accuracy of the injection molding machine, the process control of precision injection and other computer control technology. Discussed to each of these factors, and given the relevant solutions, finally, introduce a number of advanced molding technology. Keywords : Precision Injection, Injection Machine，Precision Injection Mold In recent years, with the rapid development of the electronics, telecommunications, health care, automotive, and other industries，the demand to high-precision and high performance of plastic products is increasing day by day, prompted precision molding technology continues to progress, new technologies continue to emerge. Precision injection molding products not only require high dimensional accuracy, low warpage，good to write, but also require excellent optical properties [1]. Injection molding is the most important method of the plastic molding, including plastics plastics，injection, and packing, several basic cooling process, so there are many factors which can impact precision injection molding. 1 Precision Mold To create sophisticated products, precision mold is essential. Generally the accuracy of the Mold controlled by the mold temperature, the precision manufacturing mold and the selection of plastic shrinkage rate when mold design . 1.1 The Control Precision of The Mold Temperature General precision parts in the injection molding, temperature control of mold is to increase productivity. However，the impact of temperature control of mold for precision injection molding is great [2], it affects component of contraction, shape, crystallization, stress and so on, therefore mold design temperature loop temperature distribution at the request reasonable, control accuracy is precise. Wen preferred mode control and a cool-water machine. Mold temperature control and cooling time on product performance and the impact is as follows [3] : (1)Melt plastic injection and the cycle time of mold cavity can make fluctuations of the temperature difference ，therefore be to minimize the volatility worse peaks. (2)Heat transfer of mold is through the concrete and mold die within the media around the world. Mold is unchanged and therefore control of the media is the key, the general import and export of its cooling water temperature is less than 1 °Ｃ, application of the theory to the average temperature calculated [4], this can guarantee the stability of heat transfer. (3)Stable state of mold to maintain a balance between absorption and distribution of heat, injection molding machine should strictly maintain a stable temperature. 1.2 The Design And Manufacture of Precision Mold The premise to guarant precision component size of plastic is mold design in order to improve the precision of precision injection mold, using computer-aided analysis is necessary in the design process，especially on the gating system and the behavior of mold temperature control system heat distribution analysis. 1.3 The Use of Precision Mold Design Shrinkage Rate Precision injection molding machine generally has larger injection of power, make difficulties to mold design, size and cavity size precision control products [5]. Precision plastic parts of the design prior to manufacture simple mold to measure the molding part of the actual shrinkage, this will greatly improve the accuracy of component size. 2 Best Precision Iinjection Molding Process Parameters Settings To the best molding process parameters to reduce plastic products, the shrinkage rate. Parts of the wall thickness difference is generally considered by the two factors :. （1）Melt hypertension caused by mold cavity minor deformation; （2）When the mold cavity flexibility of the material after expansion. 3 Precision Injection Molding Machine Used to Replace Conventional Injection Molding Machine Precision injection molding machine generally larger injection of power, Besides meet injection pressure and injection rate of requirements, Power will be injecting itself on the accuracy of a certain role in the improvement. 3.1 The consistency of molding cycle time General typical injection molding machine with three modes：manual, semi-automatic and fully automatic. Due to the influence of various factors, in the former two models under each molding cycle time vary, this will affect the mold temperature and melt materials in the residence time, thereby affecting the precision of the parts made, so in Precision molding should maximize the use of fully automatic mode [14]. 3.2 The Temperature Control of Precision Injection Molding Machine, And A New Design of Screw. Injection barrel automatic thermostat on the cycle of sexual relations and the opening of the stove to melt density and viscosity changes. Products thus affecting the quality and accuracy of the cyclical fluctuations; injection molding machine nozzle close to the mold cavity. Therefore, the nozzle temperature of molding component will have an important impact. 4 Precision Molding Technology 4.1 Application of The Mold Injection Compression Molding (ICM) Technology ICM Technology is the means to open a certain distance from the mold under the conditions of the beginning injection, injection of a certain amount, close to the beginning die cavity melt implementation of the compression, Die completely closed at the termination of injection, and then packing, cooling until the removal products. 4.2 The High-speed Injection Molding High-speed injection molding method of filling melts faster than traditional fast 10 ~ 100 times, so that melt in a mold cavity to produce high shear flow and viscosity, mold filling fast, plastic surface hardening slowed, will be enhanced thin-wall molding thickness limit, inhibit excessive molding pressure and low-pressure die as mobile, products, the lower the stress. 4.3 No Guarantee Pressure Injection Molding Without packing injection molding technology is referred to the plastic melt in high-speed, high pressure filling into the mold, then close to the nozzle needle, a plastic mold cavity melt automatically cover all parts of the product contraction Such products can greatly reduce the warpage. 4.4 Other Intelligent Control Technology Precision injection molding process on the processing conditions for continued monitoring and accurate control is very important. With the development of computer technology, computerized injection molding has been widely used . 5 Conclusion The growing requirement of plastic products for high accuracy and high performance requirements is the momentum for sophisticated injection molding technology forward. People of precision injection molding understanding of the principle is the continuous deepening of precision injection molding technology the basis for progress. With new materials, new techniques and new equipment has emerged, particularly plastic widely used in the computer processing, to create good conditions for precision injection technology. As long as reasonable to use, we will be able to produce sophisticated products. References ［1］Luo WeiHua. Application Engineering Plastics, 2002, 30 (8) : 27 ［2］Zhang yougen. Plastics technology, 1990 (1) ［3］Xi yongsheng. Precision Injection Mold Design. Beijing : China Light Industry Press, 1997 ［4］Wang songjie. 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China Plastics, 2003, 17 (2) : 1 精密注射成型技術(shù)的研究進展 作者： Masaki Mikell 陳占春 摘要：介紹聚合物材料的精密注射成型技術(shù)，論述影響精密注射成型的因素，包括模具的精度、注塑機的控制精度、精密注射工藝控制和其它一些計算機控制技術(shù)。分別對這些因素進行分析討論，并給出了相關(guān)的解決方法，最后介紹了一些先進的模塑成型技術(shù)。 關(guān)鍵詞：精密注射,注塑機,精密注射模具 近年來，隨著電子、電信、醫(yī)療、汽車等行業(yè)的迅速發(fā)展，對塑料制品的高精度、高性能要求與日俱增，促使精密成型技術(shù)不斷地進步，新的技術(shù)不斷地涌現(xiàn)。精密注射成型要求制品不僅具有較高的尺寸精度、較低的翹曲變形、優(yōu)良的轉(zhuǎn)寫性，而且還應(yīng)有優(yōu)異的光學(xué)性能等[ 1 ]。注射成型是最重要的塑料成型方法之一，包括塑料的塑化、注射、保壓、冷卻等幾個基本的過程，因此影響精密注射成型的因素也很多。 1 精密模具 要制造出精密的制品，精密模具是必不可少的。模具的精度一般受模具的溫度控制、模具的精密制造和模具設(shè)計時對塑料收縮率選用等影響。 1.1 模具溫度的精密控制 在一般精度零件的注射成型中，控制模具溫度主要是為了提高生產(chǎn)率。然而模具溫度控制對精密注射成型的影響極大[ 2 ] ，它影響制件的收縮、形狀、結(jié)晶、內(nèi)應(yīng)力等，因此設(shè)計模具冷熱回路時要求溫度分布合理，控制精度精確，最好采用模溫機和冷水機控制。模具溫度控制和冷卻時間對制品性能的影響及其影響因素如下[ 3 ] ： (1)塑料熔體注入和模具開模的循環(huán)時間二者會在模具中產(chǎn)生溫度差的波動，因此應(yīng)該盡量減小這種波動差峰。 (2)模具內(nèi)的熱量轉(zhuǎn)移模具的熱量是通過模具體和模具內(nèi)的媒體傳遞出去的，模具是不變的，因此對媒體的控制是關(guān)鍵，一般其冷卻水出入口溫度差小于1℃，應(yīng)用平均溫度理論來計算[ 4 ] ，這樣能夠保證熱量傳遞的穩(wěn)定性。 (3)模具穩(wěn)定狀態(tài)為使模具所吸收和散發(fā)的熱量保持平衡，注塑機注射出的熔體要嚴(yán)格保持穩(wěn)定的溫度。 1.2 精密模具的設(shè)計與制造 模具設(shè)計的好壞是保證塑料制件尺寸精度的前提，為了提高精密注塑模的精度，在設(shè)計過程中采用計算機輔助分析是必要的，特別是對澆注系統(tǒng)的流動行為和模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)熱量分布的分析等。 1.3 精密模具設(shè)計時物料收縮率的選用 熱塑性塑料制品成型時收縮率波動較大，給模具設(shè)計、確定型腔尺寸和控制制品尺寸精度帶來困難[ 5 ]。對高精度塑料件可在設(shè)計前先制造簡易模具，以測出成型時各部位的實際收縮率，這樣便可大大提高制件的尺寸精度。 2 精密注射成型最佳工藝參數(shù)的設(shè)定 選取最佳的成型工藝參數(shù)能夠減少塑料制品的收縮率。制件壁厚的差異一般認(rèn)為是由兩個方面的因素引起的： (1)高壓熔體引起的模具型腔輕微變形; (2)當(dāng)模具開模后材料的彈性膨脹。 3 用精密注塑機代替常規(guī)注塑機 精密注塑機一般都采用較大的注射功率，這樣除了可以滿足注塑壓力和注射速率方面的要求外，注射功率本身還會對制品精度起一定的改進作用。 3.1 成型制件循環(huán)時間的一致性 一般典型的注塑機有三種模式：手動、半自動、全自動。由于各種因素的影響，在前兩種模式下每次模塑的循環(huán)時間不盡相同，這會影響到模具溫度和物料在料筒中的停留時間，進而影響到制件的精度，因此在精密成型中應(yīng)盡量采用全自動的模式[ 14 ]。 3.2 精密注塑機的溫度控制和新型螺桿的設(shè)計 注塑機筒上自動調(diào)溫器的循環(huán)性開和關(guān)導(dǎo)致了料筒內(nèi)熔料密度和粘度的變化，從而影響制件質(zhì)量和尺寸精度的周期性波動;注塑機的噴嘴緊靠模具型腔，所以噴嘴的溫度對模塑制件也有重大的影響。 4 精密成型新技術(shù) 4.1 在模具中應(yīng)用注射壓縮成型( ICM)技術(shù) ICM技術(shù)是指模具開啟一定距離的條件下開始注射，注射到一定量后，模具開始閉合對型腔內(nèi)的熔體實施壓縮，模具完全閉合時注射終止，然后保壓、冷卻直到取出制品。 4.2 高速注射成型 高速注射成型方法的熔體填充速度較傳統(tǒng)的快10 ～100倍，使熔體在模腔內(nèi)產(chǎn)生高剪切的流動，粘度下降，充模速度快，塑料表面硬化減慢，因而可提高薄壁制品的成型厚度極限，抑制過度的成型壓力，同時由于模內(nèi)低壓流動，制品的內(nèi)應(yīng)力降低。 4.3 無保壓的注射成型 無保壓注射成型技術(shù)是指將塑料熔體以高速、高壓充填入模具，然后關(guān)閉設(shè)于噴嘴的針閥，以模腔內(nèi)的塑料熔體自動彌補制品各部分的收縮，這樣可以大大降低制品的翹曲變形。 4.4 其它的智能控制技術(shù) 精密注射成型過程中對加工條件實行持續(xù)性監(jiān)測和精確控制非常重要。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機化的注射成型已得到廣泛的應(yīng)用。 5結(jié)語 對塑料制品高精度、高性能要求的日益增長是精密注射成型技術(shù)前進的動力，人們對精密注射成型原理理解的不斷深化是精密注射成型技術(shù)進步的基礎(chǔ)。隨著新材料、新工藝和新設(shè)備的相繼出現(xiàn)，尤其是計算機在塑料加工中的廣泛應(yīng)用，為精密注射技術(shù)創(chuàng)造了良好的條件。對只要合理的利用這些技術(shù)，就一定能生產(chǎn)出精密的制品。 參考文獻 [1]羅衛(wèi)華. 工程塑料應(yīng)用, 2002, 30 (8)：27 [2]張友根. 塑料技術(shù), 1990 (1) [3]奚永生. 精密注塑模具設(shè)計. 北京：中國輕工業(yè)出版社, 1997 [4]王松杰. 塑料加工, 2002, 37 (3)：40 [5]陳洪. 精密塑料成型. 北京：國防工業(yè)出版社, 1999 [6]戴文利. 高分子材料科學(xué)與工程, 1995, 11 (5)：97 [7]Yang S Y. 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Injection Moulding, 2001, 91 (7)：22 [18]吳大鳴. 中國塑料, 2003, 17 (2)：1 河南科技學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）課題審核表 院（系）名稱 機電學(xué)院 專業(yè)名稱 機電技術(shù)教育 指導(dǎo)教師 姓名及職稱 李保國 王保國 教 授 工程師 課題名稱 保溫杯注塑模的設(shè)計 課題來源 河南西峽龍成特種材料有限公司 立題理由 和所具備 的條件 用模具成型制品與采用機床分步加工成制品的方法相比具有以下優(yōu)點。 （1）用模具成型生產(chǎn)效率高。 （2）用模具成型的制品質(zhì)量高。 （3）用模具成型的制品原材料的利用率高。 （4）用模具成型的制品比用別的方法獲得的制品成本更低，經(jīng)濟效益更好。 （5）用模具成型操作簡單。 綜上所述，模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段，特別適用于各類產(chǎn)品的制造和生產(chǎn)，傳統(tǒng)的用機械加工等方法自由成型的零件，很多都逐漸改成了使用模具成型，如自由鍛改成了模鍛、切削成型零件改成了壓鑄成型零件等，可以認(rèn)為模具成型是成型工業(yè)發(fā)展的一個方向。 教研室 審批意見 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文（設(shè) 計）工作領(lǐng)導(dǎo) 小組審批意見 組長簽字：： 年 月 日 注：本表經(jīng)教務(wù)處復(fù)審后存院（系）備查。 河南科技學(xué)院 2007屆本科畢業(yè)設(shè)計 論文題目：保溫杯注塑模的設(shè)計 學(xué)生姓名： 張玉改 所在院系： 機電學(xué)院 所學(xué)專業(yè)： 機電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名：李保國 王保國 完成時間：2007年5月20日 保溫杯塑料模設(shè)計 作者姓名 張玉改班級 機教031班指導(dǎo)老師 劉法治 摘要 塑料成型加工是將塑料原料轉(zhuǎn)變?yōu)橹破返年P(guān)鍵環(huán)節(jié) 塑料成型加工及其模具技術(shù)是一門不斷發(fā)展的綜合學(xué)科 不僅隨著高分子材料合成技術(shù)的提高 成型設(shè)備的革新 成型工藝的成熟而進步 而且隨著計算機技術(shù) 數(shù)值模擬技術(shù)等在塑料成型加工領(lǐng)域的滲透而發(fā)展 本設(shè)計制件的材料采用聚苯乙烯 GPPS 它屬于熱塑性塑料 GPPS有極優(yōu)秀的機械性能 透光性 耐熱性 可塑模性和著色性 本制件應(yīng)用注射成型技術(shù) 實現(xiàn)了高精度 高復(fù)雜性 高一致性 高生產(chǎn)效率和低消耗 技術(shù)路線 制件分析 制件的材料采用聚苯乙烯 GPPS 屬于熱塑性塑料 其分子量高達(dá)200 000 300 000 如此高的分子量提高了它的抗沖擊性能 它的透明度可以與PMMA相媲美 GPPS有極優(yōu)秀的機械性能 透光性 耐熱性 可塑模性和著色性它在加熱時軟化以至流動 冷卻時卻固化定型 這種過程是可逆的 可以反復(fù)進行 此外 它的可加工性和優(yōu)秀的機械性能使其適用范圍非常廣泛 透明度 雜質(zhì)含量 分子量是決定該材料性能和等級判定的重要因素 從零件圖上看 尺寸精度中等偏上 對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證 從零件壁厚來看 壁厚差為0 4mm 較均勻 有利于零件的成型 該零件的表面質(zhì)量除要求沒有缺陷 毛刺 內(nèi)部不得有導(dǎo)電雜質(zhì)外 沒有其他特殊要求 所以比較容易實現(xiàn) 計算制件的體積和質(zhì)量 使用Pro E軟件畫出保溫杯三維實體圖 自動計算出制件體積V 125cm3 查手冊得到聚苯乙烯 GPPS 密度P 1 04g 3 即得到制件的質(zhì)量為130g 1 采用一模兩件的模具結(jié)構(gòu) 考慮注射時所需壓力和工廠現(xiàn)有設(shè)備等情況 初步選用注射機為上海橡塑機廠的XS ZY 500立式注塑機 其主要技術(shù)參數(shù)查表如下 注射壓力145MPa合模力500KN注射行程200mm最大開合模行程500mm模具最大厚度450mm模具最小厚度300mm動定模固定板尺寸700mm 850mm注射方式螺桿式噴嘴球半徑R 12mm噴嘴口直徑D 4mm 制件注射成型工藝參數(shù) 干燥處理 如果儲存適當(dāng)則不需要干燥處理熔化溫度 200 275 注意不要超過275 模具溫度 60 80 建議使用50 結(jié)晶程度主要由模具溫度決定 注射壓力 可達(dá)到1800bar 注射速度 使用高速注塑可以使內(nèi)部壓力減小到最小 成型時間 20s 50s 高壓時間 0s 3s 冷卻時間 20s 90s 總周期 50s 160s 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 型腔數(shù)目的確定 一模二腔型腔的排列方式分型面的選擇 澆注系統(tǒng)設(shè)計 主流道設(shè)計包括主流道設(shè)計 冷料井設(shè)計和分流道設(shè)計三部分 主流道 其設(shè)計要點是主流道設(shè)計成圓錐形 其錐角可取2 6 流道壁表面粗糙度取Ra 0 4 m 且加工時應(yīng)沿道軸向拋光 主流道始端凹坑球面半徑R2比注射機噴嘴球半徑R1大1 2mm 球面凹坑深度3 5mm 主流道始端入口直徑d比注射機的噴嘴孔直徑大0 5 1mm 一般d 2 5 5mm 主流道末端呈圓弧狀過渡 圓角半徑r 1 3mm 主流道長度L以小于60mm為佳 最長不宜超過95mm 主流道常開設(shè)在可拆卸的主流道襯套上 分流道 為便于機械加工以及冷凝料脫模 分流道設(shè)置在分型面上分流道截面形狀可以為圓形 根據(jù)以上的設(shè)計參數(shù)由公式 Li Ti校核流動比 4 式中 流動距離比 Li 模具中各段料流通道及各段模腔的長度 mm Ti 模具中各段料流通道及各段模腔的截面厚度 mm 因為流動比的因素主要是塑料的流動性 GPPS為中等 部分塑料的流動比為 5 300 260 所以 排氣槽的作用主要有兩點 一是在注射熔融物料時 排除模腔內(nèi)的空氣 二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 模具冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 盡可能使冷卻孔至型腔表面的距離相等 加強澆口出的冷卻 降低冷卻介質(zhì)出 入的溫度差 合理考慮冷卻管道的排列形式 合理確定冷卻水管的接頭位 要盡量避免與模具結(jié)構(gòu)中其他部分產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 由于制件的平均壁厚為4mm 制件尺寸比較大 而且為了加工的方便和清理 所以定注水孔的的直徑為10mm 成型零件設(shè)計 成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模用于成型制件的外表面 又稱陰模 型腔 按其結(jié)構(gòu)不同可分為整體式 整體嵌入式 底部鑲嵌式 局部鑲嵌式和四壁拼合式5種 凹模采用整體式方便加工 及表面精度 2 型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計整體嵌入式型芯 適用于小型塑件的多腔模具及大中型模具中 此處采用整體嵌入式型芯 成型零件尺寸計算塑件成型后的收縮率與多種因素有關(guān) 通常按平均收縮率計算 GPPS的收縮率為0 2 0 8 即平均收縮率 6 1 型腔徑向尺寸 mm 2 型芯徑向尺寸 mm 4 型腔深度尺寸 mm 3 型芯高度尺寸 mm 模架的選用 根據(jù)以上分析 計算以及型腔尺寸位置尺寸可以確定模架的結(jié)構(gòu)形式和規(guī)格 合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計 導(dǎo)向 定位機構(gòu)是保證動模與定模合模時正確定位和導(dǎo)向的重要零件 主要有合模導(dǎo)向裝置和錐面定位兩種形式 由于制件通常留在動模 所以為了便于脫模 導(dǎo)柱通常安裝在定模 脫模機構(gòu)設(shè)計 在注射成型的每一個循環(huán)中 制件必須從模具型腔中取出 完成取出制件動作的機構(gòu)稱我脫模機構(gòu) 或頂出機構(gòu) 脫模機構(gòu)的動作包括脫出 取出兩個動作 即首先將制件和澆注系統(tǒng)凝料等與模具松動分離 稱為脫出 然后把制件和澆注系統(tǒng)凝料等從模內(nèi)取出 要求在開模過程中塑件留在動模一側(cè) 以便推出機構(gòu)盡量設(shè)在動模一側(cè) 從而簡化模具結(jié)構(gòu) 注射機校核 注射量 鎖模力 注射力 模具的厚度的校核 由于在初選注射機和選用標(biāo)準(zhǔn)模架時是根據(jù)以上技術(shù)參數(shù)及計算等因素選用的 所以注射量 鎖模力 注射力 模具的厚度的校核 已基本符合注射機的要求 必要時根據(jù)生產(chǎn)的需要和經(jīng)濟作出相應(yīng)的調(diào)整 開模行程的校核 開模取出制件所需開模距離必須小于注射機的最大開模行程 謝謝