醫(yī)用一次性注射器筒體注塑模具設(shè)計【優(yōu)秀一模二十腔課程畢業(yè)設(shè)計含creo4.0三維3D建模及17張CAD圖紙+帶外文翻譯+25頁加正文0.7萬字】-zsmj02

注射器筒體注塑模具設(shè)計【優(yōu)秀一模二十腔課程畢業(yè)設(shè)計含creo4.0三維3D建模及17張CAD圖紙+帶外文翻譯+25頁加正文0.7萬字】-zsmj02

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Optimization of conformal cooling channels with array of baffles for plastic injection mold.docx

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摘  要

模具屬于精密機(jī)械的產(chǎn)品，它主要機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)組成。如成形工作零件、導(dǎo)向零件、定位零件、支撐零件及送料機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)等。模具與相應(yīng)的成形設(shè)備（如沖床、塑料注射機(jī)、壓鑄機(jī)等）配套使用時，可直接改變金屬或非金屬材料的形狀、尺寸、相對位置和性能，使之成形為合格的制件。

模具設(shè)計是模具制造的基礎(chǔ)，合理正確的設(shè)計是正確制造模具的保證：模具制造技術(shù)的發(fā)展對提高模具質(zhì)量、使用壽命、精度以及縮短制造模具周期具有重要的意義：模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率在很大程度上取決于制造模具的材料及熱處理工藝：模具成本直接關(guān)系到制件的成本以及模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；模具工作零件的精度決定制件的精度；模具的壽命又與模具材料及熱處理、模具結(jié)構(gòu)以及所加工制作材料等諸多因素有關(guān)；模具的安裝與使用直接關(guān)系到模具的使用性能及安全；而模具的標(biāo)準(zhǔn)化是模具設(shè)計與制造的基礎(chǔ)，對大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)模具具有極重要的作用，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。

本次設(shè)計注射器筒體的模具，設(shè)計中建模采用Cero PTC 4.0軟件，AutoCAD為計算機(jī)輔助制圖工具，是一款專業(yè)機(jī)械平面制圖軟件，具有很強(qiáng)的圖像處理功能。

關(guān)鍵詞：模具設(shè)計 注射器筒體 復(fù)合模

Abstract

Mold 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  錄

第一章  設(shè)計任務(wù)書 1

1.1塑件及其尺寸 1

1.2 設(shè)計內(nèi)容及其要求 1

第二章  塑件成型工藝分析 3

2.1塑件的分析 3

2.2PP聚丙烯的性能分析 3

第三章  擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 5

3.1分型面位置確定 5

3.2型腔數(shù)量和排列方式的確定 5

3.3注射機(jī)的型號確定 6

第四章  澆注系統(tǒng)的設(shè)計 8

4.1主流道的設(shè)計 8

4.2分流到的設(shè)計 9

4.3澆口的設(shè)計 12

4.4校核主流道的剪切速率 13

第五章  模具零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算 14

5.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14

5.2成型零件鋼材的選用 15

5.3成型零件工作尺寸的計算 15

5.4模架的確定 16

5.5排氣槽的設(shè)計 17

5.7冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 18

5.8導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu) 20

5.9總裝圖和零件圖的繪制 20

謝辭 21

參考文獻(xiàn) 22

大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 注塑模具成型板的冷卻道的陣列與優(yōu)化 冷卻系統(tǒng)在注塑成型過程中不僅在生產(chǎn)力和質(zhì)量方面，而且在模具制造成本方面也起著重要的作用。在本文中，提出了具有擋板陣列的保形冷卻通道，用于在模制部件的整個自由表面上獲得均勻的冷卻。提出了一種通過模制厚度，模具表面溫度和冷卻時間計算溫度分布的新算法。對于給定聚合物，冷卻通道的結(jié)構(gòu)，工藝參數(shù)，模具材料，模制厚度和模具中的溫度分布之間的關(guān)系由近似等式的系統(tǒng)表示。這種關(guān)系是通過基于適當(dāng)?shù)奈锢頂?shù)學(xué)模型，有限差分法和數(shù)值模擬的實驗和響應(yīng)面方法的設(shè)計建立的。通過應(yīng)用這種近似的數(shù)學(xué)關(guān)系，獲得目標(biāo)模具溫度，均勻溫度分布和最小化 冷卻時間的優(yōu)化過程變得更加有效。進(jìn)行了兩個案例研究，以驗證和驗證了該方法。結(jié)果表明，與基于試錯法的模擬方法相比，目前的方法提高了冷卻性能，促進(jìn)了模具設(shè)計過程。 符號含義及單位 α =聚合物熱擴(kuò)散率 (m2/s) σ T =溫度分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差 d=擋板直徑 ( 傳熱系數(shù) (W/) 模具材料的導(dǎo)熱性 (W/m°C) 聚合物的導(dǎo)熱性 (W/m°C) q = 瞬時熱流量 (W/ s = 成型件厚度 ( =冷卻時間 (s) 局部平均溫度 (°C) 噴射溫度 (°C) 注射溫度 (°C) 模具溫度 (°C) 中心線厚度最高溫度 (°C) 模壓件表面溫度 (°C) = 冷卻液溫度 (°C) x = 擋板在 (y = 擋板在 (z = 從擋板尖端到腔體表面的距離 (大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 一． 介紹 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。 注塑過程包括三個重要階段：灌裝和包裝階段，冷卻階段和噴射階段。 在這些階段中，冷卻階段非常重要，因為它主要影響生產(chǎn)率和成型質(zhì)量。 眾所周知，超過三分之二的成型周期被冷卻過程所吸收。 冷卻通道的合適設(shè)計減少了冷卻時間，提高了生產(chǎn)率，并最大程度地減少了不必要的缺陷，如凹痕，差異收縮，熱殘余應(yīng)力和翹曲。 多年來，注塑成型中冷卻階段的重要性得到了研究人員和模具設(shè)計師的高度重視。他們一直在努力改進(jìn)注塑模具中的冷卻系統(tǒng)。這個研究領(lǐng)域可以分為兩大類：優(yōu)化常規(guī)冷卻通道（直接冷卻管線），并為注塑模冷卻通道（保形冷卻通道）找 到新的架構(gòu)。第一組重點(diǎn)是如何在冷卻系統(tǒng)的形狀，尺寸和位置方面優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。 第二組調(diào)查方法， 建立冷卻布局，即符合模腔表面的保形冷卻通道，并檢查該冷卻系統(tǒng)的有效性。已經(jīng)提出了固體無制造（ 快速原型（ 術(shù)來構(gòu)建這種復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)。據(jù)報道，冷卻效果是 比常規(guī)冷卻通道更好 。 控銑床制造的銑槽適形冷卻通道也已由 人提出，雖然這些冷卻通道具有均勻的冷卻性能，但中型制造成本仍然很高 。 圖 （ a）直鉆渠道 （ b） 形通道 （ c）帶擋板陣列的通道 為了提高冷卻系統(tǒng)的性能并降低模具制造成本，本文通過使用擋板陣列在塑料注塑模具中提出了一種保形冷卻通道。這種冷卻通道布局與其他布置之間的區(qū)別如圖 1 所示。擋板是替代冷卻裝置 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 用于冷卻通常沒有冷卻的模具芯體中的一些小區(qū)域 建議了一系列用于箱模的核心冷卻回路的擋板 ， 對于具有自由形式腔表面的中大型模具，如果從擋板的頂端到模腔的表面保持恒定的距離，這種冷卻回路可以被認(rèn)為是保形冷卻通道。不幸的是，它仍然缺乏對這種共形冷卻系統(tǒng)執(zhí)行情況的了解以及如何優(yōu)化 配置為了獲得最小的冷卻時間，均勻的冷 卻和合理的模具制作成本。此外，冷卻設(shè)計通常是基于設(shè)計師的經(jīng)驗和學(xué)費(fèi)。當(dāng)成型幾何變得更加復(fù)雜時，基于經(jīng)驗的和試錯法將是耗時且較少的。 圖 2 部署和配置帶有陣列擋板的冷卻通道 （ a）實際構(gòu)造擋板冷卻通道陣列 （ b） 件中擋板冷卻通道陣列的建模 因此，我們的研究重點(diǎn)是一種系統(tǒng)的方法，用于優(yōu)化所提出的冷卻通道的構(gòu)造，包括冷卻劑溫度，間距（ x 和 y），擋板的距離 z 和直徑 d。使用分析方法，實驗設(shè)計（ 有限差分法和 具的組合來得出近似方程，顯示給定聚合物的冷卻通道設(shè)計變量，模具材料和工藝參數(shù)之間的關(guān)系。給定注射成型部件的冷卻時間和最佳冷卻通道的配置可以在早期設(shè)計階段輕松確定。 本文的其余部分組織如下。 第 2 節(jié)介紹了冷卻通道中擋板陣列的部署和配置。 第 3 節(jié)描述了聚合物和模具內(nèi)傳熱的物理和數(shù)學(xué)模型。 第 3 節(jié)中的數(shù)學(xué)解決方案在第 4 節(jié)中得到驗證。第 5 節(jié)提出了優(yōu)化方法，第 6 節(jié)說明了兩個案例研究，以測試塑料蓋和汽車塑料部件的方法的設(shè)施和可行性。 最后，第 7 節(jié)給出了對未來工作的一些結(jié)論和討論。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 二． 冷卻通道中擋板陣列的部署和配置 擋板是垂直于主冷卻線鉆出的冷卻通道，其中薄板將鉆孔分成兩個半圓形通道。該板迫使冷卻劑在另一側(cè)一側(cè)向上流動（見圖 1（ c）和圖 2（ a））。通過改變冷卻通道中的冷卻劑流動的方向，擋板在彎曲周圍產(chǎn)生湍流并增加傳熱系數(shù)。然而，與直的或平滑的冷卻通道相比，壓降增加，并且需要更多的泵功率。有兩種擋板：正常擋板和螺旋擋板（圖 2（ a））。第一個是簡單的，但是很難將薄板（分隔器）精確地安裝在通道的中心，并且擋板兩側(cè)的溫度分布是不同的。另一個更復(fù)雜一些，但是將分配器放置在冷卻通道的中心是容易的 ;湍流效應(yīng)和溫度分布得到改善。在這項 研究中，假設(shè)冷卻劑的流量足夠大以達(dá)到有效的湍流，并且流速的增加與熱萃取速率幾乎沒有差別。因此，兩種類型的擋板在熱提取方面都被處理相同。 擋板被排列成包括行和列的二維陣列。 所提出的冷卻通道的構(gòu)造包括擋板之間的間距（ x和 y），從擋板的尖端到空腔表面（ z）的距離以及擋板（ d）的直徑（圖 2）。 主冷卻線的直徑與 d 成正比。 擋板的尖端符合空腔表面，以便均勻地從熱聚合物中除去熱量。 擋板通道采用鉆孔方式加工，降低了制造成本。 三．?dāng)?shù)學(xué)物理模型的建立計算 本節(jié)介紹了冷卻通道的配置，模具中的溫度分布和成型部件之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，冷卻時間和工藝參數(shù)。 在不失一般性的情況下，提取和檢查冷卻單元（參見圖 3），而不是考慮整個模具。 冷卻室的四個側(cè)面被視為絕熱的。 使用這種物理模型，由于元素數(shù)量的減少，模擬時間顯著降低。 假設(shè)冷卻單元的空腔表面具有小的曲率，該表面可以被認(rèn)為是平面。 在物理方面，冷卻過程中的傳熱是復(fù)雜的。 為了簡化數(shù)學(xué)模型，本研究中作了以下假設(shè)： ?模具材料的物理性能是恒定的。 ?模具 - 聚合物界面的熱通量在模腔表面的每個元件上都是恒定的 。 ?使用恒定的循 環(huán)平均模具溫度。 ?僅填充和冷卻階段，因為填充階段很短。 ?聚合物的熱分析在一個維度上進(jìn)行，因為與填充相比較，模制件的厚度較小 。 ?環(huán)境空氣和外部模具表面之間的自然對流被忽略，因為其占總熱損失的不到 5％。 ?主冷卻管路的冷卻效果被忽略，因為大部分熱量被擋板除去。 ?冷卻通道的最小雷諾數(shù)應(yīng)大于 10,000。 ?結(jié)晶過程產(chǎn)生的熱效應(yīng)被忽略。 大連交通大學(xué) 2017 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）外文翻譯 圖 3 冷卻池的物理模型（ a） 和典型的溫度分布（ b） 在本研究中，應(yīng)用了循環(huán)平均和一維瞬態(tài)方法的耦合，因為它對于模具設(shè)計目的具有計算效率和足夠的精度 。 模具中的熱傳遞被視為循環(huán)平均 穩(wěn)態(tài)和 3 采用循環(huán)平均方法是因為在從模制操作開始的某一過渡期之后，實現(xiàn)模具內(nèi)的穩(wěn)態(tài)循環(huán)熱傳遞。 模具溫度的波動分量與循環(huán)平均分量相比較小，因此循環(huán)平均溫度方法在計算上更多 有效率高于周期性轉(zhuǎn)換分析（成型）被認(rèn)為是瞬態(tài)過程，應(yīng)用有限差分法。 模具中的溫度分布由以下等式建模： （ 1） 偏差方程（ 1）可以通過有限差分法方便地求解。 使用 法，無條件穩(wěn)定方案來求解方程（ 1）。 由于聚合物和模具之間的熱接觸電阻的性質(zhì)，采用對流邊界條件 代替等溫邊界條件。 這種邊界條件表現(xiàn)出模擬聚合物界面的傳熱性能優(yōu)于等溫邊界條件。 （ 2） 傳熱系數(shù)（ 反轉(zhuǎn)稱為熱接觸電阻（ 據(jù)報道，聚合物和模具之間的 間隙，接觸表面粗糙度，時間和工藝參數(shù)的函數(shù)。 值非常不同，29,34,40常通過實驗獲得。 在本研究中， 置為 10,000 W /