摘要：
通过在发电厂的在役超声波检测的经验积累，并根据对比试验，总结出一些非全焊透小口径管座角焊缝超声波检测的方法。
关键词：
小口径;焊缝;超声波检测;试块;集箱
1.小径管座角焊缝超声波检测的技术要求
在焊缝产生的各种缺陷中，面积型缺陷的应力集中程度要远大于体积型缺陷。因此要首先将裂纹、未焊透、未熔合等危险性的面积型缺陷检出并及时消除。这些面积型缺陷利用超声波探伤时灵敏度比较高。角焊缝超声波探伤技术的要求是所采用的工艺能使超声波主声束扫查到整个管座角焊缝截面，并能明显区分缺陷波与结构波，同时要求操作简便，易于现场使用。
2.小径接管座角焊缝超声波检测探头的选用分析
单纯采用小径管斜探头从接管座一侧对角焊缝进行检测， 存在部分漏检区;单纯采用普通斜探头从集箱一侧对角焊缝进行检测也无法实现。在本次试验中，选用小角度纵波探头和小径管横波斜探头对小径接管座角焊缝进行综合检测。
由于受到集箱结构影响，超声波检测只能在管座侧以接管为检验面进行单侧扫查，依据DL/T 820—2002 《管道焊接接头超声波检验技术规程》规定，管壁厚度为 8～14 mm， 推荐折 射 角 为 63°～70°(对应的K值分别为2和)， 选取实测 K 值为 ， 晶片尺寸准 6 mm，频率5 MHz， 探头前沿为 5 mm 的斜探头进行检测。 仪器选择以色列生产的 ISONIC 2008，由于该仪器具有 B 扫描功能，对于显示缺陷能够进行 B 扫描成像分析，便于缺陷记录和分析，选用甘油为耦合剂，在小直径管焊接接头超声波检验专用试块DL-1上制作准1 mm孔 的DAC 曲线。
3.对比试块的设计制作
小角度纵波对比试块的制作要求和设计指标
分别选取一定曲面、壁厚的材料模拟集箱管材，并在轴向及周向管座开孔部位制作 1 mm 和 2 mm深的切割槽模拟缺陷， 在对比试块中间不同深度做!1 mm×6 mm 横孔进行灵敏度比较试验。
小径管与横波斜探头对比试块制作要求和设计指标
用对比试块的切割槽模拟不同深度的未焊透缺陷。该试块分别切有 1 mm、 mm、2 mm、3 mm、4mm、6 mm、8mm 深的水平线切割槽， 用以模拟管座。
侧未焊透缺陷; 在 mm 线切割槽后集箱侧焊缝熔合线位置分别切有 1 mm、2 mm、3 mm、4 mm、6 mm深的切割槽， 模拟不同深度集箱侧坡口未熔合缺陷。
4.检测验证
某电厂燃煤锅炉，机组累计运行时间 10 万小时以上。为了解锅炉集箱管座角焊缝运行情况，检修期间，对水冷壁、低温再热器、省煤器、末级再热器的集箱管座角焊缝进行超声波检测，以Φ51×7 的小径管座角焊缝检测为例：小口径管座角焊缝规格：小口径管规格为Φ51×7mm，管座角焊缝宽度为 11mm，焊缝高度为8mm，集箱坡口深度为7mm。
仪器、探头
选用数字式 A 型脉冲反射式超声探伤仪，探头频率为5MHz，探头前沿长度为5mm，晶片尺寸为6mm×6mm，折射角度选为°的的横波斜探头。根据公式：
计算出最小折射角度为55°，所选探头折射角度满足检测条件。
DAC曲线的制作
利用DL-1小口径管专用超声波检测试块上深度为8mm、15mm、20mm、25mm的Φ1mm的长横孔来制作DAC曲线。由于非全焊透小口径管座角焊缝的结构特殊，小口径管有一部分插入集箱本体，定量和判废灵敏度的要求可适当降低。
反射信号的分析
检测工作中，必须区分出焊缝的根部反射信号和缺陷反射信号。根据焊缝的结构尺寸、探头的位置、示波屏上探头入射点到反射信号的水平距离、反射信号的深度，综合判定该信号是否为焊缝根部反射信号或缺陷反射信号。根部反射信号的判定：先使探头靠近焊缝，再向后拖动探头，示波屏上如果出现反射信号显示，先根据反射信号的水平距离显示，依据焊缝的尺寸，在工件上通过实际测量，判断是否在根部位置;然后根据反射信号的深度，依据工件的厚度，判断是否在根部位置，如果反射信号的水平距离、深度显示都在焊缝根部位置，则可判定该信号为根部反射信号显示。
缺陷反射信号的判定：继续向后拖动探头，示波屏上根部反射信号的幅值降低。在根部反射信号以外如果出现反射信号显示，则可初步判定为缺陷信号显示。如果该反射信号的深度显示大于或等于两倍工件壁厚，且在焊缝范围内，水平距离显示经实际测量也在焊缝范围内，则可判定该反射信号为缺陷信号显示。
检测结果
对缺陷管座经过解剖检查内部均发现未熔合、夹渣、裂纹等缺陷，解剖结果与超声检验结果全符合，有效保证了锅炉的焊接质量及机组的安全运行。
角焊缝根部无余高只可见集箱壳体端角反射波，反射能量高，波形尖锐，根部有余高可见余高反射波与集箱壳体端角反射波，能量低于端角反射波。
根部未完全焊透的反射波形明显低于余高反射波形，集箱壳体端角反射波能量基本不变。
对于根部完全未焊透结构，集箱壳体端角反射波能量明显降低，完全未焊透反射能量高于集箱壳体端角反射波能量。
5.结语
综上，对非全焊透小口径管座角焊缝的超声波检测，采用小晶片、短前沿、小折射角度的超声波横波斜探头进行检测，可以有效的检测出管座角焊缝内部缺陷，达到检测的目的，为目前非全焊透小口径管座角焊缝内部缺陷检测的有效方法。
课题名称：盒盖注塑模设计
专 业：机械设计制造及其自动化
班 级:
姓 名：
学 号：
指导老师：
完成时间：20xx年4月5日
目 录
一、选题的目的与意义............................................................................2
二、中国模具工业的研究现状及发展趋势............................................2
三、课题关键问题及难点........................................................................2
四、课题研究进程规划............................................................................3
五、参考文献............................................................................................4
一、选题的目的与意义
塑料相对金属，密度小，但强度比较高，绝缘性能优良，具有非常好的抗化学腐蚀性，在机械、化工、汽车、航空航天等领域，塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件在工业、日常生活各领域几乎无处不在。所以掌握模具设计这一门技巧，对于未来从事相关行业的我们极其重要。在本课题的制做过程中，我们还锻炼使用UG 、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件的技巧。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为未来工作适应期奠定坚实的基础。
二、中国模具工业的研究现状及发展趋势
80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，中国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年中国模具工业产值为 245亿，至20xx年中国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。
在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在中国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了中国模具CAD/CAM技术的发展。
目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。
未来中国的模具将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六、是标准件的应用将日渐广泛。七、是快速经济模具的前景十分广阔。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。十、是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。
三、课题关键问题及难点
1． 明确塑件设计要求
仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面
粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。
2、运用UG及CAD软件完成模具设计。
分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹，因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处。其中分模是最重要的一环。
3、模具结构设计
1）． 塑件成型位置及分型面选择；
2）． 模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；
3）． 模具工作零件的结构设计；
4）． 顶出机构设计；
5）． 拉料杆的形式选择；
6）． 排气方式设计。
4、 模具总体尺寸的确定，选购模架
模架已逐渐标准化，根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。
5、 模具结构总装图和零件工作图的绘制
模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上，可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。
模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸（与注塑机配合的定位环尺寸），装配尺寸，极限尺寸（活动零件移动起止点）及技术条件，编写零件明细表等。
通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，因此应首先认真绘制，而其余零部件应尽量采用标准件。
四、课题研究进程规划
1、支座三维模型的设计:根据盒盖零件的尺寸，设计出它的三维模型，并分析模型的具体特征，确定注塑模的基本结构。
2、分型面的设计:根据盒盖零件的结构进行拆模，设计型芯、模及定模的分型面。
3、创建塑模模具元件:生成型芯、动模、定模等模具的成型零件。
4、模具的充模、开模仿真:通过充模仿真，检查该模具注塑出的具有单一实体特征的塑件是否符合设计要求;通过开模仿真，检查开模是否能够顺利进行，
开模是否发生干涉，从而确定模具设计的合理性。
五、参考文献：
1.张维合编著，注塑模具设计实用教程[M],化学工业出版社，
2.屈华昌主编，塑料成型工艺与模具设计[M], 机械工业出版社，
浅谈自动化机械制造
摘 要：自动化制造系统（FMS）系指具有自动化程度高的制造系统。目前所谈及的FMS通常是指在批量切削加工中以先进的自动化和高水平的自动化为目标的制造系统。
关键词：制造规模;关键技术; 发展趋势
随着 社会对产品多样化、低制造成本及短制造周期等需求日趋迫切，FMS发展颇为迅速，并且由于微电子技术、 计算机技术、通信技术、 机械与控制设备的发展。
一、自动化机械制造规模
按规模大小FMS可分为如下4类
（一）自动化制造单元
FMC：的问世并在生产中使用约比FMS晚6～8年，它是由1～2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成，具有设置应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS，是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物，其特点是实{目单机自动化化及自动化，迄今已进入普及 应用阶段。
（二）自动化制造系统
通常包括4台或更多台全自动数控机床及人工中心与车削中心等），由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来，可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及 管理。
（三）自动化制造线
它是处于单一或少品种大批量非自动化自动线与中小批量多品种f：MS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床，亦可采用专用机床或NC专用机床，对物料搬运系统自动化的要求低于FMS，但生产率更高。
（四）自动化制造工厂
FMt是将多条FMS连接起来，配以自动化立体仓库，用计算机系统进行 联系，采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM，并使计算机集成制造系统（C1MS）投入实际，实现生产系统自动化化及自动化，进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平，反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体，以信息流控制物质流的智能制造系统IMS）为代表，其特点是实现工厂自动化化及自动化。
二、自动化关键技术
（一）计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统，使之具有智能化，可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术，该项新技术是直接利用CAD数据，通过计算机控制的激光扫描系统，将三维数字模型分成若干层二维片状图形，并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描，被扫描到的液面则变成固化塑料，如此循环操作，逐层扫描成形，并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起，仅需确定数据，数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
（二）模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能，可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整，使系统性能大为改善，其中尤其以基于人工神经 网络的自学方法更起人们极大的关注。
（三）工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今，FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理，求解各类问题（如解释、预测、诊断、查找故障、设计、 计划、监视、修复、命令及控制等）。由于专家系统能简便地将各种事实及 经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合，因而专家系统为FMS的诸方面 工作增强了自动化。展望未来，以知识密集为特征，以知识处理为手段的人工智能（包括专家系统）技术必将在FMS（尤其智能型）中关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术，预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初，人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术fIMT旨在将人工智能融入制造过程的各个环节，借助模拟专家的智能活动，取代或延伸制造 环境中人的部分脑力劳动。在制造过程，系统能自动监测其运行状态，在受到外界或内部激励时能自动调节其参数，以达到最佳工作状态，具备自 组织能力。
（四）人工神经网络技术
人工神经网络fANN）是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域，神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统，成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、启动控制技术发展趋势
（一）FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而 经济效益相接近，更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
（二）朝多功能方向发展
由单纯加工型FMS进一步开发以焊接、装配、检验及钣材加工乃至铸、锻等制造工序兼具的多种功能FMS。FMS是实现未来工厂的新颖概念模式和新的发展趋势，是决定制造企业未来发展前途的具有战略意义的举措。日本从1991年开始实施的“智能制造系统”frms）国际性开发项目，属于第二代FMS：完善的第二代FMS正在不断实现。智能化机械与人之间相互融合、自动化地全面协调从接受订单货至生产、销售这一企业生产经营的全部活动。
进入新世纪，FMS获得迅猛发展，几乎成生产自动化之 热点。一方面是由于单项技术如NC加工中心、工业机器人、CAD/CAM、资源管理及高度技术等的发展，提供了可供集成一个整体系统的技术基础：另一方面，世界市场发生了重大变化，由过去传统、相对稳定的市场，发展为动态多变的市场，为了从市场中求生存、求发展，提高企业对市场需求的应变能力，人们开始探索新的生产方法和经营模式。
通过教学改革，培养学生解决工程实际问题的意识，更好地掌握理论知识，并将理论与实践相结合，同时积极主动地融入到知识的探索中。为了提高应用型本科的专业素质，培养综合型高素质人才，《冲压工艺与模具设计》课程的教学仍在探索中改革。通过不断摸索、改进教学方法及教学手段，提高教师的综合专业能力，提高教学质量，改善理论教学与实践相脱节的现状，为培养高技能应用型人才而努力。
参考文献：
[1]张玉华，孙育竹.基于《冲压工艺与模具设计》课程项目导向教学方案的研究[J].轻工科技，2014，（7）：207-208.
[2]_雪，陆锦明等.基于自主学习能力培养的《冲压工艺与模具设计》课程改革与研究[J].装备制造技术，2013，（2）：186-188.
摘要：
机械设备的作用随着科学技术水平的`不断进步及管理科学的发展变得越来越大。工程机械管理工作也显得更为重要，需要加以重视开展。本文结合工作经验，通过对施工机械设备在使用中的管理及管理存在的问题进行解析，提出加强工程机械管理的措施，希望对相关人士能起到参考的作用。
关键词：
工程施工;机械设备;管理
0 引言
工程机械的管理工作目前得到了越来越多施工企业的重视，若能正确分析与解决工程机械管理过程中产生的各种矛盾，做好施工企业机械设备管理工作，对于提高工作效率，提高企业工程机械管理及维护水平，增强企业的市场竞争力具有重要的现实意义。目前工程施工机械逐渐向专业化、大型化、系列化、智能化等方向发展。工程企业为了缩短施工工期和减轻劳动力的强度，加快工程的进度，需购置具有大型化、专业化等性质的大型机械设备，因此施工企业机械设备的使用、管理、维修等工作就需要工作人员及时的了解并准确的掌握。并处理好机械设备管理中存在的问题。
1 公路工程施工企业机械设备管理的现状
管理方式、管理理念方面 由于施工特点的不同，在机械设备管理方面，路基路面施工、隧道施工和桥梁施工有所差异，桥梁施工与路基路面施工、隧道施工相比，所用到的机械设备价值、设备数量往往较低，对于设备的全方位管理工作存在一定的局限性，机械设备管理人员往往是兼职，设备使用过程中基本上是重使用，轻保养、维修，单位负责人往往对机械设备管理的重视程度也不高，等到设备用的实在无法再用了才去修理，耽误了施工生产的正常进行，既大大增加了维修成本又延长了维修工期。应该转变这种设备管理观念，轻保养维修为重保养，正确维修，合理使用。这样会达到事半功倍的效果，大大降低维修成本。
总体而言，企业主要靠机械化进行路基路面施工和养护工作，所以对机械设备的综合管理重视程度要高一些，但现在管理手段基本停留在依靠直观判断、经验办事的方式上，基本上实行的是以计划预防维修制为中心的传统管理模式，机械设备管理人员平时接受的专业方面的培训和学习不多，与外界技术交流机会较少，自觉进行管理创新、技术创新的意识较为淡薄，自身的业务素质和技能提高的较慢，缺乏这方面的勇气是造成管理方式落后，管理成本较高的原因之一。
设备基础管理工作相对薄弱
机械设备的管理既有现场管理也包括基础资料等内业管理，应该是从设备的论证、选型、购买、验收、使用、保养、维修、改造、直至报废处理的全过程管理。很多施工单位的机械设备管理人员在进行管理时只考虑或做到了某些工作，像不重视设备档案及台帐的建立、登记、归档工作，设备的基础资料和原始记录不全;基层管理中的三定制度没有完全落实;对设备的技术状况盘查不细致、不完整，设备盘点时走马观花，不重视大型设备的运行履历书，设备的故障维修保养不及时做记录;忽视定期保养和计划修理，使设备的正常维修得不到保证，致使设备运行成本大幅度增加，使用寿命缩短。
在设备运行过程中对经济性分析较少，工作重视不够
激烈的市场竞争压缩了大部分工程项目的获利空间，大型工程项目招投标更加规范，承包方试图通过各种途径尽量压缩运营成本，扩大利润空间。但实际操作时，由于施工单位的负责人多出自工程技术专业，不擅长施工组织和管理，或只注重施工管理而忽视人员、设备的管理，整个管理框架向技术层面偏斜，有的机械设备管理人员事先未进行经济分析，不重视经济效益，不按要求履行定额管理及单机单车成本核算任务，导致机械租赁费用超预算。只看重设备的技术物资寿命，忽视其经济使用寿命;只看重设备的购置费用，而忽视其寿命周期费用;不提取或任意挪用大修基金等等，这些都是当前多数施工企业存在的设备管理通病。
盲目追求高效益，忽视对机械设备的安全管理
作为应用型的本科院校，《冲压工艺与模具设计》是机械设计制造及其自动化专业的一门必修课程，其目的是在培养应用型人才，适应我国社会主义发展需要、经济建设需要、信息化社会发展需要。然而，近几年，企业与大学毕业生共同面临这样一个严峻的现实：企业需要理论扎实、设备操作能力强、具有较强综合分析能力的模具技能人才，而许多毕业生的综合运用能力达不到企业要求，难以胜任工作[2]，出现了企业与高校脱节的现象。究其根本原因，主要体现在以下几点：
课程关联性强
《冲压工艺与模具设计》该课程以机械制图、机械设计基础、工程力学、金属材料及热处理、公差配合等许多基础学科为基础，覆盖了机构学、材料学、力学等多个学科，同时又与冲压设备、模具制造工艺学这几门课密切相连，如果没有扎实连贯的理论基础，很难学好这门课。
学科应用性强
大学生基本无工程背景，对模具没有感性的认识，不理解冲压的过程；不了解实际应用情境，搞不清楚各知识点间的脉络关系；学习起来普遍感到吃力，枯燥难懂，从而打击学习的积极性，产生了厌学的情绪。
教学方式与实际应用脱节
该课程是一门实践性和实用性很强的学科，教师在教学过程中过于强调课程的知识体系，并没有很好地将实际与教学相匹配，重理论、轻实践；同时，理论知识集中时段讲授，在实践授课时，出现理论与实际前后脱节，学生不能连贯对照的现象，而且理论学习与实际操作时间间隔过长，知识容易遗忘。基于以上原因，导致学生对本课程知识难以理解甚至望而生畏，学习积极性下降，最终导致基础知识掌握不扎实，走上工作岗位时，出现模具设计不合理、模具制造不精确、模具装配不达标、修模水平不合格等现象，无法满足相关企业模具岗位需求。然而，本专业主要是培养面向生产第一线、具有扎实的理论知识，较强实践能力的应用型人才，因此，必须提出有效的解决办法，及时解决以上问题。
本文是关于以汽车底盘零件为研究对象的注塑模设计，通过对其结构形式和材料的注射成型工艺进行正确的分析，设计了一模两腔的塑料注射成型模具。塑料模毕业设计是模具专业学生在学习过程中的一个重要实践性学习环节，其目的是：
1.应用本专业所学的理论知识和实训技能进行一次注射模设计工作的实际训练，以提高独立分析和解决实际问题的技能、培养从科技研究工作的初步能力。
2.通过查设计资料手册和视频，熟悉设计标准和技术规范，通过进行方案论证、设计与计算、cad、u绘数据处理和综合分析，编写说明书等环节进行工程师的基本训练。
3.根据本设计任务书，再通过分析了任务题目连接套筒零件的结构和注射工艺性的基础上，详细介绍了在u软件平台上快速生成连接套筒注射模型腔、型芯的过程。并介绍了运用模具专家系统进行模架和其它零部件设计及开模仿真方法。u的应用缩短了该模具的开发周期，提高了效率，降低了成本。
4.培养勤奋、求实、团结互助、勇于创新的优良品质。希望通过本次毕业设计答辩，进一步巩固、深化、扩大所学到的知识、技能。
关键词: 注射模、cad、u、机械。
近年来，模具在产品制造过程中占据重要地位。模具设计水平的高低，在很大程度上决定了生产率的高低。有效的模具设计可以降低资源调整次数和调整时间，为生产计划与调度提供更大的优化空间，以达到提高生产效率的目的。模具设计是工装系统的重要组成部分，它影响着产品生产的效率和质量。对模具设计进行深入的研究有着重要意义。中国塑料模具制造水平已有较大提高。型塑料模具已能生产单套重量达到50t以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到2μm，制件精度很高的小模数齿轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产，多腔塑料模具已能生产一模7800腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达6m/min以上的高速塑料异型材挤出模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化率已有较大提高，cad/u等软件技术的应用面已大为扩展，高速加工及rp/rt等先进技术的采用已越来越多，模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造水平及企业管理水平的提高，有些企业已实现信息化管理和全数字化无制造。
面对现在的情况未来模具的发展趋势向模具加工设备提出了特殊要求：一是制造模具的钢材硬度较高，要求模具加工设备具有热稳定性、高可靠性；二是复杂型腔和多功能复合模具要求加工编程程序量大，具有高深孔腔综合切削能力和高稳定性；三是高动态精度。面对激烈的市场竞争以及外资企业的推动，中国许多模具企业结合自身发展需要纷纷加大设备投资，一方面自主开发新工艺、新设备，另一方面也引进国外先进的加工设备。比如美国摩尔坐标磨床，辛辛那提龙门加工中心，德国dm公司的各类精密设备，瑞士制造的各类精密设备如阿奇夏米尔公司，瑞典制造的精密定位基准系统，日本牧野、三菱、沙迪克、大隈等公司的精密设备，瑞士、德国、意大利的五轴高速铣等。此外，还有立式加工中心、立式快速加工中心、数控铣床、数控仿形铣床、电加工机床、数控三坐标测量机、高速高精度电火花成型机、线切割机床、坐标磨床、坐标镗床、镗铣机、成型磨床、光学曲线磨床、带锯床、深孔钻、电极加工机、雕刻机、抛光机、合模机、模具标准件加工专机、高性能热处理设备、快速成型设备、各种刀具及磨刀机、计算机工作站及微机等。
此外，在模具行业内提倡模具生产专业化与模具带产品的两种模式发展国内模具工业；继续在模具企业间形成诚信经营，公平竞争，重合同守信用的经营作风；继续加大模具人才的培训力度，满足上海模具工业的需求；以多种形式交流先进经验，推广现代模具建设、经营办法，促进国内模具企业整体素质提高等。
毕业设计的主要目的有两个：
一是让学生掌握查阅资料手册的能力，能够熟练的运用cad、u等软件进行模具设计；
二是掌握模具设计方法和步骤，了解模具的注射工艺过程。
本书是根据《塑料成型工艺与模具设计》、《注塑成型及模具设计实用技术》、《塑料制品与模具设计》、《中国模具设计大典》等诸多参考资料编写而成。运用u、cad软件设计出选定的塑料制品的纸，由于缺乏经验、知识有限、时间仓促，该书难免出现一些不足之处，请老师和同学们多多指教，谢谢大家的支持。
针对当前的教学情况，参考其它高校的专业培养计划，提出以下几点措施：（1）激发学生兴趣在开课之初，选择学生较为熟悉的典型冲压件进行实物引入，例如食堂餐盘、水壶、易拉罐、电机中的零部件、电脑主机外壳等，启发学生的思维及学习积极性。（2）模具的感性认识在课堂上展示冲压模具模型，在拆装模型过程中，讲解零件结构、工作原理、各零件名称及用途等知识，让学生对模具有初步感性的认识。（3）以作业为引导要求学生选择感兴趣的产品零件，跟随教学进程，独立完成各自产品零件的全部流程分析和设计，并绘制相关的装配工程图和零件工程图。并引导学生应用UG、PRO/E等CAD/CAM软件，完成设计内容，做到应用型教育的初步实现。（4）开设专业讲座邀请相关企业的专家和工程技术人员为学生讲授生产实践中的有关知识，及时了解企业生产的实际工况、企业对人才的综合素质、知识结构的要求以及所学专业知识在工程实践中的应用情况。（5）实施动态教学在课程讲授时，教师可从网上搜集或者自制一些模具动画，利用多媒体技术进行教学演示，对各种复杂的模具结构及其工作原理用图片和动画进行详细的讲解。（6）知识的自我探索引导学生浏览模具信息网、中华模具设计论坛等网络资源，关注企业动态，让学生学会利用网络平台资源解决专业问题。推荐学生学习国内知名高校的《冲压工艺与模具设计》网络精品课程，提高学生自主学习的能力，加深对知识的理解。（7）实现校企合作组织学生在校内实训基地或企业内部工厂举办多次模具设计、制造比赛，由专业人士对比赛进行指导。深入学习高水平的应用技能，以此激发学生学习自主性，提高学生动手能力。为提高教学质量，提高学生对冲压工艺和模具设计知识的掌握。课程教学改革对教师综合教学能力、现代设计方法的运用方面、教材选择方面提出了更高的要求。
塑料件已在日常生活中得到广泛应用，塑件成型工艺要求也越来越完美，注塑模具应用更广泛。本次毕业设计以给定的电器支脚为对象，对该支脚注塑模具进行设计。首先测量塑件尺寸大小，再在U进行逆向三维造型，导出零件的二维纸。在U中进行定分型面、调模架、开框、加顶针等操作，可更加清晰地表达注塑模具的工艺过程。在完成塑料成型工艺特性和塑件结构特点的分析，确定使用一模一腔、大水口分流道方式进浇的二板模。接着详细的设计了模具成型系统、浇注系统、冷却系统和脱件系统的每一个部件，设计内容包括：模仁、成型零件、浇口套、推杆、冷却水路尺寸和位置，最后确定注塑机的型号。
关键词：注塑模具； 塑件成型； 塑料；模具设计 ；
第一章 概述
课题的引出
随着电子电器产品的广泛使用，其配件的生产愈来愈显得重要。这些配件绝大部分是塑料制品，塑料制品的生产要配以专门的模具，所以模具设计是一块很大的领域，也就形成了模具产业。本课题取材于中型电器支座，该塑料制品需要有相应的模具来成型生产。这次的课题就是要设计出生产该产品的成套模具。
塑料成型模具在加工工业中的地位
模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如,属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如,形状误差小于～μm的空对空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成型。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。
模具工业又是高新技术产业化的重要领域。模具制造技术水平的提高，模具工业的技术升级，离不开同高新技术的嫁接。CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革，就是一个最好的例证。模具的开发和制造水平的提高，有赖于采用数控精密高效加工设备；逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。
模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然应有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。各产业部门需要的装备，有许多是电子信息技术的载体。好像一个人，不仅要有聪明的脑袋
第一章 概述
和灵敏的神经系统，还要有坚强的躯干和灵巧的双手和双脚。机械工业制造的装备一旦与电子信息技术嫁接，就如虎添翼，脑袋更灵光，神经更灵敏，手脚更灵巧了。
模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应，以满足五大支柱产业发展的需要。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都还不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口7亿美元左右的模具。我国石化工业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成型，做成制品，才能用于生产和生活的消费。1997年我国生产的塑料制品达700多万吨；2005年塑料制品将增加到1 500万吨左右。建筑业过去与模具工业的关系不大，现在不同了，地板砖和卫生洁具需要大量的陶瓷模具，塑料管件和塑钢门窗也需要大量的塑料模具成型。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。
我们应该进一步加深对模具工业地位与作用的认识，把模具工业放在它应有的位置上，并向政府有关部门汇报和向社会各界宣传，取得共识。在财税政策、技术改造、资金信贷、人员培训等方面，应争取得到政府有关部门和社会各界的重视和大力支持，采取各种有力措施，加速模具工业的发展。
模具技术的现状及发展趋势
模具的现状
塑料工业是世界上增长最快的工业之一。随着科技日新月异的发展，塑料工业得到了前所未有的发展，从而使塑料的数量也不断上涨。当然塑料工业的发展离不开塑料模具设计，模具工业被誉为“工业之母”。随着模具技术的迅速发展，在现代工业生产中，模具已成为各种工业产品不可或缺的重要工艺设备。模具成型具有优质、高产、低消耗、低成本的特点。因而，在国民经济各个部门得到了极其广泛的应用。在模具成型中，塑料成型占很大的比重。由于塑料具有化学稳定性好，电绝缘性强，力学性能高，自润滑，耐磨及相对密度小等独特的优异性能，成为工业部分必不可少的新型材料。
第一章 概述
但随着科技的不断发展，各种性能的塑料产品的不断开发，注塑工艺越来越多地被各个制造领域用以成型各种性能要求的产品。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。
以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。一副设计合理的模具，就有85﹪成功的希望，其余就要靠设备和模具制造工人的熟练程度来达到，所以，提高塑料注射模具的设计水平尤为重要。本套模具在设计的中，结合前人的设计经验和这几年模具发展的新成果，采用了很多更合理的模具结构。如今，我国模具成型工业已形成了相当规模的完整体系，越来越多的新技术，新工艺，新材料诞生，并将应用在模具产业中，这将促使我国模具工业的飞跃发展。同时，我国模具工业的总体水平与世界先进国家相比还有一定差距，还要大力推进模具产业的科技进步，开展新技术，新材料研究开发，并进一步加强对模具工业专业技术人才的培养，使之可持续发展，为我国模具成型加工技术超赶世界先进水平作出贡献。
虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:1、体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。2、开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。3、第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率
第一章 概述
和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。4、专业化、标准化、商品化的程度低、协作差． 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。5、模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
模具的发展趋势
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:
1）模具日趋大型化；
2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 3）模具扫描及数字化系统；
4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7）模具的精度将越来越高； 8）模具研磨抛光将自动化、智能化；
9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10）开发新的成形工艺和模具。
设计的任务与要求
（1)设计任务
1．设计给定塑料制品的注塑成形模具，该模具能直接安装在注塑成形机上，生产合格的产品；
2. 用三维软件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）对模具进行分模和结构建模；
3．用二维软件生成模具装配和部分零件。
(2)技术要求
1．模具在一次动作循环中应能生产出合格的产品，并能拉料、脱料、脱模等。
2．模具的寿命要求应能满足生产5万件以上。
3．该注塑产品可根据现有实物进行逆向设计，应结构合理、外形美观，并满足注塑工艺要求和使用功能要求。
(3)方法要求
同学在通过调研、毕业实习、查阅资料和设计计算，确定模具方案后，用三维软件（U、Pro/E、SOLIDWORK等）相应模具设计模块对零件进行实体造型、分模、模具三维设计，然后结合该软件的工程模块，用二维电子板及Ltools注塑模辅助设计模块，生成装配结构和零件。
设计概要
先对样品进行分析，电器支脚的配合精度不是很高，设计时没必要要求高精度。采用逆向造型的方法，测量样品各方向的尺寸，用U软件进行三维造型，完成后生成二维零件。分析塑料的成型工艺特性，初步确定模具的结构方案，选好标准模架和注射成型机的型号。然后进行冷却系统和浇注系统的设计。接着完成模具成型零件的设计，包括模仁、前后模开框、斜导柱的设计。最后对推出和导向机构进行设计，并选择计算重要零件的工艺参数，对模具各结构的强度进行校核。综上所述，设计了一副一模一腔的塑料模具，该模具能在所选择的注塑成型机上生产出合格的电器支脚。塑件
1-1 注塑产品
第二章 塑件制品的工艺性分析
塑件材料特性
本塑料产品的材料是尼龙（PA），又称聚酰胺。品种有PA6,PA66,PA610,PA612以及PA1010等。最常用的PA66在尼龙材料中强度最高，PA6有最佳的加工性能。
化学和物理特性
a、 结晶度高
b、机械强度高、韧性好、耐疲劳、表面硬且光滑、摩擦系数小、耐磨、具有自润滑性、耐热（100℃内可长期使用）、耐腐蚀、制件重量轻、易染色、易成型。冲击强度高（高过ABS、POM，但比PC低），冲击强度随温度、湿度增加而显著增加（吸水后其强度如拉伸强度、硬度、刚度会有下降）。
c、 缺点主要有：热变形温度低，吸湿性大（加工前要充分干燥，加工后要进行调湿处理）注塑技术要求较严、尺寸稳定性较差。
d、流动性好，容易冲模成型，也易产生飞边，尼龙模具要有较充分的排气措施。
e、 常用于齿轮、凸轮、齿条、联轴节、轴承类传动零件等零件。
结构分析
在用U把产品三维造型出来以后，应用分析模块，可以分析出产品的体积为,即，质量为。
产品外观和精度要求不高，采用一般精度MT3，自由公差尺寸则采用MT5，内外表面粗糙度为。
产品在垂直于出模方向的竖直面上设置1°的拔模斜度。
塑件材料的成型特性与工艺参数
热塑性塑料的成型方法有注射成型，挤出成型，吹塑成型，吸塑成型的。 注射成型时热塑性塑料产品生产中最为普遍的一种成型方法，塑料首先在注射机的加热料筒内受热熔融变成流体，然后在注塑机的螺杆或柱塞推动下，经注塑机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔，在型腔内成型、冷却、固化，脱模后得到制品。生产工艺过程为：生产前调试→加料（粒料或粉料）→注塑机合模→注塑机料筒内熔融→注射、充模、保压→冷却定型→注塑模开启→制品脱模及卸料→清模、制品后处理。
模具设计方面：
PA黏度低，流动性好，容易产生飞边，所以要提高对分型面的加工要求，以确保分型面的紧密贴合，而且模具又必须有良好的排气系统。
b、 c、 d、
浇口设计形式不限。
设计较高模温，以保证结晶度要求。
PA收缩率波动范围大，尺寸稳定性差，模温控制应灵敏可靠，设计模具时应注意从结构方面防止制品出现缩孔，并能提高制品尺寸的稳定性。
选用耐磨性较好的模具材料。
尼龙注塑工艺特性：
a、 原料需充分干燥，温度80~90℃，时间4小时以上。
b、熔料黏度低，流动性好，制品容易出现飞边，故压力取低一些，一般为60~90MPa，以保证取相同压力。
c、 料温控制。过高的料温易使塑件出现色变、质脆以及银丝，而过低的料温使材料很硬可能损伤模具及螺杆。料筒温度一般为220~280℃。 d、收缩率（）,使塑件呈现出尺寸的不稳定
e、 模温控制：一般控制在30~90℃，模温直接影响尼龙结晶情况及性能表现，模温高则结晶度大，刚性，硬度、耐磨性提高;模温低则柔韧性好，伸长率高，收缩性小。
f、 注射速度：高速注射，因为尼龙料熔点高，只有高速注射才能使其顺利充模。
、此产品颜色为黑色。
确定模具结构方案
从产品的结构可知,1、产品对表面外观要求不高，可采用大水口二板模架。2、冷却系统采用普遍的冷却水管冷却。3、推出机构采用简单的推杆推出。
第三章 成型设备的选择
注塑成型机的选择
选择的成型机的型号为XS-ZY-125（宁波市海曙泰力机械有限公司），其主要参数如表3-1：
表3-1 注塑机主要参数（XS-ZY-125）
模架的选择
国产模架比较常用，选CI 2530大水口模。
有关参数的校核
最大注射量的校核
塑料制品成型一次所需的塑料重量或者体积（塑件和流道凝料之和）应在注
塑机最大注射量的80%以内。前面已经分析过本塑件的体积为。查表3-1所选的注塑机理论注塑量为125cm3。塑件加上一小部分凝料的体积约为理论注塑量的25%，满足要求。
注射压力的校核
制品成型时的注射压力很大程度上影响了制品的表面质量、形状和尺寸精度。注塑机的额定注射压力必须大于制品成型所需的压力，这样才有调整的余地。塑件成型所需的注射压力与塑料种类、塑件形状等因素有关。尼龙塑料的建议注射压力为60~90Mpa，由于本制品的形状不复杂，精度要求一般，故取70Mpa。在注塑机的额定注射压力150Mpa以内，满足要求。
锁模力的校核
锁模力是选注塑机的一个重要参数，在生产某一制品时，若锁模力不够可能会有溢料现象，这样对工作人员造成很大危险。高压的塑料熔体充满型腔时会产生很大的推力，即胀型力T，其大小等于制件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔压强。T一定要小于注塑机的额定锁模力F才能安全生产，通常取额定锁模力的80%，以保证注射时不发生溢料。T可按下式计算：
T=制品投影面积A×型腔压强P （3-1）
正常生产中，PA成型时所选用的型腔压强值为42Mpa。制品投影面积可从零件中可分析出：
模具部分安装尺寸的校核
注塑机能生产出合格产品的前提是模具能顺利的安装在注射机上，在选注射机时必须校核注塑机上与模具安装有关的尺寸。不同型号的注塑机，其安装模具部位的尺寸各不相同。要校核的主要尺寸包括模具最大和最小厚度，模具的长宽，喷嘴尺寸，以及定位圈尺寸。
（1）模具厚度的校核
模具厚度的最大最小值应在注射机规定的最大最小值之间，这样模板闭合时才能达到规定的锁模力。本设计中模具的厚度为261mm，在注塑机的最大300mm与最小200mm范围内，能满足要求。
（2）模具的长度和宽度校核
要校核长度和宽度，主要是考虑模具在注塑机上的固定方式。通常不配套生产的模具都采用压板固定方式固定，只需模具动、定固定板上有螺钉孔即可。本套模具的长度为300mm，宽度为250mm，在注塑机拉杆间距260mm×3600mm
之间，故能够满足安装要求。
（3）定位圈尺寸的校核
模具上的定位圈和注塑机固定板上的定位孔都是按标准进行加工的，安装时肯定可以使主流道中心线与注塑机喷嘴中心线重合，能够满足要求。
（4）开模行程的校核
模具开模后为了取出制品，要求有足够的开模距离。二板模的最小开模行程S可按下式计算：
SH1H2（5~10）mm （3-2）
H1——制品所需推出的最小距离； H2——制品及浇注系统凝料的总高度；
5~10mm——安全距离。
从装配中可找出，，代入式3-2得： S=
小于注塑机的移模行程300mm，故能满足开模要求。
第四章 浇注系统的设计
分型面的选择
型腔数目的确定
合理的确定型腔数可以提高生产率和经济性。型腔数的确定要考虑塑件的结构特点，若零件结构简单、尺寸又不大则可定为一模多腔，若零件结构复杂，如：有很多侧抽芯且不规则布置，一般定为一模一腔。为了使模具尺寸合理、复杂度减小，定为一模一腔。这样浇注系统的设计也变的更简单了
分型面的选择
分型面就是型芯和型腔的分界面。塑件结构规则的话，最好以平面作为分型面；不规则的话，要以有利于分模为原则设定分型面。分型面的选择是否合理对于塑件质量、模具制造与使用性能均有很大的影响。分型面设计的一般原则： （1） 有利于脱模；
（2） 必须确保塑料制品尺寸精度； （3） 必须保证塑料制品外观质量要求； （4） 有利于简化模具结构； （5） 方便模具制造；
（6） 分型面上尽量避免尖角利边； （7） 满足注射机技术规格的要求。
本塑件有侧抽芯机构，侧抽芯机构应尽量安排在动模，这样虽然不利于推出制品，但能简化模具，权衡利弊，分型面4-1：
制品分型面的选择
流道与浇口的确定
浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。 浇注系统设计时应遵循如下原则：
（1） 保证制品的外观质量 对有表面质量要求的产品，应尽量将浇口设置在制
品的隐蔽部位。若无法做到，则应使浇口容易切除。 （2） 保证制品的内部质量
浇口的形式和数量选择合理的话，能保证塑料熔体迅速填充型腔，使制品内部组织细密。浇注系统应能顺利地引导熔融塑料充满型腔各个角落，使型腔内气体能顺利排出，避免制品内形成气泡。
（3）阻力最小 流道设计要尽量短，并尽量减少折弯，流道截面积要尽量合理，宜小不宜大。
（4）不影响自动化生产
由于制品中间是孔，要设计分流道。4-2：
流道和浇口设计
制品脱模取出后，要后续切除留在制品上的主流道凝料，并修磨掉棱角。
排气系统的设计
在模具设计中排气是很重要的问题，困气的后果有： （1） 在制品表面形成流痕、气纹、接缝，使表面轮廓不清。 （2） 填充困难，产生飞边。
（3） 气体被压缩产生高温，造成制品困气处局部炭化烧焦。 （4） 制品内部产生气泡，致使制品组织疏松，强度下降。
（5） 使制品内部残留内应力很高，制品外形可能变形，尺寸误差很大。 （6） 降低熔体填充速度，使成型周期加长。
注塑模的排气方式有一下几种：流道排气、分型面排气、镶件配合面及侧向抽芯结构排气、加排气杆、推杆或推管与动模镶件的配合面、透气钢排气等。
本制品的排气很简单，型芯已整块做成镶件，非常有利于排气，再加上推管、侧抽芯机构和分型面，整体上不存在排气困难，故不用另外设置排气结构。
流长比的校核
熔体流动长度与制品壁厚度的比值叫流长比，流长比是一个很重要的参数，可以考虑制品最多能做多薄而不产生成型缺陷。流长比与注射压力有关，PA的平均流长比为170:1。流长比的计算公式为：
ki1nLi （4-1） wi
式中， Li：流动路径各段长度，mm；
wi：流动路径各段的型腔厚度，mm；
n：流动路径总段数。
本制品4-3：
流长比计算见
将数据代入式4-1有：k
的流长比范围内，符合要求。 ,完全在允许
第五章 成型零部件的设计与计算
凹模、凸模的结构设计
凹凸模一般都做成内模镶件的形式，而不是直接在A、B板上加工。这样做的好处就是能节省优质钢材，还有利于排气。
凹模的结构设计
凹模是装在定模板上的镶件，用以成型塑料的外表面。凹模有整体式和组合式两种。组合式凹模的刚性不及整体式，易在制品表面留下痕迹，影响外观，但可以通过配合间隙来排气，只适合于型腔难加工结构较复杂的制品。对于凹模中易磨损的部位也采用组合式，可以方便模具的维修，避免整体的凹模报废。本制品，型腔结构很简单，也不容易磨损，故可以采用整体式凹模
凸模的结构设计
凸模是装在动模里的镶件，用以成型塑料制品的内部结构。凸模和凹模一样分为组合式和整体式。因为镶嵌式同样难以加工，则两个模仁都采用整体式，5-1：
5-1 凹凸模示意
A板的结构设计
A板（定模板）的长度即模架的长度，本例模架选择的2530-CI型；定模板厚度在有面板的情况下为框深20~30mm。厚度尽量取小些，可减少主流道长度，缩短成型周期，还可在前模安装在注塑机上生产时，紧贴注塑机定模板以避免变形，本板加厚20mm。其形如下：
B板的结构设计
B板（动模板）的长度也即模架的长度，所以长度数值等于A板。动模板的厚度一般等同于开框深度加30~60mm左右。其厚度应取大些，以增加模具的强度和刚度，本板加厚35mm。其形状如下：
成型零部件的尺寸计算
型芯型腔尺寸都由U自动生成，不必计算。我们要确定的是内模镶件尺寸。确定内模镶件尺寸的方法有两种：经验法和计算法。在实际工作中常常采用经验确定法而不是计算法。总体原则是：必须保证模具具有足够的强度和刚度，是模具在使用寿命内不致变形。
（1） 确定内模镶件的长、宽尺寸
型腔至内模镶件边之间的钢厚A可取15~50mm，型腔的深度越深，A也取得越大。本制品凹凸模长宽尺寸相同。制品直径95mm，可取模仁宽度为145mm，即单边钢厚取得。制品长226mm，模仁长度取为295mm，即单边钢厚取。
（2） 确定内模镶件高度尺寸
① 凹模厚度Ha 一般在型腔深度基础上加15~20mm，当制品在分型面上的投
影面积大200cm2时，宜取25~30mm。本制品在它的分型面上的投影面积约为，因为凹模上没有多大的腔体，所以取Ha为25mm。
② 凸模厚度Hb Hb=型腔深度+封料尺寸（最小8mm）+钢厚14mm左右。本
制品型腔深度为33，故Hb取55mm
内模镶件与模板的配合为过渡配合，公差为H7/m6，内模镶件之间的配合公差为H7/m6。
内模镶件设计好了后，就要设计动、定模的开框尺寸。开框的长宽基本尺寸等于内模镶件的长度和宽度基本尺寸，公差配合取H7/m6；A、B的开框深度分别比内模镶件的高度尺寸小，使镶件装配后高出分型面，以保证模具在生产时分型面优先接触。当开框深度≤50mm时，开框圆角半径R=13mm，我们就取13mm。
第六章 脱模机构及合模导向机构的设计
脱模机构的设计
在注射动作结束后，制品在模具内冷却成型，由于体积收缩，对型芯产生包紧力，当其从模具中推出时，就必须克服包紧力而产生摩擦力。要使塑料制品及浇注系统凝料从模具中安全无损坏地推出，就必须设计相应的脱模系统。脱模系统主要包括：①推杆、拉料杆、推板、推块等推出零件；②复位杆、复位弹簧及推杆板先复位机构等推出零件的复位零件；③推杆固定板和推杆底板等推出零件的固定零件。
推杆结构示意
1、塑件 2、凸模 3、推杆 4、拉料杆 5、推杆固定板 6、推杆底板 7、底板
脱模力的计算
脱模力的理论计算公式是：
F脱=f*F正*cos－F正*sin （7-1）[1]
对于不通孔的壳形塑件脱模时，还需要克服大气压力造成的阻力F阻，其值
为：F阻=（A为型芯端面面积mm2）。
在实际生产中并不是都要去计算脱模力，而是根据经验来选择推出零件的尺寸，至于注射机顶棍的推力是完全满足工作要求的。
本设计中采用推管推出的形式。在选择推管时要注意推管型芯直径要大于或等于零件螺丝柱位内孔直径，推管外径要小于或等于螺丝柱的外径，并去标准值。推管的长度取决于模具大小和制品的结构尺寸。本塑件选用的推杆规格有四根： 四根；拉料杆6 一根。具体布置位置见装配纸。
导向机构的设计
模具上相对活动的零部件都必须有精确的导向机构，使其能按照设计师给定的轨迹运动。另外，模具在高温高压下成型，成型零件会受到很大的侧向压力，使其有错位的倾向，为提高模具的刚度和强度，还必须有定位结构。
在注塑模具中，导向机构的作用有以下几点：
（1）定位作用 模具闭合后，保证动、定模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精度。在模具装配过程中也会起到定位的作用，即便于模具的装配和调整。
（2）导向作用 合模时，首先是导向零件接触，引导动、定模准确不合，避免型芯先进入型腔造成成型零件的损坏。
（3）承受一定的侧向压力 塑料熔体在充模过程中可能产生单向侧向压力，导柱将承受一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。如果侧向压力很大或精度要求高时，则不能单靠导柱来承担。
（4）承受模具重量 模具上的活动件在开模时及开模后都悬挂在导柱上，须由导柱支撑其重量，所以导柱的强度一定要足够。
A、B板导柱设计
本制品属于对称零件，成型时侧向压力不会很大，所以可以只采用导柱来兼起导向和定位的作用。
导向系统设计时，导柱与导套的配合为间隙配合，配合公差为H7/f7，表面粗糙度；导柱与安装孔采用过度配合H7/m6，表面粗糙度。由于塑件通常留在动模，所以为了便于制品取出，导柱通常安装在定模。
推杆板导柱设计
推杆板导柱的作用是减少复位杆、推杆、推管或斜推杆等零件和动模内模镶件的摩擦。推杆板导柱的装配有三种方式：①导柱固定于动模底板上，穿过推杆板，插入动模托板或动模板，导柱的长度以伸入托板后动模板深H=10~15mm为宜。②导柱固定于动模托板上，穿过两块推杆板，不插入底板。③导柱固定于动模底板上，穿过推杆板，但不插入动模托板或动模板。在注塑模中最常用的是第一种方式。
推杆板导柱数量和直径的确定方法：
直径一般与标准模架的复位杆直径相同，但也取决于导柱的长度和数量。如果方铁加高，则导柱的直径应比复位杆直径大5~10mm。
对于宽400mm以下的模架，采用2支导柱；对于宽400mm以上的模架，采用4支导柱。
本设计中推杆板导柱直径取15mm，位置x方向间距取95mm，y方向间距取200mm。
第七章 温度调节系统的设计与计算
在模具生产中，为了保证塑料制品的成型质量和生产效率，必须利用外部介质对模具进行加热或冷却，将模具温度控制在一个合理的范围内。模具中将熔体的热量源源不断地传递出去，或者将模具加热到模具正常的注射温度的那部分结构就叫温度控制系统。对于大多数塑料来说，模具都需要冷却。但对于黏度高、流动性差的塑料，提高模温可以较好地改善其流动性，所以要设置加热系统。模温对制品精度有很大影响：模具温度过高，成型收缩不均，脱模后制品变形多大，还容易造成溢料和粘模；模具温度过低，则熔体流动性差，制品轮廓不清晰，表面会产生明显的银丝或流纹等缺陷。另外，模具温度若控制得好，熔体可以及时固化、开模及取出成型制品，缩短了成型周期，能提高生产率。
母模仁水路布置示
计算冷却管道直径
根据牛顿冷却定律：
QAT'
式中 Q——冷却介质从模具带走的热量；
——冷却管道与冷却介质间的传热系数；
A——冷却管道的热传面积；
T——模具温度与冷却介质的温度差；
'——冷却时间。
从式中可知，冷却水孔的直径越大越好。但冷却水孔的直径太大会导致冷却水的流动出现层流，降低冷却效果。冷却水孔的直径一般在5mm到13mm之间，
设计中常按经验确定其大小。可按表7-1查取：
表7-1 根据模具大小确定冷却管道直径
冷却回路的布置形式
冷却回路数量要根据具体模具结构来确定，总体原则是要均匀充分冷却。本制品有较深的型腔，故冷却管道要深入到型芯才能充分冷却，7-1所示。具体位置布置见模具装配纸。
通过这次的毕业设计，初步认识了注塑模的工艺，注意到在设计过程中的一些问题，同时对模具的结构和工作原理有了一定的了解。在一开始，我们对模具没有什么概念。老师为了让我们对模具的结构有个充分的形象了解，介绍我们去塑料生产厂参观实习。在实习中，结合模具实物的讲解，我们学习了模具的各种结构和注塑机的工作原理。
根据塑料制品，我们先进行逆向三维建模，导出零件的二维纸。经过塑料成型工艺特性和塑件结构特点的分析，确定了模具的结构方案。之后就是选好成型设备和其他辅助系统，计算好各结构的重要尺寸。
这次设计中都是使用U三维软件和CAD二维软件。这个过程让我了解了它们之间的联系，熟练掌握模具的CAD/CAM/CAE技术是改造传统模具生产方式的关键技术。同时使我更能够联系实际去设计，多方面，多角度的去思考，相信这次的设计对我们将来从事设计工作有很大的帮助。
