臺階端蓋注塑模具設(shè)計(jì)【圓頭端蓋 高度30】【含5張CAD圖紙】

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謝22參考文獻(xiàn)22前言隨著我國科技文化技術(shù)以及國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，模具行業(yè)的地位越來隨著我國科技文化技術(shù)以及國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，模具行業(yè)的地位越來越重要，模具技術(shù)的發(fā)展也越來越先進(jìn)。模具行業(yè)是一個(gè)對工作和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求非常強(qiáng)的專業(yè)，它要求我們在學(xué)校要掌握扎實(shí)的理論知識，并要求我們有充分的實(shí)踐環(huán)境。大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在這大學(xué)四年里我完成了規(guī)定的課程，并取得了不錯(cuò)的成績，熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)、材料科學(xué)基礎(chǔ)、模具制造工藝、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)、塑性成型工藝與模具設(shè)計(jì)等相關(guān)的基礎(chǔ)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識，對模具行業(yè)的發(fā)展、模具技術(shù)的應(yīng)用、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、模具材料的選用、公差配合的選用有了一個(gè)比較系統(tǒng)和比較全面的理解，基本上達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。課程設(shè)計(jì)時(shí)大學(xué)學(xué)習(xí)過程中的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是對以前所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)，以套管成型工藝分析及模具設(shè)計(jì)為主線，依據(jù)模具的基本組成部分，基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)技巧相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，對套管模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵之處以及可能出現(xiàn)的問題和處理方式進(jìn)行詳細(xì)地剖析。同時(shí)，從模具的加工工藝的角度出發(fā)，分析并提供便于加工的模具結(jié)構(gòu)形式，使模具設(shè)計(jì)和加工更加緊密的結(jié)合在一起。在技術(shù)上，使用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來繪圖三維與二維相結(jié)合達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。在課程設(shè)計(jì)的過程中，肯定會遇到很多困難和許多疑惑，但是在指導(dǎo)教師李老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力下，克服了所有的困難，完滿的完成本次課程設(shè)計(jì)，給大學(xué)生活畫上一個(gè)圓滿的句號。由于我的水平有限，缺乏實(shí)際的模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中肯定會存在錯(cuò)誤和不妥之處，敬請各位老師批評指正。第一章 塑料模具的現(xiàn)狀及展望1.1 模具工業(yè)在國民生產(chǎn)中的作用模具技術(shù)是衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志之一。模具技術(shù)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益。模具是效益的放大器，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價(jià)值往往是模具價(jià)值的幾十倍、上百倍。在美國模具被稱為點(diǎn)鐵成金的磁力工業(yè)，德國則認(rèn)為其是所有工業(yè)中的關(guān)鍵工業(yè)，日本則認(rèn)為模具工業(yè)是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力。 模具工業(yè)在我國幾經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。國名經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)機(jī)械、電子、汽車、石油化工和建筑都要求模具工業(yè)的發(fā)展相適應(yīng)，都需要大量模具，特別是汽車、電動機(jī)、電器、家電和通信等類產(chǎn)品中60%-80%的零部件都依靠模具成型。1.2塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀塑料模具技術(shù)是一門涉及面廣、技術(shù)綜合性強(qiáng)的精密基礎(chǔ)工藝裝備技術(shù)，包括：各類模具設(shè)計(jì)、制造、保管、修理、調(diào)試、標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化生產(chǎn)、“四新”即：新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用等方方面面，涉及到冶金、材料、理化、計(jì)量、摩擦與潤滑、機(jī)械、電子、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科以及鑄、鍛、熱處理、有削及無削加工、檢測等有關(guān)工種，是一個(gè)要由上述眾多學(xué)科和工種共同打造的龐大的系統(tǒng)工程。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面，已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展，氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的5080%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比，仍有很大差距。1.3塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的。因此，塑料模的未來發(fā)展趨勢主要為以下幾個(gè)方面：（1）提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多控所致。（2）在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件;基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題;CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高;塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。（3）推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。（4）開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。（5）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。（6）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。（7）研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。（8）大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)。（9）逐步推廣高速銑削在模具業(yè)務(wù)的應(yīng)用。（10）進(jìn)一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備。第二章塑件產(chǎn)品的分析2.1 產(chǎn)品材料的選用本次設(shè)計(jì)中采用的材料是ABS,因?yàn)槠渚哂泻芏嗔己玫男阅芩员蝗藗儚V泛采用，ABS材料的應(yīng)用范圍、注塑工藝條件及化學(xué)物理性質(zhì)途簡述如下：典型應(yīng)用范圍: 汽車（儀表板，工具艙門，車輪蓋，反光鏡盒等），電冰箱，大強(qiáng)度工（頭發(fā)烘干機(jī)，攪拌器，食品加工機(jī)，割草機(jī)等），電話機(jī)殼體，打字機(jī)鍵盤，娛樂用車輛如高爾夫球手推車以及噴氣式雪撬車等。注塑模工藝條件: 干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件為8090下最少干燥2小時(shí)。材料溫度應(yīng)保證小于0.1%。熔化溫度：210280；建議溫度：245。成型溫度：200240。模具溫度：6080。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。注射壓力：100140Mpa。注射速度：中高速度?；瘜W(xué)和物理特性: ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相，另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上具有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場上百種不同品質(zhì)的ABS材料。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS外觀成粒狀或粉狀，呈淺象牙色，不透明但成型的塑料件有較好的光澤。它無毒、無味，易燃燒、無自熄性，密度為1.081.2g/cm3。ABS具有較高的抗沖擊強(qiáng)度，且在較低溫度下也不迅速下降;具有良好的機(jī)械性能和一定的耐磨性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。ABS具有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易成型加工，且易著色。ABS幾乎不受酸、堿、鹽及水和無機(jī)化合物的影響，溶于酮、醛、酯、氯代烴中，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長期接觸會軟化膨脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕，會引起應(yīng)力開裂。此外，ABS的熱穩(wěn)定性差，熱變形溫度為93，脆化溫度為-27，使用溫度范圍為-40100,而且ABS的耐候性也差，紫外線作用下容易氧化降解，從而會導(dǎo)致制件變硬變脆。2.2塑件工件的測繪任何一個(gè)零件從傳統(tǒng)意義上來說，它必須含有二維平面圖紙，這樣它的尺寸就一目了然了。本次的架子塑料件經(jīng)測繪后的平面圖如圖2.1所示：圖2.1 臺階端蓋2.3端蓋塑件三維造型端蓋是工業(yè)上一種用的非常廣泛的結(jié)構(gòu)件。廣泛適用于各種電器的塑料零部件。本次設(shè)計(jì)的端蓋為注塑機(jī)一次成型，外觀主要有許許多多的孔和凸臺組成。采用一模四腔的點(diǎn)澆口進(jìn)料機(jī)構(gòu)。精度采用一般精度5級，表面粗糙度為0.8，產(chǎn)品三維效果圖如圖2.2所示。圖2.2 塑件三維效果圖第三章 成型設(shè)備的選用3.1 注塑機(jī)的選擇對于模具設(shè)計(jì)，必須首先選則合適的注塑機(jī)型號，以確定額定注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具的安裝尺寸及開模行程等技術(shù)規(guī)范后，才能進(jìn)行下面真正的模具設(shè)計(jì)。根據(jù)塑件的形狀及尺寸，計(jì)算其在分型面上的投影面積和塑件以及澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，計(jì)算所需鎖模力、總注射物料量，然后才能初選設(shè)備。由于制品的外觀由許多孔和凸臺組成，形狀復(fù)雜，首先利用三維軟件的分析功能對制品的體積和在分型面上的投影面積進(jìn)行計(jì)算與測量。在三維軟件里打開三維模型，利用其質(zhì)量屬性分析對表面積、體積、質(zhì)量進(jìn)行分析與計(jì)算。根據(jù)軟件計(jì)算得出結(jié)果如下：塑件在分型面上的投影面積：S=13266.5mm2塑件體積：V=17.875cm3(2-1)塑件密度： =1.05g/cm3所以塑件的質(zhì)量： m=17.8751.05=18.77g(2-2)根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求，該塑件采用潛伏式澆口形式，并且采用一模四腔的形式，在設(shè)計(jì)過程中計(jì)算出澆注系統(tǒng)及冷凝料材料體積約為4.32cm3。總體積為16.84cm3。結(jié)合以上數(shù)據(jù)初選設(shè)備為SZ-100/630其主要技術(shù)規(guī)格見表3.1所示。表3.1 SZ-100/630設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格額定注射量/cm3105最大開合模行程/mm350螺桿直徑/mm35模具最大厚度/mm350注射壓力/Mpa224模具最小厚度/mm150注射行程/mm150動、定模固定板最大尺寸/mm370320注射速度g/s80鎖模形式雙曲軸螺桿轉(zhuǎn)數(shù)/(r/min)8噴嘴圓弧半徑/mm15鎖模力/KN630噴嘴孔直徑/4模具定位孔直徑/mm35頂出形式兩側(cè)設(shè)有頂出，機(jī)械頂出，中心距為230 mm3.2 模架的選擇 通過塑件的分析，以及注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格要求，選用DI型模架，該模架各模板以及相關(guān)尺寸見圖3.1、表3.2所示。圖3.1模架示意圖表3.2 模架各板厚尺寸上模座H1模板A模板B支撐板H2下模座H32560557525H1=25；A=60；B=55; C=75；H3=30；所以模具的總厚度為：245mm，在注塑機(jī)的裝模行程之內(nèi)。3.3 模具參數(shù)的校核（1）注射量的校核要求注射量不超過注射機(jī)的最大注射量，在注塑生產(chǎn)中，注塑機(jī)每一個(gè)成型周期向模具腔內(nèi)注入的塑料熔體體積或質(zhì)量稱為塑件的注射量，其中包括澆注系統(tǒng)內(nèi)所存留的塑料熔體體積，選擇注塑機(jī)時(shí)，必須保證塑件的注射量小于注塑機(jī)的最大注射量的（8085）%，最小注射量不小于注塑機(jī)注射量的20%，根據(jù)式kMmaxM，M=Mi+m(3-1)式中Mmax-注塑機(jī)最大注射量/ cm3；Mi-澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量或體積/ cm3； m-單個(gè)制件質(zhì)量或體積/ cm3；n-型腔數(shù)目/個(gè)； k-注射機(jī)最大注射量利用系數(shù)，一般取0.8。0.81053.134+4.32=16.84 cm3。（3-2）故：注射機(jī)注射量滿足要求。（2）注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機(jī)類型、噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是檢驗(yàn)注射機(jī)的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。所選的塑料原料為ABS，制件結(jié)構(gòu)合理，流體流動性能好，其注射壓力在（100140）Mpa之間，其值在所選的注射機(jī)成型范圍之內(nèi)，故能滿足要求。（3）鎖模力的校核注射時(shí)塑料熔體充滿型腔的時(shí)候，存在較大的壓力，它會使模具從分型面漲開，該壓力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力，它應(yīng)小于注射機(jī)的最大鎖模力，才能使注射時(shí)不發(fā)生溢料和漲?，F(xiàn)象。為了保證注射成型過程當(dāng)中型腔能夠可靠的鎖閉，必須滿足：（nA1+Aj）pFn(41.38+1.9)10080%=593.6kN630kN(3-2)故：注射機(jī)鎖模力滿足要求。（4）模具厚度校核由于注射機(jī)的動模和定模固定板之間的距離都有一定的調(diào)節(jié)量H，因此，對安裝使用的模具厚度有一定的限制，一般情況下，模具的實(shí)際厚度H必須在注射機(jī)允許安裝的最大模具厚度和最小模具厚度之間。所選用的注射機(jī)的模具最大厚度Hmax為350mm，最小模具厚度Hmin為150mm。所設(shè)計(jì)的模具總厚度H為240mm，所以滿足關(guān)系：HminHHmax。因此，設(shè)計(jì)的模具厚度滿足注射機(jī)對模具的合模要求。（5） 模具的長度和寬度校核本副模具采用壓板緊固的方式，將模具的固定板安放在壓板外側(cè)附近就能夠固定，模具為DI型模架，大小為200250，滿足要求，所設(shè)計(jì)的模具在注射機(jī)的裝夾范圍內(nèi)。（6）模具開模行程的校核注射機(jī)的開模行程是受合模機(jī)構(gòu)限制的，注射機(jī)的最大開模行程必須大于脫模距離，否則塑件無法從模具中取出。SZ-525/2000型注射機(jī)的合模形式為液壓-機(jī)械式，其最大開模行程不受模具厚度的影響。校核公式為：SH1+H2+(510)mm(3-3)式中 S-注射機(jī)最大開模行程/mm；H1-推出距離（脫模距離）/mm；H2-包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度/mm。即，開模行程要求： S75+8+(510)mm=8893mm而注射機(jī)最大開合模行程為350mm，所以模具所需要的開模距離與注射機(jī)的最大開合模行程相適應(yīng)。綜上分析，本副模具與所選的注射機(jī)完全相互適應(yīng)，模具的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程都在所選的注射機(jī)技術(shù)規(guī)格之內(nèi)。因此，所選的SZ-100/630型注射機(jī)完全能夠符合本次模具設(shè)計(jì)要求。第四章 模具結(jié)構(gòu)形式的擬訂4.1 確定型腔數(shù)量及排列方式為了使模具與注射機(jī)相匹配以提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件的精度，模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理的確定型腔數(shù)目。根據(jù)以上內(nèi)容及塑件的結(jié)構(gòu)分析將該模具設(shè)計(jì)成一模四件成型，擺放位置如圖4.1所示。圖4.1 型腔布置4.2 注射模分型面的選擇該塑件是采用潛伏式澆口形式，考慮到澆注系統(tǒng)凝料的方便取出，本次模具設(shè)計(jì)采用單分型面設(shè)計(jì)（即圖4.2中的分型面），單分型面使結(jié)構(gòu)變得更加簡單，分型更加簡便和可靠，具體結(jié)構(gòu)見圖4.2所示。 圖4.2 分型面的位置分布通過分析，確定的分型面如圖4.2所示，選在塑件最大輪廓處。且使塑件留在動模一側(cè)，便于推出機(jī)構(gòu)推出。第五章 澆注系統(tǒng)形式和澆口的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)的作用是，將來自注塑機(jī)噴嘴的熔融塑料輸送到各型腔中。澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸將對熔融塑料的充填產(chǎn)生很大的影響。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得好，熔融塑料就能順利地充滿型腔；澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，則會出現(xiàn)型腔充填不滿或塑件外觀質(zhì)量差、尺寸精度低等缺陷。澆注系統(tǒng)一般都由四部分組成：主流道、分流道、澆口、冷料穴。5.1主流道設(shè)計(jì)主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道，是熔體最先流進(jìn)模具的部分，它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時(shí)間有較大的影響。為了方便損壞時(shí)更換和維修，主流道通常單獨(dú)開設(shè)在主流道襯套上，為了防止熔體反壓力對襯套的反作用力并使其退出，由于定位圈緊壓于它，所以不會退出，其結(jié)構(gòu)如圖5.1所示。 圖5.1澆口套主流道垂直于分型面，通常設(shè)計(jì)于模具的澆口套中，為了讓主流道凝料能順利的從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，錐角26，為了讓熔融的塑料從噴嘴完全進(jìn)入主流道而不溢出，應(yīng)使主流道與注射機(jī)的噴嘴緊密對接，小端直徑比注射機(jī)噴嘴直徑大0.51mm,小端的前面是球面，其深度為35mm，注射機(jī)的球面在此與澆口套接觸并且貼合，澆口套前端球面半徑比噴嘴球面半徑大12mm，為了減少料流轉(zhuǎn)向過渡時(shí)的阻力，主流道大端處采用圓角過渡，其半徑這里取3mm，在保證制品成型的條件下，主流道的長度應(yīng)盡可能的短，以減少壓力損失及費(fèi)料，一般取小于或等于60mm。流道的表面粗糙度Ra0.8um。材料：碳素工具鋼（如T8A、T10A），熱處理淬火硬度5357HRC。根據(jù)所選擇的注塑機(jī)型號SZ-100/63得出：注射機(jī)噴嘴圓弧半徑=15mm;噴嘴孔直徑=4mm。所以，主流道小端直徑d為5mm；深度取3mm；錐角取3；主流道前端球面半徑r為16mm。配合形式：流口套與定模座板采用過渡配合H7/m6, 所以定模座板尺寸為16H7mm, 流口套的尺寸為16m6mm，配合長度為16+-0.02。5.2 分流道設(shè)計(jì)在多型腔或單型腔多澆口（塑件尺寸大）時(shí)應(yīng)設(shè)置分流道，分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前，通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài)，并在流動過程中壓力損失盡可能小，能將塑料熔體均衡地分配到各個(gè)型腔。（1）分流道的截面形狀及尺寸分流道開設(shè)在動定模分型面的兩側(cè)或任意一側(cè),其截面盡量使其比表面積(流道表面積與其體積之比)小，使溫度較高的塑料熔體和溫度相對較低的模具之間提供較小的接觸面積，以減少熱量損失。分流道的形狀尺寸主要取決于制品的大小，模具結(jié)構(gòu)以及所加工塑料的種類。一般來講，隨著制品尺寸及壁厚的增加，由于熔體在大截面流道內(nèi)比在小流道內(nèi)流動時(shí)產(chǎn)生的阻力小，因此大截面流道更能促進(jìn)模具的填充過程。若分流道長，則流程長，塑件的粘度應(yīng)更小一些。常用的分流道截面形式有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式。圓形截面，表面積/體積比最小，冷卻速度最低，熱量及摩擦損失??；進(jìn)料流道中心冷凝慢，有利于保壓；但要求同時(shí)在兩半模上加工圓形凹槽，加工難度大，費(fèi)用高；拋物線截面與之相比，熱損失大，冷凝料多，由于截面近似于圓弧，所以繼承了圓形截面的大部分優(yōu)點(diǎn)，且在單邊加工時(shí)比較容易；梯形截面有時(shí)可用來代替拋物線截面，但熱損失和冷凝料更多；半圓形截面分流道需要用球頭銑刀加工，其比表面積比梯形、U形截面略大；矩形截面比表面積較大，且流動阻力也大，在設(shè)計(jì)中一般不使用。綜合考慮各種因素，確定本設(shè)計(jì)采用梯形截面。為了便于加工及凝料脫模，分流道大多設(shè)置在分型面上，一般采用下面的經(jīng)驗(yàn)公式可確定其截面尺寸：(5-1) (5-2)式中-梯形大底邊的寬度(mm)-塑件的重量(g)-分流道的長度(mm)-梯形的高度(mm)梯形的側(cè)面斜角a常取515，在應(yīng)用上式時(shí)應(yīng)注意它的適用范圍，即塑件厚度在1.5mm以下，重量小于20g，且計(jì)算結(jié)果在3.29.5mm范圍內(nèi)才合理。本次設(shè)計(jì)的套管的體積為23.78mm3，質(zhì)量大約22.15g，分流道的長度預(yù)計(jì)設(shè)計(jì)成170mm，所以：（2）分流道在分型面上的布置形式 分流道常用的布置形式有平衡式和非平衡式兩種，排布一般遵循以下兩個(gè)原則 ，一是排列盡量緊湊，縮小模板尺寸；二是盡量使流程短，對稱布置，是脹模力的中心與注塑機(jī)鎖模力的中心相一致。因此，根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)分流道在分型面上的布置形式如圖5.2所示圖5.2分流道在分型面上的布置形式（3）分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想，因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra不宜太小，以防將冷料帶入型腔，一般取1.6m左右即可，這樣表面稍不光滑，可增大外層塑料熔體的流動阻力，有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定，減小流速，從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差，以保證熔體流動時(shí)具有適宜的剪切速率和剪切熱。此外，為了有利于塑料的流動和填充，防止產(chǎn)生反壓力，消耗動能，分流道與澆口的連接處既在澆口進(jìn)料口端倒圓過渡。5.3 澆口設(shè)計(jì)澆口是模具澆注流道的最后一部分，它一端與澆注流道中的其他流道相連接，熔融材料就是從這端流入澆口的；它的另外一端直接與模具型腔相連接，這一端非常重要，如果與模具的型腔接觸面積過大，將直接導(dǎo)致生成的零件與設(shè)計(jì)的零件條件不相符；但是如果與模具型腔接觸太小，可能導(dǎo)致熔融材料無法及時(shí)補(bǔ)充進(jìn)入模具型腔，前面的已經(jīng)冷卻凝固，而后面的熔融材料還沒有補(bǔ)充進(jìn)來，造成產(chǎn)品充填不足，導(dǎo)致零件產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。（）澆口的位置澆口的位置選擇是非常重要的，最好能夠保證材料能夠同時(shí)均勻的填滿整個(gè)模具型腔，澆口與模具型腔的接觸位置也需要注意，最好是平面接觸。初步試模后還需進(jìn)一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大，因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)澆口的形式采用點(diǎn)澆口， （2）澆口尺寸一般情況下，澆口的開始尺寸做得小一點(diǎn)通過試模逐步修整到合適尺寸。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，點(diǎn)澆口的主流道a=1530 本次設(shè)計(jì)的a取20，模具的澆口寬b取4mm;l通常在0.52mm之間，本次設(shè)計(jì)l取1mm;分流道直徑取4mm。第六章 成型零部件設(shè)計(jì)6.1 成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成型零部件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零件。它是模具的主要部分，主要包括凹模、凸模及鑲件、成型桿和成型環(huán)等。由于塑料成型的特殊性，塑料成型零件的設(shè)計(jì)冷沖模有所不同。（1）型芯和型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。由于模具屬于中小型模具，所以采用組合式凹、凸模結(jié)構(gòu)，組合式凹、凸模結(jié)構(gòu)是指由兩個(gè)或兩個(gè)以上的零件組合而成的凹?；蛲鼓?。因?yàn)榘寄＜葱颓恢苓呅螤畋容^復(fù)雜，為了便于加工，生產(chǎn)中常采用這種方式。其中型腔和定模板之間采用H7/m6配合。凸模設(shè)計(jì)參照凹模設(shè)計(jì)方案，采用H7/m6過渡配合壓入模板中。這種結(jié)構(gòu)加工效率高、裝拆方便，容易保證形狀和尺寸精度。詳細(xì)見裝配圖紙。（2）注射模強(qiáng)度要求注射模在工作的時(shí)候要承受各種作用力，所以要求注射模各零件必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，因此，設(shè)計(jì)時(shí)必須對注射模的主要零件以必要的強(qiáng)度和剛度計(jì)算，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。注射模的型腔在成型壓力作用下容易發(fā)生變形，其變形量必須在允許范圍之內(nèi)，如果變形量過大，則將會導(dǎo)致型腔的擴(kuò)大而易出毛邊，并使塑件尺寸增大，甚至造成型腔破裂，另外，當(dāng)塑件成型后成型壓力消失，型腔又會應(yīng)彈性恢復(fù)而收縮，若收縮量大于塑料的收縮率時(shí)，則又會使型腔緊緊包住塑件而造成開模困難，或因此使塑件殘留在定模上而使脫模困難，甚至損壞塑件或塑件質(zhì)量下降。注射模的強(qiáng)度要求，對于小型注射模可憑經(jīng)驗(yàn)預(yù)估確定尺寸，大型注射模的型腔等主要零件則應(yīng)采取理論計(jì)算進(jìn)行設(shè)計(jì)為宜。本設(shè)計(jì)采用為小型注塑模，型腔采用整體式，通過經(jīng)驗(yàn)完全可以保證型腔的強(qiáng)度。第七章導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于本次設(shè)計(jì)中所采用的是P2型標(biāo)準(zhǔn)模架，導(dǎo)柱和導(dǎo)套參考國家標(biāo)準(zhǔn)為GB4169.4-1984（導(dǎo)柱）和GB4169.3-1984（導(dǎo)套），如圖7.1所示。圖7.1推板導(dǎo)柱示意圖由于本次設(shè)計(jì)的模具較大，為了增加在推出過程和復(fù)位過程中的穩(wěn)定性，故需在推板上增加推板導(dǎo)柱和推板導(dǎo)套。此導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要自己加工。導(dǎo)柱和導(dǎo)套采用H7f6的配合，導(dǎo)柱和模板之間采用H7n6的配合，導(dǎo)套和模板之間采用H7m6的配合。第八章推出機(jī)構(gòu)和復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)8.1推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)注射模具的推出系統(tǒng)（即推出機(jī)構(gòu)），當(dāng)熔融塑料在模具型腔當(dāng)中固化后，要由特定的方式切實(shí)可靠的將其從模具的一側(cè)將其推頂出來，在這個(gè)過程當(dāng)中，不能使制品發(fā)生變形，而達(dá)不到成型要求、“白化”以及卡滯現(xiàn)象。除此之外，該裝置還必須保證在模具閉合時(shí)，不會與模具其它零部件產(chǎn)生干涉地回到初始頂出位置，以便進(jìn)行重復(fù)不斷的成型加工。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)應(yīng)盡量時(shí)塑件留于定模一側(cè)；塑件在推出過程中不發(fā)生變形和破壞；不損壞塑件的外觀質(zhì)量；合模時(shí)應(yīng)時(shí)推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位；推出機(jī)構(gòu)應(yīng)動作可靠。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)我們設(shè)置了一次推出機(jī)構(gòu)。一次推出機(jī)構(gòu)又稱簡單推出機(jī)構(gòu)，它是指開模后在動模一側(cè)用一次推出動作完成塑件的推出。一次推出機(jī)構(gòu)包括推桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、活動鑲塊或凹模推出機(jī)構(gòu)和多元推出機(jī)構(gòu)等，這類推出機(jī)構(gòu)最長見，應(yīng)用最廣泛。根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在這里我選擇了最簡單的推板推出機(jī)構(gòu)。塑料制品的脫模裝置如圖8.1所示。圖8.1 推出機(jī)構(gòu)第九章 模具冷卻系統(tǒng)9.1 冷卻水管管道的設(shè)置由于在成型的過程中，會產(chǎn)生大量的熱量，為保證塑件的質(zhì)量和合適的冷卻時(shí)間，需要在模具上開設(shè)冷卻水管的管道。本次設(shè)計(jì)的模具型腔是采用的整體形式，所以如果冷卻水管要從邊緣通過的話就需要加密封圈。但是有一個(gè)問題是如果從上下方向鉆冷卻水管的話，密封圈是很容易安裝的，但是，我設(shè)計(jì)的從上下方向鉆的，密封圈容易安裝。所以采用了如圖9.1所示的結(jié)構(gòu)。圖9.1冷卻水管管道分布圖第十章 支承與連接零件的設(shè)計(jì)與選擇注射模中的各種固定板、支承板、支承塊以及模座等都稱為支承零部件，將它們與合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和推料脫模機(jī)構(gòu)等組裝，便可組成注射模架。模架的作用是用來安裝和固定注射模中的各種功能機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)各種支承零件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。10.1 固定板固定板在模具中起著固定成型零部件、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及推出脫模機(jī)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)功能的作用，如動、定模固定板，推件板，推出固定板等。固定板在模具中的工作條件與結(jié)構(gòu)形式和注射成型工藝條件有關(guān)。動、定模固定板，采用45鋼，推出固定板采用235鋼。10.2 支承板和墊塊支承板也叫墊板，對固定板上模具的各零件起著支承作用。墊板墊靠在支承板和模座之間，形成推出脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動空間。變更支承板和墊塊的厚度，可改變模具的封閉高度，以保證閉合高度和開模行程與注射機(jī)規(guī)格的匹配。支承板應(yīng)具有一定的強(qiáng)度和剛度，以免發(fā)生變形，引起注射成型時(shí)發(fā)生溢料或制品偏差。墊塊、模座與支承板間可采用六角螺釘固定。支承板和墊塊的材料分別采用45鋼和235鋼。10.3 模座與注射機(jī)相聯(lián)的模具底板稱為模座。模座是整個(gè)注射模中支承所有零部件的底板，在注射成型過程中傳遞合模力并承受成型力，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，即應(yīng)具有足夠的厚度，不能低于13。本套模具的模座厚度為30，達(dá)到了使用要求，模座材料采用235。第十一章 結(jié)論經(jīng)過一個(gè)多月的認(rèn)真分析與計(jì)算,我順利的完成了預(yù)期的課程設(shè)計(jì)目標(biāo),測繪了產(chǎn)品的二維工程圖，制定了套管的成型工藝 ,并繪制了二維模具裝配圖、三維裝配圖及主要成型零部件圖。主要工作和結(jié)論如下：1.對塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、注塑過程、裝配過程等各個(gè)工藝環(huán)節(jié)有了較為全面的認(rèn)識。2.掌握了ug的三維建模，分模，裝配的等相關(guān)功能。3.在ug工程圖的基礎(chǔ)上，利用Auto CAD軟件完成了從模具三維裝配圖到2D圖的轉(zhuǎn)化，并繪制出裝配圖和零件圖。主要成果（附件）致 謝在此，我要衷心的感謝我的指導(dǎo)老師在這次課程設(shè)計(jì)中給我的指導(dǎo)和幫助，雖然老師是年輕老師，平時(shí)課業(yè)非常繁忙，但對我們的指導(dǎo)卻是一絲不茍，非常認(rèn)真和詳細(xì)。每周基本上都是他主動聯(lián)系我們詢問情況，比如：做的進(jìn)度怎么樣了，這周有沒有遇到什么問題等等。同時(shí)，指導(dǎo)過程中怕我們遺忘，不止一次得給我們講解各種畢業(yè)設(shè)計(jì)各個(gè)階段應(yīng)該注意的問題和采取的措施。如今在老師的指導(dǎo)下，我順利的完成了我的課程設(shè)計(jì)，再次感謝老師對我的指導(dǎo)和幫助。同時(shí)，也非常的感謝我的同組同學(xué)給我的幫助。參考文獻(xiàn)1屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.北京：高等教育出版社，2005.52王章忠主編.材料科學(xué)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2005.13張榮清主編. 模具制造工藝M. 北京：高等教育出版社，2006.14許德珠主編.機(jī)械工程材料M.北京：高等教育出版社，2001.65李志剛主編.模具CAD/CAMM.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.106 葉偉昌主編. 機(jī)械工程及自動化簡明設(shè)計(jì)手冊（上冊）M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.17 陳于萍主編. 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.108 陳萬年等. 實(shí)用塑料注射模設(shè)計(jì)與制造M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20009 郝松濤. 我國塑料模具鋼的發(fā)展和應(yīng)用J. 機(jī)械管理開發(fā)，No.3（SNM No.78）10 洪慎章編著. 實(shí)用注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊M. 上海：上海交通大學(xué)出版社，200632 注塑模具自動裝配造型 X. G. Ye, J. Y. H. Fuh and K. S. Lee機(jī)械和生產(chǎn)工程部，新加坡國立大學(xué)，新加坡注射模是一種由與塑料制品有關(guān)的和與制品無關(guān)的零部件兩大部分組成的機(jī)械裝置。本文提出了（有關(guān)）注射模裝配造型的兩個(gè)主要觀點(diǎn)，即描述了在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行注射模裝配以及確定裝配中與制品無關(guān)的零部件的方向和位置的方法，提出了一個(gè)基于特征和面向?qū)ο蟮谋磉_(dá)式以描述注射模等級裝配關(guān)系，該論述要求并允許設(shè)計(jì)者除了考慮零部件的外觀形狀和位置外，還要明確知道什么部份最重要和為什么。因此，它為設(shè)計(jì)者進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)（DFA）提供了一個(gè)機(jī)會。同樣地，為了根據(jù)裝配狀態(tài)推斷出裝配體中裝配對象的結(jié)構(gòu)，一種簡化的特征幾何學(xué)方法也誕生了。在提出的表達(dá)式和簡化特征幾何學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步深入探討了自動裝配造型的方法。關(guān)鍵字：裝配造型；基于特征；注射模；面向?qū)ο蟆?、簡介注射成型是生產(chǎn)塑料模具產(chǎn)品最重要的工藝。需要用到的兩種裝備是：注射成型機(jī)和注射?！，F(xiàn)在常用的注射成型機(jī)即所謂的通用機(jī)，在一定尺寸范圍內(nèi)，可以用于不同形狀的各種塑料模型中，但注射模的設(shè)計(jì)就必須隨塑料制品的變化而變化。模型的幾何因素不同，它們的構(gòu)造也就不同。注射模的主要任務(wù)是把塑料熔體制成塑料制品的最終形狀，這個(gè)過程是由型芯、型腔、鑲件、滑塊等與塑料制品有關(guān)的零部件完成的，它們是直接構(gòu)成塑料件形狀及尺寸的各種零件，因此，這些零件稱為成型零件。（在下文，制品指塑料模具制品，部件指注射模的零部件。）除了注射成型外，注射模還必須完成分配熔體、冷卻、開模、傳輸、引導(dǎo)運(yùn)動等任務(wù)，而完成這些任務(wù)的注射模組件在結(jié)構(gòu)和形狀上往往都是相似的，它們的結(jié)構(gòu)和形狀并不取決于塑料模具，而是取決于塑料制品。圖1顯示了注射模的結(jié)構(gòu)組成。 圖1 注射模的結(jié)構(gòu)成型零件的設(shè)計(jì)從塑料制品中分離了出來。近幾年，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)成功的應(yīng)用到成型零件的設(shè)計(jì)上。成型零件的形狀的自動化生成也引起了很多研究者的興趣，不過很少有人在其上付諸實(shí)踐，雖然它也象結(jié)構(gòu)零件一樣重要。現(xiàn)在，模具工業(yè)在應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成型零件和注射成型機(jī)時(shí)，遇到了兩個(gè)主要困難。第一，在一個(gè)模具裝置中，通常都包括有一百多個(gè)成型零部件，而這些零部件又相互聯(lián)系，相互限制。對于設(shè)計(jì)者來說，確定好這些零部件的正確位置是很費(fèi)時(shí)間的。第二，在很多時(shí)候，模具設(shè)計(jì)者已想象出工件的真實(shí)形狀，例如螺絲，轉(zhuǎn)盤和銷釘，但是CAD系統(tǒng)只能用于另一種信息的操作。這就需要設(shè)計(jì)者將他們的想法轉(zhuǎn)化成CAD系統(tǒng)能接受的信息(例如線，面或者實(shí)體等)。因此，為了解決這兩個(gè)問題，很有必要發(fā)展一種用于注射模的自動裝配成型系統(tǒng)。在此篇文章里，主要講述了兩個(gè)觀點(diǎn)：即成型零部件和模具在計(jì)算機(jī)上的防真裝配以及確定零部件在模具中的結(jié)構(gòu)和位置。這篇文章概括了關(guān)于注塑成型的相關(guān)研究，并對注射成型機(jī)有一個(gè)完整的闡述。通過舉例一個(gè)注射模的自動裝配造型，提出一種簡化的幾何學(xué)符號法，用于確定注射模具零部件的結(jié)構(gòu)和位置。2.相關(guān)研究在各種領(lǐng)域的研究中，裝配造型已成為一門學(xué)科，就像運(yùn)動學(xué)、人工智能學(xué)、模擬幾何學(xué)一樣。Libardi作了一個(gè)關(guān)于裝配造型的調(diào)查。據(jù)稱，很多研究人員已經(jīng)開始用圖表分析模型會議拓?fù)?。在這個(gè)圖里，各個(gè)元件由節(jié)點(diǎn)組成的，再將這些點(diǎn)依次連接成線段。然而這些變化矩陣并沒有緊緊的連在一起，這將嚴(yán)重影響整體的結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)其中某一部分移動了，其他部分并不能做出相應(yīng)的移動。Lee and Gossard開發(fā)了一種新的系統(tǒng)，支持包含更多的關(guān)于零部件的基本信息的一種分級的裝配數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，就像在各元件間的“裝配特征”。變化矩陣自動從實(shí)際的線段間的聯(lián)系得到，但是這個(gè)分級的拓?fù)淠Ｐ椭荒苡行У卮怼安糠帧钡年P(guān)系。自動判別裝配組件的結(jié)構(gòu)意味著設(shè)計(jì)者可避免直接指定變化的矩陣，而且，當(dāng)它的參考零部件的尺寸和位置被修改的時(shí)候，它的位置也將隨之改變?，F(xiàn)在有三種技術(shù)可以推斷組件在模具中的位置和結(jié)構(gòu)：反復(fù)數(shù)值技術(shù),象征代數(shù)學(xué)技術(shù)，以及象征幾何學(xué)技術(shù)。Lee and Gossard提出一項(xiàng)從空間關(guān)系計(jì)算每個(gè)組成元件的位置和方向的反復(fù)數(shù)值技術(shù)。他們的理論由三步組成：產(chǎn)生條件方程式，降低方程式數(shù)量，解答方程式。方程式有：16個(gè)滿足未知條件的方程式，18個(gè)滿足已知條件的方程式，6個(gè)滿足各個(gè)矩陣的方程式以及另外的兩個(gè)滿足旋轉(zhuǎn)元件的方程式。通常方程式的數(shù)量超過變量的數(shù)量時(shí)，應(yīng)該想辦法去除多余的方程式。牛頓迭代法常用來解決這種方程式。不過這種方法存在兩種缺點(diǎn)：第一，它太依賴初始解；第二：反復(fù)的數(shù)值技術(shù)在解決空間內(nèi)不能分清不同的根。因此，在一個(gè)完全的空間關(guān)系問題上，有可能解出來的結(jié)果在數(shù)學(xué)理論上有效，但實(shí)際上卻是行不通的。Ambler和Popplestone提議分別計(jì)算每個(gè)零部件的旋轉(zhuǎn)量和轉(zhuǎn)變量以確定它們之間的空間關(guān)系，而解出的每個(gè)零部件的6個(gè)變量(3個(gè)轉(zhuǎn)變量和3旋轉(zhuǎn)量)要和它們的空間關(guān)系一致。這種方法要求大量的編程和計(jì)算，才能用可解的形式重寫有關(guān)的方程式。此外，它不能保證每次都能求出結(jié)果，特別是當(dāng)方程式不能被以可解答的形式重寫時(shí)。為了能確定出滿足一套幾何學(xué)限制條件的剛體的位置與方向，Kramer開發(fā)了一種特征幾何學(xué)方法。通過產(chǎn)生一連串滿足逐漸增長的限制條件的動作推斷其幾何特征，這樣將減少物體的自由度數(shù)。Kramer使用的基本參考實(shí)體稱為一個(gè)標(biāo)識，由一個(gè)點(diǎn)和兩正交軸構(gòu)成。標(biāo)識間的7個(gè)限制條件（coincident, in-line, in-plane, parallelFz,offsetFz, offsetFx and helical)都被定了義。對于一個(gè)包括獨(dú)立元件、相互約束的標(biāo)識和不變的標(biāo)識的問題來說，可以用動作分析法來解決問題，它將一步一步地最后求出物體的最終的幾何構(gòu)造。在確定物體構(gòu)造的每一個(gè)階段，自由度分析將決定什么動作能提供滿足限制物體未加限制部位的自由度。然后計(jì)算該動作怎樣能進(jìn)一步降低物體的自由度數(shù)。在每個(gè)階段的最后，給隱喻的裝配計(jì)劃加上合適的一步。根據(jù)Shah和Rogers的分析，Kramer的理論代表了注射模具最顯著的發(fā)展，他的特征幾何學(xué)方法能解出全部的限制條件。和反復(fù)的數(shù)值技術(shù)相比，他的這種方法更具吸引力。不過要實(shí)行這種方法，需要大量的編程?，F(xiàn)在雖然已有很多研究者開始研究注射成型機(jī)，但仍很少有學(xué)者將注意力放在注射模設(shè)計(jì)上。Kruth開發(fā)了一個(gè)注射模的設(shè)計(jì)支援系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)通過高級的模具對象(零部件和特征)支持注射模的成型設(shè)計(jì)。因?yàn)橄到y(tǒng)是在AUTOCAD的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，因此它只適于線和簡單的實(shí)體模型操作。3.注射模裝配概述主要講述了關(guān)于注射模自動裝配造型的兩個(gè)方面：注射模在電腦上的防真裝配和確定結(jié)構(gòu)零件在裝配中的位置和方向。在這個(gè)部分，我們基于特征和面向?qū)ο笳撌隽俗⑸淠Ｑb配。注射模在電腦上的防真裝配包含著注射模零部件在結(jié)構(gòu)上和空間上的聯(lián)系。這種防真必須支持所有給定零部件的裝配、在相互關(guān)聯(lián)的零部件間進(jìn)行變動以及整體上的操作。而且防真裝配也必須滿足設(shè)計(jì)者的下列要求：1 支持能表達(dá)出模具設(shè)計(jì)者實(shí)體造型想象的高級對象。2 成型防真應(yīng)該有象現(xiàn)實(shí)一樣的操作功能，就如裝入和干擾檢查。為了滿足這些要求，可用一個(gè)基于特征和面向?qū)ο蟮姆旨壞Ｐ蛠泶孀⑸淠?。這樣便將模型分成許多部分，反過來由多段模型和獨(dú)立部分組成。因此，一個(gè)分級的模型最適合于描述各組成部分之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。一級表明一個(gè)裝配順序，另外，一個(gè)分級的模型還能說明一個(gè)部分相對于另一個(gè)部分的確定位置。與直觀的固體模型操作相比，面向特征設(shè)計(jì)允許設(shè)計(jì)者在抽象上進(jìn)行操作。它可以通過一最小套參數(shù)快速列出模型的特征、尺寸以及其方位。此外，由于特征模型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在幾何實(shí)體上的聯(lián)系，設(shè)計(jì)者更容易更改設(shè)計(jì)。如果沒有這些特征，設(shè)計(jì)者在構(gòu)造固體模型幾何特征時(shí)就必須考慮到所有需要的細(xì)節(jié)。而且面向特征的防真為設(shè)計(jì)者提供了更高級的成型對象。例如，模具設(shè)計(jì)者想象出一個(gè)澆口的實(shí)體形狀，電腦就能將這個(gè)澆口造型出來。面向?qū)ο笤煨头ㄊ且环N參照實(shí)物的概念去設(shè)計(jì)模型的新思維方式?；镜膱D素是能夠?qū)?shù)據(jù)庫和單一圖素的動作聯(lián)系起來的對象。面向?qū)ο蟮脑煨蛯斫鈫栴}并且設(shè)計(jì)程序和數(shù)據(jù)庫是很有用的。此外，面向?qū)ο蟮难b配體呈現(xiàn)方式使得“子”對象能繼承其“父”對象的信息變得更容易。圖形2說明以特性為基礎(chǔ)和面向?qū)ο蟮姆謱拥谋硎疽环N插入模具。 表示是多重水平的提取的一種分層的結(jié)構(gòu)，從低水平的幾何學(xué)的實(shí)體(形成特性)到高水平的組件。 在盒子中被封入的項(xiàng)目代表“裝配對象”； 固體線代表“部分”關(guān)系； 同時(shí)，猛沖的線代表其它關(guān)系。 組件( SUBFA )包括部分( PART )。 一部分能被認(rèn)為是形式特性( FF )的一種“裝配”。 表示把一個(gè)以特性為基礎(chǔ)的幾何學(xué)的模型的力與面向?qū)ο蟮哪Ｐ偷哪切┫嘟Y(jié)合。 它不僅包含父對象和子對象之間的“部分”關(guān)系，也包括富有的套結(jié)構(gòu)的關(guān)系和裝配對象的一群操作的功能。 在段中3.1，在裝配對象之間有有關(guān)一種裝配對象的定義的較進(jìn)一步的討論，而詳盡的關(guān)系在3.2段中被提出。3.1裝配對象的定義在我們的工作中，一種裝配對象，O，以如下形式被定義為一個(gè)唯一而可辨認(rèn)的實(shí)體：O = ( Oid，A，M，R ) ( 1 )在此式中：Oid是一種裝配對象( O )的一個(gè)唯一的標(biāo)識符。A是一套三元組，( t，a，v )。 每一元素a被稱為O的一種屬性，與每一屬性有關(guān)是一類型，t，和一種價(jià)值，v。M是一套元組，( m，tc1，tc2，%，tcn，tc)。 M中每一個(gè)元素都有唯一識別方法。 符號m代表一種方法名稱； 同時(shí)，方法定義有關(guān)對象的操作。 符號tc (i= 1，2，%，n )規(guī)定爭論類型和符號tc退回的價(jià)值類型。3.2形式特性之間的關(guān)系模具設(shè)計(jì)在本質(zhì)中是一個(gè)智力的過程； 模具設(shè)計(jì)者大多數(shù)時(shí)間在真實(shí)客觀的對象諸如金屬板，螺絲釘，槽，斜面，和孔等思索設(shè)想。因此，用形式特性建設(shè)所有產(chǎn)品獨(dú)立部分的幾何學(xué)的模型是必要。 模具設(shè)計(jì)者能容易地改變一部分的大小和形狀，因?yàn)樾问教匦灾g的關(guān)系保持在部分表示中。 圖形3(a )顯示一個(gè)金屬板帶有一個(gè)含有公差等級要求的孔。 這部分被兩個(gè)形式特性定義，即一個(gè)塊和含有公差等級要求的孔。 關(guān)于塊特性計(jì)數(shù)器開掘洞( FF2 )被放置FF1，使用他們本地分別地協(xié)調(diào)F2和F1，。 方程( 2) ( 5 )顯示計(jì)數(shù)器開掘洞( FF2 )和塊特性( FF1 )之間的空間的關(guān)系。 對于形式特性，沒有他們之間的空間的約束，因此空間的關(guān)系被設(shè)計(jì)者直接指定。 兩形式特性之間的詳盡的裝配關(guān)系被定義如下：4.在裝配中推斷部分配置一種裝配中的若干部分的位置和方向最后通過轉(zhuǎn)換矩陣來表達(dá)。為了方便的緣故，空間的關(guān)系通常被諸如“伙伴”，“結(jié)盟”和“平行”的高水平的鋪席子的條件指定。 這樣，從含蓄的約束關(guān)系自動地引出若干部分之間的清晰明確的轉(zhuǎn)換矩陣是十分重要。推斷一種裝配中的若干部分的配置三種技術(shù)在段2.中已被討論了因?yàn)橄笳餍詭缀螌W(xué)的接近能以多項(xiàng)式時(shí)間復(fù)雜性定位所有關(guān)于約束方程的解決方案，我們使用這接近來確定位置和一種裝配中的若干部分的方向。 為了在裝配模擬軟件中執(zhí)行這接近，大量的編寫程序被要求。因此，一種簡化的幾何學(xué)的接近被建議確定位置和一種裝配中的若干部分的方向。在象征性幾何學(xué)的接近中，確定位置和若干部分的方向被產(chǎn)生一系列行動執(zhí)行符號滿足每一逐漸增長的約束。被要求來滿足每一逐漸增長的約束的信息儲存在“計(jì)劃片段”的一個(gè)表格中。 每一計(jì)劃片段是規(guī)定一系列測量方法和行動的一個(gè)過程按照這樣一種方式移動部分對于滿足相應(yīng)的約束。 計(jì)劃片段也記錄新的自由度和聯(lián)系不變量的幾何不變式。 由于這些限制約束序列，我們的計(jì)劃片段桌子中的輸入的數(shù)字基本上被減少。 為了為了一，兩或者三個(gè)約束解決在我們的系統(tǒng)中允許，九種輸入僅僅被要求。 為了交互式的增加組成部分裝配，更多約束類型和自由的序列將為了用戶增加靈活性。 然而，在為了一種插入模具模擬的自動裝配中，當(dāng)空間的關(guān)系被預(yù)先規(guī)定在裝配對象中時(shí)，一些序列限制不有關(guān)系。 有了上述的定義的合成約束，一個(gè)組成部分部分的結(jié)構(gòu)的關(guān)系能指定在組成部分的數(shù)據(jù)庫中。 當(dāng)把一個(gè)組成部分部分添加到模具裝配時(shí)，系統(tǒng)將首先分解進(jìn)入原始的約束的合成約束，然后產(chǎn)生一群片段計(jì)劃將組成部分指明方向并且定位在裝配中。5.注射模的自動裝配任何注射模具的裝配都由產(chǎn)品的局部和整體兩部分組成。產(chǎn)品的局部依賴產(chǎn)品的整體設(shè)計(jì)基于塑料的部分 1,2 的幾何學(xué)。 產(chǎn)品依賴部分通常有與那個(gè)同樣的方向頂端水平裝配，而他們的位置被設(shè)計(jì)者直接指定。 對于產(chǎn)品獨(dú)立部分的設(shè)計(jì)，常規(guī)，模具設(shè)計(jì)者從目錄中選擇結(jié)構(gòu)，為了產(chǎn)品若干部分的選擇的結(jié)構(gòu)建設(shè)幾何學(xué)的模型，而然后把產(chǎn)品獨(dú)立部分添加到插入模具的裝配。 這設(shè)計(jì)過程是時(shí)間消耗的和差錯(cuò)容易傾向于。 在我們的系統(tǒng)中，一個(gè)數(shù)據(jù)庫為了所有產(chǎn)品獨(dú)立部分根據(jù)裝配表示被建造，而對象定義在段3.中不僅描述這數(shù)據(jù)庫包含產(chǎn)品獨(dú)立部分的幾何學(xué)的形狀和大小，也包括他們之間的空間的約束。 此外，一些日常事務(wù)發(fā)揮作用諸如干擾檢查和裝在衣袋內(nèi)被封裝在數(shù)據(jù)庫中。 因此，模具設(shè)計(jì)者必須從用戶接口中選擇產(chǎn)品獨(dú)立部分的結(jié)構(gòu)類型，而然后軟件將為了這些部分自動地計(jì)算方向和位置矩陣，而把他們添加到裝配。5.1模具基礎(chǔ)組件 正如圖1所示，產(chǎn)品的獨(dú)立部分可以更進(jìn)一步被分為摸具基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)部分。摸具基礎(chǔ)是由一群金屬板，插腳，導(dǎo)套等等組成的。除了塑型產(chǎn)品，模具必須具有一系列功能，諸如，箝位，校準(zhǔn)，冷卻，注塑等等。大多數(shù)產(chǎn)品不得不合并相同的功能，這導(dǎo)致了相似結(jié)構(gòu)的樹立。一些模具建筑形成的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)被采用了。模具基礎(chǔ)起因于這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)以特性為基礎(chǔ)和面向?qū)ο蟮难b配表示，模具基礎(chǔ)組成部分的以特性為基礎(chǔ)的固體模具首先被建造；其次，裝配對象被定義為在成分和壓縮功能一部分功能在組成零件之間建立關(guān)系；然后，利用這些組裝對象，一個(gè)分層的組裝對象模具基礎(chǔ)能被形成。這些模具基礎(chǔ)對象能通過目錄數(shù)據(jù)庫被例示。表4列出了模具基礎(chǔ)對象來產(chǎn)生指定的模具基礎(chǔ)的例子。這個(gè)指定的模具基礎(chǔ)實(shí)例能自動地添加到模具裝配。模具基礎(chǔ)部件和最高裝配的結(jié)構(gòu)關(guān)系能通過Eqs被表達(dá)。Mp和Mr所在的（8）和（9）式是單元矩陣。5.2 標(biāo)準(zhǔn)零件的自動增加 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零件是一個(gè)組裝對象。它可以通過章節(jié)3.1的公式（1）來定義。在數(shù)據(jù)庫中，空間約束用 mate，平面aling和軸align，而不像模具基礎(chǔ)，標(biāo)準(zhǔn)件的位置和方向的矩陣是未知的。在示例中，軟件通過利用單一的符號幾何來自動推斷章節(jié)4中描述的結(jié)構(gòu)關(guān)系。5.3 裝配對象的包裝 自動裝配設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問題是自動包裝過程。包裝是一個(gè)在相應(yīng)組成部分提供附著成分的真空區(qū)的操作。當(dāng)一個(gè)驅(qū)動者被添加到裝配時(shí)，一個(gè)空的空間被要求在EA盤上調(diào)節(jié)驅(qū)動者，如表5所示。 由于面向?qū)ο蟮谋硎痉ū徊扇。恳粋€(gè)裝配對象能被描述為兩個(gè)實(shí)體，實(shí)物和虛擬物。虛擬物通過被實(shí)物占據(jù)的空間模仿。只要一個(gè)裝配對象被添加到裝配中，它的虛擬對象也被添加到裝配中。操作發(fā)揮作用中的pocketFplate( ) M O將從相應(yīng)的組成部分(參看公式（1）和表1)。此外，因?yàn)樵谙鄳?yīng)的組成部分上在虛擬對象和真正的對象之間有聯(lián)系，包裝將隨真正的對象的修正而變化。這種自動包裝功能更進(jìn)一步顯示了面向?qū)ο蟊硎痉ǖ膬?yōu)勢。6.基于Unigraphics系統(tǒng) 13 ，所提出的以特性為基礎(chǔ)和面向?qū)ο蟮难b配計(jì)劃和自動化裝配模擬的系統(tǒng)在新加坡的國立大學(xué)被開發(fā)的IMOLD系統(tǒng) 14 中已被執(zhí)行。UG系統(tǒng)提供了一個(gè)友好的用戶應(yīng)用程序接口。通過這個(gè)接口，用戶可以調(diào)用UG的內(nèi)部功能，諸如增加裝配部件，修正參數(shù)等等。 圖6顯示的是一個(gè)注塑模具產(chǎn)品，這個(gè)產(chǎn)品的注塑模具組裝設(shè)計(jì)顯示在圖7（a）。固定一半組件的相應(yīng)的父子關(guān)系圖顯示在圖7（b）。裝配是由IMOLD系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每一個(gè)模具基礎(chǔ)的零件都在裝配中自動定位。Unigraphics系統(tǒng)提供一個(gè)用戶友好應(yīng)用編寫程序接口(應(yīng)用程序接口)。 通過這接口，雖然Unigraphics為了給條件鋪席子提供功能，用戶能呼叫諸如把部分添加到一種裝配的Unigraphics內(nèi)部的功能，修改參數(shù)等等，所提出的接近仍然被需要推斷組成部分配置，因?yàn)樵诮M成部分能被添加到裝配之前，計(jì)算自由的度是必要，而檢查給條件鋪席子的有效性。 圖6個(gè)展覽一種插入鑄造產(chǎn)品，因?yàn)閳D被領(lǐng)進(jìn)來，和設(shè)計(jì)的插入模具裝配這產(chǎn)品7(a )。 固定一半組件的相應(yīng)的“父與子”關(guān)系被領(lǐng)進(jìn)來圖7(b )。 這裝配被系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 每一模具基礎(chǔ)的盤子自動地被定位在裝配中。 諸如定位的圓環(huán)和驅(qū)逐者的標(biāo)準(zhǔn)的部分自動地被添加到裝配，因?yàn)檫@些標(biāo)準(zhǔn)部分也自動地被建立，和口袋。7.結(jié)論注射模具裝配以所提出的特性為基礎(chǔ)和面向?qū)ο蟮姆謱拥谋硎静粌H把特性范例擴(kuò)展到裝配，由于擴(kuò)展特性范例而給條件，插入和方向限制等等鋪席子到裝配設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)，而且是封裝操作的功能和幾何學(xué)的約束，諸如自由的程度，諸如集合的組成部分的模糊變化修正甚至能在完成裝配過程之后被制定。 裝配對象的封裝有如下兩種優(yōu)勢： 首先，因?yàn)檠b配的條件被封裝在裝配對象中，自動裝配設(shè)計(jì)容易執(zhí)行； 其次，對象裝配的封裝操作的功能使諸如裝在衣袋內(nèi)與干擾檢查的裝配設(shè)計(jì)的日常事務(wù)過程自動化。 所提出的簡單化的動作分析能基本上減少為了自動檢測校對模具裝配之內(nèi)組成部分干擾所需要的規(guī)劃設(shè)計(jì)的努力。