注塑模具自动装配造型论文版.docx

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注塑模具自动装配造型论文版

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专科毕业大作业

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机械电子工程

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该论文形式完全合格，格式标准统一，结构完善,语言较为简洁准确，字数基本符合规定。

内容基本完整，体现出一定的设计目的，展现了一些科学方法。

论证比较充分，结论合理，基本达到任务书的要求。

指导成绩：

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2008年5月15日

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机械电子工程学号：

注塑模具自动装配造型

内容提要：

注射模是一种由与塑料制品有关的和与制品无关的零部件两大部分组成的机械装置。

本文提出了（有关）注射模装配造型的两个主要观点，即描述了在计算机上进行注射模装配以及确定装配中与制品无关的零部件的方向和位置的方法，提出了一个基于特征和面向对象的表达式以描述注射模等级装配关系，该论述要求并允许设计者除了考虑零部件的外观形状和位置外，还要明确知道什么部份最重要和为什么。

因此，它为设计者进行装配设计（DFA）提供了一个机会。

同样地，为了根据装配状态推断出装配体中装配对象的结构，一种简化的特征几何学方法也诞生了。

在提出的表达式和简化特征几何学的基础上，进一步深入探讨了自动装配造型的方法。

关键词：

装配造型；基于特征；注射模；面向对象。

引言1

第一章注射模的结构2

1.1注射模的定型2

1.2注塑成形阐述3

第二章关于装配造型4

2.1相关研究4

2.2注射模装配概述4

结　　论6

致谢7

引言

注射成型是生产塑料模具产品最重要的工艺。

需要用到的两种装备是：

注射成型机和注射模。

现在常用的注射成型机即所谓的通用机，在一定尺寸范围内，可以用于不同形状的各种塑料模型中，但注射模的设计就必须随塑料制品的变化而变化。

模型的几何因素不同，它们的构造也就不同。

注射模的主要任务是把塑料熔体制成塑料制品的最终形状，这个过程是由型芯、型腔、镶件、滑块等与塑料制品有关的零部件完成的，它们是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，因此，这些零件称为成型零件。

（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，注射模还必须完成分配熔体、冷却，开模，传输、引导运动等任务，而完成这些任务的注射模组件在结构和形状上往往都是相似的，它们的结构和形状并不取决于塑料模具，而是取决于塑料制品。

第一章注射模的结构

1.1注射模的定型

成型零件的设计从塑料制品中分离了出来。

近几年，CAD/CAM技术已经成功的应用到成型零件的设计上。

成型零件的形状的自动化生成也引起了很多研究者的兴趣，不过很少有人在其上付诸实践，虽然它也象结构零件一样重要。

现在，模具工业在应用计算机辅助设计系统设计成型零件和注射成型机时，遇到了两个主要困难。

第一，在一个模具装置中，通常都包括有一百多个成型零部件，而这些零部件又相互联系，相互限制。

对于设计者来说，确定好这些零部件的正确位置是很费时间的。

第二，在很多时候，模具设计者已想象出工件的真实形状，因此，为了解决这两个问题，很有必要发展一种用于注射模的自动装配成型系统。

导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。

导向机构的主要作用有：

定位、导向和承受一定侧压力。

定位作用：

为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。

塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。

顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。

作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。

为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。

将顶杆设计在塑件的内部型腔。

若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件，否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。

在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。

影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。

1.2注塑成形阐述

在确定物体构造的每一个阶段，自由度分析将决定什么动作能提供满足限制物体未加限制部位的自由度。

然后计算该动作怎样能进一步降低物体的自由度数。

在每个阶段的最后，给隐喻的装配计划加上合适的一步。

根据Shah和Rogers的分析，Kramer的理论代表了注射模具最显著的发展，他的特征几何学方法能解出全部的限制条件。

和反复的数值技术相比，他的这种方法更具吸引力。

不过要实行这种方法，需要大量的编程。

现在虽然已有很多研究者开始研究注射成型机，但仍很少有学者将注意力放在注射模设计上。

Kruth开发了一个注射模的设计支援系统。

这个系统通过高级的模具对象（零部件和特征）支持注射模的成型设计。

因为系统是在AUTOCAD的基础上设计的，因此它只适于线和简单的实体模型操作。

对于一个包括独立元件、相互约束的标识和不变的标识的问题来说，可以用动作分析法来解决问题，它将一步一步地最后求出物体的最终的几何构造在此篇文章里，主要讲述了两个观点：

即成型零部件和模具在计算机上的防真装配以及确定零部件在模具中的结构和位置。

这篇文章概括了关于注塑成型的相关研究，并对注射成型机有一个完整的阐述。

通过举例一个注射模的自动装配造型，提出一种简化的几何学符号法，用于确定注射模具零部件的结构和位置动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。

由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。

对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。

因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。

这篇文章概括了关于注塑成型的相关研究，并对注射成型机有一个完整的阐述。

通过举例一个注射模的自动装配造型，提出一种简化的几何学符号法，用于确定注射模具零部件的结构和位置动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。

由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。

对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。

因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。

第二章关于装配造型

2.1相关研究

在各种领域的研究中，装配造型已成为一门学科，就像运动学、人工智能学、模拟几何学一样。

Libardi作了一个关于装配造型的调查。

据称，很多研究人员已经开始用图表分析模型会议拓扑。

在这个图里，各个元件由节点组成的，再将这些点依次连接成线段。

然而这些变化矩阵并没有紧紧的连在一起，这将严重影响整体的结构，即，当其中某一部分移动了，其他部分并不能做出相应的移动。

LeeandGossard开发了一种新的系统，支持包含更多的关于零部件的基本信息的一种分级的装配数据结构，就像在各元件间的“装配特征”。

变化矩阵自动从实际的线段间的联系得到，但是这个分级的拓扑模型只能有效地代表“部分”的关系。

自动判别装配组件的结构意味着设计者可避免直接指定变化的矩阵，而且，当它的参考零部件的尺寸和位置被修改的时候，它的位置也将随之改变。

现在有三种技术可以推断组件在模具中的位置和结构：

反复数值技术,象征代数学技术，以及象征几何学技术。

6个满足各个矩阵的方程式以及另外的两个满足旋转元件的方程式。

通常方程式的数量超过变量的数量时，应该想办法去除多余的方程式。

牛顿迭代法常用来解决这种方程式。

不过这种方法存在两种缺点：

第一，它太依赖初始解；第二：

反复的数值技术在解决空间内不能分清不同的根。

因此，在一个完全的空间关系问题上，有可能解出来的结果在数学理论上有效，但实际上却是行不通的。

Ambler和Popplestone提议分别计算每个零部件的旋转量和转变量以确定它们之间的空间关系，而解出的每个零部件的6个变量（3个转变量和3旋转量）要和它们的空间关系一致。

这种方法要求大量的编程和计算，才能用可解的形式重写有关的方程式。

此外，它不能保证每次都能求出结果，特别是当方程式不能被以可解答的形式重写时。

为了能确定出满足一套几何学限制条件的刚体的位置与方向，Kramer开发了一种特征几何学方法。

通过产生一连串满足逐渐增长的限制条件的动作推断其几何特征，这样将减少物体的自由度数。

Kramer使用的基本参考实体称为一个"标识"，由一个点和两正交轴构成。

标识间的7个限制条件都被定了义。

2.2注射模装配概述

主要讲述了关于注射模自动装配造型的两个方面：

注射模在电脑上的防真装配和确定结构零件在装配中的位置和方向。

在这个部分，我们基于特征和面向对象论述了注射模装配。

注射模在电脑上的防真装配包含着注射模零部件在结构上和空间上的联系。

这种防真必须支持所有给定零部件的装配、在相互关联的零部件间进行变动以及整体上的操作。

而且防真装配也必须满足设计者的下列要求：

1．支持能表达出模具设计者实体造型想象的高级对象。

2．成型防真应该有象现实一样的操作功能，就如装入和干扰检查。

为了满足这些要求，可用一个基于特征和面向对象的分级模型来代替注射模。

这样便将模型分成许多部分，反过来由多段模型和独立部分组成。

因此，一个分级的模型最适合于描述各组成部分之间的结构关系。

一级表明一个装配顺序，另外，一个分级的模型还能说明一个部分相对于另一个部分的确定位置。

与直观的固体模型操作相比，面向特征设计允许设计者在抽象上进行操作。

它可以通过一最小套参数快速列出模型的特征、尺寸以及其方位。

此外，由于特征模型的数据结构在几何实体上的联系，设计者更容易更改设计。

如果没有这些特征，设计者在构造固体模型几何特征时就必须考虑到所有需要的细节。

而且面向特征的防真为设计者提供了更高级的成型对象。

例如，模具设计者想象出一个浇口的实体形状，电脑就能将这个浇口造型出来。

面向对象造型法是一种参照实物的概念去设计模型的新思维方式。

基本的图素是能够将数据库和单一图素的动作联系起来的对象。

面向对象的造型对理解问题并且设计程序和数据库是很有用的。

此外，面向对象的装配体呈现方式使得“子”对象能继承其“父”对象的信息变得更容易

结　　论

在设计过程充分利用了各种可以利用的方式，同时在反复的思考中不断深化对各种理论知识的理解，在设计的后一阶段充分利用CAD软就是一例，新的工具的利用，大在提高了工作效率。

以计算机为手段，专用模具分析设计软件为工具设计模具。

软件可直接调用数据库中模架尺寸，金属材料数据库及加工参数，通过几何造型及图形变换可得到模板及模腔与型芯形状尺寸迅速完成模具设计。

模具CAD技术是模具传统设计方式的革命，大大提高了设计效率，尤其是系列化或类似注射模具设计效率更为提高。

总之，通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚：

充分利用CAD技术进行设计，在模具符合使要求的前提下尽量降低成本。

同时在实际中不断的积累经验，以设计出价廉物美的模具。

致谢

在这次论文写作过程中我要对给予我帮助的老师和同学致以诚挚的谢意。

没有他们的指导和帮助，我也不能如此顺利的完成本论文的写作工作，在他们的大力支持和帮助下，我在写作过程中才能克服一个又一个的学术难题。

从开始进入课题到论文的顺利完成。

十分感谢淡且指出了我对乾川指导老师。

他在我不知如何下手查资料时，及时给我提供了一些参考资料，并给我介绍了一些相关的书籍，并许多问题的错误理解，这些问题在当时超出我的理解能力。

我也感谢学院图书馆里的老师，在我去图书馆查资料时，他们为我提供了很多帮助。

在这里请接受我诚挚的谢意！

最后再一次感谢他们的指导和帮助。

参考文献

[1]朱光力等主编，《模具设计与制造实训》,高等教育出版社,2002年版，第43页。

[2]贾润礼等主编，《实用注塑模具设计手册》，中国轻工业出版社，1998年版。

[3]孙凤琴等主编，《模具制造工艺与设备》，中国轻工业出版社，2000年版。

[4]冯炳荛等主编，《模具设计与制造简明手册》，上海科学技术出版社1995年版。

[7]屈昌华等主编，《塑料成型工艺与模具设计》，机械工业出版社，2001年版。