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揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作材料
學(xué)生姓名： 呂云濤 學(xué)號(hào)： 100007124
系 部：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè)計(jì)（論文）題目： 帶柄水杯模具設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師： 高 征 兵
材 料 目 錄
序號(hào)
名 稱
數(shù)量
備注
1
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表
1
2
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1
3
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告
1
4
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述）
1
5
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯（含原文）
1
6
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
1
2014年 2 月 17 日
注：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查工作結(jié)束后，請(qǐng)將該封面與目錄中各材料合訂成冊(cè)，并統(tǒng)一存放在“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋中（打印件一律用A4紙型）。
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、審題表
學(xué) 院
廣陵學(xué)院
選 題
教 師
姓名
高征兵
專 業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
專業(yè)技術(shù)職務(wù)
講師
申報(bào)課題名稱
課題性質(zhì)
①
②
③
④
⑤
⑥
課題來(lái)源
A
B
C
D
√
√
課題簡(jiǎn)介
了解注塑模具，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)，使用現(xiàn)代CAD、CAM技術(shù)設(shè)計(jì) 模具。
設(shè)計(jì)（論文）
要 求
（包括應(yīng)具備的條件）
1、實(shí)習(xí)報(bào)告
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
3、外文翻譯
4、設(shè)計(jì)塑料模具三維造型、模具型腔、模架
5、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書
課題預(yù)計(jì)
工作量大小
大
適中
小
課題預(yù)計(jì)
難易程度
難
一般
易
√
√
所在專業(yè)審定意見：
負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日
院主管領(lǐng)導(dǎo)意見：
簽名： 年 月 日
說(shuō)明：1、該表作為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題申報(bào)時(shí)專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)
有關(guān)人員討論，負(fù)責(zé)人簽名后生效；
2、有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說(shuō)明，并在表中相應(yīng)欄打“√”
課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在“畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋”中存檔。
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
系 部：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名： 呂云濤 學(xué)號(hào)： 100007124
畢業(yè)（論文）題目： 帶柄水杯模具設(shè)計(jì)
起 迄 日 期： 2014-02-17 ~ 2014-06-01
設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)：
指 導(dǎo) 老 師： 高 征 兵
專 業(yè) 負(fù) 責(zé) 人：
發(fā)任務(wù)書日期： 2014 年 2 月17 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
1、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：
(1)熟悉塑料模具的理論知識(shí)
(2)了解塑料模具的設(shè)計(jì)方法
(3)運(yùn)用Pro/E軟件設(shè)計(jì)塑料零件的上下模
(4)撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
2、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
(1)內(nèi)容：
1 設(shè)計(jì)塑料件成型模型
2 模具三維造型
3 繪制模具零件圖、裝配圖
4 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
(2) 要求：
1 充分閱讀文獻(xiàn)，搜集相關(guān)資料
2 在了解塑料加工工藝的基礎(chǔ)上，應(yīng)用Pro_E軟件設(shè)計(jì)塑料件成型模具
3 完成模具裝配圖、凹模、凸模、墊板的零件的三維工程圖
3、對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、
圖表、實(shí)物樣品等）：
（1）帶柄水杯上、下模；
（2）注射模裝配圖；
（3）注射模主要零件的零件圖；
（4）注塑模模架設(shè)計(jì)；
（5）注射模設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
4、主要參考文獻(xiàn)：
(1)范崇洛主編 機(jī)械加工工藝學(xué) 東南大學(xué)出版社 2009年
(2)胡兆國(guó)主編 機(jī)械加工基礎(chǔ) 西南交大出版社、 2007年
(3)傅水根主編 機(jī)械制造工藝學(xué)基礎(chǔ) 清華大學(xué)出版社 2011年
(4)馮辛安主編 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版設(shè) 2004年
(5)黃虹主編. 塑料成型加工與模具.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2002
(6)王善勤主編 .塑料注射成型工藝與設(shè)備.北京:中國(guó)輕工出版社.2000.3
(7)屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社1996.4
(8)何忠保等編 .典型零件模具圖冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000.11
(9)錢可強(qiáng) 機(jī)械制圖.北京:高等教育出版社.2003.6
(10)廖念釗，古瑩庵等.互換性與技術(shù)測(cè)量.北京:中國(guó)計(jì)量出版社.2000.1
(11)伍先明，王群等.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)書.國(guó)防工業(yè)出版社.2008.2
(12)廖月瑩，何冰強(qiáng)主編.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)與資料匯編.大連理工大學(xué)出版社.2007.8 (13)馮新愛主編.塑料模具工程師手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2009.1
(14)何忠保等編.典型零件模具圖冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社2007.8
(15)陳淑嶺.插座注射模設(shè)計(jì).《模具制造》2008年第3期
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書
5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃
起止日期
工 作 內(nèi) 容
第1~3周
了解相關(guān)知識(shí)、完成實(shí)習(xí)調(diào)研，作開題報(bào)告
第4、5周
完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括凸凹模具、模架的三維造型
第6、7周
完成相關(guān)的零件圖、裝配圖。中期檢查
第8~10周
撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
第11、12周
完善相關(guān)資料、答辯
所在專業(yè)審核意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
學(xué)院意見：
院長(zhǎng)：
年 月 日
實(shí)習(xí)報(bào)告
終于等到了實(shí)習(xí)的時(shí)候了，很早以前就從老師和學(xué)姐學(xué)長(zhǎng)那里打聽到了有畢業(yè)實(shí)習(xí)，那時(shí)候可以說(shuō)是急切地期盼著這一天的到來(lái)，因?yàn)榇蠹以僖矡o(wú)法滿足于課堂教學(xué)，盡管從同學(xué)朋友那里了解到實(shí)習(xí)并非像想象中的那樣是一件快樂的事情。
在實(shí)習(xí)期間雖然很累、很苦，但我卻感到很快樂!因?yàn)槲覀冊(cè)趯W(xué)到了作為一名機(jī)制專業(yè)學(xué)生所必備的知識(shí)的同時(shí)還鍛煉了自己的動(dòng)手能力。而且也讓我更深刻地體會(huì)到偉大的詩(shī)人李白那一名言：只要功夫深，鐵杵磨成針的真正內(nèi)涵! 在剛剛到達(dá)實(shí)習(xí)單位的時(shí)候，我的心情是既興奮又激動(dòng)同時(shí)還有點(diǎn)擔(dān)心，興奮激動(dòng)是因?yàn)槲铱吹搅顺赊牧慵D、裝配圖、電路圖等等，這是在學(xué)校見不到的，可以說(shuō)我們?cè)趯W(xué)校見到的圖和這些圖比起來(lái)簡(jiǎn)直就是小巫見大巫。當(dāng)然，剛才說(shuō)了，我的心中同時(shí)還有些擔(dān)心，擔(dān)心是因?yàn)槲业膸煾凳鞘裁礃拥娜四?？讓我干什么呢？我能干得好么？我要是干得不好?huì)怎么樣呢？一系列的問號(hào)一直不停的我的腦子中浮現(xiàn)著。于是，我推開了我要去的辦公室的門，我的畢業(yè)實(shí)習(xí)之路也就此開始！
一、實(shí)習(xí)過(guò)程
在我推開辦公室門的同時(shí)，我看到了我的師傅，我的實(shí)習(xí)老師。我萬(wàn)萬(wàn)沒想到的是，我的老師居然是個(gè)女的。我一直都認(rèn)為，搞機(jī)械的一般都會(huì)是男的，而且是那種上歲數(shù)的老師傅，沒想到我的師傅是個(gè)四十來(lái)歲女的，頓時(shí)我的壓力就少了很多。剛到了單位，老師帶著我們這些實(shí)習(xí)生在單位到處逛了逛，哪里有什么，哪里是什么，都給我們認(rèn)真講解。同時(shí)也跟我們說(shuō)了很多生活上的事情，比如說(shuō)工作時(shí)間，午休時(shí)間等等，一點(diǎn)都沒有老師的架子，就像是家里人，家里的長(zhǎng)輩一樣，很親切。在我們都熟悉了解了我們的實(shí)習(xí)單位之后，老師對(duì)我們進(jìn)行了分組同時(shí)分配了個(gè)人的任務(wù)。當(dāng)老師分配了工作崗位之后，我很幸運(yùn)的被分到了院材料室，從事零件測(cè)繪以及文件的收集整理工作。自認(rèn)為自己的機(jī)械制圖學(xué)的還不錯(cuò)，本來(lái)以為會(huì)很簡(jiǎn)單，沒想到跟自己想象的很不一樣。在學(xué)校的時(shí)候，作為一名機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的一名學(xué)生，掌握機(jī)械的制圖與測(cè)繪的必要性可想而知。 測(cè)繪實(shí)訓(xùn)是我們機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的一個(gè)重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)校也根據(jù)專業(yè)情況學(xué)校開設(shè)了很多的測(cè)繪的實(shí)訓(xùn)課，上課期間我堅(jiān)持聽從老師的安排，按計(jì)劃完成每天的實(shí)訓(xùn)任務(wù)，從中也更加深刻的了解機(jī)械的設(shè)計(jì)，制造與研發(fā) ，認(rèn)真的完成好每一次實(shí)訓(xùn)，為學(xué)好更深層次的專業(yè)知識(shí)打好基礎(chǔ)。然而在實(shí)際的工作崗位中，跟學(xué)校的學(xué)的還是不太一樣。當(dāng)我看到桌子上的很多零件圖，測(cè)繪圖的時(shí)候，還是很傻眼。因?yàn)閳D紙都很大很大，在學(xué)校我見過(guò)最大的圖紙是A0的，我們平時(shí)也很少會(huì)用到A0的圖紙，但是，實(shí)習(xí)單位的圖紙基本上都是A0的圖紙，甚至還有更大的。當(dāng)然不僅僅是機(jī)械制圖的圖紙，也有很多是電路圖，線路圖等等，讓我頓時(shí)就就得很凌亂，都不知道應(yīng)該干什么好。估計(jì)這時(shí)候老師有看出來(lái)了我的疑惑，給我講解之后給我安排了我的工作任務(wù)：
1、結(jié)合在學(xué)校學(xué)到的知識(shí)，了解測(cè)繪的一般方法和步驟，掌握測(cè)繪技能及繪圖能力，并為后以后的工作扎下初步基礎(chǔ)；
2、通過(guò)零件草圖，裝配圖和零件工作的繪制，培養(yǎng)自己實(shí)際動(dòng)手能力和零部件測(cè)繪能力。使自己能恰當(dāng)選擇表達(dá)方案、合理布圖，正確繪圖，并在老師指導(dǎo)下完成尺寸標(biāo)注及各項(xiàng)技術(shù)要求注寫；
3、了解簡(jiǎn)單機(jī)器的裝配工藝。通過(guò)全面、系統(tǒng)的零部件測(cè)繪訓(xùn)練，培養(yǎng)自身初步的工程設(shè)計(jì)能力；
4、熟悉運(yùn)用有關(guān)資料（如國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范及規(guī)定畫法等）。初步培養(yǎng)查閱標(biāo)準(zhǔn)資料的能力；
5、培養(yǎng)自己團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，增強(qiáng)責(zé)任感。
看到了自己的工作任務(wù)，我也就開始我的工作了。在開始測(cè)繪之前，我看了看辦公室書架上面的書，基本上都是關(guān)于機(jī)械的東西，機(jī)械制圖，機(jī)械原理等等，同時(shí)還有很多關(guān)于機(jī)械設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)的書，也有很多是關(guān)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的書?？赐炅藭笥挚戳丝醋雷由弦呀?jīng)畫好的圖發(fā)現(xiàn)，很多的手繪圖基本上都是草圖很少有表表準(zhǔn)準(zhǔn)的零件圖或者裝配圖。我們?cè)趯W(xué)校的時(shí)候，基本上都是用手畫裝配圖或者零件圖啊。后來(lái)問了老師才知道，原來(lái)現(xiàn)在的很多單位都是用手畫出草圖，標(biāo)出相應(yīng)的尺寸，裝配方式等相關(guān)參數(shù)，最后用電腦繪畫出標(biāo)準(zhǔn)的零件圖裝配圖等等。而且像我們?cè)趯W(xué)校使用的測(cè)繪軟件是Auto-CAD、PRO-ENGINEER這兩個(gè)軟件，我在單位用的也是這個(gè)軟件，因?yàn)槲抑涝趺从肁uto-CAD以及PRO-ENGINEER繪圖，然而老師告訴我現(xiàn)在單位用電腦繪圖很少使用Auto-CAD、PRO-ENGINEER，大多用的都是SOLIDWORK、UG、CAXA等等。
作為一名機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，我不光要進(jìn)行測(cè)繪也要去院車間進(jìn)行實(shí)習(xí)，于是在實(shí)習(xí)最后幾天的時(shí)候，老師帶著我來(lái)到了院車間，學(xué)習(xí)銑工。我在車間實(shí)習(xí)的第一天看了關(guān)于銑工實(shí)習(xí)的有關(guān)的知識(shí)與我銑工實(shí)習(xí)過(guò)程中的注意事項(xiàng)的碟片。看到那飛轉(zhuǎn)的機(jī)器、飛濺的鐵花，令我既擔(dān)心又激動(dòng)。擔(dān)心的是，如果那飛轉(zhuǎn)的機(jī)器隆隆聲讓人心驚肉跳和那鮮紅的鐵花四處飛濺的發(fā)出耀眼的的光芒令人眼花繚亂激動(dòng)的是，我終于可以親自動(dòng)手操作了，我想每一個(gè)工科的學(xué)生都想一試身手吧！其實(shí)，對(duì)我們這些工科的學(xué)生來(lái)說(shuō)這是一次理論與實(shí)習(xí)相結(jié)合的絕好機(jī)會(huì)，又將全面地檢驗(yàn)我們知識(shí)水平。銑工實(shí)習(xí)是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生必修的實(shí)習(xí)性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課。學(xué)生在銑工實(shí)習(xí)過(guò)程中通過(guò)獨(dú)立地實(shí)習(xí)操作，將有關(guān)機(jī)械制造的基本工藝知識(shí)、基本工藝方法和基本工藝實(shí)習(xí)等有機(jī)結(jié)合起來(lái)的，進(jìn)行工程實(shí)習(xí)綜合能力的訓(xùn)練及進(jìn)行思想品德和素質(zhì)的培養(yǎng)與鍛練。其實(shí)，現(xiàn)在的工廠加工車間都是大批量生產(chǎn)加工零件，換句話說(shuō)，很多的地方人工銑或者說(shuō)是手工銑逐漸被數(shù)控銑所代替，所以編程也就越來(lái)越重要了。也就是在這個(gè)時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)我自己要學(xué)的還有很多，單憑借學(xué)校學(xué)的知識(shí)肯本不夠用，要是想讓自己更優(yōu)秀只能用知識(shí)武裝自己了。
二、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，兩個(gè)月的實(shí)習(xí)時(shí)間轉(zhuǎn)眼就過(guò)去了，我想我在這段時(shí)間里學(xué)到了很多也懂得了很多。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)、觀察，我知識(shí)面擴(kuò)大了。實(shí)習(xí)使我們獲得了基本生產(chǎn)的感性知識(shí)，同時(shí)又鍛煉和培養(yǎng)了我們大學(xué)生吃苦耐勞的精神，也我們接觸社會(huì)、了解機(jī)械行業(yè)狀況、了解就業(yè)行情的一個(gè)重要途徑，逐步實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到社會(huì)的轉(zhuǎn)變，并且讓我們初步了解企業(yè)管理的基本方法和技能；體驗(yàn)企業(yè)工作的內(nèi)容和方法。這些實(shí)際知識(shí)，對(duì)我們學(xué)習(xí)后面的課程乃至以后的工作，都是十分必要的基礎(chǔ)。在實(shí)習(xí)期間也知道了學(xué)校和單位的差別，學(xué)校是學(xué)習(xí)的地方，而單位則是工作的地方，任何單位都是以獲利為主，如果說(shuō)我們的設(shè)計(jì)成本昂貴或者不容易生產(chǎn)，任何單位都是不會(huì)生產(chǎn)的。當(dāng)然，我們同時(shí)也學(xué)到單位各位老師、各位師傅的敬業(yè)、嚴(yán)謹(jǐn)精神。老師們不耐其煩地幫我們查找工作中的錯(cuò)誤，一遍又一遍?？赡苡械腻e(cuò)誤對(duì)于老師來(lái)講十分的幼稚，但是老師還是能夠認(rèn)真的講解，直到我們真正搞清楚弄明白為止，因此在這里我要再次感謝我的實(shí)習(xí)老師陳宏，她的諄諄教誨讓我至今年難以忘記，我會(huì)拿她當(dāng)作標(biāo)尺，在今后的生活和工作中嚴(yán)格要求自己。
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名： 呂云濤 學(xué)號(hào)： 100007124
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
設(shè)計(jì)（論文）題目： 帶柄水杯模具設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 老 師： 高 征 兵
2014年 4 月 06 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
1、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題為注塑模具設(shè)計(jì)，模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)是衡量一個(gè)國(guó)家制作業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一，此次的設(shè)計(jì)將涉及一些二維及三維軟件軟件的應(yīng)用，如Pro/E、AutoCad 、MasterCAM等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用。通過(guò)本次設(shè)計(jì)可以使我掌握注射模的模具結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)基本理論、基本方法分析和解決測(cè)量與控制及其它相關(guān)工程實(shí)際問題的能力，同時(shí)在獨(dú)立思考、獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國(guó)防、農(nóng)業(yè)、等各個(gè)行業(yè)廣泛應(yīng)用，對(duì)塑料模具的需求日益增加，塑料模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。因此通過(guò)本次設(shè)計(jì)將對(duì)我所學(xué)的知識(shí)鞏固及靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來(lái)解決解決實(shí)際問題有著深遠(yuǎn)的意義。
1.我國(guó)塑料模具的現(xiàn)狀
整體來(lái)看，中國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過(guò)于求的趨勢(shì)。
加入WTO，給塑料模具產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)，同時(shí)帶來(lái)更多的機(jī)會(huì)。由于中國(guó)塑料模具以中低檔產(chǎn)品為主，產(chǎn)品價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，有些甚至只有國(guó)外產(chǎn)品價(jià)格的1/5～1/3，加入WTO后，國(guó)外同類產(chǎn)品對(duì)國(guó)內(nèi)沖擊不大，而中國(guó)中低檔模具的出口量則加大；在高精模具方面，加入WTO前本來(lái)就主要依靠進(jìn)口，加入WTO后，不僅為高精尖產(chǎn)品的進(jìn)口帶來(lái)了更多的便利，同時(shí)還促使更多外資來(lái)中國(guó)建廠，帶來(lái)國(guó)外先進(jìn)的模具技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)培養(yǎng)中國(guó)的專業(yè)模具人才起到了推動(dòng)作用。
雖然近幾年模具出口增幅大于進(jìn)口增幅，但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口，致使模具外貿(mào)逆差逐年增大。這一狀況在2006年已得到改善，逆差略有減少。模具外貿(mào)逆差增大主要有兩方面原因：一是國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，特別是汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展帶來(lái)了對(duì)模具旺盛需求，有些高檔模具國(guó)內(nèi)的確生產(chǎn)不了，只好進(jìn)口；但也確實(shí)有一些模具國(guó)內(nèi)可以生產(chǎn)，也在進(jìn)口。這與中國(guó)現(xiàn)行的關(guān)稅政策及項(xiàng)目審批制度有關(guān)。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠?，F(xiàn)在模具與其它機(jī)電產(chǎn)品一樣，出口退稅率只有13%，而未達(dá)17%。
從市場(chǎng)情況來(lái)看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些技術(shù)含量高的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)，發(fā)展出口模具。隨著中國(guó)塑料工業(yè)，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)見，中國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，未來(lái)幾年年增長(zhǎng)率仍將保持20%左右的水平。
2.國(guó)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
近二十多年間，國(guó)外注塑模CAD/CAE技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。70年代許多研究者對(duì)一維流動(dòng)進(jìn)行了大量研究，由最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向CAD/CAM一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓分子取向以及翹曲預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。80年代中期注塑模CAD/CAE進(jìn)入實(shí)用階段，出現(xiàn)了許多商品化注塑模CAD/CAE軟件，比較著名的有:1.澳大利亞MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系統(tǒng)；2.美國(guó)PTC公司的Pro/Engineer 軟件；3.美國(guó)UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系統(tǒng)等等.這些先進(jìn)軟件的熟練掌握極大地促進(jìn)了國(guó)外模具行業(yè)的發(fā)展。因此，未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，他們將朝著大型、精密、復(fù)雜與長(zhǎng)壽命模具的方向發(fā)展。
3.塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向
（1）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。
(2)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x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(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。
（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(guó)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(dòng)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）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
因此，放眼未來(lái)，模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
2、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一、本課題需要研究或解決的問題：
（1）設(shè)計(jì)塑料件成型模具；
（2）模具三維造型；
（3）繪制模具零件圖、裝配圖；
二、研究手段（途徑）
（一）、帶柄水杯三維造型
應(yīng)用Pro/E中拉伸、拔模、倒圓角、抽殼、邊界混合等相關(guān)命令生成的相機(jī)面殼，
如下右圖所示。
（二）、模具設(shè)計(jì)
1、上、下模的設(shè)計(jì)
（1）調(diào)入模具參照模型
（2）設(shè)置收縮率
（3）設(shè)置毛胚工件
（4）設(shè)計(jì)分型面
（5）分割體積塊
（6）抽取模具元件
（7）澆口設(shè)計(jì)
（8）鑄模
（9）開模
2、模架的選用
根據(jù)對(duì)零件的體積、質(zhì)量估計(jì)可以計(jì)算出公稱注射量和鎖模力，從而可以根據(jù)公稱注射量和鎖模力選擇注射機(jī)。
由于在Pro/E中沒有我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)，在此選擇與標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)中相近的模架，然后作適當(dāng)修改。
（三）、模架的設(shè)計(jì)
（1）載入模具裝配元件
（2）定義模具模架
（3）添加定位環(huán)和澆口套
（4）設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)
（5）設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)
（6）加載所有組件
（四）注射機(jī)選用后基本參數(shù)的校核
(1)最大注射量的校核；
（2）注射壓力的校核；
（3）鎖模力的校核；
（4）最大注射成型面積的校核
（五）出圖
從Pro/E系統(tǒng)轉(zhuǎn)出以下文件的dwg文件，并打印出來(lái)
（1） 模具裝配圖
（2） 水杯三維圖
（3） 凹模
（4） 凸模
（5） 定模板
（6） 定模座板
（7） 動(dòng)模板
（8） 動(dòng)模座板
（9） 動(dòng)模墊板
（10） 推件板
（11） 推桿固定板和推桿墊板
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指導(dǎo)教師意見：
1、對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2、對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果
的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)老師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
揚(yáng)州大學(xué)廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯
系 部：
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
姓 名： 呂云濤
學(xué) 號(hào)： 100007124
外 文 出 處： Environmentally Conscious Design and Manufacturing
附 件：
指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)
簽名：
年 月 日
第一篇譯文（中文）
2.3注射模
2.3.1注射模塑
注塑主要用于熱塑性制件的生產(chǎn)，它也是最古老的塑料成型方式之一。目前，注塑占所有塑料樹脂消費(fèi)的30%。典型的注塑產(chǎn)品主要有杯子器具、容器、機(jī)架、工具手柄、旋鈕（球形捏手）、電器和通訊部件（如電話接收器），玩具和鉛管制造裝置。
聚合物熔體因其較高的分子質(zhì)量而具有很高的粘性；它們不能像金屬一樣在重力流的作用下直接被倒入模具中，而是需要在高壓的作用下強(qiáng)行注入模具中。因此當(dāng)一個(gè)金屬鑄件的機(jī)械性能主要由模壁熱傳遞的速率決定，這決定了最終鑄件的晶粒度和纖維取向，也決定了注塑時(shí)熔體注入時(shí)的高壓產(chǎn)生強(qiáng)大的剪切力是物料中分子取向的主要決定力量。由此所知，成品的機(jī)械性能主要受注射條件和在模具中的冷卻條件影響。
注塑已經(jīng)被應(yīng)用于熱塑性塑料和熱固性塑料、泡沫部分，而且也已經(jīng)被改良用于生產(chǎn)反應(yīng)注塑過(guò)程，在此過(guò)程中，一個(gè)熱固樹脂系統(tǒng)的兩個(gè)組成部分在模具中同時(shí)被注射填充，然后迅速聚合。然而大多數(shù)注塑被用熱塑性塑料上，接下來(lái)的討論就集中在這樣的模具上。
典型的注塑周期或流程包括五個(gè)階段（見圖2-1）：
（1）注射或模具填充；
（2）填充或壓緊；
（3）定型；
（4）冷卻；
（5）零件頂出。
圖2-1 注塑流程
塑料芯塊（或粉末）被裝入進(jìn)料斗，穿過(guò)一條在注射料筒中通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺桿的作用下塑料芯塊（或粉末）被向前推進(jìn)的通道。螺桿的旋轉(zhuǎn)迫使這些芯塊在高壓下對(duì)抗使它們受熱融化的料筒加熱壁。加熱溫度在265至500華氏度之間。隨著壓力增強(qiáng)，旋轉(zhuǎn)螺桿被推向后壓直到積累了足夠的塑料能夠發(fā)射。注射活塞迫使熔融塑料從料筒，通過(guò)噴嘴、澆口和流道系統(tǒng)，最后進(jìn)入模具型腔。在注塑過(guò)程中，模具型腔被完全充滿。當(dāng)塑料接觸冰冷的模具表面，便迅速固化形成表層。由于型芯還處于熔融狀態(tài)，塑料流經(jīng)型芯來(lái)完成模具的填充。典型地，在注塑過(guò)程中模具型腔被填充至95%~98%。
然后模具成型過(guò)程將進(jìn)行至壓緊階段。當(dāng)模具型腔充滿的時(shí)候，熔融的塑料便開始冷卻。由于塑料冷卻過(guò)程中會(huì)收縮，這增加了收縮痕、氣空、尺寸不穩(wěn)定性等瑕疵。為了彌補(bǔ)收縮，額外的塑料就要被壓入型腔。型腔一旦被填充，作用于使物料熔化的壓力就會(huì)阻止模具型腔中的熔融塑料由模具型腔澆口處回流。壓力一直作用到模具型腔澆口固化。這個(gè)過(guò)程可以分為兩步（壓緊和定型），或者一步完成（定型或者第二階段）。在壓緊過(guò)程中，熔化物通過(guò)補(bǔ)償收縮的保壓壓力來(lái)進(jìn)入型腔。固化成型過(guò)程中，壓力僅僅是為了阻止聚合物熔化物逆流。
固化成型階段完成之后，冷卻階段便開始了。在這個(gè)階段中，部件在模具中停留某一規(guī)定時(shí)間。冷卻階段的時(shí)間長(zhǎng)短主要取決于材料特性和部件的厚度。典型地，部件的溫度必須冷卻到物料的噴出溫度以下。
冷卻部件時(shí)，機(jī)器將熔化物塑煉以供下一個(gè)周期使用。高聚物受剪切作用和電熱絲的能量情況影響。一旦噴射成功，塑煉過(guò)程便停止了。這是在冷卻階段結(jié)束之前瞬間發(fā)生的。然后模具打開，部件便生產(chǎn)出來(lái)了。
2.3.2注塑模具
注塑模具與它們的生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品一樣，在設(shè)計(jì)、精密度和尺寸方面各不相同。熱塑性模具的功能主要是把可塑性聚合物制成人們想要的形狀，然后再將模制部件冷卻。
模具主要由兩個(gè)部件組成：（1）型腔和型芯，（2）固定型腔和型芯的底座。模制品的尺寸和重量限制了模具型腔的數(shù)量，同時(shí)也決定了所需設(shè)備的能力。從模具成型過(guò)程考慮，模具設(shè)計(jì)時(shí)要能安全合模、注射、脫模的作用力。此外，澆口和流道的設(shè)計(jì)必須允許有效的流動(dòng)以及模具型腔均勻填充。
圖2-2舉例說(shuō)明了典型注射模具中的部件。模具主要由兩部分組成：固定部分（型腔固定板），熔化的聚合物被注入的旁邊；在注塑設(shè)備結(jié)尾或排出旁邊的瓣合（中心板）部分。模具這兩部分之間的分隔線叫做分型線。注射材料通過(guò)一條叫做澆口的中心進(jìn)料通道被轉(zhuǎn)運(yùn)。澆口位于澆口軸套的上面，它逐漸縮?。ㄥF形）是為了促進(jìn)模具打開時(shí)澆注材料的釋放。在多型腔模具中，主流道將高分子聚合熔化物提供到流道系統(tǒng)中，流道系統(tǒng)通過(guò)澆口流入每個(gè)模具型腔。
中心板支撐主型芯。主型芯的用途是確立部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。中心板有一個(gè)支持或支撐板。支撐板反過(guò)來(lái)被背對(duì)注塑模頂桿空間的U型結(jié)構(gòu)的柱子支撐，注塑模頂桿空間由背面的壓板和墊塊組成。被固定在中心板上的U型結(jié)構(gòu)，為也被叫做脫模行程的頂出行程提供了空間。在固化的過(guò)程中，部件從主型芯周圍收縮以至于當(dāng)模具打開的時(shí)候，部件和澆口隨著瓣合機(jī)構(gòu)一起被帶出來(lái)。接著，中央的起模桿被激活，引起脫模板向前移動(dòng)以至于頂桿能夠推動(dòng)部件離開型芯。帶有冷卻通道的上下模被提供，冷卻通道通過(guò)冷卻水循環(huán)流通來(lái)吸收熱塑性高分子聚合熔融物傳遞給模具的熱量。模具型腔也包含好的通風(fēng)口（對(duì)于5毫米而言，通風(fēng)口應(yīng)該為0.02到0.08毫米）來(lái)確保填充過(guò)程中沒有空氣滯留在模具型腔內(nèi)。
1-頂桿 2-頂出板 3-導(dǎo)套 4-導(dǎo)柱 5-下頂針板 6-脫件銷 7-復(fù)位桿 8-限位桿
9-導(dǎo)柱 10-導(dǎo)柱 11-型腔板 12-澆口套 13-塑料工件 14-型芯
現(xiàn)在使用的有六種基本注射模具類型。它們是：（1）雙板模；（2）三板模；（3）熱流道模具；（4）絕熱保溫流道模具；（5）溫流道模具；和（6）重疊壓塑模具。圖2-3和圖2-4闡明了這六種基本注射模具類型。
1.雙板模
一個(gè)雙板模具由每塊都帶有型腔和型芯的兩塊平板組成。平板被固定在壓板上。瓣合機(jī)構(gòu)包含工件自動(dòng)拆卸機(jī)構(gòu)和流道系統(tǒng)。所有注射模具的基本設(shè)計(jì)都有這個(gè)思想。雙板模具是用來(lái)制作要求大型澆口制品的最合理的工具。
2. 三板模
這種類型的模具由三塊板組成：（1）固定板或壓板被連接到固定壓盤上，通常包含主流道和分流道；（2）當(dāng)模具打開的時(shí)候，包含分流道和澆口中間板或型腔固定板是被允許浮動(dòng)的；（3）活動(dòng)板或陽(yáng)模板包含模制件和用來(lái)除去模制件的頂出裝置。當(dāng)按壓進(jìn)行打開的時(shí)候，中間板和活動(dòng)板一起移動(dòng)，因此釋放了主流道和分流道系統(tǒng)和清除了澆口處模制品的贅物。當(dāng)模具打開的時(shí)候，這種設(shè)計(jì)類型的模具使分離流道系統(tǒng)和模制件變成了可能。這種模具設(shè)計(jì)讓點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)能夠運(yùn)用。
3. 熱流道模具
在這個(gè)注射模具的流程中，分流道要保持熱的，目的是使熔融的塑料一直處于流動(dòng)的狀態(tài)。實(shí)際上，這是一個(gè)“無(wú)流道”模具流程，有時(shí)候它也被叫做無(wú)流道模具。在無(wú)流道模具中，分流道被包含在自己的板中。熱流道模具除了模塑周期中模具的分流道部分不被打開這點(diǎn)外，其他地方與三板注射模具相似。加熱流道板與剩下的冷卻部分的模具是絕緣的。分流道中除了熱加板，模具中剩余部分是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的兩板模具。
無(wú)流道模具相比傳統(tǒng)的澆口流道模具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。無(wú)流道模具沒有模具副產(chǎn)品（澆口，分流道，主流道）被處理或者再利用，也沒有澆口與制件的分離。周期僅僅要求制件被冷卻和從模具中脫離。在這個(gè)系統(tǒng)中，從注射料筒到模具型腔，溫度能夠達(dá)到統(tǒng)一。
4. 絕熱保溫流道模具
絕熱流道模具是熱流道模具的一種演變。在這種類型的模具中，分流道材料的外表面充當(dāng)了絕緣體來(lái)讓熔融材料通過(guò)。在隔熱的模具中，通過(guò)保留自己的溫度使模具中的物料一直是熔化的。有時(shí)候，一個(gè)分料梭和熱探測(cè)器被加入模具中來(lái)增加柔韌性。這種類型的模具對(duì)于多孔中心澆口的制件來(lái)說(shuō)是理想的。
5. 溫流道模具
它是熱流道模具的一種演變。在這種模具中，流道而不是流道板被加熱。這是通過(guò)電子芯片嵌入探測(cè)器實(shí)現(xiàn)的。
6. 重疊壓塑模具
重疊壓塑注射模具顧名思義。一個(gè)多重兩板模具其中的一塊板被放在另一塊板的上面。這種結(jié)構(gòu)也可以用在三板模具和熱流道模具上。兩板重疊結(jié)構(gòu)使單一的擠壓輸出量加倍，與一個(gè)型腔數(shù)量相同的兩板模具相比，還減少了一半的合模壓力。這種方式也被叫做“雙層模塑”。
2.3.3壓膜機(jī)
1. 傳統(tǒng)的注塑機(jī)
在這個(gè)流程中，塑料顆粒或粉末被倒入一個(gè)機(jī)器料斗中，然后被送入加熱料筒室。一個(gè)活塞壓縮物料，迫使物料漸進(jìn)地通過(guò)加熱料筒中物料被分料梭慢慢散開的加熱區(qū)域。分料梭被安裝在料筒的中心，目的是加速塑料體中心的加熱。分料梭也有可能被加熱，以便塑料能夠內(nèi)外一起被加熱。
物料從加熱料斗流經(jīng)噴嘴進(jìn)入模具。噴嘴是料斗和模具之間的密封裝置它被用來(lái)阻止因?yàn)槭Ｓ鄩毫Χ鸬奈锪闲孤?。模具在注塑機(jī)的末端被夾具夾緊閉合。對(duì)于聚苯乙烯而言，機(jī)器末端兩三噸的壓力通常用在之間和流道系統(tǒng)中每個(gè)小的投影面積上。傳統(tǒng)的活塞式機(jī)器是唯一能生產(chǎn)斑點(diǎn)部分的類型的機(jī)器。另一種類型的注塑機(jī)將塑料材料充分地混合，以至于僅有一種顏色被生產(chǎn)出來(lái)。
2. 柱塞式預(yù)塑機(jī)
這種機(jī)器使用了分料梭活塞加熱器來(lái)預(yù)塑塑料顆粒。塑料顆粒變成熔化狀態(tài)之后，液態(tài)的塑料被倒入一個(gè)蓄料室，直到塑料準(zhǔn)備好被壓入模具。這種類型的機(jī)器比傳統(tǒng)的機(jī)器生產(chǎn)零件的速度更快，因?yàn)樵谥萍鋮s的時(shí)間中，模具腔被填滿進(jìn)行噴射。由于注射活塞在流動(dòng)的物料中工作，因此在壓縮顆粒的時(shí)候沒有壓力損失。這種現(xiàn)象能夠應(yīng)用在帶有更多投影面積的大型制件上。柱塞式預(yù)塑機(jī)的其他特點(diǎn)與傳統(tǒng)的單一活塞式注塑機(jī)是一樣的。圖2-5舉例說(shuō)明了柱塞式預(yù)塑機(jī)。
3. 螺桿式預(yù)塑機(jī)
在這種注塑機(jī)中，用擠壓機(jī)來(lái)塑化塑料物料。旋轉(zhuǎn)的螺桿使塑料芯塊向前，提供給擠壓機(jī)料筒的加熱內(nèi)壁。熔融的，塑化的物料從擠壓機(jī)移動(dòng)到一個(gè)蓄料室，然后通過(guò)注射活塞移動(dòng)到模具中。螺桿的應(yīng)用有以下優(yōu)勢(shì)：（1）便于物料更好的混合及塑料溶化后的剪切作用；（2）流動(dòng)物料硬度的范圍更廣及熱敏材料可以流動(dòng)；（3）能在更短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行色澤改變；（4）模具制件中的應(yīng)力更小
4. 往復(fù)式螺桿注塑機(jī)
這種類型的注塑機(jī)使用了一個(gè)水平的擠壓機(jī)來(lái)代替加熱室。螺桿的旋轉(zhuǎn)使塑料物料向前移動(dòng)通過(guò)擠壓機(jī)料筒。隨著物料流經(jīng)帶螺桿的加熱料筒，物料從顆粒狀態(tài)變?yōu)樗芰先廴跔顟B(tài)。螺桿往復(fù)的過(guò)程中，傳遞給模制物料的熱量是由螺桿和擠壓機(jī)的料筒壁之間的摩擦和傳導(dǎo)引起的。當(dāng)物料向前移動(dòng)的時(shí)候，螺桿返回到在擠壓機(jī)料筒前方?jīng)Q定物料容量的行程開關(guān)處。
在這個(gè)時(shí)候，與典型擠壓機(jī)類似的擠壓過(guò)程結(jié)束了。當(dāng)物料注射到模具中，螺桿向前移動(dòng)來(lái)轉(zhuǎn)移料筒中的物料。在這個(gè)注塑機(jī)中，螺桿既充當(dāng)活塞，又充當(dāng)螺桿。模具中的澆口截面凍結(jié)阻止回流之后，螺桿開始旋轉(zhuǎn)并且向后移動(dòng)，進(jìn)行下一個(gè)周期。圖2-5展示了往復(fù)式螺桿注塑機(jī)。
這種形式的注塑有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。它更有效地塑化熱敏感材料，由于螺桿的混合作用更快地混合色澤。給材料加熱的文都能夠更低，并且整個(gè)周期時(shí)間可以更短。
第一篇英文原文
2.3 Injection Molds
2.3.1 Injection Molding
Injection molding is principally used for the production of thermoplastic parts, and it is also one of the oldest. Currently injection-molding accounts for 30% of all plastics resin consumption. Typical injection-molded products are cups, containers, housings, tool handles, knobs, electrical and communication components (such as telephone receivers), toys, and plumbing fittings.
Polymer melts have very high viscosities due to their high molecular weights; they cannot be poured directly into a mold under gravity flow as metals can, but must be forced into the mold under high pressure. Therefore while the mechanical properties of a metal casting are predominantly determined by the rate of heat transfer from the mold walls, which determines the grain size and grain orientation in the final casting, in injection molding the high pressure during the injection of the melt produces shear forces that are the primary cause of the final molecular orientation in the material. The mechanical properties of the finished product are therefore affected by both the injection conditions and the cooling conditions within the mold.
Injection molding has been applied to thermoplastics and thermosets, foamed parts, and has been modified to yield the reaction injection molding (RIM) process, in which the two components of a thermosetting resin system are simultaneously injected and polymerize rapidly within the mold. Most injection molding is however performed on thermoplastics, and the discussion that follows concentrates on such moldings.
A typical injection molding cycle or sequence consists of five phases (see Fig. 2-1):
(1) Injection or mold filling;
(2) Packing or compression;
(3) Holding;
(4) Cooling;
(5) Part ejection.
Fig. 2-1 Injection molding process
Plastic pellets (or powder) are loaded into the feed hopper and through an opening in the injection cylinder where they are carried forward by the rotating screw. The rotation of the screw forces the pellets under high pressure against the heated walls of the cylinder causing them to melt. Heating temperatures range from 265 to 500 °F. As the pressure builds up, the rotating screw is forced backward until enough plastic has accumulated to make the shot. The injection ram (or screw) forces molten plastic from the barrel, through the nozzle, sprue and runner system, and finally into the mold cavities. During injection, the mold cavity is filled volumetrically. When the plastic contacts the cold mold surfaces, it solidifies (freezes) rapidly to produce the skin layer. Since the core remains in the molten state, plastic flows through the core to complete mold filling. Typically, the cavity is filled to 95%~98% during injection.
Then the molding process is switched over to the packing phase. Even as the cavity is filled, the molten plastic begins to cool. Since the cooling plastic contracts or shrinks, it gives rise to defects such as sink marks, voids, and dimensional instabilities. To compensate for shrinkage, addition plastic is forced into the cavity. Once the cavity is packed, pressure applied to the melt prevents molten plastic inside the cavity from back flowing out through the gate. The pressure must be applied until the gate solidifies. The process can be divided into two steps (packing and holding) or may be encompassed in one step (holding or second stage). During packing, melt forced into the cavity by the packing pressure compensates for shrinkage. With holding, the pressure merely prevents back flow of the polymer melt.
After the holding stage is completed, the cooling phase starts. During cooling, the part is held in the mold for specified period. The duration of the cooling phase depends primarily on the material properties and the part thickness. Typically, the part temperature must cool below the material’s ejection temperature.
While cooling the part, the machine plasticates melt for the next cycle. The polymer is subjected to shearing action as well as the condition of the energy from the heater bands. Once the shot is made, plastication ceases. This should occur immediately before the end of the cooling phase. Then the mold opens and the part is ejected.
2.3.2 Injection Molds
Molds for injection molding are as varied in design, degree of complexity, and size as are the parts produced from them. The functions of a mold for thermoplastics are basically to impart the desired shape to the plasticized polymer and then to cool the molded part.
A mold is made up of two sets of components: (1) the cavities and cores, and (2) the base in which the cavities and cores are mounted. The size and weight of the molded parts limit the number of cavities in the mold and also determine the equipment capacity required. From consideration of the molding process, a mold has to be designed to safely absorb the forces of clamping, injection, and ejection. Also, the design of the gates and runners must allow for efficient flow and uniform filling of the mold cavities.
Fig.2-2 illustrates the parts in a typical injection mold. The mold basically consists of two parts: a stationary half (cavity plate), on the side where molten polymer is injected, and a moving half (core plate) on the closing or ejector side of the injection molding equipment. The separating line between the two mold halves is called the parting line. The injected material is transferred through a central feed channel, called the sprue. The sprue is located on the sprue bushing and is tapered to facilitate release of the sprue material from the mold during mold opening. In multicavity molds, the sprue feeds t