水杯塑料注塑毕业设计前期材料

扬州大学广陵学院毕业（论文）前期工作材料 学生姓名： 陈洪振 学号： 080007105 教 科 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目： 水杯模具设计 指导老师： 高 征 兵 材 料 目 录 序号 名 称 数量 1 毕业设计（论文）选题、审题表 1 2 毕业设计（论文）任务书 1 3 毕业设计（论文）实习调研报告 1 4 毕业设计（论文）开题报告（含文献综述） 1 5 毕业设计（论文）外文翻译（含原文） 1 6 毕业设计（论文）中期检查表 1 2012年 4 月 11 日 注：毕业设计（论文）中期检查工作结束后，请将该封面与目录中各材料合订成册，并统一存放在“毕业设计（论文）资料袋中（打印件一律用A4纸型）。 扬州大学广陵学院毕业设计选题、审题表 学 院 广陵学院 选 题 教 师 姓名 高征兵 专 业 机械设计制造及其自动化 专业技术职务 讲师 申报课题名称 水杯模具设计 课题性质 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 课题来源 A B C D √ √ 课题简介 了解注塑模具，对模具的结构认识，使用现代CAD、CAM技术设计 模具。 设计（论文） 要 求 （包括应具备的条件） 1、实习报告 2、毕业设计（论文）开题报告 3、外文翻译 4、设计塑料模具三维造型、模具型腔、模架及模具型腔模拟加工 5、毕业设计（论文）说明书 课题预计 工作量大小 大 适中 小 课题预计 难易程度 难 一般 易 √ √ 所在专业审定意见： 负责人（签名）： 年 月 日 院主管领导意见： 签名： 年 月 日 说明：1、该表作为本科学生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经所在专业 有关人员讨论，负责人签名后生效； 2、有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏打“√” 课题一旦被学生选定，此表须放在“毕业设计（论文）资料袋”中存档。 填 表 说 明 1、该表的填写只针对1名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由2名及2名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏上加以体现。 2、“课题性质”一栏： ①结合科研； ②结合生产实际； ③结合大学生科研训练计划； ④结合学科研竞赛； ⑤模拟仿真； ⑥其它。 3、“课题来源”一栏： A、自然科学基金与部、省、市级以上科研课题； B、企、事业单位委托课题； C、校、院（系）级基金课题； D、自拟课题。 4、“课题简介”一栏： 主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、意义。 5、“设计（论文）要求（包括应具备的条件）”一栏： 主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事课题必须具备的基本条件（如仪器设备、场地、文献资料等）。 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）任务书 教 科 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 陈洪振 学号： 080007105 毕业（论文）题目： 水杯模具设计 起 迄 日 期： 2012-03-01 ~ 2012-05-20 设计（论文）地点： 指 导 老 师： 高 征 兵 专 业 负 责 人： 发任务书日期： 2012 年 2 月20 日 任务书填写要求 1、毕业设计（论文）任务书由指导老师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、学院分管领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生； 2、任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可在本学院网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3、任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业的教科部及学院主管领导审批后方可重新填写； 4、任务书内有关“教科部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字； 5、任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 7714-87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性； 6、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 毕业设计（论文）任务书 1、本毕业设计（论文）课题应达到的目的： ⑴综合运用专业理论知识，提高资料的收集与分析能力； ⑵提高计算机综合应用能力； ⑶培养对工程图的识别与绘制能力； ⑷完成毕业设计的各个环节； ⑸撰写的论文要有条例，并努力提高自学能力、独立分析与解决问题的能力。 2、本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 内容： 根据右图示相机面壳工程图完成以下内容： ⑴设计塑料件成型模具； ⑵模具三维造型； ⑶绘制模具零件图、装配图； ⑷完成毕业设计论文。 要求： ⑴在了解塑料加工工艺的基础上，应用三维软件设计塑料件成型模具； ⑵选用相应的图幅完成模具装配图、凹模、凸模、垫板等零件的二维工程图，要求清晰、； ⑶充分阅读文献，收集已有的相关资料； ⑷毕业设计（论文）要规范，有条理、有侧重、有质量。 毕业设计（论文）任务书 3、对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括毕业设计论文、 图表、实物样品等）： ⑴实习报告； ⑵毕业设计（论文）开题报告； ⑶外文翻译； ⑷设计塑料模具、模架； ⑸设计说明书。 4、主要参考文献： ⑴何满才.　Pro/ENGINEER模具设计与Mastercam数控加工.　 北京：人民邮电出版社，2005. ⑵谭雪松、姜胜、陈霖等.Mastercam数控加工实战训练.　 　北京：人民邮电出版社，2005. ⑶单泉、陈砚、阚虎等.Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版模具设计专家指导教程. 　 北京：机械工业出版社，2006. ⑷凯德.　精通Pro/ENGINEER中文野火版模具设计 北京：中国青年出版社，2007. ⑸赵俊武、谭刚、汤浩.Mastercam模具设计实例教程.　 北京：清华大学出版社，2008. ⑹宋满仓、黄银国、赵丹阳.　注塑模具设计与制造实践.　 北京：机械工业出版社，2003. ⑺张荣清.　模具设计与制造.　北京：高等教育出版社，2008. ⑻齐晓杰.　塑料成型工艺与模具设计.　北京：机械工业出版社，2006. ⑼黄虹.　塑料成型加工与模具.　北京：化学工业出版社，2003. ⑽夏江梅.　塑料成型模型模具与设备.　北京：机械工业出版社，2005. 毕业设计（论文）任务书 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划 起止日期 工 作 内 容 第1~3周 了解相关知识、完成实习调研，作开题报告 第4、5周 完成模具结构设计，包括凸凹模具、模架的三维造型 第6、7周 完成相关的零件图、装配图。中期检查 第8周 模具凸凹模加工仿真 第9、10周 撰写毕业设计说明书 第11、12周 完善相关资料、答辩 所在专业审核意见： 负责人： 年 月 日 学院意见： 院长： 年 月 日 实习报告 扬力集团参观实习报告 2012年3月28号,在老师和研究生的带领下,我们参观了学院附近的扬力集团。通过厂区工作人员的讲解，对扬力集团有了一定的了解，更对厂区的各种机械设备有了更新的认识。 江苏扬力集团位于长三角沿江工业走廊核心区域的扬州经济开发区内，集团注册资本总额1亿元，占地总面积1500亩，固定资产总值7.5亿元，拥有员工5000余人。集团以江苏扬力集团有限公司（前身为扬州第二锻压机床厂）为母公司，辖有扬力集团数控公司、扬力集团液压公司、扬力集团重型公司、江苏扬力铸锻公司、扬力集团精机公司等5家子公司。 扬力集团数控公司长期致力于数控机床的开发与研究，主要产品有MP系列30T-50T液压数控转塔冲床、EP20系列全伺服数控转塔冲床；MB系列电液伺服同步数控折弯机；MS系列数控剪板机；AP1212系列汽车纵梁平板数控冲柔性加工单元以及ML系列数控激光切割机。 扬力集团精机公司主要从事小型精密锻压机床的开发与研究，以80T以下冲床为主要产品，其中精机公司自行开发研制的HSC-25型三元导柱高速精密压力机，冲次达到1000次/分钟，并在北京数控机床展销会上得到了国内外专家的一致好评。 扬力集团重型公司主要从事大型大吨位的压力机的研制与生产，主要产品有JF21和JH21系列开式单点高性能压力机；J25系列开式双点压力机；JFY21和JHY21系列半闭式高性能压力机；JY25系列半闭式压力机；JM31系列龙门式单点压力机；JM36系列龙门式双点压力机；JD36系列龙门分体式双点压力机。其成熟产品为160T至1600T各种型号压力机；现在重型公司研究院的导师与美国专家合作正致力于闭式四点压力机的开发与研究。 扬力集团液压公司长期致力于液压机、液压板料折弯机和液压剪板机的开发与研究。主要产品有QC12Y系列液压板料剪板机、QC12K系列经济型数控剪板机、WC67Y系列液压板料折弯机、WC67K系列经济型数控折弯机、YL32系列四柱液压机、YL27系列单动薄板拉伸液压机、YL28系列双动薄板拉伸液压机、YL41系列单柱校正压装液压机、YL34K系列精密数控液压机。扬力集团液压公司为国内首家可以生产精密数控液压机的厂家，同时扬力集团液压公司还起草了关于精密数控液压机的国家标准。 我们前往参观的是扬力集团中心部，在生产车间中，我们了解了T30型数控转塔冲床系列、ML系列数控激光切割机和MB系列电液私服同步数控弯折机。其中MB系列电液私服同步数控弯折机采用电液伺服阀双缸同步控制，机身采用钢板焊接，整机回火处理，液压系统采用了集成式的控制系统，数控系统为荷兰Delem公司DA65W/66W系统，具有中文菜单图形显示。 通过此次的参观，我受益匪浅，不仅对扬力集团有了新的认识，更了解了现代先进的冲压弯折机床及技术，对于自己今后的学习工作，都有很大的帮助。 扬州保来得科技有限公司参观实习报告 这家公司是全国最大的粉末冶金制造企业，主要经营粉末冶金制品，该产品主要用于电动工具、汽车、电器。是保来得集团公司识别商标名，代表高精度，高品质的粉末冶金专业制品，集团近40余年的研究开发，已成为世界著名汽车、机车粉末冶金烧结机械零件的主要供应商，扬州保来得工业有限公司是由 Prorite(保来得)香港保来得及扬州粉末冶金厂共同合资成立，并于1993年3月起动工兴建的大型粉末冶金制造厂 本着加深对专业知识的理解，扩大知识面、认清专业发展方向，了解当前中国机械工业发展现状的目的，参观了机床设备及工艺装备。我们借助于机床特点，了解到了当前先进机床的技术、机床的发展方向、当代制造技术发展的新水平。从多方面了解不同的金属切削机床、组合机床、电加工及特种加工机床、数控机床、加工中心等加工设备的结构、组成。专用机床与锻压机械、折弯机械、相关加工设备等；机床新型配套件、机床元部件、附件及辅助设备；量具量仪、刀具、工件夹装置、磨料磨具；快速成型技术及设备，检查、测量和试验设备、激光等；各类模具、模具材料、模具标准件、模具设备及模具加工设备；控制系统（NC、CNC、DNC、PLC）及柔性加工系统（FMC、FMS）；机械制造新工艺、新材料、新技术、新装备。通过展览厂家的设备演示了解相关零件的加工工艺流程并收集了相关资料。通过听取机床展览会开展的学术交流会了解机械行业的研究方向和发展趋势开阔眼界。 通过毕业实习，使我们了解机械产品、零部件设备的特点、适用范围、结构特点以及零部件的工艺，提高对机械产品设计的认识，加深产品设计加工技术在工业各领域应用的感性认识，同时提高我们对设计加工方法、手段的认识，对新款软件应用有了更深一步地了解。通过参观机床设备展览会和现场参观实习，对现代加工方法有了一定的认识，与传统的加工方法相比，提高了加工生产效率，大大减少了劳动力，减轻了劳动工人的作业强度。也让我们真正认识到科学技术是第一生产力的重要性。开阔了我们的视野，使我们的思想从课本上的理论知识，逐步与实际的生产技术结合起来。也使我们对课本一些比较模糊的概念、抽象的原理有了一个崭新的认识和理解。使我们对以往所学的知识有了更进一步的巩固，对以前没接触过的知识有了深刻地了解，让我们对所设计的课程的具体结构有了深入认识。通过学习，进一步巩固和深化所学的理论知识，培养了我们的实际设计水平和独立的设计能力和对辅助软件的应用，增强了我们的社会责任感和做事谨慎态度。也亲身体会到，工人师傅们对待工作一丝不苟的精神，就如同我们应该对待学习一样，容不得半点虚的，特别是我们学工科，知识的掌握不允许有一点马虎，否则，后果不堪设想。同时，我们对机械发展的新领域有了全新的概念，使我们有了自己的发展方向。总之，这次实习使我们受益匪浅。 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）开题报告 学 生 姓 名： 陈洪振 学号： 080007105 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目： 水杯模具设计 指 导 老 师： 高 征 兵 2012年 4 月 11 日 开题报告填写要求 1、开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审核的依据材料之一。此报告应在指导老师的指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业的教科部审核后生效； 2、开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可从本学院网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见； 3、“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）； 4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 毕业设计（论文）开题报告 1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 目前来讲，在我国现代化的工业生产中，模具展现出其独领风骚的魅力。60%～90%汽车、电子信息、电器、航空航天等行业产品，需要模具对组成它们的零件进行成型。现代模具能够成形小到比头发丝还要细小的、应用在微电子元器件上的芯片引脚；也可生产用于水轮发电机组中数米尺寸的定、转子片。采用模具生产制件，不仅能根据产品的要求制造出各种尺寸和形状零件，其尺寸精度和互换性高，而且生产效率高，适合大批量生产。 模具的设计与制造过程，实际上就是模具的生产过程，也就是将原材料转为模具的过程。其主要的流程有：模具结构的确定，模具设计，制定工艺流程，组织生产零部件，模具装配，试模与调整，检验与包装等[1]。至于模具设计与制造的主要内容，顾名思义，包含两大方面：模具设计与模具制造。模具设计有塑料模设计、冲压模设计等，而模具制造既包含传统的加工工艺：切削加工、铸造加工等，也包含特种加工等近现代发展起来的新兴加工工艺。其中的特种加工包括电火花加工、电化学加工、超声波加工和激光加工等。 从模具设计的模具种类来讲，主要是冷冲模设计和型腔模设计。冷冲模设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸模设计、成形模设计和冷挤模设计；型腔模设计包括锻模设计、合金压铸模设计、塑料模设计、粉末冶金模设计和陶瓷设计[3]。下面分别以冲裁模设计和注塑模设计对模具设计作进一步的研究了解。 冲裁模的设计，首先要对冲裁件进行工艺分析，要求尽可能地节省材料、简化工序、使模具加工更简单、模具寿命更长、操作更方便、产品质量更稳定等，然后根据工艺分析确定工艺方案，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序，再后是进行一系列的相关计算，包括排样设计、工艺力的计算、压力中心的确定等等，接着是冲裁模主要零部件的结构设计，主要解决凸凹模的 计，以及包含定位零件、卸料装置、推件装置、导向零件、固定板和垫板的设计等[4]。 塑料注塑模的设计，注射模的一般设计步骤有：第一步， 准备工作，包括研究设计任务书、熟悉塑件及其材料性能、制定成型工艺卡等五步；第二步， 结构设计，包括确定型腔个数、确定各种尺寸及脱模方式、绘制结构草图等二十步；第三步， 图样审核，包括对塑件性能和质量要求审核、对选用注射机设备的审核、对模具结构的审核及对图样的审核共四步。 模具设计与制造的研究现状总述 在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。在模具生产方面，国内已经能够生产精度达21µ m的精密多T位级进模、新轿车的部分覆盖件模具、48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，还有照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模等精密塑料模具[9]。 虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口量之比为3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家[11]。所幸的是，近年来，我国模具进出口结构得到持续的改善，模具制造水平不断提升 模具设计与制造的发展趋势 模具产品发展重点主要有如下几类： (1) 车覆盖件模具 ：属于冲压模具，主要为汽车配套的覆盖件模具。大都是大中型，结构复杂，技术要求高。 (2) 精密冲压模具 ：包括多工位级进模和精冲模，精度及寿命要求极高，主要为电子工业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。 (3) 大型精密塑料模具 ：包括为汽车和家电配套的大型注塑模具，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模等。 (4) 主要模具标准件 ：目前国内的较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，需大力发展。氮气缸和热流道元件主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准并组织规模化生产。 (5) 其他高技术含量的模具 ：占模具总量给8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸技术含量高，难度大。镁合金压铸模具目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线橡胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。 模具设计与制造行业的发展趋势： 模具设计与制造：向更精密、更高效、复合和多功能方向发展 模具产品：更大型、更精密、更复杂、更绿色及更经济的方向发展，模具产品的技术含量将不断提高，模具制造周期将不断缩短 模具软件：CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展，快速原型制造技术和快速经济制模技术及逆向工程技术得到越来越多的重视。 参考文献 （1）模具设计与制造技术教育丛书编委会编.模具结构设计 机械工业出版社.2006 年7月 （2）周斌兴. 冲压模具设计与制造实训教程. 国防工业出版社. 2006 年4月 （3）何满才.　Pro/ENGINEER模具设计与Mastercam数控加工.　 北京：人民邮电出版社，2005. （4）谭雪松、姜胜、陈霖等.Mastercam数控加工实战训练.　 　北京：人民邮电出版社，2005. （5）单泉、陈砚、阚虎等.Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版模具设计专家指导教程. 　 北京：机械工业出版社，2006. （6）凯德.　精通Pro/ENGINEER中文野火版模具设计 北京：中国青年出版社，2007. （7）赵俊武、谭刚、汤浩.Mastercam模具设计实例教程.　 北京：清华大学出版社，2008. （8）宋满仓、黄银国、赵丹阳.　注塑模具设计与制造实践.　 北京：机械工业出版社，2003. （9）张荣清.　模具设计与制造.　北京：高等教育出版社，2008. 毕业设计（论文）开题报告 2、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 一、本课题需要研究或解决的问题： ⑴设计塑料件成型模具； ⑵模具三维造型； ⑶绘制模具零件图、装配图； 二、研究手段（途径） （一）、相机面壳三维造型 应用Pro/E中拉伸、拔模、倒圆角、抽壳、边界混合等相关命令生成的相机面壳， 如下右图所示。 （二）、模具设计 1、上、下模的设计 （1）调入模具参照模型 （2）设置收缩率 （3）设置毛坯工件 （4）设计分型面 （5）分割体积块 （6）抽取模具元件 （7）浇口的设计 （8）铸模 （9）开模 2、模架的选用 根据对零件的体积、质量估计可以计算出公称注射量和锁模力，从而可以根据公称注射量和锁模力选择注塑机。 由于在Pro/E中没有我国标准模架库，在此选择与标准模架库中相近的模架，然后作适当修改。 （三）、模架的设计 （1）载入模具装配元件 （2）定义模具模架 （3）添加定位环和浇口套 （4）设计顶出机构 （5）设计冷却系统 （6）加载所有组件 （四）注射机选用后基本参数的校核 （1）最大注射量的校核 （2）注射压力的校核 （3）锁模力的校核 （4）最大注射成型面积的校核 （五）出图 从Pro/e系统转出以下文件的dwg文件，并打印出来。 （1）模具装配图 （2）水杯三维图 （3）凹模 （4）凸模 （5）定模板 （6）定模座板 （7）动模板 （8）动模座板 （9）动模垫板 （10）推件板 （11）推杆固定板和推杆垫板 毕业设计（论文）开题报告 指导教师意见： 1、对“文献综述”的评语： 2、对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果 的预测： 指导老师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 扬州大学广陵学院毕业设计（论文）外文资料翻译 教 科 部： 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 陈洪振 学 号： 080007105 外 文 出 处： English for Die&Mould （用外文写） Design and Manufacturing 附 件： 指导老师评语 签名： 年 月 日 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. 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 ° 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 twoparts: 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 the polymer melt to a runner system, which leads into each mold cavity through a gate. The core plate holds the main core. The purpose of the main core is to establish the inside configuration of the part. The core plate has a backup or support plate. The support plate in turn is supported by pillars against the U-shaped structure known as the ejector housing, which consists of the rear clamping plate and spacer blocks. This U-shaped structure, which is bolted to the core plate, provides the space for the ejection stroke also known as the stripper stroke. During solidification the part shrinks around the main core so that when the mold opens, part and sprue are carried along with the moving mold half. Subsequently, the central ejector is activated, causing the ejector plates to move forward so that the ejector pins can push the part off the core. Both mold halves are provided with cooling channels through which cooled water is circulated to absorb the heat delivered to the mold by the hot thermoplastic polymer melt. The mold cavities also incorporate fine vents (0.02 to 0.08 mm by 5 mm) to ensure that no air is trapped during filling. There are six basic types of injection molds in use today. They are: (1) two-plate mold; (2) three-plate mold, (3) hot-runner mold; (4) insulated hot-runner mold; (5) hot-manifold mold; and (6) stacked mold. Fig. 2-3 and Fig. 2-4 illustrate these six basic types of injection molds. 1. Two-Plate Mold A two-plate mold consists of two plates with the cavity and cores mounted in either plate. The plates are fastened to the press platens. The moving half of the mold usually contains the ejector mechanism and the runner system. All basic designs for injection molds have this design concept. A two-plate mold is the most logical type of tool to use for parts that require large gates. 2. Three-Plate Mold This type of mold is made up of three plates: (1) the stationary or runner plate is attached to the stationary platen, and usually contains the sprue and half of the runner; (2) the middle plate or cavity plate, which contains half of the runner and gate, is allowed to float when the mold is open; and (3) the movable plate or force plate contains the molded part and the ejector system for the removal of the molded part. When the press starts to open, the middle plate and the movable plate move together, thus releasing the sprue and runner system and degating the molded part. This type of mold design makes it possible to segregate the runner system and the part when the mold opens. The die design makes it possible to use center-pin-point gating. 3. Hot-Runner Mold In this process of injection molding, the runners are kept hot in order to keep the molten plastic in a fluid state at all times. In effect this is a ‘runnerless’ molding process and is sometimes called the same. In runnerless molds, the runner is contained in a plate of its own. Hot runner molds are similar to three-plate injection molds, except that the runner section of the mold is not opened during the molding cycle. The heated runner plate is insulated from the rest of the cooled mold. Other than the heated plate for the runner, the remainder of the mold is a standard two-plate die. Runnerless molding has several advantages over conventional sprue runner-type molding. There are no molded side products (gates, runners, or sprues) to be disposed of or reused, and there is no separating of the gate from the part. The cycle time is only as long as is required for the molded part to be cooled and ejected from the mold. In this system, a uniform melt temperature can be attained from the injection cylinder to the mold cavities. 4. Insulated Hot-Runner Mold This is a variation of the hot-runner mold. In this type of molding, the outer surface of the material in the runner acts like an insulator for the melten material to pass through. In the insulated mold, the molding material rem