收音機(jī)后蓋注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、<p>　　編號(hào)： </p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題 目： 收音機(jī)后蓋注塑模 </p><p>　　設(shè)計(jì)與CAE分析 </p><p>　　學(xué) 院： 材料科學(xué)與工程學(xué)院 </p><p&g

2、t;　　專 業(yè)： 材料成型及控制工程 </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　職 稱： 教 授 </p>

3、<p>　　題目類型： 理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 √ 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā)</p><p>　　2012年 5 月 15日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本課題以收音機(jī)后蓋為例子，在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用UG4.0輔助設(shè)計(jì)軟件完成本產(chǎn)品實(shí)體模型的建立。通過(guò)注射模CA

4、D/CAE相結(jié)合的技術(shù)，運(yùn)用Moldflow對(duì)設(shè)計(jì)的注塑模具進(jìn)行澆口、溫度、壓力、冷卻、填充、流動(dòng)等分析，將分析結(jié)果結(jié)合現(xiàn)實(shí)模具設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際要求對(duì)設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行修改，找出最佳的模具設(shè)計(jì)方案，完善設(shè)計(jì)參數(shù)，然后在UG4.0 MOLD WIZARD (專家模架系統(tǒng))模塊下進(jìn)行產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)過(guò)程著重于塑件的工藝性分析、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、各參數(shù)的校核，CAE(Moldflow)分析，標(biāo)準(zhǔn)模架選擇等。最后通過(guò)Auto

5、CAD軟件繪制產(chǎn)品圖，模具裝配工程圖及主要零件工程圖。</p><p>　　注射成型方法可直接一次成型形狀復(fù)雜的塑料產(chǎn)品，是一種高效率、大批量的生產(chǎn)方式。注射成型模具是這種生產(chǎn)方式中的關(guān)鍵工藝設(shè)備。注塑模CAE技術(shù)，作為提升模具設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的手段，也就日漸受到重視。</p><p>　　關(guān)鍵詞：注塑模； Moldflow 軟件；CAE模擬分析；注射成型</p><p&

6、gt;<b>　　Abstract</b></p><p>　　This topic to the radio back cover for example, in the traditional mold design, and on the basis of using UG4.0 aided design software this product entity model. Inje

7、ction-CAD / CAE integration of technology, used of Moldflow design for the injection mold gate、temperature, pressure, cooling, filling, flow analysis and so. Through the analysis of mold design and practical experience r

8、equirements to modify the design of the mold to find the best mold design, improve and perfect the design parameter</p><p>　　The injection molding method can be directly shape once complex shape of plastic p

9、roducts, it is a kind of high efficiency and mass production. Injection molding is the key process equipment production mode. As ascending CAE, injection molding mould design efficiency and quality, also increasingly att

10、ention.</p><p>　　Key words： Injection Molding； CAE simulation analysis；Moldflow software；Injection Molding</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p&

11、gt;<p><b>　　1 緒論2</b></p><p>　　1.1 我國(guó)塑料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)2</p><p>　　1.2 塑料注射成型及其工藝的概述4</p><p>　　1.2.1 注射成型工作原理4</p><p>　　1.2.2 注射成型的必要條件4</p>&l

12、t;p>　　1.2.3 注射成型工藝過(guò)程4</p><p>　　1.3 注塑模的概述6</p><p>　　1.3.1 注塑模的結(jié)構(gòu)組成6</p><p>　　1.3.2 注塑模的分類7</p><p>　　1.4 注塑模CAE技術(shù)的發(fā)展和在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用7</p><p>　　1.4.1 注塑模C

13、AE技術(shù)的發(fā)展7</p><p>　　1.4.2 注塑模CAE技術(shù)在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用8</p><p>　　2 塑件三維實(shí)體設(shè)計(jì)及其成型工藝的確定8</p><p>　　2.1 塑件模型建立8</p><p>　　2.2 分型面設(shè)計(jì)10</p><p>　　2.3 初步確定型腔數(shù)量以及排列方式12<

14、;/p><p>　　3 塑件模流分析13</p><p>　　3.1 導(dǎo)入要分析文件和模型網(wǎng)格處理14</p><p>　　3.2 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)與修復(fù)14</p><p>　　3.3 Mlodflow 結(jié)果分析14</p><p>　　3.3.1 最佳澆口位置分析15</p><p>　　3

15、.3.2 速度/壓力切換時(shí)的壓力的分析15</p><p>　　3.3.3 Flow流動(dòng)分析16</p><p>　　3.3.4 Cool 冷卻系統(tǒng)的分析19</p><p>　　3.3.5 Warp翹曲分析20</p><p>　　3.4 基于Moldflow的CAE分析總結(jié)21</p><p>　　3.5

16、 總體分析結(jié)果數(shù)據(jù)21</p><p>　　4 注塑設(shè)備和模架選擇24</p><p>　　4.1 注塑設(shè)備選擇24</p><p>　　4.2 注塑機(jī)重要參數(shù)校核25</p><p>　　4.3 模架選擇27</p><p>　　5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.1

17、 分流道設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.2 澆口設(shè)計(jì)29</p><p>　　5.3 冷料穴和拉料桿設(shè)計(jì)30</p><p>　　6 成型零件設(shè)計(jì)31</p><p>　　6.1 型腔型芯的設(shè)計(jì)31</p><p>　　6.2 成型零件鋼材的選用32</p><p>　　6.3

18、成型零件工作尺寸的計(jì)算[6]32</p><p>　　6.3.1 各尺寸計(jì)算結(jié)果34</p><p>　　6.3.2 滑塊、導(dǎo)滑槽及定位裝置的設(shè)計(jì)35</p><p>　　6.4 塑模抽芯油缸的選取和使用37</p><p>　　7 冷卻系統(tǒng)的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)39</p><p>　　7.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

19、39</p><p>　　7.2 冷卻系統(tǒng)參數(shù)的確定和管道的布置39</p><p>　　7.3 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)40</p><p>　　8 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)41</p><p>　　8.1 脫模力的計(jì)算41</p><p>　　8.2 頂桿推管脫模機(jī)構(gòu)42</p><p>　　

20、8.3 導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)43</p><p><b>　　9 結(jié)論44</b></p><p><b>　　謝 辭45</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p><p>　　引言　　模具行業(yè)是機(jī)械制造的主要產(chǎn)業(yè)之一，也是國(guó)家鼓勵(lì)外商投資

21、的一大產(chǎn)業(yè)。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，由于模具制造的多樣性、復(fù)雜性和廣泛的適用性，故而模具工業(yè)被稱之為“帝王工業(yè)”。 受益全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國(guó)塑料行業(yè)持續(xù)增長(zhǎng)，注塑模具工藝空前發(fā)展，依靠人工經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)模具已經(jīng)不能滿足需要，企業(yè)越來(lái)越多地利用注塑模流分析技術(shù)來(lái)輔助塑料模具設(shè)計(jì)。注塑模CAE技術(shù)，作為提升模具設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的手段，也就日漸受到重視。利用CAE技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以仿真出塑料成型過(guò)程

22、中的充填、保壓、冷卻及脫模后的翹曲變形等過(guò)程，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動(dòng)狀況，溫度、壓力、剪切應(yīng)力、體積收縮等變量在整個(gè)充填工程中某瞬間的分布情況。利用注塑模流分析分析技術(shù)，能預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)，提高產(chǎn)業(yè)效率。因此在注塑模中CAE技術(shù)的應(yīng)用將是我們進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。模具CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。進(jìn)入二十一世紀(jì)以后，模具基本上全部采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造

23、。用戶設(shè)計(jì)的零件圖形從互聯(lián)網(wǎng)輸出，先進(jìn)塑件分析，再進(jìn)行三</p><p>　　因此模具企業(yè)應(yīng)大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM 技術(shù)，逐步走向模具軟件功能集成化，模具設(shè)計(jì)分析制造的三維化，模具軟件應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)化，同時(shí)還應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 我國(guó)

24、塑料工業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　?。?）我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　80年代以來(lái)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為14%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約35%左右。在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。</p&

25、gt;<p>　　我國(guó)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。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星Ⅰ.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度

26、、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。 </p>

27、;<p>　　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，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開(kāi)始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，

28、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模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國(guó)外的50%～80%相比，差距較大。</p><p>　　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(tái)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)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emginee

29、r、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。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(guó)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(duì)成型過(guò)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(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近

30、年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。</p><p>　　近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用

31、壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。</p><p>　?。?）我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ?lt;/p><p>　?、偬岣叽笮?、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比

32、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)展的一模多腔所致。</p><p>　?、谠谒芰夏ＴO(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(lái)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(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型

33、CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)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(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。</p><p>　?。?）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

34、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(kāi)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)研究開(kāi)發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。</p><

35、p>　?。?）開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。</p><p>　?。?）提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)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。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降

36、低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。</p><p>　?。?）應(yīng)用優(yōu)質(zhì)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。</p><p>　　（7）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。</p><p>

37、　　1.2 塑料注射成型及其工藝的概述</p><p>　　注射成型又稱注射模塑或者注塑。它是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。也已成功地用于成型某些熱固性塑料制品。起加工的制品在塑料制品總量中約占20%-30%。制品的用途已擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。</p>

38、<p>　　1.2.1 注射成型工作原理</p><p>　　注射成型過(guò)程是指將顆粒或粉狀塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過(guò)加熱熔融塑化成為粘流態(tài)熔體后，由注射機(jī)柱塞或螺桿以一定的壓力與速度推動(dòng)，以很大的流速通過(guò)噴嘴和模具的澆道注入溫度較低的閉合的模具型腔各處，經(jīng)一定時(shí)間的保壓冷卻、硬化定型得到所需形狀的塑料制品。然后開(kāi)模，由頂出桿頂出制品，完成一個(gè)注射成型周期。</p><

39、;p>　　1.2.2 注射成型的必要條件</p><p>　　注射成型必須滿足以下三個(gè)必要條件[3]：</p><p>　　（1）塑料必須以熔融的狀態(tài)被注入到模具的型腔中；</p><p>　　（2）注入的塑料熔體必須具有足夠的壓力和流動(dòng)速度以完成充滿模具模腔；</p><p>　?。?） 需要有符合制品形狀和尺寸并滿足成型工藝要求的模

40、具。</p><p>　　1.2.3 注射成型工藝過(guò)程</p><p>　　注射成型工藝過(guò)程包括注射前的準(zhǔn)備、注射過(guò)程和制品的后處理三個(gè)主要階段，各個(gè)階段又可分為多個(gè)小階段，如圖1-1所示[3]。</p><p>　　圖1-1注射成型工藝過(guò)程</p><p>　　首先是注射前的準(zhǔn)備階段，為了使注射成型順利進(jìn)行，保證塑件質(zhì)量，一般在注射之前要進(jìn)

41、行原料預(yù)處理、清洗料筒、預(yù)熱嵌件和選擇脫模劑等準(zhǔn)備工作。原料的預(yù)處理包括原料的檢驗(yàn)、著色和預(yù)熱干燥等過(guò)程。生產(chǎn)中如果需要改變塑料品種、更換物料、調(diào)換顏色，或者發(fā)現(xiàn)成型過(guò)程中出現(xiàn)勒熱分解或降解反應(yīng)，均應(yīng)對(duì)注射機(jī)的料筒進(jìn)行清洗。注射成型前對(duì)嵌件進(jìn)行預(yù)熱可以避免嵌件周圍塑料層強(qiáng)度下降而出現(xiàn)裂紋缺陷，不過(guò)對(duì)于小嵌件在模內(nèi)易被塑料熔體加熱，所以可不預(yù)熱。選擇脫模劑是為了便于脫模，常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。</p>&l

42、t;p>　　其次是注射過(guò)程階段，完整的注射過(guò)程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模等幾個(gè)步驟。所謂塑化是指塑料在料筒中經(jīng)加熱達(dá)到粘流狀態(tài)并具有良好可塑性的全過(guò)程。塑化之后熔體內(nèi)的組分、密度、粘度和溫度分布都比較均勻，這樣才能保證塑料熔體在下一注射充型過(guò)程中具有良好的流動(dòng)性。注射充型過(guò)程是指是指柱塞或螺桿從料筒內(nèi)的計(jì)量位置開(kāi)始，通過(guò)注射液壓缸和活塞施加高壓，將塑化好的塑料熔體經(jīng)過(guò)噴嘴和澆注系統(tǒng)快速進(jìn)入封閉型腔的過(guò)程。如圖1-2所示

43、是注射成型周期內(nèi)用壓力傳感器測(cè)得的壓力隨時(shí)間變化的曲線圖。曲線1是料筒計(jì)量室中注射壓力隨時(shí)間變化的曲線；曲線2是噴嘴末端的壓力曲線；曲線3是型腔始端（澆口處）的壓力曲線；曲線4是型 圖1-2 注射成型壓力隨時(shí)間變化的曲線腔末端的壓力曲線。圖中CD時(shí)間段是保壓階段，在這一階段中熔體仍處于螺桿所提供的注射壓力之下，熔體會(huì)繼續(xù)流入型腔內(nèi)以彌補(bǔ)熔體因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。EF時(shí)間段是冷卻定型階段，在模具冷卻系統(tǒng)的作用下制品逐漸冷卻到

44、具有一定的剛度和強(qiáng)度時(shí)脫模，脫模時(shí)制品內(nèi)存在著殘余壓力，若殘余壓力過(guò)大，會(huì)造成制品開(kāi)裂、損傷和卡模等弊病。</p><p>　　最后是制件的后處理階段，塑件成型過(guò)程中，由于塑化不均勻，或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件不可避免地存在一些內(nèi)應(yīng)力而導(dǎo)致在使用過(guò)程中變形或開(kāi)裂，因此應(yīng)該設(shè)法消除掉。消除內(nèi)應(yīng)力的方法有退火處理和調(diào)濕處理。</p><

45、;p>　　1.3 注塑模的概述</p><p>　　1.3.1 注塑模的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　注塑模是指注塑成型所有的模具。注塑模的結(jié)構(gòu)是由注塑機(jī)的形式、制品的復(fù)雜程度及模具內(nèi)的型腔數(shù)目所決定的，所以注塑模的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但大體上都是由定模和動(dòng)模兩大部分組成的，定模安裝在注塑機(jī)的固定模板上，動(dòng)模安裝在注塑機(jī)移動(dòng)模板上。本文主要介紹的是典型的單分型面注塑模結(jié)構(gòu)，如圖1-3所

46、示[6]。</p><p>　　圖1-3 典型單分型面注塑模結(jié)構(gòu)</p><p>　　a) 合模 b) 開(kāi)模</p><p>　　1-定位圈；2-澆口套；3-凹模；4-型芯；5-推桿；6-拉料桿；7-推桿固定板；8-推板；</p><p>　　9-動(dòng)模座板；10-復(fù)位桿；11-動(dòng)模墊板；12-動(dòng)模板；13-導(dǎo)柱；14-導(dǎo)套；15-冷卻通道；

47、</p><p>　　16-定模板；17-定模座板</p><p>　　根據(jù)模具中各零件所起的作用，又可細(xì)分為以下基本的組成部分：</p><p>　?。?）定模機(jī)構(gòu)。定模機(jī)構(gòu)是安裝在注射機(jī)的固定模板上的部分型腔。由定位圈1、澆口套2、定模座板17、定模板16和凹模3組成一體，在注射機(jī)上固定不動(dòng)。澆口套入口與注射機(jī)的噴嘴相聯(lián)，引入熔融塑料。 </p>

48、<p>　　（2）動(dòng)模機(jī)構(gòu)。動(dòng)模機(jī)構(gòu)是安裝在注射機(jī)的動(dòng)模板上的部分型腔。由型芯4、動(dòng)模板12、導(dǎo)柱13、動(dòng)模座板9和動(dòng)模墊板11等組成一體，在注射機(jī)的鎖模裝置的驅(qū)動(dòng)下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　（3）澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。通常由主流道、冷料穴、分流道和澆口等組成。</p><p>　　（4）導(dǎo)向裝置。導(dǎo)向裝置是用以保證動(dòng)模和定模閉合時(shí)位置準(zhǔn)確。它由

49、導(dǎo)柱13和導(dǎo)套14組成。</p><p>　?。?）頂出機(jī)構(gòu)。頂出機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)制品脫模的裝置。常見(jiàn)有頂桿式、頂管式和推板式等。</p><p>　?。?）抽芯機(jī)構(gòu)。當(dāng)制品上帶有側(cè)孔或側(cè)凹結(jié)構(gòu)時(shí)，在頂出機(jī)構(gòu)工作前，先要將作側(cè)向運(yùn)動(dòng)的型芯從制品中抽出，該側(cè)向運(yùn)動(dòng)是由抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。該機(jī)構(gòu)只在部分注塑模中才有設(shè)置。</p><p>　?。?）冷卻和加熱裝置。加熱是為滿足注射

50、成型工藝對(duì)模具溫度的要求，冷卻為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型。一般凹模、型芯中通冷卻水、熱水、熱蒸汽等。</p><p>　　（8）排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是為了把型腔內(nèi)原有的空氣以及塑料受熱過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排出，而在模具分型面（凹模、型芯相配合的接觸面又稱合模面）處開(kāi)設(shè)排氣槽。</p><p>　　1.3.2 注塑模的分類</p><p>　　注塑模的分類方法很多，按所用注

51、塑機(jī)的類型可分為臥式（或立式）注塑機(jī)用注塑模和直角式注塑機(jī)用注塑模；按模具型腔數(shù)目可分為單型腔和多型腔注塑模；按模具總體結(jié)構(gòu)特征分類，通常分為單分型面、雙分型面、帶活動(dòng)鑲件、帶側(cè)向抽芯、自動(dòng)脫螺紋、推出機(jī)構(gòu)在定模一側(cè)以及熱流道凝料等注塑模，本課題采用的是帶內(nèi)側(cè)向抽芯的注塑模。</p><p>　　1.4 注塑模CAE技術(shù)的發(fā)展和在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　1.4.1 注塑模C

52、AE技術(shù)的發(fā)展</p><p>　　80年代注塑模CAE技術(shù)開(kāi)始從理論研究進(jìn)入實(shí)用化階段，開(kāi)展了三維流動(dòng)與冷卻分析并把研究擴(kuò)展到保壓、纖維分子取向以及翹曲預(yù)測(cè)等領(lǐng)域。進(jìn)入90年代后開(kāi)展了流動(dòng)、保壓、冷卻和應(yīng)力分析等注塑工藝全過(guò)程的集成化研究。CAE技術(shù)的出現(xiàn)，為注塑模設(shè)計(jì)提供了可靠的保證。傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)主要依靠設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，而注塑成型過(guò)程非常復(fù)雜，塑料熔體的流動(dòng)性能千差萬(wàn)別，制品和模具的結(jié)構(gòu)千變?nèi)f化，工藝條

53、件各不相同，成型缺陷各式各樣，模具設(shè)計(jì)往往需要反復(fù)的試模、修模才能投入生產(chǎn)，很少有一次成功的，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅要重新調(diào)整工藝參數(shù)，甚至要修改塑料制品和模具，不但費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且降低了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度。利用注射模CAE技術(shù)可在模具制造之前, 在計(jì)算機(jī)上對(duì)模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析和模擬來(lái)代替實(shí)際的試模, 預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)中潛在的缺陷, 突破了傳統(tǒng)的在注塑機(jī)上反復(fù)試模、修模的束縛，為設(shè)計(jì)人員修改設(shè)計(jì)提供科學(xué)的依據(jù)。隨著人們對(duì)塑料制品的需求范圍不斷擴(kuò)大，各種大

54、型的高精度、形狀復(fù)雜塑料制品在生產(chǎn)過(guò)程中也出現(xiàn)了反復(fù)試模、修模各種問(wèn)題，這就需要我們不斷的發(fā)展CAE技術(shù)，用CAE技術(shù)來(lái)解決在分模過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，提高生產(chǎn)效率，減少?gòu)U品率。</p><p>　　注塑模CAE技術(shù)是根據(jù)塑料加工流變學(xué)和傳熱學(xué)的基本理論，建立熔體在模具型腔中的流動(dòng)、傳熱的物理、數(shù)學(xué)模型，利用數(shù)值計(jì)算理論構(gòu)造其求解方法，利用計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)形象、直觀地模擬出實(shí)際成型中熔體的動(dòng)態(tài)填充、冷卻過(guò)程的一門(mén)分析技

55、術(shù)。利用注塑模CAE技術(shù)可以在模具制造前，模擬注塑過(guò)程（包括充填、保壓及冷卻）并及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)和工藝條件設(shè)定，減少試模次數(shù)以提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)已成為注塑加工技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向。</p><p>　　1.4.2 注塑模CAE技術(shù)在注塑模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用</p><p>　　注塑模CAE技術(shù)借助于有限元法、有限差分法和邊界元等數(shù)值計(jì)算方法，分析型腔中塑料的流動(dòng)、保壓和冷卻過(guò)程，計(jì)算制

56、品和模具的應(yīng)力分布，預(yù)測(cè)制品的翹曲變形，由此分析工藝條件、材料參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)對(duì)制品質(zhì)量的影響，達(dá)到優(yōu)化制品、模具結(jié)構(gòu)、優(yōu)選成型工藝參數(shù)的目的，如通過(guò)對(duì)澆注系統(tǒng)的平衡、澆口的數(shù)量和位置、澆口的大小、熔接痕位置的預(yù)測(cè)，根據(jù)型腔各部分溫度變化差異，測(cè)定注塑時(shí)的注塑壓力以及塑料在充填型腔時(shí)的壓力損失、熔料的溫度變化、注塑變化、剪切應(yīng)力、剪切速率等系列參數(shù)。注塑模的CAE分析在注塑模設(shè)計(jì)中可應(yīng)用于型腔設(shè)計(jì)、澆口設(shè)計(jì)、流道設(shè)計(jì)、制品變形預(yù)測(cè)和冷卻系

57、統(tǒng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化塑料制品設(shè)計(jì)、塑料模具設(shè)計(jì)和注塑工藝參數(shù)等功能。Moldflow軟件在注塑模設(shè)計(jì)中的作用主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面，首先可以優(yōu)化塑料制品，得到制品的實(shí)際最小壁厚，從而優(yōu)化制品結(jié)構(gòu)，降低材料成本，縮短生產(chǎn)周期，保證制品能全部充滿。其次可以優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，可以得到最佳的澆口數(shù)量與位置、合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)，并對(duì)型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進(jìn)行優(yōu)化，在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行試模修模，提高模具質(zhì)量，減少修模次數(shù)；最后優(yōu)化注塑工

58、藝參數(shù)，確</p><p>　　2 塑件三維實(shí)體設(shè)計(jì)及其成型工藝的確定</p><p>　　2.1 塑件模型建立</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的塑料件設(shè)計(jì)原型是空氣過(guò)濾器蓋板，通過(guò)UG4.0并且繪制出這個(gè)零件的3D圖和2D圖。</p><p>　　制件3D模型的創(chuàng)建：</p><p>　　模型繪制采用UGS公司的產(chǎn)

59、品UG4.0,最終繪制出來(lái)的3D結(jié)構(gòu)圖如圖2-1所示:</p><p>　　圖2-1 塑件3D圖</p><p>　　本模型2D圖由UG3D圖轉(zhuǎn)換而來(lái),并在軟件AutoCAD 2007 上進(jìn)行整理繪制出來(lái)的，2D圖如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 塑件2D圖</p><p>　　塑件成型材料的確定及其收縮率的確定</p

60、><p><b>　　1 塑料選擇ABS</b></p><p>　?。?）ABS的注塑工藝參數(shù)如表2-1所示：</p><p>　　表2-1 ABS的注塑工藝參數(shù)</p><p>　　流道和澆口：對(duì)于冷流道，典型的流道直徑范圍是4~7mm。建議使用的通體為圓形的注入口和流道。所有類型的澆口都可以使用。典型的澆口直徑范圍是

61、1~1.5mm，但也可以使用小到0.7mm的澆口。</p><p>　　對(duì)于邊緣澆口，最小的澆口深度應(yīng)為壁厚的一半；最小的澆口</p><p>　　寬度應(yīng)至少為壁厚的兩倍。ABS材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。</p><p><b>　　化學(xué)和物理特性</b></p><p>　　ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的

62、。這三種組分的各自特性，使ABS具有良好的綜合力學(xué)性能。丙烯腈使ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕性及表面硬度，丁二烯使ABS堅(jiān)韌，苯乙烯使它有良好的加工性和染色性能。ABS無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的塑料件較好的光澤。密度為1.02~1.05。ABS有極好的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類對(duì)ABS幾乎無(wú)影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳

63、濁液，不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的侵蝕會(huì)引起應(yīng)力開(kāi)裂。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經(jīng)過(guò)色可配成任何顏色。其缺點(diǎn)是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為70度左右，熱變形溫度約為93度左右。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。根據(jù)ABS中三種組分之間的比例不同，其性能也略有差異，從而適應(yīng)各種不同的應(yīng)用。根據(jù)應(yīng)用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐

64、熱型等。其主要用途有ABS在機(jī)械工業(yè)上用來(lái)制造齒輪、泵葉輪、軸承、把手、管道、</p><p><b>　　2.2 分型面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　分型面是指分開(kāi)模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面。在模具設(shè)計(jì)階段，應(yīng)首先確定分型面的形狀和位置，然后才能選擇模具的結(jié)構(gòu)。分型面設(shè)計(jì)是否合理，對(duì)制品質(zhì)量、工藝操作難易程度和模具設(shè)計(jì)制造都有很大的影響。<

65、/p><p>　　分型面的選擇原則除了必須開(kāi)設(shè)在制件界面輪廓的最大的地方才能使制件順利地從型腔中脫出外，還應(yīng)考慮以下因素：</p><p>　　(1) 因?yàn)榉中兔嫣幉豢杀苊獾臅?huì)在塑件上留下溢料痕跡或拼合不準(zhǔn)確的痕跡，故分型面最好不選在制件光亮平滑的外表面或帶圓弧的轉(zhuǎn)角處。從制件的推出裝置設(shè)置方便考慮，分型時(shí)要盡可能的使制件留在動(dòng)模一邊，當(dāng)制件上有多個(gè)型芯或形狀復(fù)雜、錐度小的型芯時(shí)，制件對(duì)型芯的

66、包緊力特別大，這種型芯應(yīng)設(shè)在動(dòng)模一邊，而將凹模放在定模一邊。</p><p>　　(2) 從保證制件相關(guān)部位同軸度的角度出發(fā)，同軸度要求高的塑件，取分型面時(shí)最好把要求同軸的部分放在模具分型面的同一側(cè)。當(dāng)制件上要求互相同軸的部位不便設(shè)在分型面的同一側(cè)時(shí)，則應(yīng)設(shè)計(jì)特殊的定位裝置，提高合模時(shí)的對(duì)中性。</p><p>　　(3) 有側(cè)凹或側(cè)孔的制件，當(dāng)采用自動(dòng)側(cè)向分型抽芯時(shí)，除了液壓抽芯能獲得較

67、大的側(cè)向抽拔距離外，一般分型抽芯機(jī)構(gòu)側(cè)向抽拔距離都較小。取分型面時(shí)應(yīng)首先考慮將抽芯或分型距離長(zhǎng)的一邊放在動(dòng)、定模開(kāi)模的方向上，而將短的一邊作為側(cè)向分型或抽芯。對(duì)有頂出機(jī)構(gòu)的模具，采取動(dòng)模邊側(cè)向分型抽芯，模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，能獲得的抽拔距離也比較長(zhǎng)，故選分型面時(shí)應(yīng)優(yōu)先考慮把制件的側(cè)凹或側(cè)孔放在動(dòng)模邊。若設(shè)在動(dòng)模邊，則模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。此外當(dāng)分型面作為主要排氣面時(shí)，料流的末端應(yīng)在分型面上以利排氣。</p><p>　　綜合

68、考慮分型面的選擇受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、嵌件的位置、形狀以及推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此我們?cè)谶x擇分型面時(shí)應(yīng)該綜合分析比較，然后再選出正確的分型面。根據(jù)各個(gè)制約因素，最終確定分型面如圖2-3所示</p><p>　　圖2-3 實(shí)際分型面</p><p>　　2.3 初步確定型腔數(shù)量以及排列方式</p>

69、<p>　　模具中每增加一個(gè)型腔，制品的尺寸精度要降低4％，但該產(chǎn)品對(duì)外觀的質(zhì)量沒(méi)有太高的要求，再就是為了提高生產(chǎn)效率，本次模具設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔，型腔的分布如圖2-4所示:</p><p>　　圖2-4 型腔排列</p><p><b>　　3 塑件模流分析</b></p><p>　　Moldflow Plastics In

70、sight注塑流動(dòng)模擬MPI的流動(dòng)分析模擬了塑料熔體在整個(gè)注塑過(guò)程中的流動(dòng)情況搜企網(wǎng)，確保用戶獲得高質(zhì)量的制件。使用流動(dòng)分析用戶可以優(yōu)化澆口位置和加工參數(shù)、預(yù)測(cè)制件可能出現(xiàn)的缺陷、自動(dòng)確定取得流動(dòng)平衡的流道系統(tǒng)尺寸。</p><p>　　冷卻模擬注塑和保壓過(guò)程得到了優(yōu)化后，可以進(jìn)行冷卻系統(tǒng)造型：包括流道、模具外形、鑲塊等moc.861ehcoaz.www，并進(jìn)行冷卻分析。</p><p>

71、　　結(jié)構(gòu)模擬MPI的翹曲分析可以預(yù)測(cè)塑料制件的收縮和翹曲?？梢允褂镁€性和非線性方法來(lái)精確預(yù)測(cè)翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。MPI的模內(nèi)殘余應(yīng)力修正算法（CRIMS) 使用戶可以精確分析Moldflow數(shù)據(jù)庫(kù)中500種材料的翹曲情況。MPI應(yīng)力分析功能可以分析塑件的在外力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)性能造車網(wǎng)版權(quán)所有，它提供一個(gè)線性分析方法在概念設(shè)計(jì)階段，快速預(yù)測(cè)制件是否符合設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)要求。采用非線性方法來(lái)確定由于外載荷而導(dǎo)致的永久變形。</

72、p><p>　　纖維取向分析塑料的纖維取向?qū)ψ⑺苤萍臋C(jī)械和結(jié)構(gòu)性能有著重大影響http://www.mmsonline.com.cn，MPI先進(jìn)的可視化工具使客戶可以清晰的看到纖維取向在制件的各個(gè)部位的分布，從而獲得制件的剛度信息。</p><p>　　注塑參數(shù)優(yōu)化MPI的注塑工藝優(yōu)化功能對(duì)于每一特定制SooQ.com件SooQ.com.cn，自動(dòng)的確定其最優(yōu)加工工藝參數(shù)和注塑機(jī)參數(shù)。它的分

73、析結(jié)果可以作為MPX的輸入?yún)?shù)使試模快捷高效。氣輔工藝模擬使用MPI可以模擬體積控制和壓力控制氣程輔工藝。它首先模擬聚合物在模具中的流動(dòng)，然后模擬氣體在型腔內(nèi)的穿透情況。 </p><p>　　熱固性材料注塑模擬MPI提供工具進(jìn)行熱固性塑料成型的模擬：如注塑成型、IC卡成型、樹(shù)脂模塑成型、BMC材料模塑成型和反應(yīng)注塑成

74、型等。</p><p>　　MPI的分析步驟:如下列的流程圖如圖3-1所示。</p><p>　　3.1 導(dǎo)入要分析文件和模型網(wǎng)格處，如圖3-2</p><p>　　3.2 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)與修復(fù)</p><p>　　修復(fù)參數(shù)全部為系統(tǒng)默認(rèn)值，修復(fù)有關(guān)信息如圖3-3所示。</p><p>　　3.3 Mlodflow 結(jié)果分析

75、</p><p>　　在進(jìn)行分析結(jié)束后將有大量的有關(guān)流動(dòng)、冷卻和翹曲等的分析過(guò)程和分析結(jié)果的息，這些信息包括文字、圖片和動(dòng)畫(huà)。在分析結(jié)果中可分為三大部分，一部分是Flow流動(dòng)分析結(jié)果，一部分是Cool冷卻分析結(jié)果，另一部分是Warp翹曲分析結(jié)果。</p><p>　　分析前的一些工藝和設(shè)置：</p><p>　　材料選擇：種類：ABS; 牌號(hào)：HAG5210FR;

76、制造商：東莞市鑫煜塑膠有限公司 ；</p><p>　　工等級(jí)：注射；典型特征：流動(dòng)性好、高剛性、抗沖擊;主要用途：電子用品殼體。</p><p>　　流道直徑6mm，冷卻水道直徑為10m；下面分析中沒(méi)具體說(shuō)明的為設(shè)置為軟件默認(rèn)設(shè)置值。</p><p>　　3.3.1 最佳澆口位置分析</p><p>　　通常情況下，分析所得的最佳澆口位置不

77、是我們所要的位置，我們只是通過(guò)分析所得云圖來(lái)考慮實(shí)際的澆口位置時(shí)盡量靠近最佳澆口位置,如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 最佳澆口位置</p><p>　　3.3.2 速度/壓力切換時(shí)的壓力的分析</p><p>　　各方案的速度/壓力切換時(shí)的壓力分析結(jié)果如圖3-5所示。</p><p><b>　　圖3-5 壓力

78、分析</b></p><p>　　3.3.3 Flow 流動(dòng)分析</p><p>　　充填時(shí)間如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 充填時(shí)間</p><p>　　圖3-7 制件平均溫度</p><p>　　制品的流動(dòng)前沿處的平均溫度如圖3-7所示。</p><p>&

79、lt;b>　　鎖模力：XY圖比較</b></p><p>　　制品的鎖模力XY圖的分析結(jié)果如圖3-8所示。</p><p><b>　　圖3-8鎖模力XY</b></p><p><b>　?。?）氣穴的分布</b></p><p>　　分布在分型面處較合理的，有些許氣困在孔處，這

80、時(shí)我們只需在此設(shè)置排氣槽即可。要盡量避免在零件內(nèi)部產(chǎn)生集氣。通過(guò)改變產(chǎn)品壁厚、澆口位置和填充速度可以有效的避免集氣的發(fā)生。如圖3-9所示。</p><p><b>　　圖3-9氣穴的分布</b></p><p><b>　　（5）熔接痕</b></p><p>　　熔接線發(fā)生在兩個(gè)料流前鋒相遇的地方，或者是料峰分開(kāi)又匯合的

81、地方，例如有孔的位置。有時(shí)熔接線會(huì)在跑道效應(yīng)產(chǎn)生時(shí)形成， 材料在厚的地方流的快，薄的地方流的慢，厚薄相接的地方就形成了熔接線，熔接線對(duì)網(wǎng)格密度很敏感，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在實(shí)際并不存在的地方，有時(shí)實(shí)際存在，而又顯示沒(méi)有。熔接線應(yīng)該和填充時(shí)間一起使用來(lái)確定熔接線是否存在，和溫度、壓力結(jié)果結(jié)合起來(lái)確定熔接線的質(zhì)量。減少澆口的數(shù)量可以避免熔接線，改變澆口的位置或改變產(chǎn)品的壁厚能夠移動(dòng)熔接線的位置。從本制品來(lái)看，溫度低對(duì)熔接痕影響較大，低溫熔料的分流匯合

82、性能較差，容易形成熔接痕。如果說(shuō)塑件的內(nèi)外表面在同一部位產(chǎn)生熔接細(xì)紋時(shí)，往往是由于料溫太低引起的熔接不良。對(duì)此，可適當(dāng) 提高料筒及噴嘴溫度或者延長(zhǎng)注射周期，促使料溫上升。同時(shí)，應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過(guò)量，適當(dāng)提高模具溫度。一般情況下，塑件熔接痕處的強(qiáng)度較差，如果說(shuō)對(duì)模具中產(chǎn)生熔接痕的相應(yīng)部位進(jìn)行局部加熱，提高成型件熔接部位的局部溫度，往往可以提高塑件熔接處的強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)的模具熔接痕分析如圖3-10所示。</p><p

83、>　　圖3-10 熔接痕分析</p><p><b>　?。?）縮痕指數(shù)比較</b></p><p>　　縮痕指數(shù)給出了制件上產(chǎn)生縮痕的相對(duì)可能性，其值越高，表明縮痕或縮孔出現(xiàn)的可能性越大。本制件的縮痕指數(shù)如圖3-11所示。</p><p>　　圖3-11 縮痕指數(shù)</p><p>　?。?）頂出時(shí)的體積收縮率

84、比較</p><p>　　制品的頂出時(shí)的體積收縮率如圖3-12。出時(shí)的體積收縮率，該結(jié)果為單一數(shù)據(jù)結(jié)果，顯示在頂出時(shí)刻的體積收縮。整個(gè)產(chǎn)品的收縮應(yīng)該均勻一致。但通常收縮都是不一致的，整個(gè)制品來(lái)說(shuō)，影響不大，可以接受。</p><p>　　3.3.4 Cool 冷卻系統(tǒng)的分析</p><p>　　影響冷卻系統(tǒng)的因素很多，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質(zhì)、流量、溫度、

85、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑件頂出溫度外，還涉及塑料與模具之間非穩(wěn)態(tài)熱循環(huán)交互作用。這些參數(shù)之間是互相聯(lián)系、互相影響的, 唯有這些參數(shù)的合理組合才能獲得理想的效果。</p><p>　　Moldflow分析軟件可以對(duì)冷卻系統(tǒng)作優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過(guò)分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。</p>&l

86、t;p>　?。?）回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度的比較</p><p>　　方案中的回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度如圖3-13所示；回路冷卻介質(zhì)溫度的溫差和回路管壁溫度的溫差分別為0.25℃、1.47℃；一般冷卻介質(zhì)及管壁溫差不超過(guò)3度，所以冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足制品冷卻要求。</p><p>　　圖3-13 回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度</p><p>　　3

87、.3.5 Warp翹曲分析</p><p>　　引起翹曲的原因主要有收縮不均勻、冷卻不均勻和分子取向不均勻等，在Moldflow分析軟件中這三種原因?qū)βN曲的影響值都可以分析出來(lái)。在Moldflow分析軟件中這些值通常有總體翹曲值和X、Y、Z軸方向的翹曲值，如圖3-14。而通常Z軸方向的變形被視為翹曲，其他兩個(gè)方向視為收縮，因此在分析結(jié)果中關(guān)鍵是要查看Z軸方向上的變形量。 </p><p>

88、;　　圖3-14 翹曲值</p><p>　　3.4 基于Moldflow的CAE分析總結(jié)</p><p>　　利用Moldflow 進(jìn)行模擬分析,我們可以知道，通過(guò)對(duì)塑件在填充過(guò)程中的分析、冷卻系統(tǒng)中的分析、翹曲分析，有利于我們對(duì)塑件的型腔排布形式的優(yōu)化分析之外，還可以優(yōu)化模具結(jié)構(gòu),得到最優(yōu)的澆口數(shù)量與位置、合理的流道系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并且還可以對(duì)澆口、流道、以及冷卻系統(tǒng)等尺寸進(jìn)行優(yōu)化分

89、析，確定并優(yōu)化注塑工藝參數(shù)，最終減少了試模、修模的次數(shù)，縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期,保證制品完全填充。</p><p>　　3.5 總體分析結(jié)果數(shù)據(jù)</p><p>　　制品經(jīng)分析后，確定的成型工藝參數(shù)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)后的總體分析結(jié)果如下：</p><p>　　表3-1 總體分析數(shù)據(jù)表</p><p><b>　　成型工藝參數(shù)：

90、</b></p><p><b>　　總體參數(shù)：</b></p><p><b>　　填充分析：</b></p><p><b>　　保壓分析：</b></p><p><b>　　冷卻分析：</b></p><p>　

91、　4 注塑設(shè)備和模架選擇</p><p>　　4.1 注塑設(shè)備選擇</p><p>　　選取寧波海天國(guó)際集團(tuán)股份有限公司（www.haitian.com/）生產(chǎn)的HTF120J/TJ注塑機(jī)。</p><p>　　如圖4-1所示為注塑機(jī)的圖片。如圖4-2所示為注塑機(jī)的模板尺寸</p><p>　　表4-1 注塑機(jī)的一些參數(shù)</p>

92、;<p>　　4.2 注塑機(jī)重要參數(shù)校核</p><p><b>　?。?）注塑容量校核</b></p><p>　　國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時(shí)在對(duì)空注塑的條件下，注塑機(jī)螺旋桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最大容量()。注塑容量是選擇注塑機(jī)的重要參數(shù)。它在一定的程度上反映了注塑機(jī)的注塑能力，標(biāo)志著注塑機(jī)能成型最大體積的注塑制品[22]

93、。</p><p>　　以容量計(jì)算時(shí)，必須使得在一個(gè)注塑成型周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在注塑機(jī)額定注塑量的80%內(nèi)，也就是</p><p>　　式中為注塑機(jī)最大注塑容量， ；</p><p>　　為成型塑件與澆注系統(tǒng)體積的總和， ；</p><p>　　0.8 為最大注塑容量的利用系數(shù)。</p><p>　　通過(guò)

94、三維軟件UG的建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得</p><p>　　塑件體積 =6.134 ，因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定具體數(shù)值的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑料件體積的0.2～1倍來(lái)估算。</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下:</p><p>　　=6.134×2+6.134×0.5</p><p><b&

95、gt;　　=15.425 </b></p><p>　　式中，為成型塑件的體積，乘以2是因?yàn)楸敬蔚哪＞呤且荒Ｋ那?；為澆注系統(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。</p><p><b>　　所以，</b></p><p>　　而注塑機(jī)的注塑容量為173cm3，所以注塑機(jī)的注塑容量符合要求。</p>&

96、lt;p><b>　?。?）注塑壓力校核</b></p><p>　　注塑壓力的校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有在注塑機(jī)額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機(jī)的最大壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。</p><p>　　制件成型時(shí)所需的注塑壓力，與塑料的品種，注塑機(jī)的類型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等

97、因素有關(guān)。</p><p>　　在本次模具設(shè)計(jì)中，參考了制件的材料ABS一些參數(shù)以及Mold flow分析的結(jié)果，確定制品所需的注塑壓力為10.7292 MPa。而注塑機(jī)的注塑壓力可以達(dá)到197MPa，也就是注塑機(jī)的注塑壓力符合要求。</p><p><b>　?。?）鎖模力校核</b></p><p>　　當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一

98、個(gè)沿注塑機(jī)軸向的很大的推力，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)該小于注塑機(jī)額定的鎖模力，否則在注塑成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。</p><p>　　型腔內(nèi)塑料熔體的推力 (N)可按下式計(jì)算</p><p>　　式中型腔內(nèi)塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力，N；</p><p>　　A塑料與澆注系統(tǒng)在分型

99、面上的投影面積， ；</p><p>　　型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力， ；</p><p>　　P型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，</p><p><b>　　注塑壓力；</b></p><p>　　K 壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種，注塑機(jī)形式，噴嘴阻力，流到阻力等因素變化，可在0.2～0.4的范圍選取。查常用塑料推薦選用的

100、型腔壓力表取=25MPa。</p><p>　　計(jì)算如下，在UG中注塑模向?qū)е?，塑料與澆注系統(tǒng)在分型面XOY平面投影面積為662.813800，所以</p><p>　　因?yàn)閯t =25×662.813800=16.6KN</p><p>　　式中也就是型腔內(nèi)的塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力為16.6KN，而注塑機(jī)的鎖模力為1200KN，所以，注塑機(jī)的鎖模力符合

101、要求。</p><p><b>　?。?）開(kāi)模行程校核</b></p><p>　　模具開(kāi)模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開(kāi)模距離，本次模具使用的注塑機(jī)的開(kāi)模行程是給定的，不受模具厚度的影響，當(dāng)模具的厚度變化時(shí)，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機(jī)最大開(kāi)模行程大于模具所需的開(kāi)模距離就符合注塑的要求。</p><p>　　即: Smax≥S

102、</p><p>　　式中Smax為注塑機(jī)最大開(kāi)模距離，mm；</p><p>　　S為模具所需的開(kāi)模距離，mm； </p><p>　　因?yàn)镠側(cè)=35.98≤H1+H2=13.5+82.6192</p><p>　　所以S=13.5+82.6192+5=101.12mm</p><p><b>　　S

103、max=350 </b></p><p>　　即是 Smax≥S</p><p>　　所以開(kāi)模行程滿足要求。 </p><p><b>　　4.3 模架選擇 </b></p><p>　　根據(jù)型腔排列的

104、方式以及初步確定的壁厚，選擇龍記模架，型號(hào)為L(zhǎng)KM AI5560，A板壁厚為70mm，B板厚度為70mm。如圖4-3所示。</p><p>　　圖 4-3 模架</p><p><b>　　5 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1 分流道設(shè)計(jì)</b></p><p><

105、;b>　　（1）分流道的長(zhǎng)度</b></p><p>　　分流道是將熔融塑料從主流道中通過(guò)流道截面及其方向的變化，平穩(wěn)進(jìn)入單腔中的進(jìn)料澆口或從主流道進(jìn)入多腔模的各個(gè)型腔的澆口的通道，一般設(shè)在分型面上。它是主流道與澆口的中間連接部分，起分流和轉(zhuǎn)換方向的作用。</p><p>　　在分流道設(shè)計(jì)時(shí)要考慮盡量減小在流道內(nèi)的壓力損失和能量損失，同時(shí)還要考慮減小流道的容積，在滿足注射

106、工藝條件下，分流道的截面積應(yīng)盡量要小一些。在流道設(shè)計(jì)中要減小在流道內(nèi)的壓力損失，則流道的截面積要大一些；而要減小傳熱損失，流道的表面積要小一些，因此可用流道的截面積與其周邊長(zhǎng)度的比值表示流道的效率，該比值愈大則流道的效率愈高。而圓形流道的這個(gè)比值是最高的，具有最小的壓力降和熱損失，即效率最高，且凝料易推出，所以本課題采用的是圓形流道。</p><p>　　因?yàn)楦鞣N塑料的流動(dòng)性有差異，所以可以根據(jù)塑料的品種來(lái)粗略地

107、估算分流道的直徑，常用塑料的圓形截面分流道直徑推薦見(jiàn)表5-1[4]。</p><p>　　表5-1 部分塑料常用圓形截面分流道尺寸推薦范圍</p><p>　　根據(jù)分流道的布局,大概的可以測(cè)量出分流道的長(zhǎng)度總長(zhǎng)L=45.5mm；</p><p><b>　?。?）分流道的直徑</b></p><p>　　對(duì)于壁厚小于3m

108、m,質(zhì)量200g以下的塑料制品,可以采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑(該公式的分流道直徑僅限在3.2～9.5mm以內(nèi))</p><p><b>　　D=0.2654</b></p><p>　　式中D流道的直徑，mm；</p><p>　　m制品的質(zhì)量，g；</p><p><b>　　L分道的長(zhǎng)度。

109、</b></p><p>　　根據(jù)以上模型分析的得出的結(jié)果,塑料制件的質(zhì)量=48 g，</p><p>　　所以 D=0.2654×4.62 。</p><p>　　根據(jù)塑料的品種為PP,其常用的分流道直徑為5～10mm，這里選6mm為分流道的直徑。設(shè)計(jì)中最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心重合；在可能

110、的情況下,分流道的長(zhǎng)度盡可能的縮短,以減少壓力損失,避免模體壓力過(guò)大的影響成本。</p><p>　　在多型腔模具中,各型腔的分流道長(zhǎng)度應(yīng)該盡量相等,以達(dá)到注塑時(shí)壓力傳遞的平衡。</p><p>　　分流道的布局如圖5-1所示,分流道對(duì)稱分布。</p><p>　　圖5-1 分流道分布</p><p><b>　　5.2 澆口設(shè)計(jì)

111、</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的澆口為側(cè)澆口。</p><p>　　側(cè)澆口就是模具中流道的末端，最接近模具型腔的窄小部分（遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于流道平均直徑），塑料通過(guò)這個(gè)小孔進(jìn)入型腔。由于這一段很細(xì)，到脫模的時(shí)候可以很方便的把零件與流道中的材料扯斷。</p><p><b>　　側(cè)澆口尺寸的確定</b></p><

112、;p>　　計(jì)算側(cè)澆口的深度。側(cè)澆口的深度計(jì)算公式為</p><p>　　h=nt=0.7×3mm=2.1mm</p><p>　　式中，t是塑件壁厚，這里 t=3mm，n是塑料成型系數(shù)，對(duì)于PP，成型系數(shù)n=0.7。</p><p>　　在工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，澆口深度常常先取最小值，已便在今后的試模時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行修模處理，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取PP的側(cè)澆口深度為0.