【正文】 初步分析 ⑴ 模型質(zhì)量屬性分析 分析結(jié)果：體積 = 3410mm 曲面面積 = mm? 密度 = 3/ cmg 質(zhì)量 = ⑵ 拔模檢查 查 [1] P259,聚丙烯的脫模斜度為 。， 1~30 ，由 圖 模具需要拔模 8 的曲面都呈黃色，根據(jù)色帶圖 的對比， 需要拔模的曲面 都滿足拔模斜度要求。 圖 顏色范圍 圖 拔模面色階 ⑶ 厚度檢查 用 2mm 的偏距層切片檢查模型不同區(qū)域的厚度，還可以得到層切片面積，根據(jù)結(jié)果可以看出那些區(qū)域過厚， 可能會帶來在塑件冷卻中發(fā)生的一寫問題。 在對話框中輸入最大厚度為 2mm，最小厚度為 ， 由圖 各層切面的分析信息可以看出，該塑件厚度滿足檢查要求。 CAE 分析 調(diào)用 Pro\E的 Plastic Advisor，對塑件進(jìn)行模型窗口分析，最佳澆口分析，塑料流動性分析，冷卻質(zhì)量分析，縮痕分析等。 初始條件：材料 PP7533 生產(chǎn)廠家 ： Taiwan PP。在 plastic advisor中搜索到此材料 ， 可以查看材料的一些具體信息。以這些信息作為分析的初始條件。其中模具溫度為 C。38 ，熔化溫度為 C。240 ，材料融化溫度范圍： CC 。 280~200 ，模具溫度范圍： CC 。 57~20 ，塑料固體密度為 3/ cmg ，融化密度為3/ cmg ，最大剪切應(yīng)力為 。 ⑴ 澆口 位置 分析 分析結(jié)果 ： 圖 中，藍(lán)色為澆口的最佳區(qū)域，紅色為最差區(qū)域。從圖中可以看出，澆口最佳位置點(diǎn)在塑件的中部區(qū)域的第二個 圓柱面上。圖中沒有出現(xiàn)紅色區(qū)域，說明沒有澆口最差點(diǎn)。顯然在塑件中部設(shè)置澆口會使模具結(jié)構(gòu)邊得很復(fù)雜?？紤]到 塑件模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要，把澆口位置設(shè)置在塑件的底部圓柱的外表面上，具體位置如圖 9 圖 澆口最佳區(qū)域 圖 澆口位置 ⑵ 模型窗口分析 模型窗口顯示的是在一個指定的模具溫度下，熔解溫度和注射時間的范圍。系統(tǒng)綜合處理了大量數(shù)據(jù)，在圖上指定一個模具溫度、熔解溫度、注射時間的最佳配合點(diǎn)。圖中綠色區(qū)域是最佳區(qū)域，綠色區(qū)域越多，塑件越容易成型。如 果綠色區(qū)域是一個狹窄區(qū)域就意味著如果處理?xiàng)l件變了，即使是很小量，塑件的成型效果也是不令人滿意的。黃色區(qū)域表示塑件可能會出現(xiàn)質(zhì)量問題，但是還是可以成型的。黃色區(qū)域說明塑件的澆口和材料沒有很好的配合。紅色區(qū)域顯示塑件的澆口和材料沒有任何好的處理?xiàng)l件組合，需要改變澆口位置或材料。 圖中可以看出，最佳條件不一定是綠色區(qū)域中心，因?yàn)橛行┛勺冃愿叩臈l件 ，系統(tǒng)都作為了最佳區(qū)域。 初始條件：圖 所示的澆口位置，其他條件同最佳澆口位置分析初始條件一樣。 分析結(jié)果如圖 示： 圖 模型窗口分析結(jié)果 由圖中可以看出 注射成型各因素的 最佳組合：模具溫度為 C。 ，熔解溫度為 C。240 ，注射時間為 ，最大注射壓力為 100MPa，流動速率為。 ⑶ 塑料流動分析 通過最塑件的模擬填充，得到填充時間，注射壓力，壓降，波前溫度，質(zhì)量 10 預(yù)測，填充可能性等六個分析結(jié)果。主要檢查是否有遲滯現(xiàn)象，過 飽壓 、徑流效應(yīng)、潛流現(xiàn)象、失衡 的流動等五鐘影響塑件成型質(zhì)量現(xiàn)象。 遲滯現(xiàn)象是指由于較厚的區(qū)域造成流體在較薄區(qū)域速度下降，冷卻加速，無法填滿 模具的 現(xiàn)象。 過飽壓是指額外的流體被壓縮在一個流道中，而其他流道已充滿。 徑流效應(yīng)是指流體在較薄的部分填充之前，競相流過型腔厚實(shí)部分的現(xiàn)象。 潛流現(xiàn)象是指和另一股流體遇到另一流體后，反向流動回外邊已趨冷的流體層現(xiàn)象。 失衡 的流動是指在流體填充完其他流道以前，一些流道以被填滿了。 初始條件：材料 pp7533，澆口位置如圖 ，按模型窗口分析最佳條件處理 。 分析結(jié)果： 圖 顯示模型全為綠色，表示分析結(jié)果合格。信息窗口顯示選用此塑料和澆口位置是可以很輕易地進(jìn)行填充， 沒有短射方面的問題 可能會出現(xiàn)品質(zhì)不佳，但還是 可以接受的 。 圖 塑料填充 下面主要分析塑件可能存在的質(zhì)量問題及其原因。 ① 填充時間 如圖 所示，紅色區(qū)域是最先填滿的區(qū)域，藍(lán)色區(qū)域是最后填滿的區(qū)域。填充時間將顯示遲滯發(fā)生在非常狹窄的間距中。過飽壓一般發(fā)生在最短填充時間的部分。 圖 填充時間 11 ② 注射壓力 如圖 所示，紅色為高壓區(qū)域，藍(lán)色為低壓區(qū)域。低壓區(qū)域面臨是否能夠填充滿的問題。前面的報(bào)告中已經(jīng)指出，本模具可以很容易填充。在塑件的藍(lán)色區(qū)域，兩股流體交匯，可能會產(chǎn)生潛流現(xiàn)象。 圖 塑料在模穴中射壓 ③ 壓降 紅色區(qū)域?yàn)閴航底畲髤^(qū)域，藍(lán)色區(qū)域?yàn)閴航底钚^(qū)域。當(dāng)塑件厚度均勻時，壓降也很均勻 。發(fā)生壓降不均勻，會產(chǎn)生翹曲，陰影或塑料劣化等不良現(xiàn)象。圖 顯示壓降很均勻。 圖 塑料在模穴中的壓降 ④ 波前溫度 如圖 所示，藍(lán)色表示最低溫區(qū)域，紅色表示為最高溫區(qū)域。波前溫度太低，那么可能發(fā)生遲滯現(xiàn)象。波前溫度太高，可能發(fā)生物質(zhì)退化和表面瑕疵等現(xiàn)象。 12 圖 塑料的波前溫度 ⑤ 流動可能性 前面報(bào)告已經(jīng)得出，模具很容易填滿 。 ⑥品質(zhì) 預(yù)測 如圖 ，綠色為品質(zhì) 較好區(qū)域，黃色表示品質(zhì) 中等 。由圖可以得出，塑件品質(zhì) 較好。 圖 品質(zhì)預(yù)測 ⑷ 冷卻質(zhì)量分析 初始條件：與塑料流動性分析相同 分析結(jié)果：分析報(bào)告顯示，塑件有輕微的冷卻質(zhì) 量問題，但是 系統(tǒng)沒有給出紅色警告提示 ，所以可以接受。 以正常冷卻溫度為基準(zhǔn)，塑件冷卻溫度在CC 。 ~? 范圍內(nèi)。以正常的冷卻時間為基準(zhǔn)，塑件冷卻時間在~ 范圍內(nèi)。 各方面分析結(jié)果圖如下： ① 表面溫度的變異量 如果塑件的表面溫度變化比正常值高，就需要在設(shè)計(jì)冷卻水道時重點(diǎn)考慮這一區(qū)域的冷卻問題 。從圖 可以看出，塑件的溫度變化比較均勻 ，且變化量 13 不大 。 圖 塑料表面溫度的變異量 ② 凝固時間的變異量 一個區(qū)域的冷卻時間比正常值大時，就表示那個區(qū)域?qū)⒁罄鋮s補(bǔ)償集中在那個區(qū)域。比正常值低時，表示那個區(qū)域冷卻時間快，也是將潛在有遲滯或短射現(xiàn)象。 圖 塑料凝固時間的變異量 ③ 冷卻品質(zhì) 如圖 ，紅色區(qū)域表示冷卻質(zhì)量最低，黃色次之，綠色冷卻質(zhì)量最好。塑件絕大部分都呈綠色，冷卻質(zhì)量好。 14 圖 冷卻品質(zhì) ⑸ 縮痕分析 縮痕分析用來表示縮痕出現(xiàn)的位置。縮痕現(xiàn)象是 指成型品表面發(fā)生凹陷，是由熱量收縮造成的?？紫妒撬芗耐馄榱朔乐贡砻姘枷菟傻淖銐蚪┯驳牡挚?，它可能是個孔，或是一群更小的孔?？紫秾λ芗慕Y(jié)構(gòu)有嚴(yán)重的影響。 初始條件：與塑料流動性分析相同 分析結(jié)果：塑件有少于 1%的縮痕面積。主要是由于塑件厚度的輕微變化造成的。 由圖 可以看出，塑件質(zhì)量好，有少量的縮痕，對塑件不造成影響。 圖 塑件縮痕 ⑹ 焊接線與逃氣分析 焊接線是在填充時間，數(shù)個流道的流體匯合后生成的弱處或可見缺陷。逃氣分析結(jié)果將顯示在數(shù)股流體會合處或最后填充區(qū)域，那里的氣泡將會在 塑件上形成一個凹陷瑕疵。 ① 焊接線分析 由圖 中紅色線可以看出，塑件上 可能 有極少的焊接線，且對塑件不造成大的影響。 15 圖 焊接線 ② 逃氣分析 根據(jù)逃氣分析可以確定是否需要在模具上開逃氣槽，怎樣設(shè)計(jì)排氣裝置。 由圖 可以看出塑件上有極少的氣泡產(chǎn)生，表示注射過程中 能夠很好的排氣。 圖 逃氣 綜合以上分析，可以看出，該塑件結(jié)構(gòu)很合理，壁厚均勻，脫模斜度適當(dāng)，選用的材料成型工藝性好，可以進(jìn)行注射工藝性操作。以上分析也為后面的澆口位置確定，分型面位置，排氣裝置，冷卻裝置的設(shè)計(jì)提供了合理 的依據(jù)。 注塑機(jī) 注塑成型工藝參數(shù) 查 [1]P244 表 1210 得 PP料注射成型的主要工藝參數(shù)如下表 31 注塑機(jī)的選擇 由公稱注射量選定注射機(jī) 由 分析已得出單個塑件體積 V= 3410mm ， 流道凝料 V’= (流道凝料的體積 (質(zhì)量 )是個未知數(shù) ,根據(jù)手冊取 ()來估算 ,塑件越大則比例可以取的越小 )。 實(shí)際注射量為 :V實(shí) == cm3 ； 16 根據(jù)實(shí)際注射量應(yīng)小于 , 即： ≧ V實(shí) V公 = V實(shí)/ =247。 = ； 由上計(jì)算初步確定注塑機(jī)為 SZ160/60，查 [ 4]P14 表 16 得注塑機(jī) 主要技術(shù)參數(shù)如下 表 32。 表 31 制品成型工藝參數(shù)初步確定 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 注塑機(jī)類型 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 30~60 噴嘴形式 直通式 模具溫度 40~80 噴嘴溫度 (℃ ) 170~190 后段溫度 (℃ ) 160~170 中段溫度 (℃ ) 200~220 前段溫度 (℃ ) 180~200 注射壓力 MPa 70~120 保壓力 MPa 50~60 注射時間 s 0~5 保壓時間 s 20~60 冷卻時 間 s 15~50 成型收縮 (%) 1~2 成型周期 s 40~120 表 32 國產(chǎn)注射機(jī) SZ160/60技術(shù)參數(shù)表 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 拉桿內(nèi)間距 (mm) 320320 理論注射容積（ cm3 ） 160 移模行程 (mm) 300 螺桿直徑 (mm) 40 最大模具厚度 (mm) 300 注射壓 (MP a ) 145 最小模具厚度 (mm) 170 注射速率 (g/s) 100? 鎖模形式 (mm) 液壓 塑化能力 (g/s) 模具定位孔直徑 (mm) 125 螺桿轉(zhuǎn)速 (r/min) 20~200 噴嘴球半徑 (mm) 35 鎖模力 (KN) 600 噴嘴口直徑 （ mm） 4 17 型腔數(shù)目的確定 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時主要考慮以下幾個有關(guān)因素： （ 1） 塑件 的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 考慮到該塑件是一般日用品 ，根據(jù)生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)因素，初步 確定該模具為一模兩腔。 分型面的確定 根據(jù)分型面的選擇原則： （ 1）便于塑件脫模； （ 2）在開模時盡量使塑件留在動模； （ 3） 外觀不遭到損壞； （ 4）有利于排氣和模具的加工方便。 結(jié)合該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu) ,分型面確定在塑件的最大投影面積上 。 用 Pro\e 對其進(jìn)行分形面設(shè)計(jì)， 分形面及型腔布置 如下圖 圖 分型面 澆口的確定 PP 料的流動性好 ,可適用于各種澆口 ,為了不影響外觀 ,簡化模局結(jié)構(gòu) ,確定使用側(cè)澆口。 澆口位置已經(jīng)在 分析中確定。 模具材料的確定 現(xiàn)有的模具模架已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化 ,所以在模具材料的選擇時主要是根據(jù)制品的特性和使用要求選擇合理的型腔和型芯材料 .如何合理的選擇模具鋼 ,是關(guān)系到模具質(zhì)量的前提條件 ,如果選材不當(dāng) ， 則所有的精密加工所投入的工時 ,設(shè)備費(fèi)用將浪費(fèi)。 在選擇模具鋼時 ,首先必須考慮材料的使用性能和工藝性能 ,從使用性能考 18 慮 :硬度是主要指標(biāo)之一 ,模具在高應(yīng)力作用下欲保持尺寸不變 ,必須有足夠的硬度 ,當(dāng)承受沖擊載荷時還要考慮折斷 ,崩刃問題 ,所以韌性也是一重要指標(biāo) ,耐磨性是決定模具壽命的重要因素 。 從工藝性能考慮 :要熱加工工藝好 ,加工溫度范圍寬 ,冷加工性能如切削 ,銑削 ,拋光等加工性能好 ,此外還要考慮淬透性和淬硬性 ,熱處理變形和氧化脫碳等性能 .另外從經(jīng)濟(jì)考慮 ,要求材料來源廣 ,價格低。 查 [5]P183 選擇模仁 的材料為 SM45 鋼。 SM45 鋼屬優(yōu)質(zhì)碳素塑料模具鋼，與普通優(yōu)質(zhì) 45 碳素鋼相比，其鋼中硫，磷含量