【正文】 預(yù)熱干燥等過(guò)程。然后開(kāi)模，由頂出桿頂出制品，完成一個(gè)注射成型周期。起加工的制品在塑料制品總量中約占 20%30%。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。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、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 （ 4） 開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。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。 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 CAD/CAM系統(tǒng)無(wú)法滿(mǎn)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。 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。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 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 3 頁(yè)共 46 頁(yè) 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。如上海新普雷斯等公司就能為用戶(hù)提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。還能生產(chǎn)厚度僅為 和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。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。數(shù)控程序編制好后，可先在計(jì)算機(jī)上模擬加工過(guò)程，以檢驗(yàn)數(shù)控程序的正確性。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)用戶(hù)的設(shè)備條件和成型工藝，協(xié)商討論確定模具方案。 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) 。 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(mǎn)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)。注射成型模具是這種生產(chǎn)方式中的關(guān)鍵工藝設(shè)備。通過(guò)注射模 CAD/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 MOLD WIZARD (專(zhuān)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。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。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。 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。 CAD 結(jié)束之后，使用moldflow 軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬分析 (CAE)，該軟件可以模擬注射過(guò)程，并在計(jì)算機(jī)顯示器上用不同的顏色顯示出注射時(shí)物料流動(dòng)速度、溫度、壓力變化，由此判斷模具設(shè)計(jì)的合理性。在確認(rèn)數(shù)控程序沒(méi)有問(wèn)題時(shí)，可通過(guò)與廠內(nèi)局域網(wǎng)連接的直接數(shù)控 (DNC)計(jì)算機(jī)將數(shù)控程序傳送至選定的 CNC 機(jī)床或加工中心，在毛坯準(zhǔn)備和裝卡完畢之后，便可以進(jìn)行加工。 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。注塑模型腔制造精度可達(dá) ～ ，表面粗糙度 m，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。熱流道模具開(kāi)始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上，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。近年來(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 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。 （ 2） 我國(guó)塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向?qū)ǎ? ① 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。 （ 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)。目前在汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 4 頁(yè)共 46 頁(yè) （ 6） 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。 塑料注射成型及其工藝的概述 注射成型又稱(chēng)注射模塑或者注塑。制品的用途已擴(kuò)大到各個(gè)領(lǐng)域。 注射成型的必要條件 注射成型必須滿(mǎn)足以下三個(gè)必要條件 [3]： （ 1） 塑料必須以熔融的狀態(tài)被注入到模具的型腔中； （ 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(mǎn)模具模腔； （ 3） 需要有符合制品形狀和尺寸并滿(mǎn)足成型工藝要求的模具。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。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。曲線(xiàn) 1 是料筒計(jì)量室中注射壓力隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；曲線(xiàn) 2 是噴嘴末端的壓力曲線(xiàn)；曲線(xiàn) 3是型腔始端（澆口處）的壓力曲線(xiàn)；曲線(xiàn) 4 是型 圖 12 注射成型壓力隨時(shí)間變化的曲線(xiàn) 腔末端的壓力曲線(xiàn)。消除內(nèi)應(yīng)力的方法有退火處理和調(diào)濕處理。 圖 13 典型單分型面注塑模結(jié)構(gòu) a) 合模 b) 開(kāi)模 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； 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； 16定模板； 17定模座板 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： （ 1） 定模機(jī)構(gòu)。 （ 2） 動(dòng)模機(jī)構(gòu)。澆注系統(tǒng)是將熔融塑料引向閉合模腔的通道。它由導(dǎo)柱 13 和導(dǎo)套 14 組成。 （ 6） 抽芯機(jī)構(gòu)。加熱是為滿(mǎn)足注射成型工藝對(duì)模具溫度的要求，冷卻 為使熔料能在模具內(nèi)冷卻定型。 注塑模的分類(lèi) 注塑模的分類(lèi)方法很多，按所用注塑機(jī)的類(lèi)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(lèi)，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。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。其次可以?xún)?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)化注塑工藝參數(shù)，確定最佳注射壓力、保壓壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、 注射時(shí)間、保壓時(shí)間和冷卻時(shí)間，注塑出最佳的塑料制品。建議使用 的 通體為圓形的注入口和流道。 ABS 材料完全可以使用熱流道系統(tǒng)。 ABS 無(wú)毒、無(wú)味，呈微黃色，成型的塑料件較好的光澤。水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類(lèi)對(duì) ABS 幾乎無(wú)影響，在酮、醛、酯、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，不溶于大部分醇類(lèi)及烴類(lèi)溶劑，但與烴長(zhǎng)期接觸會(huì)軟化溶脹。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。 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、電機(jī)外殼、儀表殼、儀表盤(pán)、水箱外殼、蓄電池、冷藏庫(kù)和冰霜襯里等。要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在 50~60 度，要求塑件光澤和耐熱時(shí)，應(yīng)控制在 60~80 度。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。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。若設(shè)在動(dòng)模邊，則模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。使用流動(dòng)分析用戶(hù)可以?xún)?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。 MPI 的模內(nèi)殘余應(yīng)力修正算法 （ CRIMS) 使用戶(hù)可以精確分析Moldflow 數(shù)據(jù)庫(kù)中 500 種材料的翹曲 情 況。 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 件 ，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)。 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)注塑成型等。在分析結(jié)果中可分為三大部分，一部分是 Flow圖 32 網(wǎng)格劃分 圖 33 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)數(shù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 15 頁(yè)共 46 頁(yè) 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。主要用途：電子用品殼體。 圖 35 壓力分析 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 16 頁(yè)共 46 頁(yè) Flow 流動(dòng)分析 （ 1） 充填時(shí)間 如圖 36 所示 。要盡量避免在零件內(nèi)部產(chǎn)生集氣。有時(shí)熔接線(xiàn)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(xiàn)，熔接線(xiàn)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。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 。 本設(shè)計(jì)的模具 熔接痕分析 如圖 310 所 示。 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。 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。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 314。 如圖 41 所示為注塑機(jī)的圖片。注塑容量是選擇注塑機(jī)的重要參數(shù)。 本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下 : 流模塑 VVV ??? 2 = 2+ = 3cm 式中， V模 為成型塑件 的體積，乘以 2 是因?yàn)楸敬蔚哪＞呤且荒Ｋ那?； V流 為澆注系 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁(yè)共 46 頁(yè) 統(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。 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(lèi)型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。該推力應(yīng)該小于注塑機(jī)額定的鎖模力 T合 ，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。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁(yè)共 46 頁(yè) （ 4） 開(kāi)模行程校核 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。 如圖 43 所示。 即 : Smax≥ S 式中 Smax 為注塑機(jī)最大開(kāi)模距離， mm； S 為模具所需的開(kāi)模距離， mm； 因?yàn)?H 側(cè) =≤ H1+H2=+ 所以 S=++5= Smax=350 即是 Smax≥ S 所 以 開(kāi)模行程滿(mǎn)足要 求 。查常用塑料推薦選用的型腔壓力表取 p平 均 =25MPa。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。 （ 2） 注塑壓力校核 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(mǎn)足制品成型的需要。 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 注塑 VV ? 式中 V注 為注塑機(jī)最大注塑容量， 3cm ；