【正文】 小的方向前進(jìn)，推動(dòng)熔體充滿型腔并對(duì)熔體進(jìn)行保壓， 當(dāng)氣體的壓力、注射時(shí)間合適的時(shí)候，則塑料會(huì)被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個(gè)中空、完整的塑件， 待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內(nèi)的氣體，開模退出制品。由于在流道附近或中心設(shè)有 加熱棒和加熱圈，從注塑機(jī)噴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融，停機(jī)后一般不需要打開流道取出凝料，再開機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。 在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成行模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)取得了較大進(jìn)展。 本課題應(yīng)用性強(qiáng)，涉及的知識(shí)面與知識(shí)點(diǎn)較多，如注塑成型、模具設(shè)計(jì)、三維造型、運(yùn)動(dòng)仿真以及二維三維軟件的應(yīng)用。特別是在塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，塑料模具的應(yīng)用 及其廣泛，在各類模具中的地位也越來越突出，成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。而注塑模具已經(jīng)成為制造塑料制造品的主要手段之一，且發(fā)展成為最有前景的模具之一。 通過本課題的設(shè)計(jì)，將會(huì)在下述基本能力上 得到培養(yǎng)和鍛煉（ 1）塑料件制品涉及及成型工藝的選擇（ 2）一般塑料件制品成型模具的設(shè)計(jì)能力（ 3）塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力（ 4）掌握模具設(shè)計(jì)常用的商業(yè)軟件（ UG）及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合的能力（ 5）使自己在文檔組織與檢索方面的能力得到提高（ 6）掌握寫論文的一般步驟及格式方法，同時(shí)提高自己的學(xué)習(xí)、思考、解決問題的能力，因?yàn)樽⑺苣＞邔?duì)我來說是一個(gè)新的領(lǐng)域。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。 這一技術(shù)在大批量生產(chǎn)塑件、原材料較貴和產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的情況下尤為適用。氣體輔助注射成形技術(shù)的關(guān)鍵就是怎么合理的把握 注入熔融的塑料的時(shí)間與充人氣體的時(shí)間的配合。 （ 3）共注射成形技術(shù) 它是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或者不同色澤的塑料同時(shí)或者先后注射進(jìn)入同一模具內(nèi)的成形方法。 在制造方面， CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，一些企業(yè)引進(jìn)CAD/CAM 系統(tǒng)，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成形過程進(jìn)行分 析。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)展的一模多腔所北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 致。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。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(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。 2）熟悉電器后殼體的圖樣和技術(shù)條件，并對(duì)電器后殼體進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析。 6）采用 Moldflow 對(duì)塑件進(jìn)行工藝仿真分析。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 第二章 電器后殼體平面注射模具設(shè)計(jì) 塑件制品分析 明確制品設(shè)計(jì)要求 1）產(chǎn)品圖 電器后殼體的二維圖和三維圖分別如圖 和圖 所示，該產(chǎn)品的作用是保護(hù)電器內(nèi)部元件。模具采用一模 二 腔。 澆注系統(tǒng)凝料按一個(gè)塑件體積的 60%進(jìn)行估算，則凝料體積 V 凝 = 60%= 兩個(gè)個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積 V 總 =，總質(zhì)量 M 總 =。 (3)注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外 ，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 min1） 10～ 200 理論注射容量 /cm3 270 注射壓力 /mpa 160～ 150 注射速 率 /（ g分型面的形狀有平面和曲面等。同時(shí)還應(yīng)選在能使制品留在動(dòng)模之處，有利于脫模。 （ 6）利于嵌件的安裝以及活動(dòng)鑲件和彈性活動(dòng)螺紋型芯的安裝。注塑模成型零件工作尺寸，是指這些零件上直接成型塑件的型腔尺寸。模具活動(dòng)部分的間隙誤差也會(huì)影響塑件尺寸精度，如偏心距。 由于塑件無精度 要求，按 MT5級(jí)公差計(jì)算，查 GB/T 1448693，給定公差。 表 型芯徑向尺寸計(jì)算 尺寸 公差 公式 結(jié)果 290 01 2 . 7 033[ (1 0 . 1 5 % ) 2 9 0 2 . 7 0 ]4mL?? ? ? ? ? 0? 239 02 2 . 3 033[ (1 0 . 1 5 % ) 2 3 9 2 . 3 0 ]4mL ?? ? ? ? ? 0? 197 03 1 . 9 633[ (1 0 . 1 5 % ) 1 9 7 1 . 9 6 ]4mL?? ? ? ? ? 0? 170 04 1 . 8 033[ (1 0 . 1 5 % ) 1 7 0 1 . 8 0 ]4mL ?? ? ? ? ? 0? 134 05 1 . 4 833[ (1 0 . 1 5 % ) 1 3 4 1 . 4 8 ]4mL ?? ? ? ? ? ? 99 06 1 . 2 033[ (1 0 . 1 5 % ) 9 9 1 . 2 0 ]4mL ?? ? ? ? ? ? 75 07 1 . 0 633[ (1 0 . 1 5 % ) 7 5 1 . 0 6 ]4mL ?? ? ? ? ? ? （ 2）型芯高度尺寸計(jì)算 002( ) [ (1 ) ]3zzmsh S h????? ? ? ? （ ） 式中： mh —— 模具型芯高度基本尺寸 ； sh —— 塑件孔或凹槽深度尺寸。 （ 1） 型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 1311[]cpHtH E?? ? （ ） 式中： t—— 型腔側(cè)壁厚度； 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 H1—— 型腔高度， H1=400mm； C—— 系數(shù)，查表為 ； p—— 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力， p=45MPa； E—— 型腔材 料的彈性模量， 40Cr E=195000MPa； 1? —— 考慮兩相鄰側(cè)壁伸長量 2/2l? 影響的系數(shù)，查表為 ； ??? —— 許用最大變形量 ； 3 400400 1 9 5 0 0 0 0 . 5 5 0 . 1 1 1t ????? ? ?? ??? ??≈ （ ） （ 2） 型腔底厚 由于熔體壓力的作用，板的中點(diǎn)將產(chǎn)生最大的變形。 型芯的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 型芯成型部分高度為 ，而型芯的底厚 45mm,，可以保證剛度和穩(wěn)定性，又可與模板嵌入固定尺寸相一致。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)還應(yīng)以簡單易行結(jié)構(gòu)達(dá)到以上要求。若要在定模邊實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)脫模，須移 動(dòng)的動(dòng)模經(jīng)拉桿或鏈條牽引定模邊的脫模機(jī)構(gòu)。 （ 4）氣動(dòng)脫模利用壓縮空氣將塑件推出。 用推桿推頂塑制件是最簡單，也是應(yīng)用最廣泛的脫模 機(jī)構(gòu)。且圓柱推桿已有國家標(biāo)準(zhǔn)，更換方便。整體淬火或工作段局部淬火 HRC50~55。包緊力是指塑件在冷卻固化中，因體積收縮而產(chǎn)生的對(duì)型芯的包緊。 計(jì)算： Ft= 注射機(jī)參數(shù)校核 1） 最大注射量的校核 注塑機(jī)的最大注塑量應(yīng)大于制品的重量或體積（由于本設(shè)計(jì)是熱流道系統(tǒng)，不包括流道及澆口凝料和飛邊），通常注塑機(jī)的實(shí)際注塑量最好在注塑機(jī)電最大注塑量的80%。 n —— 型腔數(shù) 故 338 3 3 7 . 3 3 0 . 8 3 3 7 3 . 3 4 0 0 0c m c m? ? ? ?，滿足要求。 模具的長寬為 2225 1200＜注塑機(jī)拉桿的間距 2500 1300。 該模具為雙層單分型面注射模具，開模行程按下式校核： m a x 1 2[ ( 5 ~ 10 ) ] 2S H H? ? ? ? （ ） 式中： 1H —— 型芯高度 +35mm ； 2H —— 塑件高度， mm 。本章確定模具各部分的結(jié)構(gòu)，為 UG 進(jìn)行模具設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，并采用 Moldflow 軟件對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和分析，最終確定澆道結(jié)構(gòu)、分流道的截面尺寸、澆口的形式和位置，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代分析軟件的強(qiáng)大功能。 單擊【確定】按鈕模型被導(dǎo)入，模型如圖 所示。 圖 【網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)】對(duì)話框 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)信 息顯示連通區(qū)域?yàn)?1，自由邊為 0，縱橫比范圍為 ～，匹配百分比為 %等信息。在【目標(biāo)最大縱橫比】文本框中輸入用戶所需的數(shù)值。 圖 縱橫比診斷 圖 縱橫比診斷結(jié)果 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 明顯縱橫比有所下降，但是最大縱橫比還是不能滿足分析要求。修改縱橫比完成以沒有紅色指引線為準(zhǔn)，當(dāng)所有的紅色指引線都沒有的時(shí)候，就表示縱橫比修改完畢，如圖 所示，可以進(jìn)行再次網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)來確定，如圖 所示。 圖 材料選擇 圖 材料部分細(xì)節(jié) 第二步：設(shè)置分析類型 雙擊方案視圖框中的 命令，彈出如圖 所示的【選擇分析順序】對(duì)話框，選擇其中的澆口位置一項(xiàng)，單擊【確定】。所以在此要?jiǎng)?chuàng)建雙層一模兩穴。 圖 “平移”定義 信息 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 雙層一模兩穴創(chuàng)建完成 第二步：創(chuàng)建澆注系統(tǒng) 雙層一模兩穴創(chuàng)建完成后，利用向?qū)?chuàng)建澆注系統(tǒng)，圖 中已設(shè)定澆口位置。 圖 最終澆注系統(tǒng) 圖 加載完澆注系統(tǒng)的模型 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) 由于制件表面是曲面，為了得到更好的冷卻效果，在本設(shè)計(jì)中，我們采用手動(dòng)創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)。模擬結(jié)果包括充填時(shí)間、壓力、流動(dòng)前沿溫度、分子趨向、剪切速率、氣穴、熔接痕等。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 工藝設(shè)置向?qū)? 分析之后，分析日志中提示有短射現(xiàn)象，如圖 所示，制品模型短射如圖 所示。 圖 翹曲分析圖例 評(píng)價(jià)分析及澆注系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì) 從以上的分析可以看出，現(xiàn)行的澆注系統(tǒng)存在著很大的問題，主要原因經(jīng)分析有一下幾點(diǎn)： ? 澆注系 統(tǒng)沒有設(shè)計(jì)成平衡的澆注系統(tǒng)，所以在充填的時(shí)候，很難保證每個(gè)制件都在同一時(shí)間充填完成； ? 在分析的過程中，沒有合適的注射成型機(jī)可供選擇，導(dǎo)致注射量不足，無法將模具型腔填滿； ? 注射壓力不足； ? 模具溫度設(shè)置不合理， ABS 材料是一種粘度很高的材料，在成型過程中需要的較高的模具溫度來完成充填。 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 第四章 利用 UG 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模具實(shí)體建模 本章利用 UG 平臺(tái)實(shí)現(xiàn)模具實(shí)體建模，方便觀看其機(jī)構(gòu)和動(dòng)作原理，為模具的二維出圖和后處理加工奠定基礎(chǔ)。在本設(shè)計(jì)中我們將采用半自動(dòng)分模方式來進(jìn)行分模，最終創(chuàng)建模具實(shí)體。 圖 分型管理器對(duì)話框 點(diǎn)擊【設(shè)計(jì)區(qū)域】 按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的對(duì)話框。 圖 已分好 的型芯和型腔區(qū)域 點(diǎn)擊【抽取區(qū)域和分型線】 按鈕，出現(xiàn)如圖 所示的定義區(qū)域?qū)υ捒颉? 圖 已創(chuàng)建好的分型面 利用分型面來創(chuàng)建型腔和型芯，創(chuàng)建好的型腔和型芯如圖 所示。 圖 型腔型芯布局 考慮到加工工藝，在此將兩個(gè)分開的型芯型腔分別求和。這些標(biāo)準(zhǔn)件都是模具的重要組成部分。模具三維圖如圖 所示。 冷卻 系統(tǒng)二維圖，如圖 圖 冷卻系統(tǒng)二維 圖 澆注 系統(tǒng)二維圖，如圖 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 42 圖 澆注系統(tǒng) 圖 凸凹模二維圖，如圖 圖 凸凹模二維 圖 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 43 模具工作原理 模具安裝在 SZ250/1250 注射機(jī)上，定模部分固定在注射機(jī)的定模板上，動(dòng)模 部分固定在注射機(jī)的動(dòng)模板上。 本章小結(jié) 本章主要講述了如何利用 UG Moldwizard 來創(chuàng)建模具，其中包括了用模具精靈來創(chuàng)建模具的大部分步驟。其次，導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)件自動(dòng)識(shí)別功能性不強(qiáng)。 在這次創(chuàng)建三維模具圖的過程中，我自己總結(jié)了一些在利用 UG MOldwizard 創(chuàng)建模具的注意事項(xiàng)和易錯(cuò)點(diǎn)： 在創(chuàng)建型腔型芯的時(shí)候，一定要注意利用層管理器來分配分型片體和將要被剪切的實(shí)體（即軟件中的工件或者毛坯）。 ? 冷卻水路和澆注系統(tǒng)最好采用手動(dòng)繪制，這樣可以讓模具的冷卻性能和澆注性能達(dá)到最佳。其次，增強(qiáng)了我獨(dú)立思考問題、解決問題的能力，因?yàn)樗匈Y料都要去自學(xué)，從中發(fā)現(xiàn)問題，然后再去想辦 法解決問題。 2) 利用 Moldflow軟件平臺(tái)來分析設(shè)計(jì)其澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。選擇好澆口位置就需要?jiǎng)?chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。但由于 Moldflow的功能主要是分析與計(jì)算，其建模部分的功能還不夠強(qiáng)大，這就大大增加了有限元?jiǎng)澐值臅r(shí)間，影響到整個(gè)模具設(shè)計(jì)的周期。 結(jié)合以上幾點(diǎn)，我希望做軟件二次開發(fā)的仁人志士們能夠讓 Moldflow軟件能夠直接通過制件的相關(guān)尺寸外形和材料能直接分析出制件加工的所需工藝，比如說模具溫度和注射機(jī)選擇；能夠讓 Moldflow利用 UG的建模功能來快速創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，以及制件的相關(guān)改動(dòng)；讓 UG能夠直接使用 Moldflow中分析好的澆注系統(tǒng)和冷卻北華