【正文】 s performers of the troupe still tour the region39。在此，向所有關心和幫助過我的領導、老師、同學和朋友表示由衷的謝意 !衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位專家、老師！對系里所有同學表示衷心的感謝，四年來的朝夕相伴，他們對我的關心和幫助，讓我在四年的大學生活中，學習上生活上都有了質(zhì)的提高。從而從中也學到了許多 ,使自身在各方面的能力都有了很大的提高和完善，各方面的能力都得到了很好的煅煉。這對以后的學習和工作都有著很大的幫助和作用。 ` 39 圖 ` 40 8 模具的工作過程原理 模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程： （ 1）對塑料 ABS：對其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗，并進行適當?shù)母稍铮? （ 2）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機并合模鎖緊模具，對注塑機和模具進行預熱，預熱溫度設定為 8085℃，預熱時間 23 小時； （ 3）將 ABS塑料粒倒入注塑機，對塑料進行預塑化，對注塑機設置以下參數(shù)： 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min）： 30 料筒溫度（℃）后段： 150～ 170 中段： 165～ 180 前段： 180～ 200 噴嘴溫度（℃） 170～ 180 模具溫度（℃）： 50～ 80 注射壓力（ Mpa）： 60～ 100 保壓壓力（ Mpa）： 60～ 100 成型時間（ s）：注射 10～ 40；保壓 0～ 5；冷卻時間 10～ 60； 成型周期 (s)： 25～ 55[11] （ 4）開始注射，注射過程包括充模、保壓、放氣、固化成型、脫模等； （ 5）脫模工作過程及原理 如下圖 ，是整個脫模工作過程和原理的分解圖。大型模具導柱直徑約為模板兩直角邊之和的 1/30— 1/40。 ` 38 7 合模導向機構(gòu)的設計 任何一副模具在定動模之間都設置有導向機構(gòu)。 型腔深度尺寸 177。在此次設計過程中，因為塑件的形狀里有不規(guī)則的曲面齒型形狀，所對應的司筒形狀也不規(guī)則，故司筒的加工有一定難度，考慮到司筒加工的方便性、維修更換零件的方便性，司筒也采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖 。所以整體采用了小塊批量加工，多做幾個零件備用，也可以在今后使用中零件損壞時及時更換。 （ 3）因為澆口在分型面上而且形狀簡單因此容易加工，還可以隨時調(diào)整尺寸， 使各型腔澆注平衡。不能使用加工中心端面銑刀銑削，通常會采用電火花加工。主流道通常被設計在澆口套中。它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。 （ 5） 分型面選擇應考慮排氣效果，所以應盡量設置在塑件熔體充滿的末端處，這樣分型面就可以有效排除型腔內(nèi)積聚的空氣。用公式表示為： F=p(nA+B)Fp 式中， F— 塑料熔體在分型面的脹開力， N； P — 型腔壓力，一般為注射壓力的 80%左右； n— 型腔數(shù)量； A— 單個塑件在模具分型面上的投影面積， mm2；由 CAD 可以計算出 A= B— 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積， mm2；由 CAD 可以計算出 B= Fp— 注射機的額定鎖模力， N 式中左邊 =130*（ 4*+） *103=1800KN 符合要求。 安裝尺寸的校核 參考我國塑料注塑模具模架國家標準，在 2021 年發(fā)布的《塑料注塑模模架技術條件》 (GB/T125562021)和《塑料注塑模架》 (GB/T125552021) ，前者適用于模板尺寸小于 560mm 900mm 的模架；后者適用于模板尺寸為 630mm 630mm 至 1250m 1250mm 的模架。掌握使用設備的技術參數(shù)是注塑模設計和生產(chǎn)所必需的技術準備。一模多穴排位時，要考慮到進膠的平衡性，如果有行位應優(yōu)先考慮朝 X或 Y 方向運動便于加工。為了容易脫模，還要防止塑件表面在脫模時刮傷和擦毛，在設計的時候塑件表面沿脫模方向一般具有合理的脫模斜度。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 15 頁 共 53 頁 15 圖 全局翹曲變形量分析結(jié)果 由上圖可以分析出，制品全局變形量為 。 由上述比較可以看出，第二種的優(yōu)化方案在熔料流動、注射時間、壓力及對制件性能影響等方面都取得了更好的結(jié)果，是一個優(yōu)化的方案。 圖 縱橫比修復結(jié)果 同樣，應用網(wǎng)格診斷修復工具，對單元重疊及相交、取向、連續(xù)性、自由邊等進行檢查及修復，診斷修復后結(jié)果如圖 。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 5 頁 共 53 頁 5 圖 23 去除圓角導入 Moldflow的簡化圖 網(wǎng)格模型診斷修復 （ 1）網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計 本制品由于具有壁厚不均勻特征，同時又具有一定的細微局部結(jié)構(gòu)特征，適合采用雙面流網(wǎng)格（ fusion 網(wǎng)格）來進行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分結(jié)果統(tǒng)計如圖 所示。在成型過程中， ABS 的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫 度過高時，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。 （ 5）耐候性 ABS 聚合物的最大不足之處是耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀有關，同時也與使用環(huán)境有關、如溫度越高則沖擊強度越大。從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。 氣體輔助成型分析 :模擬氣體輔助注射成型過程，對整個成型過程進行優(yōu)化。 流動分析 :分析塑料在模具中的流動，以優(yōu)化模腔的布局、材料的選擇、充填和保壓等工藝。并幫助模具設計人員預測常碰到的問題并加以修正設計。 MPI 是關于產(chǎn)品幾何造型及成型條件最佳化的進階模流分析軟件。 需要二維 CAD 總裝、散件圖紙和 3D 結(jié)構(gòu)圖紙請加 984172253 或 可訪問網(wǎng)址 直接詢問客服 免 費 下 載 第 1 頁 共 53 頁 2 模流分析報告 基礎理論知識 Moldflow 軟件技術應用 （ 1） Moldflow 軟件概要 Moldflow 公司是一家專業(yè)從事塑料成型計算機輔助工程分析（ CAE）的跨國性軟件和咨詢公司。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機電產(chǎn)品，更能獲得價廉物美的經(jīng)濟效果。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%。在設計過程中，我們先對塑料齒輪制件進行工藝分析和模流分析，來選取合適的模架和注塑機等等。 38 8 模具的工作過程原理 第 1 頁 共 53 頁 目錄 塑料齒輪注塑模具設計 33 7 合模導向機構(gòu)的設計 43 致謝 經(jīng)過制件工藝性分析和模流分析，知該制件為小型塑件，相應地需要設計小型模架和注塑機，該模具適合采用一出四腔雙分型面模具結(jié)構(gòu)，采用細水口三板模模架，在齒輪頂面勻布設置三個點澆口注膠。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料模具的現(xiàn)代設計與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關系。自 1978 年美國 Moldflow 公司發(fā)布了世界上第一套流動分析軟件以來，幾十年不斷的技術改革和創(chuàng)新一直主導著 CAE 軟件市場。從材料的選擇、模具的設計及成型條件參數(shù)設定，以確保在射出成型過程中塑料在模具內(nèi)的充填行為模式，以獲得高質(zhì)量產(chǎn)品； Moldflow Manufacturing Solution（專家試模系統(tǒng)） ，簡稱 MMS。幫助合理選擇材料材質(zhì)以節(jié)省材料費用，簡化煩瑣的注射成形條件設定以提高工效，達到降低成本之目的。 冷卻分析 :分析冷卻系統(tǒng)對流動過程的影響，優(yōu)化冷卻管道的布局和工作條件，與流動分析相結(jié)合，可以得到完美的動態(tài)注塑過程。MPI/Gas 能仿真壓力控制或體積控制兩種模式，可以模擬塑料充填與氣體在模穴滲透模式，分析結(jié)果包括預測氣體會不會吹穿產(chǎn)品、產(chǎn)品厚度分布、氣體穿透能力、氣體保壓壓力曲線、包風、熔合線位置和溫度分布等。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯 丙烯腈的連續(xù) 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 3 頁 共 53 頁 3 相， 另一個是聚丁二烯橡膠分散相。當聚合物中丁二烯橡膠含量超過 30%時，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學性能都迅速下降（見表 21和 22）。經(jīng)受 350nm 以下波長的紫外線照射，氧化作用更甚。 （ 7） ABS 的吸水性 ABS 具有一定的吸水性，含水量在 %~%范圍。 圖 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 6 頁 共 53 頁 6 由圖 的網(wǎng)格統(tǒng)計結(jié)果可以看出，所劃分出的網(wǎng)格稍有一定的缺陷，如縱橫比稍大等問題，需要應用網(wǎng)格工具來進一步診斷并修復。 淮陰工學院畢業(yè)設計說明書 （論文） 第 8 頁 共 53 頁 8 圖 修復后網(wǎng)格統(tǒng)計 從統(tǒng)計結(jié)果可以看出，網(wǎng)格質(zhì)量已基本滿足分析要求。 由鎖模力分析圖和流動前沿溫度分析結(jié)果也可對此進行驗證，如圖 。 優(yōu)化方案 （ 1）優(yōu)化方案設定 冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設計方案如圖 所示。 脫模斜度的確定 因為該塑料齒輪為小型制件，所以本次設計中采用 1176。產(chǎn)品 之間沒有流到時，可適當縮小產(chǎn)品之間的間距，最小間距可以做到 50100mm，若有流到通過，則間距做到 100150mm。在設計模具時，最好查閱注射機生產(chǎn)廠家提供的《注射機使用說明》上標明的技術參數(shù)。本模具采用的型號為 DBI2527A49B40C80L250(GB/T125562021)的標準模架，模具的外形尺寸為 300mm 270mm，模具閉合高度 H=314mm. 由資料表知 XS— ZY250 型注射機拉桿空間尺寸為 448mm 370mm,即動、定模模板最大安裝尺寸為 448mm 370mm，允許模具的最小厚度 Hmin=200mm,最大厚度 Hmax=350mm，模具最大厚度和最小厚度是指注射機移動模板閉合后達到 規(guī)定鎖模力時，移動模板與固定模板之間所達到的最大和最小距離，這兩者之差就是調(diào)模機構(gòu)的調(diào)模行程，即模具的外形尺寸不超過注射機動、定模模板最大安裝尺寸，由附件總裝圖測量知該模具閉合高度度 H=314mm 滿足 Hmin≤ H≤Hmax 的安裝條件，故該模具滿足 XS— ZY250 型螺桿式注射機的安裝要求。 ` 26 4 分型面的設計 模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。 （ 6） 考慮脫模斜度對塑件尺寸的影響。 在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置 ,澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設計時必須按如下原則： A、型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。在形狀上，主流道的設計通常采用圓錐形，錐度在 2~15176?？紤]到模具型腔的分布情況，為使注射壓力在各個型腔較為相近，保持相同的注射壓力，其具體的布局采取平衡式，如圖 ： ` 30 圖 分流道布局圖 分流道的形狀 分流道的形狀選定為半圓形，加工在動模板上。 應該注意的問題： (1) 壓力的損失大，可以縮短澆口的長度或者用較大的注射壓力去注射。在此次設計過程中，因為塑件的形狀里有不規(guī)則的曲面齒型形狀，所對應的凹模形狀也不規(guī)則，故凹模的加工有一定難度，考慮到型腔加工的方便性、維修更換零件的方便性，凹模采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖 。 ` 35 圖 型腔的工作尺寸的計算 ? ? zzz xLSL sm ??? 2/1 2/10 )1()( ??? ???? （公式 ） 式中 mL —— 模具成型零件在常溫下的實際尺寸； S —— 塑件的計算收縮率，由查閱 ABS 塑件的收縮率經(jīng)驗曲線可知，此塑件的平均收縮率為 %； sL —— 塑件在常溫下的實際尺寸； x —— 修正系數(shù)，由于實際應用中影響模具磨損的因素復雜多變，一般不考