【正文】 澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅對塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、內(nèi)外 質(zhì)量等影響很大，而且還與塑件所用塑料的利用率、成型生產(chǎn)效率等相關(guān)，因此澆注系統(tǒng)設(shè)計是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。 模具型腔數(shù)目的確定 一般來說 ,大中型塑件和塑件精度要求較高的小型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)，對于精度要求不高的的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產(chǎn)時，若采用多型腔模具可以提供獨特的優(yōu)越條件，使生產(chǎn)效率大為提高。 有利于塑件的脫模，由于模具脫模機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動模一側(cè)，故選擇分型面時應(yīng)盡可能使開模后塑件留在動模一側(cè)。常見的取出塑件的主分型面與開模方向垂直，分型面大多是平面，也又傾斜面、曲面或臺階面。同時模具上的相應(yīng)部分也應(yīng)倒鈍。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 第五章 模具整體結(jié)構(gòu)及澆注系統(tǒng)的設(shè)計 注塑模結(jié)構(gòu)分析 根據(jù)圖 可知塑件的外形尺寸比較大， 在標(biāo)準(zhǔn)模架里沒有相近的尺寸可選用，因此，本模具采用的是非標(biāo)準(zhǔn)模架。該模具中設(shè)置 推板與 推管，均勻分布。在注射成型時動模和定模閉合構(gòu)成澆注系統(tǒng)和型腔。 開模行程的校核 模具開模后為了便于取出塑件，要求有足夠的開模距離，而注射機(jī)的開模行程是有限的，因此模具設(shè)計時必須進(jìn)行注射機(jī)開模行程校核。 圖 注射機(jī)噴嘴與主流道的配合關(guān)系 定位環(huán)尺寸 定位環(huán)是使?jié)部谔缀妥⑸錂C(jī)噴嘴孔對準(zhǔn)定位所用。該推力應(yīng)小于注射機(jī)的額定鎖模力 合T ，否則在注射成型時會因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象，即： 合TT? （ ） 式中 T — — 塑料熔體沿注射機(jī)軸向的推力 ； 合T —— 鎖模力。根據(jù)要求 最大注射量 可以按下式進(jìn)行計算： VG ???max （ ） 式中 ? —— 注射系數(shù)，取 ，這 里取 ； 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 ? —— 塑料的固態(tài)密度，取 ； V—— 注射機(jī)注射容量，注射機(jī) XSZY500 的注射容量為 500 3cm 。 通過對 Moldflow 充填結(jié)果的分析；得到了一系列該塑 件的成型數(shù)據(jù)，有利于后面模具的設(shè)計。其塑件頭部有一小部分的壓力為零，沒有充滿。其中，控制狀態(tài)指的是填充過程中采用的是 Velocity Control（速度控制）還是 Pressure Control（壓力控制）。 完成了分析前的處理后，選擇工藝參數(shù)采用默認(rèn)值，設(shè)置熔體溫度 220oC，型腔溫 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 度 80oC，注射時間為 。直觀上，物體被劃分成“網(wǎng)格”狀，在Moldflow 中 就將這些單元稱為網(wǎng)格（ mesh）。它由連續(xù)性方 程、動量方程和質(zhì)量方程控制。該母粒為苯乙烯同系物，與 ABS、 AS、 SMA相容性極好，加工性優(yōu)異， 直接與 ABS 共混，可以明顯提高 ABS 樹脂熱變形溫度。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 如需解決夾水紋，需提高材料的流動性，采取高料溫、高模溫，或者改變?nèi)胨坏确椒āＳ捎谒芗?nèi)側(cè)孔空間較小，且塑件壁薄孔小，可采用彈簧抽芯。 2）了解 塑料成型的基本原理 ，學(xué)會 正確分析成型工藝對模具的要求。完全的參數(shù)化設(shè)計，使用非常方便。 Pro/ENGINEER 集合了零件設(shè)計、產(chǎn)品組合、模具開發(fā)、 NC 加工、鈑金件設(shè)計、鑄造件設(shè)計、自動量測、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析等功能于一體。從上世紀(jì) 60 年代基于線框模型的 CAD 系統(tǒng)開始 , 到 70 年代以曲面造型為核心的CAD/CAM 系統(tǒng)， 80 年代實體造型技術(shù)的成功應(yīng)用， 90 年代基于特徵的參 數(shù)化實體 /曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)提供了可靠的保證。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。 目前，塑料模具在整個模具行業(yè)中約占 30%左右。在具體方法上， 先用 Auto CAD 對模具裝配進(jìn)行初步結(jié)構(gòu)設(shè)計，再 采用 Pro/E 對模具裝配進(jìn)行三維建模，驗證其結(jié)構(gòu)的合理性。最后對二維圖進(jìn)行校核，完成模具的零部件結(jié)構(gòu)和裝配圖紙并編制說明書，系統(tǒng)化的完成整個注塑模具的設(shè)計工作。二十一世紀(jì)世界制造加工業(yè)的競爭更加激烈， 對注塑產(chǎn)品與模具的設(shè)計制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件設(shè)計的多品種、復(fù)雜化，市場的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設(shè)計制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟(jì)競爭要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復(fù)雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設(shè)計制造系統(tǒng) 。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動力成本低都是吸引外資的 優(yōu)勢，這 些 是塑料模具市場迅速成長的重要因素所在 ，所以中國塑模市場的前景一片輝煌。目前在國內(nèi)外巿場已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。是塑料模具實現(xiàn)參數(shù)化的一個必備的軟件。 Pro/ENGINEER 參數(shù)化設(shè)計的特性： (1)． 3D 實體模型除了可以將用戶的設(shè)計思想以最真實的模型在計算機(jī)上 表現(xiàn)出 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 來之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，還可以隨時計算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、重量、慣性大小等，可極大的減少設(shè)計人員的計算時間。 3）掌握 一 類成型模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計方法 。 圖 性能分析 使 用性能 丙烯腈 丁二烯 苯乙烯（ ABS）材料具有韌性、硬度、剛度相均衡的優(yōu)良力學(xué)特性，絕緣性能好，耐化學(xué)腐蝕性。 如成形耐熱級或阻燃級材料，生產(chǎn) 37 天后模具表面會殘存塑料分解物，導(dǎo)致模具表面發(fā)亮，需對模具及時進(jìn)行清理，同時模具表面需增加排氣位置。一般來說，每添加 2～ 3%與 ABS 或 AS共混，可以提高 HDT 1 C? 左右。Moldflow 可基于其方程含義，借助簡單虛擬過程，用類似的原理進(jìn)行充填的模擬。 在導(dǎo)入模型的時候選取劃分網(wǎng)格的類型為表面網(wǎng)格（ Fusion），然后，在網(wǎng)格劃分高級選項中把 Goble edge length 設(shè)置為 ， IGES Merge tolerance（合并容差）設(shè)為 ，進(jìn)行網(wǎng)格的自動生成。利用 Moldflow 中的優(yōu)化分析尋找最佳澆口位置。 MPI 默認(rèn)的控制方 式是先進(jìn)行 Velocity Control，當(dāng)模腔填充到 %的時候轉(zhuǎn)換為 Pressure Control。所以應(yīng)該提高注塑壓力。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 Filling phase: Status: V = Velocity control P = Pressure control V/P= Velocity/pressure switchover || | Time | Volume| Pressure | Clamp force|Flow rate|Status | | (s) | (%) | (MPa) | (tonne) |(cm^3/s) | | || | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V/P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | |Filled | || 圖 Moldflow的分析過程 成型設(shè)備的選擇 經(jīng) Pro/E 測量制品的體積為： V = 3mm 即約 3cm 由于 ABS 的密度范圍為： ? =～ 取平均值則 ： ? =經(jīng)計算質(zhì)量為： ?Vm? =179。 則： 33m a x cmcmG ????? 因此，該型號的注射機(jī)的一次注射量能滿足要求 。 經(jīng) Pro\E分析， 制品與流道在分型面上的垂直投影面積之和為： cmS ? 由 [2]表 22“ 常選用的平均型腔壓力 ” 選用 ABS 的平均型腔壓力是 35Mpa 。為了使主流道的中心線與注射 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 機(jī)噴嘴的中心線相重合，模具定模板上凸出的定位圈應(yīng)與注射機(jī)固定模板上的定位孔呈松動的間隙配合。 由于已經(jīng)選擇的注射機(jī)型號為 XS― ZY― 500 型，具有液壓 機(jī)械合模機(jī)構(gòu)，其最大開模行程是由肘桿機(jī)構(gòu)的最大行程決定的，而不受模具厚度的影響，當(dāng)模具厚度變化時可由其調(diào)模裝置調(diào)整。開模時動模與定模分離以便取出塑料制品。其中包含了四個內(nèi)推管、四個外推管、外推件板、內(nèi)推件板。各部分的尺寸參考標(biāo)準(zhǔn)模架以及同類型的模具結(jié)構(gòu)。以免由于長久的使用而是導(dǎo) 套在臺肩出切斷，延長使用壽命。分型面是決定模具機(jī)構(gòu)形式的重要因素，它與模具的整體機(jī)構(gòu)和模具的制造工藝有密切關(guān)系，并且直接影響著塑料熔體的流動充填特性及塑件的脫模，因此，分型面的選擇是注射設(shè)計的一個 關(guān)鍵。 考慮側(cè)向軸拔距，一般機(jī)械式分型抽芯機(jī)構(gòu)的側(cè)向抽拔距都較小，因此，選擇分型面時應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動、定模的開合方向上，而將短抽拔距 作為側(cè)向分型或抽芯。結(jié)合塑件的尺寸形狀，采用一模一腔結(jié)構(gòu)。對澆注系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計時，一般應(yīng)遵守如下基本原則 [1]： （ 1） 了解塑料的成型性能和塑料熔體的流動特性； （ 2） 采用盡量短的流程，以減小熱量與壓力損失； （ 3） 澆注系統(tǒng)設(shè) 計應(yīng)有利于良好的排氣； （ 4） 防止型芯變形和嵌件位移； （ 5） 便于修整澆口以保證塑件外觀質(zhì)量； （ 6） 澆注系統(tǒng)應(yīng)結(jié)合型腔布局同時考慮； （ 7） 流動距離比和流動面積比的校核。普通流道澆注系統(tǒng)一般有主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。 方案Ⅰ 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 方案Ⅱ 圖 方案Ⅲ 圖 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 方案Ⅳ 圖 綜上所述，結(jié)合本塑件的外形結(jié)構(gòu)以及使用要求，其成型位置及分型面的選擇在塑件底部平面是幾個方案中最為合理的，故采用方案Ⅲ。 確保塑件質(zhì)量，分型面不要選擇在塑件光滑的外表面，避免影響外觀質(zhì)量，將塑件要求同軸度的部分全部放到分型面的同一側(cè)，以確保塑件的同軸度，要考慮，減小脫模斜度造成塑件大小端