【正文】 型腔內塑料熔體的推力 T推 (N)可按下式計算 0PkAPApAT ??????? 平均推 式中 T推 型腔內塑料熔體沿注塑機軸向的推力， N； A 塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， 2mm ； p平 均 型腔內塑料熔體的平均壓力， MPa ； P 型腔內塑料熔體的壓力， MPa 0p 注塑壓力； K 壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種，注塑機形式，噴嘴阻力，流到阻力等因素變化，可在 ～ 的范圍選取。如圖 42 所示為注塑機的模板尺寸 圖 42 注塑機的模板尺寸圖 圖 41 注塑機的外形圖 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 24 頁共 46 頁 表 41 注塑機的一些參數(shù) 理論容量 Shot Size (Theoretical) cm3 173 注塑重量 Injection Weight (PS) g 157 注塑速率 Injection Rate g/s 41 塑化能力 Plasticizing Capacity g/s 注塑壓力 Injection Pressure Mpa 197 合模力 Clamp Tonnage KN 1200 移模行程 Toggle Stroke mm 350 最大模厚 Max。 圖 310 熔接痕分析 （ 6） 縮痕指數(shù)比較 縮痕指數(shù)給出了制件上產(chǎn)生縮痕的相對可能性，其值越高，表明縮痕或縮孔出現(xiàn)的可能性越大。 圖 36 充填時間 圖 37 制件平均溫度 （ 2） 制品的流動前沿處的 平均 溫度 如圖 37 所示 。它的分析結果可以作為 MPX 的輸入?yún)?shù)使試?？旖莞咝?。 (3) 有側凹或側孔的制件，當采用自動側向分型抽芯時，除了液壓抽芯能獲得較大的側向抽拔距離外，一般分型抽芯機構側向抽拔距離都較小。耐氣侯性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。所有類型的澆口都可以使用。 注塑模 CAE 技術的發(fā)展和在注塑模設計中的應用 注塑模 CAE技術的發(fā)展 80 年代注塑模 CAE 技術開始從理論研究進入實用化階段，開展了三維流動與冷卻分析并把研究擴展到保壓、纖維分子取向以及翹曲預測等領域。通常由主流道、冷料穴、分流道和澆口等組成。圖中 CD 時間段是保壓階段，在這一階段中熔體仍處于螺桿所提供的注射壓力 之下，熔體會繼續(xù)流入型腔內以彌補熔體因冷卻收縮而產(chǎn)生的空隙。 注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機的加熱料筒內，塑料受熱熔化后，在注塑機的螺桿或活塞的推動下，經(jīng)過噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進入模具型腔內，塑料在其中固化成型 。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 50%～ 80%相比，差距較大。由于采用 CAE 技術大大減少了制造過程中模具的修整和 試模的工作量。最后通過 AutoCAD 軟件繪制產(chǎn)品圖，模具裝配工程圖及主要零件工程圖。 利用注塑模流分析分析技術，能預先分析模具設計的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)，提高產(chǎn)業(yè)效率。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星Ⅰ .K模具有限公司制造多腔 VCD和 DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達到了標準漸開線齒形要求。 ② 在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE技術。采用三坐標測量儀或三坐標掃描儀 實現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM的關鍵技術之一。選擇脫模劑是為了便于脫模，常用的脫模劑有硬脂酸鋅、液態(tài)石蠟和硅油。由定位圈 澆口套 定模座板 1定模板 16 和凹模 3 組成一體，在注射機上固定不動。該機構只在部分注塑模中才有設置。注塑模的 CAE 分析在注塑模設計中可應用于型腔設計、澆口設計、流道設計、制品變形預測和冷卻系統(tǒng)設計，實現(xiàn)優(yōu)化塑料制品設計、塑料模具設計和注塑工藝參數(shù)等功能。 ABS 有極好的抗沖擊強度，且在低溫下也不迅速下降。 分型面設計 分型面是指分開模具取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸面。 結構模擬 MPI 的翹曲分析可以預測塑料制件的收縮和翹曲。 牌號： HAG5210FR。減少澆口的數(shù)量可以避免熔接線 ，改變澆口的位置或改變產(chǎn)品的壁厚能夠移動熔接線的位置。 （ 1）回路冷卻介質溫度、回路管壁溫度的比較 方案 中 的回路冷卻介質溫度、回路管壁溫度如圖 313 所示；回路冷卻介質溫度的溫差和回路管壁溫度的溫差分別為 ℃、 ℃；一般冷卻介質及管壁溫差不超過 3度，所以冷卻系統(tǒng)設計滿足制品冷卻要求 。 （ 2） 注塑壓力校核 注塑壓力的校核是校驗注塑機的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。 如圖 43 所示。 本次模具設計中，計算如下 : 流模塑 VVV ??? 2 = 2+ = 3cm 式中， V模 為成型塑件 的體積，乘以 2 是因為本次的模具是一模四腔 ； V流 為澆注系 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 25 頁共 46 頁 統(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。 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。有時熔接線會在跑道效應產(chǎn)生時形成， 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，熔接線對網(wǎng)格密度很敏感，有時會出現(xiàn)在實際并不存在的地方，有時實際存在，而又顯示沒有。在分析結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)計數(shù) 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 15 頁共 46 頁 流動分析 結果，一部分是 Cool 冷卻分析 結 果，另一部分是 Warp 翹曲分析 結果。使用流動分析用戶可以優(yōu)化澆口位置和加工參數(shù)、預測制件可能出現(xiàn)的缺陷、自動確定取 得流動平衡的流道系統(tǒng)尺寸。要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50~60 度，要求塑件光澤和耐熱時，應控制在 60~80 度。 ABS 無毒、無味，呈微黃色，成型的塑料件較好的光澤。利用注塑模 CAE 技術可以在模具制造前，模擬注塑過程（包括充填、保壓及冷卻）并及早發(fā)現(xiàn)問題，優(yōu)化模具設計和工藝條件設定，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的一個重要發(fā)展方 向。 （ 6） 抽芯機構。 圖 13 典型單分型面注塑模結構 a) 合模 b) 開模 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動模座板； 10復位桿； 11動模墊板； 12動模板； 13導柱； 14導套； 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，又可細分為以下基本的組成部分： （ 1） 定模機構。生產(chǎn)中如果需要改變塑料品種 、更換物料、調換顏色，或者發(fā)現(xiàn)成型過程中出現(xiàn)勒熱分解或降解反應，均應對注射機的料筒進行清洗。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 4 頁共 46 頁 （ 6） 應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術對于提高模具壽命和質量顯得十分必要。 （ 2） 我國塑料模具工業(yè)和今后的主要發(fā)展方向將包括： ① 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計水平及比例。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大 提高。注塑模 CAE 技術，作為提升模具設計效率和質量的手段，也就日漸受到重視。注射成型模具是這種生產(chǎn)方式中的關鍵工藝設備。數(shù)控程序編制好后，可先在計算機上模擬加工過程，以檢驗數(shù)控程序的正確性。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM的集成，并能支持 CAE技術對成型 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 3 頁共 46 頁 過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM技術的發(fā)展。 （ 4） 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟模具。然后開模，由頂出桿頂出制品，完成一個注射成型周期。 O t A t B t C t D t E t Ft AFF 1EE 1t ADP 1P 2P CP C1C 1CBP Bt AP B1B 1P DP E3412時間 t壓力 P圖 1 2 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 6 頁共 46 頁 最后是制件的后處理階段，塑件成型過程中，由于塑化不均勻，或由于塑料在型腔中的結晶、定向以及冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件不可避免地存在一些內應力而導致在使用過程中變形或開裂，因此應該設法消除掉。導向裝置是用以保證動模和定模閉合時位置準確。 CAE 技術的出現(xiàn)，為注塑模設計提供了可靠的保證。 對于邊緣澆口，最小的澆口深度應為壁厚的一半；最小的澆口 寬度應至少為壁厚的兩倍。根據(jù)應用不同可分為超高沖擊型、高沖擊型、中沖擊型、低沖擊型和耐熱型等。對有頂出機構的模具，采取動模邊側向分型抽芯，模具結構較簡單，能獲得的抽拔距離也比較長，故選分型面時應優(yōu)先考慮把制件的側凹或側孔放在動模邊。它首先模擬聚合物在模具中的流動，然后模擬氣體在型腔內的穿透情況 。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 17 頁共 46 頁 圖 38 鎖模力 XY （ 4） 氣穴的分 布 分布在分型面處較合理的，有些許氣困在孔處，這時我們只需在此設置排氣槽即可。 圖 311 縮痕指數(shù) 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 19 頁共 46 頁 （ 7）頂出時的體積收縮率比較 制品的頂出時的體積收縮率如圖 312。 Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 120 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 注塑機重要參數(shù)校核 （ 1）注塑容量校核 國產(chǎn)標準注塑機的標準規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時在對空注塑的條件下，注塑機螺旋桿或柱塞做一次最大行程時所能達到的最 大容量 ( 3cm )。 計算如下 ， 在 UG中注塑模向導中，塑料與澆注系統(tǒng)在分型面 XOY平面投影 面積為 2mm ，所以 因為則 平均推 pAT ?? =25 = 式中 也就是型腔內的塑料熔體沿注塑機軸向的推力 為 ，而注塑機的鎖模力為 1200KN，所以，注塑機的鎖模力符合要求。 （ 3） 鎖模力校核 當高壓的塑料熔體充滿型腔時，會產(chǎn)生一個沿注塑機軸向的很大的推力 T推 ，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔 內塑料熔體的平均壓力。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 22 頁共 46 頁 總體分析結果數(shù)據(jù) 制品經(jīng)分析后，確定的成型工藝參數(shù)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)后的總體分析結果如下： 表 31 總體分析數(shù)據(jù)表 成型工藝參數(shù) ： 模具表面溫度 60℃ 熔體溫度 180℃ 開模時間 5s 注射 +保壓 +冷卻時間方式 自動 充填控制 自 動 速度 /壓力切換 總體參數(shù) ： 材料牌號 HAG5210FR 材料供應商 東莞市鑫煜塑膠有限公司 最大注射壓力 80 MPa 模具溫度 60℃