【文章內(nèi)容簡介】 慮分子的取向影響⑤考慮排氣問題⑥考慮制品的外觀質(zhì)量問題等。在模具設(shè)計中，澆口位置設(shè)計有一定的難度。現(xiàn)在利用 MPI 軟件對塑料頂蓋進行分析，自動分析出最佳的澆口位置 。然后根據(jù)相關(guān)分析確定最終最佳的澆口位置。 通過 選擇材料 HIPS（如圖 所示） ，然后將成型條件設(shè)置為默認，通過 立即分析 。 最佳澆口位置分析結(jié)果以圖象的形式 展現(xiàn)。 如圖 、圖 所示，顯示最佳的澆口位置。 圖 選擇材料 產(chǎn)品改良 后模流分析 第 21 頁 共 59 頁 圖 最佳澆口位置（背面） 圖 最佳澆口位置（正面） 通過 MPI 分析，上述結(jié)果 顯示，藍色的區(qū)域為最佳澆口位置，為了可保證注塑過程的熔體平衡性，最好是將澆口設(shè)計在藍色區(qū)域附近。 澆口位置確定 一般情況下，澆口位置的選擇主要是通過相關(guān)分析結(jié)果、塑料件的外觀要求及實際經(jīng)驗來確定的。 MPI 軟件的模流分析作是產(chǎn)品的初步成型分析，主要是根據(jù)最佳澆口位置的分析結(jié)果設(shè)定澆口位置，從而分析產(chǎn)品注塑過程中可能出現(xiàn)的一些問題和缺陷。由于該產(chǎn)品是外部件，背面要求美觀，所以其澆口設(shè)計在正面，由于該制品 外部美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計 第 22 頁 共 59 頁 尺寸是 規(guī)則 的矩形，所以澆口 位置 設(shè)置在 如圖的藍色區(qū)域中心位置。 然后 進行填充分析， 主要是檢驗制品的 填充過程 是否合理，填充是否平衡，能否完成對制件的完全填充，避免出現(xiàn)流動不平衡等 問題。 確定澆日位置 的設(shè)置是否合理，主要為后期加工和分析做出一定的實驗基礎(chǔ) 。 首先可以分析出制品的填充時間。如圖 所示。 圖 最佳澆口位置及填充時間 由分析結(jié)果顯示，如圖 。 制品的填充時間為 s。通過動態(tài)顯示，可以清晰地看到熔體在型腔內(nèi)的流動。 產(chǎn)品改良 后模流分析 第 23 頁 共 59 頁 圖 充填區(qū)域顯示 由上述分析云圖 結(jié)果顯示沒有充不滿 的 現(xiàn)象，等高線顯示流動基本平衡。 所以熔體在行腔的流動能夠在有效時間下充滿。如圖 所示。 圖 氣穴位置顯示 由分析結(jié)果顯示，如圖 。 氣穴位置多數(shù)分布在產(chǎn)品的內(nèi)部，其位子多數(shù)在分型面位置，因此氣體很容易排出，不會影響到美的冰箱頂部塑料該的外觀質(zhì)量。 美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計 第 24 頁 共 59 頁 圖 溶解痕位置顯示 由分析結(jié)果顯示，如圖 。 圖中紅色線條代表熔接痕。熔接痕數(shù)日較少，主要分布在塑件的內(nèi)表面，對塑件外觀無影響。 圖 填充平均速度顯示 由分析結(jié)果顯示，如圖 。填充的平均速度比較均勻，能夠在 s 內(nèi)將行腔填充完全。使得制品在一定時間內(nèi)得到成型。 產(chǎn)品改良 后模流分析 第 25 頁 共 59 頁 通過以上所有云圖 顯示，澆口位置的選擇和基本合理的，無論是在填充時間、溶解痕、氣穴、充填區(qū)域以及充填平均速度上都能夠滿足要求，所以澆口位置設(shè)置在制品的結(jié)合中心（正面），如上圖 所示。 澆注系統(tǒng)的 創(chuàng)建 在美的冰箱頂部塑料蓋的澆注系統(tǒng)的確定上，主要采用的是點澆口，通過一個澆口建立澆注系統(tǒng)，在本次設(shè)計中，我們采用的是熱唧嘴進行澆注，所以其澆注系統(tǒng)相對來說比較簡單。 熱唧嘴的主要優(yōu)點有 ： 1. 無水口料，不需要后加工 。 2. 壓力損耗小。 3. 水口料重復使用會使塑料性能降解。 4. 熱噴嘴采用標準化、系列化設(shè)計，配有各種可 供選擇的噴嘴頭，互換性好。 熱唧嘴的需要外部 訂購，如圖 。 詳 細信息參見模具設(shè)計中的澆口設(shè)計。 圖 熱唧嘴樣圖 冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)建 在模具設(shè)計及制造中設(shè)計合理的冷卻系統(tǒng)是非常重要的，他能夠大大提高我們的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量。合理的均勻冷卻和縮短成型周期是冷卻系統(tǒng)最大的兩個條件。美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計 第 26 頁 共 59 頁 現(xiàn)創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)，水道直徑取 8mm。初步擬定冷卻水道的設(shè)計方案，如圖 所示。同時也顯示出的是水流道介質(zhì)溫度。 圖 冷卻水道分布及水流道介質(zhì)溫度 由分析結(jié)果顯示，如圖 。 回路中的冷卻介質(zhì)的生溫應該小于 2 一 3℃，而圖中顯示冷卻水升溫為 ℃。冷卻水道設(shè)計不合理。 通過冷卻分析結(jié)果判斷制件的冷卻效果的優(yōu)劣，根據(jù)冷卻效果計算出冷卻時間的長短，確定成型周期所用時間。在獲得均勻冷卻的基礎(chǔ)上優(yōu)化冷卻管道布局，盡量縮短冷卻時間，從而縮短單個制品的成型周期，提高生 產(chǎn)效 率，降低生產(chǎn)成本。 模具設(shè)計 第 27 頁 共 59 頁 圖 由分析結(jié)果顯 示，如圖 。顯示的最大的冷卻時間為 。其能夠滿足生產(chǎn)制造的要求。 模流分析相關(guān)結(jié)果 通過上述模流分析的到結(jié)果，所確定的 最佳工藝參數(shù)為 :允填時間為 、模具溫度為 70℃、 熔 體溫度為 230℃ 、保壓時間為 12s、冷卻時間為 。 通過上述模流分析，可以為后期的模具設(shè)計中流道和冷卻水道做出一定的參考。就目前的信息顯示，澆注系統(tǒng)的選用比較合理，但是冷卻水道的選用有所欠缺。在第四章模具設(shè)計中將會詳細的對冷卻水道的設(shè)計有所說明和講解。 第 4 章 模具設(shè)計 成型工藝分析 制品信息 本產(chǎn)品為美的冰箱頂部塑料蓋，基本尺寸如圖 ，精度等級為一般精度 (4 級精度 )，制品表面要求光澤，無雜色，無收縮痕跡，有部分面積需要磨砂效果等。 圖 制品基本信息 美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計 第 28 頁 共 59 頁 在塑料制品中，材料的選擇通常根據(jù)制品的使用性能，機械加工性能，所在的工作環(huán)境，以及生產(chǎn)條件和生成成本來考慮。由于美的冰箱頂部塑料蓋是一件外部零件，對機械性能要求不高，主要考慮他的外觀要求及結(jié)構(gòu)功能外，還要考慮成型難易及經(jīng)濟性問題，所以綜合考慮選用 HIPS 材料。 采用 HIPS 主要是因為它流動性好、熔融指 數(shù) MI 偏大、收縮率穩(wěn)定、材料的韌性好。 材料性能及工藝 HIPS 的加工性能很好，可以用許多傳統(tǒng)的成型方法進行加工，如注塑、擠出、發(fā)泡、熱成型、吹塑等。 HIPS 樹脂吸收水分較慢，因此一般情況下不需要干燥；但有時材料表面的水分過多會被吸收，從而影響最終產(chǎn)品的外觀。在 70℃ 干燥 2～ 3 小時即可去除多余的水分。薄膜、片材、型材的擠塑是 HIPS 用的最多的加工方法。 高抗沖聚苯乙烯 HIPS 的加工范圍很寬，因此它是最容易熱成型的樹脂之一。HIPS 熔體的流動性比 ABS（丙烯 丁二烯 苯乙烯共聚物） 高 ，成型收縮率與 ABS 接近，一般在 ～ %；因此用于加工 ABS 的模具也適用于 HIPS 的成型。 HIPS的成型溫度比 ABS 低 20℃ 左右，注塑壓力低 2～ 3MPa。 PP（聚丙烯）材料易老化，耐低溫性能較差。 該產(chǎn)品主要采用注塑成型，其工藝要求大致為： 料筒溫度 180～ 250℃ ，注塑壓力 69～ 128MPa，模具溫度 50～ 80℃ .（這主要是根據(jù)材料要求）。 注塑機選擇 注塑機簡介 注塑機的選用包括兩方面的內(nèi)容：一是確定注塑機的型號，是塑件、塑料、注塑模及注射工藝等所需要求的注塑 機的規(guī)格參數(shù)在所選注塑機的規(guī)格參數(shù)范圍之內(nèi)；二是調(diào)整注塑機的技術(shù)參數(shù)至所需要的參數(shù)。根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量、現(xiàn)有設(shè)備及注射工藝等進行選擇。 不同的注射成型方法，對注射成型設(shè)備的要求及其裝置配置是不同的。用于注射成型的設(shè)備有：通用注射機，熱固性塑料注塑機，特種注塑機成型工藝用注塑機等類別。應用最廣泛的是通用注塑成型機。 通用注塑機按分類方式不同，有多種形式。 模具設(shè)計 第 29 頁 共 59 頁 (1)按注射方向和開合方向分類：臥式注塑機，立式注塑機，角式注塑機。 (2)按鎖模裝置分類：直壓式，肘拐式。 (3)按注射裝置分類：螺桿式，柱塞式，螺桿預塑化型。 注塑機基本參數(shù) 注塑機的主要參數(shù)有公稱注射量 ,注射壓力 ,注射速度 ,塑化能力 ,鎖模力 ,合模裝置的基本尺寸 ,開合模速度 ,空循環(huán)時間等。這些參數(shù)是設(shè)計 ,制造 ,購買和使用注塑機的主要依據(jù)。 (1)公稱注塑量：指在對空注射的情況下 ,注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時 ,注射裝置所能達到的最大注射量 ,反映了注塑機的加工能力； (2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴 ,澆道和型腔時的流動阻力 ,螺桿 (或柱塞 )對熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力； (3)開合模速度：為使模具閉合時平穩(wěn) ,以及開模 ,推出制件時不使塑料制件損壞 ,要求模板在整個行程中的速度要合理 ,即合模時從快到慢 ,開模時由慢到快在到停； (4)注射速率：為了使熔料及時充滿型腔 ,除了必須有足夠的注射壓力外 ,熔料還必須有一定的流動速率 ,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時間或注射速度； (5)鎖模力：注塑機的合模機構(gòu)對模具所能施加的最大夾緊力 ,在此力的作用下模具不應被熔融的塑料所頂開； (6)塑化能力：單位時間內(nèi)所能塑化的物料量。塑化能力應與注塑機的整個成型周期配合協(xié)調(diào) ,若塑化能力高而機器的空循環(huán)時間長 ,則不能發(fā)揮塑化裝置的能力 ,反之則會加長成型周期； 選擇注塑機 通過 Pro/E 建模分析得： (材料密度取 ) 單個塑件 體積 V= 3 = ， 質(zhì)量 m=*=， 投影面積 = 2251923511493 mm?? 由公稱注射量選定注射機 ， 因為美的冰箱頂部塑料蓋是典型的大面積薄壁結(jié) 構(gòu)，所以暫且選用 一模 一 腔，則體積為： 流道凝料 V’=(凝料的體積 (質(zhì)量 )是個未知數(shù) ,根據(jù)手冊取 算 ,由于塑件較大，取 )； 美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計 第 30 頁 共 59 頁 實際注射量為： cmV ????實 ； 根據(jù)實際注射量應小于 倍公稱注射量原則 ,即： 實公 VV ? ??公V 初選 JM650C2 型注塑機，主要技術(shù)參數(shù)如下表。 見表 5. 表 5 JM650C2注塑機參數(shù)表 說明 DESCRIPTION UNIT JM650C2 國際公認型號 International size rating —— 6500/4980 射膠系統(tǒng) INJECTION UNIT 理論注射容積 Shot volume cm3 2300 2704 3206 實際注射量 Shot weight g (克 ) 2116 2488 2950 (oz) 盎司 75 88 104 螺絲直徑 Screw diameter mm 83 90 98 射膠壓力 Injection pressure MPa 216 184 155 螺絲長度直徑比 Screw L:D ratio —— :1 22:1 :1 螺絲行程 Screw stroke mm 425 螺絲轉(zhuǎn)速 Screw speed(stepless) r/min(max) 160 鎖模系統(tǒng) CLAMPING UNIT 鎖模力 Clamping force kN 6500 開模行程 Opening stroke mm 920 模板尺寸 Platen size mmmm 1310x1310 連接柱內(nèi)距 Space between tie bars mmmm 900x900 模板最大距離 Max. Daylight mm 1830 容模量（最薄 最厚） Mold thickness (Min. Max.) mm 350910 油壓頂出行程 Hydraulic ejection stroke mm 265 油壓頂出力 Hydraulic ejection force kN 182 動力 /電熱 POWER UNIT 油壓系統(tǒng)壓力 Hydraulic system pressure MPa 油泵馬達 Pump motor kw 55 模具設(shè)計 第 31 頁 共 59 頁 電熱量 Heating capacity kw 36 溫度控制區(qū)數(shù) Number of temp control zones —— 5+1 其它 GENERAL 油箱容量 Oil tank capacity L 850 機械外形尺寸（ LWH ） Machine dimensions(LWH) mmm 機重 Machine weight Ton 36 分型面的確定 分型面 是 模具用 以取出塑件和 澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面。 一般在動定模的結(jié)合處。 必須選擇塑件斷面輪廓最大的地方作為分型面，這是確保塑件能夠脫出模具的基本原則。 分型面主要對塑件質(zhì)量、模具加工 的生產(chǎn)難易度 都有所影響 。分型面選擇應遵循的一般原則： 、下模邊 3.確保塑件位置及尺寸精度 排氣 慮脫模斜度的影響 。 根據(jù) 上述原因，美的冰箱塑料頂蓋制品的分型面選擇如圖 所示