【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 h 菜單中有許多命令可用來檢查網(wǎng)格模型的質(zhì)量，包括 Mesh Statistics（網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)）報(bào)告和其它檢查并顯示網(wǎng)格問題的命令。如：縱橫比檢查、單元重疊及相交檢查、取向檢查、連續(xù)性檢查、自由邊檢查、厚度檢查、重復(fù)次數(shù)和表面網(wǎng)格匹配檢查等。 應(yīng)用診斷工具，進(jìn)行縱橫此診斷，診斷結(jié)果如圖 所示。 圖 縱橫比診斷結(jié)果 由圖中可以看出，存在稍大縱橫比，這將對(duì)分析的正常進(jìn)行與分析結(jié)果的精度產(chǎn)生一定的影響，可以進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化。 B. 縱橫比修復(fù) Mesh 菜單下有一個(gè)叫 Mesh Tools（網(wǎng)格修復(fù)工具）的工具集，這是一個(gè)包含一系列網(wǎng)格修復(fù)工具的對(duì)話框，包括：自動(dòng)修復(fù)（ Auto Repair）、修復(fù)縱橫比（ Fix Aspect Ratio）、自動(dòng)合并（ Global Merge）、合并節(jié)點(diǎn)（ Merge Nodes）、置換對(duì)角邊（ Swap Edge）、匹配節(jié)點(diǎn)（ Match Node）、局部重劃網(wǎng)格（ Remesh Area）、插入節(jié)點(diǎn)（ Insert Nodes）、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（ Move Nodes）、對(duì)齊節(jié)點(diǎn)（ Align Nodes）、調(diào)整單元取向（ Orient Elements）、填充孔（ Fill Hole）、創(chuàng)建邊界（ Create Regions）、光順節(jié)點(diǎn)（ Smooth Nodes）、創(chuàng)建柱體單元（ Create Beams）、創(chuàng)建三角單元（ Create Triangles）、刪除實(shí)體（ Delete 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 7 頁 共 53 頁 7 Entities）和清理多余節(jié)點(diǎn)（ Purge Nodes）等。 應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)、三角形邊等操作，進(jìn)行縱橫此修復(fù) ，修復(fù)結(jié)果如圖 所示。 圖 縱橫比修復(fù)結(jié)果 同樣，應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，對(duì)單元重疊及相交、取向、連續(xù)性、自由邊等進(jìn)行檢查及修復(fù)，診斷修復(fù)后結(jié)果如圖 。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 8 頁 共 53 頁 8 圖 修復(fù)后網(wǎng)格統(tǒng)計(jì) 從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，網(wǎng)格質(zhì)量已基本滿足分析要求。 澆口位置方案優(yōu)化 在制品及模具設(shè)計(jì)中，是否有合適澆口位置直接影響到制品設(shè)計(jì)的工藝性質(zhì)量和模具設(shè)計(jì)制造的可實(shí)現(xiàn)性及成型工藝。因此澆口位置方案應(yīng)有充分考量并實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化。 初始方案 初始方案澆口設(shè)置在齒輪側(cè)面最大輪廓處，具體位置如圖 所示。 圖 側(cè)面澆口位置 對(duì)所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下： （ 1）充填時(shí)間分析結(jié)果 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 9 頁 共 53 頁 9 圖 充填時(shí)間分析結(jié)果 （ 2） V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果 圖 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果 優(yōu)化方案 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 10 頁 共 53 頁 10 優(yōu)化方案是在制件頂面中間勻布設(shè)置 3 個(gè)點(diǎn)膠口，如圖 。 圖 頂面中間澆口位置 對(duì)所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下： （ 1）優(yōu)化后的充填時(shí)間分析結(jié)果 圖 優(yōu)化后的充填時(shí)間分析結(jié)果 （ 2）優(yōu)化后的 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 11 頁 共 53 頁 11 圖 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果 結(jié)論 由充填分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案注射時(shí)間由 縮小到，熔料流動(dòng)比較均勻，到達(dá)結(jié)構(gòu)相同的地方的時(shí)間相同，制件的綜合力學(xué)比較一致穩(wěn)定。 由 V/P 切換時(shí)壓力分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案壓力由 縮小到 ，壓力梯度比較均勻，結(jié)構(gòu)相同的地方壓力一致。 由上述比較可以看出，第二種的優(yōu)化方案在熔料流動(dòng)、注射時(shí)間、壓力及對(duì)制件性能影響等方面都取得了更好的結(jié)果，是一個(gè)優(yōu)化的方案。 由鎖模力分析圖和流動(dòng)前沿溫度分析結(jié)果也可對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證，如圖 。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 12 頁 共 53 頁 12 圖 鎖模力及流動(dòng)前沿分析圖 冷卻工藝方案優(yōu)化 初始方案 （ 1）初始方案設(shè)定 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖 215 所示。在易設(shè)置冷卻系統(tǒng)的定模部分設(shè)置冷卻通道。動(dòng) 模部分未設(shè)置。冷卻介質(zhì)為恒溫水，溫度為 30℃。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 13 頁 共 53 頁 13 圖 初始方案冷卻系統(tǒng) （ 2）初始方案部分分析結(jié)果 對(duì)初始方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下： 圖 冷卻時(shí)間分析結(jié)果 由上圖所示制品最大冷卻時(shí)間為 ，流道最大冷卻時(shí)間為 。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 14 頁 共 53 頁 14 圖 冷卻回路溫度分析結(jié)果 由上圖所示，可以分析出冷卻介質(zhì)出入口溫度差為 ℃。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)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 。 優(yōu)化方案 （ 1）優(yōu)化方案設(shè)定 冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如圖 所示。該方案在動(dòng)模部分設(shè)置了冷卻通道，努力使冷卻更均勻。 圖 優(yōu)化方案冷卻系統(tǒng) （ 2）優(yōu)化方案部分分析結(jié)果 對(duì)初優(yōu)化方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下： 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 16 頁 共 53 頁 16 圖 冷卻時(shí)間分析結(jié)果 圖 冷卻回路溫度分析結(jié)果 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 17 頁 共 53 頁 17 圖 222 全局翹曲變形量分析結(jié)果 （ 3）方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比 方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比如表 。 表 優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比 質(zhì)量控制參量 初始方案 優(yōu)化方案 優(yōu)化效果 制品冷卻時(shí)間 (s) 良好 冷卻回路溫度差 (℃ ) 0 良好 全局翹曲變形量 (mm) 良好 結(jié)論 由冷卻時(shí)間分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案制品冷卻凝固時(shí)間由 縮短到 ，且制件的各處冷卻比較均勻； 由冷卻回路溫度分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案冷卻液出口相對(duì)于入口溫度差由 ℃降到 0℃。 由全局翹曲變形量分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案變形量由 降到 ，且制件各處翹曲變形比較均勻。 由此可見優(yōu)化方案能有效縮短冷卻時(shí)間，提高冷卻回路冷卻效果和保證冷卻的均勻性，能降低制品成型的變形量，是一個(gè)優(yōu)化了的方案。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 18 頁 共 53 頁 18 3 制件的工藝設(shè)計(jì)分析 脫模斜度的意義和影響 通常情況下制件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，也會(huì)產(chǎn)生包緊力，該力作用在凸模或者成型的型芯上；也可粘附作用，塑件是緊貼在凸模的型芯上。為了容易脫模，還要防止塑件表面在脫模時(shí)刮傷和擦毛，在設(shè)計(jì)的時(shí)候塑件表面沿脫模方向一般具有合理的脫模斜度。 脫模斜度的確定 因?yàn)樵撍芰淆X輪為小型制件，所以本次設(shè)計(jì)中采用 1176。的拔模斜度，這樣從外表面到內(nèi)表面，模具的脫模斜度基本正常，能保證正常的脫模斜度要求。 型腔數(shù)量的確定 模具型腔數(shù)量的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速 度、制品的尺寸和精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。該塑件（制件）為小型塑料件，相對(duì)應(yīng)的模具規(guī)格也是小型的。同時(shí)，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)形式。 型腔布局 （ 1） 流動(dòng)長(zhǎng)度要適當(dāng)，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進(jìn)料要平衡，還要使型腔壓力平衡； （ 2） 排位應(yīng)保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求； （ 3） 排位應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)等的空間要求； （ 4） 為了使模具達(dá)到較好的冷卻效果，排位應(yīng)注意螺釘、推桿對(duì)冷卻水孔的影響，預(yù)留冷卻水孔的位置； （ 5） 排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長(zhǎng)寬比例要適中，同時(shí)也要考慮注射機(jī)的要求。 [5] 、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。一模多穴排位時(shí)，要考慮到進(jìn)膠的平衡性，如果有行位應(yīng)優(yōu)先考慮朝 X或 Y 方向運(yùn)動(dòng)便于加工。產(chǎn)品 之間沒有流到時(shí)，可適當(dāng)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。綜合考慮上述排列原則及加工難度、經(jīng)濟(jì)性、效率、成本等因素，又由于本設(shè)計(jì)選擇的 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 19 頁 共 53 頁 19 是一模四腔，故采用縱向上下左右對(duì)稱排列，如圖 ： 圖 型腔布局圖 型腔的結(jié)構(gòu) 由于該模具為一模四腔，考慮到型腔型芯加工的方便性和維修更換零件的方便性，型腔型芯采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，又考慮到型腔型芯是直接與塑膠接觸的零件，對(duì)材料的剛硬度和耐腐蝕性有比較高的要求，因此型腔型芯的材料要比定動(dòng)模板的 材料好，因此型腔型芯選用比較好的進(jìn)口模具不銹鋼 S136H，而定動(dòng)模板選用國(guó)產(chǎn)材料 2Cr13。 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用細(xì)DBI2527A49B40C80L250(GB/T125562021)此種小型細(xì)水口三板模標(biāo)準(zhǔn)模架 [7]，其基本結(jié)構(gòu)如圖 。 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 20 頁 共 53 頁 20 圖 32模架結(jié)構(gòu)示意圖 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 21 頁 共 53 頁 21 表 模具各零部件選材及熱處理表 [8] 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注塑模時(shí)應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范 ,才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推 (頂 )出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào) 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 22 頁 共 53 頁 22 整或與用戶取得商 量再進(jìn)行調(diào)整。 對(duì)塑件體積、質(zhì)量的計(jì)算 對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶提供了塑件（制件）的圖樣及尺寸，使用三維軟件畫出三維實(shí)體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形體積，如圖 所示，查資料知其密度平均值 塑件體積 V1 ≈ 塑件質(zhì)量 m1 ≈ 1V? = ≈ 圖 3D塑件體積測(cè)量示意圖 澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算 運(yùn)用三維軟件可以測(cè)出凝料的體積 V2，如圖 V2= 該模具一次注射所需塑料 體積 V0 = V1+V2 = + ≈ 質(zhì)量 m0 = 0V? = ≈ 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 23 頁 共 53 頁 23 圖 3D凝料體積測(cè)量示意圖 注射機(jī)型號(hào)的選定 近年來我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的《注射機(jī)使用說明》上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，由以上數(shù)據(jù)計(jì)算知，該模具一次注塑所需 塑料，該模具的整體尺寸為300x270x314mm(LxHx 厚度 )參考設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選定型號(hào)為 XS— ZY250 型臥式螺桿注射機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)見下表 ： 表 XS— ZY250型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù) [11] 序號(hào) 主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目 參數(shù)數(shù)值 1 最大注射量 /cm179。 250 2 注射壓力 /MPa 130 3 塑化能力（ g/s） 6 4 拉桿間距（ mm mm） 448*370 5 鎖模力 /kN 1800 6 動(dòng)、定模固定板尺寸 /（ mm mm） 598*520 5 最大模具厚度 /mm 350 6 最小模具厚度 /mm 200 7 最大開模行程 /mm 500 8 噴嘴前端球面半徑 /mm 15 9 噴嘴孔直徑 /mm 3 10 頂出桿根數(shù) 5 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 24 頁 共 53 頁 24 11 注射時(shí)間 /s 2 12 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 2 3 3 5 89 注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核 （ 1）注射量校核 注射量以容積表示 最大注射容積為 Vmax=α V = 250= 式中 maxV 模具型腔和流道的最大容積（ cm3）； V 指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（ cm3），該注射機(jī)為 250cm3； ? 注射系數(shù)，取 ～ ，該處取 。 每次注射的實(shí)際注射量容 積 V0 應(yīng)滿足 V0Vmax，而 V0＝ , Vmax=α V =250= , V0Vmax故符合要求。 （ 2）最大注射壓力的校核 注射機(jī)的額定注射壓力即為該機(jī)器的最高壓力 Pmax=130MPa,應(yīng)該大于注射成型所需用的注射壓力 P0,即 0max pkP ?? 式中 k? —— 安全系數(shù)，常取 k? ＝ ～ 。實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，該 ABS塑件成型時(shí)所需注射壓力 P0為 50MPa～ 60MPa。代值計(jì)算符合要求。 安裝尺寸的校核 參考我國(guó)塑料注塑模具模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在 2021 年發(fā)布的《塑料注塑模模架技術(shù)條件》 (GB/T125562021)和《塑料注塑模架》 (GB/T125552021)