【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 舉例 容易成型制品 PE、 PP、 PS 等壁厚均勻的日用品 一般制品 在模溫較高下成型的薄壁容器類制品 中等黏度塑料盒有精度要求的制品 ABS、 PMMA等有精度要求的工程結(jié)構(gòu)件，如殼件、齒輪等。 加工高黏度塑料、高精度、充模難的制品 用于機(jī)器零件上高精度的齒輪或凸輪等 利用三維制圖軟件 UG 計(jì)算塑件總投影面積近似為： 分A = 2cm 查表 41 得 Mpap ?模 則 100A0 ??? 分模pFF =100=315960N= 所選用的注射機(jī)的公稱鎖模力 0F =1500KN,故注射機(jī)滿足要求。 開模行程的校核 注射機(jī)開模行程是有限的，塑件從模具中取出時(shí)所需的開模距離必須小于注射機(jī)的最大開模行程，否則塑件無法從模具取出。為了保證開模后既能取出塑件又能取出流道內(nèi)的凝料，對(duì)于單分型面注射模具，需要滿足下式： mmHHs )10~5(21 ??? (33 ) S—注射機(jī)最大開模行程； (S=300mm) 1H —推出距離（脫模距離， H1=78mm） 2H —塑件高度；（ H2=76mm） 則 164107678)10~5(21 ??????? HHs 故滿足要求。 13 第四章 Moldflow 模流分析 網(wǎng)格劃分及診斷修復(fù) 首先在 UG 軟件中，將制件模型轉(zhuǎn)換成 igs 格式并導(dǎo)入 MPI 中，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，初試劃分結(jié)果和網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果 及網(wǎng)格診斷 如下圖 和圖 所示： 圖 ： 網(wǎng) 格統(tǒng)計(jì) 圖 ：縱橫比診斷 進(jìn)行網(wǎng)格修復(fù)的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)如下圖： 14 圖 修復(fù)后的縱橫比顯示 最佳澆口位置分析 網(wǎng)格處理好后，選擇的材料為 ABS,然后對(duì)其進(jìn)行最佳澆口位置的分析，澆口的設(shè)計(jì)主要包括澆口的數(shù)目、位置、形狀和尺寸的設(shè)計(jì)。澆口的系列變化都會(huì)對(duì)塑件熔體的填充產(chǎn)生很大影響。澆口設(shè)計(jì)應(yīng)保證提供一個(gè)快速、均勻、平衡、單一方向流動(dòng)的充填模式，避免射流、滯留。凹陷等現(xiàn)象的發(fā)生。 所以在確定成型方案之前，對(duì)制品進(jìn)行最佳澆口位置的預(yù)分析，其結(jié)果如下圖 所示。 由圖 顯示可以看出，澆口設(shè)置的最佳區(qū)域在藍(lán)色區(qū)域，綠色區(qū)域?yàn)檩^好區(qū)域，淡黃色區(qū)域?yàn)檩^差區(qū)域，紅色區(qū)域?yàn)樽畈顓^(qū)域。 圖 澆口位置分析 澆注方案的設(shè)計(jì) 綜合考慮到最佳澆口位置及朔件形狀特征，最終確定了以下兩種澆注方案 15 澆注方案一的設(shè)計(jì) 圖 方案一 澆注方案二的設(shè)計(jì) 圖 方案二 不同澆注方案的 Moldflow 流變分析結(jié)果及其比較 流變分析的目的是通過對(duì)熔融體流經(jīng)流道，澆口填充型腔的過程的模擬，預(yù)測(cè)和顯示熔體流動(dòng)前沿的推進(jìn)方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置，并且優(yōu)化模腔的布局。流變分析包括填充分析和保壓分析。 雖然填充分析過程只是整個(gè)成型周期中的一小部分，但它確實(shí)非常重要的過程，如果填 16 充不充分，則不能進(jìn)行保壓和冷卻過程，因此，為了保證制件質(zhì)量，塑料熔融體必須確保填充充分。填充分析結(jié)果主要包括 填充時(shí)間 、氣穴位置、熔接痕、鎖模力、熔融體流動(dòng)前沿溫度。 (1) 填充時(shí)間 填充時(shí)間指的是熔融體填滿整個(gè)型腔所需的時(shí)間，兩種方案的分析結(jié)果分別如圖 、圖 所示。 圖 充填時(shí)間（方案一） 圖 充填時(shí)間（方案二） 從上圖可以看出，兩種方案都能將制件充滿，方案一的填充時(shí)間為 ，方案二的填充時(shí)間為 ，兩種方案的填充時(shí)間都相差 ， 就充填時(shí) 間而言，兩個(gè)方案都差不多 。 17 (2) 氣穴位置 氣穴是指在塑料熔融體注射充填過程中，模腔內(nèi)除了原有空氣外，還有塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣，塑料局部過熱分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)性氣體等。兩種方案氣穴位置的分析結(jié)果如下圖 和圖 所示。 圖 氣穴位置（方案一） 圖 氣穴位置（方案二） 由上圖可以看出，方案一 比 方案二所形成的氣穴 略 少， 但所處 易于設(shè)置排氣，所以就氣穴位置來說，兩種澆注方案都滿足要求。 18 （ 3） 熔接痕 熔接痕是由模具不同位置澆口處流出的熔融塑料匯聚時(shí)形成的交接痕跡。熔接痕的形成原因是由于各澆口流出熔料經(jīng)過形狀復(fù)雜的型腔到達(dá)匯聚處時(shí)各自的溫度、壓力和速度不完全一致產(chǎn)生的。 在塑料制品成型中，熔接痕不但影響制品的外觀，而且易于產(chǎn)生應(yīng)力集中，影響制品的總體強(qiáng)度。兩種方案所形成的熔接痕的位置分別如圖 和圖 所示 。 圖 熔接痕 （方案一 ） 圖 熔接痕 （方案二） 由上圖可以看出，方案一所 形成的熔接痕比方案二多， 且更嚴(yán)重 。因此，就熔接痕而言，方案二比方案一好。 4）鎖模力 鎖模力即為在進(jìn)行注塑時(shí)閉合模具所需要的力。 鎖模力： XY 圖表示鎖模力隨時(shí)間而變化的 19 情況。計(jì)算鎖模力時(shí)把 XY 平面作為分型面，鎖模力根據(jù)每個(gè)單元在 XY 平面上的投影面積和單元內(nèi)的壓力進(jìn)行計(jì)算。 鎖模力會(huì)隨著型腔的充填而逐漸變化，要降低鎖模力的最大值，最重要的是設(shè)法降低充填所需壓力。兩種方案的鎖模力分析結(jié)果如圖 和圖 所示。 方案一的最大鎖模力約為 噸，發(fā)生在填充時(shí)間為 的時(shí)候；方案二的最大鎖模力約為 噸， 發(fā)生在填充時(shí)間為 的時(shí)候，大大低于 方案一，因此，就鎖模力而言，方案二較好。 圖 鎖模力（方案一） 圖 鎖模力（方案二） 20 （ 5）熔融體流動(dòng)前沿溫度 熔融體流動(dòng)前沿溫度指的是熔融體流動(dòng)前沿到某一節(jié)點(diǎn)的溫度。在制件比較薄的地方，如果這一溫度太低，則會(huì)造成滯流、短射現(xiàn)象的發(fā)生。如果這一溫度太高，則會(huì)使塑料聚合體發(fā)生降解，造成制件的表面缺陷。兩種方案的熔融體流動(dòng) 前沿溫度的分析結(jié)果如圖 和圖 所示。 圖 流動(dòng)前沿溫度（方案一） 21 圖 流動(dòng)前沿溫度（方案二 ) 由上圖可以看出，方案一 和方案二 的熔融體流動(dòng)前沿溫度 都比 較均勻，絕大部分與設(shè)置的模溫 260176。C 相近。因此，對(duì)熔融體流動(dòng)前沿溫度而言， 方案二比較好 。 設(shè)計(jì)方案的選定 由 方案分析的比較得方案二和方案相比；充填時(shí)間，方案二略好；氣穴與熔接痕兩者相差不多；但方案二的鎖模力和流動(dòng)前沿溫度 比方案一好，且方案二的模架比方案一的模架更簡(jiǎn)易，故而此次設(shè)計(jì)選用方案二。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 分型面的選擇 分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，選擇模具分型面時(shí)通?？紤]如下有關(guān)問題： [1] 根據(jù)塑件的某些技術(shù)要求，確定成型零件在動(dòng)模和定模上的配置； [2] 塑件的生產(chǎn)批量； [3] 結(jié)合塑件的流動(dòng)性確定澆注系統(tǒng)的形式和位置； [4] 型腔的溢流和排氣條件； [5] 模具加工的工藝性。 分析零件特點(diǎn)后，發(fā)現(xiàn)零件的外表面有比較高的精度要求， 簡(jiǎn)易分型面示意圖 如下圖 所示： 圖 分型面 22 主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動(dòng)通道，是熔體最先流經(jīng)模具的部分。主流道通常設(shè)計(jì)在模具的澆口套中，在臥式注射機(jī)上主流道垂直于分型面，為使凝料能順利拔出，設(shè)計(jì)成圓錐形，選用材料為 P20，熱處理要求淬火53～ 57HRC。主流道各部分尺寸如下圖 所示： 圖 主流道個(gè)部分尺寸 按照前面所選取的注射機(jī)的參數(shù)和設(shè)計(jì)要求主流道各部分尺寸計(jì)算如下： 主流道小端直徑 mmmmRd )()1~( ??????? 主流道球面半徑 1 4 m m2 m m122)~(1SR 1 ????? R ； 主流道錐角 α＝ 2176?！?6176。，為了方便拉出主流道，這里取 α＝ 2176。； 主流道長(zhǎng)度 L＝ 100 主流道大端倒圓角：為使融料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=2mm 的圓弧過渡。 主流道襯套的設(shè)計(jì) 因?yàn)樵跐沧⒊尚蜁r(shí)，主流道要與高溫熔料體和注塑機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，所以本設(shè)計(jì)不將主流道直接開在定模板上，而是設(shè)計(jì)成獨(dú)立的主流 道襯套，然后將它嵌入到定模座板中。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)主流道的加工和熱處理以及襯套本身的選材等工作帶來很大的方便，而且在主流道損壞以后，也便于修整和更換，符合生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。 本次設(shè)計(jì)所選用的澆口套為把澆口套與定位圈設(shè)計(jì)成整體形式，澆口套與模板間的配合采用 H6/M6 的過渡配合，用螺釘定位于定模座板上，此種設(shè)計(jì)一般只用于小型注射模，如下圖 所示： 23 圖 澆口套 分流道的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)中考慮到，在保證成型質(zhì)量的前提下盡量縮短流程，減少斷面積 以縮短充填及冷卻時(shí)間，縮短成型周期，減少澆注系統(tǒng)損耗的朔料，因?yàn)樘菪谓孛娣至鞯兰庸そ腥菀?，且熱量損失與壓力損失均不大，為常用形式，故本次設(shè)計(jì)選梯形分流道截面。 梯形截面分流道的尺寸可按下面經(jīng)驗(yàn)公式確定： B= ??? Lm = 1/2 18 1/4= H=2/3B=2/3 = 其中， B— 梯形的大底邊寬度（ mm） m— 塑件的質(zhì)量（ g） L— 分流道的長(zhǎng)度（ mm） H— 梯形的高度（ mm） 梯形的側(cè)面斜角 a 常取 5176。～ 10176。 澆口的設(shè)計(jì) 澆口亦稱進(jìn)料口，是連接分流道與型腔的熔體通道。澆口的設(shè)計(jì)與位置的選擇恰當(dāng)與否，直接關(guān)系到朔件能否完好、高質(zhì)量地注射成型。本次設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口，其截面形狀為矩形，改變澆口的寬度與厚度可以調(diào)節(jié)熔體的剪切速率及澆口的凍結(jié)時(shí)間。 側(cè)澆口尺寸計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式如下： b= 30 )~( A= 30 95 60)~( = (） t=(~)? = （ ） 24 L 取 b——側(cè)澆口的寬度， mm。 A——朔件的外側(cè)面積， mm^2。 t——側(cè)澆口的厚度，慢慢； ? ——澆口處朔件的厚度， mm。 L——澆口長(zhǎng)度， mm。 拉料桿和冷料穴設(shè)計(jì) 冷料穴一般開設(shè)在主流道對(duì)面的 動(dòng)模板上，其標(biāo)稱 直徑與主流道直徑相同或略大一些，深度約為直徑的 1～ 倍， 最終要保證冷料的體積小于冷料穴的體積。本設(shè)計(jì)采用帶倒錐形的 冷料穴拉出主流道凝料的形式。結(jié)構(gòu)如圖 ： 圖 冷料穴及拉料桿 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 排氣系統(tǒng)的作用是在注射成型過程中，將型腔中的氣體有 序而順利地排出，以免塑件產(chǎn)生氣泡、疏松等缺陷。注射過程中需要排出的氣體有：澆注系統(tǒng)和型腔中原有的自然氣體，塑料含有的水分在注射溫度下蒸發(fā)而成的水蒸氣，塑料熔體在受熱或凝固時(shí)分解產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體，塑料熔體中某些添加劑的揮發(fā)和化學(xué)反應(yīng)所產(chǎn)生的氣體。一般來說，在模具結(jié)構(gòu)里，氣體能從分型面、頂桿等結(jié)構(gòu)件中自然而然地排出氣體。 采用排氣槽排氣是最簡(jiǎn)單可行的方法，同時(shí)利用頂桿與孔的配合間隙排氣，其間隙為～ ,不過最可靠有效的方法是在分型面上開設(shè)專用排氣槽。 RαdHL 25 第五章 模架的選擇 按進(jìn)料口 （澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點(diǎn)澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具