【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 riangles 7236 Nodes 3612 Beams 0 Connectivity regions 1 Mesh volume cm^3 Mesh area cm^2 Edge details Free edges 0 Manifold edges 10854 Nonmanifold edges 0 Orientation details Elements not oriented 0 Intersection details Element intersections 18 Fully overlapping elements 0 Duplicate beams 0 Surface triangle aspect ratio Minimum aspect ratio Maximum aspect ratio Average aspect ratio Match ratio Match ratio % Reciprocal ratio % 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 圖 31制圖網(wǎng)格優(yōu)化分析結(jié)果 有網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計(jì)表格可以看出聯(lián)通域?yàn)?1，自由邊為 0，為定向單元為 0，交叉單元為 0，網(wǎng)格匹配率大于 85%，顯然網(wǎng)格劃分及修改符合要求。 最佳澆口的位置的分析結(jié)果如圖 32 （ 1） 方案一：考慮下制件，采用一模一腔，測(cè)澆口設(shè)置如圖 圖 33 （ 2） 方案二：考慮一模兩腔，采用潛伏式澆口，進(jìn)行分析 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 圖 34 (1) 澆注時(shí)間 注射時(shí)間是成型周期的重要組成部分，是決定注射成型效率和塑件質(zhì)量的一項(xiàng)重要因素。注射時(shí)間是指注射開(kāi)始到塑料熔體充滿模具型腔的時(shí)間。注射時(shí)間縮短，取向下降，剪切速率增加，絕大多數(shù)的塑料的表觀粘度均下降，對(duì)剪切速率敏感的塑料尤其這樣。 圖 33是兩種澆口方案的注射時(shí)間圖。 圖 36 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 圖 37 兩種方案澆注時(shí)間： 方案（一）的澆注時(shí)間為 ； 方案（二）的澆注時(shí)間為 。 由澆注時(shí)間比較方案選擇澆口放在工件外側(cè)澆口 澆注時(shí)間比較短，但兩者相差不大。 (2) 流動(dòng)前沿溫度 溫度對(duì)熔體的充模流動(dòng)能力、塑件的冷卻速度和成型后的塑件性能有直接影響。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 圖 38為兩種方案的流動(dòng)前沿溫度 兩種方案的流動(dòng)前沿溫度： 方案（一）的溫度范圍 ～ （ c? ）； 方案（二）的溫度范圍 ～ （ c? ）。 第二種方案的溫度范圍小些。 (3) 壓力 壓力包括塑化壓力、注射壓力和保壓壓力。塑化壓力對(duì)熔體的實(shí)際溫度、塑化效率及成型周期均 有影響。注射壓力和保壓壓力塑件的完整性、密實(shí)狀況、質(zhì)量、壁厚、凝料的尺寸等均會(huì)產(chǎn)生影響。 圖 39是兩種澆口方案的壓力圖 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 (4) 氣穴 氣穴應(yīng)當(dāng)位于分形面或者筋骨末端，這樣才容易從模腔間隙中排出，否則就要通過(guò)修改澆口位置、改變制件區(qū)域壁厚或者修改制件設(shè)計(jì)等方法改變困氣的位置，以防止制件出現(xiàn)氣泡、焦痕等相關(guān)缺陷。 圖 310 顯示的是兩種澆口方案的氣穴分布狀況 兩種澆口的方案的氣穴分布情況： 方案（二）的氣穴較多； 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 方案（一）的氣穴與方案（二 ）的比較，相對(duì)較少。 (5) 熔接痕 較多部位出現(xiàn)熔接痕，容易使產(chǎn)品強(qiáng)度降低，特別是在產(chǎn)品可能受力的部位產(chǎn)生的熔接痕會(huì)造成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的缺陷。同時(shí)熔接痕還會(huì)造成產(chǎn)品表面質(zhì)量不過(guò)關(guān)。在使用中可能由于熔接痕處首先裂開(kāi)，影響制件的質(zhì)量。 圖 310是兩種方案的熔接痕分布圖。 圖 311熔接痕分布 考慮到生產(chǎn)率等，綜上所述選擇第二種。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 分型面的選擇通常有以下原則： （ 1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應(yīng)取在塑 件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件流在動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內(nèi)孔較小或者有嵌件時(shí)，為了使塑件留在動(dòng)模，一般應(yīng)將凹模也設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。拔模斜度小或塑件較高時(shí)，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。 （ 2）分型面的選擇應(yīng)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。 （ 3）分型面的選擇應(yīng)有利于成型零件的加工制造。 （ 4）分型面應(yīng)有利于側(cè)向抽芯。 此模具分型面設(shè)在塑料 斷面尺寸最大的部位。如圖 41所示： 圖 41 該塑件為 金龍客車(chē) XMQ6130Y座椅塑料托架 ，表面質(zhì)量無(wú)特殊要求，結(jié)合塑件在模具中的成型位置，塑件的推出位推桿推出等綜合因素根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則可確定此零件采用圖 41所示的分型面比較合適。 型腔數(shù)的確定有多種方法，此處采用注射機(jī)的最大注射量來(lái)確定它的形腔 數(shù)目。 形腔數(shù)目 n根據(jù)公式如下： MMjkMnn /)( ?? （ 41） 式中： k 為注射機(jī)最大注射量得利用系數(shù)，一般取值為 ； 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 Mn注射機(jī)的最大注射量， 3cm 或 g； Mj澆注系統(tǒng)的凝料量， 3cm 或 g； M單個(gè)塑件的體積或者質(zhì)量 ， 3cm 或 g 生產(chǎn) k為注射機(jī)最大注射量得利用系數(shù)?，F(xiàn)取 k值為 。 Mn=125 3cm 。 Mj= 3cm 。 M= 3cm . )( ??? 但考慮模具的制造可行性及復(fù)雜程度等因素，暫定為一模兩腔。 本塑件在注射時(shí)采用一模兩件，即模具需要兩個(gè)型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素，擬采用圖 3所示的型腔排列方式。如圖 42 示 如圖 42 ． 1主流道的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得 XS— ZY— 125型注射成型機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸如下： 噴嘴前段孔徑： mmd 40 ?? 噴嘴前段球面半徑： mmR 121 ? 為了使凝料能順利拔出，主澆道的小端直徑 d 應(yīng)稍大于注射噴嘴直徑 0d 。 mmdd 51410 ?? ????? 主流道入口的凹球坑球面半徑 2R 也應(yīng)大于注射機(jī)噴嘴球頭半徑 1R ，通常為： mmRR )2~1(12 ?? 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 mmmmRR 13112 ??? 主流道要垂直于分型面流道的表面粗糙度 Ra m?.80? 。澆道的半錐角 ? 通常為?2 ～ ?6 。過(guò)大的錐角會(huì)產(chǎn)生湍流或渦流，卷入空氣，過(guò)小的錐角使凝料脫模困難，還會(huì)使充模時(shí)熔體 的流動(dòng)阻力過(guò)大，此處的錐角選用 ?3 。經(jīng)換算得主流道大端直徑mmD 9?? ，為使熔料順利進(jìn)入分流道，可在主流道出料端設(shè)計(jì)半徑 r=1/85mm=。主流道的長(zhǎng)度 L=68mm。 圖 43 臥式注塑機(jī)用模具的冷料井常設(shè)在與主流道末端相對(duì)的動(dòng)模上，冷料井的底部或四周常作成曲折的鉤型或側(cè)向凹槽，使冷料井在分模時(shí)能將主流道凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模上。 根 據(jù)該塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)成依靠頂桿頂出的脫模方式，在冷料井底部設(shè)計(jì)成帶 Z型頭拉料鉤的推桿，即拉料桿。由于拉料桿頭部的側(cè)凹將主流道凝料鉤住，分模即可將凝料從主流道中拉出。拉料桿的根部固定在推件版上，在推出制件時(shí)，冷料也一同被推出，取產(chǎn)品時(shí)向拉料鉤的側(cè)向稍許移動(dòng)，即可脫鉤將制件連同澆注系統(tǒng)凝料一道取下。 分流道在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度的降低，同時(shí)還要考慮減少流道的容積。圓形和正方形的流道的效率最高，當(dāng)分型面為平面時(shí)一般采用圓形的截面流道，但考慮到加工的方便 性，可采用半圓形的流道。一般分流道直徑在 3～ 10mm范圍內(nèi)，分流道的截面尺寸可根據(jù)制品所用的塑料品種、重量和壁厚，以及分流道的長(zhǎng)度由《中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典》第 2 卷中圖 所示的經(jīng)驗(yàn)曲線來(lái)選定，經(jīng)查取 D’ = 較為合適，分流道長(zhǎng)度取 L=100mm，對(duì)于壁厚小于 3mm、重量在 200g以下的塑料制品利用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算分流道的直徑 LGD ? （ 42） 式中： D分流道直徑（ mm） 。 G制件質(zhì)量（ g） 。 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 取 G=8g,L=100mm代入公式所得的分流道直徑擴(kuò)大 25%得 D=4mm。 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動(dòng)比較理想，因此表面粗糙度取 Ra m?? ?？梢栽黾油鈱铀芰系睦鋮s皮層固定，形成絕熱層。 根據(jù)澆口的成型要求及型腔的排列方式，選用側(cè)澆口。側(cè)澆口一般設(shè)置在分型面上，塑料熔體于型腔的側(cè)面充模，其截面多為矩形狹縫，調(diào)節(jié) 其截面的寬度和厚度可以調(diào)節(jié)熔體充模時(shí)的剪切速率和澆口封閉時(shí)間。確定測(cè)澆口尺寸，應(yīng)確定他們對(duì)成型工藝的影響。澆口長(zhǎng)度越長(zhǎng)，澆口上的壓 力降越大；澆口的厚度越厚；澆口封閉時(shí)間越長(zhǎng)；澆口越寬，填充速率越低，流動(dòng)阻力越小，計(jì)算公式如下： b=k/30 A t=1/3 b 式中 A塑件的外表面積 b測(cè)澆口的寬度 t側(cè)澆口的厚度 k塑料系數(shù)， k=~ 。通常 PE,PS 取 計(jì)算的 A= 2mm 帶入的 b= 常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì) 算 塑料熔體充模過(guò)程很短，可認(rèn)為模內(nèi)氣體物理性質(zhì)符合絕熱條件。所需排氣槽的截面面積可用如下公式計(jì)算： （ 51） F 排氣槽截面面積 )( 2m ； 1m 模具內(nèi)氣體質(zhì)量 )(kg ； 0p 模內(nèi)氣體的初始?jí)毫Γ?0p = ； 1T 模內(nèi)被壓縮氣體的最終溫度 )(C? ； t 充模時(shí)間 )(s 。 式中： 模具內(nèi)氣體質(zhì)量，按常壓常溫 C?20 的氮?dú)饷芏?30 / mkg?? 計(jì)算，有 001 Vm ?? （ 52） 式中 ： 0V 模具型腔體積 )( 3m 。 應(yīng)用氣體狀態(tài)方程，可求得上式中被壓縮氣體的最終溫度 )(C? ： （ 53） 式中： 0T 模具內(nèi)氣體的初始溫度 )(C? 由 V=4039mm3 充模時(shí)間 被壓縮氣體最終排氣壓力為 20Mpa 有式（ 53）得： CT ????? 1 12 7 3))(202 7 3( 1 3 0 模內(nèi)的氣體質(zhì)量由（ 52）式得： 001 Vm ?? == 將數(shù)據(jù)代入（ 51）式得：所需排氣槽的截面面積為： F= W=F/h=， 011 27325 tp TmF ??273))(273( ??? ppTT常州工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 因 此排氣槽的總寬度為： w= 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有關(guān)公式： （ 54） 式中 Vq 冷卻水的體積流量 min)/( 3m W 單位時(shí)間內(nèi)注入模具中的塑料重量 min)/(kg 1Q 單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時(shí)所放出的熱量 )/( kgkJ ? 冷卻水的密度 )/( 3mkg ?