【文章內容簡介】 模具開模 第4章 浴霸面罩注射仿真分析 Pro/e中所掛載的塑料顧問模塊——Plastic Advisor是用來對塑料制品進行注射仿真模擬分析的。主要可以分析塑料在熔體狀態(tài)下進行注射成型過程中的填充狀態(tài)、注射壓力變化以及溫度缺陷等情況。通過分析結果，我們可以找出注射成型過程中的各種不足，以便在模具設計的最初階段及時找到問題，得到有用的信息和設計建議，從而不斷完善和優(yōu)化模具設計。 先創(chuàng)建澆注點，再選取澆注點，然后進入塑料顧問模塊后的界面。 首先選擇一種分析方式，然后設置模型的材料，最后得出分析結果。 進入Pro/e的塑料顧問后，首先澆點進行選擇確定，直接進入最佳澆口位置模擬分析。 最佳澆口位置分析 通過塑料顧問分析面罩最佳澆口位置，右側顏色區(qū)分線條表示由深紅到深藍，澆口位置由差到好，由分析結果可看出面罩表面深藍色部分集中在中心圓孔周圍，最佳澆口位置可以在此范圍內選擇。 由于填充材料時填充位置的選擇會將直接影響到塑件的質量，以及模架的設計。通過分析不同的澆口位置，可以設計出最合理的澆口，從而可以節(jié)省材料，同時提高產品性能。，設在浴霸面罩表面兩個大圓孔和一個小圓孔中間，僅設置一個澆口，將通過此位置注射填充材料。 澆口位置1 ，設在浴霸面罩中心空內部四周，創(chuàng)建了四個澆口，將通過此位置注射填充材料。 澆口位置2，設在浴霸表面中心圓孔四周，將通過此四個位置同時注射填充材料。 澆口位置3：分析項目澆口1澆口2澆口3注塑材料ABSABSABS 材料級別620316203162031最大注射壓力鑄模溫度℃℃℃熔化溫度℃℃℃模型適用性非常適合分析非常適合分析非常適合分析模壓性能填充容易注射位置正確填充容易注射位置正確填充容易注射位置正確可行性高高高注射時間注射壓力熔接線有（3處）有（7處）有（8處）氣泡有有有注塑體積^3^3^3填充合模力壓緊鎖模力估計 @%20（）MPa（）MPa（）MPa壓緊鎖模力估計 @%80（）MPa（）MPa（）MPa壓緊鎖模力估計 @%120（）MPa（）MPa（）MPa鎖模力區(qū)域^2^2^2循環(huán)時間冷卻質量有很大的冷卻問題可能造成噴射問題有很大的冷卻問題可能造成噴射問題有很大的冷卻問題可能造成噴射問題表面溫度變化范圍℃—℃℃—℃℃—℃冷卻時間表面溫度———縮痕質量零件的1%有產生縮痕的傾向零件的1%有產生 縮痕的傾向零件的1%有產生縮痕的傾向在考慮到模架開模拔模容易的前提下，澆口位置2相對合理，模架設計比較容易，同時根據對比數據分析可知，在此位置下注射壓力相對較小，鎖模力較小，注射時間較短，循環(huán)時間較短，氣泡位置對零件整體沒有較大影響。 注射壓力注射壓力受多種因素的影響，比如模具溫度、塑件形狀、壁厚等等。經過分析比較后應選用能滿足性能、外觀以及模塑循環(huán)能力要求的最佳壓力，使得塑件加工更合理有效。分析結果反映出零件上的顏色應是變化的，以保持所需的螺桿的射料速度，比起在填充時控制注射壓力，此方法可以分部從深藍色到紅色注射壓力逐漸增大，由圖可看出澆口位置的注射壓力最大，之后逐漸減小，到注射快結束時注射壓力最小。 注射壓力的分析 流動前沿溫度流動前沿溫度分析圖是用一系列的顏色來表示波前溫度從藍色表示的最小值到紅色表示的最大值的變化過程。圖中的顏色代表填充時該點的材料溫度。 流動前沿溫度分析 由分析結果可看出注射過程中流動前沿溫度幾乎一直保持在最高溫度240℃左右坡前溫度小，符合ABS材料的溫度范圍。 熔接痕 大多數的熔接痕是由模具設計的好壞以及注射時的各種因素所導致的，比如使用的注塑材料不合理，冷卻系統(tǒng)設置不滿足要求等。一般情況下可以通過增加排氣設備及增加強筋措施等方法來解決。 熔接痕分析 ，看出注塑后產生的熔接線基本分布在圓孔邊緣，數量較少，有7處，對成品質量影響較小。 氣泡成型塑件中氣泡的產生基本上是由于在注射成型以及冷卻過程中，注射機的注射速度過于緩慢，以及保壓時間太短、塑料的收縮率太大等一系列因素導致的。為了有效的減少塑件氣泡的形成，需要我們先檢查改善優(yōu)化以上出現的問題，另外也可以氣泡產生的部位設置排氣槽，使得熔體釋放出的空氣能夠及時散開，從而有效地排氣。 通過澆口位置2注料后產生的氣泡結果，數量較多，基本不影響成品質量。 氣泡分析 填充時間 填充時間的快慢直接影響到面罩的表面質量，時間過短或者過長都不利于成品的加工以及后續(xù)的表面鍍層處理。，可以看出每個時刻材料填充的地方。 右側色彩線條由深紅色到深藍色，表示注射從開始到最后完成依次經過的地方。 填充時間分析 冷卻質量進行冷卻質量分析有利于設計出合適的冷卻系統(tǒng)。如果在設計之初能夠了解到模型各個部位的冷卻質量高低，那么冷卻通道與模型表面之間的距離便可以由此進行確定，從而節(jié)省設計時間，提高模具開發(fā)效率，同時也能提高加工產品的質量。 冷卻質量分析 塑件上的冷卻效果可以由分析結果中的表面溫度變化表現出來。在分析模型中，高于正常值的地方就是需要被冷卻的地方。那么必須在此區(qū)域設計出最合理的冷卻系統(tǒng)來冷卻制品，從而來避免塑件產生收縮、翹曲等嚴重缺陷。 ，圖中的綠色表示質量最高，黃色表示中等水平，紅色表示質量最低。由表面分析可以看出邊緣位置的冷卻質量較差，大部分位置冷卻質量較好。壓力降壓力降可以影響填充可行性。一般情況下，如果壓力降超過目標設定壓力的80%，分析結果中的填充可行性就顯示出黃色，如果為目標設定壓力的100%，那么行性就會顯示為紅色，表示填充效果較好。分析結果反映出零件上的顏色分部從深藍色到紅色壓力差逐漸增大，由圖可看出澆口位置的壓力差最小，之后逐漸增大，到注射快結束時壓力差最大。 壓力降分析 縮痕縮痕分析結果一般可以看出塑件在注射成型時可能形成縮痕或著凹坑在模型中的位置，縮痕是由表面特征經過收縮導致的。較為突出的的縮痕一般形成在模型比較厚實的部位，也很有可能在強筋、毅、內部圓角等處形成。，右側色彩線條表示由深藍色到紅色零件注射后縮痕由小到大，縮痕主要分布在面罩倒角處及邊緣位置。 縮痕分析 縮痕陰影 分析結果中的縮痕陰影是用半透明的色彩來顯示出縮痕區(qū)域的位置。 縮痕陰影分析 。 分析結果的匯總報告 第5章 浴霸面罩模具三維設計在計算機技術與機械設計制造兩個領域不斷相互影響的前提下，我們開發(fā)出了許多提高設計制造效率的軟件，如SolidWorks、Mastercam 、Pro/Engineer 、UG等等計算機設計軟件，這些軟件的不斷發(fā)展和優(yōu)化使得模具數字化設計技術也隨之得到了快速發(fā)展。這些軟件各具特色，其中應用最廣泛的Pro/Engineer設計軟件是美國參數技術公司（PTC）推出的新一代軟件，它具有產品設計、裝配、模具設計、分析計算、動態(tài)仿真的等優(yōu)點。模架設計專家EMX是Pro/Engineer中外掛的一個很實用的擴展模塊，可以為模架設計與制造的提供有效的解決方案，同時，將整個設計流程與我們對模架設計的專業(yè)知識融合到一起。擁有多種多樣的模架及附件模具庫，可以干涉檢查和模擬模具開模仿真，所以，現如今的模具企業(yè)基本上都是優(yōu)先采用EMX進行模具設計。 ，設計制造的基本思路：首先建立EMX模具項目以及加載合適的標準模架，然后對模架中多余部分進行刪除，再加入模具標準件，最后對模具結構進行后期改造，由于Pro/E是國外公司研發(fā)的一款設計軟件，因此，在模架的設計中通常選用與GB類似的模架，然后再參照國家標準對模架作一定的修改，最終設計出符合要求的模架[8]。 本設計中浴霸面罩模具所選用的模架為點澆口模架，包括JT板——上模座板、JL板——下模座板、A板——定模板、B板——動模板、U板——支承板、C板——支承塊、以及推桿固定板等。先設置文件的工作目錄，進入到模架設計窗口，之后添加較為合適的標準模架“emx_tutorial_komplett”，將其尺寸定義為800800，然后刪除多余的支撐襯套以及導向件，然后修改模板厚度，將定模板和動模板厚度都定義為100[5,10]。然后定義澆注系統(tǒng)。模架中澆注系統(tǒng)的是指注射機到型腔之間熔融塑料流過的通道，主要包括四個部分：主流道、分流道、澆口以及冷料穴。將襯套型號改為Z512r，將定位環(huán)型號改為K100，選擇直徑為100。接著添加標準元件，一般包括導柱、導套、頂桿、定位銷、螺釘以及止動系統(tǒng)等，將其全部自動添加，可以按照需求修改成合適的。然后添加頂桿、復位桿、拉料桿，定義模板[5,10,13]。 選擇螺桿式注射機 ，型號為XS—ZY—1000 （1）按照注射機的最大注射量來計算出型腔數目： = 公式（） = 1000/ ≈ 式中： K——最大注射量的使用系數，； ——注射機的最大注射量，； ——單個塑件的體積或質量。（2）按照注射機的鎖模力大小來計算出型腔數目：≤ （/P －）/A 公式（） = (45010/35－1860）/110677 ≈ 式中：——注射機的額定鎖模力； P——塑件熔體對型腔的平均成型壓力，P =35MPa ； A——單個塑件在模具分型面上的投影面積， ； ——澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積。 結論：通過以上兩個參數的計算以及根據塑件的形狀大小等，綜合考慮得出該零件設計為一模一件。 澆注系統(tǒng)具有傳送材料、壓力以及熱量的功能，對塑件的質量至關重要。澆注系統(tǒng)的設計直接對模具的整體構造產生影響，同時也影響著塑件的工藝操作難易。 ：結合型腔布置考慮，盡可能采用平衡式分流到布置。盡量縮短熔體的流程，以便降低壓力損失、縮短沖模時間。澆口尺寸、位置和數量的選擇是至關重要的，必須使熔體的流動最穩(wěn)定，避免產生不規(guī)則的流動，以及便于排氣和進料。澆注系統(tǒng)所產生凝料的脫出必須易于所加工塑件的分離以及后期切除和修整處理。設計澆注系統(tǒng)時必須要事先考慮到熔接痕的位置、形狀，以及可能對制品產生的不良影響。 澆注系統(tǒng)的表面的硬度、精度以及表面粗糙度必須滿足要求。 主流道中心和模板中心應盡可能滿足重合條件，如過無法滿足，也應該盡可能縮短兩者的偏離距離。 澆口套 主流道設計一般把連接注塑機的噴嘴與分流道之間的一段通道稱為主流道，實際上與注塑機的噴嘴在一條中心線上，其斷面通常為圓形并且有一定的錐度。主流道的設計要點如