【文章內(nèi)容簡介】 。更改加工條件對這些影響也是無濟于事。如果澆口設(shè)在模制件的較薄部分，厚壁的部分會形成收縮痕跡和空隙。盡管厚壁部分需要更長的保壓時間，但由于材料在薄壁部分結(jié)晶較快 (圖 1)，厚壁部分將不再有熔料供應(yīng)。結(jié)果 除了會產(chǎn)生光學(xué)和機械問題之外，還會在厚壁區(qū)域增大收縮量，在非增強型塑料中甚至?xí)?dǎo)致翹曲變形。 經(jīng)過 MOLDFLOW 的模擬分析，得到以下結(jié)果： 圖 最佳澆口位置 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 11 根據(jù)澆口選擇原則及 從 分析 圖 中 可知最佳澆口位置在各 個凸緣部分最為合適，因此選擇靠近中間位置的凸緣為澆口進澆位置。 創(chuàng)建澆注系統(tǒng) 及優(yōu)化 澆注系統(tǒng)是熔融塑膠由機臺料筒進入模具型腔的通道，將處于高壓下的熔融塑膠快速、平穩(wěn)地引入型 腔。 澆注系統(tǒng)設(shè)計不好將導(dǎo)致 制品變形和翹曲 ， 其流道和澆口的選擇是否合適 ，對于制品的性能、外觀以及成型周期和生產(chǎn)成本都有很大影響。 同時 有些塑料還會因為澆口設(shè)計不當而導(dǎo)致澆口表壁與熔體之間產(chǎn)生較大摩擦，從而引起塑料褪色。 一模多腔時，應(yīng)使各模腔的容積不致相差太多，否則難以保證制品質(zhì)量， 如圓形澆口與矩形澆口分析對比： 方案一 、二 圓形澆口 與 矩形澆口的充填時間分析對比 ： 充填時間 充滿型腔的時間及到達各個部位的時間 ，充填時間太慢會導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本上升及周期提高，因此在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量提高充填時間。 圖 圖 圓形澆口 充填時間 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 12 圖 矩形澆口充填時間 方案一 、二 圓形澆口 與矩形澆口 澆注系統(tǒng)的縮痕指數(shù) 分析對比： 縮痕指數(shù) 指產(chǎn)品表面產(chǎn)生縮痕的概率，指數(shù)高的部位往往是在低壓力或零壓力狀態(tài)下完成凝固，沒有得到充分的補收縮和壓實，出現(xiàn)縮水的可能性高。負縮痕 指數(shù)表示那些部位存在過保壓現(xiàn)象，在頂出過程中可能會粘模。 從型腔中取出后在沒有外力的約束下，收縮的指數(shù)是最高的。 縮痕指數(shù)過高會導(dǎo)致產(chǎn)品在最后成型時收縮太多而產(chǎn)品尺寸減少，達不到理想的產(chǎn)品質(zhì)量要求。 圖 圓形澆口縮痕指數(shù) 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 13 圖 矩形澆口縮痕指數(shù) 通過對比發(fā)現(xiàn)充填時間圓形澆口比矩形澆口要花 3倍多的時間，縮痕指數(shù)矩形澆口較好。 由于圓形澆口比較難加工而且矩形澆口分析得到的制品效果更好，因此選用矩形澆口作為制品與分流道的中間連接 部分。 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) 及優(yōu)化 冷卻系統(tǒng)對于塑料成型有著重要的影響。 通過 優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局 , 可以 達到使塑件快速、 均衡冷卻的目的 ,從而縮短注射成型的冷卻時間 , 提高勞動生產(chǎn)效率 ,提高制品質(zhì)量，減小廢品率 。如 果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻， 從而使產(chǎn)品質(zhì)量達不到要求。 為了 分析不同 冷卻 系統(tǒng)的 效果 ， 設(shè)置兩道不同水路進行模擬分析對比。 方案一、二 交叉 形冷卻系統(tǒng) 與 平行 冷卻系統(tǒng) 所有變形量的 分析對比 ： 變形，所有因素：變形 總變形量顯示的是產(chǎn)品上每一點變形量 。 在形成最終產(chǎn)品時產(chǎn)品每個部位的變形量多少 。冷卻系統(tǒng)的好壞將會影響產(chǎn)品 冷卻不均勻，從而收縮不均勻，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸不合格，質(zhì)量要求不夠。 在注射過程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 14 圖 圖 平行 冷卻系統(tǒng)的變形 方案一、二 交叉形冷卻系統(tǒng) 與 平行 冷卻系統(tǒng)回路冷卻介質(zhì)溫度的分析對比 ： 回路冷卻介質(zhì)溫度 回路冷卻介質(zhì)溫度指冷卻回路進水 口和出水口的溫度差。冷卻回路溫差不宜超過23度。 溫差過大 會 使模具溫度不均，特別是塑件型腔和模板尺寸很大時，為使塑件的冷卻速度基本一致，可以改變冷卻水管排列形式。 冷卻管道的溫差越小，說明冷卻的效果越好。經(jīng)過分析得出交叉形冷卻系統(tǒng)回路介質(zhì)溫度溫差只有 度 ，而 平行 冷卻系統(tǒng) 溫差有 度 。 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 15 圖 交叉形冷卻系統(tǒng)的回路冷卻介質(zhì)溫度 圖 平行 冷卻系統(tǒng)的回路冷卻介質(zhì)溫度 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 16 對比 仿真分析的 充填時間、塑件所有變形因素、回路冷卻介質(zhì)溫度，交叉排布冷卻系統(tǒng)冷卻效果相對好些，又 出于成本考 慮，型芯部分的冷卻因為有復(fù)位桿、推桿不能與型腔上下相平行的排布冷卻 ，又因為交叉排布的冷卻回路與上下相平行的冷卻效果差不多，為了模具結(jié)構(gòu)的方便性制造，選用交叉排布的冷卻回路。 以上截圖是根據(jù)冷卻系統(tǒng)原則創(chuàng)建的：直徑為 6mm 距離制品高度為 10mm. 以下是根據(jù) 交叉排布 冷卻系統(tǒng)尺寸數(shù)據(jù)得出的分析效果截圖，制品最高溫度、整體溫度都不會很高，說明冷卻 布局 合理。 圖 交叉形冷卻系統(tǒng)的溫度 與制品的關(guān)系 成型窗口分析 確定了矩形澆口的澆注系統(tǒng)、 交叉 形冷卻系統(tǒng) 才能進行成型窗口分析 。 完成以 上 步驟后， MOLDFLOW 會根據(jù)產(chǎn)品的幾何形狀、采用的成型材料、進澆位置和設(shè)定的工藝參數(shù)范圍，經(jīng)過一系列的快速計算，得出不同的成型參數(shù)組合，獲得產(chǎn)品成型效果。 區(qū)域（成型窗口） 橫向為系統(tǒng)推薦的熔溫值范圍，縱向為系統(tǒng)推薦的模溫值范圍，模溫、熔溫和注射時間對制品質(zhì)量的影響有綠色區(qū)域、黃色區(qū)域、紅色區(qū)域。成型參數(shù)在黃色區(qū)域內(nèi)表示： （ 1）制品不會發(fā)生短射。（ 2）最高注射壓力不會超過機臺最高射壓。 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 17 圖 圖 1 成型窗口日志分析結(jié)果： 成型窗口分析結(jié)果 2 分析得出了最佳注射時間、最佳模具溫度和最佳熔體溫度，然后根據(jù)成型窗口的最佳成型參數(shù)進行工藝參數(shù)設(shè)置。 選擇分析類型 （ 1）填充：分析熔融塑膠在注塑段的填充行為。 （ 2）流動，即填充 +保壓：分析熔融塑膠在注塑段的填充行為和保壓效果。 （ 3）冷卻：分析保壓結(jié)束后運水管道的冷卻效果。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 18 （ 4） 冷卻 +流動 +翹曲：分析熔融塑膠的流動和冷卻管道的冷卻效果得出產(chǎn)品收縮值。 分析類型 如 ： 選擇冷卻 +流動 +翹曲進行分析 ： 首先進行工藝參數(shù)設(shè)置選用成型窗口推薦參數(shù)進行工藝參數(shù)設(shè)置。 冷卻回路： 圖 流動回路： 圖 流動回路設(shè)置 翹曲設(shè)置： 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 19 圖 翹曲設(shè)置 完成這三步后點擊立即分析、軟件進行自動分析。產(chǎn)生分析結(jié)果： Flow Cool Warp三個分析文件夾。 1 Flow 文件夾： 分析用于預(yù)測熱塑性高聚物在模具內(nèi)的流動，其分析結(jié)果主要有填充時間、 熔接痕指數(shù)、體積收縮率、 氣穴及熔接痕等。 填充時間 ： 充滿 型腔的時間及 到達各個部位的時 間。 氣穴數(shù)量 ： M01dflow 分析結(jié)果直接給出了成型后氣 穴 的分布及數(shù)量。在模型的上下邊緣聚集著許多氣 穴 ，但這些氣 穴 由于處于分型面位置，都會通過分型面排出；因此，不記錄處于分型面處的氣 穴 數(shù)。氣 穴 數(shù)越小越好。 縮痕指數(shù)： 縮痕指數(shù)指產(chǎn)品表面產(chǎn)生縮痕的概率， 指數(shù)高的部位往往是在低壓力或零壓力狀態(tài)下完成凝固，沒有得到充分的補收縮和壓實，出現(xiàn)縮水的可能性高。負縮痕指數(shù)表示那些部位存在過保壓現(xiàn)象，在頂出過程中可能會粘模。 熔接痕： Moldflow 分析結(jié)果直接給出了熔接痕數(shù)目及位置。對于處于分型面或者對實際外觀基本沒 有影響位置的熔接痕不予記錄。熔接痕當然也是越少越好。 體積收縮率： 是指產(chǎn)品在成型溫度下的尺寸與產(chǎn)品在室溫下的尺寸之差。產(chǎn)品的整體收縮值應(yīng)趨于均勻，這樣可以有效減少產(chǎn)品翹曲和縮水。 2 Cool 文件夾： 冷卻分析用來分析模具內(nèi)的熱傳遞，主要包含翅件和模具的溫度、冷卻時間等。冷卻階段對制件質(zhì)量影響非常大，冷卻的好壞直接影響著制件的最終表面質(zhì)量、制件殘余應(yīng)力和結(jié)晶度等。冷卻時間的長短決定了制件脫模時的溫度和成型周期的長短，直接影響到產(chǎn)品成本的高低。 溫度制品 ：產(chǎn)品不同部位的溫度差異，尤其是型芯和型腔溫差較大是引起 產(chǎn)品翹曲、延長成型周期的主要原因。 模具溫度： 模具溫度顯示的是和產(chǎn)品表面接觸的模壁的溫度，是顯示產(chǎn)品整體溫度廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 20 均勻性的一個重要結(jié)果。 3 Warp 文件夾： 變形，所有因素： 變形。 總變形量顯示的是產(chǎn)品上每一點變形量。 變形，不同的冷卻：變形。是指冷卻因素引起的變形量。 變形，不同的收縮：變形。指收縮因素引起的變形量。 變形，取向因素：變形。 指分子取向因素引起的變形量。 在這三項因素中，引起翹曲的主要原因是產(chǎn)品收縮不均。 注射工藝參數(shù)的優(yōu)化 完成了 MOLDFLOW 分析 的 基本操作步驟后， 分析 引起制件注塑效 果不佳的各方面因素： 1熔融塑料流動的影響 注射成型最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。引起制件缺陷 (如氣穴、熔接痕 /熔接線、短射、制件的翹曲 )的原因、流動時間的長短等都與熔料在模具中的流動方式有關(guān) 。 因此需要不斷改進澆注系統(tǒng)的流道、澆口的形狀來達到最佳流動方式從而獲得最佳制件效果。 2 冷卻系統(tǒng)的影響 冷卻系統(tǒng)對模具和制品溫度場的影響 , 優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局 , 達到使塑件快速、 均衡冷卻的目的 ,從而縮短注射成型的冷卻時間 , 提高勞動生產(chǎn)效率 ,提高制品質(zhì)量， 減小廢品率 ,提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 3 影響制品產(chǎn)生翹曲的因素主要有三個： 冷卻差異 由于模腔內(nèi)溫度分布不均勻 在公母模之間存在度差異 導(dǎo)致產(chǎn)品在厚度上有溫度差異 溫度高的一面冷卻較慢 這收縮較大 產(chǎn)品會向冷的一面拱起 造成翹曲變形 。 收縮差異 這里指的產(chǎn)品不同部位的體積收縮差異 由于塑制品一般存在厚度差別 薄壁和厚壁部分的結(jié)晶度不同 造 成收縮 不 均勻 引起翹曲 取向差異 取向收縮實際上是平行分子排列方向與垂直分子列方向的收縮差異 ， 一般說來 塑料流動方向和垂直流動方向上的 收 縮是不一樣的 特別是加入玻纖材料后造成取向上的巨大收縮差異引 起翹曲 。 一模多腔的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真分析 21 根據(jù)影響注塑效果不好的各方面因素逐一進行 優(yōu)化 改進。由于 在創(chuàng)建澆注系統(tǒng)時 已對澆口形狀、冷卻系統(tǒng)的布局進行了分析優(yōu)化 ，在此基礎(chǔ)上 再 進行工藝注射參數(shù) 的優(yōu)化： 方案一 、二不同的 注射工藝參數(shù) 進行仿真分析 對比 ： （ 1） 熔接痕 Moldflow 分析結(jié)果直接給出了熔接痕數(shù)目及位置。對于處于分型面或者對實際外觀基本沒有影響位置的熔接痕不予記錄。熔接痕當然也是越少越好。 在分析中方案一成型推薦注射參數(shù)的熔接痕比方案二中少，說明制品中遺留熔接痕少，產(chǎn)品最終外表美觀，成型質(zhì)量也好。 成 圖 成 型推薦注射參數(shù) 的熔接痕 圖 非成型推薦注射參數(shù) 的熔接痕 （ 2） 充填時間 充填時間太慢會導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，生產(chǎn)成本上升及周期提高，因此在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下盡量提高充填時間。 根據(jù)分析的結(jié)果得出成型推薦參數(shù)的充填時間遠遠 小于非成型推薦參數(shù)的 充填時間。說明成型參數(shù)的工藝參數(shù)相對合理，有助于提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率，企業(yè)的經(jīng)濟效益。 廣東技術(shù)師范學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 22 成 圖 成 型 推薦注射參數(shù) 充填時間 圖 非成型推薦注射參數(shù) 充填時間 （ 3） 變形，所有因素：變形 在形成最終產(chǎn)品時產(chǎn)品每個部位的變形量多少。 工藝參數(shù)的模具溫度、熔體溫度 高低不同 影響冷卻系統(tǒng)的溫度高低 進而 影響產(chǎn)品冷卻不均勻，從而收縮不均勻，最終導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸不合格，質(zhì)量要求不夠。 在注射過程中，塑件冷卻速度的不均勻也將形成塑件收縮的不均勻，這種收縮差別導(dǎo)致彎曲力矩的產(chǎn)生而使塑件發(fā)生翹曲。 成 成 圖 成 型推薦注射參數(shù) 的 所有 變形