【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 016。ABS 工程塑料的缺點(diǎn)：熱變形溫度較低，可燃，耐候性較差。因而 ABS 適用于制作一般機(jī)械零件、減摩耐磨零件、傳動(dòng)零件和電訊零件。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第三章 注射機(jī)的選擇及校核 注射機(jī)的選擇 由于塑件形狀不規(guī)則，可通過(guò) UG 對(duì)其進(jìn)行體積分析，分析得其體積為： V件 = ? =～ 澆注系統(tǒng)的體積取塑件的 20%，則： V澆注 = 4V件 20%= 20%= V總 =4V件 + V澆注 = 其總質(zhì)量為： M 總 = V總 ? = = 為了保證制件的質(zhì)量，又可充分發(fā)揮設(shè)備的能力，注射模一次成型的塑料重量應(yīng)在注射機(jī)理論注射量的 50%～ 80%之間為好，則： V注 =V 總247。 80%= 初選注射機(jī)型號(hào)： XZY300 其相關(guān)數(shù) 據(jù)見表 。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 表 XSZY125型注射機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù) 注塑機(jī)型號(hào) XZY300 額定注射量 320cm3 螺桿（柱塞）直徑 60mm 注射壓力 注射行程 150mm 注射方式 螺桿式 鎖模力 1500KN 最大成型面積 最大開合模行程 340mm 模具最大厚度 355mm 模具最小厚度 285mm 噴嘴圓弧半徑 R12mm 噴嘴孔直徑 Φ4 mm 頂出形式 兩側(cè)設(shè)有頂桿，機(jī)械頂出 動(dòng)、定模固定板尺寸 620X520mm 拉桿空間 400X300mm 合模方式 液壓、機(jī)械 液壓泵 流量 、 壓力 7Mpa 電動(dòng)機(jī)功率 17KW 加熱功率 KW 機(jī)器外形尺寸 5300X9400X1850mm 型腔數(shù)目的確定及校 核 因型腔數(shù)量與注射機(jī)的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關(guān)，因此有任何一個(gè)參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據(jù)注射機(jī)料筒塑化速率確定型腔數(shù)量 n ； m mKmn p 1?? （ 31） 式中 K——注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取 ； pm ——注射機(jī)最大注塑 量， g； 1m ——澆注系統(tǒng)所需塑料質(zhì)量， g ； m ——單個(gè)塑件的質(zhì)量， g 。 式中 pm 、 1m 、 m 也可以為注射機(jī)最大注射體積（ cm3）、澆注系統(tǒng)凝料體積（ cm3）、單個(gè)塑件的體積（ cm3）。 塑料 ABS 的密度為 ， 收縮率為 %～ %， 取 平均收縮率為 ﹪ 。 按照塑件零件圖所示的尺寸，用三維制圖軟件 UG 近似計(jì)算如圖 31 所示 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 由上圖的數(shù)據(jù)可知，單個(gè)塑件的體積 V1=。 估算澆注系統(tǒng)的體積： V= 26952 mm3 注射機(jī)最大注射體 V3=320 cm3 由此可求出： n()/=4 本設(shè)計(jì)實(shí)例采用一模兩腔的型腔布局。故取 n=4 滿足要求 。 鎖模力的校核 鎖模力又稱合 模力，是指注射機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力。當(dāng)熔體充滿型腔時(shí)，注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力總是力圖使模具沿分型面脹開，為此，注射機(jī)的合模力必須大于型腔內(nèi)熔體壓力與塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積，即 100A0 ??? 分模pFF (32) 式中 0F ——注射機(jī)的公 稱鎖模力（ N）； 模p ——模內(nèi)平均壓力（型腔內(nèi)的熔體平均壓力 Mpa）； 分A ——塑件、流道、澆口在分型面上的投影面積之和（ 2cm ），見表 41； F——注射壓力在型腔內(nèi)所產(chǎn)生的作用力（ N）。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 表 4 模內(nèi)的平均壓力 制品特點(diǎn) 模內(nèi)平均壓力模p （ Mpa） 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(wú)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。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 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 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 進(jìn)行網(wǎng)格修復(fù)的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)如下圖： 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 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 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 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 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 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(guò)對(duì)熔融體流經(jīng)流道，澆口填充型腔的過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程，如果填充不 充分，則不能進(jìn)行保壓和冷卻過(guò)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） 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 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 。 (2) 氣穴位置 氣穴是指在塑料熔融體注射充填過(guò)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(guò)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。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 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(lái)說(shuō)，兩種澆注方案都滿足要求。 （ 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(guò)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 。 景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 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