【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 壁厚為 2mm，注射時(shí)要以很高的注射壓力，才能把流動(dòng)性較好、料溫較高的 PP 材料以較高的注射速度壓入型腔。 V/P 轉(zhuǎn)換時(shí)的壓力如圖 。 圖 V/P轉(zhuǎn)換時(shí)的壓力 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 流動(dòng)前沿處的溫度 圖 顯示了流動(dòng)前沿的溫度分布狀況，溫度相差為 9℃，處于合理范圍，此方案可以實(shí)行。 圖 氣穴產(chǎn)生位置 因?yàn)樵谀＞咧谐嗽械目諝?，還有塑料因局部過(guò)熱分解而生成的低分子氣體，所以在注射過(guò)程中，氣體若不及時(shí)排出型腔，就會(huì)導(dǎo)致大量氣穴產(chǎn)生。氣穴可能導(dǎo)致制品表面有缺陷，甚至可能由于氣體壓縮產(chǎn)生熱量而出現(xiàn)裂痕。 氣穴產(chǎn)生在壺蓋凸緣的底端處，此處為分型面處，可以排氣，方案合理。圖 中紅色圈為氣穴產(chǎn)生的位置。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 氣穴位置 縮痕指數(shù) 縮痕是指制品表面產(chǎn)生陷窩、收縮痕跡、 凹坑等現(xiàn)象，縮痕深度一般比較小，并不影響制品的使用性能和強(qiáng)度，但由于它使光線朝不同方向反射，使產(chǎn)品的外觀達(dá)不到要求。 影響縮痕指數(shù)的參數(shù)主要有保壓壓力、熔體溫度、保壓時(shí)間。延長(zhǎng)保壓時(shí)間可以縮小縮痕深度，但在澆口凍結(jié)之前有效；增加保壓壓力可以降低縮痕深度；適當(dāng)?shù)奶岣呷垠w溫度也可以有效的降低縮痕深度。 如圖 （ 1）為熔體溫度為模溫 50℃，熔體溫度為 220℃，保壓壓力為 時(shí)縮痕指數(shù)圖，其縮痕指數(shù)為 0。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 （ 1）縮痕指數(shù) 如圖 （ 2）為模溫 50℃，熔體溫度為 230℃，保壓壓力為 時(shí)縮痕指數(shù)圖，其縮痕指數(shù)為 %，主要集中在蓋的凸緣和下端處，適當(dāng)?shù)奶岣弑簤毫梢詼p小縮痕程度。 圖 （ 2）縮痕指數(shù) 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 鎖模力 XY 曲線圖 圖 為鎖模力 XY 圖，顯示了隨時(shí)間變化的鎖模力情況，提供了鎖模力的近似值，在 秒左右達(dá)到最大，約為 t。 圖 XY圖 熔接痕分析 熔接痕產(chǎn)生的位置會(huì)出現(xiàn)色差、凹陷等質(zhì)量缺陷，不僅影響塑件的力學(xué)強(qiáng)度，而且影響塑件的外觀。 熔接痕產(chǎn)生的原因：熔體分流匯合時(shí)因制品局 部太薄，或因料溫下降，導(dǎo)致匯合處熔接不良，強(qiáng)度降低或有痕跡。 圖 為熔接痕產(chǎn)生的數(shù)量和位置?？梢钥闯鋈劢雍鄣臄?shù)量一共為兩條，且位于制品上較不敏感的區(qū)域，不影響制品的表面精度和外觀。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 熔接痕 冷卻分析 冷卻系統(tǒng)的模擬設(shè)置為定模側(cè)為環(huán)形水路 如圖 中可知，在定模側(cè)設(shè)置環(huán)形水路，制品在塑件中心達(dá)到最高溫度，且最高溫度達(dá)到 ℃； 圖 在塑件內(nèi)部加入冷卻水井，改進(jìn)冷卻水路。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 如圖 可知在動(dòng)模側(cè)加入水井，最 高溫度由 ℃降為 ℃，并且最深腔處的溫度將為 40℃左右。相比于第一種冷卻方法，第二種方案的冷卻效果明顯更好，所以采用第二種冷卻方案。 圖 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第四章 注射機(jī)的選用與參數(shù) 注射成型離不開注射機(jī)，注射成型工藝又離不開注射機(jī)的各種技術(shù)參數(shù)。注射機(jī)的作用是使塑料均勻地塑化和達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)，并在很高的壓力和較快的速度下注入模腔中。 注射機(jī)的選用 PP材料的密度取ρ =179。，通過(guò)三維軟件繪制出塑件和流道 凝料，即可得出其體積和質(zhì)量。 如圖 和 。 圖 流道凝料質(zhì)量屬性 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 圖 塑件質(zhì)量屬性 得出塑件制品和流道凝料的總質(zhì)量為 M=2*+=， 總體積 V 塑 =2*+= cm179。 流道凝料和塑料制品的注射量應(yīng)小于選用注射機(jī)的額定注射量的 80%，即V 塑≤ 80%V，由此注射機(jī)額定注射量 V≥ cm179。 經(jīng)查表，選用 XSZ100 注射機(jī)，其額定注射量為 100 cm179。 XSZ100 型注 射機(jī)參數(shù) 根據(jù)對(duì)塑件的分析和塑件的質(zhì)量，預(yù)選注塑機(jī)為型號(hào)為： XSZ100 的注塑機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表 ： 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 表 內(nèi)容 參數(shù) 合模方式 液壓 機(jī)械 注射方式 柱塞式 理論 注射量 cm3 75105 螺桿直徑 mm 30 注射壓力 Mpa 164224 鎖模力 KN 630 模具厚 mm max min 400 150 拉桿間距 370*320 模板行程 mm 270 注射速率 g/s 6080 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第五章 分型面的選擇 分型面為選在能夠取出制品或流道凝料的可分離的接觸面。 分型面如圖 ，分型面的選擇要有利于脫模，應(yīng)選在開模方向的最大投影輪廓上，即壺蓋的最大凸緣處。塑件成型均在定模側(cè)，型芯設(shè)置在動(dòng)模側(cè)，塑件冷卻后包緊在型芯上，使塑件留在動(dòng)模，再又推板帶動(dòng)型芯將塑件推出，此分型面的選擇有利于脫模。 此塑件為水壺內(nèi)蓋，對(duì)外觀的光潔度要求較高，分型面選在壺蓋的最大凸緣處對(duì)其外觀無(wú)影響，而且便于清除毛刺和飛邊，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體。 圖 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 第六 章 成型零件設(shè)計(jì) 型腔的設(shè)計(jì) 型腔是成型塑件 外表面的成型零件，是制品結(jié)構(gòu) 、 外表面形狀的復(fù)制。按照其組成方式不同，可以分為：組合式凹模和整體式凹模。組合式凹模又可以分為：整體嵌入式凹模 、 底部鑲拼式凹模 、 局部鑲嵌式凹模和四壁拼合式凹模。以上幾種凹模方式相比較而言，整體式凹模是 不宜變形 、 牢固 、 不會(huì)在塑件上產(chǎn)生接線痕跡 。所以本 次 設(shè)計(jì)采用 整體 鑲嵌式型腔，其優(yōu)點(diǎn)是 制品表面質(zhì)量好 ，成型制品表面無(wú)拼接線 ，適合外觀件的要求。 型腔具體形狀結(jié)構(gòu)如圖 中所示，具體尺寸如圖 中所示。 圖 型腔示意圖 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 圖 型腔二維 圖 型芯的設(shè)計(jì) 凸模即成型塑件 的內(nèi)表面的大型芯。凸模分為： 鑲拼組合結(jié)構(gòu)的凸模 、 整體結(jié)構(gòu)的凸模 和 整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模 。就以上幾種凸模結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō) ，整體結(jié)構(gòu)的凸模多使用于 形狀很簡(jiǎn)單的小模具 或 試制性制品的小模具 ，偶有使用整體結(jié)構(gòu)的凸模，是將 模板 與 凸模 成為一整體來(lái)加工。由于材料 浪費(fèi)太大，所以一般情況下不宜采用。整體鑲?cè)虢Y(jié)構(gòu)的凸模，其結(jié)構(gòu)采用 優(yōu)質(zhì)鋼材，便 于制造加工。鑲拼組合結(jié)構(gòu)的凸模，多應(yīng)用于復(fù)雜制品模具，其特點(diǎn)是便 于加工，質(zhì)量容易得到保證 。 本模具選 用整體鑲?cè)胧浇Y(jié)構(gòu) ，型芯的三維結(jié)構(gòu)如圖 所示 ，二維尺寸如圖 中所示 。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 圖 型芯示意圖 圖 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第七 章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 普通流道澆注系統(tǒng)分為 點(diǎn)澆口 澆注系統(tǒng)和 側(cè)澆口 澆注系統(tǒng)，它們都由 澆口 、 冷料穴 、 主流道 和 分流道 組成。 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)遵循以下設(shè)計(jì)原則： 品的外觀質(zhì)量。任何澆口都會(huì)在制品表面留下痕跡，從而影響外觀質(zhì)量， 澆口的痕跡是不可避免的，為將痕跡的影響降到最低，應(yīng)將澆口設(shè)置在制品的隱蔽位置。 翹曲變形 、 飛邊 、 縮痕 、 填充不足 、 收縮不均 、 熔接痕位 置不理想 等缺陷。 熔融塑料填充到型腔的各個(gè)角落，可避免產(chǎn)生氣穴，使型腔內(nèi)的氣體順利排出 。 ，即一模兩腔，使熔體平均的填充到各個(gè)型腔，以便收縮 均勻。 ，以便使熔體快速的填充滿型腔，減小阻力 ，縮短成型周期，提高模具的經(jīng)濟(jì)效益。 ，應(yīng) 用凝料自動(dòng)脫落 得 形式。 主流道的設(shè)計(jì) 為保證水壺內(nèi)蓋的外觀質(zhì)量，澆口的痕跡要盡量要 小，故采用 點(diǎn)澆口澆注形式。對(duì)于點(diǎn)澆注系統(tǒng)，主流道 要盡可能 的縮短 ，主流道越短，模具 流道料越少 ， 排氣負(fù)擔(dān)越輕，縮短了成型周期，降低了熔體的熱 量損失。 為脫模方便，主流道在設(shè)計(jì)上采用圓錐形，該主流道錐度為 2186。若錐度過(guò)大，容易產(chǎn)生斡流，進(jìn)入空氣，產(chǎn)生氣穴 。 為了防止注射機(jī)噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套采用了優(yōu)質(zhì)鋼，硬度為3743HRC。錐孔內(nèi)壁粗糙度 Ra 為 m，以加強(qiáng)內(nèi)壁的耐磨性，并降低注射中產(chǎn)生的 阻力。 澆口套參數(shù)（ MISUMI）： SXGM13L40P2A1。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 3D澆口套 圖 二維澆口套 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 分流道的設(shè)計(jì) 分流道采用平衡分布，此種布置可以使熔體進(jìn)入各型腔的距離 相同 ，在相同的工藝條件 下同時(shí)填滿，同時(shí)冷卻，同時(shí)固化，收縮率相同，有利于保證制品的質(zhì)量 精度。下圖為流道布局。 圖 流道布局 分流道截面形狀可以是圓形、 矩形 、 梯形 、 半圓形 和 U 形等。 U形截面分流道熱量損失僅大于圓形和正方形截面的分流道，但其加工容易，又比圓形和正方形截面流道容易脫模，所以 U 形截面分流道具有良好的綜合性。根據(jù)以上U 形分流道的優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用 U 形分流道。如圖 所示。 圖 分流道截面尺寸的計(jì)算： 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 LmB ?? 式中： B —— 梯形大底邊的寬度 (mm)； m —— 塑件的重量 (g)；本次設(shè)計(jì)的塑件質(zhì)量為 ； L —— 分流道的長(zhǎng)度 (mm) 為 152mm。 故 4 6 5 ??B =（㎜） 由于塑料經(jīng)過(guò)分流道后還有要經(jīng)過(guò)點(diǎn) 澆口套才 能 到 達(dá) 澆口處 ,所以 B 的值不能取太小，本次設(shè)計(jì)取 B=6mm BH 32? 式中 ： H —— U形的高度。 把 B=6mm 代進(jìn)式 計(jì)算得： H = 4（㎜） 澆口的設(shè)計(jì) 采用點(diǎn)澆口澆注系統(tǒng)，點(diǎn)澆口有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）位置有較大的自由度，方便多點(diǎn)進(jìn)料。分流道在流道推板和定模板之間，不受型芯和型腔的阻礙。 （ 2） 澆口附近殘余應(yīng)力小 。 （ 3） 澆口 可自行脫落，留痕小 。 澆口位置的選擇也是至關(guān)重要的，澆口位置的正確與否直接關(guān)系到制品的質(zhì)量和注射過(guò)程能否順利的進(jìn)行。澆口位置的選擇應(yīng)注意以下事項(xiàng)： （ 1）澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程最短。 （ 2）避免塑料在流入型腔時(shí)直沖 型芯 、 型腔壁 或嵌件，應(yīng)使塑料能盡快流入型腔的各個(gè)部位，以避免型芯或嵌件變形 。 （ 3）澆口應(yīng)設(shè)置在制品上最易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響制品的外 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 觀。 由前文 moldflow 分析可知 ，最佳澆口位置位于塑件頂部中心處。 點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表 。 表 點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)參數(shù) 序號(hào) d E G 1 2 3 4 5 6 7 點(diǎn)澆口保證了塑件外觀的光潔性，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)脫模 。澆口的設(shè)計(jì)選用了表 中的第 4組，截面為 的圓形截面。澆口的設(shè)計(jì)如圖 。 圖 點(diǎn)澆口的設(shè)計(jì) 為改善塑料熔體流動(dòng)狀況及安全起見(jiàn)，點(diǎn)澆口處要做凹坑，見(jiàn)圖 。 大連工業(yè)大學(xué) 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 點(diǎn)澆口如開得太大，開模時(shí)澆口難以拉斷；其錐度開 得太小，開模時(shí)澆口塑料被切斷點(diǎn)不確定，易使制品表面（澆口處）留下一個(gè)細(xì)小的尖點(diǎn)，此尖點(diǎn)需手