【文章內容簡介】 壁厚為 2mm，注射時要以很高的注射壓力，才能把流動性較好、料溫較高的 PP 材料以較高的注射速度壓入型腔。 V/P 轉換時的壓力如圖 。 圖 V/P轉換時的壓力 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 10 流動前沿處的溫度 圖 顯示了流動前沿的溫度分布狀況，溫度相差為 9℃，處于合理范圍，此方案可以實行。 圖 氣穴產生位置 因為在模具中除了原有的空氣，還有塑料因局部過熱分解而生成的低分子氣體，所以在注射過程中，氣體若不及時排出型腔，就會導致大量氣穴產生。氣穴可能導致制品表面有缺陷，甚至可能由于氣體壓縮產生熱量而出現(xiàn)裂痕。 氣穴產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 中紅色圈為氣穴產生的位置。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 11 圖 氣穴位置 縮痕指數 縮痕是指制品表面產生陷窩、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度，但由于它使光線朝不同方向反射，使產品的外觀達不到要求。 影響縮痕指數的參數主要有保壓壓力、熔體溫度、保壓時間。延長保壓時間可以縮小縮痕深度，但在澆口凍結之前有效；增加保壓壓力可以降低縮痕深度；適當的提高熔體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 時縮痕指數圖，其縮痕指數為 0。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 12 圖 （ 1）縮痕指數 如圖 （ 2）為模溫 50℃，熔體溫度為 230℃，保壓壓力為 時縮痕指數圖，其縮痕指數為 %，主要集中在蓋的凸緣和下端處，適當的提高保壓壓力可以減小縮痕程度。 圖 （ 2）縮痕指數 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 13 鎖模力 XY 曲線圖 圖 為鎖模力 XY 圖，顯示了隨時間變化的鎖模力情況，提供了鎖模力的近似值，在 秒左右達到最大，約為 t。 圖 XY圖 熔接痕分析 熔接痕產生的位置會出現(xiàn)色差、凹陷等質量缺陷，不僅影響塑件的力學強度，而且影響塑件的外觀。 熔接痕產生的原因：熔體分流匯合時因制品局 部太薄，或因料溫下降，導致匯合處熔接不良，強度降低或有痕跡。 圖 為熔接痕產生的數量和位置?？梢钥闯鋈劢雍鄣臄盗恳还矠閮蓷l，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 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 14 圖 熔接痕 冷卻分析 冷卻系統(tǒng)的模擬設置為定模側為環(huán)形水路 如圖 中可知，在定模側設置環(huán)形水路，制品在塑件中心達到最高溫度，且最高溫度達到 ℃； 圖 在塑件內部加入冷卻水井，改進冷卻水路。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 15 如圖 可知在動模側加入水井，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 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 16 第四章 注射機的選用與參數 注射成型離不開注射機，注射成型工藝又離不開注射機的各種技術參數。注射機的作用是使塑料均勻地塑化和達到流動狀態(tài)，并在很高的壓力和較快的速度下注入模腔中。 注射機的選用 PP材料的密度取ρ =179。，通過三維軟件繪制出塑件和流道 凝料，即可得出其體積和質量。 如圖 和 。 圖 流道凝料質量屬性 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 17 圖 塑件質量屬性 得出塑件制品和流道凝料的總質量為 M=2*+=， 總體積 V 塑 =2*+= cm179。 流道凝料和塑料制品的注射量應小于選用注射機的額定注射量的 80%，即V 塑≤ 80%V，由此注射機額定注射量 V≥ cm179。 經查表，選用 XSZ100 注射機，其額定注射量為 100 cm179。 XSZ100 型注 射機參數 根據對塑件的分析和塑件的質量，預選注塑機為型號為： XSZ100 的注塑機，其主要技術參數如表 ： 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 18 表 內容 參數 合模方式 液壓 機械 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 2021屆本科生畢業(yè)設計（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，型芯設置在動模側，塑件冷卻后包緊在型芯上，使塑件留在動模，再又推板帶動型芯將塑件推出，此分型面的選擇有利于脫模。 此塑件為水壺內蓋，對外觀的光潔度要求較高，分型面選在壺蓋的最大凸緣處對其外觀無影響，而且便于清除毛刺和飛邊，有利于排除模具型腔內的氣體。 圖 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 20 第六 章 成型零件設計 型腔的設計 型腔是成型塑件 外表面的成型零件，是制品結構 、 外表面形狀的復制。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 、 不會在塑件上產生接線痕跡 。所以本 次 設計采用 整體 鑲嵌式型腔，其優(yōu)點是 制品表面質量好 ，成型制品表面無拼接線 ，適合外觀件的要求。 型腔具體形狀結構如圖 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 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 21 圖 型腔二維 圖 型芯的設計 凸模即成型塑件 的內表面的大型芯。凸模分為： 鑲拼組合結構的凸模 、 整體結構的凸模 和 整體鑲入結構的凸模 。就以上幾種凸模結構來說 ，整體結構的凸模多使用于 形狀很簡單的小模具 或 試制性制品的小模具 ，偶有使用整體結構的凸模，是將 模板 與 凸模 成為一整體來加工。由于材料 浪費太大，所以一般情況下不宜采用。整體鑲入結構的凸模，其結構采用 優(yōu)質鋼材，便 于制造加工。鑲拼組合結構的凸模，多應用于復雜制品模具，其特點是便 于加工，質量容易得到保證 。 本模具選 用整體鑲入式結構 ，型芯的三維結構如圖 所示 ，二維尺寸如圖 中所示 。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 22 圖 型芯示意圖 圖 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 23 第七 章 澆注系統(tǒng)的設計 普通流道澆注系統(tǒng)分為 點澆口 澆注系統(tǒng)和 側澆口 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)的設計原則 設計澆注系統(tǒng)時應遵循以下設計原則： 品的外觀質量。任何澆口都會在制品表面留下痕跡，從而影響外觀質量， 澆口的痕跡是不可避免的，為將痕跡的影響降到最低，應將澆口設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角落，可避免產生氣穴，使型腔內的氣體順利排出 。 ，即一模兩腔，使熔體平均的填充到各個型腔，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，提高模具的經濟效益。 ，應 用凝料自動脫落 得 形式。 主流道的設計 為保證水壺內蓋的外觀質量，澆口的痕跡要盡量要 小，故采用 點澆口澆注形式。對于點澆注系統(tǒng)，主流道 要盡可能 的縮短 ，主流道越短，模具 流道料越少 ， 排氣負擔越輕，縮短了成型周期，降低了熔體的熱 量損失。 為脫模方便，主流道在設計上采用圓錐形，該主流道錐度為 2186。若錐度過大，容易產生斡流，進入空氣，產生氣穴 。 為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套采用了優(yōu)質鋼，硬度為3743HRC。錐孔內壁粗糙度 Ra 為 m，以加強內壁的耐磨性，并降低注射中產生的 阻力。 澆口套參數（ MISUMI）： SXGM13L40P2A1。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 24 圖 3D澆口套 圖 二維澆口套 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 25 分流道的設計 分流道采用平衡分布，此種布置可以使熔體進入各型腔的距離 相同 ，在相同的工藝條件 下同時填滿，同時冷卻，同時固化，收縮率相同，有利于保證制品的質量 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。根據以上U 形分流道的優(yōu)點，本設計采用 U 形分流道。如圖 所示。 圖 分流道截面尺寸的計算： 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 26 LmB ?? 式中： B —— 梯形大底邊的寬度 (mm)； m —— 塑件的重量 (g)；本次設計的塑件質量為 ； L —— 分流道的長度 (mm) 為 152mm。 故 4 6 5 ??B =（㎜） 由于塑料經過分流道后還有要經過點 澆口套才 能 到 達 澆口處 ,所以 B 的值不能取太小，本次設計取 B=6mm BH 32? 式中 ： H —— U形的高度。 把 B=6mm 代進式 計算得： H = 4（㎜） 澆口的設計 采用點澆口澆注系統(tǒng)，點澆口有以下優(yōu)點： （ 1）位置有較大的自由度，方便多點進料。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） 澆口附近殘余應力小 。 （ 3） 澆口 可自行脫落，留痕小 。 澆口位置的選擇也是至關重要的，澆口位置的正確與否直接關系到制品的質量和注射過程能否順利的進行。澆口位置的選擇應注意以下事項： （ 1）澆口位置距型腔各個部位的距離應盡量一致，并使其流程最短。 （ 2）避免塑料在流入型腔時直沖 型芯 、 型腔壁 或嵌件，應使塑料能盡快流入型腔的各個部位，以避免型芯或嵌件變形 。 （ 3）澆口應設置在制品上最易清除的部位，同時盡可能不影響制品的外 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（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。 點澆口的設計參數見表 。 表 點澆口設計參數 序號 d E G 1 2 3 4 5 6 7 點澆口保證了塑件外觀的光潔性，可以實現(xiàn)自動脫模 。澆口的設計選用了表 中的第 4組，截面為 的圓形截面。澆口的設計如圖 。 圖 點澆口的設計 為改善塑料熔體流動狀況及安全起見，點澆口處要做凹坑，見圖 。 大連工業(yè)大學 2021屆本科生畢業(yè)設計（論文） 28 點澆口如開得太大，開模時澆口難以拉斷；其錐度開 得太小，開模時澆口塑料被切斷點不確定，易使制品表面（澆口處）留下一個細小的尖點，此尖點需手