【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》表 2474，選定滑槽高度為 12mm，滑槽寬度為 9mm，材料選為 T10A，熱處理 54～ 58HRC。 側(cè)抽芯動(dòng)作完成后，滑塊應(yīng)留在所要求的位置上，不可任意滑動(dòng)，以便合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜孔中 ， 該設(shè)計(jì)采用 鋼珠聯(lián)合彈簧 定位形式 。鋼珠直徑 7mm，彈簧絲直徑 1mm。 綜合實(shí)際情況，本模具采用斜導(dǎo)柱安裝在定模，滑塊安裝在動(dòng)模的。斜導(dǎo)柱傾斜角選為 20176。，則斜導(dǎo)柱有效工作長(zhǎng)度為 L=S/sin20176。，其中 S 為抽芯距。 即 L2=13/sin20176。 =38mm 斜導(dǎo)柱直徑取決于斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲力，按斜導(dǎo)柱所受的最大彎曲應(yīng)力小于其許用彎曲應(yīng)力的原則，直徑的計(jì)算公式為 d=3 [ ]PH??彎= 3 10? m= （ 73） 其中 P為斜導(dǎo)柱所受的彎曲力 ,主要取決于抽拔力 Q 和傾斜角α，其簡(jiǎn)化計(jì)算公式為 ?cosQP? ； （ 74） 在這里 P=?20 = H是抽芯孔中心與 A 點(diǎn)的垂直距離（ mm）； `13 ? ?彎? 是斜導(dǎo)柱材料的許用彎曲應(yīng)力（ MPa），可取 ? ?彎? =300MPa。經(jīng)計(jì)算與校核，斜導(dǎo)柱直徑選則 d=16mm。 8. 溫度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的選擇 模具溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 (1)尺寸精度 對(duì)一般塑件 ,必 須使模溫較低 ,并保持恒定溫度 ,以減少塑件成型收縮率的波動(dòng) ,提高塑件尺寸穩(wěn)定性； (2)形狀精度 模具型芯和型腔的各部分溫差太大 ,會(huì)使塑件收縮不均勻?qū)е侣N曲變形 ,特別是對(duì)于壁厚不一致和形狀復(fù)雜的塑件 ,常常會(huì)出現(xiàn)因收縮不均勻而變形的情況 ,因此 ,必須設(shè)計(jì)合適的冷卻回路 ,使模具型腔、型芯各個(gè)部分的溫度基本一致，從而使塑件各部分的冷卻速度相同； (3)力學(xué)性能 對(duì)于結(jié)晶型塑料冷卻速度影響其結(jié)晶度，而結(jié)晶度又影響其力學(xué)性能。冷卻速度快，結(jié)晶度低，應(yīng)力開裂的傾向小。一般可采用較高的熔體溫度、較低的模具溫度、較短的保壓 時(shí)間和快速填充，這樣成型條件來減少塑件應(yīng)力開裂的傾向。 (4)表面質(zhì)量 當(dāng)模具的溫度過低時(shí)，會(huì)使塑料熔體粘度提高，流動(dòng)阻力增大，從而出現(xiàn)填充不滿，塑件輪廓不清，或者產(chǎn)生熔接痕或振動(dòng)痕；提高模具溫度即可改善塑件表面狀態(tài)，使塑件表面粗糙度降低。 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 (1)冷卻系統(tǒng)的布置應(yīng)先于脫模機(jī)構(gòu) (2)合理地確定冷卻管道的直徑中心距以及與型腔壁的距離 (3)降低進(jìn)出水的溫度差，普通模具的進(jìn)出水溫差不應(yīng)超過 5℃ (4)澆口處應(yīng)加強(qiáng)冷卻 (5)應(yīng)避免將冷卻水道開設(shè)在塑件熔接痕處 (6)冷卻水路應(yīng)便于加工 和清理。 冷卻裝置的布置如下 `14 圖 81型腔冷卻系統(tǒng) 圖 82滑塊冷卻系統(tǒng) 圖 83 型芯的冷卻系統(tǒng) 9．塑件的 Moldflow 分析 有限元法介紹 Moldflow 軟件的原理是有限元法，有限元法是力學(xué)、計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，由于它在解決工程技術(shù)問題時(shí)的靈活性、快速及有效性，發(fā)展非常神速，其解題范圍包括了各個(gè)領(lǐng)域（固體力學(xué)、流體場(chǎng)、電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、聲場(chǎng)）的數(shù)理方`15 程；其計(jì)算機(jī)程序幾乎能求解數(shù)理方程中的各類問題，是工程技術(shù)人員必備工具，是力學(xué)、 機(jī)械、土木工程、水力等專業(yè)的學(xué)生的必修課。 有限元法是求解復(fù)雜工程問題的一種近似數(shù)值解法，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等各個(gè)學(xué)科，主要分析工作環(huán)境下物體的線性和非線性靜動(dòng)態(tài)特性等性能。 有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對(duì)象的離散化 ， 有限元求解 ， 計(jì)算結(jié)果的處理三部分。曾經(jīng)有人做過統(tǒng)計(jì)：三個(gè)階段所用的時(shí)間分別占總時(shí)間的40%~50%、 5%及 50%~55%。也就是說，當(dāng)利用有限元分析對(duì)象時(shí)，主要時(shí)間是用于對(duì)象的離散及結(jié)果的處理。如果采用人工方法離散對(duì)象和處理計(jì)算結(jié)果，勢(shì)必費(fèi)力、費(fèi)時(shí)且極易出錯(cuò)，尤其當(dāng)分析 模型復(fù)雜時(shí)，采用人工方法甚至很難進(jìn)行，這將嚴(yán)重影響高級(jí)有限元分析程序的推廣和使用。因此，開展自動(dòng)離散對(duì)象及結(jié)果的計(jì)算機(jī)可視化顯示的研究是一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。 有限元 分析的基本步驟和幾個(gè)問題： 離散化：（ 1）單元怎樣劃分？編排單元碼和節(jié)點(diǎn)碼有什么原則？ （ 2）荷載如何移置？ 單元分析：（ 1）節(jié)點(diǎn)力怎樣用節(jié)點(diǎn)位移表示？ （ 2）如何建立以節(jié)點(diǎn)位移表示的節(jié)點(diǎn)平衡 方程式？ （ 3）怎樣去求單元的內(nèi)力（應(yīng)力）？ 整體分析：如何以最快的速度、最少的時(shí)間、最好的方案解出方程組，以得到最佳（可行精度）的結(jié)果？ 有柄 蓋模型前處理 （ 1）網(wǎng)格的劃分，處理，診斷 導(dǎo)入有柄蓋模型，并選擇網(wǎng)格類型為表面模型，設(shè)置全局網(wǎng)格邊長(zhǎng)為 10mm 接著開始劃分網(wǎng)格。劃分完成后進(jìn)行網(wǎng)格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)格數(shù)量 8853，無自由邊，無交叉邊，最小縱橫比 ，最大縱橫比 ?？梢钥闯?，對(duì)于之后要進(jìn)行的翹曲分析，縱橫比過大，需要調(diào)整。進(jìn)行網(wǎng)格的縱橫比診斷，調(diào)整網(wǎng)格縱橫比為小于 18。最后進(jìn)行網(wǎng)格配向診斷，連通性診斷，自由邊診斷等，均沒有問題。 （ 2）分析類型及材料選擇 雙擊 Moldflow 左邊任務(wù)欄的填充，選擇分析類型為“澆口位置”，然后選擇材料為“ TaiwanPP”牌號(hào)為 6331。雙擊任務(wù)欄的“立即分析” 。 `16 圖 91 最佳澆口位置分析 查看分析結(jié)果，如圖 91 所示，藍(lán)色顯示的即為最佳澆口位置。 修改分析類型為“冷卻 +流動(dòng) +翹曲”，為接下來的分析做準(zhǔn)備。 （ 3）澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建 右鍵點(diǎn)擊任務(wù)欄中的注射位置，放置注射位置在杯底中心。點(diǎn)擊“建?！辈藛蔚牧鞯老到y(tǒng)向?qū)?，選擇澆口位置中心作為主流道位置，設(shè)置入口直徑為 3mm，拔模角 3度，長(zhǎng)度為 52mm。接著進(jìn)行連通性診斷，連通性良好。繼續(xù)分析。 用手工方式創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)：使用復(fù)制 /移動(dòng)命令復(fù)制、移動(dòng)節(jié) 點(diǎn)，并將它們按順序連接成線，接著選擇網(wǎng)格菜單中的“生成網(wǎng)格”，網(wǎng)格邊長(zhǎng)選擇默認(rèn)。 放置水路進(jìn)出口：右鍵點(diǎn)擊“創(chuàng)建冷卻回路”，放置冷卻液入口，從而完成創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)。如圖 92所示。 圖 92 冷卻回路 `17 初始方案分析結(jié)果輸出 進(jìn)行工藝參數(shù)的設(shè)置：雙擊工藝設(shè)置，彈出工藝設(shè)置向?qū)А? 在冷卻設(shè)置中，設(shè)置模具表面溫度設(shè)為 50C? ；熔體溫度 230C? ，開模時(shí)間 5s，注射 +保壓 +冷卻時(shí)間為自動(dòng)，查看頂出條件為 頂出溫度 93 C? ，頂出凍結(jié)百分比為100%； 在流動(dòng)設(shè)置中，參數(shù)均為自動(dòng)； 在翹曲設(shè)置中，勾選分離翹曲原因復(fù)選框。 準(zhǔn)備就緒，進(jìn)行有柄蓋的“冷卻 +流動(dòng) +翹曲”分析。得出分析結(jié)果。首先查看分析日志，在分析日志中查出最大注塑機(jī)鎖模力為 7噸；最大注射壓力為 ，充填時(shí)間為 ，在充填階段的 ，流動(dòng)速率為 立方 cm 每秒時(shí)，發(fā)生速度與壓力的切換，保壓階段從 開始，在 時(shí)，壓力完全釋放，在 保壓結(jié)束。 生成分析 報(bào)告：選擇需要的分析內(nèi)容并添加生成報(bào)告，報(bào)告如下： 圖 99 制品溫度 在報(bào)告中可以看出，不同的冷卻引起的變形比較大，需要改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，充填時(shí)間為 ，旋轉(zhuǎn)塑件選擇塑件上不同的點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)充填時(shí)間的差值不超過 ，沒有問題。產(chǎn)生氣穴的位置均在分型面上或者在左右滑塊縫隙，杯口邊緣位置，易于排氣，所以沒有問題。在手柄位置有明顯的熔接痕產(chǎn)生，需要改進(jìn)工藝參數(shù)。需求的鎖模力遠(yuǎn)小于注塑機(jī)的最大鎖模力，所以可行。查看回路管壁溫度的溫度偏差為攝氏度，可見冷卻效果是非常好的。制品的上下溫度偏差過高，導(dǎo)致 凍結(jié)時(shí)間不同，影響塑件的頂出，所以冷卻系統(tǒng)需要改進(jìn)。 10. 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 注射量的校核 本塑件采用一模 一 腔的結(jié)構(gòu)， 由 上面的計(jì)算結(jié)果可知： gV = 3cm ； jV = 3cm 故每次注射需要的塑料為： G=+= 3cm `18 由于 注射機(jī) J54S200/400 的 標(biāo)稱 注射量 為 400 3cm ，大于 3cm ， 所以滿足要求 。 鎖模力與注射壓力的校核 由于高壓塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的推力，這個(gè)力應(yīng)小于注射機(jī)的公稱鎖模力，否則將產(chǎn)生溢料現(xiàn)象即： F pA? 分鎖 （ 101） 式中 鎖F — 注射機(jī)的公稱鎖模力（ N），本次設(shè)計(jì)中， 鎖F =900KN； P— 注射時(shí)型腔內(nèi)注射壓力， 由下 表 101得 ： p =25MPa； 表 101 常用塑料注射成型時(shí)型腔平均壓力 單位： MPa 塑件特點(diǎn) 型P 舉例 容易成型的塑件 一般塑件 中等粘度及有精度要求的塑件 高粘度及高精度、難充模塑料 25 30 35 40 PE、 PP、 PS等壁厚均勻的日用品、容器類 在模溫較高的情況下，成型薄壁容器類 ABS、 POM等有精度要求的零件、如殼類 高精度的機(jī)械零件，如齒輪、凸輪等 A分 — 塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和（ mm2） 。 則 分A = nA1+A2 (102) 其中 1A — 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（ mm2） 2A — — 流道凝料（包括澆口）在分型面上的投影面積（ mm2） 本模具采用一模一腔， 因此 分A = 1A = 2 45 16 20?? ? ? = 則 39。2= 25 MPa 60 2. 74 m mF p A? ? ?分 = (103) 得知 39。 10F ??N 所以 注塑機(jī)的鎖模力 能夠 滿足要求。 `19 J54S200/400 注射機(jī)的最大注射壓力為 109MPa，能夠滿足 ABS 塑料成型所需要 T的注射壓力 80~140MPa 的要求。 材料厚度與注射機(jī)開模行程的校核 材料厚度的校核 查文獻(xiàn) [17]得材料 校核 的 公式： min maxH H H?? (104) 式中 minH — 注射機(jī)允許 的最小厚度（ J54S200/400 注射機(jī)的 minH ＝ 165mm）； maxH — 注射機(jī)允許的最大厚度 (J54S200/400 注射機(jī)的 maxH ＝ 406mm)。 則 H=204mm 所以能夠滿足上面的要求。 注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)取出塑件 (包括澆注系統(tǒng) )所需要的開模距，即滿足下式： 12 (5 ~ 10 )kS H H? ? ? (105) 式中 Sk— 注射機(jī)的行程 (J54S200/400 注射機(jī)的 Sk＝ 160mm)； H1— 脫模距離 (頂出距離 ),H1＝ 40mm； H2— 塑件高度 +澆注系統(tǒng)高度 ， H2＝ (46+52)mm=98mm 則 H1+ H2+10mm＝ 148mm160mm 所以能夠滿足要求。 11. 成型零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)構(gòu)形式 成型零部件的結(jié)構(gòu)形式 凹模的結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì) 中小型凹模宜采用整體式凹模，本設(shè)計(jì)采用整體式凹模，這是因?yàn)榘寄０搴穸葹?5mm，比較薄，模板尺寸也較小，采用整體式并不會(huì)浪費(fèi)材料，整體式凹模的優(yōu)點(diǎn)是：`20 強(qiáng)度大，塑件上不會(huì)產(chǎn)生拼?？p痕跡。 凸模的裝配形式有模體與底板一體式，底板裝配式，螺釘配合底板式。本模具屬于小型模具，為了減少模具零件的加工量和便于加工，采用過渡配合（ H7/m6）將型芯壓入模具，型芯底部用凸肩固定。 成型零部件的工作尺寸的計(jì)算 成型零部件中與塑件接觸并決定塑件幾何形狀的各處尺寸，稱為工作尺寸，它包括 型腔深度與型芯高度尺寸、型腔和型芯徑向尺寸、成型零件中心距。根據(jù)與塑件熔體或塑件之間產(chǎn)生摩擦磨損之后尺寸的變化趨勢(shì)，可將工作尺寸分為三類： 1) 孔類尺寸 (A 類 )； 2)軸類尺寸 (C 類 )； 3)中心距類尺寸 (C 類 ).任何制品都有一定的尺寸要求，制品成型后的實(shí)際尺寸與基本尺寸之間的誤差叫制品的尺寸偏差。引起制品產(chǎn)生尺寸偏差的原因很多 ， 據(jù)目前的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來說，主要的原因是來自塑件的收縮率、成型零部件的制造偏差及其在使用過程中的磨損等三方面。 生產(chǎn)中一般根據(jù)制品尺寸允許的公差 ()? 來確定成型零部件的制造偏差 ()z? 及其磨損量 ()c? ，它們關(guān)系如下： 13z? ??。 16z? ??。 利用平均收縮率來計(jì)算，平均收縮率 (Scp)是塑件的最大收縮率 (Scpmax)與最小收縮率 (Scpmin)的和的一半，即： Scp＝（ Scpmax + Scpmin） /2 (111