【導(dǎo)讀】本文主要研究冰箱用塑料配件。它類似于一個兩通的塑件，在主體蓋。下方的兩端開有側(cè)孔，所以在模具設(shè)計時需要考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。塑過程中很可能會出現(xiàn)陷，因此選擇一個合理的澆口就顯得非常重要。在分析過程中應(yīng)對其進(jìn)行可行性工藝分析，然后對塑件進(jìn)行實體建模，并進(jìn)行相關(guān)計算。首先對型腔數(shù)目及布置方式、分型面、澆注系統(tǒng)、頂出。機(jī)構(gòu)類型、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)等進(jìn)行初步設(shè)計，確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。建模以后利用Moldflow軟件模擬注射過程中熔體的流動情況并進(jìn)行分析，還可以減少試模修整次數(shù)，最重要的是可以提高制品質(zhì)量。

　　

【正文】 P P P P P P 壓力已釋放 P P 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 續(xù)表 32 P P P P P P 結(jié)果分析 （ 1） 注射位置處壓力 從圖 319 可以看出，在速度 /壓力切換點前，壓力為 ，在速度 /壓力切換點，壓力降為 ，然后一直維持到 10s 后降為 0。與預(yù)設(shè)的保壓曲線相似。 圖 319 注射位置處壓力 （ 2） 頂出時的體積收縮率 一般情況下，頂出時塑件的體積收縮率應(yīng)分布均勻，且控制在 3%以內(nèi)。從圖 320 可以看出，塑件頂出時的體積收縮率為 %～ %之間，且分布不太均勻，所以沒有達(dá)到預(yù)定的要求。 圖 320 頂出時的體積收縮率 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 （ 3）凍結(jié)層因子 從圖 321 可以看出，制件凍結(jié)時間總計為 ,從動畫中可以看出澆口在 時凍結(jié)，剩余的時間分流道和主流道開始凍結(jié)。 圖 321 凍結(jié)層因子 （ 4）鎖模力曲線 圖 322 所示為該模型的鎖模力曲線圖。從圖中可以看出模型充填時的鎖模力最大值為 ,遠(yuǎn)小于注射機(jī)的最大鎖模力。 圖 322 鎖模力曲線 （ 5）壓力 從圖 323 可以看出進(jìn)料口的最大壓力為 ,小于注射機(jī)的最大注射壓 力。 圖 323 壓力 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 優(yōu)化保壓方案 根據(jù)以上分析結(jié)果進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整，調(diào)整保壓曲線。 冷卻分析 Autodesk Moldflow 軟件中，冷卻分析用來模擬塑料熔體在模具內(nèi)的熱量傳遞情況，根據(jù)分析結(jié)果判斷塑件冷卻效果的優(yōu)劣，然后對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，縮短塑件的成型周期，提高生產(chǎn)效率，提高塑件成型的質(zhì)量 [1]。 分析計算 冷卻過程信息見表 33 所示。 表 33 冷卻過程信息 外部迭代 周期時間 （秒） 平均溫度迭代 平均溫度 偏差 溫度差 迭代 溫度差 偏差 回路溫度殘余 1 11 0 1 14 0 1 8 0 1 7 0 1 4 0 1 2 0 1 0 0 2 11 0 2 0 0 2 3 0 3 15 0 3 0 0 3 1 0 4 6 0 4 0 0 4 0 0 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 續(xù)表 33 5 4 0 5 0 0 5 0 0 6 4 0 6 0 0 6 0 0 冷卻分析結(jié)果 （ 1）回路冷卻液溫度 一般情況下，回路冷卻液溫度的升高不應(yīng)超過 3℃ ，如圖 324 所示，回路冷卻液溫度升高最大為 ℃ ，符合要求。 圖 324 回路冷卻液溫度 （ 2） 回路流動速率 管道流動速率一般均勻不變。從圖 325 可以看出，回路流動速率一致，符合要求。 圖 325 回路流動速率 （ 3）回路液雷諾數(shù) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 回路液雷諾數(shù)表征冷卻回路的冷卻液雷諾數(shù)。理想雷諾數(shù)是達(dá)到10000。與流動速率一樣，回路雷諾數(shù)應(yīng)趨于穩(wěn)定一致。從分析結(jié)果圖 326可以看出，分析過程中回路雷諾數(shù)保持穩(wěn)定值 10000，符合要求。 圖 326 回路雷諾數(shù) （ 4）回路管壁溫度 回路管壁溫度的溫差應(yīng)在 5℃ 以內(nèi)。從圖 327 可以看出，管壁溫度最高為 ℃ ，最低溫度是 ℃ ，溫差在 5℃ 以內(nèi)，符合要求。 圖 327 回路管壁溫度 （ 5）達(dá)到頂出溫度的塑件時間 從圖 328 可以看到，在塑件大孔處，塑件的冷卻時間較長，應(yīng)在這些部位加強(qiáng)冷卻。 圖 328 達(dá)到頂出溫度的塑件時間 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 （ 6）塑件最高溫度 在此工程設(shè)置中，設(shè)置頂出溫度為 93℃ 。從圖 329 可以看到，塑件的最高溫度為 ℃ ，高于塑件頂出時的溫度，因此，應(yīng)對其進(jìn)行修改。 圖 329 塑件最高溫度 （ 7）塑件平均溫度 從圖 330 可以看到，塑件平均溫度較高的地方可能塑件壁有點厚或者冷卻不好，因此，需對塑件或者澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。 圖 330 塑件平均溫度 （ 8）塑件最高溫度位置 圖 331 顯示的是塑件表面最高溫度的位置。從圖可以看出塑件溫度最高的位置在側(cè)孔處，并且塑件溫度分布不均勻，因此，需對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行修改。 圖 331 塑件最高溫度位置 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 （ 9）塑件溫度 塑件溫度顯示了在循環(huán)周期塑件單元的平均溫度。塑件每個模型面上的溫度變化應(yīng)該在 10℃ 以內(nèi)，塑件頂面溫度不能大于入口溫度 10℃ ～20℃ 。從圖 332 可以看出，塑件最高溫度為 ℃ ，最低溫度為 ℃ ，塑件溫差在 20℃ 以上，每個面的溫差也不均勻，需對冷卻系統(tǒng)進(jìn)行修整。 圖 332 塑件溫度 （ 10）流道平均溫度 從圖 333 可以看出，在主流道末端，最高溫度為 ℃ ，在主流道頂部最高溫度為 ℃ ，溫差稍大，因此需對主流道進(jìn)行優(yōu)化。 圖 333 流道平均溫度 優(yōu)化冷卻方案 通過對以上冷卻計算結(jié)果分析，初次設(shè)計的冷卻系統(tǒng)存在較大的缺陷，需對局部加強(qiáng)冷卻，塑件某些部位達(dá)到頂出時間過長，將會導(dǎo)致翹曲等缺陷，水道分布不均勻。流道溫度分布不均勻，因此需要改變分流道的尺寸。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 翹曲分析 隨著對塑料制品的外觀質(zhì)量和使用性能要求的提高，翹曲變形程度也作為評價產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo) 。通過翹曲分析可以模擬塑件成型過程，對翹曲變形進(jìn)行預(yù)測，確定改進(jìn)方案和措施 [1]。 翹曲分析結(jié)果 （ 1） 綜合因素引起的變形 圖 334 所示為所有因素塑件總變形量的分布情況。從圖中可以看出所有因素的總變形量為 ，變形主要集中在有側(cè)孔的填充末端。 圖 334 總變形量 所有因素 X 方向的變形結(jié)果如圖 335 所示，最大變形量為 ，發(fā)生在充填末端的一方。 圖 335 X 方向變形量 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 所有因素 Y 方向的變形結(jié)果如圖 336 所示，最大變形量為 ，發(fā)生在澆口和塑件邊緣位 置。 圖 336Y 方向變形量 所有因素 Z 方向的變形結(jié)果如圖 337 所示，最大變形量為 ，發(fā)生在有側(cè)孔的充填末端處。 圖 337 Z 方向總變形量 （ 2）冷卻不均引起的變形 冷卻不均引起的總的變形結(jié)果如圖 338 所示，總體翹曲量最大值為,發(fā)生在有側(cè)孔端的邊緣。說明由于冷卻不均引起的變形量很小，因此可以說冷卻效果可以接受。 圖 338 冷卻不均引起的變形 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 36 冷卻不均引起的 X 方向的變形結(jié)果如圖 339 所示，可以看到 X 方向的翹曲量最大值為 ，發(fā)生在塑件側(cè)孔處。 圖 339 冷卻不均引起的 X 方向的變形結(jié)果 冷卻不均引起的 Y 方向的變形結(jié)果如圖 340 所示。圖中顯示了 Y 方向的變形量為 ，發(fā)生在上端大孔處。 圖 340 冷卻不均引起的 Y 方向的變形結(jié)果 冷卻不均引起的 Z 方向的變形結(jié)果如圖 341 所示?？梢钥吹?Z 方向的翹曲量最大值為 ，發(fā)生在塑件有側(cè)孔的兩端面充填末端處。 圖 341 冷卻不均引起的 Z 方向的變形結(jié)果 綜上所述，冷卻不均引起的變形量不大，不是引起塑件翹曲變形的主要因素。因此，我們可以對其忽略不計。 （ 3）收縮不均引起的變形 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 37 收縮不 均引起的總變形量的結(jié)果如圖 342 所示?？傮w翹曲量的最大值為 ，主要表現(xiàn)在有側(cè)孔的充填末端處。 圖 342 收縮不均引起的變形 收縮不均引起的 X 方向的變形結(jié)果如圖 343 所示。由圖可以看到 X方向上收縮不均引起的變形量為 。出現(xiàn)在側(cè)孔的充填末端一方。 0 圖 343 收縮不均引起的 X 方向的變形結(jié)果 如圖 344 所示， Y 方向上收縮不均引起的變形量為 ，主要出現(xiàn)在澆口處和填充末端。 圖 344 收縮不均引起的 Y 方向的變形結(jié)果 從圖 345 可以看到， Z 方向上收縮不 均引起的變形量為 ，主要出現(xiàn)在主體蓋大孔的下端面處。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 38 圖 345 收縮不均引起的 Z 方向的變形結(jié)果 綜上所述，收縮不均引起了塑件的輕微翹曲，可以通過改變澆注系統(tǒng)來減少收縮不均引起的變形。 （ 4）取向引起的變形 圖 346 所示為塑件模型在分子取向影響下的變形量結(jié)果?？梢钥吹椒肿尤∠蛞蛩匾鸬目傋冃瘟繛?，主要出現(xiàn)在主體蓋大孔的內(nèi)側(cè)。 圖 346 分子取向引起的變形結(jié)果 如圖 347 所示， X 方向分子取向因素引起塑件的變形量為 ， 主要出現(xiàn)在塑件有側(cè)孔的充填末端的 一方。 圖 347 分子取向引起的 X 方向的變形結(jié)果 如圖 348 所示， Y 方向分子取向因素引起塑件的變形量為 ，主要出現(xiàn)在主體蓋大孔下端面處。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 圖 348 分子取向引起的 Y 方向的變形結(jié)果 如圖 349 所示， Z 方向分子取向因素引起塑件的變形量為 ，主要出現(xiàn)在塑件主體蓋大孔處。 圖 349 分子取向引起的 Z 方向的變形結(jié)果 綜上所述，分子取向?qū)е滤芗l(fā)生了少量的變形，不是引起塑件翹曲變形的主要因素。因此，我們可以對其忽略不計。 （ 5）角效應(yīng)引起的變形 角效應(yīng)引起的總的變形結(jié)果 如圖 350 所示。從圖中可以看到，總體翹曲量最大值為 ，主要出現(xiàn)在有側(cè)孔的填充末端。 圖 350 角效應(yīng)引起的變形結(jié)果 如圖 351 所示， X 方向上角效應(yīng)引起的變形量最大為 ，主要出現(xiàn)在側(cè)孔處。數(shù)值較小，可以忽略不計。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 40 圖 351 角效應(yīng)引起的 X 方向的變形結(jié)果 如圖 352 所示， Y 方向上角效應(yīng)引起的變形量最大為 ，主要出現(xiàn)在主體蓋上端大孔的上邊緣處。 圖 352 角效應(yīng)引起的 Y 方向的變形結(jié)果 如圖 353 所示， Z 方向上角效應(yīng)引起的變形量最大為 ，主要出現(xiàn)在有側(cè)孔的充填末端。 圖 353 角效應(yīng)引起的 Z 方向的變形結(jié)果 翹曲優(yōu)化方案 由以上分析結(jié)果可知，塑件翹曲變形的主要原因是熔體的不均勻收縮，綜合各種因素對制件變形的影響，應(yīng)對澆注系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 收縮分析 塑料的收縮性是指塑料從模具中取出冷卻到室溫后 1624h，塑件各部分尺寸與原來在模具中的尺寸相比都有所縮小的性能。 通過收縮分析結(jié)果選擇合理的塑料收縮率，保證型腔的尺寸在允許的工差范圍內(nèi) [1]。 收縮分析結(jié)果 （ 1）體積收縮率 圖 354 為模型頂出時的體積收 縮率結(jié)果。由圖可以看出在主體蓋上端大孔處體積收縮率較大，約為 8%。 圖 354 頂出時的體積收縮率結(jié)果 模型的體積收縮率結(jié)果如圖 355 所示。在 時，塑件各部分的體積收縮率相差更大，接近 15%，會嚴(yán)重影響塑件的外形尺寸。 圖 355 體積收縮率結(jié)果 （ 2）收縮查詢 收縮檢查圖表示應(yīng)用屏幕結(jié)果推薦的收縮率是否合適。圖 363 為模型洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 42 的收縮檢查結(jié)果。由圖可以看出，此塑料塑件的收縮率合適程度相差是比較大的，會嚴(yán)重影響塑件的質(zhì)量。 圖 356 收縮檢查結(jié)果 優(yōu)化收縮方案 由以上結(jié) 果的分析可知，該塑件注射成型之后的質(zhì)量是很不樂觀的，為了提高塑件的質(zhì)量，需要對其進(jìn)行優(yōu)化。通過分析可知，主要是由于注射澆口設(shè)置不合適，可以適當(dāng)修改澆注系統(tǒng)和優(yōu)化工藝條件，選擇收縮性更小的材料，以提高塑件成型質(zhì)量。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 43 第 4 章 塑件和模具的調(diào)整及其優(yōu)化 制件設(shè)計參數(shù)的調(diào)整 由分析結(jié)果可知，在充填過程中，在塑件側(cè)孔充填末端和主體蓋大孔 處存在多處氣穴，因此應(yīng)調(diào)整制件此處的厚度以減少氣穴的產(chǎn)生。因此，將塑件主體蓋大孔處的尺寸增大，直徑由 36mm 增大為 38mm，側(cè)孔處的厚度由 3mm 減少為 。 模具設(shè)計結(jié)構(gòu)的調(diào)整 由分析結(jié)果可知，模具設(shè)計的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計均需要進(jìn)行設(shè)計的調(diào)整，從而得到質(zhì)量更好的塑件。 澆注系統(tǒng)的調(diào)整 在冷卻過程中，主流道達(dá)到塑件頂出