【導(dǎo)讀】完成本產(chǎn)品實(shí)體模型的建立。通過(guò)注射模CAD/CAE相結(jié)合的技術(shù)，運(yùn)用Moldflow對(duì)。本設(shè)計(jì)過(guò)程著重于塑件的工藝性分析、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、各參數(shù)。的校核，CAE分析，標(biāo)準(zhǔn)模架選擇等。最后通過(guò)AutoCAD軟件繪制產(chǎn)品圖，模具裝配工程圖及主要零件工程圖。注射成型模具是這種生產(chǎn)方式中的關(guān)鍵工藝設(shè)備。注塑模CAE技術(shù)，作為提升。模具設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量的手段，也就日漸受到重視。

　　

【正文】 量避免在零件內(nèi)部產(chǎn)生集氣。通過(guò)改變產(chǎn)品壁厚、澆口位置和填充速度可以有 效的避免集氣的發(fā)生。 如圖 39 所示 。 圖 39 氣穴的分布 （ 5）熔接痕 熔接線(xiàn)發(fā)生在兩個(gè)料流前鋒相遇的地方，或者是料峰分開(kāi)又匯合的地方，例如有孔的位置。有時(shí)熔接線(xiàn)會(huì)在跑道效應(yīng)產(chǎn)生時(shí)形成， 材料在厚的地方流的快，薄的地方流的慢，厚薄相接的地方就形成了熔接線(xiàn)，熔接線(xiàn)對(duì)網(wǎng)格密度很敏感，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)在實(shí)際并不存在的地方，有時(shí)實(shí)際存在，而又顯示沒(méi)有。熔接線(xiàn)應(yīng)該和填充時(shí)間一起使用來(lái)確 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè)共 46 頁(yè) 定熔接線(xiàn)是否存在，和溫度、壓力結(jié)果結(jié)合起來(lái)確定熔接線(xiàn)的質(zhì)量。減少澆口的數(shù)量可以避免熔接線(xiàn) ，改變澆口的位置或改變產(chǎn)品的壁厚能夠移動(dòng)熔接線(xiàn)的位置。從本制品來(lái)看，溫度低對(duì)熔接痕影響較大， 低溫熔料的分流匯合性能較差，容易形成熔接痕。如果說(shuō)塑件的內(nèi)外表面在同一部位產(chǎn)生熔接細(xì)紋時(shí)，往往是由于料溫太低引起的熔接不良 。對(duì)此，可適當(dāng) 提高料筒及噴嘴溫度或者延長(zhǎng)注射周期，促使料溫上升。同時(shí)，應(yīng)節(jié)制模具內(nèi)冷卻水的通過(guò)量，適當(dāng)提高模具溫度。一般情況下，塑件熔接痕處的強(qiáng)度較差，如果說(shuō)對(duì)模具中產(chǎn)生熔接痕的相應(yīng)部位進(jìn)行局部加熱，提高成型件熔接部位的局部溫度，往往可以提高塑件熔接處的強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)的模具 熔接痕分析 如圖 310 所 示。 圖 310 熔接痕分析 （ 6） 縮痕指數(shù)比較 縮痕指數(shù)給出了制件上產(chǎn)生縮痕的相對(duì)可能性，其值越高，表明縮痕或縮孔出現(xiàn)的可能性越大。 本制件的縮痕指數(shù)如圖 311 所示。 圖 311 縮痕指數(shù) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè)共 46 頁(yè) （ 7）頂出時(shí)的體積收縮率比較 制品的頂出時(shí)的體積收縮率如圖 312。 出時(shí)的體積收縮率 ，該結(jié)果為單一數(shù)據(jù)結(jié)果，顯示在頂出時(shí)刻的體積收縮。整個(gè)產(chǎn)品的收縮應(yīng)該均勻一致。但通常收縮都是不一致的 ，整個(gè)制品來(lái)說(shuō)，影響不大， 可以接受。 Cool 冷卻系統(tǒng)的分析 影響冷卻系統(tǒng)的因素很多，除了塑料制品的幾何形狀、冷卻介質(zhì)、流量、溫度、冷卻水路的布置、模具材料、塑料熔體溫度、模具溫度、塑件頂出溫度外，還涉及塑料與模具之間非穩(wěn)態(tài)熱循環(huán)交互作用。 這些參數(shù)之間是互相聯(lián)系、互相影響的 , 唯有這些參數(shù)的合理組合才能獲得理想的效果。 Moldflow 分析軟件 可以對(duì)冷卻系統(tǒng)作優(yōu)化設(shè)計(jì) ， 通過(guò)分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成型后的內(nèi)應(yīng)力。 （ 1）回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度的比較 方案 中 的回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度如圖 313 所示；回路冷卻介質(zhì)溫度的溫差和回路管壁溫度的溫差分別為 ℃、 ℃；一般冷卻介質(zhì)及管壁溫差不超過(guò) 3度，所以冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿(mǎn)足制品冷卻要求 。 圖 312 體積收縮率 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè)共 46 頁(yè) 圖 313 回路冷卻介質(zhì)溫度、回路管壁溫度 Warp翹曲分析 引起翹曲的原因主要有收縮不均勻、冷卻不均勻和分子取向不均勻等，在 Moldflow分析軟件中這三種原因?qū)βN曲的影響值都可以分析出來(lái)。在 Moldflow 分析軟件中這些值通常有總體翹曲值和 X、 Y、 Z 軸方向的翹曲值， 如圖 314。 而通常 Z 軸方向的變形被視為翹曲，其他兩個(gè)方向視為收縮，因此在分析結(jié)果中關(guān)鍵是要查看 Z 軸方向上的變形量。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè)共 46 頁(yè) 圖 314 翹曲值 基于 Moldflow 的 CAE 分析總結(jié) 利用 Moldflow 進(jìn)行模擬分析 ,我們可以知道，通過(guò)對(duì)塑件在填充過(guò)程中的分析、冷卻系統(tǒng)中的分析、翹曲分析，有利于我們對(duì)塑件 的型腔排布形式的優(yōu)化分析之外，還可以?xún)?yōu)化模具結(jié)構(gòu) ,得到最優(yōu)的澆口數(shù)量與位置、合理的流道系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并且還可以對(duì)澆口、流道、以及冷卻系統(tǒng)等尺寸進(jìn)行優(yōu)化分析，確定并優(yōu)化注塑工藝參數(shù)，最終減少了試模、修模的次數(shù)，縮短了模具設(shè)計(jì)與制造周期 ,保證制品完全填充。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè)共 46 頁(yè) 總體分析結(jié)果數(shù)據(jù) 制品經(jīng)分析后，確定的成型工藝參數(shù)、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)后的總體分析結(jié)果如下： 表 31 總體分析數(shù)據(jù)表 成型工藝參數(shù) ： 模具表面溫度 60℃ 熔體溫度 180℃ 開(kāi)模時(shí)間 5s 注射 +保壓 +冷卻時(shí)間方式 自動(dòng) 充填控制 自 動(dòng) 速度 /壓力切換 總體參數(shù) ： 材料牌號(hào) HAG5210FR 材料供應(yīng)商 東莞市鑫煜塑膠有限公司 最大注射壓力 80 MPa 模具溫度 60℃ 熔體溫度 180℃ 材料性能 流動(dòng)性好、機(jī)械強(qiáng)度高，常用于薄制件、收錄機(jī)外殼 填充分析 ： 充填結(jié)束時(shí)間 s 總重量 (制品 + 流道 ) g 制品總重量 (不包括流道 ) g 最大鎖模力 在充填期間 tonne 保壓分析 ： 保壓結(jié)束時(shí)間 s 總重量 (制品 + 流道 ) g 制品總重量 (不包括流道 ) g 鎖模力 最大值 tonne 冷卻分析 ： 型腔表面溫度 最大值 ℃ 型腔表面溫度 平均值 ℃ 平均模具外部溫度 ℃ 循環(huán)時(shí)間 s 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè)共 46 頁(yè) 4 注塑設(shè)備和模架選擇 注塑設(shè)備選擇 選取寧波海天國(guó)際集團(tuán)股份有限公司（ ）生產(chǎn)的 HTF120J/TJ 注塑機(jī)。 如圖 41 所示為注塑機(jī)的圖片。如圖 42 所示為注塑機(jī)的模板尺寸 圖 42 注塑機(jī)的模板尺寸圖 圖 41 注塑機(jī)的外形圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè)共 46 頁(yè) 表 41 注塑機(jī)的一些參數(shù) 理論容量 Shot Size (Theoretical) cm3 173 注塑重量 Injection Weight (PS) g 157 注塑速率 Injection Rate g/s 41 塑化能力 Plasticizing Capacity g/s 注塑壓力 Injection Pressure Mpa 197 合模力 Clamp Tonnage KN 1200 移模行程 Toggle Stroke mm 350 最大模厚 Max。 Mold Height mm 430 最小模厚 Min。 Mold Height mm 150 頂出行程 Ejector Stroke mm 120 頂出力 Ejector Tonnage KN 33 注塑機(jī)重要參數(shù)校核 （ 1）注塑容量校核 國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時(shí)在對(duì)空注塑的條件下，注塑機(jī)螺旋桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最 大容量 ( 3cm )。注塑容量是選擇注塑機(jī)的重要參數(shù)。它在一定 的程度上反映了注塑機(jī)的注塑能力，標(biāo)志著注塑機(jī)能成型最大體積的注塑制品 [22]。 以容量計(jì)算時(shí)，必須使得在一個(gè)注塑成型周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在注塑機(jī)額定注塑量的 80%內(nèi)，也就是 注塑 VV ? 式中 V注 為注塑機(jī)最大注塑容量， 3cm ； V塑 為成型塑件與澆注系統(tǒng)體積的總和， 3cm ； 為最大注塑容量的利用系數(shù)。 通過(guò)三維軟件 UG 的建模設(shè)計(jì)分析計(jì)算得 塑件體積 模V = 3cm ，因?yàn)闈沧⑾到y(tǒng)的凝料在設(shè)計(jì)之前是不能確定具體數(shù)值的，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按照塑料件體積的 ～ 1 倍來(lái)估算。 本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下 : 流模塑 VVV ??? 2 = 2+ = 3cm 式中， V模 為成型塑件 的體積，乘以 2 是因?yàn)楸敬蔚哪＞呤且荒Ｋ那?； V流 為澆注系 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁(yè)共 46 頁(yè) 統(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。 所以， 2812 ??? 塑注 VV 3cm 而注塑機(jī)的注塑容量為 173cm3，所以注塑機(jī)的注塑容量符合要求 。 （ 2） 注塑壓力校核 注塑壓力的校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能否滿(mǎn)足制品成型的需要。只有在注塑機(jī)額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機(jī)的最大壓力要大于該制件所要求 的注塑壓力。 制件成型時(shí)所需的注塑壓力，與塑料的品種，注塑機(jī)的類(lèi)型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。 在本次模具設(shè)計(jì)中，參考了制件的材料 ABS 一些參數(shù)以及 Mold flow 分析的結(jié)果，確定制品所需的注塑壓力為 MPa。而注塑機(jī)的注塑壓力可以達(dá)到 197MPa，也就是注塑機(jī)的注塑壓力符合要求。 （ 3） 鎖模力校核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿(mǎn)型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注塑機(jī)軸向的很大的推力 T推 ，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔 內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)該小于注塑機(jī)額定的鎖模力 T合 ，否則在注塑成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。 型腔內(nèi)塑料熔體的推力 T推 (N)可按下式計(jì)算 0PkAPApAT ??????? 平均推 式中 T推 型腔內(nèi)塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力， N； A 塑料與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， 2mm ； p平 均 型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力， MPa ； P 型腔內(nèi)塑料熔體的壓力， MPa 0p 注塑壓力； K 壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種，注塑機(jī)形式，噴嘴阻力，流到阻力等因素變化，可在 ～ 的范圍選取。查常用塑料推薦選用的型腔壓力表取 p平 均 =25MPa。 計(jì)算如下 ， 在 UG中注塑模向?qū)е?，塑料與澆注系統(tǒng)在分型面 XOY平面投影 面積為 2mm ，所以 因?yàn)閯t 平均推 pAT ?? =25 = 式中 也就是型腔內(nèi)的塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力 為 ，而注塑機(jī)的鎖模力為 1200KN，所以，注塑機(jī)的鎖模力符合要求。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁(yè)共 46 頁(yè) （ 4） 開(kāi)模行程校核 模具開(kāi)模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開(kāi)模距離，本次模具使用的注塑機(jī)的開(kāi)模行程是給定的，不受模具厚度的影響，當(dāng)模具的厚度變化時(shí)，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機(jī)最大開(kāi)模行程大于模具所需的開(kāi)模距離就符合注塑的要求。 即 : Smax≥ S 式中 Smax 為注塑機(jī)最大開(kāi)模距離， mm； S 為模具所需的開(kāi)模距離， mm； 因?yàn)?H 側(cè) =≤ H1+H2=+ 所以 S=++5= Smax=350 即是 Smax≥ S 所 以 開(kāi)模行程滿(mǎn)足要 求 。 模架選擇 根據(jù)型腔排列的方式以及初步確定的壁厚，選擇龍記模架，型號(hào)為 LKM AI5560，A 板壁厚為 70mm， B 板厚度為 70mm。 如圖 43 所示。