【導(dǎo)讀】現(xiàn)今社會中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。料具有許多優(yōu)良性能，適合現(xiàn)代化生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益顯著，且不受地域、氣候的限制。因而造就了模具工業(yè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展。我國塑料模具目前的設(shè)計(jì)、分析與制造主要。模才知道，使得模具的制造周期長、成本高。分析、制造一體化的實(shí)踐操作研究。從而使計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)相互結(jié)合和滲透，修改，確定模具設(shè)計(jì)模型。

　　

【正文】 ； 不平衡的流動 20 狀 態(tài)，將會引起某些區(qū)域還未填 滿而另一區(qū)域己經(jīng)產(chǎn)生過保壓，使該區(qū)域的密度比其它區(qū)域大，質(zhì)量大造成材料的浪費(fèi)和機(jī)械性能的差異 [7]。 注射位置處：壓力 時(shí)間關(guān)系圖（即 XY 圖） 。它主要反映了從充填開始到 保壓結(jié)束這一時(shí)間段的壓力變化曲線，這一曲 線的變化能夠反映出制件是否達(dá)到平衡充模。同時(shí)他也反映出哪一時(shí)間點(diǎn)開始壓力達(dá)到峰值。從圖 219可知在 ，隨后進(jìn)入保壓階段。 圖 219 注射位置處壓力變化情況 壓力下降： 表示從澆注口到當(dāng)前位置的壓力差值。從壓力分布的結(jié)果可以了解型腔內(nèi)壓力的分布情況。在平衡流動狀態(tài)下，壓力總是從澆口到型腔未端逐步降低。若壓力在型腔與澆口間產(chǎn)生突變，也就是流動不平衡，將會使塑件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，造成產(chǎn)品頂出后變形或使用中發(fā)生應(yīng)力破壞?？梢酝ㄟ^調(diào)整澆 口 的位置 、大小或澆口的數(shù)量來改變型腔內(nèi)壓力變化的分布情況。如圖 220 所示，指注射成型過程中壓力分布圖 。由最大壓力 逐漸降為 0，進(jìn)料口處壓力最大 。理論分析 就可以注滿，普通注塑機(jī)即能滿足注射和保壓要求。但實(shí)際應(yīng)該要求大一些， 130～160MPa。 21 圖 220 壓力下降 回路冷卻介質(zhì)的溫度：顯示了冷卻液流經(jīng)冷卻管道時(shí)的溫度變化。一般情況下，冷卻液溫度的升高不要超過 3℃ ，如圖 221 所示，符合設(shè)計(jì)要求。 圖 221： 回路冷卻介質(zhì)的的溫度 回路管壁 溫度：即冷卻液和金屬界面的溫度。這 溫度不能比冷卻液溫度高 5℃以上。 如圖 222 所示，完全符合要求。 22 圖 222 冷卻 回路管壁溫度 分析結(jié)果將對優(yōu)化模具設(shè)計(jì)起到一定的指導(dǎo)作用，使設(shè)計(jì)由經(jīng)驗(yàn)向理論設(shè) 過度。通過以上分析的 數(shù)據(jù)，為后續(xù)的整個(gè)模具設(shè)計(jì)過程以及設(shè)備的選用作參考。 相機(jī)外殼 注塑機(jī)的選擇 模具與設(shè)備必須配套使用，多數(shù)都是根據(jù)成型設(shè)備種類進(jìn)行模具設(shè)計(jì) ， 設(shè)計(jì)模具之前 ，首先要選好 成型設(shè)備，了解其性能，如注射容量、鎖模力、注射壓力 模具安裝尺寸、頂出方式和距離、噴嘴直徑和噴嘴球面半徑、定位孔尺寸、模具最大最小厚度、模板行程、模具外形大小能否安裝等。 注射 機(jī) 參數(shù)的確定 ， 經(jīng) Pro/E 及 MOLDFLOW 分析得 出 ： 注射壓力 150MPa；鎖模力 20t；開模行程 75mm， 模具溫度 30℃；成品成型約需 6cm3熔融塑料，其中成品約需 ,澆注系統(tǒng)需 cm3； 成型面積約 27cm2。 根據(jù)以上分析， 擬 用上海塑機(jī)廠生產(chǎn)的型號為 XS— Z— 30 的注塑機(jī)，該注塑機(jī)的具體參數(shù)如下表 21。 表 21 XS— Z— 30的注塑機(jī)參數(shù)表 序號 項(xiàng)目 參數(shù) 序號 項(xiàng)目 參數(shù) 1 理論注射容量（ ㎝ 3） 30 8 螺桿直徑（㎜） 28 2 注射壓力（ MPa） 119 9 注射時(shí)間（ S） 3 注射行程（㎜） 130 10 拉桿空間（㎜） 235 4 鎖模力（ tone） 25 11 模板尺寸（㎜） 250 280 23 5 模板行程（㎜） 160 12 最小模具厚度（㎜） 60 6 最大模具厚度（㎜） 180 13 注射方式 柱塞式 7 最大成型面積（ ㎝ 2） 90 14 合模方式 液壓 — 機(jī)械 3 模具 設(shè)計(jì) 模仁設(shè)計(jì) 模仁形狀 模仁指模具鑲塊，型腔的繪制。由于成型零件的成型部分與塑件外表面一致，通過復(fù)制產(chǎn)品表面，繪制分型面。利用 Pro/E 以分型面為界限的原理自動生成凸、凹模 [8]。如圖 31 和圖 32 分別母模和公 模。 圖 31 母模 圖 32 公模 側(cè)向滑塊模仁形狀 由于在產(chǎn)品的一側(cè) 具有空及劣弧結(jié)構(gòu)，單一方向的開模無法完成，所以需要側(cè)向抽芯結(jié)構(gòu)輔助成型。如圖 33 側(cè)向型心形狀。 24 圖 33 側(cè)向型心 模仁大小的確定 總的原則是在滿足使用要求的前提下，盡量緊湊。這是要有塑件的成型空間外，還要有水路、螺栓等。最重要的是要為以后設(shè)計(jì)變更留下足夠的空間，如水路的布置。除要考慮其冷卻是否均勻外，還要盡量留夠放入鑲件的空間。模仁邊長 等于 樣品邊長 加上 60mm ㎜ ， 模板厚度在實(shí)踐中一般取模仁最底端向上 20–30 ㎜ ， 即可滿足中小型模具的使用要求。如果結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，可以選擇 20 ㎜。但是，考慮到水路壓板的排布， 最后將母模板底端尺寸加大 到 40 ㎜ ， 但模仁的邊 長一般取整數(shù)，并且必須是 5 或 10 的倍數(shù)。 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本產(chǎn)品的模仁的大小為 150 120 80 ㎜。 開模模擬仿真 在模具零件創(chuàng)建完成后，便可利用 Pro/E 的開模仿真，通過對移動條件的設(shè)定，對開模步驟做一步一步的仿真，以檢驗(yàn)特定的模塊在開模時(shí)是否有與其他組件發(fā)生干涉的現(xiàn)象。 開模過程：先是側(cè)滑塊開始分型，然后主分型面開模。如圖 34： 25 圖 34 開模效果圖 模具冷卻系統(tǒng) 的 確定 在注射成型過程中，模具溫度直接影響塑件的質(zhì)量，如收縮率、翹曲變形、耐應(yīng) 力開裂性和表面質(zhì)量等，并且對生產(chǎn)效率起決定作用，在注射過程中，冷卻時(shí)間占注射成型周期 80%。 模溫過高，會使冷卻時(shí)間延長而降低生產(chǎn)率，使制品在脫模過程中和脫模后發(fā)生變形、頂白、粘模等缺陷，影響制品外觀，降低形位和尺寸精度 。模溫過低，會降低塑料熔體的流動性，增力流動剪切應(yīng)力，使塑件內(nèi)應(yīng)力增大，脫模后易變形開裂，還會出現(xiàn)冷流痕、銀絲、充模不滿等缺陷 。模腔與模芯或模具的局部溫差過大，也會導(dǎo)致塑件收縮不均，引起制品的彎曲 (或翹曲 )變形。模具溫度95%的熱量通過冷卻水帶走 。 因此，模具冷卻是比較重要的，如果冷卻系統(tǒng)開設(shè)不當(dāng)，會使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期增長，生產(chǎn)效率下降，同時(shí)一塑件質(zhì)量也會受到影響 。 在中小型模具中水路通常選用直徑為 12，其中 10 最為常見， 在這套模具中選用直徑為 8 的水路 。 非特殊情況不用直徑為 6 的水路，直徑為 10, 12 的水路一船不用。 如圖 35 和圖 36 所示 分別 為公模水路簡圖 、母模水路簡圖。 26 圖 35 公模水路簡圖 圖 36 母模水路簡圖 模架的選擇 在注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，模架是設(shè) 計(jì)、制造注塑模的基礎(chǔ)部件，盡管其已將標(biāo)準(zhǔn)化，但在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中仍然需要繪制和設(shè)計(jì)模具零件，這些重復(fù)勞動占模具設(shè)計(jì) 27 工作量的 40%，因此改善模架的設(shè)計(jì)質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)周期直接關(guān)系到模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量和設(shè)計(jì)周期。注塑模標(biāo)準(zhǔn)模架庫作為 CAD 系統(tǒng)中最基本的部分，主要是為用戶提供完整的標(biāo)準(zhǔn)模架，便于用戶在確定方案之后，直接利用現(xiàn)有的資源快速地完成模具設(shè)計(jì)。 一般的模架組成主要由如圖 37 所示的零件組成。 圖 37 經(jīng)查手冊本產(chǎn)品的模架為 S2023=120W 165L 完成了整個(gè)模具的設(shè)計(jì)過程， 接下來的 任務(wù)是將生成的模具工程圖拿給相關(guān)部門加工，隨后組裝模具、試模、確認(rèn)模具能否投產(chǎn)使用。 總 結(jié) 本文 分析了相機(jī)殼體的常用三種塑料 PC, ABS, PC+ABS 的性能，進(jìn)行了綜合比較，最終選擇了 PC+ABS 作為相機(jī)殼體的材料。 PC/ABS 綜合了 PC 和 ABS 的優(yōu)點(diǎn)，且可選不同比例混合獲得優(yōu)良的性能。 在注塑成型模擬的幫助下設(shè)計(jì)型腔布置，便于優(yōu)化流道設(shè)計(jì)，減少開發(fā)時(shí)間和成本。型腔和流道布置對所需的合模力有極大的響。在某些情況下，通過注塑成型模擬，改進(jìn)設(shè)計(jì)，可以把最初的合模力大大 降低。這具有重大的成本意義。 評估分析結(jié)果，對分析結(jié)果中可能出現(xiàn)的問題提出設(shè)計(jì)改善建議，以避免可能的問題及憂慮。如果分析結(jié)果不理想，可依據(jù)分析結(jié)果改變成形條件并且重新分析，并結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)在各方案之間進(jìn)行比較，每次的分析結(jié)果都要記錄下來，最后綜合 28 各次分析結(jié)果，確定最佳方案，依據(jù)此方案制作產(chǎn)品分析報(bào)告。 本文 選擇了具體型號的注射機(jī)，注射機(jī)的選擇是與模具設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行的，不能模具設(shè)計(jì)完后選注射機(jī)。因?yàn)椋＞呱系暮芏嘟Y(jié)構(gòu)尺寸因注射機(jī)尺寸而定，如模具的定位圈、澆口套、模座板、推出距離等尺寸皆與注射機(jī)尺寸有關(guān)。 實(shí)例驗(yàn)證 ，根據(jù)注塑模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，利用 Pro/E 進(jìn)行注射模設(shè)計(jì)，能直接根據(jù)三維造型產(chǎn)品的三維數(shù)據(jù)來完成模具型腔和型芯的設(shè)計(jì)，以及整個(gè)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，提高模具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，降低模具設(shè)計(jì)成本，保證了產(chǎn)品的幾何精度，具有造型能力強(qiáng)、直觀方便的優(yōu)越性，而且可在 Pro/E 中進(jìn)行模擬裝配和干涉檢查。并在設(shè)計(jì)過程中的任意階段可對產(chǎn)品的任何地方進(jìn)行簡單的檢測分析而后做出相應(yīng)的修改，所做的修改能自動反映到該修改步驟的以后各步驟的工作中，真正的實(shí)現(xiàn)快捷、便利的修改途徑。大大縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高工作效率、縮短生產(chǎn)周期、降低成本 ，因而必將取代傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法而成為時(shí)代潮流。 29 參考文獻(xiàn) [1]吳亞南 .開關(guān)外殼注塑模具 CAD/CAE/CAM 一體化的應(yīng)用研究 [D].大連交通大學(xué)碩士學(xué)位論文， [2]陳志新 .塑料注射成型工藝模擬 [D].昆明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文， [3]孫曉林 .手機(jī)外殼注射模具設(shè)計(jì)與 CAD/CAE/CAM 的應(yīng)用 [D].沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， [4]楊鳴波，唐志玉編 .中國材料工程大典 .第六卷、高分子材料工程 .上 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [5]余冬蓉，程勝 文編 .塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì) [M].北京：科學(xué)出版社 .2021 [6]譚雪松，林曉新，溫麗編 .新編塑料模具設(shè)計(jì)手冊 [M].北京：人民郵電出版社， [7]吳夢陵，張瓏編 .塑料成型 CAE： MOLDFLOW應(yīng)用基礎(chǔ) [M].北京：電子工業(yè)出版社， [8]恒盛杰編 .Pro/ENGINEER+MOLDFLOW 高效低成本模具開發(fā)與分析全流程 [M].北京：中國青年出版社， 2021 30