【正文】 從圖中可以看出，回路流動速率為 。從圖中可以看出冷卻液溫差為 ℃ 符合要求。 通過分析計算的“分析日志”可以看到冷卻分析過程信息，包括：冷卻管道溫差、塑件溫度、推薦冷卻時間等。 2) 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)建采用冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建向導自動創(chuàng)建。 圖 氣穴位置示意圖 圖 氣穴位置分布示意圖 冷卻分析 (1) 冷卻分析方案 1) 選擇分析序列 雙擊任務視窗中的“充填”按鈕，系統(tǒng)會彈出“選擇分析序列”的對話框。從圖 中可以看出，模型在填充結束時的氣穴主要分布位置。右擊任務視窗面板中的選擇的材料按鈕，在彈出的下拉菜單中選擇“細節(jié)”選項（圖）可查看具體細節(jié)。 山東科技大學學士學位論文 51 圖 注射位置處壓力示意圖 6) 體積剪切速率 如圖 所示為該模型的剪切速率結果。從該圖中可以看出，該模型的最高溫度為 ℃ 。 圖 4) 體積溫度 如圖 所示為該模型的總體溫度結果。 3) 流動前沿溫度 山東科技大學學士學位論文 50 如圖 所示為該模型充填分析時的流動前沿溫度結果。 選擇菜單：“結果” → “繪圖屬性”命令，在“方法”選項卡中選擇“等值線”復選框，單擊“確定”按鈕，充填時間結果就會采用等值線的方式顯示，顯示結果如圖 所示。 選擇菜單：“結果” → “檢查結果”命令，單擊塑件模型上任意位置，可以顯示熔體充填 該位置的時間。 圖 山東科技大學學士學位論文 49 6) 進行分析 雙擊任務視窗面板中的“開始分析”按鈕，求解起開始分析計算。所有參數(shù)均采用默認值，“模具表面溫度”為 40℃ ，“熔體溫度”為 230℃ 。 4) 設置注射位置 雙擊任務視窗中的“設置注射位置”按鈕，單擊主流道入口點，完成注射位置的設置，如圖 所示。 2) 選擇分析類型 雙擊 任務視窗中的“充填”按鈕，系統(tǒng)會彈出“選擇分析序列”對話框， 選擇充填 +保 壓。然后點擊下一步，設置澆 口幾何參數(shù)如圖 所示。單擊“澆口中心”按鈕，“頂部流道頂面 Z”右邊的文本框中輸入“ 30”。 Step2：選擇菜單：“建?！?→ “流道系統(tǒng)向導”命令，彈出如圖 所示的“流道系統(tǒng)向導”對話框。紅色位置表示澆口匹配性最差，表示是澆口位置，其他位置匹配性處于過渡區(qū)域 圖 澆口位置分析圖 流動分析 (1) 初始填充分析方案 山東科技大學學士學位論文 47 1) 創(chuàng)建 流道澆注系統(tǒng) Step1：設定塑件注射點位置。 圖 分析任務視窗 (2) 澆口位置分析結果 如圖 所示為澆口 位置 結果，顯示了模型各位置處的澆口匹配性位置。 雙擊任務視窗面板中的“開始分析”按鈕，求解器開始分析計算。 圖 “熱塑性塑料”對話框 3) 設置工藝參數(shù) 雙擊任 務視窗中的“工藝設置（默認）”按鈕，系統(tǒng)會彈出“工藝設置向導 — 澆口位置設置”對話框，如圖 所示。 圖 選擇分析序列對話框 山東科技大學學士學位論文 41 2) 選擇材料 選擇的材料為“ GF20： UMG ABS Ltd。 由于要進行“澆口位置”分析，在“選擇分析序列”對話框中選擇“澆口位置”，單擊“確定”按鈕。修復后的網(wǎng)格統(tǒng)計信息如圖 （ b）所示。 Step3：網(wǎng)格劃分完畢，選擇菜單“網(wǎng)格”中的“網(wǎng)格統(tǒng)計”命令，打開網(wǎng)格狀態(tài)統(tǒng)計窗口，如圖 （ a） 所示。 將模型設置為“雙層面”類型網(wǎng)格，模型如圖 所示 圖 模型圖 (2) 劃分網(wǎng)格及網(wǎng)格修復 Step1：在任務視窗中雙擊“創(chuàng)建網(wǎng)格”按鈕，彈出“生成網(wǎng)格”對話框，采用系統(tǒng)默認的網(wǎng)格屬性。 零件注塑成型分析 分析前處理 (1) 導入模型 Step1：啟動 Moldflow 2021 軟件，選擇菜單：“文件” → “新建工程”，新建工程項目“ shell”。 (2) 優(yōu)化模具結構 運用 Moldflow 2021 軟件，可以得到最佳澆口的數(shù)量與位置，合理的流道系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)并對型腔尺寸、澆口尺寸、流道尺寸和冷卻系統(tǒng)尺寸進行優(yōu)化，在計算機上進行試模、修模，大大提高模具質量，減少實際修模次數(shù)。 Moldflow 2021 即為 AMI 系列軟件中功能最全、版本最新的軟件。 AMI 用于注射成型的深入分析和優(yōu)化，是全球應用最廣泛的模流分析軟件。 在產(chǎn)品的設計及制造環(huán)節(jié)，提供了兩大模擬分析軟件： AMA (Moldflow塑件顧問 )和 AMI ( Moldflow 高級成型分析專家 )。 Moldflow 2021 軟件可以模擬整個注射過程以及這一過程對注射成型產(chǎn)品的影響。 Moldflow 2021 是歐特克公司開發(fā)的一款用于塑料產(chǎn)品、模具的設計與制造的行業(yè)軟件。 Moldflow 正是成熟的注塑成型的有 限元工程分析軟件。由于有限元法計算過程的規(guī)范化，國內外有許多通用程序可以直接套用，非常方便。有限元法可以用來求解工程中許多復雜的問題，特別是采用其他數(shù)值計算方法（如有限元差分法）求解困難的問題，如復雜結構形狀問題，復雜邊界條件問題，非勻質、非線性材料問題，動力學問題，黏彈性流體流動問題等。若以節(jié)點力為未知參數(shù)，先求出節(jié)點處的節(jié)點力，后求位移與應力的方法，稱為力型有山東科技大學學士學位論文 37 限元法。 5) 求解代數(shù)方程組，得出以節(jié)點基本未知量。 3) 建立單元內節(jié)點的基本未知量與載荷間的平衡方程。 (1) 有限元的基本求解步驟 1) 將連續(xù)體離散成有限個單元的組合體。由于單元可以分割各種形狀和尺寸的連續(xù)體，所以，它能很好地適應復雜的幾何形狀、材料特性和邊界條件。在單元體內假設近似解的模式，用有限個節(jié)點的未知參數(shù)表征單元的特性，然后用適當?shù)姆椒?，將各個單元的關系式組合成包含這些未知參數(shù)的代數(shù)方程，得出各節(jié)點的未知參數(shù)，再利用插值函數(shù)求出近似解。模具 CAD 技術的運用，可以有效保證注射模設計的準確性 ,提高設計效率。 圖 模架三維裝配圖 山東科技大學學士學位論文 35 本章小結 本章運用 Pro/e 對模架零件進行三維造型，使設計結果更加直觀、形象，更加有利于后續(xù)的零件加工與裝配工作。此處并沒有設計澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)， 因為模具 中 每分鐘所需的冷卻水流量較小，故可不設置冷卻系統(tǒng)，依靠空冷方式模具即可。推出機構設計對話框如圖 所示： 圖 推桿設計對話框 通過三維設計軟件對模架中的零件進行修改，在滿足設計要求后對模架所有零件進行裝配。創(chuàng)建完模架基本元件后，通過插件的推出機構設計功能對模具的推出機構進行設計。調整完后 生成的模架如圖 所示： 圖 復位桿設計對話框 圖 模架三維圖 設計完模架基本零部件后，需要將已有的上下模板裝配到模架中，并進行推出機構的設計。 山東科技大學學士學位論文 33 本設計中，在 Pro/ 的的 EMX 模塊中創(chuàng)建 A2 型標準模架的界面如下圖： 圖 操作界面 模具的復位桿的設計可通過雙擊復位桿，彈出如圖 所示的窗口，通過窗口中的設置尺寸，可以很方便的控制復位桿在模架中的布置位置及直徑，以及彈簧的形式。分別設置模架中各個模板的厚度尺寸，并通過加載模具元件的形式設計模具澆口套、定位圈的尺寸與形式。采用 EMX 插件的另一個優(yōu)勢在于其內部包含大量的標準件，在設計完輔助零件的布置尺寸后，只需要從已有的零件庫中選擇符合要求的標準件即可，而無需花費大量的時間進行輔助零件的建模，大大節(jié)省了模具零件的建模周期。 模架建模 本設計中，模架的建模采用了 Pro/e 的 EMX 插件。此步需要與模架的設計同步進行，每個孔的布置尺寸也 要與模架的布置尺寸相一致。 以下是元件抽取步驟： 設計步驟：分 割體積塊 —— 兩個體積塊 —— 所有工件 —— 完成 —— 選取分割面 —— 確定 —— 模具元件 —— 抽取選擇所有 —— 確定 —— 模具開?！?定義間距 —— 定義移動 —— 選擇要移動的體積塊 —— 選擇要移動的方向 —— 輸入移動的距離確定 —— 右擊分割成的塊 —— 生成 —— 保存 —— 重復步驟將各個元件抽取 。模具體積塊是利用已有的模具分型面對工件進行分模，從而得到與塑件一致的型腔形狀及所需要的型芯形狀。重復主分型面的步驟繪制側分型面。主 分型面的示意圖如 下 圖 所示： 山東科技大學學士學位論文 31 圖 主分型 面 型芯的形狀可以直接由型芯分型面的形狀確定，如果在確定完分型面后需要更改型芯的形狀，則可以在分模抽取出型芯元件后，通過三 維 實體造型功能對其進行修改。因此在設計型芯分型面時好要考慮推 桿 的推出運動 。圖中型芯分型面的形狀決定了型芯的形狀，因此在建立型芯分型面的同時， 還要考慮型芯的定位問題。 塑件在工件的布置形式如圖 ： 圖 塑件在工件中的布置 設計步驟：模具特征 —— 創(chuàng)建 —— 工件 —— 手動 —— 選擇零件、實體（確定） —— 創(chuàng)建特征（確定） —— 實體 —— 伸出項 —— 完成 —— 選擇放置 —— 按尺寸繪制模具工件 （ 3）塑件分型面設計 主分型面 的設計應按照中所示的設計原則進行設計。在導入塑件后需要設置塑件材料的收縮率，本設計中采用的 ABS 材料收縮率為 。 實體分模 （ 1）型腔布置 在塑件 進行分模之前先設置塑件在模板中的布置形式，由于采用的是一模四腔 潛伏式 口進料的 A2 型塑料注射模中小型 模架。 山東科技大學學士學位論文 29 3 模具三維實體造型 本設計中采用 Pro/ 作為模具三維實體造型的軟件。 本章小結 本章通過傳統(tǒng)的模具設計方案，對超輕薄優(yōu)盤模具的成型零件進行計算，并對模架的推出機構、模板厚度、導向機構、冷卻系統(tǒng)等進行了設計校核。 本模具設計中冷卻計算：設定模具的平均溫度為 60℃ ，常溫 20℃ 水作為模具冷卻介質，其出口水溫度為 30℃ ， ABS 注射成型周期為 50220s，選定成型周期為 150s，開模 取件所用時間為 30s，則確定注射次數(shù)為 20 次/h，塑件的質量為，澆注系統(tǒng)的凝料的質量為，則需要的冷卻水的體積流量： 1 1 2()VMqq c? ? ?? ? =式中 Vq —冷卻介質的體積流量（ 2m/min ）； M —單位時間內注入模具中的塑料質量（ kg/h）； q —單位質量的塑料制品在凝 料時所放出的熱量（ J/kg）； ? —冷卻介質的密度（ 331 10kg/m? ）； c —冷卻介質的比熱容， J/(kgK)? ； 1? —冷卻介質的出口溫度（ ℃ ）； 2? —冷卻介質的進口溫度（ ℃ ）。凸模上加工出螺旋槽，并在螺旋槽內加工出一定數(shù)量的盲孔，而每個盲孔應分隔板分成底部連接的兩部分，從而形成凸模中心進水、外側出水的冷卻回路。所以要加強冷卻，按塑件形狀銑出矩形截面的冷卻環(huán)形水槽。 設置冷卻效果良好的冷卻回路的的模具時縮短成型周期、提高生產(chǎn)效率的最有效方法，設置冷卻回路的基本原則有以下幾點 ： （ 1） 冷卻水道應盡量多、截面尺寸應盡量大 （ 2） 冷卻水道離模具型腔表面的距離做好相當 （ 3） 冷卻水道的出入口布置要求加強澆口處冷卻和冷卻水道的出入口溫差盡量減小 （ 4） 冷卻水道應沿著塑料收縮方向設置 （ 5） 冷卻水道的布置應盡量避開塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位 冷 卻水道的形式是根據(jù)塑件的形狀而設置，對于不同的塑件，冷卻水道的位置和形狀也不一樣，常見的冷卻系統(tǒng)有 ： （ 1） 淺型腔強扁平塑件：在使用側澆口的情況下，常采用動、定兩側與型腔等距離鉆孔的形式設置冷卻水道 （ 2） 中等深度的塑件 :采用側澆口進料的中等深度的殼形塑件，可在凹模底部采用與型腔表面等距離鉆孔的形式設置冷卻水道。 導滑槽是為了斜導柱的側抽芯機構工作時，側滑塊在一定精度要求的導滑槽內沿一定的方向移動，其形式也不同，最常用的是 T 形槽和燕尾槽，本設計采用 T 形槽結構 為了使模具結構緊湊降低模具裝 配復雜程度，擬采用組合式滑塊和整體倒滑槽的形式，為了提高滑塊的導向精度，裝配時可對導向槽或滑塊采用配磨 、配研的裝配方法。組合式側滑塊常見的側滑塊和側型芯連接方式有圓柱銷定位、燕尾槽嵌入、螺塞固定等形式。側滑塊是斜導柱側向分型與抽芯機構的一個重要的零部件。一般情況下，抽芯力可按下式計算： Fc+Fbsina=Fcosa Fb=AP,F=Fbf=Apf 式中： Fc—抽芯力 （ N） Fb—塑件對型芯的包緊力 （ N） F—抽芯時的摩擦力 （ N） A—塑件包容型芯的面積， A1=42/4= P—塑件對型芯單位面積上的包緊力 （ Pa） ，取 P=1107Pa 山東科技大學學士學位論文 25 f—塑件與鋼的摩擦系數(shù) a—脫模斜度 由此可得 Fc=AP（ fcosasina） =107（ ） =24N 斜導柱的長度是根據(jù)