【正文】 易成渦流，內(nèi)壁粗糙度為Ra=。定位圈與澆口套三維模型如圖52所示。本例中采用單獨的定位圈進(jìn)行定位，以便于拆卸更換和采用更優(yōu)質(zhì)的鋼材和熱處理[15]，切向采用防轉(zhuǎn)銷定位。由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復(fù)接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設(shè)計成澆口套套鑲?cè)攵０鍍?nèi)。綜合以上分析，確定對該塑件使用單模腔的設(shè)計。如此設(shè)計分型面還能保證濾清器外殼外觀質(zhì)量不受影響，毛刺及飛邊在邊緣處便于清除；該分型面還是模擬過程中可能出現(xiàn)氣泡的位置，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體；最后確定型腔在定模側(cè)，保證分模后塑件留在動模一側(cè)，便于塑件的頂出。總體來說，經(jīng)過Moldflow分析模擬，最終得到了合適的澆注系統(tǒng)尺寸，完善了注塑工藝參數(shù)，為模具設(shè)計和產(chǎn)品的制造工藝提供一定的參考。圖414 冷卻后的制件平均溫度總體翹曲變形圖如圖415，相對變形較小，即各參數(shù)設(shè)置較為合理。通過翹曲分析可以模擬塑件成型過程，對成型結(jié)果的翹曲變形進(jìn)行預(yù)測，減少失誤，從而確定改進(jìn)方案和措施。圖413給出了制件各處的凍結(jié)時間，制品局部凍結(jié)時間較長，即頂出時還未完全結(jié)晶，此處可以通過改善塑件結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行優(yōu)化；而對于塑件的其它部分在冷卻結(jié)束后（t=50s）已經(jīng)凍結(jié)且基本冷卻，可達(dá)到頂出的要求。圖411 可能出現(xiàn)氣孔的位置圖412 頂出時的體積收縮率冷卻過程應(yīng)保證制件冷卻均勻、結(jié)束后達(dá)到頂出溫度以下、冷卻液溫升合理，主要查看回路冷卻介質(zhì)溫度、回路的流動速率和雷諾數(shù)回路管壁溫度、凍結(jié)時間、最高溫度、平均溫度等；冷卻分析用來模擬塑料熔體在模具內(nèi)的熱量傳遞情況，通過以上的分析并不斷從而可以判斷塑件冷卻效果的優(yōu)劣，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設(shè)置，縮短塑件的成型周期，提高生產(chǎn)速率，提高塑件的成型質(zhì)量[14]。圖410 可能出現(xiàn)熔接痕的位置如圖411氣穴主要分布于分型面上，可以通過分型面或小型芯間隙進(jìn)行排氣，不需另設(shè)排氣槽。~℃范圍內(nèi)（圖49），℃，溫差較小，在可接受的范圍內(nèi)?？梢娫谡麄€充填過程中各處的壓力比較平衡，且遠(yuǎn)小于注射機能提供的最大注射壓力。圖47給出了t=，所選注塑機的注射時間能滿足充填時間的要求；且圖47中紅色區(qū)域即兩個末端能夠同時充滿，充填相對平衡。保壓分析過程主要分析保壓是否合理，主要參數(shù)為頂出時的體積收縮率、縮痕指數(shù)等；流動分析包括充填和保壓兩個階段，用來模擬塑料熔體從注射點進(jìn)入型腔開始，直到充滿整個型腔的流動過程?？赏ㄟ^分析避免流動不平衡、短射等問題。充填分析可以對塑料熔體從開始進(jìn)入型腔直至充滿型腔的整個過程進(jìn)行模擬。圖46 保壓曲線的確定 注塑過程分析結(jié)果對濾清器外殼的成型模擬包括充填、保壓，冷卻和翹曲三部分。以上設(shè)置的冷卻水道總長約為715mm，大于理論計算值。4) 查手冊得到單位PP塑件凝固時所放出的熱量；設(shè)入水口溫度，出水口溫度，；則冷卻水的體積流根據(jù)手冊推薦值，取。因此成型周期。通過Moldflow中的成型窗口分析得到推薦的熔體溫度為230℃，模具溫度為80℃。在Moldflow中通過坐標(biāo)和偏移生成節(jié)點，創(chuàng)建柱體網(wǎng)格并通過屬性設(shè)置定義流道類型和尺寸，生成的澆注系統(tǒng)如圖44所示。主流道長度定為；主流道小端直徑和球面半徑由注塑機噴嘴尺寸來?。?，球面高度，；176。一級分流道承擔(dān)分流和平衡料流的作用，選擇等效直徑為Ф10的梯形截面，如圖43，加工方便，長度為115mm和20mm兩段。因為澆口高度不一致導(dǎo)致二級分流道長度不同，設(shè)計時使三條二級分流道的末端尺寸相同均為Ф6，176。澆注系統(tǒng)尺寸的確定是先由經(jīng)驗公式得到初定值，再通過模擬結(jié)果進(jìn)行小幅修正[12]。經(jīng)過初步的充填分析和對比可以看出三個點澆口比單一澆口充填更為平衡。模具溫度范圍：20~80℃熔體溫度范圍：200~280℃絕對最大熔體溫度：320℃頂出溫度：93℃最大剪切應(yīng)力：最大剪切速率：24000 1/s 設(shè)置澆口位置通過澆口位置分析，系統(tǒng)給出了默認(rèn)工藝條件下的最佳澆口位置，如圖42(a)所示，在此基礎(chǔ)上根據(jù)澆口選擇的原則又進(jìn)行以下四個方面的考慮[11]：1) 從塑件上方進(jìn)澆，使料流沖擊到型芯壁上，從而使料流平穩(wěn)地充滿型腔，可以避免熔體斷裂現(xiàn)象，從而保證注塑件的質(zhì)量；2) 澆口設(shè)置在塑件上方，使凸出部分首先充滿，最后充滿的部分在分型面處，有利于氣體的排出；3) 課題中濾清器外殼尺寸較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單一澆口可能充填不滿或充填時間較長，采用多個澆口能夠縮短料流流程，提高熔接的強度；4) 塑件雖無表面質(zhì)量要求，但是考慮便于澆口的去除，選用點澆口。經(jīng)過以上網(wǎng)格劃分和修改，最終網(wǎng)格統(tǒng)計和劃分如圖41所示。設(shè)定網(wǎng)格全局邊長為9mm。在UG中導(dǎo)出iges格式，在Moldflow中新建項目，并導(dǎo)入之前的iges模型。 注塑過程模擬分析前處理 模擬分析流程Moldflow模擬分析的基本步驟為：新建項目—引入模型—網(wǎng)格劃分—檢查網(wǎng)格—修正網(wǎng)格—選擇材料—設(shè)定分析序列—設(shè)置澆口位置—設(shè)定分析條件—分析—查看結(jié)果—生成報告。該模塊可以對整個注射成型過程進(jìn)行模擬分析。分析內(nèi)容包括模擬塑料的填充過程、優(yōu)化澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分析保壓過程、評估所設(shè)計的冷卻系統(tǒng)、預(yù)測制品的翹曲以及評估成本等。1) MPA的主要功能用于普通模流分析。目前，Mlodflow軟件已廣泛應(yīng)用于汽車、航空公司、儀器儀表、信息產(chǎn)業(yè)、日用品、家電等眾多領(lǐng)域。第4章 塑件的注塑模擬分析 Moldflow軟件簡介Mlodflow軟件是美國Mlodflow公司開發(fā)的用于塑料注射成型的分析軟件，在注射成型分析領(lǐng)域中享有美好的聲譽，并且擁有大量的客戶。鎖模力的安全系數(shù)，這里取，則。式中，是型腔的平均計算壓力值，通常取注射壓力的，大致范圍為。塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上總的投影面 。由UG注塑模具向?qū)K中的“計算面積”命令可以得到塑件在分型面上的投影面積。塑件和澆注系統(tǒng)凝料體積之和應(yīng)在注塑機的公稱容量的之間，即，所以。澆注系統(tǒng)的凝料體積在設(shè)計之前不能確定準(zhǔn)確的數(shù)值，~1倍來估算。cm)1016擊穿強度E/(kV/mm)30 成型工藝分析 注射成型過程濾清器外殼的注射成型工藝包括注射前的準(zhǔn)備、注射過程和后處理三個主要階段，具體流程如圖21所示： 成型工藝參數(shù)手冊[8]推薦的PP注射成型工藝參數(shù)如表22所示：表22 PP成型工藝參數(shù)計算收縮率~%成型時間注射0~5s模具溫度40~80℃保壓20~60s壓力注射壓力70~120MPa冷卻15~50s保壓壓力50~60MPa總周期40~120s注射前的準(zhǔn)備對PP塑料顆粒的色澤、粒度、均勻度進(jìn)行檢驗，進(jìn)行必要的干燥注射機中加入PP料粒對空注射進(jìn)行料筒清洗熔融塑料 注射充填 保壓補縮注射過程推出塑件 冷卻定型去除澆注系統(tǒng)凝料、飛邊塑件的后處理退火處理圖21 濾清器外殼注塑流程圖8 第3章 注塑機型號的確定 注射量的計算本課題中已給定濾清器外殼的三維模型，通過UG軟件的“質(zhì)量屬性”分析塑件，得到塑件的體積。表21 聚丙烯（PP）的主要性能參數(shù)密度ρ/(kg/dm3)~比體積ν/(dm3/kg)~吸水率（24h）ωp 成型性能聚丙烯是一種結(jié)晶性材料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長期與金屬接觸易發(fā)生分解；它的流動性好，；由于冷卻速度快，因此澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢；PP成性收縮范圍大，收縮率大，易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形，方向性強；成型時應(yīng)注意控制成型溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于50℃以下塑料件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良、流痕；90℃以上易發(fā)生翹曲、變形；塑料件應(yīng)壁厚均勻，避免缺口，尖角，以避免應(yīng)力集中[7]。但是在氧、熱、光的作用下極易解聚、老化，所以必須加入防老化劑。聚丙烯耐熱性好，能在100℃以上的溫度下進(jìn)行消毒滅菌，其低溫使用溫度達(dá)15℃，低于35℃時會脆裂。為滿足以上的工作要求，選用聚丙烯作為塑件材料。該塑件的部分結(jié)構(gòu)自帶有帶有斜度，故不再另設(shè)脫模斜度，通過設(shè)計有效的頂出機構(gòu)進(jìn)行脫模。該塑件沒有特殊的的精度要求，公差尺寸最大可以取到MT6[5]，以降低注塑模具的加工難度和生產(chǎn)成本。其三維模型如圖11所示。發(fā)電機組空氣濾清器主要是過濾活塞式發(fā)電機組工作時吸入的空氣中的微粒和雜質(zhì)的一種進(jìn)氣裝置，由濾芯和殼體兩部分組成。同時，通過本次設(shè)計能鍛煉圖紙繪制及尺寸及公差標(biāo)注等工程制圖能力、并培養(yǎng)撰寫規(guī)范論文的3 技能以及獨立思考分析能力。生成并編輯主要模具零件的二維圖紙（CAD），進(jìn)行成型零件的制造工藝的制定；撰寫設(shè)計計算說明書。 課題的主要內(nèi)容本課題針對發(fā)電機組濾清器外殼（有產(chǎn)品三維造型，需使用側(cè)抽芯和斜頂模具結(jié)構(gòu)）進(jìn)行工藝及模具設(shè)計。設(shè)計師能從繁瑣的繪圖和計算中解放出來，集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作，盡可能的充分發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造力，加快創(chuàng)新，進(jìn)一步提高了模具企業(yè)的管理水平。CAM指設(shè)計的模具模型在經(jīng)過CAE評估分析及優(yōu)化后，最終進(jìn)行加工刀具軌跡生成與仿真，產(chǎn)生數(shù)控加工代碼，從而控制數(shù)控機床進(jìn)行加工。在現(xiàn)代模具設(shè)計與制造中，CAD是利用計算機對模具進(jìn)行幾何設(shè)計、實體建模、繪圖等，目前在CAD應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了用圖板二維繪圖的初級階段，3D設(shè)計已經(jīng)達(dá)到70%~90%，為數(shù)控編程和CAD/CAE/CAM的集成提供了保障。計算機輔助設(shè)計、分析和制造技術(shù)(CAD /CAE/CAM)能在計算機上分析和模擬模具的設(shè)計方案，在試模前發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，幫助技術(shù)人員修改和優(yōu)化設(shè)計方案，提高一次試模的成功率[3]。又因為模具是單件或小批量的產(chǎn)品，傳統(tǒng)的人工設(shè)計已經(jīng)無法適用產(chǎn)品快速更新、質(zhì)量日益提高的需求。根據(jù)國內(nèi)外模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具業(yè)經(jīng)過行業(yè)調(diào)整后，塑料模具的比例將不斷增大[2]。所有領(lǐng)域所應(yīng)用的注塑制品，都要通過塑料模具生產(chǎn)出來。常見的塑件的成型方法有很多，如注塑成型、擠出成型、壓塑成型、吹塑成型等。 Filter shellII 目錄摘要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 注塑模具的重要地位和作用 1 計算機技術(shù)在模具設(shè)計和制造中的應(yīng)用 1 課題的主要內(nèi)容 2第2章 塑件成型的工藝性分析 5 塑件結(jié)構(gòu)分析 5 材料性能分析 5 使用特性 5 成型性能 5 主要性能指標(biāo) 6 成型工藝分析 6 注射成型過程 6 成型工藝參數(shù) 6第3章 注塑機型號的確定 9 注射量的計算 9 9 9 選擇注射機 10第4章 塑件的注塑模擬分析 11 Moldflow軟件簡介 11 注塑過程模擬分析前處理 11 模擬分析流程 11 模型導(dǎo)入與劃分和修正網(wǎng)格 11 材料設(shè)定 12 設(shè)置澆口位置 12 設(shè)置澆注系統(tǒng) 13 設(shè)置冷卻系統(tǒng) 15 設(shè)置分