【正文】 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 13 第三章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和排 溢系統(tǒng)的計(jì) 澆 注系統(tǒng) 的選定 澆注系統(tǒng)是 引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，它具有傳質(zhì)﹑傳壓﹑和傳熱的功能，對(duì)制品質(zhì)量影響很大 。 具體填充過(guò)程如下： 表 填充過(guò)程 Filling phase: Status: V = Velocity control P = Pressure control V/P= Velocity/pressure switchover || | Time | Volume| Pressure | Clamp force|Flow rate|Status | | (s) | (%) | (MPa) | (tonne) |(cm^3/s) | | || | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 12 | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V/P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | |Filled | || 從這個(gè)填充過(guò)程來(lái)看，在 t= 秒之前，隨著時(shí)間的增加，垃圾桶底座制件體積逐漸的增加，注塑壓力，鎖模力及熔體流動(dòng)速率也逐漸增大，當(dāng)t= 秒時(shí)，制件體積達(dá)到 %，這時(shí)注塑壓力，鎖模力及熔體流動(dòng)速率達(dá)到最大，隨著時(shí)間繼續(xù)增加，制件體積從 %逐漸增大到 100%,但注塑壓力，鎖模力及熔體流動(dòng)速率已經(jīng)在慢慢減小了。 （ 1）填充和保壓轉(zhuǎn)換分析 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 11 圖 填充時(shí)間 如圖所示：填充時(shí)間為 秒，等高線的在各塊區(qū)域間距都相等，說(shuō)明料流前鋒的前進(jìn)速度有階段性的一致，填充基本平衡。制品的許多缺陷，如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時(shí)間等，都與樹脂在模具中的流動(dòng)方式有關(guān)。 熔體溫度 : 230℃，溫度范圍 200℃ 280℃。最大剪 切應(yīng)力： ,最大剪切速率分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 10 24000S1。 塑料制件的選材 材料選擇 Borealis 公司的 PP，產(chǎn)品代號(hào)為 HJ320P，產(chǎn)品無(wú)其他添加劑。 大型制件網(wǎng)格的好壞直接影響模擬的精度，不好的網(wǎng)格甚至模擬錯(cuò)誤或模擬不成功 。這里劃分網(wǎng)格的 Global edge lenth 選 10mm，劃分后很好的保證了模擬的精度，并且使電腦計(jì)算量不大。這樣，就把原來(lái)一個(gè)連續(xù)的整體簡(jiǎn)化成有限個(gè)單元的體系，從而得到真實(shí)結(jié)構(gòu)的近視模型，最終的數(shù)值計(jì)算就是在這個(gè)離散化的模型上進(jìn)行的。 Moldflow 系列產(chǎn)品主要包括： MPA： Moldflow Plastic Advisers(快速 試模分析 ) MPI： Moldflow Plastic Insight(高級(jí)成型分析 ) 垃圾桶底座塑件的有限元模型的建立 Moldflow 作為成功的注塑產(chǎn)品成型仿真及分析軟件，采用的基本思想也是工程領(lǐng)域中最為常見的有限元方法。Moldflow 的產(chǎn)品用于優(yōu)化制件和模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程 , 提供了一個(gè)整體解決方案。 Moldflow 擁有自己的材料測(cè)試檢驗(yàn)工廠，為分析軟件提供多達(dá) 8000余種材料選擇，極大提高分析準(zhǔn)確度。 Moldflow 以市場(chǎng)占有率 87％及連續(xù)五年 17％的增長(zhǎng)率成為全球主流分析軟件。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 8 第二章 垃圾桶底座的 Moldflow 模流分析 MOLDFLOW 軟件簡(jiǎn)介 Moldflow 公司為一家專業(yè)從事塑料計(jì)算機(jī)輔助工程分析（ CAE）的跨國(guó)性軟件和咨詢公司。塑 件的總厚度約為 65mm 左右，頂出距離最大為 20mm 左右即可，加上模具的總厚度 526 ㎜，而注塑機(jī)的最大開模行程為 700 mm，該模具又為熱流道（無(wú)凝料）。 經(jīng)計(jì)算塑件和流道系統(tǒng)的投影面積約為 50000 mm2 F0＝ 50000 30=1500000N=150 104N≤ 450 104N（合模力） 因此，我們可得所選的注射機(jī)滿足制件成型的要求。否則在注射成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而產(chǎn)生溢邊跑料的現(xiàn)象。 鎖模力的計(jì)算及 較核 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，在模具型腔內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注射機(jī)軸向的很大的推力，力圖使模具沿分型面漲開，其值等于塑件和流 道系統(tǒng)在分型面上總面積乘以型腔內(nèi)塑料壓力。由 以上 PP 的性能可知 PP 的注射壓力為 70～ 100MPa，而我們所選擇的注射機(jī)的注射壓力為 121 MPa。 選擇注射機(jī) 根據(jù) V 注 及 T 計(jì) ，并綜合考慮注射機(jī)的塑化能力，公稱注射量，公稱注射壓力，工程鎖模力，安裝模具的有效 空間，頂出形式及頂出行程，移模行程等等，選用型號(hào)為 XSZY1000 的注塑機(jī)。 塑件制品體積的計(jì)算 塑件的體積與注塑機(jī)的選擇密切相關(guān)，通常我們先通過(guò)塑件體積來(lái)計(jì)算來(lái)初選注塑機(jī)，然后通過(guò)鎖模力等對(duì)所選的注塑機(jī)進(jìn)行校核。 選擇注塑成型設(shè)備并進(jìn)行校核 各種型號(hào)的注塑 機(jī)安裝模具部分的形狀和尺寸各不相同。根據(jù)分析與經(jīng)驗(yàn)，選擇兩邊的中心位置進(jìn)澆。模具型腔數(shù)量的確定主要是根據(jù)制品的投影面積、幾何形狀、制品精度、批量以及經(jīng)濟(jì)效益來(lái)確定的。分析制件的結(jié)構(gòu)，最終將分型面選擇在沿加強(qiáng)筋布置的位置。 分型面的確定 分開模具能取出塑件的面，稱作分型面 。并且消除了后續(xù)工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化，制件經(jīng)熱流道模具成型后即為成品，無(wú)需修剪澆口及回收加工冷澆道等工序，有利于生產(chǎn)自動(dòng)化， 從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 方案二： 采用熱流道澆注系統(tǒng) ,成本比傳統(tǒng)的冷流道澆注系統(tǒng)高。但由于壁厚較薄，形狀復(fù)雜，可能有充不滿的情況發(fā)生。單分型面，點(diǎn)澆口設(shè)計(jì)。 表 聚丙烯成型條 件 塑料名稱 聚丙烯 料筒溫度（℃） 后段 160～ 170 中段 200～ 220 前段 180～ 200 縮寫 PP 注射壓力（ MPa） 70～ 120 注射成形機(jī)類型 螺桿式 注射時(shí)間（ s） 0～ 5 密 度（ g/cm3） ～ 保壓時(shí)間（ s） 20 ～ 60 比 容（ ml/g ） 冷卻時(shí)間（ s） 15～ 50 收縮率（ % ） ～ 總周期 （ s） 40～ 120 噴嘴溫度（℃） 170～ 190 螺桿轉(zhuǎn)速（ r/min） 48 干燥 溫度（℃） 70～ 85 適用注射機(jī)類型 螺桿式 柱塞式均可 時(shí)間（ h） 2 模具溫度（℃） 40～ 80 后處理 無(wú) 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 4 確定模具結(jié)構(gòu)方案 參考方案 方案一：普通的冷流道澆注系統(tǒng)，單分型面，直澆口設(shè)計(jì)。 5. 注意控制成形溫度，料溫低方向性明顯，尤其低溫高壓時(shí)更明顯，模具溫度低于 50℃以下塑件不光澤，易產(chǎn)生熔接不良，流痕； 90℃以上易發(fā)生翹曲、變形。 3. 冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)應(yīng)散熱緩慢。 它主要的成形特性如下： 1. 結(jié)晶性料，吸濕性小，可能發(fā)生熔融破裂，長(zhǎng)期與熱金屬長(zhǎng)期接觸易發(fā)生分解。拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度等都比低壓聚乙烯高，還有很突出的剛性和耐折疊性，以及優(yōu)良的耐腐蝕性和電絕緣性。 塑件材質(zhì)及成型工藝性 該塑件所采用材料為：聚丙烯（ PP）。從制件的結(jié)構(gòu)來(lái)看， 2 ㎜厚的制品必須在工藝上考慮其充模能力。并且在 安裝的過(guò)程中，均是強(qiáng)制壓入。制件的外表面的光潔度要求比較高，內(nèi)表面的精度低些， 塑件精度外表面選MT2 級(jí)，內(nèi)表面選 MT3 級(jí)。因此，我們立足于這一不足點(diǎn)，將垃圾桶進(jìn)行改進(jìn)，使其成為綠色環(huán)保性的雙桶式垃圾桶。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設(shè)計(jì) 2 第一章 塑件工藝分析及模具結(jié)構(gòu)方案 塑件工藝分析 塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工藝性 重量 378 g 密度 材料 PP（聚丙烯） 體積 415 ㎝ 3 厚度 2mm 投影面積約為： 500cm2 該塑件為 垃圾桶的底座。 熱流道成型是指從注射機(jī)噴嘴送往澆口的塑料始終保持熔融狀態(tài)，在每次開模時(shí)不需要固化作為廢料取出，滯留在澆注系統(tǒng)中的熔料可在再一次注射時(shí)被注入型腔。于是一些新型的注塑模技術(shù)以其優(yōu)良的產(chǎn)品質(zhì)量、低的注射成本、高的生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)不斷應(yīng)用于當(dāng)今模具行業(yè)，興起了新一波的制造業(yè)高潮。 且 隨著 我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 和人民生活水平的提高， 對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求 。 此外，本文中還包括一篇文獻(xiàn)綜述。 本文主要內(nèi)容包括：垃圾桶的改進(jìn)方案、制品的選材、制品的工藝分析、注射機(jī)的選擇及校核、熱流道澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì)、成型零件和結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)以及相關(guān)尺寸的計(jì)算校核、排氣系統(tǒng)及溫控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、模具材料的選擇等注射模設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)