【正文】 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `18 圖 93 變形，不同的收縮 圖 94 充填時(shí)間 圖 95 氣穴 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `19 圖 96 熔接痕 圖 97 鎖模力 圖 98 回路管壁溫度 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `20 圖 99 制品溫度 在報(bào)告中可以看出，不同的冷卻引起的變形比較大，需要改進(jìn)冷卻系統(tǒng)，充填時(shí)間為 ，旋轉(zhuǎn)塑件選擇塑件上不同的點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)充填時(shí)間的差值不超過 ，沒有問題。得出分析結(jié)果。 在冷卻設(shè)置中，設(shè)置模具表面溫度設(shè)為 50C? ；熔體溫度 230C? ，開模時(shí)間 5s，注射 +保壓 +冷卻時(shí)間為自動(dòng)，查 看頂出條件為頂出溫度 93 C? ，頂出凍結(jié)百分比為100%； 在流動(dòng)設(shè)置中，參數(shù)均為自動(dòng)； 在翹曲設(shè)置中，勾選分離翹曲原因復(fù)選框。如圖 92所示。 用手工方式創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)：使用復(fù)制 /移動(dòng)命令復(fù)制 、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，并將它們按順序連接成線，接著選擇網(wǎng)格菜單中的“生成網(wǎng)格”，網(wǎng)格邊長選擇默認(rèn)。接著進(jìn)行連通性診斷，連通性良好。 （ 3）澆注系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建 右鍵點(diǎn)擊任務(wù)欄中的注射位置，放置注射位置在杯底中心。 圖 91 最佳澆口位置分析 查看分析結(jié)果，如圖 91 所示，藍(lán)色顯示的即為最佳澆口位置。 （ 2）分析類型及材料選擇 雙擊 Moldflow 左邊任務(wù)欄的填充，選擇分析類型為“澆口位置”，然后選 擇材料為“ TaiwanPP”牌號(hào)為 6331。進(jìn)行網(wǎng)格的縱橫比診斷，調(diào)整網(wǎng)格縱橫比為小于 18。劃分完成后進(jìn)行網(wǎng)格數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，網(wǎng)格數(shù)量 8853，無自由邊，無交叉邊，最小縱橫比 ，最大縱橫比 。因此，開展自動(dòng)離散對(duì)象及結(jié)果的計(jì)算機(jī)可視化顯示的研究是一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。也就是說，當(dāng)利用有限元分析對(duì)象時(shí)，主要時(shí)間是用于對(duì)象的離散及結(jié)果的處理。 有限元法求解問題的基本過程主要包括：分析對(duì)象的離散化 ， 有限元求解 ， 計(jì)算結(jié)果的處理三部分。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `14 冷卻裝置的布置如下 圖 81型腔冷卻系統(tǒng) 圖 82滑塊冷卻系統(tǒng) 圖 83 型芯的冷卻系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `15 9．塑件的 Moldflow 分析 有限元法介紹 Moldflow 軟件的原理是有限元法，有限元法是力學(xué)、計(jì)算方法和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，由于它在解決工程技術(shù)問題時(shí)的靈活性、快速及有效性，發(fā)展非常神速，其解題范圍包括了各個(gè)領(lǐng)域（固體力學(xué)、流體場、電磁場、溫度場、聲場）的數(shù)理方程；其計(jì)算機(jī)程序幾乎能求解數(shù)理方程中的各類問題，是工程技術(shù)人員必備工具， 是力學(xué)、機(jī)械、土木工程、水力等專業(yè)的學(xué)生的必修課。 (4)表面質(zhì)量 當(dāng)模具的溫度過低時(shí)，會(huì)使塑料熔體粘度提高，流動(dòng)阻力增大，從而出現(xiàn)填充不滿，塑件輪廓不清，或者產(chǎn)生熔接痕或振動(dòng)痕；提高模具溫度即可改善塑件表面狀態(tài)，使塑件表面粗糙度降低。冷卻速度快，結(jié)晶度低，應(yīng)力開裂的傾向小。經(jīng)計(jì)算與校核，斜導(dǎo)柱直徑選則 d=16mm。 即 L2=13/sin20176。則斜導(dǎo)柱有效工作長度為 L=S/sin20176。 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 綜合實(shí)際情況，本模具采用斜導(dǎo)柱安裝在定模，滑塊安裝在動(dòng)模的。 定位裝置的設(shè)計(jì) 側(cè)抽芯動(dòng)作完成后，滑塊應(yīng)留在所要求的位置上，不可任意滑動(dòng)，以便合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜孔中 ， 該設(shè)計(jì)采用 鋼珠聯(lián)合彈簧 定位形式 。為不增大模具體積又要保證導(dǎo)滑槽長度，可在模具上采用局部加長導(dǎo)滑槽的方法； 2 滑槽對(duì)滑塊的導(dǎo)滑部分采用 間隙配合，配合特性可選用 H8/g7 或 H8/h8， 其畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `12 它各部分均留有間隙，滑塊的滑動(dòng)部分和滑槽導(dǎo)滑面的粗糙度 Ra為 m? ； 3由于模具工作時(shí)，滑塊在導(dǎo)滑槽內(nèi)要往復(fù)移動(dòng)，為降低磨損，滑塊的材料可用 T8A、 T10A、或 45 鋼，導(dǎo)滑部分淬火硬度在 40HRC 以上，導(dǎo)滑槽的材料可用耐磨材料或銅滑板，淬火硬度 為 54~58HRC。本次設(shè)計(jì)采用 “T” 形組合式的導(dǎo)滑槽，其由一塊板做成滑槽板，導(dǎo)滑部分容易磨削，精度也容易保證。 滑塊與滑塊槽的設(shè)計(jì) (1)滑塊與側(cè)向型芯的連接 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)的滑 塊分為整體式和組合式兩種，考慮到節(jié)約材料和機(jī)械加工容易，本次設(shè)計(jì)中的滑塊采用 整體 式，側(cè)向型芯 作為滑塊的一部分一起加工。 則 S=S1+（ 1+3)mm=10mm+3mm=13mm （ 71） 抽芯力的計(jì)算 查表 得 抽 芯 力 Q 的計(jì)算公式 [9]： 22( c os sin )Q lhp f ???? （ 72） 式 中 l— 活動(dòng)型芯被塑件包緊的斷面形狀周長； h— 型 腔 部分的深度； 2p — 塑件對(duì)型芯單位面積的擠壓力，一般取 8~12MPa； 2f — 塑料與鋼的摩擦系數(shù)，一般取 ~； ? — 側(cè)孔或側(cè)凹的脫 模斜度 (? )，本設(shè)計(jì)中取 ? =2? 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `10 圖 71 抽芯機(jī)構(gòu) 抽拔距與抽拔力的計(jì)算 抽芯距 抽 芯 距是指型芯從成型位置抽至不妨礙塑件脫模的位置，滑塊所移動(dòng)的距離。斜滑塊應(yīng)考慮分型與與抽芯方向的要求，并盡量保證塑件具有較好的外觀質(zhì)量，不要使塑件表面留有明顯的拼縫痕跡。 由于本塑件兩側(cè)有和一端有凹槽， 阻礙成型后塑件 直接 從模具里脫模，所以必須采用 內(nèi)側(cè) 抽芯機(jī)構(gòu)。開模 時(shí)，開模力通過斜導(dǎo)柱作用于滑塊，迫使滑塊在動(dòng)模板的導(dǎo)滑槽內(nèi)向兩邊移動(dòng)，完成抽芯動(dòng)作；塑件由推板推出型腔；擋板、彈簧及螺釘是滑塊保持抽芯后的最終位置，保證合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地進(jìn)入滑塊的斜孔，使滑塊回到成型位置；在注射成型時(shí)，滑塊受到型腔熔體壓力的作用，有產(chǎn)生位移的可能，因此用楔緊塊來保證滑塊在成型時(shí)的準(zhǔn)確位置。本次設(shè)計(jì)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但抽芯不需要人工操作，生產(chǎn)效率高，與液壓或氣動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)相比較無須另行設(shè)計(jì)液壓或氣壓抽芯系統(tǒng)，成本較低。 按動(dòng)力來源可分為：手動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)、液動(dòng)或氣動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)和機(jī)動(dòng)抽芯機(jī)構(gòu)等三大類型。 7. 側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 當(dāng)注射成型側(cè)壁帶有孔，凹穴，凸臺(tái)等的塑件時(shí)，模具上成型該處的零件就必須制成可側(cè)向移動(dòng)的零件，以便在脫模前先抽調(diào)側(cè)向成型零件，否則就無法脫模。 本塑件的材料 選擇 為 PP（百折膠） ， 有關(guān) 參數(shù)為 S=%,E=950MPa, l=40mm，? =， A=， ? =3176。 ）； ? 是塑料的泊松比； 1? 是塑件的平均壁厚； f 是塑件與型芯之間的靜摩擦力，常取 ～ 。 l 是塑件對(duì)型芯的包容長度（ mm） 。一般而論，制品剛剛開始脫模之瞬間的摩擦力最大 。 塑件在模具冷卻定型時(shí)，由于體積收縮，其尺寸逐漸縮小，而將型芯或凸模包緊，在塑件脫模時(shí)必須克服這一包緊力。 (2)氣道閥門密封良好避免塑料溢入；氣道密封應(yīng)良好，防止泄漏影響頂出力； (3)帶底孔的塑件盡量不用氣動(dòng)頂出； (4)采用氣動(dòng)頂出時(shí)，型芯脫模斜度應(yīng)盡量的?。? (5)采用錐形閥氣動(dòng)頂出時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件底部面積選擇合適的錐閥直徑和錐度； (6)矩形塑件采用 兩或多個(gè)氣動(dòng)頂出，以免塑件受力不均。 氣動(dòng)頂出的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： (1)壓縮空氣供應(yīng)充足。即： 1n ipi iLBBt???? （ 51） B—— 流程比； iL —— 各段流程長度； it —— 各段流程的型腔厚度； pB —— 允許的流程比，（這里塑料 PP的允許流程比為 280） 2311 125 2 . 2 4 6 3 0 . 3 54 . 3 7 2 . 5n ii iL L LLB t t t??? ? ? ? ? ?? 280? 所以在允許的范圍內(nèi) ，可行。因?yàn)楫?dāng)塑件壁厚較小，而流程較長時(shí)，不但內(nèi)應(yīng)力增大，而且會(huì)因?yàn)榱狭鳒囟冉档洼^多而造成注射不滿，這時(shí)必須增大塑件的壁厚，或增加澆口數(shù)量、改變澆口位置，以縮短最大流程。 澆口套的選用 由于采用直接澆口，在有柄蓋底部的花紋需要成型，所以交口套底面必須加工出所需要的花紋，詳細(xì)數(shù)據(jù)請(qǐng)參見澆口套零件圖，示意圖如下 52所示 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `7 圖 52 澆口套 由于主流道與高溫塑料熔體及注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸和碰撞 ,所以常將主流道設(shè)計(jì)成可拆卸的澆口套，材料為 T10A 鋼 ,并淬火處理到洛氏硬度 50～ 55HRC. T10A 鋼 適于制造切削條件差、耐磨性要求較高，且不受忽然和劇烈振動(dòng)，需要一定韌性及具有鋒利刀口的各種工具 ， 可用作不受較大沖擊的耐磨零 。 分型面的選 擇 選擇分型面 的 原則： (1)有利于脫模； (2)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求； (3)有利于成型零件的加工制造； (4)分型面數(shù)目與形狀通常采用平行分型面，即采用一個(gè)與注射機(jī)開模運(yùn)動(dòng)方向垂直的分型面； (5)型腔方位的確定 ： 在決定型腔在模具內(nèi)的方位時(shí)，分型面的選擇應(yīng)盡量防止畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `6 形成側(cè)孔或側(cè)凹， 以 避免采用比較復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)； (6)有利于側(cè)向抽芯； (7)考慮側(cè)向抽拔距； (8)應(yīng)將抽芯或分型距離長的方向置于動(dòng)、定模的開合模方向上，而將短抽拔距作為側(cè)向分型芯或抽芯，并注意將側(cè)抽芯放在動(dòng)模邊，避免定模抽芯； (9)鎖緊模具的要求； (10)有利于排氣 ； (11)分型面的選擇應(yīng)考慮注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)。 估算澆注系統(tǒng)的體積 Vj： 根據(jù)澆注系統(tǒng)初步方案進(jìn)行估算 澆注系統(tǒng)體積。 選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、確定型腔數(shù) 根據(jù)以上所計(jì)算的 結(jié)果 ，可選擇設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、確定型腔數(shù)。 收縮率： ～ % 熔融溫度： 230～ 275 成型溫度： 15～ 65 度 比重： ～ 成型壓力： 100～ 130Mpa 流比長： 100～ 200 結(jié)晶性：半結(jié)晶性 射速：高速注射 4. 注塑設(shè)備的選擇 計(jì)算塑件的體積和重量 體積：通過 UG 軟件的 “質(zhì)量屬 性”分析 塑件，得 到塑件的 體積為gV =3=。PP 的最大缺點(diǎn)就是容易氧化老化。 百折膠質(zhì)輕，可浮于水，它具有高的結(jié)晶度，高耐磨性，高溫 沖擊性好， 化學(xué)穩(wěn)定性高 ， 衛(wèi)生性能好 ，無毒， 耐熱性高 ，可在 100攝氏度左右使用，突出的延伸性能和抗疲勞性能。 總 裝 圖 總裝圖如圖 23 所示 。 工作過程：開模后，氣泵往型芯內(nèi)鼓高壓氣體，氣閥桿的彈簧受到壓縮，氣體沖出氣閥將塑件吹出，鼓氣結(jié)束，受到壓縮的彈簧回復(fù)原始狀態(tài)。 圖 21制件圖 圖 22 制件三維圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 有柄蓋注塑模具設(shè)計(jì) `3 模具方案的初步確定 由于塑件屬于圓筒形薄壁深殼狀零件，我們采用哈夫機(jī)構(gòu)成型塑件的手柄，考慮到實(shí)際使用情況，杯口和杯外表面必須有很高的光滑度，可見用頂桿或者推件板頂出是不可行的，這里我們使用氣動(dòng)頂出裝置。在制造技術(shù)方面，首先是采用 CAD/CAM 技術(shù)，用計(jì)算機(jī)造型、編程并由數(shù)控機(jī)床加工已是主要手段， CAE 軟件也得到應(yīng)用。塑料模 是 應(yīng)用最廣泛的一類模具。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。 我國 模 具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多 世紀(jì)，近幾年來