【正文】 耗系數(shù)，隨塑料品種、注射機(jī)形式、噴嘴阻力、模具流到阻力而不同，其值在 1/3－2/3 范圍內(nèi)選取。F= p A （27 ）]8[ 式中 F——注塑機(jī)的額定鎖模力， KN；A——制件加澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積， ；2cm計(jì)算 A =； F = 30=結(jié)論，注射機(jī)的額定鎖模力為 500KN＞，滿足安全要求。 對(duì)于低碳鋼模板，安全許可壓應(yīng)力 為 100MPa，必須滿足??? （28 ）FAS?][21 式中 ——支架與動(dòng)模底板接觸面積， ；1SA2cm F——模板所受合模時(shí)壓力,KN。][1?S?? 因此安全可行。主流道孔小端直徑 D 應(yīng)大于注塑機(jī)噴嘴直徑 d,通常，取 D = d+ =4㎜。由注射機(jī)定位孔的定位圈基本尺寸 248。 模具厚度 各種規(guī)格的注塑機(jī)對(duì)安裝模具的最小壁厚和最大壁厚均有限制，模具厚度應(yīng)在最大和最小壁厚之間。 模具的外形尺寸很大，查得所用注塑機(jī)動(dòng)模板尺寸，定模板的尺寸都大于模具模板的尺寸，模具可以正常安裝，符合安裝要求。因用壓板固定時(shí)有較大的靈活性，故采用壓板式固定方法。對(duì)于模架，基本上采用標(biāo)準(zhǔn)模架，為了安全取安全距離 10mm，脫模距離 H1 為20mm，制件的高度為 15mm，定模板與澆口板的分離距離為 48mm。 成型零件壁厚計(jì)算（1）矩形型腔側(cè)壁厚度計(jì)算 整體式矩形行腔任一邊均可以簡(jiǎn)化為三邊固定一邊自由的矩形板，當(dāng)塑料熔體注入時(shí)其最大變形發(fā)生在自由邊的中點(diǎn)，變形量 δmax(mm)為： (210)4max3cphE???式中 c——由 L/h 而定的常數(shù)，其值可查表 353［5］ ， L——側(cè)壁內(nèi)側(cè)長(zhǎng)，mm。 p——型腔內(nèi)壓力，MPa。塑料內(nèi)壓力為 p=40Mpa。以允許變形量 δ=,作剛度條件，則強(qiáng)度計(jì)算與剛度計(jì)算的分界尺寸為 L=300mm。其中c=,p=30MP,h=30,E= 代入公式得 a=，實(shí)際側(cè)壁厚度取 20mm，符合要求。這里可以將其看作型芯支撐板厚度計(jì)算。按剛度計(jì)算支撐板厚度為： (211)]2[341?EplCS?式中 S——型腔腔底的厚度，mm。2l ——系數(shù)，根據(jù)型腔邊長(zhǎng)比 ，查表 ；1C21l]2[35? E——彈性模量，MPa。?12l??代入數(shù)據(jù)得： )(???由此，模板厚度應(yīng)大于等于 ，實(shí)際設(shè)計(jì)厚度為 35mm，符合要求。然后出現(xiàn)新文件選項(xiàng)對(duì)話框，選擇 mmns_mfg_mold，單擊 按鈕，即進(jìn)入模具設(shè)計(jì)環(huán)境，此時(shí)畫面上顯示坐標(biāo)系 MOLD_DEF_CSYS 及基準(zhǔn)平面MOLD_FRONT、MOLD_RIGHT、MOLD_PARTING_PLN 。點(diǎn)擊選取參照模型起點(diǎn)，點(diǎn)擊動(dòng)態(tài)。（2）創(chuàng)建并裝配模具工件點(diǎn)選模具功能菜單模具模型→創(chuàng)建→工件→手動(dòng)→拉伸，在一個(gè)平面中繪制如圖的矩形，單擊 ，所拉伸的模具工件并裝配完成，如圖 31 所示。圖 32 收縮信息窗口 （4）設(shè)計(jì)分型面1）在設(shè)計(jì)分型面 ，先將毛坯工件臨時(shí)隱藏起來，便于后面復(fù)制參考模型的曲面，如圖 44 所示，在模型樹列表中的 組件上單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇遮蔽命令，將毛坯工件臨時(shí)隱藏起來。3）選擇菜單管理器中的分型面。5）系統(tǒng)彈出如圖 33 所示曲面復(fù)制對(duì)話框，選擇曲面選項(xiàng)，單擊“參照” 按鈕，系統(tǒng)提示選擇要復(fù)制的曲面。7）單擊選取對(duì)話框中的確定按鈕，結(jié)束曲面選擇。9）逐一選擇菜單管理器中的完成/返回/完成/返回命令結(jié)束分型面命令。11）選擇模型樹中的毛坯工件，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇取消遮蔽命令，重新顯示毛坯工件。13）系統(tǒng)彈出邊界混合對(duì)話框，顯示已經(jīng)產(chǎn)生的分型面，選擇孔的邊界，對(duì)分型面進(jìn)行修改。15）選擇前面建的分型面將其合并，單擊確定按鈕，單擊菜單中的完成。18）首先生成型芯體積塊和型腔體積塊，在工具欄中點(diǎn)選分割按鈕 →兩個(gè)體積塊/所有工件→完成。如圖34 所示：圖 34 分割體積塊19）在模具主菜單中，依次點(diǎn)選模具元件→抽取。20）在模具主菜單中，依次點(diǎn)選模具進(jìn)料孔→定義間距→定義移動(dòng)。最終生成的分型面如圖 35 所示：圖 35 分型面開模狀態(tài) 運(yùn)用 設(shè)計(jì)模架 專家模架系統(tǒng) （Expert Moldbase Extension）是 Pro/E 的一個(gè)專業(yè)用戶插件，屬于 Pro/ENGINEER MoldShop 套件的一部分，用于設(shè)計(jì)和細(xì)化模架。 b) 導(dǎo)入模具模型及其組件分類、加載模座及其修改。d) 自定義滑塊和模具分型機(jī)構(gòu)。f) 創(chuàng)建冷卻水管道。 d) 開模仿真。選擇主要單位處選擇 mm，在基體類型中您可以將模架創(chuàng)建為 Pro/E 組件或 Pro/E 制造模型，兩者只有細(xì)微差別，在這里選擇組件。 定制模架（1）模架選擇點(diǎn)擊 ，點(diǎn)擊 載入 EMX 組件模架類型，點(diǎn)擊確定，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)載入模架。其中有許多廠商可供選擇，每個(gè)廠商又有不同的型號(hào)。依據(jù)制件的結(jié)構(gòu)方案，選擇三板式雙分型面模具。右擊圖各個(gè)零件，可進(jìn)行尺寸的修改及類型的選擇，原始尺寸在圖中有標(biāo)識(shí)。 圖 36 新項(xiàng)目定義對(duì)話框（2）添加主流道襯套和定位環(huán)點(diǎn)擊組件定義，選擇主流道襯套，選擇型號(hào)和尺寸，選擇放置的點(diǎn)和面，單擊確定均可。（3）型腔切槽在模架定義對(duì)話框中單擊切口按鈕 彈出型腔對(duì)話框，單擊型腔切口中的按鈕在單擊確定可以看到動(dòng)定模板都相應(yīng)的切出了型腔切口。圖 37 型腔切槽的設(shè)置（4）自定義元件庫模架內(nèi)有很多未定義的機(jī)構(gòu)，必須使用 Pro/E 進(jìn)行零件的繪制，需要繪制的有彈簧和側(cè)向滑塊，順序分型機(jī)構(gòu)的拉鉤和壓棒。如圖 38 所示為滑塊和拉鉤的組合圖。確定后系統(tǒng)彈出元件放置對(duì)話框，用坐標(biāo)系對(duì)齊的方式裝配參考模型。單擊 。點(diǎn)擊編輯的元件操作，選擇切除，點(diǎn)擊要切除的板塊，單擊確定，再選擇元件，點(diǎn)擊確定，然后單擊完成，這樣在對(duì)應(yīng)的板上開出一個(gè)相應(yīng)的孔。冷卻水道的布置也是在相應(yīng)的平面草繪水道線，然后點(diǎn)擊冷卻水道，自動(dòng)生成相應(yīng)直徑的水道和水嘴。至此，大部分的元件已經(jīng)成型。通常，將所有元件歸類為其它。對(duì)于使用“ 型腔布局”功能創(chuàng)建的組件來說，這一步驟是必需的。（8）完成項(xiàng)目 模板中有很多隱含特性。在刪除所有隱含的特性后，您可能無法對(duì)模架進(jìn)行較大的更改。如果是載入的標(biāo)準(zhǔn)模架，即使您沒有指定螺釘，系統(tǒng)也會(huì)定義。選擇所有選項(xiàng)。圖 310 裝配元件選擇對(duì)話框圖 311 開模狀態(tài)圖運(yùn)用 裝入模架后，整個(gè)模具就算完成了，然后利用 進(jìn)行開模仿真運(yùn)動(dòng)，觀察模具的開合模狀態(tài)。它可以在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑過程進(jìn)行模擬分析，包括填充、保壓、冷卻、翹曲、纖維取向、結(jié)構(gòu)應(yīng)力和收縮，以及氣體輔助成型分析等，使模具設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)階段就找出未來產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷，提高一次試模的成功率。MPI 軟件主要有以下幾方面的功能：（1）模型輸入與修復(fù)MPI 有三種分析方法：基于中心面的分析、基于表面的分析與三維分析。模型輸入后，軟件提供了多種修復(fù)工具，以生成既能得到準(zhǔn)確結(jié)果，又能減少分析時(shí)間的網(wǎng)格。（3）流動(dòng)分析分析塑料在模具中的流動(dòng)，并且優(yōu)化模腔的布局、材料的選擇、填充和保壓的工藝參數(shù)。（5）翹曲分析分析整個(gè)塑件的翹曲變形，包括線形、線形彎曲和非線形，同時(shí)指出產(chǎn)生翹曲的主要原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。MPI 軟件使用一系列集成的分析工具來優(yōu)化和預(yù)測(cè)整個(gè)注塑過程的纖維取向，使其分布合理，從而有效地提高該類塑件的性能。（8）結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析分析塑件在受外界載荷情況下的機(jī)械性能，在考慮注塑工藝的條件下，優(yōu)化塑件的強(qiáng)度和剛度。（10）氣體輔助成型分析模擬氣體輔助注射成型過程，對(duì)整個(gè)成型過程進(jìn)行優(yōu)化。 分析過程 導(dǎo)入 stl 格式的文件將手機(jī)殼體的三維造型設(shè)計(jì)在 Pro/E 中保存為 stl 格式，在 Moldflow 軟件中新建一個(gè)項(xiàng)目，導(dǎo)入 stl 文件，選擇網(wǎng)格劃分方式為 Dual Domain,自動(dòng)生成圖像，如圖 41 所示。接下來設(shè)置邊界密度，邊界劃分的越細(xì)，單元匹配率可能就越高，分析結(jié)果就越精確，但是邊界密度越細(xì)，分析占用的時(shí)間就會(huì)成幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，因此選擇一個(gè)合適的參數(shù)很重要。劃分后起始數(shù)據(jù)如圖 42 所示：圖 42 網(wǎng)格分析初始數(shù)據(jù) 為了達(dá)到分析結(jié)果的精確性，自動(dòng)生成的網(wǎng)格必須滿足以下要求:（1）連通域?yàn)?1。 （3）未定向的單元和交叉單元個(gè)數(shù)應(yīng)該為 0。 （5）網(wǎng)格匹配率應(yīng)該在 90%之上。下面對(duì)最大縱橫比進(jìn)行調(diào)節(jié)，其中的調(diào)節(jié)方式可以有合并節(jié)點(diǎn)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，重新排列節(jié)點(diǎn)等多種方式調(diào)節(jié)，圖 43 是移動(dòng)調(diào)節(jié)的前后對(duì)比圖。 選擇塑料種類在 Moldflow 軟件中自帶有非常全的材料數(shù)據(jù)庫，挑選了 LG 公司的 Lupoy GN5001RFA 型號(hào)的 PC+ABS 塑料。 澆口位置分析澆口的位置分析設(shè)置的工藝條件為系統(tǒng)默認(rèn)的平均值，分析的最佳澆口區(qū)域如圖46 所示：圖 46 澆口最佳位置分析從色帶圖可以看出塑件的中部藍(lán)色區(qū)域?yàn)樵O(shè)置澆口的最佳位置。這樣可以使流動(dòng)性最佳。因?yàn)檫x用的是點(diǎn)澆口，因此采用向?qū)娇梢愿_的創(chuàng)建澆注系統(tǒng)。至此澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建完成。 布置冷卻水管道在 moldflow 軟件自帶有冷卻分析的功能,可以進(jìn)行冷卻水管道布置和冷卻效果分析。完成后的布置形式如圖 47 所示：圖 47 建模和冷卻水管道布置完成后的圖形 成型工藝窗口分析Moldflow 軟件中帶有成型工藝窗口（molding window）分析，它能幫助初步找到的合適的工藝條件。分析日志顯示如下，Remended Mold Temperature（推薦模具溫度）: C?Remended Melt Temperature（推薦熔體溫度）: C?Remended Injection Time （推薦注射時(shí)間） : s?從圖 38 和 39 中可以看出綠色區(qū)域是最佳的參數(shù)范圍，同時(shí)成型工藝窗口分析還可以對(duì)壓力降，剪切速率，溫度，冷卻時(shí)間等進(jìn)行分析，評(píng)估注射時(shí)間，模具溫度和熔體溫度對(duì)他們的影響，這三個(gè)參數(shù)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法相比，DOE 分析不僅節(jié)省了時(shí)間和體力，而且可以利用最少的實(shí)驗(yàn)獲得覆蓋面非常廣泛的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，產(chǎn)生最佳效果的實(shí)驗(yàn)參數(shù)組合。正交實(shí)驗(yàn)法是通過運(yùn)行數(shù)目較少的一組實(shí)驗(yàn)。進(jìn)行三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其工藝參數(shù)基本設(shè)置在日志中的顯示如表 41。表 41 正交實(shí)驗(yàn)法分析時(shí)參數(shù)的設(shè)置 （1）Fill time—填充時(shí)間圖 410 填充時(shí)間因素 水平 最小值 中間值 最大值熔體溫度（℃） 模具溫度（℃） 注射時(shí)間（℃） 保壓時(shí)間（s） （2）Temperature at flow front—流體前沿溫度由分析結(jié)果可以看出料流前沿的最高溫度 ℃，最低溫度 ℃。圖 411 流體前沿溫度 （3）Pressure —壓力由分析結(jié)果可以看出速度壓力切換時(shí)最大壓力 ，只在上表面上一部分壓力很小，那個(gè)地方據(jù)澆口很近，在一開始就充滿，其他地方壓力相對(duì)平均，有利于各個(gè)角落的充填，主要是塑料的流動(dòng)性比較好，制件壁薄，可以很好的填充。在那里設(shè)置頂桿，空氣可以推桿的間隙排出，所以可以避免產(chǎn)生氣穴。如圖 413 所示：圖 413 氣泡（5）Weld lines—熔接痕由分析結(jié)果可以看出有一定面積和連續(xù)的熔接痕，所以制件表面質(zhì)量會(huì)受到一定影響，可以根據(jù)這個(gè)結(jié)果增加注射壓力和料溫，以此來提高塑料的流動(dòng)性能，降低熔接痕的出現(xiàn)。如圖 415 所示：圖 415 冷卻凍結(jié)時(shí)間（7）鎖模力曲線圖 鎖模力大概在 25 左右，如下圖 416 所示： 圖 416 鎖模力 填充保壓分析完成后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)是否出現(xiàn)了短射現(xiàn)象，即是否將制件填滿。正交實(shí)驗(yàn)法分析的各個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)作為獨(dú)立變量進(jìn)行的，得出的結(jié)果為每個(gè)參數(shù)對(duì)某一項(xiàng)性能的影響的比例，如表 42 為分析的部分結(jié)果。Taguchi 正交實(shí)驗(yàn)法之后，系統(tǒng)自動(dòng)出現(xiàn)了 22 組的 Factorial 因子實(shí)驗(yàn)，因子實(shí)驗(yàn)考慮到每個(gè)參數(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響以及各個(gè)變量參數(shù)之間的影響。每組三個(gè)水平，通過正交實(shí)驗(yàn)的分析結(jié)果可以看出，后三個(gè)因素為主要影響因素。通過正交兼因子實(shí)驗(yàn)分析得到的主要結(jié)果圖如下，每個(gè)圖的影響因素皆為在設(shè)置狀態(tài)下對(duì)其影響最大的因素。一開始對(duì)于 Moldflow 和 Pro/E 一竅不通的自己也終于通過反反復(fù)復(fù)的學(xué)習(xí)鍛煉對(duì)這些軟件有了比較深入的掌握，更重要的是，由于手機(jī)殼體內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，這極大地鍛煉了我設(shè)計(jì)模具的能力，使我對(duì)注塑模具的設(shè)計(jì)方法與流程有了一個(gè)比較全面的了解。在設(shè)計(jì)的過程中，遇到了很多的問題，模流分析的手動(dòng)劃分網(wǎng)格是經(jīng)過無數(shù)次試驗(yàn)中才得到的最后數(shù)據(jù)，正交實(shí)驗(yàn)法由于參數(shù)的問題經(jīng)常分析十幾個(gè)小時(shí)后出現(xiàn)分析失敗，分型面的設(shè)計(jì)以及添加滑塊等方面，都費(fèi)了很多周折。經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間的思考和查閱資料，通過孫立新老師的不斷指導(dǎo)糾正，才成功地完成了本套模具的設(shè)計(jì)過程。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，孫立新老師在百忙之中抽出了很多時(shí)間給了我很多寶貴的意見和指導(dǎo)，指引著我完成了摸索的過程，讓我順利的做完這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此向她表達(dá)深深的