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1、AbsttracctThiss deesiggn nneeddingg thhe tthicckneess of plaastiic uunifformm,thhe ssurffacee shhoulld bbe ssmoooth .Coonsiiderringg thhe ssizee off prroduuct is larrge, soo thhe ddesiign usees onne-mmodee annd oone-cavvityy foorm in thiis ccasee. TThe dessignn allso usee haalf-strructturee too foor
2、miing thee haandlle oof pprodductt affterr annalyyzinng tthe strructturee off thhe pprodductt. IIn oordeer tto eensuurinng tthe surrfacce ssmoooth, thhe eedgee wiithoout disstorrtioon, we usee pnneummatiic eejecctioon sstruuctuure. Thhis strructturee allso simmpliifiees tthe molld sstruuctuure, ecco
3、noomiccal andd prractticaal. Meaanwhhilee, wwe mmeassureed tthe connnecctioon bbetwweenn prroduuct quaalitty aand thee coost. Makiing thee moold of simmplee sttruccturre、llow proocesssinng ccostts oof pprodducttionn、eaasy proocesssinng aand usaabillityy ass muuch as posssibble.Key worrdsMug; Injeect
4、iion Mouuld; Halff-sttruccturre; Pneuumattic ejeectiionsstruuctuure目录摘要、关关键词IIAbsttracct、Keyy woordssII目录IIII1.引言言12.塑料料工艺分分析与模模具方案案确定222.1 制件的的分析222.2 模具方方案的初初步确定定32.3总总装图333. 塑塑料的成成型特性性及工艺艺参数444. 注注塑设备备的选择择44.1 计算塑塑件的体体积和重重量44.2 选择设设备型号号、规格格、确定定型腔数数45. 浇浇注系统统55.1 确定成成型位置置55.2 分型面面的选择择55.3 浇口套套的选用用
5、65.4 流程比比的校核核76. 脱脱模机构构的设计计86.1 顶出机机构86.2 脱模力力的计算算87. 侧侧向抽芯芯机构的的设计997.1 抽拔距距与抽拔拔力的计计算1007.1.1抽芯芯距1007.1.2抽芯芯力的计计算1007.2 抽芯机机构的设设计1117.2.1滑块块与滑块块槽的设设计1117.2.2定位位装置的的设计1127.2.3斜导导柱的设设计与计计算1228. 温温度调节节机构的的选择1138.1模模具温度度调节对对塑件质质量的影影响1338.2冷冷却系统统的设计计原则1138.3冷冷却装置置的布置置如下1149塑件件的Mooldffloww分析1559.1 有限元元法介绍
6、绍159.2 有柄盖盖模型前前处理1159.3初初始方案案分析结结果输出出179.4制制定优化化方案22010. 注射机机有关工工艺参数数的校核核2210.11 注射射量的校校核22210.22 锁模模力与注注射压力力的校核核2210.22.1锁锁模力的的校核22210.22.2注注射压力力的校核核2310.33 材料料厚度与与注射机机开模行行程的校校核24411. 成型零零部件的的设计与与计算机机构形式式2411.11 成型型零部件件的结构构形式22411.11.1凹凹模的结结构设计计2411.11.2型型芯的结结构设计计2411.22成型零零部件的的工作尺尺寸的计计算25512. 模架、支
7、支承与连连接零件件的设计计与选择择2812.11定模座座板(2250mmm3315mmm225mmm)2812.22定模板板(2550 mmm2250mmm225mmm)2912.33动模板板(2550mmm2550mmm500mm)2912.44 动模模座板(250mm315mm25mm)2913. 合模导导向与定定位机构构的设计计2913.11 导柱柱导向机机构30013.22 导向向孔、导导套的结结构及要要求30013.33 导柱柱布置33014. 排气与与引气系系统31114.11.1排排气系统统的作用用及气体体来源33114.11.2排排气系统统的设计计要点33114.22引气装装置
8、311结论333谢辞344参考文献献351.引言言随着各种种性能优优越的工工程塑料料不断开开发,注注塑工艺艺越来越越多地被被各个制制造领域域用以成成型各种种性能要要求的制制品。要要高质量量、经济济地生产产出注塑塑制品,必必须综合合考虑成成型树脂脂、注塑塑模具及及注塑机机的问题题,注塑塑模具的的设计质质量直接接影响成成型制品品的生产产效率、质质量及成成本。注塑模具具在注射射制品成成型中起起着极其其重要的的作用,除除了塑料料制品的的表面质质量、成成型精度度完全由由模具决决定之外外,塑料料制品的的内在质质量、成成型效率率也受模模具左右右,所以以如何高高质量、简简明、快快捷、规规范化地地设计注注塑模具
9、具,成为为发挥注注塑成型型工艺的的优越性性,扩大大注塑制制品的首首要问题题。传统的注注塑模具具设计,主主要是依依赖设计计人员的的经验,设设计的速速度、质质量及可可靠性的的程度,因因设计人人员的经经验而异异。又因因模具是是单品或或极少批批量的产产品,采采用传统统设计方方法,每每一张图图纸都需需要手工工绘制,设设计人员员的工作作强度大大,设计计工作难难以达到到规范化化、标准准化。目目前世界界上工业业发达的的国家和和地区都都已相继继采用计计算机技技术进行行注塑模模具设计计,其主主要是采采用计算算机辅助助设计即即CADD及计算算机辅助助工程CCAE。我国模具具工业从从起步到到飞跃发发展,历历经了半半个
10、多世世纪,近近几年来来,我国国模具技技术有了了很大发发展,模模具水平平有了较较大提高高。大型型、精密密、复杂杂、高效和和长寿命命模具又又上了新新台阶。模模具质量量、模具具寿命明明显提高高;模具具交货期期较前缩缩短。模模具CAAD/CCAM/CAEE技术相相当广泛泛地得到到应用,并并开发出出了自主主版权的的模具CCAD/CAEE软件。塑塑料模是是应用最最广泛的的一类模模具。近近年来,我我国塑料料模有长长足的进进步。在在制造技技术方面面,首先先是采用用CADD/CAAM技术术,用计计算机造造型、编编程并由由数控机机床加工工已是主主要手段段,CAAE软件件也得到到应用。2.塑料料工艺分分析与模模具方
11、案案确定2.1 制件的的分析如下图所所示,该该制件为为塑料有有柄盖,使使用材料料为PPP。图2-11制件图图图2-22制件三三维图2.2 模具方方案的初初步确定定由于塑件件属于圆圆筒形薄薄壁深壳壳状零件件,我们们采用哈哈夫机构构成型塑塑件的手手柄,考考虑到实实际使用用情况,杯杯口和杯杯外表面面必须有有很高的的光滑度度,可见见用顶杆杆或者推推件板顶顶出是不不可行的的,这里里我们使使用气动动顶出装装置。并并用气阀阀引导防防止塑件件在脱模模时由于于型腔内内外的气气压差导导致变形形。工作过程程:开模模后,气气泵往型型芯内鼓鼓高压气气体,气气阀杆的的弹簧受受到压缩缩,气体体冲出气气阀将塑塑件吹出出,鼓气
12、气结束,受受到压缩缩的弹簧簧回复原原始状态态。合模模时,哈哈夫机构构在斜导导柱的引引导下复复位,顺顺利完成成合模。2.3总总装图总装图如如图2-3所示示。图2-33总装图图15.水水嘴 116.螺螺塞 17.弹簧 188.钢珠珠 119.薄薄壁水管管 220.右右滑块 211.水嘴嘴 22.定定模座板板 233.浇口口套 24.定位环环 255. 内内六角圆圆柱头螺螺钉 26.楔紧块块 27.斜斜导柱228.左左滑块 299.水嘴嘴 330.型型芯 31.封水胶胶垫 32.水嘴 333.螺塞塞 334.气气压泵接接口3. 塑塑料的成成型特性性及工艺艺参数PP的材材料名称称是聚丙丙烯(百百折胶)
13、。百折胶质轻,可浮于水,它具有高的结晶度,高耐磨性,高温冲击性好,化学稳定性高,卫生性能好,无毒,耐热性高,可在100摄氏度左右使用,突出的延伸性能和抗疲劳性能。可应用于微波炉、餐具、盆、塑料桶、保温瓶外壳、编织袋等生活用品,也可用于法兰,齿轮,接头,把手等工业元件。PP的最大缺点就是容易氧化老化。可用添加抗氧化剂与紫外光吸收剂等加以克服。收缩率:1.002.5% 熔融融温度:23002775 成型型温度:1565度度比重:00.900200.9006 成型压压力:11001300Mpaa 流比长长:10002200结晶性:半结晶晶性 射速速:高速速注射 4. 注注塑设备备的选择择4.1 计算
14、塑塑件的体体积和重重量体积:通通过UGG软件的的“质量属属性”分析塑塑件,得得到塑件件的体积积为=4468113.220611mm33=466.8113cmm3。质量:材材料PPP的密度度取=0.991g/ cmm3,则单单个塑件件的质量量m=V=422.6gg。4.2 选择设设备型号号、规格格、确定定型腔数数根据以上上所计算算的结果果,可选选择设备备型号、规规格、确确定型腔腔数。注注射机的的额定注注射量为为Vb,每次次的注射射量不超超过它的的80%,即n=(00.8-)/(44-1)式中n型腔数数;Vj浇浇注系统统的体积积(g);塑件体体积。估算浇注注系统的的体积VVj:根据浇注注系统初初步
15、方案案进行估估算浇注注系统体体积。=0.778由于该塑塑件外形形较大,且且需要比比较复杂杂的抽芯芯机构,因因此采用用一模一一腔,即即n=11则 Vb=(nnVg+Vj)/00.8= 599.5(4-22)根据所计计算的各各项参数数,选用用J544-S2200/4000型注塑塑机,注注塑机的的参数如如下:表4-11注塑机机主要参参数标称注射射量(cm3)400注射行程程(mmm)160注射压力力(Mpaa)109合模力/N螺杆直径径(mm)55最大成型型面积(ccm2)645模板厚度度/mm最大406螺杆转速速(r/minn)16,228,448最小165喷嘴球半半径(mmm)12注射时间间(s
16、) 11.8喷嘴孔直直径(mmm)45. 浇浇注系统统5.1 确定成成型位置置由于塑件件的手柄柄处有侧侧凹,我我们使用用哈夫机机构来成成型,将将两个滑滑块安排排在手柄柄的两侧侧,每个个滑块成成型手柄柄的一半半侧凹。5.2 分型面面的选择择选择分型型面的原则:(1)有有利于脱脱模;(2)有有利于保保证塑件件的外观观质量和和精度要要求;(3)有有利于成成型零件件的加工工制造;(4)分分型面数数目与形形状通常常采用平平行分型型面,即即采用一一个与注注射机开开模运动动方向垂垂直的分分型面;(5)型型腔方位位的确定定:在决定定型腔在在模具内内的方位位时,分分型面的的选择应应尽量防防止形成成侧孔或或侧凹,
17、以避免采用比较复杂的模具结构;(6)有有利于侧侧向抽芯芯;(7)考考虑侧向向抽拔距距;(8)应应将抽芯芯或分型型距离长长的方向向置于动动、定模模的开合合模方向向上,而而将短抽抽拔距作作为侧向向分型芯芯或抽芯芯,并注注意将侧侧抽芯放放在动模模边,避避免定模模抽芯;(9)锁锁紧模具具的要求求;(10)有利于于排气;(11)分型面面的选择择应考虑虑注射机机的技术术参数。综上所述述,结合合本塑件件实际情情况,将将分型面面定为如如图5-1所示示图5-11 分型型面为了避免免A板和和滑块有有尖角产产生,分分型面应应在边倒倒圆底端端。5.3 浇口套套的选用用由于采用用直接浇浇口,在在有柄盖盖底部的的花纹需需
18、要成型型,所以以交口套套底面必必须加工工出所需需要的花花纹,详详细数据据请参见见浇口套套零件图图,示意意图如下下5-22所示图5-22 浇口口套由于主流流道与高高温塑料料熔体及及注射机机喷嘴反反复接触触和碰撞撞,所以以常将主主流道设设计成可可拆卸的的浇口套套,材料料为T110A钢钢,并淬淬火处理理到洛氏氏硬度550555HRRC.T10AA钢适于制制造切削削条件差差、耐磨磨性要求求较高,且且不受忽忽然和剧剧烈振动动,需要要一定韧韧性及具具有锋利利刀口的的各种工工具,可用作作不受较较大冲击击的耐磨磨零。5.4 流程比比的校核核在确定浇浇口位置置及数量量时,对对于大型型塑件还还应该考考虑所允允许的
19、最最大流程程比。因因为当塑塑件壁厚厚较小,而而流程较较长时,不不但内应应力增大大,而且且会因为为料流温温度降低低较多而而造成注注射不满满,这时时必须增增大塑件件的壁厚厚,或增增加浇口口数量、改改变浇口口位置,以以缩短最最大流程程。流程程比是指指塑料熔熔体在型型腔内流流动的最最大流程程与其厚厚度之比比。即:(5-11)B流流程比;各段段流程长长度;各段段流程的的型腔厚厚度;允许许的流程程比,(这这里塑料料PP的的允许流流程比为为2800)所以在允允许的范范围内,可可行。6. 脱脱模机构构的设计计6.1 顶出机机构有柄盖属属于薄壁壁、深腔腔壳状物物件,故故采用气气动顶出出,可简简化模具具结构,缩缩
20、短模具具闭合时时间,同同时塑件件无顶痕痕,保证证了有柄柄盖表面面的光滑滑度。气动顶出出的设计计要点:(1)压压缩空气气供应充充足。多多腔模具具中各腔腔供应的的压缩空空气必须须均衡。(2)气气道阀门门密封良良好避免免塑料溢溢入;气气道密封封应良好好,防止止泄漏影影响顶出出力;(3)带带底孔的的塑件尽尽量不用用气动顶顶出;(4)采采用气动动顶出时时,型芯芯脱模斜斜度应尽尽量的小小;(5)采采用锥形形阀气动动顶出时时,应根根据塑件件底部面面积选择择合适的的锥阀直直径和锥锥度;(6)矩矩形塑件件采用两两或多个个气动顶顶出,以以免塑件件受力不不均。气动顶出出装置如如图2-3所示示6.2 脱模力力的计算算
21、脱模力是是指将塑塑件从型型芯上脱脱出时所所需克服服的阻力力。塑件件在模具具冷却定定型时,由由于体积积收缩,其其尺寸逐逐渐缩小小,而将将型芯或或凸模包包紧,在在塑件脱脱模时必必须克服服这一包包紧力。对对于不带带通孔的的壳体类类塑件,脱脱模时还还要克服服大气压压力;此此外,尚尚需克服服机构本本身运动动的摩擦擦阻力几几塑料和和钢材之之间的粘粘附力。一一般而论论,制品品刚刚开开始脱模模之瞬间间的摩擦擦力最大大。由于=22.5mmm,dd=900mm;/d=00.022780.005所以该塑塑件为薄薄壁塑件件,又因因为塑件件的断面面为圆环形,根根据参考考知其计计算公式式: FF=+0.11A(66-1)
22、式中,SS是塑料料平均成成型收缩缩率(%);EE是塑料料的弹性性模量(MMPa);是塑件件对型芯芯的包容容长度(mmm);是模具具型芯的的脱模斜斜度();是塑塑料的泊泊松比;是塑件件的平均均壁厚;f是塑塑件与型型芯之间间的静摩摩擦力,常常取0.100.2;A是盲盲孔塑件件型芯在在脱模方方向上的的投影面面积,=1+ffsinncoss1。本塑件的的材料选选择为PPP(百百折胶),有关参数为S=1.75%,E=950MPa,=40mm,=0.392,A=276.46mm2,=3;代入求得:脱模力FF=811.655kN。7. 侧侧向抽芯芯机构的的设计当注射成成型侧壁壁带有孔孔,凹穴穴,凸台台等的塑
23、塑件时,模模具上成成型该处处的零件件就必须须制成可可侧向移移动的零零件,以以便在脱脱模前先先抽调侧侧向成型型零件,否否则就无无法脱模模。带动动侧向成成型零件件作侧向向移动的的整个机机构称为为侧向分分型与抽抽芯机构构。按动动力来源源可分为为:手动动抽芯机机构、液液动或气气动抽芯芯机构和和机动抽抽芯机构构等三大大类型。其其中机动动抽芯机机构是利利用注射射机的开开模运动动和动力力,通过过传动零零件将侧侧型芯或或侧型腔腔抽出。这这种机构构结构比比较复杂杂,但抽抽芯不需需要人工工操作,生生产效率率高,与与液压或或气动抽抽芯机构构相比较较无须另另行设计计液压或或气压抽抽芯系统统,成本本较低。根根据传动动零
24、件的的不同,机机动抽芯芯又可分分为斜导导柱抽芯芯、斜滑滑块抽芯芯、弯销销抽芯、斜斜导槽抽抽芯、弹弹簧抽芯芯、齿轮轮齿条抽抽芯等多多种抽芯芯形式。本本次设计计根据模模具的结结构,采采用斜导导柱抽芯芯机构。斜斜导柱抽抽芯机构构是最常常用的一一种抽芯芯机构,具具有结构构简单、制制造方便便、安全全可靠等等特点;其工作作原理是是:斜导导柱固定定在定模模板上,滑滑块在动动模板的的导滑槽槽内可以以移动。开开模时,开开模力通通过斜导导柱作用用于滑块块,迫使使滑块在在动模板板的导滑滑槽内向向两边移移动,完完成抽芯芯动作;塑件由由推板推推出型腔腔;挡板板、弹簧簧及螺钉钉是滑块块保持抽抽芯后的的最终位位置,保保证合
25、模模时斜导导柱能准准确地进进入滑块块的斜孔孔,使滑滑块回到到成型位位置;在在注射成成型时,滑滑块受到到型腔熔熔体压力力的作用用,有产产生位移移的可能能,因此此用楔紧紧块来保保证滑块块在成型型时的准准确位置置。斜导导柱抽芯芯机构主主要由滑滑块、滑滑块槽、滑滑块固定定板和斜斜导柱等等零件组组成。由于本塑塑件两侧侧有和一一端有凹凹槽,阻阻碍成型型后塑件件直接从模模具里脱脱模,所所以必须须采用内内侧抽芯芯机构。又因为抽芯距不是很大,侧凸的成型面积较小,故可采用斜滑块内侧抽芯机构。斜滑块应考虑分型与与抽芯方向的要求,并尽量保证塑件具有较好的外观质量,不要使塑件表面留有明显的拼缝痕迹。另外,还应使斜滑块的
26、组合部分具有足够的强度。图7-11 抽芯芯机构7.1 抽拔距距与抽拔拔力的计计算7.1.1抽芯芯距抽芯距是是指型芯芯从成型型位置抽抽至不妨妨碍塑件件脱模的的位置,滑滑块所移移动的距距离。一一般抽芯芯距等于于侧孔深深加23mmm。则 SS=S1+(11+3)mm=10mmm+33mm=13mmm (7-1)7.1.2抽芯芯力的计计算查表得抽抽芯力Q的计算算公式9: (7-2)式中 l活活动型芯芯被塑件件包紧的的断面形形状周长长;h型腔腔部分的的深度;塑件对对型芯单单位面积积的挤压压力,一一般取88122MPaa;塑料与与钢的摩摩擦系数数,一般般取0.100.2;侧孔或或侧凹的的脱模斜斜度(),本
27、设设计中取取=。则=(110.223155+244.07785+11.42992+118.004566+3)458(00.1ccossinn)=11251189.1N7.2 抽芯机机构的设设计1. 螺塞 2.弹弹簧 3.钢钢珠 4.右右滑块 5.压紧块块 66.斜导导柱 7.左滑块块图7-11斜导柱柱抽芯机机构塑件的侧侧向抽芯芯机构如如上图所所示,开开模时,斜斜导柱随随定模一一起运动动,其带带动滑块块运动,直直到运动动到定位位装置的的位置;闭模时时,斜导导柱先进进入斜导导柱孔,在在斜导柱柱和楔紧紧块的作作用下,使使侧向机机构顺利利合模。7.2.1滑块块与滑块块槽的设设计(1)滑滑块与侧侧向型芯
28、芯的连接接斜导柱抽抽芯机构构的滑块块分为整整体式和和组合式式两种,考考虑到节节约材料料和机械械加工容容易,本本次设计计中的滑滑块采用用整体式,侧侧向型芯芯作为滑滑块的一一部分一一起加工工。(2)滑滑块槽的的设计侧向抽芯芯过程中中,滑块块必须在在滑槽内内运动,并并要求运运动平稳稳且具有有一定的的精度。本本次设计计采用“TT”形组组合式的的导滑槽槽,其由由一块板板做成滑滑槽板,导导滑部分分容易磨磨削,精精度也容容易保证证。设计滑槽槽时还应应注意下下面问题题:滑滑块完成成抽拔动动作后,其其滑动部部分仍应应有全部部或部分分长度留留在滑槽槽内,滑滑块的滑滑动配合合长度常常大于滑滑块宽度度的1.5倍;滑块
29、完完成抽拔拔动作后后,其滑滑动部分分留在导导滑槽中中的长度度不应小小于滑块块配合长长度的22/3,否否则,滑滑块复位位时容易易倾斜,甚甚至破坏坏模具。为为不增大大模具体体积又要要保证导导滑槽长长度,可可在模具具上采用用局部加加长导滑滑槽的方方法;滑滑槽对滑滑块的导导滑部分分采用间间隙配合合,配合合特性可可选用HH8/gg7或HH8/hh8,其其它各部部分均留留有间隙隙,滑块块的滑动动部分和和滑槽导导滑面的的粗糙度度Ra为为0.88;由由于模具具工作时时,滑块块在导滑滑槽内要要往复移移动,为为降低磨磨损,滑滑块的材材料可用用T8AA、T100A、或或45钢钢,导滑滑部分淬淬火硬度度在400HRC
30、C以上,导导滑槽的的材料可可用耐磨磨材料或或铜滑板板,淬火火硬度为为5458HRCC。在本设计计中,查查阅模模具设计计与制造造简明手手册表表2-44-744,选定定滑槽高高度为112mmm,滑槽槽宽度为为9mmm,材料料选为TT10AA,热处处理544588HRCC。7.2.2定位位装置的的设计侧抽芯动动作完成成后,滑滑块应留留在所要要求的位位置上,不不可任意意滑动,以以便合模模时斜导导柱能准准确地进进入滑块块的斜孔孔中,该设计计采用钢钢珠联合合弹簧定定位形式式。钢珠珠直径77mm,弹弹簧丝直直径1mmm。7.2.3斜导导柱的设设计与计计算综合实际际情况,本本模具采采用斜导导柱安装装在定模模,
31、滑块块安装在在动模的的。斜导导柱倾斜斜角选为为20,则斜斜导柱有有效工作作长度为为L=SS/siin200,其中中S为抽抽芯距。即 L22=133/siin200=388mm 斜导柱直直径取决决于斜导导柱所受受的最大大弯曲力力,按斜斜导柱所所受的最最大弯曲曲应力小小于其许许用弯曲曲应力的的原则,直直径的计计算公式式为d=mm=144.977mm(77-3)其中P为为斜导柱柱所受的的弯曲力力,主要要取决于于抽拔力力Q和倾倾斜角,其简简化计算算公式为为; (77-4)在这里PP=12251889.11/coos=11332223.46NNH是抽芯芯孔中心心与A点点的垂直直距离(mmm);是斜导柱柱
32、材料的的许用弯弯曲应力力(MPPa),可可取=3300MMPa。经经计算与与校核,斜斜导柱直直径选则则d=116mmm。8. 温温度调节节机构的的选择8.1模模具温度度调节对对塑件质质量的影影响(1)尺尺寸精度度 对对一般塑塑件,必必须使模模温较低低,并保保持恒定定温度,以减少少塑件成成型收缩缩率的波波动,提提高塑件件尺寸稳稳定性;(2)形形状精度度 模模具型芯芯和型腔腔的各部部分温差差太大,会使塑塑件收缩缩不均匀匀导致翘翘曲变形形,特别别是对于于壁厚不不一致和和形状复复杂的塑塑件,常常常会出出现因收收缩不均均匀而变变形的情情况,因因此,必必须设计计合适的的冷却回回路,使使模具型型腔、型型芯各
33、个个部分的的温度基基本一致致,从而而使塑件件各部分分的冷却却速度相相同;(3)力力学性能能 对对于结晶晶型塑料料冷却速速度影响响其结晶晶度,而而结晶度度又影响响其力学学性能。冷冷却速度度快,结结晶度低低,应力力开裂的的倾向小小。一般般可采用用较高的的熔体温温度、较较低的模模具温度度、较短短的保压压时间和和快速填填充,这这样成型型条件来来减少塑塑件应力力开裂的的倾向。(4)表表面质量量 当当模具的的温度过过低时,会会使塑料料熔体粘粘度提高高,流动动阻力增增大,从从而出现现填充不不满,塑塑件轮廓廓不清,或或者产生生熔接痕痕或振动动痕;提提高模具具温度即即可改善善塑件表表面状态态,使塑塑件表面面粗糙
34、度度降低。8.2冷冷却系统统的设计计原则(1)冷冷却系统统的布置置应先于于脱模机机构(2)合合理地确确定冷却却管道的的直径中中心距以以及与型型腔壁的的距离(3)降降低进出出水的温温度差,普普通模具具的进出出水温差差不应超超过5(4)浇浇口处应应加强冷冷却(5)应应避免将将冷却水水道开设设在塑件件熔接痕痕处(6)冷冷却水路路应便于于加工和和清理。8.3冷冷却装置置的布置置如下图8-11型腔冷冷却系统统 图图8-22滑块冷冷却系统统图8-33 型芯芯的冷却却系统9塑件件的Mooldffloww分析9.1有有限元法法介绍Molddfloow软件件的原理理是有限限元法,有有限元法法是力学学、计算算方法
35、和和计算机机技术相相结合的的产物,由由于它在在解决工工程技术术问题时时的灵活活性、快快速及有有效性,发发展非常常神速,其其解题范范围包括括了各个个领域(固固体力学学、流体体场、电电磁场、温温度场、声声场)的的数理方方程;其其计算机机程序几几乎能求求解数理理方程中中的各类类问题,是是工程技技术人员员必备工工具,是是力学、机机械、土土木工程程、水力力等专业业的学生生的必修修课。有有限元法法是求解解复杂工工程问题题的一种种近似数数值解法法,现已已广泛应应用到力力学、热热学、电电磁学等等各个学学科,主主要分析析工作环环境下物物体的线线性和非非线性静静动态特特性等性性能。有限元法法求解问问题的基基本过程
36、程主要包包括:分分析对象象的离散散化,有限元元求解,计算结结果的处处理三部部分。曾曾经有人人做过统统计:三三个阶段段所用的的时间分分别占总总时间的的40%500%、55%及550%55%。也就就是说,当当利用有有限元分分析对象象时,主主要时间间是用于于对象的的离散及及结果的的处理。如如果采用用人工方方法离散散对象和和处理计计算结果果,势必必费力、费费时且极极易出错错,尤其其当分析析模型复复杂时,采采用人工工方法甚甚至很难难进行,这这将严重重影响高高级有限限元分析析程序的的推广和和使用。因因此,开开展自动动离散对对象及结结果的计计算机可可视化显显示的研研究是一一项重要要而紧迫迫的任务务。有限元分
37、分析的基基本步骤骤和几个个问题:离散化:(1)单单元怎样样划分?编排单单元码和和节点码码有什么么原则?(2)荷荷载如何何移置?单元分析析:(1)节节点力怎怎样用节节点位移移表示?(2)如如何建立立以节点点位移表表示的节节点平衡衡 方程程式?(3)怎怎样去求求单元的的内力(应应力)?整体分析析:如何何以最快快的速度度、最少少的时间间、最好好的方案案解出方方程组,以以得到最最佳(可可行精度度)的结结果?9.2有有柄盖模模型前处处理(1)网网格的划划分,处处理,诊诊断导入有柄柄盖模型型,并选选择网格格类型为为表面模模型,设设置全局局网格边边长为110mmm接着开开始划分分网格。划划分完成成后进行行网
38、格数数据统计计,网格格数量888533,无自自由边,无无交叉边边,最小小纵横比比1.115,最最大纵横横比222.211。可以以看出,对对于之后后要进行行的翘曲曲分析,纵纵横比过过大,需需要调整整。进行行网格的的纵横比比诊断,调调整网格格纵横比比为小于于18。最最后进行行网格配配向诊断断,连通通性诊断断,自由由边诊断断等,均均没有问问题。(2)分分析类型型及材料料选择双击Mooldffloww左边任任务栏的的填充,选选择分析析类型为为“浇口位位置”,然后后选择材材料为“TaiiwannPP”牌号为为63331。双双击任务务栏的“立即分分析” 。图9-11 最佳佳浇口位位置分析析查看分析析结果,
39、如如图9-1所所示,蓝蓝色显示示的即为为最佳浇浇口位置置。修改分析析类型为为“冷却+流动+翘曲”,为接接下来的的分析做做准备。(3)浇浇注系统统,冷却却系统创创建右键点击击任务栏栏中的注注射位置置,放置置注射位位置在杯杯底中心心。点击击“建模”菜单的的流道系系统向导导,选择择浇口位位置中心心作为主主流道位位置,设设置入口口直径为为3mmm,拔模模角3度度,长度度为522mm。接接着进行行连通性性诊断,连连通性良良好。继继续分析析。用手工方方式创建建冷却系系统:使使用复制制/移动动命令复复制、移移动节点点,并将将它们按按顺序连连接成线线,接着着选择网网格菜单单中的“生成网网格”,网格格边长选选择
40、默认认。放置水路路进出口口:右键键点击“创建冷冷却回路路”,放置置冷却液液入口,从从而完成成创建浇浇注系统统和冷却却系统。如如图9-2所所示。图9-22 冷却却回路9.3初初始方案案分析结结果输出出进行工艺艺参数的的设置:双击工工艺设置置,弹出出工艺设设置向导导。在冷却设设置中,设设置模具具表面温温度设为为50;熔体温温度2330,开开模时间间5s,注注射+保保压+冷冷却时间间为自动动,查看看顶出条条件为顶顶出温度度93,顶顶出冻结结百分比比为1000%;在流动设设置中,参参数均为为自动;在翘曲设设置中,勾勾选分离离翘曲原原因复选选框。准备就绪绪,进行行有柄盖盖的“冷却+流动+翘曲”分析。得得
41、出分析析结果。首首先查看看分析日日志,在在分析日日志中查查出最大大注塑机机锁模力力为7吨吨;最大大注射压压力为11.8MMPa,充充填时间间为1.5s,在在充填阶阶段的11.488s,流流动速率率为333.466立方ccm每秒秒时,发发生速度度与压力力的切换换,保压压阶段从从1.55s开始始,在111.449s时时,压力力完全释释放,在在28.14ss保压结结束。 生成分分析报告告:选择择需要的的分析内内容并添添加生成成报告,报报告如下下: 图9-33 变形形,不同同的收缩缩图9-44 充填填时间图9-55 气穴穴图9-66 熔接接痕图9-77 锁模模力图9-88 回路路管壁温温度图9-99
42、制品品温度在报告中中可以看看出,不不同的冷冷却引起起的变形形比较大大,需要要改进冷冷却系统统,充填填时间为为1.55s,旋旋转塑件件选择塑塑件上不不同的点点,发现现充填时时间的差差值不超超过0.2s,没没有问题题。产生生气穴的的位置均均在分型型面上或或者在左左右滑块块缝隙,杯杯口边缘缘位置,易易于排气气,所以以没有问问题。在在手柄位位置有明明显的熔熔接痕产产生,需需要改进进工艺参参数。需需求的锁锁模力远远小于注注塑机的的最大锁锁模力,所所以可行行。查看看回路管管壁温度度的温度度偏差为为摄氏度度,可见见冷却效效果是非非常好的的。制品品的上下下温度偏偏差过高高,导致致冻结时时间不同同,影响响塑件的
43、的顶出,所所以冷却却系统需需要改进进。9.4制制定优化化方案根据初始始方案分分析,改改进冷却却系统,同同时调整整工艺参参数,改改进如下下:模具表面面温度改改为600,顶出出条件设设置为1100时时顶出塑塑件,速速度压力力切换条条件设置置为“注射压压力1220MPPa控制制”,其它它设置不不变。优优化方案案的分析析报告如如下图:图9-110 变变形,不不同的收收缩图9-111 充充填时间间图9-112 冻冻结时间间图9-113 熔熔接痕改变冷却却系统如如图,加加长滑块块处冷却却水道,使使不同的的冷却产产生的变变形缩小小。由于于熔接痕痕不可避避免,在在调试模模具时,采采用增大大流速,温温度,压压力
44、等方方法使熔熔接痕不不明显。10. 注射机机有关工工艺参数数的校核核10.11 注射射量的校校核本塑件采采用一模模一腔的结结构,由由上面的的计算结结果可知知:=46.8133;=0.78故每次注注射需要要的塑料料为:G=0.78+46.8133=47.5933由于注射射机J554-SS2000/4000的标称注射射量为4400,大大于477.5993,所以满满足要求求。10.22 锁模模力与注注射压力力的校核核10.22.1锁锁模力的的校核由于高压压塑料熔熔体充满满型腔时时,会产产生一个个很大的的推力,这这个力应应小于注注射机的的公称锁锁模力,否否则将产产生溢料料现象即即:(10-1)式中注注
45、射机的的公称锁锁模力(NN),本本次设计计中,=9000KN;P注射射时型腔腔内注射射压力,由下表10-1得:p =25MPa;表10-1 常常用塑料料注射成成型时型型腔平均均压力 单位位:MPPa塑件特点点举例容易成型型的塑件件一般塑件件中等粘度度及有精精度要求求的塑件件高粘度及及高精度度、难充充模塑料料25303540PE、PPP、PPS等壁壁厚均匀匀的日用用品、容容器类在模温较较高的情情况下,成成型薄壁壁容器类类ABS、PPOM等等有精度度要求的的零件、如如壳类高精度的的机械零零件,如如齿轮、凸凸轮等塑件和和浇注系系统在分分型面上上的垂直直投影面面积之和和(mmm2)。 则则= nnA1+A2 (100-2)其中单单个塑件件在分型型面上的的投影面面积(mmm2)流道道凝料(包包括浇口口)在分分型面上上的投影影面积(mmm2)本模具采采用一模模一腔,因此=6002.774mmm2 则=15006.99KN (110-33)得知N所以注塑塑机的锁锁模力能能够满足足要求。10.22.2注注射压力力的校核核J54-S2000/4400注注射机的的最大注注射压力力为1009MPPa,能能够满足足ABSS塑料成成型所需需要T的注射射压力8801140MMPa的的要求。10.33
限制150内