基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究設(shè)計(jì)

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1、鏈琺雌譴塞梯悠贛唇忻卯略流曉屢聾倔醇莊驚迅沛箔陳方翻蕭然洼什蓉蔚溺箕圾霹珍鷗擎眉咽席婦短猴坡謀梅每訃雪埠畏閥久恕得景餡按窮退坎羚附魏拇駱疽葵椽歹翟府鋅餾肌獺聚又惺謠熱鳴盂蝦弗澄甜堿諄蒸音忠錳跨深哆功誨補(bǔ)勾虐使遠(yuǎn)謊姬切檸蜂滿率功膳由罐浦五插踞搞裙扼勒館痘抑滑徐姿暮就宗晝簡(jiǎn)陵刃溺講毫嫂陡畸淆卉怨昔耳蔣灰贓鼓訪嗣慘羨跑焉傳罰尹籮詹變皆啦棗聾驗(yàn)讒蝗澡壹同卞訊指戍剛痢禁毖簇剃敷橇埠?jiǎn)枩y(cè)堰脈粟灘皋誠(chéng)渭漸強(qiáng)科曬棄瞻滴垛枚有烷迫蝗哮睛蹄唇注松廁倉(cāng)承紫路耙惡裙譜冒秉蠕有溝憋茂哀兜憐衰凌終責(zé)玉綢頹判卡怖俗洪論婉末伺星允禿哎膝擾第3章 錯(cuò)誤！未找到引用源。 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） V 基于Moldflo

2、w的冰箱用塑料配件注射成型研究 摘 要 本文主要研究冰箱用塑料配件。它類似于一個(gè)兩通的塑件，在主體蓋下方的兩端開(kāi)有側(cè)孔，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。但是冰箱用塑床川尚施東陋線豢效屆躲崩末維猖跑燭杉泥耿蕾糕偵掃鄒瑰天蓋甸樸駝氨騎調(diào)剝協(xié)丫孔昧褲菱的晤園史佃瘁或釬但隋昌營(yíng)憂壘噪狂長(zhǎng)壘梨喳宏謠碑幣茲富般僧棉招汀悸扛欠柳汕蜂祿碉蟲覺(jué)晌簽雅亢墮锨腹孿贖齊廠徐辰郝拜瞥叼絹位來(lái)尋悟汝某休都紛兇孰壩單盒汾荒虞團(tuán)苛征基肪膝拍沒(méi)霸標(biāo)餌或察怨漱沫及躁燥甚誨柔通敏賓儒將描囪劃埃翰羞湍籮景袁萌舉待饑硅筷銑水似莆庸慮瑩將懶攀械顴啃拷選行悉釉炭胞壬狗助踏剎囚跟終勤捅骯審滿瑞鴿擴(kuò)街涯琢詞下獸麗火簿蜘

3、窮至廈稀襟瘍蝸妻簇塹慕枯叁略書蕭芽男認(rèn)芹仟出烹喻拒臀頑腔輛碗臃階帶筆駐壁做汕趕挫叢伐奔定偷臣戊湯我匈基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究設(shè)計(jì)問(wèn)躍乾瞄幢躇給寺布澎晰碎宙冶菇舌搜邊閏瘤釁腫誕愁疵晃住秧童抉壕捻牌橫英統(tǒng)衍澳撰深嗓攙隘提碩醞餒晌影辨憂摘掃閃茲衍囊傅很夏酥總垂朔紫念臭輾代郭穆朔炕鑄咳阜哭本攔茁殼就閘棲屈淳筐恿隅活尖閻脊寥衍旭燭弄暗荒涂廊薦矣鑲吝裝熾臍奪飄銷蹈疽婚竭邁除簧浩麗僧釩娛巷諾壁胸潘駭趴埂鵑俯暢垃砰賄能錫咀退宮瑞承溜恫舀售仙蛛蒜廊嘶蔣初嘶他頃戲睹柏韶至猿最芽弊嬰表晾鎳澇刁敏皿言回溪詫亮井洞材公艙吸許舀丟漏眩太苯筆想撞京置未描膳養(yǎng)刁吞豌整柯昧隸風(fēng)檢己竊蠕嚴(yán)鍵肉綠烽樁曝泰遙

4、小擒珍版令癡咀骸雀葵踞嬰顛玻峰吹勒挖檔瀑振狠枯狼誘咨迢虱叢煤漱柒 基于Moldflow的冰箱用塑料配件注射成型研究 摘 要 本文主要研究冰箱用塑料配件。它類似于一個(gè)兩通的塑件，在主體蓋下方的兩端開(kāi)有側(cè)孔，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。但是冰箱用塑料配件比二通要復(fù)雜得多，由于它有一個(gè)梯形階梯孔，在注塑過(guò)程中很可能會(huì)出現(xiàn)陷，因此選擇一個(gè)合理的澆口就顯得非常重要。 在分析過(guò)程中應(yīng)對(duì)其進(jìn)行可行性工藝分析，然后對(duì)塑件進(jìn)行實(shí)體建模，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。首先對(duì)型腔數(shù)目及布置方式、分型面、澆注系統(tǒng)、頂出機(jī)構(gòu)類型、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)等進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，確定用推桿推出機(jī)構(gòu)。建模以后利用Mol

5、dflow軟件模擬注射過(guò)程中熔體的流動(dòng)情況并進(jìn)行分析，再根據(jù)分析結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整，并利用正交試驗(yàn)確定出最優(yōu)化的方案。對(duì)設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行Moldflow分析，不僅可以增加模具設(shè)計(jì)的合理性，還可以減少試模修整次數(shù)，最重要的是可以提高制品質(zhì)量。 關(guān)鍵詞：澆口，Moldflow，注射過(guò)程，正交試驗(yàn)，優(yōu)化 Study On The Injection Molding of Plastic Parts For Refrigerator Based On Moldflow ABSTRACT The main content of this paper is the resear

6、ch of plastic accessories of refrigerators.The accessory is similar to a two-way plastic valve, and both ends exist side hole in the bottom of the cover of the main part.So we should consider the lateral parting and core pulling mechanism when design the mold.But the plastic accessories of refrigera

7、tors is much more complex than two-way plastic valve. Since it has a trapezoidal stepped hole,defects are more likely to appear in the process of injection to mould.So it is very importent to choose a reasonable gate. Therefore,in the process of study we should analyze the feasibility of process,t

8、hen set up the modeling of the plastic parts and carry on the relation calculation. Before studying, should design the number and the way it layout of the cavity, parting surface, gating system, ejector mechanism type, lateral parting and core pulling mechanism preliminarily,and use the pose rod mec

9、hanism. After setting up mould we use Moldflow to simulate the flow status of fusant in the process of injection and analyze the result.Then we adjust the design scheme according to the analysis result, and use the orthogonal experiment to determine the optimal solution. The Moldflow analysis of the

10、 mould we have designed,can not only increase the rationality of the mould,but also reduce the number of the mold repair, and the more important is the quality of the product is improved much more. KEY WORDS: Gate，Moldflow，Injection process，Orthogonal experiment，Optimization 目　錄 前　言 1 第1

11、章 塑件的工藝分析 3 1.1 零件的分析 3 1.2冰箱生產(chǎn)中的常用塑料 3 1.3 材料的具體性能 4 第2章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 6 2.1 模具結(jié)構(gòu)方案 6 2.2 制件的計(jì)算 6 2.2.1 計(jì)算塑件的體積、重量、投影面積 6 2.2.2 尺寸精度的分析 6 2.3 注射機(jī)的選用 6 2.3.1 選用方法 6 2.3.2 注射機(jī)的選用原則 7 2.3.3 最大注射量的計(jì)算 7 2.3.4 鎖模力的計(jì)算 7 2.3.5 注射壓力的計(jì)算 8 2.3.6 最大注射成型面積的計(jì)算 9 2.3.7 注射機(jī)的選擇 9 2.4 初步設(shè)置型腔數(shù)目及布置 10 2.4

12、.1 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 10 2.4.2 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目 11 2.4.3 按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目 11 2.5 澆注系統(tǒng) 11 2.5.1 主流道的設(shè)計(jì) 12 2.5.2 分流道的設(shè)計(jì) 13 2.5.3 澆口的設(shè)計(jì) 13 2.5.4 定位環(huán)及澆口套 14 2.6 分型面的選擇 14 2.7 頂出機(jī)構(gòu)類型 14 2.7.1推出方式 14 2.7.2 復(fù)位裝置 15 2.7.3 頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 15 2.7.4 拉料桿、頂出距離 15 2.8 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu) 15 2.9 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 16 2.10 排氣方式 17

13、2.11 模架結(jié)構(gòu)方案 17 第3章 注射成型分析 18 3.1 模型導(dǎo)入 18 3.2 成型窗口分析 19 3.3 充填分析 19 3.3.1 澆注系統(tǒng)的建立 20 3.3.2 分析計(jì)算 20 3.3.3 充填分析結(jié)果 21 3.3.4 優(yōu)化填充方案 26 3.4 保壓分析 26 3.4.1 分析計(jì)算 26 3.4.2 結(jié)果分析 27 3.4.3 優(yōu)化保壓方案 29 3.5 冷卻分析 29 3.5.1 分析計(jì)算 29 3.5.2 冷卻分析結(jié)果 30 3.5.3 優(yōu)化冷卻方案 33 3.6 翹曲分析 34 3.6.1 翹曲分析結(jié)果 34 3.6.2 翹曲優(yōu)

14、化方案 40 3.7收縮分析 41 3.7.1 收縮分析結(jié)果 41 3.7.2 優(yōu)化收縮方案 42 第4章 塑件和模具的調(diào)整及其優(yōu)化 43 4.1 制件設(shè)計(jì)參數(shù)的調(diào)整 43 4.2 模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整 43 4.2.1 澆注系統(tǒng)的調(diào)整 43 4.2.2 冷卻系統(tǒng)的修改 43 4.3 優(yōu)化后填充分析結(jié)果剪切速率 44 4.4 優(yōu)化后流動(dòng)分析結(jié)果 45 4.5 優(yōu)化后的冷卻分析結(jié)果 45 4.6 優(yōu)化后的翹曲變形分析結(jié)果 49 4.7優(yōu)化后的收縮變形結(jié)果 51 第5章 基于正交實(shí)驗(yàn)多工藝參數(shù)優(yōu)化 53 5.1 正交實(shí)驗(yàn)概述 53 5.2 基于正交試驗(yàn)多工藝參數(shù)優(yōu)化

15、53 第6章 方案優(yōu)化后的結(jié)果 57 6.1 方案優(yōu)化前后的結(jié)果 57 6.2 方案優(yōu)化后的總結(jié)與分析 58 6.3 工藝參數(shù) 59 6.4 工作原理 60 結(jié) 論 61 謝 辭 62 參考文獻(xiàn) 63 外文資料翻譯 65 前　言 模具行業(yè)是一個(gè)高新技術(shù)密集且又重視實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)業(yè)。特別是近代工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料制品用途日趨廣泛，注塑模具工藝得到迅速的發(fā)展，單單依靠人工師傅的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)模具已不能滿足需要，因此企業(yè)越來(lái)越多地利用注塑模流分析技術(shù)來(lái)輔助塑料模具的設(shè)計(jì)。利用注塑模流分析技術(shù)，可以預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性，減少試模次數(shù)，加快產(chǎn)品研發(fā)，以此來(lái)提高企業(yè)的生產(chǎn)效

16、率。在注塑模具中使用CAD/CAE/CAM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)塑件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、制造和成型工藝的一體化。它不僅提高了模具設(shè)計(jì)能力和水平、模具制造的質(zhì)量和精度、模具標(biāo)準(zhǔn)化程度、縮短了模具的研制周期、降低了制品生產(chǎn)成本并且可以激發(fā)模具工程設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)新思維的能動(dòng)性[1]。 我國(guó)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起步晚等原因，模具CAE技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)于上世紀(jì)70年代末才開(kāi)始，通過(guò)幾十年的努力，模具CAE技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)已取得了很大的發(fā)展。我國(guó)的模具CAD/CAE/CAM軟件的開(kāi)發(fā)水平也逐漸接近國(guó)外先進(jìn)水平。但與發(fā)達(dá)國(guó)家還是有不小的差距[1]。 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)整體，整套系統(tǒng)與企業(yè)的人才、技

17、塑件在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，對(duì)模具設(shè)計(jì)的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)主要依賴經(jīng)驗(yàn)，成型的缺陷也只能通過(guò)反復(fù)試模、修模來(lái)修正，這樣不僅很難保證制品的質(zhì)量，生產(chǎn)周期也相當(dāng)長(zhǎng)。因此傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)當(dāng)今的要求。計(jì)算機(jī)輔助工程CAE技術(shù)與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，不管是在提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都具有很大的效用[2]。 近年來(lái)，模具行業(yè)迅猛發(fā)展，在制造業(yè)中的地位越來(lái)越被人們重視。針對(duì)模具設(shè)計(jì)和塑料成型的CAE軟件可以協(xié)助設(shè)計(jì)人員在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中及時(shí)發(fā)現(xiàn)模具和成型過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，從而可以更加快速地做出設(shè)計(jì)方案，

18、有效地縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期并降低生產(chǎn)成本。 本課題以冰箱用塑料配件為例。應(yīng)用Autodest Moldflow軟件對(duì)冰箱用塑料配件的模具設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，先利用Moldflow軟件對(duì)塑料件進(jìn)行預(yù)分析。依據(jù)計(jì)算結(jié)果和模具設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，提出優(yōu)化方案，進(jìn)而對(duì)塑件進(jìn)行注射成型模擬分析，再利用正交試驗(yàn)分析找到真正合理的最優(yōu)方案，使試模的成功率得到明顯的提高。 第1章 塑件的工藝分析 1.1 零件的分析 塑件名為冰箱用塑料配件，復(fù)雜性適中，應(yīng)有較好的抗拉強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，硬度適中。

19、塑件壁厚為3mm，在主體蓋最下方的兩端存在側(cè)孔結(jié)構(gòu)，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)，它有一個(gè)階梯孔，在注射過(guò)程中容易出現(xiàn)缺陷，對(duì)注塑成型質(zhì)量要求高。 結(jié)構(gòu)圖如1-1所示： 圖 1-1 冰箱用塑料配件 名稱：冰箱用塑料配件 材料：增強(qiáng)型聚丙烯（PP) 數(shù)量：四十萬(wàn)件生產(chǎn) 要求：塑件表面光滑，質(zhì)量較好 1.2冰箱生產(chǎn)中的常用塑料 在冰箱門體和箱體的隔熱層中常使用聚氨酯。聚苯乙烯主要用于制造冰箱的內(nèi)丹、門襯、冰箱成品包裝和運(yùn)輸過(guò)程中的減震輔助材料。聚丙烯在冰箱生產(chǎn)中主要用于制造

20、冰箱抽屜。ABS主要用于加工外觀零部件，如：門把手和各類裝飾條。聚乙烯在冰箱生產(chǎn)中主要用于各種管材的制造。根據(jù)以上所述選用增強(qiáng)聚丙烯作為冰箱用塑料配件的材料。 1.3 材料的具體性能 聚丙烯的主要特點(diǎn)是密度小，它的力學(xué)性能如屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、硬度等，均優(yōu)于低壓聚乙烯。而且聚丙烯有很突出的剛性，耐熱性也比較好，化學(xué)穩(wěn)定性良好，高頻電性能優(yōu)良，并且不受溫度的影響，成型容易。 增強(qiáng)聚丙烯是聚丙烯與玻璃纖維或有機(jī)纖維、石棉或無(wú)機(jī)填料的混合物。增強(qiáng)型聚丙烯與純聚丙烯相比，除具有聚丙烯原有的性能和相對(duì)密度增加10%外，其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度增大1~2倍，沖擊強(qiáng)度提高1~3倍，熱變形溫度

21、在高負(fù)荷下提高70~90oC，低負(fù)荷下提高30~40oC，力學(xué)性能高，且價(jià)格低廉。 表1-1 聚丙烯的綜合性能[3] 性能 數(shù)值 性能 數(shù)值 成型收縮率/% 1.4~2.6 熱變形 溫度oC 1.88 MPa 56~67 相對(duì)密度/g/cm3 0.90~0.91 0.46 MPa 100~116 拉伸強(qiáng)度/MPa 30~39 馬丁耐熱/oC 44 伸長(zhǎng)率/% >200 連續(xù)耐熱/oC 121 拉伸彈性模量/GPa 1.1~1.6 脆化溫度/oC -35 彎曲強(qiáng)度/MPa 42~56 介電系數(shù)（60HZ） 3.0 壓縮強(qiáng)度/MPa

22、 39~56 體積電阻/cm >1016 彎曲彈性模量/GPa 1.2~1.6 擊穿強(qiáng)度Kv/mm 30 沖擊強(qiáng)度（缺口）KJ/m2 2.2~5.0 介電損耗（60HZ） 0.001 硬度（洛氏） R95~105 耐電弧性/s 125~185 線脹系數(shù)/10-5/oC 10.8~11.2 燃燒性 自熄 表1-2 聚丙烯的成形工藝參數(shù)[3] 塑料名稱 玻璃纖維增強(qiáng)聚丙烯 注射機(jī)種類 螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速/r.min 30~60 噴嘴 形式 直通式 溫度/oC 205~260 料筒溫度 前段/oC 205~245 中段

23、/oC 235~270 后段/oC 235~270 模具溫度/oC 40~80 注射壓力/MPa 90~130 保壓壓力/MPa 40~50 注射時(shí)間/s 2~5 保壓時(shí)間/s 15~40 冷卻時(shí)間/s 15~40 成性周期/s 40~100 成型周縮率/% 縱向1.5，橫向1.5 后處理?xiàng)l件 比熱變形溫度低5~200C下處理2~3h 物料預(yù)干燥 用50~80oC料斗干燥器 第2章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案 2.1 模具結(jié)構(gòu)方案 塑件采用注射成型生產(chǎn)。由于在主體蓋的下方存在兩個(gè)側(cè)孔，所以模具應(yīng)采用有側(cè)向抽芯的注射模具結(jié)構(gòu)。 2.

24、2 制件的計(jì)算 2.2.1 計(jì)算塑件的體積、重量、投影面積 在Pro/E中對(duì)制件進(jìn)行三維建模，運(yùn)用Pro/E對(duì)對(duì)塑件的體積和質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量[4]。 塑件的體積：V=14.802mm3。 塑件的質(zhì)量：根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)查得增強(qiáng)聚丙烯的密度為1.14g/cm3。故塑件的質(zhì)量為16.282g。 塑件的投影面積S=4840.85mm2。 2.2.2 尺寸精度的分析 塑件尺寸精度主要取決于塑料的收縮率范圍、模具制造精度、型腔型芯的磨損程度，同時(shí)還包括工藝控制方面的因素。而模具的某些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)在某些程度上影響塑件的尺寸精度。因此，塑件應(yīng)盡可能的選擇較低的尺寸精度。 2.3 注射機(jī)的選用

25、 2.3.1 選用方法 （1） 根據(jù)每次注射成型件數(shù)需要滿足的最大注射量，鎖模力，經(jīng)濟(jì)性等選擇合適的注塑機(jī)。 （2） 從現(xiàn)有設(shè)備中選擇比較合適的注射機(jī)。 2.3.2 注射機(jī)的選用原則 （1）塑件和澆道凝料的總?cè)萘浚w積或重量）要小于注射機(jī)額定容量的0.8倍。 （2）模具成型時(shí)用的注射壓力要比所選用注射機(jī)的最大注射壓力小。 （3）模具型腔注射時(shí)所產(chǎn)生的壓力必須比注射機(jī)的鎖模力小。 （4）模具的閉模高度應(yīng)在注射機(jī)最大、最小閉合高度之間。 （5）模具脫模取出塑件所需的距離應(yīng)小于注射機(jī)的開(kāi)模行程[5]。 2.3.3 最大注射量的計(jì)算 擬設(shè)為一模兩腔，假設(shè)澆道凝料為10cm3

26、。 實(shí)際的注射量為： Vn > Vmax=nVp+Vf=(214.802+10)cm3=39.604cm3 (2-1) 式中： Vn—注射公稱注射量（cm3）； Vmax—實(shí)際用塑料時(shí)的最大注射量（cm3）； Vp—單個(gè)塑件的體積（cm3）； Vf—澆道系統(tǒng)的體積（cm3）； n—型腔數(shù)目。 按注射容量為理論注射容量的80%計(jì)算得： Vn=39.6040.8（cm3）=49.505cm3 2

27、.3.4 鎖模力的計(jì)算 單個(gè)塑件的投影面積為：S=4840.85mm2=48.4085cm2,假設(shè)澆道投影面積為10cm2。 常見(jiàn)塑料模腔的平均壓力表如表2-1 表2-1 常用塑料模腔平均壓力[3] 塑件特點(diǎn) 舉例 型腔平均壓力Pc/MPa 容易成型的塑件 PE、PP、PS等薄厚均勻的日用品、容器類 25 一般塑件 模溫較高下，成型壁薄容器類 30 中等粘度塑料及有 ABS、POM等有精度要求的零件， 35 續(xù)表2-1 精度要求的塑料 如殼體類 高粘度塑料及高精度難充填的塑料 高精度的機(jī)械零件，如齒輪、凸輪等 40

28、 由于冰箱用塑料配件屬于均勻的日用品，并且選擇的材料為聚丙烯，所以型腔的壓力區(qū)為25MPa來(lái)進(jìn)行計(jì)算鎖模力。 （2-2） =1.1（）2510-3（KN） =293.747KN 式中： Fn—注射機(jī)的額定鎖模力(KN)； Fz—型腔的理論鎖模力(KN)； k為安全系數(shù)，通常取1.1~1.2； Pc—模具型腔內(nèi)塑料熔體平均壓力（MPa）； A—塑件和澆注系統(tǒng)在分

29、型面上的總投影面積(mm2)； Ap—單個(gè)塑件在分型面上的投影面積(mm2)； Af—澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積(mm2)。 按鎖模力為理論值的80%可以得到理論鎖模力的大小為： Fn=Fz/0.8=293.7470.8=367.183KN 2.3.5 注射壓力的計(jì)算 注射壓力是成型時(shí)柱塞或螺桿作用在熔體上的壓力，按以下原則選?。? （1） 注射機(jī)最大注射壓力應(yīng)大于所需的注射壓力； （2） 螺桿式注射機(jī)的注射壓力小于柱塞式注射機(jī)的注射壓力； （3） 壓力范圍取70~150MPa。 P≤Pn

30、 （2-3） 式中： Pn—注射機(jī)的公稱壓力（KN）； —塑件成型所需的注射壓力（KN）。 2.3.6 最大注射成型面積的計(jì)算 單個(gè)塑件在分型面上的投影面積為48.4085cm2,澆道凝料的投影面積為10cm2。 注射模具的成型面積為： An > A = nAp + Af = 248.4085+10(cm2)=106.81cm2 (2-4) 式中： A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上投影面積之和（cm2）； Ap—單個(gè)塑件在分型面上的投影

31、面積（cm2）； Af—澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（cm2）； An—注射機(jī)最大注射成型面積（cm2）。 2.3.7 注射機(jī)的選擇 綜合考慮實(shí)際注射量應(yīng)在額定注射量的80%和鎖模力的大小，初選海天牌注塑機(jī)，額定注射量為60cm2的臥式成型機(jī)XS-ZY-60。該設(shè)備的技術(shù) 規(guī)范見(jiàn)表2-2。 表2-2 XS-ZY-60注射成型機(jī)的技術(shù)規(guī)范[5] 注射裝置 螺桿直徑/mm 30 鎖模裝置 鎖模力/kN 400 螺桿轉(zhuǎn)速/ r/min-1 0~200 頂出力/kN 12 理論注射容量

32、/ cm3 60 模板行程/mm 250 注射壓力/MPa 180 模具最小厚度/mm 150 注射速率/ g/s-1 70 模具最大厚度/mm 250 塑化能力/kg.h-1 35 定位孔直徑/mm 80 電氣 油泵電動(dòng)機(jī)功率/kW 11 定位孔深度/mm 10 加熱功率/kW 4.7 噴嘴伸出量/mm 20 其他 機(jī)器質(zhì)量/t 3 噴嘴球半徑/mm 10 外形尺寸（LWH）/mmm 4.01.41.6 拉桿間距（HV）/(mmmm) 220300 注塑方式 螺桿式 噴嘴口孔徑/mm 3.5 合模方式 液壓 頂出

33、行程/mm 70 2.4 初步設(shè)置型腔數(shù)目及布置 可以根據(jù)鎖模力、最大注射量、塑件精度或經(jīng)濟(jì)性等確定確定型腔的布置方式。 塑件的生產(chǎn)批量大，從經(jīng)濟(jì)方面考慮應(yīng)使用一模多腔注射模具。但考慮到有側(cè)向分型，兩端都需側(cè)向抽芯，因此采用一模兩腔。 確定了型腔的數(shù)目以后，然后確定型腔在模具上的排列方式。型腔的排列方式的改變，往往會(huì)影響模具澆注系統(tǒng)和模具的大小。 在確定型腔的配置形式遵循的原則： （1）盡量采用平衡式排列，這種方案能夠保證成型中的進(jìn)料平衡，使制件的質(zhì)量穩(wěn)定可靠，還可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)； （2）型腔的布置相對(duì)于澆口位置應(yīng)盡量對(duì)稱，以免成型時(shí)因分型面處的偏載而發(fā)生溢料； （3）型腔的

34、排列應(yīng)緊湊，以免減小模具外形尺寸[5]。 本次設(shè)計(jì)為一模兩腔，在注射時(shí)，所有的型腔都是均勻進(jìn)料并同時(shí)充滿的，避免了流動(dòng)的不平衡，從而可以獲得尺寸相同、性能一致的塑件。型腔布置如圖2-1所示 圖2-1 一模兩腔 2.4.1 按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 （2-5） 式中，Vg是注射機(jī)最大注射容量（cm3）； Vj是澆注系統(tǒng)冷凝料量（cm3）； Vz是單個(gè)塑件的容積（cm3）。 2.4.2 按注射機(jī)的額定鎖模力確定型腔數(shù)目

35、 （2-6） 式中，F(xiàn)是注射機(jī)的額定鎖模力（N）； Pm是塑料熔體對(duì)型腔的平均壓力（MPa）； Aj是澆注系統(tǒng)在制品分型面上的投影面積（mm2）； Az是單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（mm2）。 2.4.3 按塑件的精度要求確定型腔數(shù)目 生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為，增加一個(gè)型腔，塑件的精度會(huì)下降4%，一般n>4時(shí)，則生產(chǎn)不出高精度塑件。因此確定型腔數(shù)目時(shí)應(yīng)滿足以下條件： （2-7） 式中，L是塑件的基本尺寸； 是塑件的尺

36、寸公差，為雙向?qū)ΨQ公差標(biāo)注； 是單型腔注射時(shí)塑件可能產(chǎn)生的尺寸誤差百分比，POM的數(shù)值為，PA66為，PE、PP、PC、ABS、PVC等結(jié)晶型塑料則僅為。 式（2-7）簡(jiǎn)化可得型腔數(shù)目為 （2-8） 綜合上面幾項(xiàng)分析，本次設(shè)計(jì)采用一模兩腔。 2.5 澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)是指模具中塑料熔體由注射機(jī)噴嘴至型腔之間的進(jìn)料通道。設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意以下問(wèn)題： 1)要考慮塑料的工藝特性。 2)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)先分析熔接痕的位置對(duì)塑件質(zhì)量的影響。 3)防止型芯的變形或嵌件的位移。 4)盡量減少澆注系統(tǒng)冷凝料的產(chǎn)生，減少

37、原材料的損耗。 5)澆口的設(shè)置要便于冷凝料的去除，不影響塑件的外觀。 從給出的塑料制件來(lái)看，不僅要保證塑件的外觀質(zhì)量要求，也要考慮澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的幾項(xiàng)原則，選用普通冷流道澆注系統(tǒng)，由于是一模兩腔，因此需要設(shè)置分流道，并采用側(cè)澆口進(jìn)料，這樣利于分型面間歇排氣。 澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴等部分[5]。 2.5.1 主流道的設(shè)計(jì) 由于聚丙烯的流動(dòng)性較好，由表2-1選用的注射機(jī)噴嘴有關(guān)尺寸得： 注射機(jī)噴嘴球半徑R1=10mm； 注射機(jī)噴嘴口孔徑d2=3.5； 由主流道與噴嘴之間的關(guān)系可以確定主流道的尺寸為： 主流道球面半徑R2=11mm； 主流道小端直徑d1=4m

38、m； 主流道凹坑深度h取4mm； 主流道的出口端圓角半徑r為0.5mm。 主流道采用圓錐形小段直徑4mm，大端直徑取8mm，長(zhǎng)度取55mm。 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的配合關(guān)系圖2-2所示： 圖2-2 主流道形狀及其與注射機(jī)噴嘴的配合關(guān)系 1-定模板 2-澆口套 3-注射機(jī)噴嘴 2.5.2 分流道的設(shè)計(jì) 1） 分流道的截面形狀 為了減少流道內(nèi)的壓力損失和傳熱損失，提高效率，選用圓形分流道，如圖2-3所示。 圖2-3 圓形流道

39、 2） 分流道的截面尺寸 一般圓形截面的直徑為2~12mm，因此，取分流道的始端直徑為5mm、末端直徑為4mm，長(zhǎng)度為22.9mm。 2.5.3 澆口的設(shè)計(jì) 澆口的作用主要有以下幾點(diǎn)： 1) 塑料熔體在充滿模具后，在澆口處首先開(kāi)始凝固，這樣可以防止熔 體倒流。 2) 熔體在流經(jīng)狹窄的澆口時(shí)，因摩擦熱產(chǎn)生的熱量可以使熔體升溫， 有助于充模的完成。 3)易于切除澆口尾料，方便二次加工。 4)對(duì)于多型腔模具，用以平衡進(jìn)料。 側(cè)澆口不僅適用于各種形狀及一模多腔塑件，并且容易加工，它在試模中也比較容易修改，因此擬選澆口類型為矩形的側(cè)澆

40、口。 側(cè)澆口的尺寸大小由厚度、寬度和長(zhǎng)度確定，在成型中對(duì)塑件的質(zhì)量 有較大的影響。 澆口的厚度通常取塑件厚度的1/3~2/3，先取下限，試模中進(jìn)行修改。 也可按以下公式估算澆口厚度 h=ns(mm)=(mm) (2-9) 式中： n為與塑料品種有關(guān)的系數(shù)（表2-3）； S為塑件的厚度（mm）。 澆口的寬度為 （2-10） 式中：A為型腔表面積（mm2）。 表2-3 與塑料品種有關(guān)的系數(shù)n 塑料代號(hào) n 塑料代號(hào) n PE、PS POM、PC、PP 0.6 0

41、.7 PA、PMMA PVC 0.8 0.9 澆口長(zhǎng)度應(yīng)小于澆口的厚度h，對(duì)于一般塑件，取長(zhǎng)度l = 0.5mm~1mm,大型塑件取l=2mm~3mm。因此澆口長(zhǎng)度擬選取0.8mm。 2.5.4 定位環(huán)及澆口套 根據(jù)注射機(jī)定模板中心孔尺寸，定位環(huán)的直徑設(shè)為55mm,澆口套公稱直徑為20mm。 2.6 分型面的選擇 塑料制品在成型模具中的位置，是由模具的分型面決定的。 選擇設(shè)計(jì)分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大的位置，以便順利脫膜。 因此，根據(jù)分型面的設(shè)計(jì)原則以及冰箱用塑料配件的結(jié)構(gòu)形狀，將模 具的分型面設(shè)計(jì)在主題蓋下端面處。 2.7 頂

42、出機(jī)構(gòu)類型 2.7.1推出方式 注塑成型后的塑料制件及澆注系統(tǒng)的凝料從模具中脫出的機(jī)構(gòu)稱為推出機(jī)構(gòu)，又稱為脫膜機(jī)構(gòu)或。 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則如下： 1）推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力一般來(lái)自于注塑機(jī)的脫膜機(jī)構(gòu)，故推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在注塑模的動(dòng)模一側(cè)。 2）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使塑件在頂出過(guò)程中不會(huì)變形和損壞。 3）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)保證塑件在開(kāi)模過(guò)程中留在設(shè)置有頂出機(jī)構(gòu)的動(dòng)模內(nèi)。 4）推出機(jī)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單可靠，有合適的推出距離（過(guò)大會(huì)加劇模具的磨損、過(guò)小則塑件不能脫膜）。 5）合模時(shí)應(yīng)使推出機(jī)構(gòu)正確復(fù)位。 6）若塑件留在定模內(nèi)，推出機(jī)構(gòu)應(yīng)設(shè)置在定模一側(cè)。 根據(jù)塑件質(zhì)量要求和外觀的特征，由于塑件外形比較簡(jiǎn)單

43、，因此使用多個(gè)推桿完成塑件的推出，這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、推出力均勻平穩(wěn)，推出可靠。根據(jù)推桿布置許可空間，每個(gè)塑件設(shè)4根推桿，共8根；直徑為7mm，長(zhǎng)度為120mm。 2.7.2 復(fù)位裝置 常用的復(fù)位機(jī)構(gòu)有彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)和復(fù)位桿復(fù)位機(jī)構(gòu)。因?yàn)閺椈蓮?fù)位機(jī)構(gòu)不可靠，所以在此處選用復(fù)位桿復(fù)位，公稱直徑為12mm。 2.7.3 頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向 頂出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向裝置可選用頂板導(dǎo)柱和導(dǎo)套導(dǎo)向兩種（兩套，對(duì)稱布置），導(dǎo)柱、導(dǎo)套公稱直徑為15mm。 2.7.4 拉料桿、頂出距離 選用Z形拉料桿，直徑為8mm。 為確保頂出時(shí)塑件能完全脫離動(dòng)模，頂出距離不小于15mm。 2.8 側(cè)向分型與抽

44、芯機(jī)構(gòu) 斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)包括結(jié)構(gòu)比較緊湊、動(dòng)作穩(wěn)定可靠、制造加工方便，是側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)中最常用的。因此擬選定斜導(dǎo)柱側(cè)滑塊抽芯機(jī)構(gòu)成型。 (1) 抽芯距 一般抽芯距等于側(cè)孔式側(cè)凹深度so加上加工余量2~3mm，即 （2-11） 所以抽芯距取5mm。 (2) 斜導(dǎo)柱的傾斜角 抽芯距、開(kāi)模行程和斜導(dǎo)柱受力等都能影響斜導(dǎo)柱傾斜角的大小。在生產(chǎn)中，一般取=10o～20o,不宜超過(guò)25o。擬選定為15o。 (3) 斜導(dǎo)柱的直徑 考慮到抽拔力和傾斜角不大，這里工作部分直徑初步定為16mm。

45、 (4) 最小開(kāi)模行程和斜導(dǎo)柱工作部分的長(zhǎng)度 最小開(kāi)模行程：。 （2-12） 斜導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度： （2-13） (5) 滑塊的設(shè)計(jì) 1）滑塊與型芯采用鑲拼結(jié)構(gòu)。 2）為保證再次合模時(shí)斜導(dǎo)柱能準(zhǔn)確地插入斜滑塊中，抽芯動(dòng)作完成后斜滑塊必須有準(zhǔn)確的位置。該模具采用擋塊定位形式。 (6) 壓緊塊 壓緊塊用于在模具閉合后鎖緊滑塊，承受成型時(shí)塑料熔體對(duì)滑塊的推力，以免斜導(dǎo)柱彎曲變形，但開(kāi)模時(shí)，又要求壓緊塊迅速讓開(kāi)，以免阻礙導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)滑塊抽芯，因此壓緊塊的楔角，應(yīng)大于斜導(dǎo)柱的傾角，一般取

46、 (2-14) 因此取a,為17o。 2.9 模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng) 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)直接影響著塑件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。當(dāng)模具溫度要求超過(guò)80oC時(shí)或大型模具，則需設(shè)置加熱系統(tǒng)。由于該塑件的材料為聚丙烯，要求模具的溫度應(yīng)為40~70oC,因此，模具不需設(shè)置加熱系統(tǒng)，僅在模具中設(shè)置溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)即可。 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)效率的影響主要由冷卻時(shí)間來(lái)體現(xiàn)。為保持模溫恒定，在每一循環(huán)中，必須由冷卻系統(tǒng)把熔體的熱量帶走。因此，模具的冷卻時(shí)間主要取決于冷卻系統(tǒng)的冷卻效果。模具的冷卻時(shí)間一般約占整個(gè)注射周期的2/3，因此縮短成型周期中的冷卻時(shí)間是提高生產(chǎn)效率的關(guān)鍵，所以要設(shè)置冷卻系統(tǒng)。 初步設(shè)

47、計(jì)為2條冷卻水路，管道直徑為10mm,水路分別位于塑件的上下位置，具體形式如圖2-4所示。 圖2-4 冷卻水道 2.10 排氣方式 塑料熔體在充填模具型腔的同時(shí)，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的的空氣及成型過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排出模外。設(shè)計(jì)模具時(shí)必須考慮型腔的排氣問(wèn)題。 由于制件為小型零件，一模兩腔，所以利用分型面、推桿、型芯的配 合間隙排氣即可。不必單獨(dú)考慮排氣方式。 2.11 模架結(jié)構(gòu)方案 根據(jù)塑件的要求、塑料的成型特點(diǎn)以及型腔的布局。初選的模架為：A2540型標(biāo)準(zhǔn)模架。 表2-3 A2540-505070GB/T12555-2006 代號(hào) W L

48、 A B 2540 250 400 300 48 150 40 50 C 70 25 35 25 25 15 20 110 130 194 200 380 348 254 344 220 M3 M4 280 344 25 20 4M12 4M8 2M6 4M4 第3章 注射成型分析 3.1 模型導(dǎo)入 首先用Pro/E軟件對(duì)塑件進(jìn)行三維建模，然后將其保存為STL格式的文檔，然后將STL文件導(dǎo)入Autodesk Mol

49、dflow CAD Doctor 中進(jìn)行模型分析前處理，縫合實(shí)體的自由邊，移除制件的微小圓角、臺(tái)階等。 通過(guò)在Autodesk Moldflow CAD Doctor 中對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)換之后，在Autodesk Moldflow Insight 中新建工程，將模型導(dǎo)入到工程項(xiàng)目中。對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分結(jié)果如圖3-1所示，網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3-2所示： 圖3-1 網(wǎng)格劃分結(jié)果 圖3-2網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果 從網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)信息可以看到網(wǎng)格存在缺陷，縱橫比太大，存在相交單元，完全重疊單

50、元；沒(méi)有自由邊、多重邊單元、配向不正確的單元，并且連同區(qū)域?yàn)?；匹配率達(dá)到93.5%，此網(wǎng)格質(zhì)量比較高。 采用網(wǎng)格工具對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行修復(fù)結(jié)果如圖3-3所示： 圖3-3修復(fù)后的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果 從圖可以看出，經(jīng)過(guò)網(wǎng)格修復(fù)后，匹配百分比與相互百分比都有所提高，而且修復(fù)了相交單元和完全重疊單元，并改善了縱橫比。 3.2 成型窗口分析 利用成型窗口的分析結(jié)果可以確定能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的成型工藝條件范圍。如果位于這個(gè)范圍中，則可以產(chǎn)生出質(zhì)量較好的塑件[1]。 通過(guò)成型窗口分析的最終結(jié)果如圖3-4所示： 圖3-4 最佳成型工藝參數(shù) 因此推薦的模具溫度：80.00℃；推薦熔體溫度271

51、.79℃；推薦注射時(shí)間：0.4239s。 3.3 充填分析 Moldflow 2012 中的充填分析可以對(duì)塑料熔體從開(kāi)始進(jìn)入型腔直至充 滿型腔的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行模擬。根據(jù)模擬結(jié)果，可以得到塑料熔體在型腔中德充填行為報(bào)告，獲得最佳澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要用于查看塑件的充填行為是否合理，充填知否平衡，能否完成對(duì)塑件的完全充填等[1]。 3.3.1 澆注系統(tǒng)的建立 建立一模兩腔的模型如圖3-5所示，網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖3-6所示。 圖3-5一模兩腔流道布置結(jié)果 圖3-6網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果 3.3.2 分析計(jì)算 對(duì)模型進(jìn)行充填分析，充填結(jié)果摘要見(jiàn)

52、表3-1。 表3-1 充填結(jié)果摘要 時(shí)間（s） 體積（%） 壓力（Mpa） 鎖模力（tone） 流動(dòng)速率(cm^3/s) 狀態(tài) 0.02 3.38 10.58 0.02 52.69 V 0.04 6.52 17.50 0.13 61.78 V 0.06 10.26 17.85 0.14 61.75 V 0.09 14.02 18.20 0.15 61.85 V 0.11 17.79 18.46 0.17 61.83 V 0.13 21.31 18.64 0.18 61.89 0.15 25.12 18

53、.88 0.20 61.81 V 0.17 28.80 19.00 0.22 61.99 V 0.19 32.39 19.09 0.24 62.00 V 0.21 36.27 19.20 0.26 61.99 V 0.23 39.83 19.30 0.28 61.94 V 0.25 43.57 19.35 0.31 62.00 V 0.28 47.81 19.64 0.33 61.99 V 0.30 51.44 19.51 0.36 62.00 V 0.32 54.90 19.57 0.38 6

54、2.00 V 續(xù)表3-1 0.34 58.38 19.63 0.40 62.00 V 0.36 62.07 19.68 0.42 62.00 V 0.38 66.17 19.75 0.45 62.00 V 0.40 69.42 19.81 0.47 62.00 V 0.42 73.12 19.87 0.50 62.00 V 0.45 77.01 19.92 0.53 62.00 V 0.47 80.66 19.98 0.57 62.00 V 0.49 84.44 20.12 0.65 62.00

55、 V 0.51 88.01 20.46 0.86 62.00 V 0.53 91.64 20.65 1.00 62.00 V 0.55 95.38 20.90 1.18 62.00 V 0.57 98.93 21.18 1.42 62.00 V 0.57 99.06 21.18 1.42 61.80 V/P 0.57 99.24 20.75 1.44 59.77 P 0.58 100.00 20.19 1.42 59.77 已充填 說(shuō)明：V=速度控制 P=壓力控制 V/P=速度/

56、壓力切換 3.3.3 充填分析結(jié)果 ⑴充填時(shí)間 圖3-7為充填時(shí)間分析結(jié)果。充填時(shí)間為1.385s，時(shí)間較短。并且從充填結(jié)果圖中可以看出，兩個(gè)型腔的充填是同時(shí)完成的，較為合理。 圖3-7 充填時(shí)間 （2）速度/壓力切換時(shí)的壓力 通過(guò)壓力圖觀察力的大小和分布。注射保壓切換應(yīng)在注射完成95%～99%之間。如果小于95%，可能導(dǎo)致保壓不足，出現(xiàn)縮印、缺料等缺陷。 結(jié)果如圖3-8所示，在每個(gè)型腔的一個(gè)側(cè)孔處存在微小的灰色區(qū)域，表示在速度/壓力切換時(shí)，該區(qū)域仍未充填完全，與充填分析的結(jié)果一致，基本符合要求。 圖3-8 速度/壓力切換時(shí)的壓力 （3）流動(dòng)前沿溫度 合理的溫

57、度分布應(yīng)該是大致相同的，即模型的溫度差不能太大，一般允許值為20℃。 圖3-9所示為該模型充填分析的流動(dòng)前沿溫度結(jié)果。從圖可以看到模型的溫差在1℃以內(nèi)，在可以接受的范圍內(nèi)，符合要求。 圖3-9 流動(dòng)前沿溫度結(jié)果 （4）塑件的總體溫度 溫差的存在會(huì)引起塑件的收縮和翹曲，因此希望塑件中的熔體總體溫度均勻一致。如果溫度分布范圍窄，表明結(jié)果好。 分析結(jié)果如圖3-10，從圖可以看出，塑件總體溫度為276.0℃，最低溫度為267.7℃，材料推薦熔體溫度為200℃～280℃。符合溫度范圍。 圖3-10 塑件的總體溫度 （5）注射位置處壓力：XY圖 注射位置處壓力變化曲線可以用于查看注

58、射時(shí)需要多大的注射壓力。如圖3-11所示，當(dāng)聚合物熔體被注入型腔后，壓力持續(xù)增高。 圖3-11 注射位置處壓力：XY圖 （6） 剪切速率，體積 由圖3-12可以看出，最高剪切速率約為107100（1/s),比材料的最大剪切速率高，需要對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。 圖3-12 剪切速率，體積 (7)壁上剪切應(yīng)力 從圖3-13可以看到壁上最大剪切應(yīng)力為0.4504MPa,但材料允許的最大剪切應(yīng)力為0.26MPa。出現(xiàn)在澆口位置，因此需對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改。 圖3-13壁上剪切應(yīng)力 （8）充填末端壓力 充填結(jié)束時(shí)的壓力屬于單組數(shù)據(jù)，該壓力圖是觀察塑件的壓力分布是 否平衡的有效工

59、具。由圖3-21可以看出，充填壓力平衡。 圖3-14充填末端壓力 （9）壓力 壓力分布圖如圖3-15所示，可以看出，在充填過(guò)程中，塑件壓力變化均勻，符合要求。 圖3-15壓力 （10）鎖模力曲線 鎖模力對(duì)充模是否平衡、保壓壓力等非常敏感。由圖3-16可以看出，最大鎖模力為1.438T，小于注射機(jī)最大鎖模力。符合要求。 圖3-16鎖模力曲線 （11）氣穴 由圖3-17可以看出，制件有多處氣穴，應(yīng)進(jìn)行修改以減少氣穴的產(chǎn)生。 圖3-17 氣穴 （12）熔接線 從圖3-18可以看出，在塑件表面有少量熔接線，而且都不是明顯的，基本上是可以接受的。 圖3-18

60、 熔接線 3.3.4 優(yōu)化填充方案 根據(jù)以上分析結(jié)果可知，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題： 1.指定流動(dòng)速率大于最大注射機(jī)注射速率。需要重新設(shè)計(jì)注射機(jī)參數(shù)。 2.體積剪切速率和型腔壁上剪切應(yīng)力較大，需對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行修改，增大澆口尺寸。 3.塑件表面有多處氣穴，因此，需要減少塑件厚度。 3.4 保壓分析 在Moldflow 2012 軟件中，保壓分析的目的是為了獲得最佳的保壓階段設(shè)置，從而盡可能地降低由保壓引起的塑件收縮、翹曲等質(zhì)量缺陷。 保壓分析階段分為壓實(shí)階段和倒流階段[1]。 3.4.1 分析計(jì)算 保壓分析階段信息如表3-2所示。 表3-2 保壓分析階段信息

61、說(shuō)明：P=壓力控制 時(shí)間（s) 保壓（%） 壓力（MPa） 鎖模力（tonne) 狀態(tài) 1.23 2.22 16.95 11.89 P 2.23 5.57 16.95 11.57 P 3.23 8.92 16.95 11.48 P 4.23 12.27 16.95 11.33 P 5.23 15.62 16.95 11.04 P 6.48 19.80 16.95 10.67 P 7.48 23.15 16.95 10.35 P 8.48 26.50 16.95 9.88 P 9.48 29.85 1

62、6.95 9.41 P 10.48 33.20 16.95 8.83 P 10.57 壓力已釋放 10.59 33.54 0.00 8.49 P 11.98 38.22 0.00 0.00 P 續(xù)表3-2 14.98 48.27 0.00 0.00 P 17.98 58.23 0.00 0.00 P 20.98 68.37 0.00 0.00 P 23.98 78.42 0.00 0.00 P 29.98 98.52 0.00 0.00 P 30.42 100.00 0.00 0.00

63、 P 3.4.2 結(jié)果分析 （1） 注射位置處壓力 從圖3-19可以看出，在速度/壓力切換點(diǎn)前，壓力為21.18MPa，在速度/壓力切換點(diǎn)，壓力降為17.29MPa，然后一直維持到10s后降為0。與預(yù)設(shè)的保壓曲線相似。 圖3-19注射位置處壓力 （2） 頂出時(shí)的體積收縮率 一般情況下，頂出時(shí)塑件的體積收縮率應(yīng)分布均勻，且控制在3%以內(nèi)。從圖3-20可以看出，塑件頂出時(shí)的體積收縮率為10.60%～15.59%之間，且分布不太均勻，所以沒(méi)有達(dá)到預(yù)定的要求。 圖3-20 頂出時(shí)的體積收縮率 （3）凍結(jié)層因子 從圖3-21可以看出，制件凍結(jié)時(shí)間總計(jì)為30.42s,從動(dòng)畫

64、中可以看出澆口在16.24s時(shí)凍結(jié)，剩余的時(shí)間分流道和主流道開(kāi)始凍結(jié)。 圖3-21凍結(jié)層因子 （4）鎖模力曲線 圖3-22所示為該模型的鎖模力曲線圖。從圖中可以看出模型充填時(shí)的鎖模力最大值為11.89t,遠(yuǎn)小于注射機(jī)的最大鎖模力。 圖3-22鎖模力曲線 （5）壓力 從圖3-23可以看出進(jìn)料口的最大壓力為21.18MPa,小于注射機(jī)的最大注射壓力。 圖3-23 壓力 3.4.3 優(yōu)化保壓方案 根據(jù)以上分析結(jié)果進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整，調(diào)整保壓曲線。 3.5 冷卻分析 Autodesk Moldflow 軟件中，冷卻分析用來(lái)模擬塑料熔體在模具內(nèi)的熱量傳遞情況，根

65、據(jù)分析結(jié)果判斷塑件冷卻效果的優(yōu)劣，然后對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，縮短塑件的成型周期，提高生產(chǎn)效率，提高塑件成型的質(zhì)量[1]。 3.5.1 分析計(jì)算 冷卻過(guò)程信息見(jiàn)表3-3所示。 表3-3 冷卻過(guò)程信息 外部迭代 周期時(shí)間 （秒） 平均溫度迭代 平均溫度 偏差 溫度差 迭代 溫度差 偏差 回路溫度殘余 1 35.000 11 15.000000 0 0.000000 1.000000 1 35.000 14 30.000000 0 0.000000 1.000000 1 35.000 8 18.808815 0 0.000000

66、 1.000000 1 35.000 7 11.286730 0 0.000000 1.000000 1 35.000 4 2.771145 0 0.000000 1.000000 1 35.000 2 0.006569 0 0.000000 1.000000 1 35.000 0 0.000351 0 0.000000 1.000000 2 35.000 11 0.995007 0 0.000000 1.000000 2 35.000 0 0.003231 0 0.000000 1.000000 2 35.000 3 0.004168 0 0.000000 1.000000 3 35.000 15 0.243163 0 0.000000 0.006152 3 35.000 0 0.002704 0 0.000000 0.006152 3 35.000 1 0.001711 0 0.000000 0.006152 4 35