塑料彎頭注塑模具設(shè)計(jì)

塑料彎頭注塑模具設(shè)計(jì),塑料,彎頭,注塑,模具設(shè)計(jì) 全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36396305 各專業(yè)都有 摘 要 本文完成的是塑料彎頭注塑模具的設(shè)計(jì)。塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。本設(shè)計(jì)介紹了注射成型的基本原理，特別是單分型面注射模具的結(jié)構(gòu)與工作原理，對(duì)注塑產(chǎn)品提出了基本的設(shè)計(jì)原則；詳細(xì)介紹了塑件的開模，注塑模具的澆注系統(tǒng)、模架、推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)過程。最后介紹了三維軟件PROE對(duì)鑄模進(jìn)行的模流分析和對(duì)型芯板上的彎頭曲面進(jìn)行的仿真加工。 關(guān)鍵詞：分型面,注射模,側(cè)抽芯,塑料彎頭 ABSTRACT This article was the injection mold design of plastic elbow.Plastics industry is one of the world's fastest growing industries, and injection mold is developing faster species，so the research of injection mold have great significance to learn about plastics production process and improve the quality of their products. This article introduce the basic principle of injection molding, especially the single-parting injection mold structure and working basic principle ,the basic design principles on injection product are offered ; the details is the plastic part of the opening,the process of the design of the injection mold, die casting system, institutions, steering mechanism, temperature control system. At last it introduces a 3D software PROE mold flow analysis and on-cores of elbow on the surface of the simulation process. Keywords：Parting surface,Plastic injection mold,Lateral pulls out the core,Plastic elbow 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 1 1.1 塑料注塑模具簡(jiǎn)介 1 1.1.1 概述 1 1.1.2 注射模具基本簡(jiǎn)介 1 1.1.3 注射成型的地位 1 1.2 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)情況 2 1.3 國(guó)外模具的發(fā)展?fàn)顩r 2 第2章 塑件分析 4 2.1 塑件的材料分析 4 2.2 塑件的成型工藝參數(shù)設(shè)定 4 2.3 聚氯乙烯的主要用途 4 2.4 PVC的成型特性 4 2.5 PVC主要技術(shù)指標(biāo) 5 2.6 彎頭的整體外形尺寸 5 2.7 塑件精度的選擇 6 2.8 制品的表面的粗糙度 6 2.9 脫模斜度的分析 6 2.10 塑件上孔的設(shè)計(jì) 6 第3章 模具結(jié)構(gòu)及主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 7 3.1.型腔數(shù)目的確定 7 3.2 注射機(jī)的選擇 7 3.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 7 3.3.1 注射機(jī)注射量的校核 7 3.3.2 注射壓力的校核 7 3.3.3 鎖模力的校核 8 3.3.4 模具閉合厚度的校核 8 3.4 分型面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.4.1 分型面的概念 9 3.4.2 分型面選擇的一般原則 9 3.4.3 分型面選擇應(yīng)注意的問題 10 3.4.4 分型面的形狀 10 3.4.5 型腔的分布 11 3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 3.5.1 普通澆注系統(tǒng)的組成 11 3.5.2 澆口位置的選擇及形式 12 3.5.3 主澆道的設(shè)計(jì) 12 3.5.4 分流道的設(shè)計(jì) 13 3.5.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 13 3.5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14 3.6 成型零件的尺寸計(jì)算 14 3.7 塑件的開模 16 3.8 模架的確定 16 3.9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 19 3.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20 3.11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 3.12 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 23 第4章 模流分析CAE 27 4.1 注塑模CAE分析的基本原理和功能 27 4.2 分析過程 27 結(jié) 論 31 參 考 文 獻(xiàn) 32 致 謝 33 IV 全套設(shè)計(jì)（圖紙）加 36396305 各專業(yè)都有 第1章 緒論 1.1 塑料注塑模具簡(jiǎn)介 1.1.1 概述 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，被稱為“工業(yè)之母”。21世紀(jì)模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化智能化、柔性化、和網(wǎng)絡(luò)化，追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設(shè)計(jì)及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力，滿足用戶需求。近年來我國(guó)的模具事業(yè)也在不斷地飛速向前發(fā)展。 1.1.2 注射模具基本簡(jiǎn)介 注射成型也稱為注塑成型，其基本原理就是利用塑料的可擠壓性與可模塑性，首先將松散的粒狀或粉狀成型物料從注射機(jī)的料斗送入高溫的機(jī)筒內(nèi)加熱熔融塑化，使之成為粘流態(tài)熔體，然后在柱塞或螺桿的高壓推動(dòng)下，以很大的流速通過機(jī)筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的閉合模具中，經(jīng)過一段保壓冷卻定型時(shí)間后，開啟模具便可以從模腔中脫出具有一定形狀和尺寸的塑料制品。它與擠出和壓延成型方法相比，注射成型可以用來生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制品，而擠出和壓延則主要用來成型截面尺寸一定長(zhǎng)度連續(xù)的二維塑料制品。將注射成型與壓縮和壓注成型相比，它又具有應(yīng)用面大、成型周期短、生產(chǎn)效率高、模具工作條件可以得到改善，以及制品精度高和生產(chǎn)條件比較好、生產(chǎn)操作容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化等多方面的優(yōu)勢(shì)。在中空吹塑成型中，注射成型還常常被用來生產(chǎn)吹塑所用的型坯。 1.1.3 注射成型的地位 注射成型在整個(gè)塑料制品生產(chǎn)行業(yè)占有非常重要的地位，目前，除少數(shù)幾種塑料外，幾乎所有的塑料品種都可以采用注射成形。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注射制品約占所有塑料制品總產(chǎn)量的30％，全世界每年生產(chǎn)的注射模數(shù)量約占所有塑料成型模具數(shù)量的50％。早期的注射成型方法主要用于生產(chǎn)熱塑性塑料制品，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，目前的注射成形方法已經(jīng)推廣應(yīng)用到熱固性塑料制品和一些塑料復(fù)合材料制品的生產(chǎn)中。例如，日本的酚醛（熱固性塑料）制品生產(chǎn)過去基本上依靠壓縮和壓注方法生產(chǎn)，但目前已經(jīng)有70％被注射成型所取代。注射成型方法不僅廣泛應(yīng)用于通用塑料制品生產(chǎn)，而且就工程塑料而言，它也是一種最為重要的成型方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在當(dāng)前的工程塑料制品中，80％以上都要采用注射成型的方法生成。 1.2 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)情況 我國(guó)塑料模具的發(fā)展隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展，在我國(guó)，起步較晚，但發(fā)展很快，特別是近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大的發(fā)展，取得了很大成績(jī)。 現(xiàn)在CAD/CAE/CAE技術(shù)在塑料模的設(shè)計(jì)制造上應(yīng)用已越來越普遍，特別是CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用較為普遍，取得了很大成績(jī)。目前，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品零件造型分析、模具主要結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床加工的編程已成為精密、大型塑料模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)的主要手段。應(yīng)用電子信息工程技術(shù)進(jìn)一步提高了塑料模的設(shè)計(jì)制造水平。這不僅縮短了生產(chǎn)前的準(zhǔn)備時(shí)間，而且還為擴(kuò)大模具出口創(chuàng)造了良好的條件，也相應(yīng)縮短了模具的設(shè)計(jì)和制造周期。此外，氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，熱流道技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，精密、復(fù)雜、大型模具的制造水平有了很大提高，模具壽命及效率不斷提高，同時(shí)還采用了先進(jìn)的模具加工技術(shù)和設(shè)備。 塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時(shí)，“小而?！薄ⅰ靶《比匀皇且粋€(gè)必然的發(fā)展趨勢(shì)。從技術(shù)上來說CAD/CAM/CAE技術(shù)將全面推廣，快速原型制造（RPM）及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展，高銑削加工、熱流道技術(shù)、氣體輔助注射技術(shù)及高壓注射成型將進(jìn)一步發(fā)展。 1.3 國(guó)外模具的發(fā)展?fàn)顩r 總體來說，西方國(guó)家的模具事業(yè)發(fā)展較早，也比我國(guó)更先進(jìn)一些。國(guó)外的模具發(fā)展?fàn)顩r具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)特征： （1）集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)技術(shù)人員和管理方式的集成。在開發(fā)模式制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需要。 （2）智能化技術(shù) 應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。 （3）塑料成型理論研究的發(fā)展 對(duì)塑料充模過程中的流變行為研究不斷深入；對(duì)注射成型的流變理論有了更進(jìn)一步探討；對(duì)擠出成型已初步建立起數(shù)學(xué)模型。 （4）新的成型方法不斷出現(xiàn) 在實(shí)驗(yàn)、研究的基礎(chǔ)上，熱流道澆注系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用更為廣泛；熱固性塑料注射成型技術(shù)更為完善；氣體輔助注射成型技術(shù)得到實(shí)際應(yīng)用。 （5）塑件更趨向精密化、微型化以及大型化 據(jù)資料介紹，德國(guó)已研制出注射量只有0.1g 的微型注射機(jī)，用于生產(chǎn)0.05g 的塑件；我國(guó)也研制出0.5g 的注射機(jī)，用于生產(chǎn)0.1g 的手表軸塑件；另外，法國(guó)已擁有注射量達(dá)到170kg 的超大型注射機(jī)。 （6）開發(fā)新的模具材料 如采用粉末冶金及噴射成型工藝制作出硬制合金、陶瓷及復(fù)合材料。 （7）模具表面強(qiáng)化熱處理新技術(shù)應(yīng)用 近年來，我國(guó)研制的PMS鏡面塑料模具以及美國(guó)的P21以及日本的NAK55鋼，就是在低級(jí)材料中加入Ni、Cr、Al、Cu、Ti等合金元素后，經(jīng)過毛坯淬火與回火處理，使其硬度<30HRC，然后加工成型，再進(jìn)行時(shí)效處理，使模具硬度上升到40～50HRC，大大提高了模具的使用壽命。 第2章 塑件分析 2.1 塑件的材料分析 本塑件的材料采用PVC，PVC的特性：聚氯乙烯是世界上產(chǎn)量最大的塑料品種之一。聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。純聚氯乙烯的密度為1.4g/cm，加入了增塑劑和填料等的聚氯乙烯塑料件的密度一般在1.15--2.00g/cm范圍內(nèi)。聚氯乙烯不含或含有少量的增塑劑，有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖性能，可單獨(dú)用作結(jié)構(gòu)材料。 2.2 塑件的成型工藝參數(shù)設(shè)定 注射機(jī)成形機(jī)類型：螺桿式 收縮率:0.8% 預(yù)熱溫度: 70℃～90℃ 預(yù)熱時(shí)間：4～6 h 模具溫度: 30℃～ 60℃ 注射壓力：80～130 MPa 料筒溫度：后段 160～170℃ 中段 165～180℃ 前段 170～190℃ 成形時(shí)間：注射時(shí)間 15～60 s 高壓時(shí)間 0～5 s 冷卻時(shí)間 15～60 s 總周期 40～130s 螺桿轉(zhuǎn)速：28 r/min 2.3 聚氯乙烯的主要用途 由于PVC的化學(xué)穩(wěn)定性好，故可用作防腐管道、管件、輸油管、離心泵，鼓風(fēng)機(jī)等的制造。 2.4 PVC的成型特性 （1）無定形料，吸濕性小，但為了提高流動(dòng)性，防止發(fā)生氣泡則宜先干燥； （2）流動(dòng)性差，極易分解，特別在高溫下與鋼、銅金屬接觸更易分解，分解溫度 為200℃，分解時(shí)有腐蝕及刺激性氣體產(chǎn)生； （3）成形溫度范圍小，必須嚴(yán)格控制料溫； （4）用螺桿式注射機(jī)及直通噴嘴，孔徑宜大，以防止死角滯料，滯料必須及時(shí)處理清楚； （5）模具澆注系統(tǒng)應(yīng)粗短，澆口截面宜大，沒有死角滯料，其表面應(yīng)鍍鉻。 2.5 PVC主要技術(shù)指標(biāo) 比容：0.69～0.74cm/g 密度：1.35～1.45kg/dm 熔點(diǎn)：160～212℃ 吸水性：0.07～0.4% (24h) 熱變形溫度：4.6×105Pa——67~82℃ 18.0×105Pa——54℃ 屈服強(qiáng)度:35.2～50MPa 拉伸彈性模量：2.4～-4.2GPa 抗彎強(qiáng)度：≥90MPa 沖擊強(qiáng)度：缺口 58kJ/m 硬度：16.2HB～12HB 體積電阻率：6.71×10 擊穿強(qiáng)度：26.5kv/mm 2.6 彎頭的整體外形尺寸 根據(jù)實(shí)物測(cè)量可得塑料彎頭的外形尺寸如圖2.1所示。 圖2.1 彎頭外形尺寸 2.7 塑件精度的選擇 同其他金屬塑料制品尺寸公差一樣，該塑件也有一定的公差要求。影響尺寸精度的因素較多，如模具制造精度及其使用的磨損程度，塑料收縮率的波動(dòng)，成型工藝條件的變化，塑件制品的形狀、脫模斜度及成型后制品的尺寸變化等等。在一般的生產(chǎn)設(shè)計(jì)過程中，為了降低模具的加工難度和模具的生產(chǎn)成本，在滿足塑件使用要求的條件下，選取較低等級(jí)的公差，這樣便于加工與生產(chǎn)。結(jié)合本設(shè)計(jì)的具體的情況，塑件的精度等級(jí)選為5級(jí)。 2.8 制品的表面的粗糙度 塑件制品的表面粗糙度數(shù)值主要取決于成型模具型腔表面的粗糙度。另外，塑料品種、成型工藝及成型模具型腔表面的磨損和腐蝕對(duì)制品的表面粗糙度也有一定的影響。一般模具表面粗糙度要比制品低1～2 級(jí)。根據(jù)本設(shè)計(jì)中管接頭的技術(shù)要求和PVC 材料的成型性能，表面粗糙度Ra定為0.8μm。 2.9 脫模斜度的分析 使用脫模斜度為了使塑件便于脫模，但對(duì)于高度不大的塑件，可以不取斜度，本產(chǎn)品是屬于小型塑件，高度不大，因此沒有設(shè)置脫模斜度。這樣不會(huì)對(duì)于塑件有太大的影響，可以忽略不考慮。 2.10 塑件上孔的設(shè)計(jì) 塑件上的孔是用模具的型芯成型的，從理論上說，可以成型任何形狀的孔，但是形狀復(fù)雜的孔，其模具制造困難，成本較高。因此，用模具成型的孔，應(yīng)采用工藝上易于加工的孔。塑件上常用的孔有通孔、盲孔、形狀復(fù)雜的孔等。這些孔均應(yīng)設(shè)置在不易削弱塑件強(qiáng)度的地方。在孔之間和孔與邊緣之間均應(yīng)留有足夠的距離（一般大于孔徑）。塑件上固定用孔和其他受力孔的周圍可設(shè)一凸邊來加強(qiáng)。本塑件是兩個(gè)平行的通孔，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，也便于設(shè)置。 第3章 模具結(jié)構(gòu)及主要零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面選擇、模具型腔數(shù)目的確定及型腔的排列方式和冷卻水道布局以及澆口位置設(shè)置、模具工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 3.1.型腔數(shù)目的確定 型腔數(shù)量以及位置如何確定要根據(jù)塑件制品的尺寸大小、結(jié)構(gòu)難易程度、生產(chǎn)效益等諸多因素靈活確定。 根據(jù)注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目,根據(jù)式 式中：—注射機(jī)最大注射量(cm或者g) —澆注系統(tǒng)冷凝料量(cm或者g） —單個(gè)塑件的容積或者質(zhì)量(cm或者g） 利用Pro/E三維軟件定性測(cè)得該塑件的實(shí)際體積為1.48×10mm,設(shè)澆注系統(tǒng)的體積為塑件的0.6倍。初選注射機(jī)的最大注射量為125cm。 根據(jù)塑件的精度，由于該塑件精度一般，故采用多腔型的注射模。我選用了一模出兩件，同時(shí)不影響塑件的大體質(zhì)量。 3.2 注射機(jī)的選擇 由以上計(jì)算選擇注射機(jī)的型號(hào)為XS—ZY—125，見表3.1。 3.3 注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 3.3.1 注射機(jī)注射量的校核 塑件連同澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的質(zhì)量一般不應(yīng)大于注射機(jī)公稱注射量的80%。 0.8V=0.8×125cm=100cm>14.8×0.6+14.8×2=38.48cm 故滿足要求。 3.3.2 注射壓力的校核 注射機(jī)的公稱注射壓力要大于塑件成形的壓力，即： PP 表3.1 注射機(jī)的主要技術(shù)要求 注塑機(jī)型號(hào) XS—ZY—125 額定注射量/cm 125 螺桿直徑/mm 42 注射壓力/MPa 120 注射行程/mm 115 注射時(shí)間/s 1.6 注射方式 螺桿式 合模力/KN 900 最大成形面積/cm 320 最大合模行程/mm 300 模具最大厚度/mm 300 模具最小厚度/mm 200 動(dòng)、定模固定板尺寸/mm×mm 428×458 拉桿空間/mm×mm 260×290 合模方式 液壓—機(jī)械 定位圈尺寸/mm 噴嘴球半徑/mm SR12 噴嘴孔半徑/mm 式中： P—注射機(jī)的最大注射壓力，MPa P—塑件成形所需的實(shí)際注射壓力，MPa P=120MPa，取塑件成形所需的注射壓力為90MPa,P>P，故滿足要求。 3.3.3 鎖模力的校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖模力，其關(guān)系按下式校核： FK1PA 式中：F： 注射機(jī)的公稱鎖模力； K1： 壓力損耗系數(shù)，一般取1/3-2/3,現(xiàn)取1/2； P： 注射機(jī)額定注射壓力； A： 制品、流道、澆口在分型面上的投影之和； 已知 F=900KN，K=1/2，P=120MPa， A=30×48.5×4+×16×60+×9×40+×4×40+×1× 2 =10473.48mm=1.047348×10m K1PA=1/2×120×1.047348×10N=628.4KN 因?yàn)镕>KPA，所以滿足要求。 3.3.4 模具閉合厚度的校核 模具閉合時(shí)的厚度在注射機(jī)，動(dòng)、定模板的最在閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核 HHH 式中 H—注射機(jī)允許的最小模具厚度（mm） H—模具閉合厚度（mm） H —注射機(jī)允許的最大模具厚度(mm) 已知 H=200mm； H=300mm；H=240 mm 所以滿足要求。 3.4 分型面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1 分型面的概念 為了塑件及澆注系統(tǒng)凝料的脫模和安放嵌件的需要，將模具型腔適當(dāng)?shù)胤殖蓛蓚€(gè)或更多部分，這些可以分離部分的接觸表面，通稱為分型面。 3.4.2 分型面選擇的一般原則 模具設(shè)計(jì)中，分型面的選擇很關(guān)鍵，它決定了模具的結(jié)構(gòu)。應(yīng)根據(jù)分型面選擇原則和塑件的成型要求來選擇分型面： （1）保持塑件外觀整潔。 （2）分型面應(yīng)有利于排氣。 （3）應(yīng)考慮開模時(shí)對(duì)塑件留在動(dòng)模一側(cè)。 （4）應(yīng)容易保證塑件的精度要求。 （5）分型面應(yīng)該簡(jiǎn)單實(shí)用并容易加工。 （6）考慮側(cè)面分型面與主分型面的協(xié)調(diào)。 （7）分型面應(yīng)與注射機(jī)的參數(shù)相適應(yīng)。 （8）考慮脫模斜度的影響。 （9）嵌件和活動(dòng)型芯應(yīng)安裝方便。 3.4.3 分型面選擇應(yīng)注意的問題 (1) 不影響塑件外觀，尤其是對(duì)外觀有明確要求的制品，更應(yīng)注意分型面對(duì)外觀的影響。 (2) 有利于保證塑件的精度。 (3) 有利于模具加工，特別是型腔的加工。 (4) 有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 3.4.4 分型面的形狀 分型面的形狀有平面、斜面、階梯面和曲面。分型面應(yīng)盡量選擇平面的，但為了適應(yīng)塑件成型的需要和便于塑件的脫模，也可以采用后三種分型面，后三種分型面雖然加工較困難，但型腔加工卻比較容易。 此注射模具的分型面形狀為平面，目的為了適應(yīng)塑件成型的需要和便于塑件脫模，使型心留在動(dòng)模一側(cè)。 選擇塑件的最大輪廓處為分型面，不僅減小了由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差異，還有利于排氣和防止溢流，見圖3.1所示。 圖3.1塑件的分型面 （產(chǎn)品的最大輪廓處） 3.4.5 型腔的分布 由于型腔的排布與澆注系通密切相關(guān)的，所以在模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合加以考慮。型腔的排布應(yīng)使每個(gè)型腔都能通過澆注系統(tǒng)從總壓力中均等地分得所需的足夠壓力，以保證塑料熔體能同時(shí)均勻地充填每個(gè)型腔，從而使各個(gè)型腔的塑件內(nèi)在質(zhì)量均一穩(wěn)定。如圖3.2所示 圖3.2型腔的分布 3.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括主澆道的設(shè)計(jì)，分澆道的截面形狀及尺寸的確定，分澆道的布置，澆口的形式及尺寸的確定，澆口位置的選擇。 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)，首先是澆口位置的選擇。澆口位置選擇的適當(dāng)與否，將之間關(guān)系到制品的成型質(zhì)量及注射過程是否能順利進(jìn)行。 3.5.1 普通澆注系統(tǒng)的組成 澆注系統(tǒng)是由主澆道，分澆道，澆口及冷料穴等四部分組成。 (1)主澆道 主澆道是指從注射機(jī)噴嘴與模具接觸開始，到分澆道支線為止的一段料流通道。它起始將熔體從噴嘴引入模具的作用，其尺寸的大小直接影響熔體的流動(dòng)速度和填充時(shí)間。 (2)分澆道 分澆道是主澆道與行腔進(jìn)料口之間的一段流道，主要起分流和 轉(zhuǎn)向作用，即使熔體由主澆道分流到各個(gè)型腔的過渡通道，也是澆注系統(tǒng)的斷面變化和熔體流動(dòng)轉(zhuǎn)向的過渡通道。此次塑件無分流道。 (3)澆口 澆口是指料流進(jìn)入行腔前最狹窄的部分，也是澆注系統(tǒng)中最短的一段，其尺寸狹小且短，目的是使料流進(jìn)入行腔前加速，便于充滿行腔，且有利于封閉行腔口，防止熔體倒流。另外也便于成型后冷料與塑件分離。 (4)冷料穴 在每個(gè)注射成型周期開始，最前端的料接觸低溫模具后會(huì)降溫 變硬被稱之為冷料，為防止此冷料堵塞澆口或影響制件的質(zhì)量，而設(shè)置的料穴，其作用就是儲(chǔ)藏冷料。冷料穴一般設(shè)在主澆道的末端，有時(shí)在分流道的末端也增設(shè)冷料穴。 3.5.2 澆口位置的選擇及形式 選擇澆口的形式應(yīng)該遵循以下規(guī)則： （1） 盡可能采用平衡式設(shè)置； （2） 型腔排列進(jìn)料均衡； （3） 型腔布置和澆口開設(shè)部位應(yīng)對(duì)稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； （4） 確保耗料量小； （5） 不影響塑件外觀。 澆口是連接分澆道和型腔的橋梁。它具有兩個(gè)功能：第一，對(duì)塑料熔體流入型腔起控制作用；第二，使型腔中尚未冷卻固化的塑料不會(huì)倒流。一般情況澆口采用長(zhǎng)度很短（0.5～2mm）而截面很又狹窄的小澆口。此注射模的澆口長(zhǎng)度為2mm。本次設(shè)計(jì)決定選用側(cè)澆口形式，這種澆口的優(yōu)點(diǎn)為：去澆口方便，殘留痕跡小；熔體流速高；翹曲比直接澆口??；宜成型薄壁、復(fù)雜形狀制品；澆口截面簡(jiǎn)單，去除澆口方便能對(duì)澆口尺寸進(jìn)行精密加工。其缺點(diǎn)有：注射壓力損失大；保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小；對(duì)殼形制品排氣不方便，易產(chǎn)生熔接痕。總的來說，側(cè)澆口適用于各種形狀及一模多腔制品，特別適用于兩板式多型腔模具，是最常用的一種形式。 3.5.3 主澆道的設(shè)計(jì) 主澆道設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下： （1） 為便于凝料從之澆道中拔出，把主澆道設(shè)計(jì)成圓錐形。錐角～4°。（本塑件20）內(nèi)壁表面粗糙度Ra小于0.63～1.25μm。主澆道進(jìn)口端直徑應(yīng)根據(jù)注射機(jī)噴嘴孔徑確定。該塑件的主澆道截面直徑D為5，D為8。主澆道噴嘴直徑應(yīng)比噴嘴直徑大0.5～1mm。主澆道進(jìn)口端與噴嘴頭部接觸的形式一種是平面，另一種是弧面。本塑件采用弧面接觸定位。主澆道進(jìn)口端凹下的球面半徑R比噴嘴球面半徑R大1～2mm,凹下深度約3～5mm。 （2） 主澆道與分澆道結(jié)合處采用圓角過度，其半徑R為1～3mm，以減小料流轉(zhuǎn)向過度時(shí)的阻力。 （3） 在保證塑件成型良好的前提下，主澆道的長(zhǎng)度L盡量短。為了減小壓力損失及廢料，一般主澆道長(zhǎng)度L不超過60mm。本塑件的主澆道長(zhǎng)度沒有超過60mm。 （4） 設(shè)置主澆道襯套 本塑件將主澆道襯套與定位環(huán)設(shè)計(jì)成一個(gè)整體，主澆道襯套選用T8A類優(yōu)質(zhì)剛材，熱處理后硬度為53～57HRC。襯套長(zhǎng)度與定模板配合部分的厚度一致。襯套與定模板之間的配合采用H7/m6。 3.5.4 分流道的設(shè)計(jì) （1）多腔模中型腔和分流道的布置 多腔模設(shè)計(jì)時(shí)型腔布置和分流道的布置應(yīng)同時(shí)加以考慮，設(shè)計(jì)原則有： ① 盡量保證各型腔同時(shí)充滿，并均衡的補(bǔ)料，以保證同模各塑件的性能， 尺寸盡可能一致。 ② 各型腔之間距離恰當(dāng)，應(yīng)有足夠的空間排布冷卻水道，螺釘?shù)?，并有? 夠的截面承受注射壓力。 ③ 在滿足以上的要求的情況下盡量縮短流道長(zhǎng)度，降低澆注系統(tǒng)凝料重量。 ④ 型腔和澆注系統(tǒng)投影面積的重心應(yīng)盡量接近注射機(jī)鎖模力的中心，一般 在模板的中心上。 （2）分澆道的截面形狀及優(yōu)缺點(diǎn)： 分流道是指主流道與澆口之間的通道。其作用是使熔融塑料過度和轉(zhuǎn)向。 分澆道的形狀尺寸主要取決于塑件的體積、壁厚、形狀、以及所加工塑件的種類、注射速率、分澆道長(zhǎng)度等。 分澆道形狀分為：圓形、梯形、拋物線形（或U形）、半圓形和矩形截面。本塑件所采用的是圓形。 此副注射模分澆道的布置形式為平衡式，其主要特征是從主澆道到各個(gè)型腔的分澆道，其長(zhǎng)度、端面形狀及尺寸均相等，以達(dá)到各種型腔能同時(shí)均衡進(jìn)料的目的。 優(yōu)點(diǎn)：表面積/體積比最小，冷卻速度最低，熱量及壓力損失小。進(jìn)料流道中心冷凝慢，有利于保壓。 缺點(diǎn)：同時(shí)在兩半模上加工圓形凹槽，對(duì)正難度大，費(fèi)用高。 本塑件的分澆道直徑為6mm，分澆道的長(zhǎng)度一般在8～30mm之間，一般根據(jù)型腔布置適當(dāng)加長(zhǎng)或縮短。本塑件的分澆道長(zhǎng)度為44mm，由于塑件小而集中，如果分澆道太短的話，結(jié)構(gòu)過于緊湊，因此沒有按照8～30mm來制定分澆道的長(zhǎng)度。分澆道的最短長(zhǎng)度不宜小于8mm，否則會(huì)給塑件修磨和分割帶來困難。 3.5.5 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 冷料穴的作用是收集每次注射成型時(shí)，流動(dòng)熔體前端的冷料頭，避免這些冷料進(jìn)入型腔影響的質(zhì)量或堵塞澆口。 此注射模的冷料穴開設(shè)在主澆道的末端，直徑略大于主澆道的大端直徑，便于冷料的進(jìn)入。 常見的冷料穴及拉料桿的形式有如下幾種： (1) 鉤形（Z形）拉料桿 (2) 錐形或鉤槽拉料穴 (3) 球形頭拉料桿 (4) 分流錐形拉料桿 (5) 無推桿的拉料穴 此次設(shè)計(jì)采用的拉料桿是Z形拉料桿，拉料桿如圖3.3所示。 圖3.3 拉料桿 3.5.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 型腔內(nèi)氣體的來源，除了型腔內(nèi)原有的空氣外，還有因塑料受熱或凝固而產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體。一般來說，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的模具，事先較難估計(jì)發(fā)生氣阻的準(zhǔn)確位置。 所以，往往需要通過試模來確定其位置，然后再開排氣槽。排氣的方式有開設(shè)排氣槽和利用模具零件配合間隙排氣。 開設(shè)排氣槽通常要遵循的原則是： （1) 排氣槽最好開設(shè)在分型面上，因?yàn)榉中兔嫔弦蚺艢獠鄱a(chǎn)生的飛邊, 易隨塑件脫出。 （2）排氣槽的排氣口不能正對(duì)操作人員，以防熔料噴出而發(fā)生工傷事故。 （3）排氣槽最好開設(shè)在靠近嵌件和塑件最薄處，因?yàn)檫@樣的部位最容易形成熔接痕，宜排出氣體，并排出部分冷料。 （4）排氣槽的寬度可取1.5～1.6mm,其深度以不大于所用塑料的溢邊值為限，通常為0.02～0.04mm。 本塑件的排氣槽開設(shè)在分型面上，因?yàn)榉中兔嫔弦蚺艢獠鄱a(chǎn)生的飛邊，容易隨塑件脫出。采用間隙排氣的方法，利用了分型面及零件的配合間隙排氣,因此本設(shè)計(jì)不單獨(dú)開設(shè)排氣槽。 3.6 成型零件的尺寸計(jì)算 所謂成型零件的尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部位的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形的長(zhǎng)度和寬度尺寸）、中心距尺寸等。工作尺寸計(jì)算受塑件尺寸精度的制約。影響塑件尺寸精度的因素很多，且十分復(fù)雜，因此塑件尺寸難以達(dá)到高精度。 為計(jì)算簡(jiǎn)便起見，規(guī)定凡是孔類尺寸均以其最小尺寸作為公稱尺寸（基本尺寸），即公差為正；凡是軸類尺寸均以其最大尺寸作為公稱尺寸，即公差為負(fù)。 塑件尺寸為:6mm取公差0.18mm；30mm取公差0.32mm；24mm取公差0.28mm；25mm取公差0.32mm；17mm取公差0.24mm；16mm取0.24mm。收縮率 (1) 型腔的徑向尺寸：制造公差，塑件尺寸mm mm 同理得 (2) 型芯的徑向尺寸:，， 塑件的尺寸： 同理 (3) 型腔深度：， 塑件尺寸： 部分成型尺寸如圖3.4所示。 圖3.4 成型零件的部分尺寸 3.7 塑件的開模 在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)塑件進(jìn)行了開模操作，使用的操作軟件是PROE，具體操作步驟如下：建立模具模型，設(shè)置收縮率，創(chuàng)建模具分型曲面，在模具中創(chuàng)建澆注系統(tǒng)，創(chuàng)建四個(gè)側(cè)抽芯的體積塊，抽取模具元件，生成澆注件，定義模具的開啟，開模如圖3.5所示。 圖3.5 塑件開模 3.8 模架的確定 以上內(nèi)容計(jì)算確定后，便可根據(jù)計(jì)算選定模架，由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用結(jié)構(gòu)形式為350×350×300mm。 各模板的確定： (1) 型腔板 由于塑件的在模板上的高度為15mm，加上斜導(dǎo)柱在模板還要固定，所以型腔板的高度取45mm，型腔板如圖3.6所示。 圖3.6 型腔板 (2) 型芯板 型芯板參照標(biāo)準(zhǔn)，再加上此模具為兩板式，所以型芯板的高度取60mm，四周挖槽供斜導(dǎo)柱移動(dòng)，槽長(zhǎng)寬20mm靠?jī)?nèi)端為半圓形。 型芯板如圖3.7所示。 圖3.7 型芯板 (3) 墊塊 墊塊=推出行程+推板厚度+推桿固定板厚度+(5～10)=20+15+25+(5～10)=70mm,由于斜度柱的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)，所以墊塊的厚度取100mm，墊塊如圖3.8所示。 圖3.8 墊塊 3.9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)選用的是推桿推出機(jī)構(gòu)，推桿的截面形狀可以根據(jù)塑件的情況而定，如圓形、矩形等，此推桿采用的是圓形。 推桿是最常用的脫模機(jī)構(gòu)，其設(shè)計(jì)一般要點(diǎn)如下： (1) 桿位置應(yīng)設(shè)置最大脫模阻力部位。 (2) 在型腔內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置推桿，利用推桿與孔的配合間隙排氣。 (3) 推桿材料多用45鋼或T8，T10 碳素工具鋼。淬火硬度為50HRC 以上，局部淬火長(zhǎng)度應(yīng)為配合長(zhǎng)度與1.5倍推出行程之和，表面粗糙度在Ra1.6以下。 推桿的總長(zhǎng)L=132mm,大端直徑為mm, 小端直徑為mm，推桿如圖3.9所示。 圖3.9 推桿 3.10 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 注射模的機(jī)構(gòu)用于動(dòng)模、定模之間的開合，模具導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。定位機(jī)構(gòu)分為模外定位和模內(nèi)定位，模外是指通過定位圈使模具易于在注射機(jī)上安裝以及模具的澆口套能與注射機(jī)噴嘴精確定位。而模內(nèi)定位則是通過錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密定位。導(dǎo)柱是安裝在另一半模上的導(dǎo)套相配合，用以確定動(dòng)、定模的相對(duì)位置，保證模具運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，導(dǎo)套是與導(dǎo)柱相配合的結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)導(dǎo)柱、導(dǎo)套時(shí)，一般要遵循以下幾個(gè)原則： (1) 應(yīng)盡量選用標(biāo)準(zhǔn)模架 因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)模架的導(dǎo)柱、導(dǎo)套社設(shè)計(jì)和制作是有科學(xué)依據(jù)并經(jīng)過實(shí)踐考驗(yàn)的。 (2) 合理布置導(dǎo)柱位置 導(dǎo)柱中心至模具中心外緣至少有一個(gè)導(dǎo)柱直徑的厚度，導(dǎo)柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險(xiǎn)斷面上。導(dǎo)柱布置方式常采用等徑不對(duì)稱布置，或不等直徑對(duì)稱布置。 (3) 導(dǎo)柱工作部分長(zhǎng)度應(yīng)比型芯端面高出6～8mm，確保其導(dǎo)向與引導(dǎo)作用。 (4) 導(dǎo)柱工作部分的配合精度采用H7/f7。導(dǎo)柱固定部分配合長(zhǎng)度通常取直徑的1.5～2 倍。其余部分可以擴(kuò)孔，以減小摩擦，并降低加工難度。 (5) 導(dǎo)柱與導(dǎo)套應(yīng)有足夠的耐磨性，多采用低碳鋼經(jīng)滲碳淬火處理，其硬度為48～55HRC。也可采用T8或T10碳素工具鋼，經(jīng)淬火處理。導(dǎo)柱工作部分表面粗糙度為Ra0.4，固定部分為Ra0.8，導(dǎo)柱內(nèi)外圓柱表面粗糙度取Ra0.8。 (6) 導(dǎo)柱頭部應(yīng)制成截面錐形或球頭形，導(dǎo)套的前端面也應(yīng)倒角，一般倒嚼半徑為1～2mm。 (7) 導(dǎo)柱可以設(shè)置在動(dòng)模一邊或定模一邊，設(shè)在動(dòng)模一邊可以保護(hù)型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊便于取出制品。本設(shè)計(jì)采用第一種方式。 本設(shè)計(jì)的導(dǎo)柱設(shè)定為4個(gè)，分布在模架的四個(gè)邊角處，導(dǎo)柱的總長(zhǎng)為147mm，大端直徑為mm，小端直徑為mm，導(dǎo)柱如圖3.10所示，導(dǎo)套如圖3.11所示。 圖3.10 導(dǎo)柱 圖3.11 導(dǎo)套 3.11 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 注射模設(shè)計(jì)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的目的，就是要通過控制模具溫度，使注射成型具有良好的產(chǎn)品質(zhì)量和較高的生產(chǎn)率。 由于模溫要求小于80℃，所以不需要設(shè)置加熱系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則： （1）冷卻水孔應(yīng)盡量多，孔徑應(yīng)盡量大 （2）冷卻水道至型腔表面的距離應(yīng)盡量相等 （3）澆口處加強(qiáng)冷卻 （4）降低入水與出水的溫差 （5）冷卻水道要避免接近熔接痕部位 （6）冷卻水道的大小要易于價(jià)格和清理，一般孔徑為8-10mm。 由設(shè)計(jì)得：熔料溫度/℃ 200 模溫/℃ 38 塑件脫模溫度/℃ 70 注射量/(kg/次) 44×10 每小時(shí)注射量(kg/h) 3.168 比熱容/[kj/(kg·℃] 1.842 潛熱 0 成型時(shí)間(s/模) 50 每小時(shí)成型次數(shù) 72 平均水溫/℃ 23 計(jì)算塑料傳給模具的熱量，1h中塑件傳給模具的總熱量為 3.168×[(200-70)×1.842]KJ/h 758.61KJ/h 式中： G—每小時(shí)注入模具的塑料重量(kg) (t-t)—進(jìn)入模具的塑料熔體溫度與制件脫模溫度之差(℃) C—塑料的比熱容[kJ/(kg·℃) L—塑料的熔化潛熱 本模具是在125cm注射量的注射機(jī)上成型，確定水孔直徑d取10mm,冷卻液采用室溫水，查得23℃下水的雷諾準(zhǔn)數(shù)Re=4000時(shí)的水流速度=0.43m/s。 式中： —水道孔徑(m) —水流速度(m/s) —每小時(shí)水流持續(xù)時(shí)間(s/h)，若水一直流動(dòng)，則=3600s/h —冷卻液密度(kg/m) =1.23℃ ,取為5℃，。從計(jì)算結(jié)果看，不需要設(shè)計(jì)水道。 3.12 側(cè)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)等的塑料制件時(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，以便在脫模之前先抽掉側(cè)向成型零件，否則就無法脫模，帶動(dòng)側(cè)向成型零件作側(cè)向移動(dòng)（抽拔與復(fù)位）的整個(gè)機(jī)構(gòu)稱為側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)。對(duì)于成型側(cè)向凸臺(tái)的情況（包括垂直分型的瓣合模），常稱為側(cè)向分型，對(duì)于成型側(cè)孔或側(cè)凹的情況，往往成為側(cè)向抽芯。但是，在一般的設(shè)計(jì)中，側(cè)向分型與側(cè)向抽芯常?；鞛橐徽?，不加分辨，統(tǒng)稱為側(cè)向分型抽芯，甚至只稱側(cè)向抽芯。 (1) 根據(jù)動(dòng)力來源的不同，側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)一般可分為機(jī)動(dòng)、液壓（液動(dòng)）或氣動(dòng)以及手動(dòng)等三大類。 (2) 脫模力的計(jì)算 因?yàn)?，所以用圓環(huán)形厚壁塑件的脫模力公式： 式中： ，，是型芯的平均半徑，(mm)； ，是塑料平均成型收縮率(%)；是塑料的彈性模量(MPa)；是塑件對(duì)型芯的脫模斜度(°)；是塑件的泊松比；是圓環(huán)形塑件的平均壁厚；是盲孔塑件型芯在脫模方向上的投影面積。 5094.3N (3) 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) 抽芯距=53mm,傾斜角=20° 彎曲力N， 直徑，取40mm,為300MPa，取50mm,所以mm，取mm，mm。 斜導(dǎo)柱的長(zhǎng)度， mm 斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)原則： ① 型芯一般比較小，應(yīng)牢固裝在滑塊上，防止在抽芯時(shí)松動(dòng)滑脫，型芯與滑塊連接部位要有一定的強(qiáng)度和剛度。 ② 滑塊在導(dǎo)滑槽中滑動(dòng)要平穩(wěn)，不要發(fā)生卡住、跳動(dòng)等現(xiàn)象。 ③ 滑塊限位裝置要可靠，保證開模后滑塊停止在一定位置上而不任意滑動(dòng)。 (3) 滑塊的設(shè)計(jì) 在這套模具里，將側(cè)抽芯和滑塊做成一個(gè)整體，配合T形槽導(dǎo)軌進(jìn)行運(yùn)動(dòng)， 同時(shí)滑塊的高度比塑件兩頭分別高出5mm，斜導(dǎo)柱如圖3.2所示，滑塊與側(cè)抽芯如圖3.13所示。 圖3.12 斜導(dǎo)柱 圖3.13 滑塊與側(cè)抽芯 3.13 注射?？傮w工作原理及其圖形 模具開啟，斜導(dǎo)柱撥動(dòng)滑塊移動(dòng)，將側(cè)抽芯從制品中抽出，然后由注塑機(jī)頂桿通過推板使推桿固定板移動(dòng)，拉料桿將澆道頂出，推桿將制品推出。 模具裝配圖如圖3.14所示。  圖3.14 總裝圖 第4章 模流分析CAE 4.1 注塑模CAE分析的基本原理和功能 注射模CAE是有關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、工程分析、仿真、實(shí)驗(yàn)等信息處理，以及包括相應(yīng)數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在內(nèi)的計(jì)算機(jī)輔助綜合系統(tǒng)。數(shù)學(xué)模型完成注塑過程各物理現(xiàn)象的描述；數(shù)值算法完成對(duì)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化求解，并通過程序?qū)嵤┢淝蠼膺^程。模型與客觀現(xiàn)實(shí)的吻合程度，在算法正確的前提下決定了計(jì)算結(jié)果的實(shí)用性和可靠性；而理論對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐的指導(dǎo)作用是通過軟件程序來完成的。因此，軟件的建模功能、網(wǎng)格劃分、計(jì)算結(jié)果的數(shù)據(jù)處理及可視化實(shí)現(xiàn)，也是CAE技術(shù)的一個(gè)重要內(nèi)容。 注塑模CAE的目標(biāo)是通過對(duì)塑料材料性能的研究和注塑工藝過程的模擬，為制品設(shè)計(jì)、材料選擇、模具設(shè)計(jì)、注塑工藝的制定及注塑過程的控制提供科學(xué)依據(jù)。注射模CAE的研究?jī)?nèi)容很廣泛，主要包括：注塑成型充填流動(dòng)過程的模擬；保壓模擬；冷卻分析；結(jié)晶取向分析；翹曲/應(yīng)力分析等。 注射模CAE系統(tǒng)可以在型腔設(shè)計(jì)、澆口設(shè)計(jì)、流道設(shè)計(jì)中應(yīng)用。 4.2 分析過程 填充時(shí)間如圖4.1所示，2.716秒塑件完成充型。 圖4.1充填時(shí)間 塑件表層取向如圖4.2所示。流體從澆口位置開始向塑件四周擴(kuò)散。 圖4.2 表層取向 塑件心部取向如圖4.3。 圖4.3 心部取向 保壓模擬分析如圖4.4。從圖上可以看出塑件各位置的壓力基本相同。 圖4.4 壓力分析 冷卻分析如圖4.5。離澆口位置越遠(yuǎn)，流動(dòng)性越小，溫度越高，但總體溫度還是不高，容易冷卻，所以不需冷卻水道。 圖4.5 流動(dòng)前沿處的溫度 結(jié)晶取向分析如圖4.6。 圖4.6 凍結(jié)層因子 結(jié) 論 在此論文中，我主要是我通過查閱書籍對(duì)塑料彎頭注塑模的型腔數(shù)目、澆注系統(tǒng)、塑件的開模、模架的確定、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯的設(shè)計(jì)、模流分析CAE等進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，得到了以上的模具設(shè)計(jì)。 在確定型腔數(shù)目的時(shí)候，由于分型面的選擇為塑件的最大面積處，所以模具四面都有側(cè)抽芯，為了減小模具復(fù)雜程度，選擇了一模兩腔。澆注系統(tǒng)采用平衡式布置。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)柱導(dǎo)套配合。由于塑件小，通過計(jì)算不需要冷卻水道。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)采用了斜導(dǎo)柱與滑塊的配合。脫模機(jī)構(gòu)采用推桿推出。上述結(jié)果都由嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)算得出，經(jīng)過校核所得。 總的說來，我認(rèn)為我的這個(gè)設(shè)計(jì)還是很合理的。當(dāng)然，由于經(jīng)驗(yàn)的原因，也會(huì)有比我這個(gè)更好的設(shè)計(jì)方案，這個(gè)需要我以后去發(fā)現(xiàn)了。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 鄒繼強(qiáng).塑料模具設(shè)計(jì)參考資料匯編[M].北京：清華大學(xué)出版社，2005. [2] 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [3] 周峻辰.Pro/ENGINEER中文野火版塑料模具設(shè)計(jì)專家實(shí)例精講[M].北京：中國(guó)青年出版社，2006. [4] 申開智.塑料模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006. [5] 項(xiàng)輝宇，孫筱雯，孫 勝，郭忠新. 注塑過程CAE及其對(duì)模具與工藝設(shè)計(jì)的作用[J] .山東大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）2004（2）：27～30. [6] 羅小發(fā). CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造的應(yīng)用[J].橡塑技術(shù)與裝備，2005（8）：54～60. [7] 邱會(huì)朋.注塑零件和注塑模具設(shè)計(jì)-分析-工程圖，電子工業(yè)出版社2007. [8] 王鵬駒.塑料模具設(shè)計(jì)師手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2008. [9] 無生緒.塑料成形模具設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械工業(yè)出版社，2007. [10] 顏智偉.塑料模具設(shè)計(jì)與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).國(guó)防工業(yè)出版社，2006. [11] 常旭睿.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 模具設(shè)計(jì)專家實(shí)例講解.機(jī)械工業(yè)出版社，2009. [12] 伍先明，王群，龐佑霞，張厚安.塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，國(guó)防工業(yè)出版社，2006. 致 謝 本設(shè)計(jì)是在張昊老師的悉心指導(dǎo)下完成的。張昊老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本設(shè)計(jì)從選題到完成，每一步都是在老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量心血。在此，謹(jǐn)向老師表達(dá)崇高的敬意和衷心的感謝！ 本設(shè)計(jì)的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。從開始的迷茫到現(xiàn)在的順利完成，中間的經(jīng)歷有著太多的不堪。由于自己的學(xué)藝不精，導(dǎo)致這次的設(shè)計(jì)漏洞百出，在老師和同學(xué)們的幫助下，我最終完成了本次的設(shè)計(jì)。 大學(xué)四年匆匆而過，最后的這次畢業(yè)設(shè)計(jì)卻讓我學(xué)到了很多，給我留下了深刻的記憶。僅在此懷著虔誠(chéng)的心感謝每一個(gè)幫助過我的人！ 學(xué)生簽名： 日 期： 33