moldflow軟件優(yōu)化塑料注射模的應(yīng)用初步

1、moldflow軟件優(yōu)化塑料注射模的應(yīng)用初步 作者姓名： 專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師： 摘要本文介紹了Moldflow軟件在模擬流動(dòng)過(guò)程中的操作過(guò)程，并通過(guò)實(shí)例說(shuō)明Moldflow流動(dòng)模擬過(guò)程的應(yīng)用情況?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)中，CAD/CAM已經(jīng)成為一種經(jīng)常被使用的工具，但CAE卻不如CAD/CAM普遍，一般將注射過(guò)程在壓力下的填充到冷卻至室溫時(shí)的翹曲。注射成型過(guò)程中，塑料在型腔中的流動(dòng)和成型與材料性能、制品形狀尺寸、成型溫度、成型速度、成型壓力、成型時(shí)間、型腔表面情況和模具設(shè)計(jì)等一系列因素有關(guān)。因此對(duì)于新產(chǎn)品試制或是一些形狀復(fù)雜，質(zhì)量和精度要求比較高的產(chǎn)品，即使經(jīng)驗(yàn)豐富的工藝和模具設(shè)計(jì)人員，也很難

2、保證依次成功的設(shè)計(jì)出合格的模具。所以在模具設(shè)計(jì)之前，采用Moldflow對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行依次分析，可得出合理的工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，有利于提高模具的依次試模成功率，降低成本，提高質(zhì)量，縮短制模周期，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。盡管應(yīng)用Moldflow有不可估量的優(yōu)點(diǎn)，但遺憾的是僅有一小部分公司采用，不過(guò)CAE技術(shù)應(yīng)用卻在逐漸擴(kuò)大。關(guān)鍵詞:Moldflow 注射模 注射成型工藝 軟件優(yōu)化 模流分析AbstractThis paper introduces the simulation flow Moldflow software in the process of operation process, and us

3、ing an example to illustrate the application of Moldflow flow simulation process. Modern design, CAD/CAM has become a is frequently used tool, but less CAD/CAM/CAE generally, generally will injection process under pressure to cooling to room temperature filled the warp. The injection molding process

4、, plastic in the flow and forming mold with materials properties, products shape size, molding temperature, molding speed and moulding pressure, molding time, cavity surface condition and mold design and so on a series of factors. Therefore, as for new product trial or some complex shape, quality an

5、d accuracy is higher products, even experienced technology and die design personnel, also hard to guarantee the success of design in a qualified mould. So in the mold design, using Moldflow before tests for products can be made in analysis, reasonable technical parameters and die structure, and to i

6、mprove the success rate in mold testing molds, lower costs, improve quality, shorten the molding cycle, enhance the competitiveness of enterprises. Although application Moldflow have incalculable advantage, but unfortunately only a small fraction of these companies to adopt, but CAE technology appli

7、cation are gradually extending. Keywords: Moldflow injection mould injection molding process software optimizing mold flow analysis 目錄摘要IAbstractII目錄III前言11 注射模和注射成型工藝41.1什么是注射模41.2注射成型原理41.3 注射工藝過(guò)程52 什么叫做moldflow92.2 CAE技術(shù)的應(yīng)用102.3 Moldflow實(shí)例應(yīng)用123 注射模的作用133.1 塑件的工藝分析143.2 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.3 工藝計(jì)算1

8、74 Moldflow軟件優(yōu)化注射模澆口位置184.1 成型工藝184.2 建模194.4模擬結(jié)果分析204.4.3剪應(yīng)力分布224.5結(jié)束語(yǔ)22結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25前言模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位也非常重要。模具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對(duì)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。 MOLDFLOW軟件在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域：塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個(gè)工要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師模

9、具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師及熟練操作工人協(xié)同努力來(lái)完成，它是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過(guò)程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已越來(lái)越難以滿足市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1塑料制品的設(shè)計(jì)：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計(jì)者提供了方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)和分析打下了良好的基礎(chǔ)。 2結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對(duì)制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計(jì)軟件會(huì)

10、提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)選擇計(jì)算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。 4模具開(kāi)合模運(yùn)動(dòng)仿真：運(yùn)用CAD技術(shù)可對(duì)模具開(kāi)模、合模以及制品被推出的全過(guò)程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并及時(shí)更正，以減少修模時(shí)間。 5注射過(guò)程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過(guò)程，其結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)還可檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過(guò)程等。 大學(xué)三年學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、

11、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)三個(gè)月的畢業(yè)實(shí)習(xí)，我對(duì)于模具特別是塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富了各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下和在工廠師傅的講解下，同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)查閱了很多相關(guān)資料并親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體，明確了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。并在圖書館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。2

12、1世紀(jì)，塑料工業(yè)以前所未有的速度高速發(fā)展。塑料，在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。由于用模具加工成形零部件，具有生產(chǎn)高效、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具制造是一個(gè)生產(chǎn)周期要求緊迫，技術(shù)手段要求較高的復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程。總之，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控加工進(jìn)行模具的制造可以大幅提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時(shí)，模具的數(shù)控加工具有一定典型性，并比普通產(chǎn)品的數(shù)控加工有更高的要求。在模具的加工中

13、，各種數(shù)控加工均有用到，應(yīng)用最多的是數(shù)控銑床及加工中心，數(shù)控線切割加工與數(shù)控電火花加工在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用也非常普遍，線切割主要應(yīng)用在各種直壁的模具加工，如沖壓加工中的凹凸模，注塑模中的鑲塊、滑塊，電火花加 工用的電極等。對(duì)于硬度很高的模具零件，采用機(jī)加工辦法無(wú)法加工，大多采用電火花加工，另外對(duì)于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用電火花加工。自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。MOLDFLOW一直致力于幫助注塑廠商提高其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)質(zhì)量，MOLDFLOW的技術(shù)和服務(wù)提高了注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了開(kāi)發(fā)周期，也降低了生產(chǎn)成本，MOLDFLOW已成為

14、世界注塑CAE的技術(shù)領(lǐng)袖。利用CAE技術(shù)，可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓和冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)進(jìn)行修改，而不是等到試模后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方 法的一次突破，而且在減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等方面，都有著重大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)，這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，CAE技術(shù)無(wú)論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面。都具有無(wú)可比擬

15、的優(yōu)越性。美國(guó)上市公司Moldflow公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司，Moldflow公司是塑料成型分析軟件的創(chuàng)造者，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)著塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，懇請(qǐng)各位老師指正修改。1 注射模和注射成型工藝1.1什么是注射模所謂注射模，就是注射成型生產(chǎn)中使用的模具的簡(jiǎn)稱。它是實(shí)現(xiàn)注射成型生產(chǎn)的工藝裝備。預(yù)先在兩塊或者多塊模具專用金屬上面挖出一個(gè)空的腔體。然后通過(guò)高壓，將融化的塑料粒子注入腔內(nèi)

16、，冷卻后取出得到塑料制品就為所需要的模具。注射模、塑料原材料和注塑機(jī)通過(guò)注射成型工藝聯(lián)系在一起形成注射成型生產(chǎn)。當(dāng)塑料原材料、注塑機(jī)和注射工藝參數(shù)確定后，塑件的質(zhì)量?jī)?yōu)劣與生產(chǎn)率的高低就基本取決于注射模的結(jié)構(gòu)類型和工作特性。1.2注射成型原理 注射成型是 利用塑料的可擠壓性與可模塑性，根據(jù)金屬壓鑄成型原理而來(lái)的，其基本原理是首先將松散的顆?；蚍蹱钚臀锪蠌淖⑸錂C(jī)的料斗送入高溫的料筒加熱熔融塑化，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(guò)料筒前端的噴嘴注射進(jìn)入溫度較低的逼和模具中，經(jīng)過(guò)一段保壓冷卻定型時(shí)間后開(kāi)啟模具，便可從型腔中脫出，具有一定形狀和尺寸的塑料制件。 在注射成型

17、生產(chǎn)中，塑料原料，注射設(shè)備和注射所用的模具是三個(gè)必不可少的物質(zhì)條件，必須運(yùn)用一定的方法，這種方法叫做注射成型工藝，這樣，在操作上就完成了一個(gè)成型周期，以后不段的重復(fù)上訴周期的生產(chǎn)過(guò)成。通常，一個(gè)成型周期從幾秒到幾分鐘不等，時(shí)間的長(zhǎng)短取決于塑件的大小、形狀、厚度和模具的結(jié)構(gòu)、注射機(jī)的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素，每個(gè)塑件的重量可從小于一克到數(shù)千克不等，視注射機(jī)的規(guī)格及塑件的需要而異。注射成型是熱塑性塑料成型的一種重要方法。到目前為止，除氟塑料外，幾乎所以的熱塑性塑料都可以采用此法成型。它具有成型周期短，效率高、能一次成型外型復(fù)雜、尺寸精確、帶有金屬和非金屬嵌件的塑件；對(duì)成型各種塑料的適應(yīng)

18、性很強(qiáng)、生產(chǎn)效率高、易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)。因此，廣泛的運(yùn)用于塑件的生產(chǎn)中，小到精密儀表的配件（重量可不到1g），大到工程機(jī)械、汽車構(gòu)件（重到幾千克或幾十千克）。我們?nèi)粘Ｉ钪械脑S多家用電器，其外殼、外罩等部件，都可以用注塑成型方法生產(chǎn)。但應(yīng)當(dāng)注意的是，注射成型的設(shè)備價(jià)格及模具制造費(fèi)用較高，不適合單件及批量較少的塑件的生產(chǎn)。目前，注射成型工藝發(fā)展很快，也是塑料成型的重要方法之一，幾乎所有的熱塑料都可以通過(guò)注射成型，某些熱固性塑料也可注射成型，且具有效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的特點(diǎn)；低發(fā)泡塑料（密度0.20.9g/cm3的發(fā)泡塑料）注射成型提供了緩沖、隔音、隔熱等優(yōu)良性能的塑件；雙色和多色注

19、射成型提供了多種顏色、美觀實(shí)用的塑料商品。此外應(yīng)用熱流道注射成型工藝在獲得大型塑件和減少或消除澆注系統(tǒng)凝料等方面具有明顯優(yōu)點(diǎn)。注射成型還是獲得中空吹塑塑件性坯的重要工藝方法。1.3 注射工藝過(guò)程在注射成型生產(chǎn)中，根據(jù)制品的使用要求和形狀，選擇最適合的原材料與生產(chǎn)方式，選用最合適的生產(chǎn)設(shè)備，設(shè)計(jì)最合理的成型模具，然后使它們聯(lián)系起來(lái)形成生產(chǎn)能力所運(yùn)用的技術(shù)方法的過(guò)程，稱為注射成型工藝過(guò)程。為了使注射過(guò)程得以順利進(jìn)行，保證注射產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，在生產(chǎn)前要做一系列的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，其中包括：成型前的準(zhǔn)備、注射過(guò)程和制品的后期處理。1成型前的準(zhǔn)備為了確保注射成型過(guò)程的順利進(jìn)行以及制品的質(zhì)量，在成型

20、前應(yīng)作好以下準(zhǔn)備工作： (1)選定注射成型所用的設(shè)備 根據(jù)注射制品的重量、所用材料的性能和模具大小，選擇合適的注塑機(jī)。選定用來(lái)生產(chǎn)注塑料制品的注塑機(jī)，主要考慮該機(jī)的容模量（應(yīng)能在模板之中安裝下模具）、最大注塑能力（塑化和注射量能滿足塑料制品加上澆口、流道凝料的重量）、最大開(kāi)模行程以及最大的鎖模力等?？傊?，所選用的注塑機(jī)應(yīng)能用該制品的模具及材料順利生產(chǎn)出合格的塑料制品。選用過(guò)大的注射機(jī)會(huì)造成浪費(fèi)，而選用小的注射機(jī)則無(wú)力完成注射成型。(2)原材料的檢驗(yàn)與預(yù)處理原材料的檢驗(yàn)。原材料的檢驗(yàn)包括三個(gè)方面：一是所用原材料是否正確(品種、規(guī)格、牌號(hào)等)；二是外觀檢驗(yàn)(色澤、顆粒度及其均勻性、有無(wú)雜質(zhì)等)；三

21、是物理上藝性能檢驗(yàn)(熔體流動(dòng)性、收縮率等)。原材料的預(yù)處理。若原料是粉料，則有時(shí)還需進(jìn)行混煉、造粒；如果制品有著色要求，則還要對(duì)原料進(jìn)行染色；另外，為確保塑料在高溫下不會(huì)因水分及其他易揮發(fā)的低分子化合物的存在而產(chǎn)生降解及銀紋、氣泡等缺陷，還應(yīng)在成型前對(duì)吸濕性塑料(如PA，Pc，Psu等)和對(duì)水有粘附性的塑料(如AuS等)進(jìn)行干燥處理。(3)料筒的清洗在生產(chǎn)過(guò)程中需要更換原料，當(dāng)調(diào)換顏色或發(fā)現(xiàn)塑料中有分解現(xiàn)象時(shí)，都應(yīng)對(duì)注射機(jī)料筒進(jìn)行清洗或拆換。螺桿式注射機(jī)料筒町直接換料清洗，通過(guò)連續(xù)對(duì)空注射，直至排盡筒內(nèi)殘料；柱塞式注射機(jī)料筒，因料筒內(nèi)殘料量大且有分流梭，其清洗較為困難，必須拆卸清洗或更換專用料

22、筒。(4)加料加料是指塑料原料由注射機(jī)料斗落入到料筒或加料室內(nèi)的過(guò)程。通常小型注射機(jī)的加料裝置是一個(gè)錐形料斗直接與料筒相連，而大型注射機(jī)、精密注射機(jī)在料斗與料筒之間還設(shè)計(jì)有計(jì)量器，在一定時(shí)間內(nèi)定量地將塑料加到料筒中，以保證操作穩(wěn)定，塑料塑化均勻，最終獲得良好的制品。若加料過(guò)多、受熱的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易引起物料的熱降解，同時(shí)注射機(jī)功率損耗增多；加料過(guò)少，料筒內(nèi)缺少傳壓介質(zhì)，型腔中塑料熔體壓力降低，難于補(bǔ)塑，容易引起制品出現(xiàn)收縮、凹陷、空洞以及機(jī)械強(qiáng)度低等缺陷。此外，還有嵌件(在塑料內(nèi)鑲?cè)氲慕饘倭慵虿ＡЩ蛞殉尚偷乃芰现剖?的預(yù)熱與安放、脫模劑的噴涂等。2注射過(guò)程塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)經(jīng)過(guò)加熱、塑化(指塑

23、料在料筒內(nèi)加熱由固體顆粒轉(zhuǎn)換成粘流態(tài)，并具有良好可塑性的全過(guò)程)達(dá)到流動(dòng)狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，其過(guò)程可以分為充模、保壓、冷卻定型、脫模等幾個(gè)階段。(1)充模。將塑化好的塑料熔體在活塞或螺桿的推擠下，經(jīng)注射機(jī)噴嘴及模具澆注系統(tǒng)而注入模具型腔并充滿型腔，這一階段稱為允模。(2)保壓。保壓是自熔體充滿模具型腔起到柱塞或螺桿開(kāi)始回退止的這一階段的施壓過(guò)程。其目的除了防止模內(nèi)熔體倒流外，更重要的是確保模內(nèi)熔體冷卻收縮時(shí)繼續(xù)保持施壓狀態(tài)以得到有效的熔料補(bǔ)充，確保所得制品形狀完整而致密。(3)倒流。如果在保壓結(jié)束，柱塞或螺桿開(kāi)始后退刊，澆口處熔料還未凍結(jié)，則會(huì)因型腔內(nèi)壓力高于流道內(nèi)壓力而發(fā)生

24、腔內(nèi)熔體的倒流現(xiàn)象。倒流將一直持續(xù)到澆口凍結(jié)或澆口兩側(cè)壓力相等為止。如果在保壓結(jié)束時(shí)澆口已凍結(jié)，則倒流現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)。(4)澆口凍結(jié)后的冷卻。澆口凍結(jié)后通過(guò)冷卻介質(zhì)對(duì)模具的進(jìn)一步冷卻，使模內(nèi)塑料制品的溫度低于該塑料的熱變形溫度，達(dá)到工藝所要求的脫模溫度。實(shí)際上冷卻過(guò)程從塑料注入型腔起就開(kāi)始了，它包括從沖模完成、保壓到脫模前的這一段時(shí)間。(5)脫模。當(dāng)制品在模內(nèi)冷卻到定溫度以后，在注射機(jī)開(kāi)合模機(jī)構(gòu)的作用下，開(kāi)啟模具，并在模具推出機(jī)構(gòu)作用下，將制品從模具小推出。3制品的后處理在制品脫模后，通常還需進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚?，以消除制品?nèi)存在的內(nèi)應(yīng)力，改善制品的性能、提高制品的尺寸穩(wěn)定性。后處理的方法主要是指退

25、火和調(diào)濕處理。(1)退火處理退火處理是將制品放在定溫的加熱液體介質(zhì)(如水、熱礦物油、甘油、乙二醇等)或熱空氣循環(huán)箱中靜置一段時(shí)間，然后，再緩慢冷卻的過(guò)程。其目的是減小由于塑化不均或制品在型腔中冷卻不均而帶來(lái)的制品內(nèi)應(yīng)力。存在內(nèi)應(yīng)力的制品在貯存和使用過(guò)程中常會(huì)發(fā)生力學(xué)性能下降，表面出現(xiàn)裂紋，甚至產(chǎn)生變形而開(kāi)裂等。退火溫度應(yīng)控制在制品使用溫度以上1020，或者控制在塑料的熱變形溫度以下1020。溫度過(guò)高會(huì)使制品發(fā)生翹曲或變形；溫度過(guò)低又達(dá)不到日的。退火時(shí)間取決于塑料品種、介質(zhì)溫度、制品的形狀、尺寸及其成型條件等。退火處理后冷卻速度不能太快，以避免重新產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。退火后應(yīng)使制品緩冷至室溫。(2)調(diào)濕

26、處理聚酰胺（PA俗稱尼龍）類塑料制品脫模時(shí)溫度還較高，制品脫模后，若不及時(shí)處理。極易氧化而變色，而且會(huì)吸濕變形。為克服此類現(xiàn)象，可將脫模后的聚酰胺制品立刻放入一定溫度的水中進(jìn)行濕處理,一方面隔離制品與空氣接觸，避免氧化變色，另一方面，制品在水中吸濕平衡，使制品在較短的時(shí)間內(nèi)得到穩(wěn)定的尺寸。經(jīng)過(guò)吸濕處理的聚酰胺制品，其韌性得到改善，拉伸和沖擊強(qiáng)度都有所提高。2 什么叫做moldflow二十多年以來(lái)，Moldflow的軟件解決方案始終承諾向全世界各個(gè)行業(yè)的大公司提供“更好、更快、更省”的塑料產(chǎn)品。mold flow設(shè)計(jì)的模具和產(chǎn)品多種多樣，從玩具到汽車，從飛機(jī)組件到醫(yī)療零件再到其他很多部件，這些產(chǎn)

27、品在生產(chǎn)之前已經(jīng)進(jìn)行了模擬和優(yōu)化，這樣每年就可為制造商節(jié)省幾十萬(wàn)美元。 Moldflow長(zhǎng)期致力于研究和創(chuàng)新的信念推動(dòng)，為提供完全掌控從塑料設(shè)計(jì)到制造工藝整個(gè)流程的方法。致力于滿足整個(gè)塑料注塑成型行業(yè)的需要，這已經(jīng)拓展到了設(shè)計(jì)環(huán)境中。這使得 CAD 用戶能更方便地訪問(wèn) Moldflow 的增值模擬產(chǎn)品，從而使多年的注塑成型專業(yè)知識(shí)更方便使用。模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶、汽車等工業(yè)的推廣品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)要求。計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)已成為塑料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)

28、、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。 同傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，CAE技術(shù)無(wú)論在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面。都具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性。美國(guó)上市公司Moldflow公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司，Moldflow公司是塑料成型分析軟件的創(chuàng)造者，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)著塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。2.1 CAE技術(shù)的作用利用CAE(Moldflow)技術(shù)，在模具加工之前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況

29、，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)修改制件和模具設(shè)計(jì)，而不是等到試模以后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法的一次突破，而且對(duì)減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量、降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)，這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。注塑成型分兩個(gè)階段，即開(kāi)發(fā)/設(shè)計(jì)階段（包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具制造）；生產(chǎn)階段（包括購(gòu)買材料、試模、成型）。傳統(tǒng)的注塑成型方法基本步驟如圖1所示，圖2為現(xiàn)代模具CAE開(kāi)發(fā)步驟。用傳統(tǒng)的注塑方法，在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計(jì)人員憑經(jīng)驗(yàn)與直覺(jué)設(shè)計(jì)模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)

30、，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計(jì)，這勢(shì)必會(huì)增加生產(chǎn)成本，延長(zhǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。而采用CAE技術(shù)，則可以完全代替試?！，F(xiàn)代注塑成型CAE技術(shù)的作用在于： 1. 優(yōu)化塑料制品設(shè)計(jì)塑件的壁厚、澆口數(shù)量、位置及流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)等對(duì)于塑料制品的成敗和質(zhì)量關(guān)系重大。以往全憑制品設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，往往費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，設(shè)計(jì)出的制品也不盡合理。利用Moldflow軟件，可以快速地設(shè)計(jì)出最優(yōu)的塑料制品。 2. 優(yōu)化塑料模設(shè)計(jì)由于塑料制品的多樣性、復(fù)雜性和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)的局限性，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)往往要經(jīng)過(guò)反復(fù)試模、修模才能成功。利用Moldflow軟件，可以對(duì)型腔尺寸、澆口位置及尺寸、流道尺寸、冷卻系統(tǒng)等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在計(jì)算

31、機(jī)上進(jìn)行試模、修模，可大大提高模具質(zhì)量，減少試模次數(shù)。3. 優(yōu)化注塑工藝參數(shù)由于經(jīng)驗(yàn)的局限性，工程技術(shù)人員很難精確地設(shè)置制品最合理的加工參數(shù)，選擇合適的塑料材料和確定最優(yōu)的工藝方案。Moldflow軟件可以幫助工程技術(shù)人員確定最佳的注射壓力、鎖模力、模具溫度、熔體溫度、注射時(shí)間、保壓壓力和保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間等，以注塑出最佳的塑料制品來(lái)。2.2 CAE技術(shù)的應(yīng)用近年來(lái)，CAE技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域中的重要性日益增大，采用CAE技術(shù)可以全面解決注塑成型過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。CAE分析技術(shù)能成功地應(yīng)用于三組不同的生產(chǎn)過(guò)程，即制品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、注塑成型。1. 制品設(shè)計(jì)制品設(shè)計(jì)者能用流動(dòng)分析解決下列問(wèn)題：制品

32、能全部注滿嗎？這一古老的問(wèn)題仍為許多制品設(shè)計(jì)人員所注目，尤其是大型制件如蓋子、容器、家具等的設(shè)計(jì)者。制件實(shí)際最小壁厚是多少？如能使用薄壁制件，就能大大降低制件的材料成本。減小壁厚還可大大降低制件的循環(huán)時(shí)間，從而提高生產(chǎn)效率，降低塑件成本。澆口位置合適嗎？采用CAE分析可使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)具有充分的選擇澆口位置的余地，確保設(shè)計(jì)的審美特性。2. 模具設(shè)計(jì)和制造 CAE分析可在以下諸方面輔助設(shè)計(jì)者和制造者，以期得到良好的模具設(shè)計(jì)。良好的充填形式。對(duì)于任何的注塑成型來(lái)說(shuō)，最重要的是控制充填的方式，以使塑件的成型可靠、經(jīng)濟(jì)。單向充填是一種好的注塑方式，它可以提高塑件內(nèi)部分子單向和穩(wěn)定的取向性。這種填充

33、形式有助于避免因不同的分子取向所導(dǎo)致的翹曲變形。最佳澆口位置與澆口數(shù)量。 為了對(duì)充填方式進(jìn)行控制，模具設(shè)計(jì)者必須選擇能夠?qū)崿F(xiàn)這種控制的澆口位置和數(shù)量，CAE分析可使設(shè)計(jì)者有多種澆口位置的選擇方案并對(duì)其影響做出評(píng)價(jià)。流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。實(shí)際的模具設(shè)計(jì)往往要反復(fù)權(quán)衡各種因素，盡量使設(shè)計(jì)方案盡善盡美。通過(guò)流動(dòng)分析，可以幫助設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)出壓力平衡、溫度平衡或者壓力、溫度均平衡的流道系統(tǒng)，還可對(duì)流道內(nèi)剪切速率和摩擦熱進(jìn)行評(píng)估，如此，便可避免材料的降解和型腔內(nèi)過(guò)高的熔體溫度。冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管路的布局和工作條件，從而產(chǎn)生均勻的冷卻，并由此縮短成型周期，減少產(chǎn)品成

34、型后的內(nèi)應(yīng)力。減小返修成本。提高模具一次試模成功的可能性是CAE分析的一大優(yōu)點(diǎn)。反復(fù)地試模、修模要耗損大量的時(shí)間和金錢。此外，未經(jīng)反復(fù)修模的模具，其壽命也較長(zhǎng)。3.注塑成型注塑者可望在制件成本、質(zhì)量和可加工性方面得到CAE技術(shù)的幫助。更加寬廣和更加穩(wěn)定的加工“裕度” 流動(dòng)分析對(duì)熔體溫度、模具溫度和注射速度等主要注塑加工參數(shù)提出一個(gè)目標(biāo)趨勢(shì)，通過(guò)流動(dòng)分析，注塑者便可估定各個(gè)加工參數(shù)的正確值，并確定其變動(dòng)范圍。會(huì)同模具設(shè)計(jì)者一起，他們可以結(jié)合使用最經(jīng)濟(jì)的加工設(shè)備，設(shè)定最佳的模具方案。減小塑件應(yīng)力和翹曲。選擇最好的加工參數(shù)使塑件殘余應(yīng)力最小。殘余應(yīng)力通常使塑件在成型后出現(xiàn)翹曲變形，甚至發(fā)生失效。 省

35、料和減少過(guò)量充模。流道和型腔的設(shè)計(jì)采用平衡流動(dòng)，有助于減少材料的使用和消除因局部過(guò)量注射所造成的翹曲變形。最小的流道尺寸和回用料成本。流動(dòng)分析有助于選定最佳的流道尺寸，以減少澆道部分塑料的冷卻時(shí)間，從而縮短整個(gè)注射成型的時(shí)，并減少變成回收料或者廢料的澆道部分塑料的體積。2.3 Moldflow實(shí)例應(yīng)用制件為一汽車通風(fēng)飾罩，采用氣體輔助注射成型，要求：確定出澆口、氣口位置與數(shù)量，預(yù)測(cè)氣體在氣道中的穿透情況及工藝參數(shù)。1. 建模：Moldflow通過(guò)圖形接口直接讀入CAD模型。模型及澆注系統(tǒng)如圖1所示，澆注系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)使用一個(gè)側(cè)澆口，兩個(gè)氣口位置。2. 輸入工藝條件： 最大注射壓力為55Mpa，氣

36、體注射壓力為20MPa，模溫50，熔體溫度為230，延遲時(shí)間為2.5s，氣道的等效直徑為9.6mm。冷卻時(shí)間: 22s。3. 分析計(jì)算通過(guò)熔體流動(dòng)前峰推進(jìn)圖，我們可動(dòng)態(tài)觀察熔體流動(dòng)情況，該充填平衡，也可通過(guò)該等值線圖來(lái)判斷流動(dòng)是否均勻，該流動(dòng)均勻。圖2為4.91s時(shí)的塑料表皮層比分布圖，此時(shí)型腔已充滿，開(kāi)始保壓，保壓壓力為氣體壓力。此外，還可從塑料表皮層比分布圖、壓力曲線變化圖、鎖模力曲線圖等獲得有益的幫助。通過(guò)Moldflow分析，可以確定出合理的澆口與氣口位置，預(yù)測(cè)氣體沿加強(qiáng)筋的穿透情況，以及氣體壓力、鎖模力等。3 注射模的作用模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，

37、以及塑料制品在航空、航天、電子、機(jī)械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)模具的要求也越來(lái)越高，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. 與傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)相比，計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)無(wú)論是在提高生產(chǎn)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，都具有極大的優(yōu)越性。美國(guó)MOLDFLOW上市公司是專業(yè)從事注塑成型CAE軟件和咨詢公司，自1976年發(fā)行了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，一直主導(dǎo)塑料成型CAE軟件市場(chǎng)。MOLDFLOW一直致力于幫助注塑廠商提高其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)質(zhì)量，MOLDFLOW的技術(shù)和服務(wù)提高了注塑產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了開(kāi)發(fā)周期，也降低了生產(chǎn)成本，MOLDFLOW已成為

38、世界注塑CAE的技術(shù)領(lǐng)袖。利用CAE技術(shù)，可以在模具加工前，在計(jì)算機(jī)上對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓和冷卻情況，以及制品中的應(yīng)力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計(jì)者能盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并及時(shí)進(jìn)行修改，而不是等到試模后再返修模具。這不僅是對(duì)傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方 法的一次突破，而且在減少甚至避免模具返修報(bào)廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等方面，都有著重大的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)意義。塑料模具的設(shè)計(jì)不但要采用CAD技術(shù)，而且還要采用CAE技術(shù)，這是發(fā)展的必然趨勢(shì)。21世紀(jì)，塑料工業(yè)以前所未有的速度高速發(fā)展。塑料，在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已擁有舉足輕重的不可替代的地位

39、。模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。由于用模具加工成形零部件，具有生產(chǎn)高效、質(zhì)量好、節(jié)約原材料和能源、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具制造是一個(gè)生產(chǎn)周期要求緊迫，技術(shù)手段要求較高的復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程?？傊?，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控加工進(jìn)行模具的制造可以大幅提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時(shí)，模具的數(shù)控加工具有一定典型性，并比普通產(chǎn)品的數(shù)控加工有更高的要求。在模具的加工中，各種數(shù)控加工均有用到，應(yīng)用最多的是數(shù)控銑床及加工中心，數(shù)控線切割加工與數(shù)控電火花加工在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用也非

40、常普遍，線切割主要應(yīng)用在各種直壁的模具加工，如沖壓加工中的凹凸模，注塑模中的鑲塊、滑塊，電火花加 工用的電極等。對(duì)于硬度很高的模具零件，采用機(jī)加工辦法無(wú)法加工，大多采用電火花加工，另外對(duì)于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用電火花加工。而數(shù)控車床主要用于加工模具桿類標(biāo)準(zhǔn)件，以及回轉(zhuǎn)體的模具型腔或型芯，如瓶體、盆類的注塑模具，軸類、盤類零件的鍛模。在模具加工中，數(shù)控鉆床的應(yīng)用也可以起到提高加工精度和縮短加工周期的作用。模具應(yīng)用廣泛，現(xiàn)代制造業(yè)中的產(chǎn)品構(gòu)件成形加工，幾乎都需要使用模具來(lái)完成。因此，凡制造業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，模具市場(chǎng)均極為廣闊；凡模具發(fā)達(dá)國(guó)家，制造業(yè)也必定很發(fā)達(dá)和繁榮，也必定擁有國(guó)內(nèi)、國(guó)

41、外兩個(gè)市場(chǎng)。所以，模具產(chǎn)業(yè)是國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，是重要的、寶貴的技術(shù)資源。優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趨于智能化，提高型件成形加工工藝和模具標(biāo)準(zhǔn)化水平，提高模具制造精度與質(zhì)量，降低型件表面研磨、拋光作業(yè)量和制造周期；研究、應(yīng)用針對(duì)各種類模具型件所采用的高性能、易切削的專用材料，以提高模具使用性能；為適應(yīng)市場(chǎng)多樣化和新產(chǎn)品試制，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成型沖模、塑料注射?；驂鸿T模等，應(yīng)當(dāng)是未來(lái)5-20年的模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 3.1 塑件的工藝分析1形工藝性分析塑件名稱：產(chǎn)品材料：ABS(抗沖) 塑件質(zhì)量： 1.3g 塑件要求：

42、MT8級(jí) 零件圖塑件材料特性 ABS是在聚苯乙烯分子中 導(dǎo)入了丙烯腈、丁二烯等異種單體后成為的改性共聚物，也可稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用和工藝性能。ABS是一種常用的具有良好的綜合力學(xué)性能的工程材料。ABS塑料為無(wú)定形料，一般不透明。ABS無(wú)毒、無(wú)味，成形塑件的表面具有較好的光澤。ABS具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，特別是抗沖擊強(qiáng)度。ABS還具有一定的耐磨性、耐旱性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電性能。ABS的缺點(diǎn)是耐熱性不高，并且耐氣候性較差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。 塑件材料成形性能 ABS易吸水，使成形塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理;在正常的成型條件

43、下，壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極??；要求塑件精度較高時(shí)，模具溫度可控制在5060攝氏度 ，要求塑件光澤和耐熱，應(yīng)控制在60-80攝氏度;ABS 比熱容低，塑化效率高，凝固也快，故成形周期短，ABS的表觀黏度對(duì)剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。2形工藝參數(shù)確定查有關(guān)手冊(cè)得到ABS（抗沖）塑件的成形工藝參數(shù)：密度 1.011.04g/cm3 收縮率 0.3%0.8% 預(yù)熱溫度 8085攝氏度，預(yù)熱時(shí)間23h 料筒溫度 后段150170攝氏度，中段165180攝氏度，前段180200攝氏度，噴嘴溫度 170180攝氏度，模具溫度 5080攝氏度，注射壓力 60100MPa 成型

44、時(shí)間 注射時(shí)間2090s 保壓時(shí)間05s 冷卻時(shí)間20150s 3.2 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括：分型面的選擇、模具行腔數(shù)目的確定及型腔的排列、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、型心、型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推件 方式、側(cè)抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具零件設(shè)計(jì)等內(nèi)容。模具的基本結(jié)構(gòu) 塑件采用注射成型法生產(chǎn)。為保證塑件表面質(zhì)量，使用點(diǎn)澆口成型，因此模具應(yīng)為雙分型面注射模（三開(kāi)式）。 我們采用標(biāo)準(zhǔn)模架：100L/A2 型腔布置型腔分為單型腔和多型腔，多型腔又有平衡式排布、非平衡式排布兩種。在這里我們選擇但型腔，因塑件體積質(zhì)量較小，形狀相對(duì)比較復(fù)雜，生產(chǎn)批量不大的特點(diǎn)，綜合考慮，所以采用一模一腔注射模具?？紤]到塑件的兩側(cè)均

45、有內(nèi)凹圓孔，須側(cè)向抽心，采用一模一腔，這樣模具尺寸較小，制造加工方便，節(jié)省材料。確定分型面影響選取分型面的因素很多，比如分型面應(yīng)選在塑件的最大輪廓處；分型面的選取應(yīng)有利于塑件的留模方式，便于塑件的順利脫出 塑件分型面的選擇應(yīng)保證塑件的質(zhì)量要求，本實(shí)例中塑件的分型面有兩種選擇；1.分型面在工件的對(duì)稱中心處，因塑件表面質(zhì)量要求較高，影響其表面質(zhì)量，側(cè)抽心行程相對(duì)大，不容易達(dá)到側(cè)抽心的目的。此方案不可行。2.分型面在底部，對(duì)塑件的外觀影響不大，側(cè)抽心行程不大，比較容易達(dá)到側(cè)抽目的，此方案可行。關(guān)于塑件的分型面我們還有多種方案，由于那些方案不是很理想，為了節(jié)省時(shí)間，我們不做介紹了。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則：

46、澆口位置應(yīng)盡量選擇在分型面上，以便于模具加工及使用時(shí)澆口的清理；澆口位置距型腔各個(gè)部位的距離應(yīng)盡量一致，并使其流程為最短；澆口的位置應(yīng)保證塑料流入型腔時(shí)，對(duì)著型腔中寬敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔時(shí)直沖型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能盡快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件變形;盡量避免使制件產(chǎn)生熔接痕,或使其熔接痕產(chǎn)生在之間不重要的位置;澆口位置及其塑料流入方向,應(yīng)使塑料在流入型腔時(shí),能沿著型腔平行方向均勻的流入,并有利于型腔內(nèi)氣體的排出。主流道設(shè)計(jì)；根據(jù)手冊(cè)查得XS-ZS-22型注射機(jī)噴嘴的有關(guān)尺寸。噴嘴球半徑：R0=12mm 噴嘴口直徑：d0=2mm 根據(jù)模具主流道與噴嘴

47、的關(guān)系：R=R0+(12)mm,d=d0+1.5mm 取主流道球面半徑：R=14mm 取主流道小端直徑：d=3.5mm 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，其錐度為1030。經(jīng)換算得主流道大端直徑D=6mm。 （1）澆口套設(shè)計(jì)：主流道澆口套的設(shè)計(jì)，主流澆口套取T8A，熱處理淬火硬取55HRC。澆口套預(yù)定模固定板的連接形式為螺釘連接。配合為h7/m6。 (2) 推件方式的選擇： 根據(jù)塑件的形狀特點(diǎn)， 模具型腔在定模部分，型心在動(dòng)模部分。其推出機(jī)構(gòu)可采用推桿推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)。由于分型面有臺(tái)階，為了便于加工，降低模具成本，我們采用推桿推出機(jī)構(gòu)，推桿推出機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推出平穩(wěn)可

48、靠，雖然推出時(shí)會(huì)在塑件上留下頂出痕跡，但塑件底部裝配后使用時(shí) 不影響外觀，設(shè)立三個(gè)推桿平衡布置，既達(dá)到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推桿推出塑件，推桿的前端應(yīng)比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm （3）側(cè)抽心機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ：該塑件上有內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，并且兩邊對(duì)稱，它垂直于脫模方向，阻礙成型后塑件從模具中脫出。因此，我們?cè)谶@里給它設(shè)計(jì)側(cè)向抽心，把塑件兩端的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)做成活動(dòng)的滑塊形式的側(cè)型心，即側(cè)抽心。我們選用滑塊導(dǎo)滑的斜滑塊分型抽心機(jī)構(gòu)。（4）模具排氣槽的設(shè)計(jì)當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利排出，塑料會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡

49、、接縫或表面輪廓不清等缺陷，甚至氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。特別是對(duì)大型塑件、容器類和精密塑件，排氣槽將對(duì)它們的品質(zhì)帶來(lái)很大的影響，對(duì)于在高速成行中排氣槽的作用更為重要。我們的塑件并不是很大，而且不屬于深型腔類零件，因此本方案設(shè)計(jì)在分型面之間、推桿預(yù)模板之間及活動(dòng)型芯與模板之間的配合間隙進(jìn)行排氣，間隙值取0.04。 (5) 冷卻系統(tǒng)的確定 冷卻水回路布置的基本原則：a) 冷卻水道應(yīng)盡量多，b) 截面尺寸應(yīng)盡量大； c) 冷卻水道離模具型腔表面的距離應(yīng)適當(dāng)；d) 適當(dāng)布置水道的出入口；e) 冷卻水道應(yīng)暢通無(wú)阻；f) 冷卻水道的布置應(yīng)避開(kāi)塑件易產(chǎn)生熔接痕的部位； 由以上原則我們可以確定冷卻水道

50、的布置情況，以及冷卻水道的截面積。3.3 工藝計(jì)算1、注射壓力的確定由塑料的要求可知：此塑料的材料為ABS，ABS的表觀黏度和剪切速率的依賴性很強(qiáng)，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。由塑料模具設(shè)計(jì)與制造表1-3可查得：ABS塑料的注射壓力為7090MPa 2、鎖模力的確定由于熔體塑料是在高溫上充滿型腔，一定會(huì)對(duì)注射機(jī)的軸向產(chǎn)生很大的后推力，因此需要對(duì)模具加有一定的鎖模力，否則就會(huì)產(chǎn)生溢料、飛邊、塑件形狀發(fā)生改變等缺陷，造成不應(yīng)有的損失。型腔內(nèi)的塑料容體的壓力可由P=KPO計(jì)算，K為壓力損耗系數(shù)，一般可?。?.20.4。 所以：P=（0.20.4）（7090）=1436Mpa 取P為35Mpa，

51、A為分形面上的投影面積。則FO 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Pa=35118.256=4138.96N 3、注射量的確定經(jīng)測(cè)量計(jì)算塑件的體積為1.29cm3 模具設(shè)計(jì)時(shí)，必須使得塑件在一個(gè)注射成型周期所需塑料容體的容量或質(zhì)量在注射機(jī)額定容量的80%以內(nèi)，并且由表可查得ABS塑料的密度為1.011.04g/cm3所以估算質(zhì)量為m=v=1.011.29=1.3g 保證塑件良好質(zhì)量前提的條件下，主流道L應(yīng)盡量短，否則將多流道凝料，并且壓力損失會(huì)顯著提高，通常主流道凝料長(zhǎng)度由模板厚度確定，一般應(yīng)L60mm，可取L=50mm。估算凝料的容積: V凝=1/3（sin1/2 L2）L=0.333.140.008750=1.13

52、cm3M凝=1130*1.01=1.1g 所以：V=1.29+1.13cm3=2.42cm3=2420mm3 m=2420/0.8=3025mm3 mg=m/0.8=3.9g 所以可初步確定注塑機(jī)額定注射量為3025mm3 額定注射量質(zhì)量為3.9g 3.4 選擇注射設(shè)備注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件制品的大小及生產(chǎn)批量以及現(xiàn)有的設(shè)備特點(diǎn)來(lái)確定。 1、根據(jù)注射機(jī)額定注射量為3.9g，可由塑料模具設(shè)計(jì)與制造中表2-8選擇確定注射機(jī)型號(hào)為：XS-ZS-22 2、校核注射壓力注射機(jī)的注射壓力為75、115Mpa,我們所選的塑料的注射壓力在70-90Mpa之間，70-90 Mpa 75-115 Mpa得

53、結(jié)論：可行。 3、校核注射機(jī)的鎖模力 由以上計(jì)算可知：注射機(jī)的鎖模力為：N4138.96N符合要求，因此可選用XS-ZS-22 4 Moldflow軟件優(yōu)化注射模澆口位置4.1 成型工藝 所制塑件為一塑料連接件，材料為ABS，外表面質(zhì)量要求較高，模具設(shè)計(jì)為一模四腔。采用Moldflow的MPI模塊3-4對(duì)該塑件的熔體流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行模擬，確定了澆口位置，并對(duì)填充、冷卻、翹曲等過(guò)程進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)填充時(shí)間、型腔壓力分布、溫度分布等狀況，為實(shí)際注塑成型提供工藝參數(shù)。 4.2 建模1建模:在ProEngineer軟件中創(chuàng)建實(shí)體模型并轉(zhuǎn)換保存為STL模型，通過(guò)STL文件格式將其導(dǎo)入Moldflow軟件，在M

54、PI的前處理器中生成用于數(shù)值計(jì)算的有限元網(wǎng)格模型。圖l所示93.766.56.84.3工藝參數(shù)設(shè)置根據(jù)所選材料工藝要求，工藝參數(shù)設(shè)置為：1. 熱傳導(dǎo):0. W/m/ deg.C 2. 比熱:2449. J/kg/ deg.C 3. 熔膠密度:1040. kg/cu.m 4. 最大剪應(yīng)力:0. MPa 5. 最大剪應(yīng)率:40000. 1/s 6. 流動(dòng)速率:no data 7. 止流溫度:162.deg.C8. 頂出溫度:140.deg.C9. 熔融溫度最小值:260. deg.C10.熔融溫度最大值:300. deg.C11.模具溫度最小值:80. deg.C12.模具溫度最大值:120. d

55、eg.C 4.4模擬結(jié)果分析4.4.1填充 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接影響到熔體的填充行為，而填充分析的最終目的也是為了獲得最佳澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。充模時(shí)間的分析結(jié)果，通過(guò)深淺不同的顏色反映了熔體流動(dòng)狀態(tài)變化以及充模過(guò)程，從中可知型腔是否充滿，充模過(guò)程是否平衡等。由圖2可知：充填時(shí)間為0.89s，顏色深淺過(guò)渡比較柔和，表明此充填過(guò)程比較平緩，且模狀況也較合理。由圖3可知:填充壓力為140Mpa由此證明圖1所示的澆注系統(tǒng)計(jì)是可行的。 圖2圖34.4.2冷卻 Moldflow軟件還可用來(lái)分析模具冷卻系統(tǒng)的冷卻效果，計(jì)算出冷卻時(shí)間及成型周期，在塑件均勻冷卻前提下，優(yōu)化冷卻管道布局，縮短冷卻時(shí)間及成型周期，提高生

56、產(chǎn)效率。 塑件的冷卻方案和溫度分布如圖4所示。由圖4的分析結(jié)果可知，塑件大部分位置都已達(dá)到預(yù)定的公模進(jìn)水溫度90 deg.C，表明冷卻水道設(shè)置比較合理，該冷卻方案可行。 圖4圖54.4.3剪應(yīng)力分布 材料的最大允許剪應(yīng)力為0.5MPa從圖6中可以看出成品大面積的公模進(jìn)水溫度90 deg.C區(qū)域都超出了允許值會(huì)在表面上留下應(yīng)力痕。圖64.5結(jié)束語(yǔ)應(yīng)用Moldflow軟件對(duì)模具最佳澆口位置進(jìn)行確定，并對(duì)熔體填充、冷卻等過(guò)程進(jìn)行模擬，優(yōu)化了注塑成型工藝參數(shù)，降低了制品的開(kāi)發(fā)成本， 有助于工藝人員從本質(zhì)上了解產(chǎn)生缺陷的原因，并找出消除方法。通過(guò)CAE預(yù)先對(duì)熔體在型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)行分析，可指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)，并且評(píng)估設(shè)計(jì)方案的合理性；在模具加工前，利用CAE軟件進(jìn)行試模、修模，可提高一次試模成功率。數(shù)值模擬為模具設(shè)計(jì)提供了一種快速、準(zhǔn)確、實(shí)用的分析與評(píng)估手段，對(duì)降低模具返修報(bào)廢率、降低成本、提高制品質(zhì)量具有重要意義。結(jié)論主文主要介紹了注射模以及注射模的成型工藝，近一步了解了注射模的使用場(chǎng)合以及成型工藝， Moldflow軟件的作用以及什么情況下可以是使用MOLDFLOW和實(shí)例應(yīng)用。介紹了CAE技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和CAE技術(shù)的作用。對(duì)塑件進(jìn)行工藝分析以及對(duì)注射模的機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，及其工藝計(jì)算過(guò)程和選擇注射用的儀器設(shè)