模具設(shè)計(jì) 注塑模新技術(shù)的應(yīng)用PPT課件

1、模塊十三 注塑模新技術(shù)的應(yīng)用 學(xué)習(xí)目的和要求： 了解各種注塑模新技術(shù)的特點(diǎn)、成型工藝條件及應(yīng)用。 重點(diǎn)： 各種注塑模新技術(shù)的特點(diǎn)和成型工藝條件。 第1頁(yè)/共64頁(yè) 模塊十三 注塑模新技術(shù)的應(yīng)用 13.1 精密注塑成型與模具精密注塑成型 與模具 13.2 氣體輔助注塑成型 13.3 共注塑成型 13.4 低發(fā)泡注塑成型 13.5 注塑模計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工程 與輔助制造第2頁(yè)/共64頁(yè) 13.1 13.1 精密注塑成型與模具 1 精密注塑成型概念 精密注塑成型是成型尺寸和形狀精度很高、表面粗糙度很小的塑料制品而采用的注塑成型方法，所用的注塑模具即為精密注塑模。 判斷制品是否需要精密注塑的依據(jù)主

2、要是制品精度。在注塑成型中，影響塑料制品精度的因素很多，主要有注塑成型用塑料、注塑機(jī)、注塑成型工藝、注塑模具及操作人員技術(shù)水平等。第3頁(yè)/共64頁(yè) 因此，如何規(guī)定精密注塑成型制品的精度是一個(gè)重要而復(fù)雜的工作，這里既要使制品精度滿足工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際要求，又要考慮到目前模具制造所能達(dá)到的精度、塑料品種及其成型技術(shù)、注塑機(jī)等滿足精密成型的可能程度。國(guó)內(nèi)外塑料工業(yè)部門都對(duì)此進(jìn)行了探討。表13-1為日本塑料工業(yè)技術(shù)研究會(huì)從塑料品種和塑料模結(jié)構(gòu)方面確定的精密注塑制品的基本尺寸與公差，僅供參考。在表13-1中最小極限是指采用單腔模具時(shí)，注塑制品所能達(dá)到的最小公差數(shù)值；表中的實(shí)用極限是指采用四腔以下模具時(shí)，注塑制

3、品所能達(dá)到的最小公差數(shù)值。我國(guó)目前精密注塑制品的公差等級(jí)可按原四機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)SJ137278中的第1和第2兩個(gè)公差等級(jí)確定，也可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)MT1高精度公差等級(jí)確定。 第4頁(yè)/共64頁(yè) 判斷制品是否需要精密注塑的依據(jù)主要是制品精度。 影響塑料制品精度的因素： 注塑成型用塑料； 注塑機(jī)； 注塑成型工藝； 注塑模具及操作人員技術(shù)水平。 第5頁(yè)/共64頁(yè) 2 精密注塑成型用塑料 由上所述可知，對(duì)于精密注塑制品要求的公差值，并不是所有塑料制品都能達(dá)到。對(duì)于不同的聚合物和添加劑組成的塑料，其成型特性及成型后制品的形狀與尺寸穩(wěn)定性有很大差異，即使是成分相同的塑料，由于生產(chǎn)廠家、出廠時(shí)間和環(huán)境條件的不同，注塑成型

4、的制品還會(huì)存在形狀與尺寸穩(wěn)定性的差異問題。因此，要達(dá)到精密注塑制品的公差要求，塑料就應(yīng)具有良好的成型特性和成型后形狀與尺寸的穩(wěn)定性。為此，注塑成型精密塑料制品時(shí)，必須對(duì)塑料進(jìn)行嚴(yán)格選擇。目前，適用于精密注塑的塑料品種主要有PC（包括玻璃纖維增強(qiáng)）、POM（包括碳纖維或玻璃纖維增強(qiáng)型）、還有改性PPO、熱塑性聚酯、PA及增強(qiáng)型等。 第6頁(yè)/共64頁(yè) 3 精密注塑成型工藝 精密塑料制品對(duì)注塑工藝的要求是：注塑壓力高、注塑速度快、溫度控制嚴(yán)格、工藝穩(wěn)定。 （1）注塑壓力高 精密注塑時(shí)則要提高到180250MPa甚至更高。 提高注塑壓力可增大熔體的體積壓縮量，使其密度增大，線膨脹系數(shù)減小，從而降低制品

5、的收縮率及波動(dòng)，提高制品形狀尺寸的穩(wěn)定性；提高注塑壓力有利于改善制品的成型性能，能成型超薄制品；提高注塑壓力還保證了注塑速度的實(shí)現(xiàn)。第7頁(yè)/共64頁(yè) （2）注塑速度快 采用較快注塑速度，不僅能成型形狀復(fù)雜的制品，而且還能減小制品的尺寸公差，以保證復(fù)雜而精度高的制品的成型。 （3）溫度控制嚴(yán)格 注塑成型溫度對(duì)熔體的流動(dòng)性和收縮率影響較大，因而精密注塑時(shí)不但必須控制注塑溫度高低，還必須嚴(yán)格控制溫度波動(dòng)范圍；不僅要注意控制料筒、噴嘴和模具的溫度，還要注意脫模后周圍環(huán)境溫度對(duì)制品精度的影響。只有這樣，才能保證制品尺寸精度及其穩(wěn)定性。 （4） 成型工藝穩(wěn)定性 成型工藝及工藝條件的穩(wěn)定性是十分重要的。因?yàn)?/p>

6、穩(wěn)定的工藝及工藝條件是獲得精度穩(wěn)定的制品的重要條件。第8頁(yè)/共64頁(yè) 4 精密注塑成型對(duì)注塑機(jī)的要求 由于制品有較高的精度要求，所以一般都需要在專用的精密注塑機(jī)上進(jìn)行注塑成型。這種注塑機(jī)有如下特點(diǎn)： （1）注塑功率大 （2）控制精度高 （3）液壓系統(tǒng)反應(yīng)速度快 第9頁(yè)/共64頁(yè) 5 精密注塑模設(shè)計(jì)要點(diǎn) 一般注塑模的設(shè)計(jì)方法基本適用于精密注塑模的設(shè)計(jì)，但因精度要求高，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： （1）模具應(yīng)具有高的精度 ： 1）型腔徑向尺寸 LM=(LS+Smax%LS-) +z 2）型芯徑向尺寸 LM=(Ls+Smin%Ls+) -z 3）型腔深度尺寸 HM=（Hs+Smin%Hs-z）+z 第1

7、0頁(yè)/共64頁(yè) 4）型芯高度尺寸 HM=(Hs+ Smax%Hs+z) -z 5）型芯（或成型孔）中心距尺寸 LM-Smin%Hs+1/2z+j-1/2Ls LM- Smax%Hs+1/2z-j+1/2Ls 第11頁(yè)/共64頁(yè) （2）模具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮成型收縮的均勻性 1）型腔數(shù)目不宜太多，模具型腔多，將降低制品精度。因此，對(duì)于特別精度的注塑模，宜采用一模一腔。 2）多型腔模具，分流道應(yīng)采用平衡布置 ，如圖13-3所示，采用H型布置或圓形排列，以使塑料熔體同時(shí)到達(dá)和充滿各個(gè)型腔。保持了料流的平衡和模具溫度場(chǎng)熱平衡，從而使制品的收縮率保持均勻和穩(wěn)定。 同樣，澆口的種類、位置及數(shù)量將影響制品的變形及收

8、縮率的波動(dòng)，因此在設(shè)計(jì)澆口時(shí)應(yīng)對(duì)制品各部分的收縮率作全面考慮，特別是收縮各向異性大的塑料注塑成型。 第12頁(yè)/共64頁(yè) 返回第13頁(yè)/共64頁(yè) 3）溫度控制系統(tǒng)最好能對(duì)各個(gè)型腔溫度進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，以使各型腔的溫度保持一致，防止因各型腔之間溫差引起制品收縮率的差異，辦法是對(duì)每個(gè)型腔單獨(dú)設(shè)置冷卻水路，并在各型腔冷卻水路出口處設(shè)置流量控制裝置。如果不對(duì)各個(gè)型腔單獨(dú)設(shè)置冷卻水路，而是采用串聯(lián)式冷卻水路，則必須嚴(yán)格控制入水口和出水口的溫度。一般來說，精密注塑模中的冷卻水溫調(diào)節(jié)誤差在0.5以內(nèi)，入水口和出水口的溫差控制在2以內(nèi)。 同理，對(duì)型芯和凹模兩部分宜分別設(shè)置冷卻水路，以便分別控制型芯和凹模的溫度，一般

9、兩者的溫度應(yīng)能控制到1。如需要人為地造成型芯與凹模之間一定溫差，也可以得以實(shí)現(xiàn)。第14頁(yè)/共64頁(yè)設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)：u 應(yīng)避免制品在脫模時(shí)變形 u 采用鑲拼結(jié)構(gòu) u 制作“試制?！?u 提高模具剛度 u 正確選擇模具材料，合理確定熱處理要求 第15頁(yè)/共64頁(yè) 13.2 氣體輔助注塑成型 一般的注塑成型方法要求塑件的壁厚盡量均勻，否則在壁厚處容易產(chǎn)生縮孔和凹陷等缺陷。對(duì)于壁厚塑件，為了防止凹陷產(chǎn)生，需要加強(qiáng)保壓補(bǔ)料時(shí)間，但是若壁厚的部位離澆口較遠(yuǎn)，即使過量保壓，也常常難以奏效。同時(shí)，由于澆口附近保壓壓力過大，殘余應(yīng)力增高，所以很容易造成塑件翹曲變形或開裂。目前國(guó)外采用的氣體輔助注塑成型的新工藝

10、，較好地解決了壁厚不均勻的塑件以及中空殼體的注塑成型問題。第16頁(yè)/共64頁(yè) 1 氣體輔助注塑成型的原理 氣體輔助注塑成型的原理較簡(jiǎn)單，即在注塑充模過程中，向熔體內(nèi)注入比注塑壓力低的低壓氣體，統(tǒng)常為幾十兆帕，利用氣體的壓力實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮。 氣體輔助注塑成型的原理如圖13-4所示。成型時(shí)首先向型腔內(nèi)注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的熔體，然后經(jīng)特殊的噴嘴在熔體中注入氣體（一般為氧氣），氣體擴(kuò)散推動(dòng)熔體充滿型腔。充模結(jié)束后，熔體內(nèi)氣體的壓力保持不變或者有所升高進(jìn)行保壓補(bǔ)料，冷卻后排除塑件內(nèi)的氣體便可脫模。 在氣體輔助注塑成型中，熔體的精確定量十分重 要。若注入熔體過多，則會(huì)造成壁厚不均勻；反之，若注入熔體過少，氣體會(huì)

11、沖破熔體使成型無法進(jìn)行。第17頁(yè)/共64頁(yè) 返回第18頁(yè)/共64頁(yè) 2 氣體輔助注塑成型的分類 氣體輔助注塑成型，只要在現(xiàn)有的注塑機(jī)上增加一套供氣裝置即可實(shí)現(xiàn)。根據(jù)國(guó)外使用的情況，氣體輔助注塑成型可分為標(biāo)準(zhǔn)成型法、副型腔法、熔體回流法和活動(dòng)型芯法等。 標(biāo)準(zhǔn)成型方法如圖13-5所示。圖13-5 a為一部分熔體由注塑機(jī)料筒注入到模具型腔中；圖13-5 b為通入氣體推動(dòng)熔體充滿型腔；圖13-5 c為升高氣體壓力，實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)料；圖13-5 d為保壓后排去氣體；圖13-5 e為塑件脫模。第19頁(yè)/共64頁(yè) 返回第20頁(yè)/共64頁(yè) 副型腔成型方法如圖13-6所示。圖13-6a為熔體充填型腔并保壓；圖13-

12、6b為氣體噴嘴向型腔注入氣體，開啟副型腔，使氣體進(jìn)入熔體后使多余出來的熔體流入到副型腔中；圖13-6c為關(guān)閉副型腔，升高氣體壓力實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮；圖13-6d為排氣，使塑件脫模。 熔體回流方法如圖13-7所示。熔體回流方法與副型腔方法類似，所不同的是氣體注入時(shí)，多出的熔體不是流入副型腔，而是流回注塑機(jī)的料筒。第21頁(yè)/共64頁(yè) 返回第22頁(yè)/共64頁(yè) 返回第23頁(yè)/共64頁(yè) 活動(dòng)型芯退出方法如圖13-8所示。圖13-8a 為熔體充滿型腔并保壓；圖13-8b為注入氣體，活動(dòng)型芯從型腔中退出；圖13-8c為升高氣體的壓力，實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮；圖13-8d為排氣，使塑件脫模。第24頁(yè)/共64頁(yè) 返回第25頁(yè)/

13、共64頁(yè) 3 體輔助注塑成型的特點(diǎn) 與傳統(tǒng)的注塑成型方法相比較，氣體輔助注塑成型有如下優(yōu)點(diǎn)： （1） 能夠成型壁厚不均勻的塑料制件及復(fù)雜的三維中空塑件。 （2）氣體從澆口至流動(dòng)末端形成的氣流通道，無壓力損失，能夠?qū)崿F(xiàn)低壓注塑成型，由此能獲得低殘余應(yīng)力的塑件，塑件翹曲變形小，尺寸穩(wěn)定。 （3）由于氣流的輔助充模作用，提高了塑件的成型性能，因此采用氣體輔助注塑有助于成型薄壁塑件，減輕了塑件的重量。 （4）由于注塑成型壓力較低，可在鎖模力較小的注塑機(jī)上成型尺寸較大的塑件。 第26頁(yè)/共64頁(yè) 氣體輔助注塑成型存在如下缺點(diǎn)： （1）需要增設(shè)供氣裝置和充氣噴嘴，提高了設(shè)備的成本。 （2）采用氣體輔助注塑

14、成型技術(shù)時(shí)，對(duì)注塑機(jī)的精度和控制系統(tǒng)有一定的要求。 （3）在塑件注入氣體與未注入氣體的表面會(huì)產(chǎn)生不同的光澤。第27頁(yè)/共64頁(yè) 13.3 共注塑成型 共注塑成型是指用兩個(gè)或兩個(gè)以上注塑單元的注塑成型機(jī)，將不同的品種或不同色澤的塑料，同時(shí)或先后注入模具內(nèi)的成型方法。此法可生產(chǎn)多種色彩或多種塑料的復(fù)合制品。共注塑成型的典型代表有雙色注塑和雙層注塑，亦可包括夾層泡沫塑料注塑，不過后者通常是列入低發(fā)泡塑料注塑成型中。這里只簡(jiǎn)單介紹雙色注塑成型。 第28頁(yè)/共64頁(yè) 雙色注塑成型這一成型方法，有用兩個(gè)料筒和一個(gè)公用噴嘴所組成的注塑機(jī)，通過液壓系統(tǒng)調(diào)整兩個(gè)推料柱塞注塑熔料進(jìn)入模具的先后順序，來取得所要求的

15、不同混色情況的雙色塑料制品，也有用兩個(gè)注塑裝置、一個(gè)公用合模裝置和兩副模具制得明顯分色的混合塑料制品。注塑機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖13-9所示。此外，還有生產(chǎn)三色、四色和五色的多色注塑機(jī)。第29頁(yè)/共64頁(yè) 返回第30頁(yè)/共64頁(yè) 近幾年來，隨著汽車工業(yè)和臺(tái)式計(jì)算機(jī)部件對(duì)多色花紋制品需要量的增加，又出現(xiàn)了新型的雙色花紋注塑成型機(jī)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如圖13-10所示。該機(jī)具有兩個(gè)沿軸向平行設(shè)置的注塑單元，噴嘴通路中還裝有啟閉機(jī)構(gòu)。調(diào)整啟閉閥的換向時(shí)間，就能制得各種花紋的塑件。不用上述裝置而用成型噴嘴（見圖13-11所示）也是可行的，此時(shí)旋轉(zhuǎn)噴嘴的通路，即可得到從中心向四周輻射形成的不同顏色的花紋塑件。 第31頁(yè)/

16、共64頁(yè) 返回第32頁(yè)/共64頁(yè) 返回第33頁(yè)/共64頁(yè) 13.4 低發(fā)泡注塑成型 低發(fā)泡塑料是指發(fā)泡率在5倍以下、密度為0.21.0g/cm的塑料，有時(shí)也稱合成木材。在某些塑料中加入一定量的發(fā)泡劑，通過注塑成型獲得內(nèi)部低發(fā)泡、表面不發(fā)泡的塑料制件的工藝方法稱為低發(fā)泡注塑成型。低發(fā)泡注塑成型塑件的特點(diǎn)是：內(nèi)部無應(yīng)力、外部表面平整、不易發(fā)生凹陷和翹曲；表皮較硬，具有一定剛度和強(qiáng)度；內(nèi)部柔韌，具有一定彈性；外觀似木材；密度小、重量輕，比普通注塑成型塑件減輕15%50%。適合于低發(fā)泡注塑成型的塑件有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯和ABS等。第34頁(yè)/共64頁(yè) 1 1 低發(fā)泡注塑成型方法

17、低壓泡注塑成型方法主要有兩種，即所謂低壓法和高壓法。 （1）低壓法 低壓法又稱不完全注入法，其模具型腔壓力，很低通常約為27MPa。 低壓法的特點(diǎn)是將體積小于模腔容積的塑料熔體（模腔容積的75%85%）注塑入模腔后，在發(fā)泡劑的作用下使熔體膨脹后充滿型腔成型為塑件。低壓法的特點(diǎn)是將體積小于模腔容積的塑料熔體（模腔容積的75%85%）注塑入模腔后，在發(fā)泡劑的作用下使熔體膨脹后充滿型腔成型為塑件。第35頁(yè)/共64頁(yè) 在普通注塑機(jī)上安裝一個(gè)閥式自鎖噴嘴或液控自鎖噴嘴，便能進(jìn)行低壓成型注塑，也有專門生產(chǎn)的大型低壓發(fā)泡注塑機(jī)。圖13-12所示為低壓法低發(fā)泡注塑法的示意圖。注塑機(jī)將混有發(fā)泡劑的熔體注入分型面

18、密合的模腔中（約占模腔容積的75%85%），如圖13-12a所示；稍停一段時(shí)間，在發(fā)泡劑作用下，熔料體積膨脹，使之達(dá)到塑件所要求的形狀和尺寸，如圖13-12b所示；固化后開模取件，如圖13-12c所示。第36頁(yè)/共64頁(yè) 返回第37頁(yè)/共64頁(yè) （2）高壓法 高壓法又稱完全注入法，其模具壓力比低壓法要高，約為715MPa。高壓法的特點(diǎn)是用較高的注塑壓力將含有發(fā)泡劑的熔料注滿容積小于塑件體積的閉合模腔，通過輔助開模動(dòng)作，使模腔容積擴(kuò)大到塑件所要求的形狀和尺寸，圖13-13所示為高壓法低發(fā)泡注塑法的示意圖。注塑機(jī)將混有發(fā)泡劑的熔體注滿分型面密合好的模腔，如圖13-13a所示；稍停一刻，注塑機(jī)后退一

19、定距離，在彈簧作用下，使模腔擴(kuò)大到塑件所要求的形狀與尺寸，如圖13-13b所示；固化后開模取件，如圖13-13c所示。 第38頁(yè)/共64頁(yè) 返回第39頁(yè)/共64頁(yè) 2 低壓發(fā)泡注塑成型的工藝條件 （1）溫度注塑的料溫對(duì)型腔內(nèi)氣泡的形成和擴(kuò)散具有重要的影響。提高溫度可以增大發(fā)泡成型時(shí)的氣體擴(kuò)散系數(shù)，有利于在塑件內(nèi)部形成較多和較均勻的氣泡，但是，溫度過高，充模過程中又會(huì)產(chǎn)生噴射現(xiàn)象，影響塑件的發(fā)泡成型質(zhì)量，因此，在生產(chǎn)中要嚴(yán)格控制注塑時(shí)料筒的溫度。模具的溫度對(duì)塑件內(nèi)氣泡的分布及其大小有影響，對(duì)塑件的表面質(zhì)量也有影響。 第40頁(yè)/共64頁(yè) 熔體等溫充填型腔時(shí)，塑件內(nèi)的氣泡數(shù)量較多，分布較均勻，在非等

20、溫條件下充填型腔時(shí)，低溫下產(chǎn)生的氣泡數(shù)量要比高溫時(shí)產(chǎn)生的氣泡少得多，因此，在低發(fā)泡注塑成型時(shí)，除需選擇合適的模具溫度外，盡量采用等溫充模。不同的低發(fā)泡塑料對(duì)模具溫度有不同要求，聚烯烴低發(fā)泡注塑的塑件表面質(zhì)量與模溫關(guān)系不大，而聚苯乙烯和ABS等低發(fā)泡注塑成型的塑件表面質(zhì)量受模溫影響較大。一般情況下，聚烯烴低發(fā)泡注塑成型模溫可在3040內(nèi)選擇，聚苯乙烯和ABS低發(fā)泡注塑成型模溫可在3065內(nèi)選擇。第41頁(yè)/共64頁(yè) （2）壓力 注塑壓力對(duì)氣泡的形成、大小、分布等均有影響。注塑壓力不大時(shí)，塑料熔體在澆注系統(tǒng)中流動(dòng)時(shí)就有可能發(fā)泡，充模后成型塑件內(nèi)氣泡直徑大且不均勻；在較大的注塑壓力作用時(shí)，熔體在澆注系

21、統(tǒng)內(nèi)不大可能發(fā)泡，所以充模后成型的塑件內(nèi)氣泡直徑較小而分布也較均勻；如果注塑壓大過大，有可能大幅度影響發(fā)泡氣體的擴(kuò)散，并最終影響發(fā)泡率。注塑速度與注塑壓力相輔相成，在低發(fā)泡注塑成型中，一般都要求使用較大的注塑速度，以防止塑料熔體在澆注系統(tǒng)中提前發(fā)泡。第42頁(yè)/共64頁(yè) 在低壓發(fā)泡注塑成型中，熔體充滿型腔后也需要一定的保壓作用，熔體在保壓作用下將會(huì)不斷地發(fā)生癟泡現(xiàn)象。保壓壓力較大和保壓時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，模內(nèi)型腔會(huì)得到較多的補(bǔ)料，熔體內(nèi)的癟泡現(xiàn)象就會(huì)加劇，癟裂后的氣泡直徑將會(huì)減小，如圖13-14所示，因此，恰當(dāng)選擇保壓壓力和保壓時(shí)間對(duì)于控制塑件的發(fā)泡質(zhì)量也很重要。第43頁(yè)/共64頁(yè) 返回第44頁(yè)/共64

22、頁(yè) （3） 注塑時(shí)間和冷卻定型時(shí)間 低發(fā)泡注塑成型中的注塑時(shí)間概念與普通注塑成型中的注塑時(shí)間概念相同，一般為1020s，小的塑件最短甚至可取3s。低發(fā)泡注塑成型的冷卻定型時(shí)間較長(zhǎng)，這是因?yàn)樗芗鈱咏M織結(jié)構(gòu)緊密，內(nèi)部為疏松泡孔，熱傳導(dǎo)性很差。如果冷卻定型時(shí)間不足而過早脫模，雖然表面已固化，但發(fā)泡劑仍有可能繼續(xù)在內(nèi)部發(fā)生作用，這將會(huì)導(dǎo)致塑料制件變形，尺寸超差，因此，正確地選擇和控制冷卻定型的時(shí)間，是保證低發(fā)泡注塑成型塑件質(zhì)量的重要因素之一。 第45頁(yè)/共64頁(yè) 3 3 低發(fā)泡注塑成型模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 低發(fā)泡注塑成型模結(jié)構(gòu)與普通注塑模相同。由于在高壓低發(fā)泡注塑時(shí)要進(jìn)行輔助開模，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要采用可靠

23、的輔助開模機(jī)構(gòu)。設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問題。第46頁(yè)/共64頁(yè) （1）設(shè)置靈活可靠的輔助開模機(jī)構(gòu) 除了圖13-13所示采用彈簧輔助機(jī)構(gòu)外，還可設(shè)置如圖13-15所示的輔助開模機(jī)構(gòu)。例如模具成型低發(fā)泡塑料涼鞋（在立式注塑機(jī)上生產(chǎn)），由于涼鞋低發(fā)泡而鞋幫不發(fā)泡，因此該模具上設(shè)計(jì)了一套實(shí)現(xiàn)局部發(fā)泡的輔助開模機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由發(fā)泡限位鉤3、5和可開鉸頁(yè)15等零件組成。塑料充滿型腔后凹模22和鞋楦11不動(dòng)，因此鞋幫不能發(fā)泡，而凸模10沒有緊固，可隨鞋底處的塑料發(fā)泡而上升，直到發(fā)泡限位鉤3和5接觸時(shí)停止。合模時(shí)，注塑機(jī)噴嘴將凸模10壓回原位。第47頁(yè)/共64頁(yè) 返回第48頁(yè)/共64頁(yè) （2）低發(fā)泡注

24、塑成型模一般采用單模腔結(jié)構(gòu) 在低發(fā)泡注塑成型中。如果采用多模腔結(jié)構(gòu)，流道較長(zhǎng)。會(huì)使各個(gè)模腔之間的發(fā)泡率不均勻，因此，低發(fā)泡注塑成型一般采用單模腔結(jié)構(gòu)。 （3）澆注系統(tǒng)與排氣槽設(shè)計(jì) 發(fā)泡塑料的冷卻速度較慢，當(dāng)主流道較長(zhǎng)，熔體熱量容易在主流道的澆口套中積累時(shí)，在澆口套外壁可開設(shè)冷卻水道。分流道的尺寸要比普通塑料注塑成型時(shí)要大一些和短一些，以盡量避免塑料熔體在充模前產(chǎn)生氣泡。 第49頁(yè)/共64頁(yè) 低發(fā)泡注塑模的澆口設(shè)計(jì)對(duì)塑料的質(zhì)量影響很大，特別是對(duì)要求仿木紋的塑件。澆口的位置、數(shù)量以及著色劑等的配合與木紋的形成密切相關(guān)。圖13-16a所示采用中心直接澆口時(shí)，塑料紋理成輻射狀；圖13-16b所示采用單

25、一側(cè)澆口時(shí)，紋理成單側(cè)輻射狀；圖13-16c所示采用多點(diǎn)側(cè)澆口時(shí)，則可得平行紋理。澆口的大小與普通注塑模類似。低發(fā)泡注塑成型時(shí)因發(fā)泡劑分解會(huì)產(chǎn)生大量氣體，所以必須開設(shè)排氣槽，使型腔中氣體能順利排出。分型面上料流末端及料流匯合處的排氣槽深度取0.10.2mm，在型腔深處排氣塞上的排氣槽狹縫寬度可取0.150.25mm。第50頁(yè)/共64頁(yè) 返回第51頁(yè)/共64頁(yè) （4）推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于低發(fā)泡注塑成型塑件表面雖堅(jiān)韌，但內(nèi)部則是泡孔狀的彈性體，所以推桿的推出面積過小容易把塑件損壞，因此，在設(shè)計(jì)推桿時(shí)，其直徑應(yīng)比普通注塑成型的推桿大20%30%。對(duì)于大型塑件，也可采用壓縮空氣推出。 （5）模具材料 低

26、發(fā)泡注塑成型是在注塑壓力不大的 情況下進(jìn)行的，因此模具不需要很高的力學(xué)強(qiáng)度，其成型零部件可以用鋁合金、鋅合金等材料制造。第52頁(yè)/共64頁(yè) 13.5 注塑模計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助 工程與輔助制造 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，注塑模傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)與制造已無法適應(yīng)當(dāng)前的形勢(shì)。近20年來的實(shí)踐表明，縮短模具設(shè)計(jì)與制造時(shí)間、提高塑料制件精度與性能的正確途徑之一，就是采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、輔助工程（CAE）和輔助制造（CAM）。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是塑料流變學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、幾何造形和數(shù)控加工的突飛猛進(jìn)為注塑模具設(shè)計(jì)與制造采用高技術(shù)創(chuàng)造了條件。20世紀(jì)80年代以來，注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)已

27、從實(shí)驗(yàn)室研究階段進(jìn)入了實(shí)用化階段，并在生產(chǎn)中取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展和推廣被公認(rèn)為CAD技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用的一個(gè)典范。 第53頁(yè)/共64頁(yè) 1 注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)的特點(diǎn) 按照傳統(tǒng)方法，制件外形設(shè)計(jì)完成后，需要制作實(shí)物模型，用以評(píng)估其外觀并測(cè)定其力學(xué)性能。 采用模具CAD/CAE/CAM集成化技術(shù)后，制件一般不需要再進(jìn)行原型實(shí)驗(yàn)，采用幾何造型技術(shù)，制件的形狀能精確、逼真地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，有限元分析程序可以對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)。借助于計(jì)算機(jī)，自動(dòng)繪圖代替了人工繪圖，自動(dòng)檢索代替了手冊(cè)查閱，快速分析代替了手工計(jì)算，模具設(shè)計(jì)師能從繁瑣的繪圖和計(jì)算

28、中解放出來，集中精力從事諸如方案的構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作，在模具投產(chǎn)之前，CAE軟件可以預(yù)測(cè)模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性。 第54頁(yè)/共64頁(yè) 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是以科學(xué)、合理的方法，給用戶提供一種行之有效的輔助工具，使用戶在模具制造之前能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)制件、模具結(jié)構(gòu)、加工、成本等進(jìn)行反復(fù)修改和優(yōu)化，直至獲得最佳結(jié)果。CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著地縮短模具設(shè)計(jì)與制造時(shí)間，降低模具成本并提高制件的質(zhì)量。 第55頁(yè)/共64頁(yè) 2 注塑模具CAD/CAE/CAM的工作內(nèi)容 （1）塑料制件的幾何造型，采用幾何造型系統(tǒng)，如線框架造型、表面造型和實(shí)體造型，在計(jì)算機(jī)中生成塑料制件的集合模型

29、，這是CAD/CAE/CAM工作的第一步。 （2）型腔表面形狀的生成，由于塑料制件的成型收縮、模具的磨損及加工精度的影響，注塑制件的內(nèi)、外表面并不就是模具的型芯、型腔表面，需要經(jīng)過比較復(fù)雜的轉(zhuǎn)換才能獲得型腔和型芯表面。 第56頁(yè)/共64頁(yè) （3） 模具方案布置，采用計(jì)算機(jī)軟件來引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者布置型腔的數(shù)目和位置，構(gòu)思澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及推出機(jī)構(gòu)，為選擇標(biāo)準(zhǔn)模架和設(shè)計(jì)動(dòng)模、定模部裝圖做準(zhǔn)備。 （4）標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇，一般而言，用作標(biāo)準(zhǔn)模架選擇的設(shè)計(jì)軟件應(yīng)具有兩個(gè)功能，一是能使模具設(shè)計(jì)者輸入本廠的標(biāo)準(zhǔn)模架，以建立自己的標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)；二是方便地從已建好的專用標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)中選出在本次設(shè)計(jì)中所需的模架類型及全

30、部模具標(biāo)準(zhǔn)件的圖形及數(shù)據(jù)。 （4）部裝圖及總裝圖的生成，根據(jù)所選的標(biāo)準(zhǔn)模架及已完成的型腔布置，設(shè)計(jì)軟件以交互方式引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者生成模具部裝圖和總裝圖。 第57頁(yè)/共64頁(yè) （5）模具零件圖的生成，設(shè)計(jì)軟件能引導(dǎo)用戶根據(jù)部裝圖、總裝圖以及相應(yīng)的圖形庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)來完成模具零件的設(shè)計(jì)、標(biāo)注尺寸。 （6）注塑工藝條件及塑料材料的優(yōu)選，基于模具設(shè)計(jì)者的輸入數(shù)據(jù)以及優(yōu)化算法，程序能向模具設(shè)計(jì)者提供有關(guān)型腔填充時(shí)間、熔體成型溫度、注塑壓力及最佳塑料材料的推薦值。 （7）注塑流動(dòng)及保壓過程模擬，一般常采用有限元方法來模擬熔體的充模和保壓過程。其模擬結(jié)果能為模具工作者提供熔體在澆注系統(tǒng)和型腔中流動(dòng)過程的狀態(tài)圖，提供不同時(shí)刻熔體及制件在型腔各處的溫度、壓力、剪切速率、切應(yīng)力以及所需的最大鎖模力等，其預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑成型工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義。 第58頁(yè)/共64頁(yè) （8）冷卻過程分析，一般常采用邊界元法來分析模壁的冷卻過程，用有限差分法分析制件沿模壁垂直方向的一維熱傳導(dǎo)，用經(jīng)驗(yàn)公式描述冷卻水在冷卻管道中的導(dǎo)熱，并將三者有機(jī)地結(jié)合在一起分析