手機外殼注塑模具設(shè)計

手機外殼注塑模具設(shè)計圖書分類號:密級:畢業(yè)設(shè)計(論文)基于CAD/CAE手機外殼注塑模具設(shè)計THEDESIGNOFINJECTIONMOULDOFTHEMOBILEPHONECOVERBASEDONCAD/CAE學(xué)生姓名學(xué)院名稱專業(yè)名稱指導(dǎo)教師20**年5月27日徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)摘要注塑模具是模具工業(yè)的重要組成部分，也在很大程度上反映了一個國家的工業(yè)水平。隨著CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，注塑模具的設(shè)計和制造有了突破性的進步，大大提高了模具的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。本次設(shè)計以手機外殼為研究對象，基于Pro/E和Moldflow軟件對塑件進行模型與分型面創(chuàng)建以及模流分析。在此基礎(chǔ)上本文主要研究以下幾個方面:首先，介紹ABS的成型工藝，分析手機外殼的工藝特點。然后利用Pro/E軟件設(shè)計分型面和模架。再利用Moldflow進行最佳澆注位置、流動、翹曲、冷卻等分析，并對結(jié)構(gòu)進行工程變更。接下來對模具的成型零件進行結(jié)構(gòu)分析及計算，并對模具的工作原理進行簡單介紹。最后，通過相關(guān)分析和計算完成對手機外殼注射模具的設(shè)計。關(guān)鍵詞注塑模具;Pro/E;模流分析;手機外殼謝謝朋友對我文章的賞識～充值后就可以下載此設(shè)計說明書,不包含CAD圖紙,。我這里還有一個壓縮包～里面有相應(yīng)的word說明書,附帶:外文翻譯,和CAD圖紙。需要壓縮包的朋友聯(lián)系QQ客服1:1459919609或QQ客服2:1969043202。需要其他設(shè)計題目直接聯(lián)系:::I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)AbstractInjectionmoldingisanimportantpartofdevelopmentofmoldindustry.Anditalsoreflectsthelevelofonecountry’sindustry.WiththeapplicationofmoldingCAD/CAE/CAM，Injectionmolddesignandmanufacturinghasmadebreakthroughprogress.Greatlyimprovedmoldqualityandproductionefficiency.Themoulddesignwiththemobilephonecoverforresearchobject，designedmodelandthepartingsurfacebasedonPro/EandoptimizedtheanalysisofmouldbasedonMoldflowsoftware.Basedonthis,thispapermainlystudiesthefollowingseveralaspects:Firstly，IntroducedthecharacteristicsoftheformingprocessofABSmaterial;andanalyzedthecharacteristicsofprocessonthemobilephonecover.Then,usingPro/Edesignedthepartingsurfaceandthestandardformwork.AndusingMoldflowdeterminedthebestlocationoftheregion,flowanalysis,warpinganalysis,andcoolinganalysisetc,andbyoptimizingtheparametersobtainedreasonableresults,engineeringchangewasdone.Afterthat,analyzedandcalculatedthestructureofthemoldformingpart,andsimplyintroducedtheworkingprincipleofthemould.Finally,basedonthecorrelationanalysisandthecalculation,themobilephonecoverinjectionmoulddesignwascompleted.KeywordsmolddesignPro/EmoldflowanalysismobilephonecoverII徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)目錄摘要............................................................................................................................................IAbstract....................................................................................................................................II1緒論.......................................................................................................................................11.1注塑模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景..................................................................................11.2本課題研究內(nèi)容.............................................................................................................12塑件成型工藝性分析............................................................................................................32.1基于Pro/E的塑件模型重構(gòu).........................................................................................32.2塑件材料的選擇.............................................................................................................32.3塑件的工藝性.................................................................................................................42.3.1塑件的表面粗糙度...................................................................................................42.3.2塑件的公差等級.......................................................................................................52.4塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計..........................................................................................52.4.1塑件的壁厚..............................................................................................................52.4.2塑件的脫模斜度.......................................................................................................52.5ABS材料的注射工藝.......................................................................................................63分型面選擇及型腔數(shù)目確定.................................................................................................73.1分型面選擇.....................................................................................................................73.2型腔數(shù)目確定..................................................................................................................84注射機選擇及型腔數(shù)目確定.................................................................................................94.1體積與質(zhì)量的計算.........................................................................................................94.2注射機的選擇.................................................................................................................94.3注射機相關(guān)參數(shù)的校核................................................................................................105基于Moldflow的手機外殼模流分析.................................................................................125.1Moldflow軟件簡介......................................................................................................125.2網(wǎng)格劃分與處理...........................................................................................................125.3塑件最佳澆口位置分析................................................................................................135.4塑件翹曲分析...............................................................................................................135.5塑件流動性分析...........................................................................................................145.5.1氣穴、熔接痕和分子表面取向..............................................................................145.5.2充填時間和流動前沿溫度.....................................................................................165.5.3鎖模力和螺桿速度.................................................................................................165.6塑件的冷卻分析...........................................................................................................176澆注系統(tǒng)設(shè)計......................................................................................................................196.1主流道的設(shè)計................................................................................................................19I徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)6.2分流道設(shè)計...................................................................................................................206.3澆口設(shè)計.......................................................................................................................216.4校核主流道剪切速率....................................................................................................226.5冷料穴設(shè)計...................................................................................................................227注塑模具成型零件及模架確定...........................................................................................237.1凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計.......................................................................................................237.1.1凹模的設(shè)計............................................................................................................237.1.2凸模設(shè)計................................................................................................................247.2合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計.......................................................................................................257.3側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計.......................................................................................................267.3.1抽芯距的計算........................................................................................................267.3.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計........................................................................................................267.3.3導(dǎo)向、楔緊與定位裝置的設(shè)計..............................................................................277.3.4斜推桿側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計.................................................................................287.4脫模機構(gòu)設(shè)計...............................................................................................................297.4.1脫模力的計算........................................................................................................297.4.2塑件脫出機構(gòu)........................................................................................................307.5模架的確定...................................................................................................................308冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)設(shè)計...................................................................................................318.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計...........................................................................................................318.1.1冷卻介質(zhì)................................................................................................................318.1.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算.............................................................................................318.1.3冷卻水路的設(shè)計.....................................................................................................328.2排氣和引氣系統(tǒng)的設(shè)計................................................................................................339模具裝配..............................................................................................................................34結(jié)論.........................................................................................................................................36致謝.........................................................................................................................................37參考文獻.................................................................................................................................38II徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)1緒論1.1注塑模具工業(yè)的地位和發(fā)展前景塑料模具工業(yè)多年來發(fā)展十分迅速，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市場中塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)[1]以上是注塑模具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，具有廣闊的市場前景。目前全世界的模具年產(chǎn)值在650億美元以上，我國的模具年產(chǎn)值已經(jīng)超過40億美元。目前我國一般模具的30%和中高檔模具的一半以上還依賴進口。由此可見，模具(特別是注塑模具)制造業(yè)的落后在某種程度上已經(jīng)成為阻滯我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸所在。開發(fā)和引進先進制造技術(shù)是改變我國注塑模具制造業(yè)相對落后和市場需求快速增長的重要途徑。先進制造技術(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭力的制造技術(shù)的總稱。先進制造業(yè)正在急劇地改變著傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式，注塑模具制造業(yè)也不例外。當(dāng)前，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持。同時，以高分子塑料為主的模具材料不斷被開發(fā)出來，這些材料種類繁多，性能優(yōu)良，價格低廉，這更為模具產(chǎn)業(yè)的[2]發(fā)展提供了有力的幫助。1.2本課題研究內(nèi)容隨著社會的進步經(jīng)濟的發(fā)展，手機已經(jīng)成為日常生活的必需品，因此需要大批量的生產(chǎn)。同時隨著消費者的欣賞水平的提高，很多消費者都注重手機的美觀性，這就對手機外殼的生產(chǎn)提出了更高的要求。本課題正是基于CAD/CAE技術(shù)手機外殼注塑模具設(shè)計。本課題的主要研究內(nèi)容如下:(1)塑件成型工藝性分析。(2)分型面的選擇與創(chuàng)建。(3)注塑機的選擇與相關(guān)參數(shù)的校核。(4)基于Moldflow的模流分析。(5)澆注系統(tǒng)的設(shè)計。(6)注射模具成型零件及模具體的設(shè)計。(7)冷卻系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)的設(shè)計。1徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)(8)通過相關(guān)分析和計算完成了對手機上蓋注射模具的設(shè)計。2徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)2塑件成型工藝性分析2.1基于Pro/E的塑件模型重構(gòu)Pro/E軟件具有非常強大的三維建模功能，本次設(shè)計正是使用了該功能對塑件進行模型[3]重構(gòu)。主要使用的命令有拉伸、倒角、抽殼、掃描切口、筋等。具體的步驟見圖2-1。(1)拉伸(2)掃描切口(3)抽殼(4)拉伸方孔(5)拉伸螺紋空(6)拉伸及鏡像倒扣(7)最終成品圖2-1塑件模型創(chuàng)建步驟2.2塑件材料的選擇在選擇塑件材料時，通?？紤]以下幾個因素:力學(xué)性能、使用性能、耐熱性能、經(jīng)濟[2]性能等。手機外殼直接與人皮膚接觸，所以選擇材料時還要考慮安全的問題，所選材料一定無毒安全，衛(wèi)生程度高。在使用手機時難免會失手摔落，因此手機外殼要求有較好的力學(xué)性能，有較大的強度和剛度，屈服強度高，彎曲疲勞壽命要高。幾種常用塑料的性能與用途見表2-1。3徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)表2-1常用塑料的性能與用途材料品種使用溫度化學(xué)穩(wěn)定性性能特點成型特點主要用途成型性薄膜、較好，但質(zhì)軟，力能好，粘度與管、繩、容器、PE,80?不耐強氧化學(xué)性能較差，剪切速率關(guān)電器絕緣零劑，耐水性好表面硬度低系較大，成型件、日用品等前可不預(yù)熱成型時板、片、耐寒性收縮率較大，透明薄膜、絕PP10,120?較好差，力學(xué)性能成型性能較緣零件、汽車比PE好。好，易產(chǎn)生變零件、容器、形等缺陷日用品等機械強成型性應(yīng)用廣度較好，有一能很好，成型泛，如電器外ABS,70?較好定的耐磨性。前原料要干殼、汽車儀表但耐熱性較燥盤、日用品等差，吸水性好在機械透光率溶解溫上用作齒輪、有一定較高，介電性度較高，熔體凸輪、渦輪、的化學(xué)穩(wěn)定能好，吸水性PC,130?粘度較大，成滑輪等，機電性，不耐堿、小，力學(xué)性能型前原料需電子產(chǎn)品零酮、酯等很好，但耐磨干燥。件，光學(xué)零件性較差等通過對使用溫度、化學(xué)穩(wěn)定性、性能特點、成型特點、主要用途等方面的綜合比較，最終確定選用材料為ABS。ABS的主要性能指標見下表2-2。表2-2ABS的性能指標-31.02~1.0850密度/g?cm屈服強度/Mpa3-10.86~0.9838比體積/cm?g拉伸強度/Mpa拉伸彈性模量30.2~0.41.4×10吸水性/%/Mpa130~16080抗彎強度/Mpa熔點/:C計算收縮率(%)0.4~0.7抗壓強度/Mpa53彎曲彈性模量314701.4×10比熱容/kg?:C/Mpa2.3塑件的工藝性2.3.1塑件的表面粗糙度手機外殼對表面的質(zhì)量要求較高，塑件表面粗糙度決定了表面質(zhì)量。表2-3是在使用注塑成型時幾種常用材料所能達到的塑件表面粗糙度。塑件表面粗糙度4徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)通常與模具腔壁表面質(zhì)量和原材料的性能有關(guān)，其中影響塑件表面粗糙度最直接的因素是模具腔壁表面的質(zhì)量。因為手機上蓋的外表面質(zhì)量要求很高，所以外表面的粗糙度不應(yīng)大于1.60。產(chǎn)品的內(nèi)表面是非工作表面，不影響使用和外觀，為了降低成本，可以適當(dāng)降低要求。通過注塑成型ABS材料所能達到的表面粗糙度范圍是0.025,1.60，滿足設(shè)計要求。2-3幾種常用材料所能達到的塑件表面粗糙度材料Ra參數(shù)值范圍/um0.0250.050.100.200.400.801.603.206.30ABS——————————————PC————————————PS——————————————PP——————————PE——————————————2.3.2塑件的公差等級在選擇塑件的公差等級時一般遵循的原則是，在滿足塑件使用要求的前提下盡量降低塑件的公差等級。國家標準GB/T14486-1993將標準塑件劃分為7個精度等級，MT1,MT7。[4]其中MT1最高，一般不采用，MT7最低。表2-4為ABS材料模塑件的公差等級。根據(jù)設(shè)計要求，結(jié)合表2-4，塑件的公差等級選定為MT2。表2-4ABS材料模塑件公差等級公差等級材料代號模塑材料標注公差尺寸未標注尺寸高精度低精度丙烯腈-二烯-苯ABSMT2MT3MT5乙烯共聚物2.4塑件的幾何形狀及結(jié)構(gòu)設(shè)計2.4.1塑件的壁厚在設(shè)計塑件壁厚時所遵循的原則是:在滿足設(shè)計要求的范圍內(nèi)盡量減小塑件的壁厚，降低原料的使用，進而降低成本，從而增大利潤空間。同時壁厚過大將會增大塑件內(nèi)部產(chǎn)生氣穴的可能性，延長了冷卻時間，增長了生產(chǎn)周期。綜合考慮以上因素，盡可能的降低壁厚。參考ABS材料的最小壁厚及推薦壁厚，最后確定塑件的壁厚為2mm。2.4.2塑件的脫模斜度由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮時會緊緊地包在凸模上，或由于粘附作用而黏在型腔內(nèi)。為了避免以上問題的出現(xiàn)，在設(shè)計時通常在塑件的表面設(shè)計一個合理的脫模斜度。塑件上脫5徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)模斜度的大小與塑件的性質(zhì)、收縮率。摩擦因數(shù)、塑件壁厚和幾何形狀有關(guān)。因此，在選[5]擇塑件脫模斜度時，應(yīng)該注意以下幾點:(1)當(dāng)塑件尺寸較大時，應(yīng)選用較小的脫模斜度。(2)當(dāng)塑件的精度要求較高時，一般采用較小的脫模斜度。(3)塑件形狀復(fù)雜的、不易脫模的，應(yīng)選用較大的脫模斜度。(4)塑件的收縮率大的應(yīng)選用較大的脫模斜度。(5)含自潤滑劑等易脫模的塑料可取小值。常用塑料的脫模斜度見表2-5。最終選擇的脫模斜度為1?。表2-5常用塑料的脫模斜度脫模斜度塑料名稱凹模型芯PE、PP25′,45′20′,45′PC35′,40′30′,50′PS、ABS35′,1?30′30′,40′熱固塑料25′,40′20′,50′2.5ABS材料的注射工藝[6]ABS材料的注塑工藝參數(shù):1)注塑機:柱塞式。2)料筒溫度():后段150~170;:C中段165~180;前段180~200。3)噴嘴溫度():170~180。:C4)模具溫度():60~80。:C5)注射壓力(MPa):70~90。6)成型時間(S):17(注射時間取1，冷卻時間取8，輔助時間取8)。6徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)3分型面選擇及型腔數(shù)目確定3.1分型面選擇分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準面，直接關(guān)系到塑件質(zhì)量、模具的工藝性和注射成型效率。一個合理的分型面是塑件完好成型的基礎(chǔ)，分型面選擇合理與否直接關(guān)系到塑件的質(zhì)量和模具的制造成本。因此確定分型面是模具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，在選擇分型面的時候，應(yīng)該遵[7]循以下幾個原則:(1)有利于脫模:分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件脫模方向最大的投影邊緣部位，開模時塑件應(yīng)留在動模一側(cè)，以利于塑件的頂出脫模。(2)應(yīng)利于排氣:分型面盡量和物料流動的末端相重合。(3)有利于保證塑件的外觀質(zhì)量和精度要求。(4)有利于保證模具的加工。(5)應(yīng)滿足模具的鎖緊要求。(6)有利于側(cè)向抽芯，考慮側(cè)向分型面與主分型面的協(xié)調(diào)。(7)分型面應(yīng)與注射機的參數(shù)相適應(yīng)。(8)合理安排澆注系統(tǒng)，特別是澆口的位置。通過分析塑件的結(jié)構(gòu)可以得出，塑件外表面的質(zhì)量要求較高，不允許有飛邊的存在。頂桿也不可以在該表面頂出，因為頂桿在頂出時會留下痕跡，將會影響手機外殼的表面質(zhì)量。綜合考慮以上因素和使用要求，分型面的最佳方案是選擇該塑件的內(nèi)表面作為分型面。主分型面的位置見圖3-1紅線所示。圖3-1主分型面的位置使用軟件創(chuàng)建分型面的方法很多，如:裙邊分型面、復(fù)制曲面、側(cè)面影像曲線分型面、[8]延伸曲面、陰影曲面分型面、合并曲面等設(shè)計方法?？紤]塑件的結(jié)構(gòu)特點，在創(chuàng)建主分型面時，采用的是復(fù)制曲面的方法，具體的創(chuàng)建步驟如下:7徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)(1)由于塑件的內(nèi)表面單元較多，選取并復(fù)制塑件內(nèi)表面。2)使用填充命令填充塑件上的孔洞。((3)延伸塑件邊緣至工件外表面。(4)合并曲面。最終創(chuàng)建的主分型面見圖3-2。圖3-2主分型面塑件具有多個倒扣和凹槽，需要做兩類滑塊，這就要求必須設(shè)計兩種側(cè)向分型面，其方法同創(chuàng)建主分型面。最終創(chuàng)建出的滑塊分型面見圖3-3。圖3-3滑塊分形面3.2型腔數(shù)目確定型腔數(shù)目與諸多因素有關(guān)，如塑件的尺寸大小、生產(chǎn)效率、模具的加工條件、塑件的精度要求等。塑件的體積外形較小，為了提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性，應(yīng)采取一模多腔。但是隨著腔數(shù)的增多加工周期將會增長，而且每增加一個型腔，制品尺寸精度將降低4%。所以綜合考慮以上各種因素，最終確定采用一模兩腔布置。8徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)4注射機選擇及型腔數(shù)目確定4.1體積與質(zhì)量的計算通過PRO/E軟件分析計算塑件的質(zhì)量屬性，計算結(jié)果見圖4-1。圖4-1塑件的質(zhì)量屬性3塑件體積:，V,4.800cm塑塑件質(zhì)量:。m,4.90g塑在設(shè)計之前澆注系統(tǒng)的凝料可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的0.2~1倍來估算。由于所設(shè)計的流道簡單且較短，因此澆注系統(tǒng)的凝料按照塑件體積的0.2倍來估算，故一次注入模具型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積(2個塑件的體積和澆注系統(tǒng)的凝料體積之和)為:33V,V(1，0.2)，2,4.8，1.2，2cm,11.52cm總塑式(4.1)式中——表示型腔內(nèi)的塑料熔體的總體積;V總——表示塑件的體積。V塑4.2注射機的選擇根據(jù)塑件體積結(jié)合經(jīng)驗公式可以估算注射機的公稱注射量，計算如下:3V,V/0.8,11.52/0,8,14.4cm公總式(4.2)式中——表示注射機的公稱注射量。V公3根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為20cm,注塑機型號為XS-ZS-22,主要技術(shù)參9徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)數(shù)見表4-1。表4-1注射機主要技術(shù)參數(shù)3標準注射容量/cm20注射方式雙柱塞螺桿柱塞直徑/mm20注射行程/mm130117180注射壓力/Mpa模板最大厚度/mm60合模方式液壓-機械模板最小厚度/mm2505.5鎖模力/KN電機功率/KW160235模板最大行程/mm拉桿空間/mm4.3注射機相關(guān)參數(shù)的校核(1)注射壓力的校核ABS料所需的注射壓力為80-110MPa，這里取，所選注塑機的的公稱注射p,90MPa0壓力為117MPa，取注射壓力的安全系數(shù)，則:k,1.31kp,1.3，90,117,p10公式(4.3)(2)鎖模力的校核塑件在分型面上的投影面積。應(yīng)用Pro/E創(chuàng)建塑件在分型面方向上的投影面，并測A塑[9]2量投影面積，見圖4-2。。A,2151.71cm塑圖4-2塑件投影面積的計算10徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積，即流道凝料包括澆口在分型面上的投影面積，是A澆塑件在分型面上的投影面積的0.2~0.5倍。由于本產(chǎn)品流道設(shè)計簡單，無分流道，因此A塑流道凝料投影面積可以適當(dāng)取小。22式(4.4)A,0.2A,0.2，2151.71cm,430.342mm澆總22A,n(A，A),2，(2151.71，430.342)mm,5164.104mm總塑澆式(4.5)F,Ap,5164.104，35N,180744N,180.744KN脹總模式(4.6)式中——表示模具型腔內(nèi)的脹型力;F脹p模——模具型腔內(nèi)的壓力，通常取注射壓力的20%-40%，大致的范圍是20-40MPa，這里取值為。p,35MPa模由表4-1可知注射機的公稱鎖模力。鎖模力安全系數(shù)=1.1~1.2，這里取鎖F,250KN鎖，則，所以注射機鎖模力合格。kF,1.2，180.744KN,216.893KN,Fk,1.222脹鎖11徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)5基于Moldflow的手機外殼模流分析5.1Moldflow軟件簡介Moldflow公司是一家專業(yè)從事塑料成型計算機輔助工程分析(CAE)的軟件和咨詢公司，是塑料分析軟件的創(chuàng)造者，在首次發(fā)行世界上第一款流動分析軟件以來，一直主導(dǎo)著塑料CAE軟件市場。Moldflow軟件可以模擬整個注塑過程及這一過程對注塑成型產(chǎn)品的影響。其軟件工具中融合了一整套設(shè)計原理，可以評價和優(yōu)化組合整個過程，可以在模具制造之前對塑料產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和質(zhì)量進行優(yōu)化。Moldflow軟件的MPI全稱為MoldFlowPlasticInsight，是用于注塑模流分析的強大CAE軟件，是目前公認的模流分析最佳軟件。5.2網(wǎng)格劃分與處理首先應(yīng)用Pro/E將設(shè)計好的三維圖轉(zhuǎn)換成STL格式，然后將STL格式的模型導(dǎo)入到MoldFlow中，然后對模型進行網(wǎng)格的劃分。網(wǎng)格是Moldflow模擬仿真整個過程的基礎(chǔ)，質(zhì)量的好壞直接影響模擬結(jié)果的精度，甚至?xí)?dǎo)致求解無法進行。劃分的網(wǎng)格邊長通常為塑[10]件最小壁厚的1.5~2倍，網(wǎng)格越小分析精度越高，但是計算量將大大增加。本次分析采用雙層面網(wǎng)格，網(wǎng)格邊長為0.8mm。網(wǎng)格劃分結(jié)果見圖5-1。網(wǎng)格統(tǒng)計結(jié)果見圖5-2，網(wǎng)格中沒有自由邊、交叉邊和相交單元，連通區(qū)域應(yīng)當(dāng)為1，最大縱橫比16.97，小于20，匹配百分比應(yīng)大于85%，因此網(wǎng)格是合格的。圖5-1網(wǎng)格劃分結(jié)果12徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)5-2網(wǎng)格統(tǒng)計結(jié)果5.3塑件最佳澆口位置分析使用Moldflow對澆口位置進行分析，結(jié)果見圖5-3?？梢钥闯鲈撍芗淖罴褲部谖恢迷谒芗闹胁俊D5-3最佳澆口位置5.4塑件翹曲分析塑件在成型過程中由于冷卻不均勻、收縮不均勻、分子配向性效應(yīng)等因素可致翹曲變[10]形。MPI翹曲分析是用于判斷成型塑件是否會出現(xiàn)翹曲，以及分析翹曲的原因。13徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)如圖5-4所示，最大變形發(fā)生在頂部拐角處，其它區(qū)域變形都比較均勻。最大變形量為0.4909mm，變形量較小，對制品的外觀影響不大。圖5-4所有因素引起的翹曲變形5.5塑件流動性分析5.5.1氣穴、熔接痕和分子表面取向氣穴是空氣在塑件上形成的空洞，主要出現(xiàn)在熔體的交匯處和排氣條件較差的縫隙處。如果氣穴較多，可以使用下列方法進行改進:調(diào)整模具結(jié)構(gòu)、改進塑件設(shè)計等。本塑件氣穴分析結(jié)果如圖5-5。粉紅色圓圈表示氣穴，從圖上可以明顯看出塑件外表面氣穴非常少，此項是合格的。至于背面的氣穴不影響外觀，可以忽略不考慮。圖5-5氣穴分析結(jié)果14徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)通常熔接痕是由兩股或多股熔體匯合，而在結(jié)合處未能完全融合在一起而產(chǎn)生的。通常塑件的外觀不允許熔接痕的存在。一般的塑件都會有熔接痕的存在，但是應(yīng)采取有效的措施盡量減少熔接痕的數(shù)量。通常采取的方法有:調(diào)整澆口的形狀、尺寸及位置、在允許的范圍內(nèi)提高模具的溫度等。本塑件熔接痕的分析結(jié)果如圖5-6，從圖上可以看出塑件上的熔接痕較多，但大多是出現(xiàn)在加強筋的附近，而外觀表面較少，因此此結(jié)果是可以接受的。圖5-6塑件熔接痕分析結(jié)果塑件的表層分子取向如圖5-7，從圖上可以看出塑件表面分子的流動方向。在分子取向紊亂的區(qū)域會出現(xiàn)熔接痕，如圖5-8。圖5-7塑件表面分子取向在充填階段，塑料的分子鏈會由于剪應(yīng)力的作用發(fā)生配向。在熔膠波前處，熔體的流15徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)動是剪切流動和拉伸流動的組合，分子取向在該區(qū)域比較紊亂。塑件的表層分子取向紊亂?？梢钥闯鲈诳椎闹車蛡?cè)壁的部分區(qū)域，分子表層取向較紊亂，在該區(qū)域易區(qū)域見圖5-8產(chǎn)生熔接痕。圖5-8分子取向紊亂的區(qū)域5.5.2充填時間和流動前沿溫度塑件充填時間的分析結(jié)果見圖5-9，可以看出填充時間為1.149s。填充完全，效果較好。圖5-9塑件填充時間的分析結(jié)果5.5.3鎖模力和螺桿速度鎖模力的分析結(jié)果見圖5-10，可以看出最大壓力小于13t即130KN，小于注塑機的最大16徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)鎖模力250KN，符合要求。圖5-10鎖模力的分析結(jié)果推薦的螺桿轉(zhuǎn)速見圖5-11，可供實際生產(chǎn)參考。圖5-11推薦的螺桿轉(zhuǎn)速5.6塑件的冷卻分析冷卻分析用于判斷冷卻系統(tǒng)的冷卻效果，根據(jù)冷卻模擬所計算出的冷卻時間來確定成型周期。另外通過冷卻分析來優(yōu)化冷卻管的布局，以此來降低成型周期，提高生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)分析結(jié)果見圖5-13，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計過程將在第8章中介紹，此處省略。流進17徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)的冷卻液溫度為25，流出的冷卻液溫度為25.23，溫差小于2，冷卻系統(tǒng)沒有問題。:C:C:C圖5-13冷卻系統(tǒng)分析結(jié)果18徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)6澆注系統(tǒng)設(shè)計所謂澆注系統(tǒng)是指從主澆道的始端到型腔之間的熔體流動通道。其作用是使塑料熔體平穩(wěn)而有序地填充到型腔中，以獲得組織致密、外形輪廓清晰的塑件。因此，澆注系統(tǒng)非常重要。6.1主流道的設(shè)計通常主流道位于模具的中心熔料的入口處，它將注射機的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀一般為圓錐形狀，以便熔體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。(1)主流道尺寸主流道的長度:小型模具L應(yīng)盡量小于60mm，本次設(shè)計中初取20mm進行設(shè)計。主主流道小端直徑:d=注射機噴嘴尺寸+mm=mm=3.5mm式(6.1)，，，，0.5~13，0.5主流道大端直徑:'式(6.2)d,d，2Ltan(α/2)?5mm主式中?。,,3主流道球面半徑:SR0=注射機噴嘴球半徑+mm=mm=14mm式(6.3)，，，，1~212，2球面的配合高度:h=3mm。(2)主流道的凝料體積:,,222233V,L(R，r，Rr),，48，(2.5，1.75，2.3，1.75),286.5mm,0.29cm主主主主主主33式(6.4)(3)主流道當(dāng)量半徑:2.5，1.75式(6.5)R,,2.125mmn2(4)主流道澆口套的形式澆口套為標準件，可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸，易磨損。對材料要求嚴格，因而盡管小型注射?？梢詫⒅髁鞯罎部谔着c定位圈設(shè)計成一個整體，但考慮19徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)上述因素，通常仍然將其分開來設(shè)計，以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單[2]。本設(shè)計中采用T10A，熱處理淬火表面硬度為50~55HRC。獨加工和熱處理6.2分流道設(shè)計(1)分流道的布置形式在設(shè)計分流道時主要考慮的是盡量減少熔體流動時的壓力損失和溫度降低，同時盡量減少分流道的容積，采用的是平衡式分流道。(2)分流道的長度由于流道設(shè)計簡單，根據(jù)兩個型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道較短，所以分流道長度L取30mm。分(3)分流道截面形狀常用的截面形狀有圓形、梯形、U形、矩形和六角形等。為了便于加工和凝料的脫模，分流道大多設(shè)計在分型面上。本設(shè)計采用梯形截面，其加工工藝性好，而且熔體的熱量散失、流動阻力均不大。(4)分流道截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗公式可以計算出分流道的直徑為:式(6.6)D,(0.8，0.9)D,0.8×5mm,4mm主分設(shè)梯形的下底寬度為，底面圓角的半徑R=1mm，并設(shè)置梯形的高度h=3.5mm，該x梯形的截面積為:2×3.5tan8×h1(x，x，)2式(6.7)(3.5tan8?)×3.5×πDA,,x，,分分24經(jīng)計算可得?3,則梯形的上底約為3.5mm。x(5)凝料體積1)分流道的長度L=30×2mm=60mm。分222)分流到截面積A=(3+3.5)/2×3.5mm=11.375mm分3)凝料體積:33式(6.8)V,LA,60×11.375,796.25mm?0.80cm分分分(6)校核剪切速率確定注射時間:查相關(guān)資料得t=1.0s。20徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)分流道體積流量:，VV0.80，4.80分塑3式(6.9),,,5.6cm/sq分t1.0剪切速率:33.3q3.3，5.6，10分2-1，,式(6.10),,,7.0，10s分34,R3分3.14，()223-1該分流道的剪切速率處于澆口主流道與分流道的最佳剪切速率5×10~5×10S之間。所以，分流道的剪切速率合格。6.3澆口設(shè)計注塑模的澆口種類很多，按結(jié)構(gòu)形式可將其分為點澆口、側(cè)澆口、潛伏式澆口、中心澆口、直接澆口等。本塑件要求不允許有裂紋和變形缺陷，外表面質(zhì)量要求較高，而且采用一模兩腔注射，為了便于調(diào)整充模時的剪切速率，因此采用側(cè)澆口。其截面簡單，易于加工，便于試模后修正。(1)澆口尺寸的確定1)側(cè)澆口的深度:式(6.11)h,nt,0.7×1.8,1.26?1.3mm式中t——塑件的壁厚，這里t=1.8mm;N——塑料成型系數(shù)，對于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。2)側(cè)澆口的寬度:nA0.7，3598.16式(6.12)B,,,1.45cm,1.5cm3030式中A——表示凸模的內(nèi)表面積;n——表示塑料成型系數(shù)，對于ABS，其成型系數(shù)n=0.7。3)側(cè)澆口的長度L一般選用0.7~2.5mm,這里取L=0.7mm。澆澆(2)校核澆口的剪切速率:1)確定注射時間:查相關(guān)資料得t=1.0s。2)分流道體積流量:21徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)V4.8333塑式(6.13)q,,,4.8cm/s,4.8，10mm/s澆t1.03)澆口的剪切速率:根據(jù)點澆口經(jīng)驗公式33.3q3.3q3.3，4.8，104-1澆澆,，,,,,2.61，10s式(6.14)澆331.5，1.3,R3/2Bh,,澆3.14，(),,,3.14,,,45-1該澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率10~10S之間。所以，澆口的剪切速率合格。6.4校核主流道剪切速率確定注射時間:查相關(guān)資料得t=1.0s。主流道體積流量:，，VVnV0.29，0.8，2，4.8主分塑3,,,10.69cm/sq主t1式(6.15)剪切速率:33.3q3.3，10.69，10主3-1，,,,,1.17，10s主33,R3.14，2.125主式(6.16)23-1主流道內(nèi)熔體的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率5×10~5×10S之間。所以，主流道的剪切速率合格。6.5冷料穴設(shè)計冷料穴位于主流道正對面的動模板上，其作用主要是收集熔體前鋒的冷料，防止冷料進入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計采用較為常見的帶Z形拉料桿的冷料穴，開模時，利用拉料桿的鉤形頭部將凝料從主流道中拉出。22徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)7注塑模具成型零件及模架確定7.1凹模結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計7.1.1凹模的設(shè)計1)凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同可將[2]其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四種。根據(jù)對塑件的結(jié)構(gòu)分析，本設(shè)計采用整體式凹模。如圖7-1所示。圖7-1整體式凹模2)凹模徑向尺寸的計算，0.30塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差;l,107.5mm,107.8mm,,0.5mms11,0.2,0.5，0.20，相應(yīng)的塑件制造公差;l,48.0mm,48.2mm,,0.3mms22,0.1,0.3,，，0.083，0.083z1L,[(1，S)l,x,],[(1，0.005)，107.8,0.6，0.5]mm,108mmMCPs1111000式(7.1),，，0.05，0.05z2L,[(1，S)l,x,],[(1，0.005)，48.2,0.6，0.3]mm,48.3mmMCPs2222000式(7.2)式中——塑件的平均收縮率，查相關(guān)資料可得ABS的收縮率為0.3%~0.8%，所Scp以平均收縮率(下同);S,0.005cp——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取;xxx,x,0.612,——塑件上相應(yīng)尺寸的公差(下同);23徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)1——塑件上相應(yīng)制造公差，對于中小型零件取(下同)。,,,,zz63)凹模深度尺寸的計算0塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差。H,5,0.1mm,5.1mm,,0.2mms11,0.2,，，0.03，0.03z1H,[(1，S)H,x,],[(1，0.005)，5.1,0.6，0.2]mm,5mmMCPs1111000式(7.3)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.7之間，此處取。x,0.6x17.1.2凸模設(shè)計1)凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計凸模是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通?？梢苑譃檎w式和組合[2]式兩種類型。通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析，選用整體式凸模。如圖7-2所示。圖7-2整體式凸模2)凸模徑向尺寸的計算，0.3，0.5塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差;l,103.9mm,103.7mm,,0.5mms11,0.20，0.2，0.3，相應(yīng)的塑件制造公差。l,44.4mm,44.3mm,,0.3mms22,0.10000l,[(1，S)l，x,],[(1，0.005)，103.7，0.7，0.5]mm,104.6mmMCPs,,,,11110.0830.083z1式(7.4)000l,[(1，S)l，x,],[(1，0.005)，44.3，0.7，0.3]mm,44.7mmMCPs,,,,22220.050.05z2式(7.5)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取。xx,x,0.712，0.23)塑件尺寸的轉(zhuǎn)換:，相應(yīng)的塑件制造公差。h,5,0.1mm,4.9mm,,0.2mms220000h,[(1，S)h，x,],[(1，0.005)，4.9，0.6，0.2]mm,5mmMCPs,,,,22220.030.03z224徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)式(7.6)式中——系數(shù)，查相關(guān)資料可知一般在0.5~0.8之間，此處取。xx,0.627.2合模導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計每套塑料模具都要設(shè)有導(dǎo)向機構(gòu)，在模具工作時，導(dǎo)向機構(gòu)可以維持動模與定模的正確合模，合模后保持型腔的正確形狀。同時，導(dǎo)向機構(gòu)可以引導(dǎo)動模按順序合模，防止型芯在合模過程中損壞，并能承受一定的側(cè)向力。對于采用三板模式結(jié)構(gòu)模具，導(dǎo)柱可以承受卸料板和定模型腔板的重載作用。對于大型模具的脫模機構(gòu)，或脫模機構(gòu)中有細長推桿時，需要導(dǎo)向機構(gòu)來維持機構(gòu)運動的平穩(wěn)。對于型腔較大較深的注塑模具，或塑件精密度較高、壁厚較薄的模具，在模具中不僅要設(shè)計導(dǎo)柱導(dǎo)向，還必須在動模與定模之間增設(shè)定位機構(gòu)來滿足模具的精度要求。導(dǎo)向機構(gòu)有兩類:導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)、錐面和合模銷釘定位裝置。本設(shè)計采用的是導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)。導(dǎo)柱主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是帶頭直通式導(dǎo)柱，另一種是有肩導(dǎo)柱，其中前者用于中小型模具，后者用于大型模具。由于本設(shè)計是中小模具，所以選擇帶頭直通式導(dǎo)柱，最終設(shè)計如圖7-3。導(dǎo)套可分為直導(dǎo)套、帶頭導(dǎo)套。導(dǎo)向孔通常需要打通，使導(dǎo)柱進入時氣體逸出，不產(chǎn)生反向壓力。本設(shè)計選擇的導(dǎo)套為帶頭導(dǎo)套，最終設(shè)計如圖7-4。圖7-3導(dǎo)柱25徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)圖7-4導(dǎo)套7.3側(cè)向抽芯機構(gòu)設(shè)計7.3.1抽芯距的計算通常抽芯距要比塑件側(cè)孔深度大2~3mm，由此可以算出抽芯距離:式(7.7)S,h，(2~3)mm,1，2,3mm抽式中——表示抽芯距;S抽H——表示滑側(cè)向槽深，h=1mm;7.3.2斜導(dǎo)柱的設(shè)計斜導(dǎo)柱的長度與抽芯距、斜導(dǎo)柱直徑、斜導(dǎo)柱大端直徑和傾斜角的大小有關(guān)?？赏ㄟ^下面公式算出:DhdS,,L,L，L，L，L，L,tan，，tan，，(8~15)mm,40mm12345,,2cos2sin式(7.8)式中D——表示斜導(dǎo)柱的大端直徑，D=10mm;h——表示斜導(dǎo)柱固定板的厚度，h=20mm;d——表示斜導(dǎo)柱的直徑，d=5mm;,,——表示斜導(dǎo)柱的傾斜角，=;,1026徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)L——表示斜導(dǎo)柱的總長度;——表示斜導(dǎo)柱的有效長度。L4最小開模行程，小于開模行程。H,Scot,,17mm為了簡化設(shè)計，斜導(dǎo)柱與固定板之間采用過度配合，公差等級H7/m6。為了使抽芯動作順利完成而不產(chǎn)生干涉，通常，斜導(dǎo)柱與孔之間有縫隙。斜導(dǎo)柱孔的直徑為:,。d,d，0.5mm,5.5mm抽拔力為:,3,3,,,6F,lhp(fcos,,sin,),13，10，0.5，10，(0.15，cos1,sin1)N,8.614，10N1式(7.9)式中——表示滑塊被塑件包緊的斷面形狀周長，=13mm;ll——表示塑件對型芯單位面積的擠壓力，取值范圍是8~12Mpa,這里取10Mpa;p,——表示脫模斜度，=1;,,——表示塑料與鋼的摩擦系數(shù)，=0.15。ff很顯然導(dǎo)柱是合格的。7.3.3導(dǎo)向、楔緊與定位裝置的設(shè)計(1)導(dǎo)滑槽的設(shè)計滑塊在導(dǎo)槽中活動必須順利平穩(wěn)，不發(fā)生卡滯、跳動等現(xiàn)象，常見的導(dǎo)滑形式有很多，本設(shè)計所采用的導(dǎo)滑形式見圖7-5。圖7-5滑塊的導(dǎo)滑形式(2)楔緊塊的設(shè)計為了防止活動型芯和滑塊在成型過程中受力移動，滑塊應(yīng)采用楔緊塊鎖緊，常用的鎖緊形式有:整體式楔緊塊鎖緊、鑲拼式楔緊塊鎖緊、嵌入式楔緊塊鎖緊。本設(shè)計采用嵌入式楔緊塊鎖緊，具體形式見圖7-6。27徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)圖7-6嵌入式楔緊形式7.3.4斜推桿側(cè)向抽芯機構(gòu)的設(shè)計此次設(shè)計的手機上蓋的內(nèi)側(cè)存在倒扣，需要進行內(nèi)側(cè)抽芯。綜合考慮幾種常見的抽芯機構(gòu)的特點，最終決定采用斜推桿側(cè)向抽芯機構(gòu)，具體形式見圖7-7。圖7-7斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)采用內(nèi)側(cè)抽芯時，斜推桿的頂端面應(yīng)低于型芯頂面0.05~0.10mm，以免推出時阻礙滑塊的徑向移動。另外，在可以推出的情況下，斜推桿的斜度角“α”盡量選用較小角度，斜推角α一般不大于20?。經(jīng)計算最后設(shè)計的斜推桿的相關(guān)尺寸如圖7-8。28徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)圖7-8斜推桿7.4脫模機構(gòu)設(shè)計7.4.1脫模力的計算因為矩形塑件內(nèi)壁長寬尺寸與壁厚之比:ab，103.9，44.4,式(7.10),,,26,10,t,,1.8所以此塑件為薄壁矩形塑件。根據(jù)以下公式可以計算出脫模力:,,8tESLcos(f-tan)F,，0.1A脫,(1-)K23,,8，1.8，1.8，10，0.005，103.9，cos1，0.45,tan1，，,，0.1，2151.71,8469.27N(1,0.3)，1.0079式(7.11)式中E——塑料的彈性模量(1800MPa);L——凸模被包緊部分的長度(103.9mm);1——脫模斜度();,S——塑料成型的平均收縮率(0.5%);F——摩擦系數(shù)，一般取0.45;t——塑件的壁厚(1.8mm);——由與f決定的無因次數(shù)，;K,K,1，fsin,cos,,1.00792229徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)——塑料的泊松比(0.3);,2A——塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積(2151.71mm)。7.4.2塑件脫出機構(gòu)推桿的直徑計算:112244,,LF,,88，8469.27脫,,,,d,k,1.5，,4.03mm式(7.12)5,,,,nE6，2.1，101,,,,當(dāng)前，推桿已制成標準件，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)計算結(jié)果盡量在相應(yīng)的標準尺寸中選取，所d,5mm以取;式中——推桿長度(88mm);L1——單個塑件的推桿數(shù)量，取1;nn15——推桿材料的彈性模量(2.1×10MPa);E——安全系數(shù)，取=1.5。kk強度校核推桿直徑確定后，還應(yīng)進行強度校核:4F4，8469.27脫式(7.13),,,,,,107.89MPa,,壓壓221nd4，3.14，5,1所以推桿是合格的。式中——推桿材料的許用壓應(yīng)力(200Mpa)。,,,壓7.5模架的確定模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)。對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好，可以以塑件布置在推桿推出的范圍之內(nèi)及復(fù)位桿與型腔保持一定的距離為原則來確定模架的大小，可以大致按下列經(jīng)驗公式來計算:塑件在分型面上的投影面寬度須滿足:W'W',W2,10mm塑件在分型面上的投影面寬度L'須滿足:L',lt,d,30mm式中——表示塑件在分型面上的投影寬度;W'——表示推板寬度;W2——表示塑件在分型面上的投影長度;L'——表示復(fù)位桿在長度方向上的間距;lt——表示復(fù)位桿直徑。d塑件在分型面上的投影面寬度塑件在分型面上的投影面寬度W',107.5mm，根據(jù)上面公式最終選擇的模架規(guī)格為W×L=200mm×250mmm。具體參數(shù)見零L',166mm件圖。30徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)8冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)設(shè)計一般注射到模具內(nèi)塑料溫度為200?左右，而熔體固化后從模具型腔中取出時其溫度在60?左右的塑件都應(yīng)設(shè)置冷卻系統(tǒng)，從而提高塑件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。冷卻系統(tǒng)的計算很復(fù)雜，在此只進行簡單的計算。8.1冷卻系統(tǒng)的設(shè)計8.1.1冷卻介質(zhì)ABS屬于中等黏度材料，其成型溫度及模具溫度分別為200?和50~80?。因此，模具溫度初步選為50?，用常溫水對模具進行冷卻。8.1.2冷卻系統(tǒng)的簡單計算(1)單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體總質(zhì)量W1)塑料制品的體積:V=V+V+nV=0.29+0.80+2×4.80=10.69cm3式(8.1)主分塑2)塑料制品的質(zhì)量:，=10.691.02=10.9038g式(8.2)m,V,[2]由于塑件壁厚為1.8mm，可查表4-34，取綜合冷卻時間t=7.4s，取注塑時間t=1.0s，冷注脫模時間t=8s，則注塑周期:脫t=t+t+t=7.4+1+8=16.4s式(8.3)冷注脫由此得每小時注射次數(shù):N=(3600/16.4)次=220次式(8.4)單位時間內(nèi)注入模具中的塑料熔體的總質(zhì)量:，=22010.9038×10-3kg/h=2.40kg/h式(8.5)W,Nm(2)確定單位質(zhì)量的塑件在凝固時所放出的熱量:Qs[2]查表4-35直接可知ABS的單位熱流量的值的范圍在(310~400)kJ/kg之間，故Qs可取=370kJ/kg。Qs(3)計算冷卻水的體積流量q:v設(shè)冷卻水道入口的水溫為?，出水口的水溫為?，取水的密度,,22,,25213，水的比熱容為C=4.187kJ/(kg??)。則根據(jù)公式可得:,,1000kg/mWQ2.400，370sq,,,0.00118m3/minv，，，，,c,,60,60，1000，4.187，25,2212式(8.6)(4)確定冷卻水路的直徑d:3[2]當(dāng)=0.00118m/min時，根據(jù)表4-30知，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取模具冷卻q,31徐州工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)水管的直徑d=6mm。:(5)冷卻水在管內(nèi)的流速,4q4，0.00118,,===0.3915m/s式(8.7)2260，3.14，0.00660，,,d[2](6)求冷卻管壁與水交界面的膜傳熱系數(shù)h，因為平均水溫為23.5?，查表4-31f,6.7可得，則有:87f()4.187，6.7，1000，0.3915，，,,32h,,,8.74×10KJ/m.h.?0.20.2d0.006式(8.8)(7)計算冷卻水通道的導(dǎo)熱總面積A:WQ2.4，3702sA==式(8.9),0.003834m3h,,，，8.74，10，50,23.5(8)計算模具所需冷卻水管的總長度L:0.003834AL==式(8.10),0.153m,153mm,,d3.14，0.006(9)冷卻水路的根數(shù)x設(shè)每條水路的長度為=200mm，則冷卻水路的根數(shù)為:l153Lx,==0.76根式(8.11)l200由上述計算可以看出，一條冷卻水路對于模具來說顯然是不合適的，因此，應(yīng)根據(jù)具體的情況而調(diào)整。8.1.3冷卻水路的設(shè)計(1)冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則1)動、定模要分別冷卻，保持冷卻平衡。2)孔徑與位置，一般塑件的壁厚越厚水管孔徑越大。其塑件的壁厚、孔徑的大小以[2]及孔的位置的關(guān)系可以參考4-32選擇。3)冷卻水孔的數(shù)量越多，模具內(nèi)溫度梯度越小，塑件冷卻越均勻。4)冷卻通道可以穿過模板與鑲件的交界面，但是不能穿過鑲件與鑲件的交界面，以免漏水。5)盡可能使冷卻水孔至型腔表面的距離相等。6)澆口處應(yīng)加強冷卻。7)應(yīng)降低進水與出水的溫差。8)標記出冷卻通道的水流方向。9)合理