分類垃圾桶底座熱流道注射成型工藝及模具設計_畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 于注塑機的最大開模距離。塑 件的總厚度約為 65mm 左右，頂出距離最大為 20mm 左右即可，加上模具的總厚度 526 ㎜，而注塑機的最大開模行程為 700 mm，該模具又為熱流道（無凝料）。所以， 開模行程與塑件推出距離相匹配。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 8 第二章 垃圾桶底座的 Moldflow 模流分析 MOLDFLOW 軟件簡介 Moldflow 公司為一家專業從事塑料計算機輔助工程分析（ CAE）的跨國性軟件和咨詢公司。自從 1978 年美國 Moldflow 公司發行了世界上第一套流動分析軟件，幾十年來以不斷的技術改革和創新一直主導著 CAE 軟件市場。 Moldflow 以市場占有率 87％及連續五年 17％的增長率成為全球主流分析軟件。公司有遍布全球 60 個國家超過 8000 家用戶 ,在世界各地都有Moldflow 的研發單位及分公司。 Moldflow 擁有自己的材料測試檢驗工廠，為分析軟件提供多達 8000余種材料選擇，極大提高分析準確度。從設計到加工 Moldflow 提供全套解決方案，讓用戶輕松擁有高品質產品，是企業面向世界的必經之路。Moldflow 的產品用于優化制件和模具設計的整個過程 , 提供了一個整體解決方案。 Moldflow 軟硬件技術為制件設計、模具設計、注塑生產等整個過程提供了非常有價值的信息和建議。 Moldflow 系列產品主要包括： MPA： Moldflow Plastic Advisers(快速試模分析 ) MPI： Moldflow Plastic Insight(高級成型分析 ) 垃圾桶底座塑件的有限元模型的建立 Moldflow 作為成功的注塑產品成型仿真及分析軟件，采用的基本思想也是工程領域中最為常見的有限元方法。 簡單說來，有限元方法就是利用假想的線或面將連續介質的內部和邊界分割成有限大小的，有限數目的，離散的單元來研究。這樣，就把原來一個連續的整體簡化成有限個單元的體系，從而得到真實結構的近視模型，最終的數值計算就是在這個離散化的模型上進行的。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 9 有限元網格劃分 將三維數據導入到 Moldflow 中，由于本制件尺寸為 424 290 65mm，網格的單位格不能太大或太小，因為網格太大則模擬不夠準確，網格太小則計算機模擬時間非常長甚至模擬不成功。這里劃分網格的 Global edge lenth 選 10mm，劃分后很好的保證了模擬的精度，并且使電腦計算量不大。劃分網格后，經過網格狀態統計后，一般網格都會出現各種問題，尤其是大型制件。 大型制件網格的好壞直接影響模擬的精度，不好的網格甚至模擬錯誤或模擬不成功 。網格經修復后，網格示意圖如下： 圖 有限元網格模型 其中網格的三角形（ Surface triangles）數量為 26538，節點（ Nodes）數量為 13577，自由邊與非重疊邊全部為零，網格匹配率為 %，三角形最大縱橫比為 ，最小縱橫比為 ，滿足流動分析、翹曲分析及冷卻分析對網格的要求。 塑料制件的選材 材料選擇 Borealis 公司的 PP，產品代號為 HJ320P，產品無其他添加劑。其固體密度 g/cm3,熔體密度 g/cm3,彈性模量 1340Mpa，泊松比 ，剪切模量 。最大剪切應力： ,最大剪切速率分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 10 24000S1。 本材料推薦的加工工藝為： 模具表面溫度： 50℃ ,溫度范圍 20℃ 80℃。 熔體溫度 : 230℃，溫度范圍 200℃ 280℃。 聚丙烯不同溫度下黏度與剪切速率的關系圖 圖 不同溫度下黏度與剪切速率的關系圖 Moldflow 的流動填充分析 對于塑料注射成型來說，最重要的是控制塑料在模具中的流動方式。制品的許多缺陷，如氣穴、熔接痕、短射乃至制品的變形、冷卻時間等，都與樹脂在模具中的流動方式有關。 MPI/Flow 通過對熔體在模具中的流動行為進行模擬，可以預測和顯示熔體 流動前沿的推進方式、填充過程中的壓力和溫度變化、氣穴和熔接痕的位置等，幫助工藝人員在試模前對可能出現的缺陷進行預測，找出缺陷產生的原因并加以改進，提高一次試模的成功率。 （ 1）填充和保壓轉換分析 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 11 圖 填充時間 如圖所示：填充時間為 秒，等高線的在各塊區域間距都相等，說明料流前鋒的前進速度有階段性的一致，填充基本平衡。而且當填充平衡時，產品末端的填充時刻一致，都在 2s 左右。 具體填充過程如下： 表 填充過程 Filling phase: Status: V = Velocity control P = Pressure control V/P= Velocity/pressure switchover || | Time | Volume| Pressure | Clamp force|Flow rate|Status | | (s) | (%) | (MPa) | (tonne) |(cm^3/s) | | || | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 12 | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V/P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | |Filled | || 從這個填充過程來看，在 t= 秒之前，隨著時間的增加，垃圾桶底座制件體積逐漸的增加，注塑壓力，鎖模力及熔體流動速率也逐漸增大，當t= 秒時，制件體積達到 %，這時注塑壓力，鎖模力及熔體流動速率達到最大，隨著時間繼續增加，制件體積從 %逐漸增大到 100%,但注塑壓力，鎖模力及熔體流動速率已經在慢慢減小了。所以稱 V/P 狀態為填充率保壓切換點。 分類垃圾桶底座熱流道注射模成型工藝及設計 13 第三章 澆注系統的設計和排溢系統的計 澆 注系統 的選定 澆注系統是 引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，它具有傳質﹑傳壓﹑和傳熱的功能，對制品質量影響很大 。它的設計合理與否，直接影響著模具的整體結構及其工藝操作的難易。 傳統的冷流道模具，熔融的塑料原料在被注入型腔前就已在流道中降溫，致使其粘度增高，流動性降低，導致注塑壓力較大，增大了產品的內應力，從而出現產品變形、表面性能和力學性能降低等方面的問題。而熱流道模具具有改善產品質量 、 節省塑料原材料能 、節約能源、 提高生產效率等優點。并且隨著科技的不斷進步，熱流道模具將越來越廣泛地應用在塑 料模具行業當中。因此我們采用熱流道模具。 流道的設計與定位圈的設計 主流道設計 主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴注射出的熔體導入分流道或型腔中。此模具為一模一件，且主流道直接開在塑件幾何中心，但由于它兩邊對稱，我們另開分流道。主流道的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和流道的清理。 主流道設計要點如下： 1） 主流道通常設計成圓錐形，其錐角 2～ 4 度，對流動性較差的塑料可取 3～ 6 度，以便于凝料從主流道中拔出。內壁表面粗糙度應在 m 以下，拋光時沿軸向進行。在這里我們 采用 2度。 2） 為防止主流道與噴嘴處溢料，主流道對接處緊密對接，主流道對接處應制成半球形凹坑，其