毕业论文分类垃圾桶底座热流道注射成型工艺及模具设计(编辑修改稿)

毕业论文分类垃圾桶底座热流道注射成型工艺及模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

直主导着 CAE 软件市场。 Moldflow 以市场占有率 87％及连续五年 17％的增长率成为全球主流分析软件。 公司有遍布全球 60 个国家超过 8000 家用户 ,在世界各地都有Moldflow 的研发单位及分公司。 Moldflow 拥有自己的材料测试检验工厂，为分析软件提供多达 8000余种材料选择，极大提高分析准确度。 从设计到加工 Moldflow 提供全套解决方案，让用户轻松拥有高品质产品，是企业面向世界的必经之路。 Moldflow 的产品用于优化制件和模具设计的整个过程 , 提供了一个整体解决方案。 Moldflow 软硬件技术为制件设计、模具设计、注塑生产等整个过程提供了非常有价值的信息和建议。 Moldflow 系列产品主要包括： MPA： Moldflow Plastic Advisers(快速 试模分析 ) MPI： Moldflow Plastic Insight(高级成型分析 ) 垃圾桶底座塑件的有限元模型的建立 Moldflow 作为成功的注塑产品成型仿真及分析软件，采用的基本思想也是工程领域中最为常见的有限元方法。 简单说来，有限元方法就是利用假想的线或面将连续介质的内部和边界分割成有限大小的，有限数目的，离散的单元来研究。 这样，就把原来一个连续的整体简化成有限个单元的体系，从而得到真实结构的近视模型，最终的数值计算就是在这个离散化的模型上进行的。 分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 9 有限元网格划分 将 三维数据导入到 Moldflow 中，由于本制件尺寸为 424 290 65mm，网格的单位格不能太大或太小，因为网格太大则模拟不够准确，网格太小则计算机模拟时间非常长甚至模拟不成功。 这里划分网格的 Global edge lenth 选 10mm，划分后很好的保证了模拟的精度，并且使电脑计算量不大。 划分网格后，经过网格状态统计后，一般网格都会出现各种问题，尤其是大型制件。 大型制件网格的好坏直接影响模拟的精度，不好的网格甚至模拟错误或模拟不成功。 网格经修复后，网格示意图如下： 图 有限元网格 模型 其中网格的三角形（ Surface triangles）数量为 26538，节点（ Nodes）数量为 13577，自由边与非重叠边全部为零，网格匹配率为 %，三角形最大纵横比为 ，最小纵横比为 ，满足流动分析、翘曲分析及冷却分析对网格的要求。 塑料制件的选材 材料选择 Borealis 公司的 PP，产品代号为 HJ320P，产品无其他添加剂。 其固体密度 g/cm3,熔体密度 g/cm3,弹性模量 1340Mpa，泊松比 ，剪切模量。 最大剪 切应力： ,最大剪切速率分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 10 24000S1。 本材料推荐的加工工艺为： 模具表面温度： 50℃ ,温度范围 20℃ 80℃。 熔体温度 : 230℃，温度范围 200℃ 280℃。 聚丙烯不同温度下黏度与剪切速率的关系图 图 不同温度下黏度与剪切速率的关系图 Moldflow 的流动填充分析 对于塑料注射成型来说，最重要的是控制塑料在模具中的流动方式。 制品的许多缺陷，如气穴、熔接痕、短射乃至制品的变形、冷却时间等，都与树脂在模具中的流动方式有关。 MPI/Flow 通过对熔体在模具中的流动行为进行 模拟，可以预测和显示熔体流动前沿的推进方式、填充过程中的压力和温度变化、气穴和熔接痕的位置等，帮助工艺人员在试模前对可能出现的缺陷进行预测，找出缺陷产生的原因并加以改进，提高一次试模的成功率。 （ 1）填充和保压转换分析 分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 11 图 填充时间 如图所示：填充时间为 秒，等高线的在各块区域间距都相等，说明料流前锋的前进速度有阶段性的一致，填充基本平衡。 而且当填充平衡时，产品末端的填充时刻一致，都在 2s 左右。 具体填充过程如下： 表 填充过程 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 | 分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 12 | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V | | | | | | | V/P | | | | | | | P | | | | | | | P | | | | | | |Filled | || 从这个填充过程来看，在 t= 秒之前，随着时间的增加，垃圾桶底座制件体积逐渐的增加，注塑压力，锁模力及熔体流动速率也逐渐增大，当t= 秒时，制件体积达到 %，这时注塑压力，锁模力及熔体流动速率达到最大，随着时间继续增加，制件体积从 %逐渐增大到 100%,但注塑压力，锁模力及熔体流动速率已经在慢慢减小了。 所以称 V/P 状态为填充率保压切换点。 分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 13 第三章 浇注系统的设计和排 溢系统的计 浇 注系统 的选定 浇注系统是 引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道，它具有传质﹑传压﹑和传热的功能，对制品质量影响很大。 它的设计合理与否，直接影响着模具的整体结构及其工艺操作的难易。 传统的冷流道模具，熔融的塑料原料在被注入型腔前就已在流道中降温，致使其粘度增高，流动性降低，导致注塑压力较大，增大了产品的内应力，从而出现产品变形、表面性能和力学性能降低等方面的问题。 而热流道模具具有改善产品质量 、 节省塑料原材料能 、节约能源、 提高生产效率等优点。 并且随着科技的不断进步，热流道模具将越来越广泛地应用在塑料模具行业当中。 因此我们采用热流道模具。 流道的设计与定位圈的设计 主流道设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。 此模具为一模一件，且主流道直接开在塑件几何中心，但由于它两边对称，我们另开分流道。 主流道的形状为圆锥形，以便于熔体的流动和流道的清理。 主流道设计要点如下： 1） 主流道通常设计成圆锥形，其锥角 2～ 4 度，对流动性较差的塑料可取 3～ 6 度，以便于凝料从主流道中拔出。 内壁表面粗糙度应在 m 以下，抛光时沿轴向进行。 在这里我们采用 2度。 2） 为防止主流道与喷嘴处溢料，主流道对接处紧密对接，主流道对接处应制成半球形凹坑，其半径 R2=R1+（ 1～ 2） mm，其小端分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 14 直径 d1=d2+（ ～ 1） mm。 凹坑深取 h=3～ 5mm。 根据我们所选注射机的型号我们取 R2=20 ㎜， d1= ㎜， h=3 ㎜。 3） 为减小料流转向过渡时的阻力，主流道大端呈圆角过渡，其圆角半径 r=1～ 3mm。 4） 在保证塑料良好成型的前提下，主流道 L 应尽量短，否则将增多流 道凝料，且增加压力损失，使塑件降温过多而影响注射成型。 通常主流道长度由模板厚度确定，一般取 L≤ 60mm。 其结构见下图，具体尺寸见零件图 定位环的设计 图 31 定位圈根据所选注射机确定出大端外径 D=150mm，且安装后大端要高出定模端面 H=5～ 10mm，这里 H=7mm，起定位作用。 热流道浇注系统的设计 浇口位置的确定 浇口位置需根据塑件的几何形状﹑结构特征﹑技术和质量要求及塑件的流动性能等因素综合加以考虑。 根据这个塑件本身的结构特点，将其定在塑件两边中心 的位置上。 热流道尺寸计算 熔体在高温时的比熔较固体时高，而且随熔体的温度而变化。 浇道内的静压力因塑料品种而异，此值可用斯宾塞方程计算。 即：（ P1+P2）（ Vω） =R’ T 因此 ω 2139。 PTRV P 分类垃圾桶底座热流道注射模成型工艺及设计 15 式中 P1———— 熔体在浇道中所首的外部压力，取 P1=121 Mpa； P2—— 熔体的内压，查表得 P2= MPa； V—— 熔体在浇到中的比容 cm3/g； ω —— 熔体在绝对温度为零度时的比容，查表得ω =； R’ —— 修正的气体常数，查表得 R’ = Mpa cm3/(gk)； T—— 熔体的绝对温度 220+273=493K； 将以上各参数代入上式得： gcm / 4930 . 2 2 9V 3＝  取注射时间为 3S,塑料制件质量 W 为 415 = 其容积流率 为 scmt WVQ / 1 93 7 37 6 3＝ 主流道容积流率 scm / 1 9 3主 分流道容积流率和浇口容积流率。