應(yīng)急燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì)【兩板模一模兩腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含S8張CAD圖紙帶開題報(bào)告+外文翻譯】-zsmj35應(yīng)急燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì)【兩板模一模兩腔】摘  要本論文主要研究的是應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì)方法。本文首先介紹了選題的依據(jù)以及選這個(gè)課題的意義，并簡(jiǎn)單介紹了注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀。然后分析了應(yīng)急燈外殼制件的工藝特點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)工藝性、成型特性與條件、材料性能等，并選定了成型設(shè)備。接著述說(shuō)了應(yīng)急燈外殼注塑模的分型面選擇、模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定及型腔數(shù)目的選定及布置，重點(diǎn)論述了成型零件、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。而后選定標(biāo)準(zhǔn)模架和模具材料，并校核注射機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù)，如最大注射量、注塑壓力等。最后闡述模具的工作原理，以及對(duì)安裝運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題予以總結(jié)、分析，并給于了對(duì)應(yīng)的解決方法。本文論述的應(yīng)急燈外殼注塑模具采用兩板式結(jié)構(gòu)，采用一模兩腔的型腔布置，最后通過(guò)推板將制件推出。在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，需用到SoliWorks軟件進(jìn)行模擬，以確定型芯型腔及澆口位。此次應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)必須來(lái)源可靠、選擇準(zhǔn)確、計(jì)算無(wú)誤，其中最大注射量及注射壓力是計(jì)算的關(guān)鍵。在工藝性上保證不影響操作的同時(shí)盡量做到了加工操作簡(jiǎn)單、方便。本設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)的應(yīng)急燈上進(jìn)行了創(chuàng)新，設(shè)計(jì)采用最領(lǐng)先技術(shù)LED顯示，并把電池裝在燈內(nèi)部，外部也更美觀。外殼的尺寸大小適中，模架也較好的選擇，模具整體不大，采用整體安裝。關(guān)鍵詞：應(yīng)急燈外殼；注塑模；兩板模；澆注系統(tǒng)；脫模機(jī)構(gòu)AbstractThe designing methods of injection mould of the Emergency light shell are mainly introduced in this paper. This paper introduces the topic basis and the significance of choosing thistopic, and briefly introduces the development status of injection mold.And then analyzes the process characteristics of emergency lamp shellparts, including the structure, characteristics and conditions of moldingprocess, material properties, and select the molding equipment.Then tell the type emergency lamp shell injection mold, mold surfacestructure and mold base selection and the number of cavities selection andlayout, emphasis, gating system, forming parts, demoulding mechanism,clamping mechanism and the cooling system design.Finally the selected standard mold and mold material, and process parameters of injection machine check, such as the maximum injection volume, injection pressure etc. The working principle of the die, as well as to the possible problems in the process of installation and operation are summarized, analysis, and give the corresponding solutions.Shell of emergency lamp injection mold in this paper adopts two plate structure, the layout of the cavity of a mould with two cavities, the push platewill work out.In the design of mold, use the SoliWorks software to simulate, in order to determine the core and cavity and runner position.Must choose accurate, reliable, accurate calculation of design parameters of the emergency lamp shell injection mold, the largest injection quantityand injection pressure is the key.In the process that does not affect the operation at the same time as far as possible the process has the advantages of simple operation, convenient.This design is the innovation in the emergency lights on the traditionaldesign, using the most advanced technology of LED display, and the battery installed in the light of internal, external and more beautiful.Moderate size of shell mold, is the better choice, overall not die, the wholeinstallation.Keyword: Emergency light shell;Injection mould;Threepence mould;Gating system;Moulding mechanism ; Space parting institutions目    錄引言1第1章  應(yīng)急燈外殼工藝性分析41.1 材料性能41.2 成型特性和條件41.3 結(jié)構(gòu)工藝性41.4 產(chǎn)品幾何形狀分析51.5 應(yīng)急燈外殼注塑工藝參數(shù)的確定91.6 初選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格9第2章  應(yīng)急燈外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)112.1 分型面的選擇112.2 確定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定122.3 確定型腔的數(shù)量和布局122.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)132.4.1主流道設(shè)計(jì)132.4.2 分流道截面設(shè)計(jì)及布局142.4.3 澆口設(shè)計(jì)及位置選擇152.4.4 澆口套的設(shè)計(jì)162.5 注塑模成型零部件設(shè)計(jì)172.5.1 成型零部件尺寸分析172.5.2塑件收縮率的影響172.5.3型腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)182.5.4 成型零件工作尺寸計(jì)算202.6 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)202.7 脫模、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)212.7.1 推出機(jī)構(gòu)的組成212.7.2 推出機(jī)構(gòu)的分類212.7.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則212.8冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)232.9 模架及模具材料的選擇24第3章  注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核253.1 最大注射量的校核253.2 注射壓力校核263.3 鎖模力校核263.4 模具厚度的校核263.5 成型零部件強(qiáng)度校核計(jì)算27第4章  模具的工作原理及安裝、調(diào)試284.1 模具的工作原理284.2 模具的安裝294.3 試模29結(jié)論31謝  辭32參考文獻(xiàn)33【詳情如下】【需要咨詢購(gòu)買全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】CAXA圖紙副本型腔板A1.dwg復(fù)位桿A2.dwg定位圈A2.dwg帶肩導(dǎo)套A2.dwg應(yīng)急燈塑件圖A1.dwg應(yīng)急燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì).doc應(yīng)急燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì)任務(wù)書.doc應(yīng)急燈外殼的注塑模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc應(yīng)急燈模具裝配圖A0.dwg支撐塊A2.dwg文件清單.txt翻譯原文.pdf翻譯譯文.doc頂桿A2.dwg 摘 要 本論文主要研究的是應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì)方法。 本文首先介紹了選題的依據(jù)以及選這個(gè)課題的意義，并簡(jiǎn)單介紹了注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀。然后 分析了應(yīng)急燈外殼制件的工藝特點(diǎn)，包括結(jié)構(gòu)工藝性、成型特性與條件、材料性能等，并選定了成型設(shè)備。接著述說(shuō)了應(yīng)急燈外殼注塑模的分型面選擇、 模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定及 型腔數(shù)目的選定及布置，重點(diǎn)論述了成型零件、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。而后選定標(biāo)準(zhǔn)模架和模具材料，并校核注射機(jī)的相關(guān)工藝參數(shù) ，如最大注射量、注塑壓力等 。最后闡述模具的工作原理，以及對(duì)安 裝運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題予以總結(jié)、分析，并給于了對(duì)應(yīng)的解決方法。 本文論述的應(yīng)急燈外殼注塑模具采用兩板式結(jié)構(gòu)，采用一模兩腔的型腔布置，最后通過(guò)推板將制件推出。 在設(shè)計(jì)模具的時(shí)候，需用到 件進(jìn)行模擬，以確定型芯型腔及澆口位。 此次 應(yīng)急燈外殼注塑模具的設(shè)計(jì) 各項(xiàng)參數(shù)必須來(lái)源可靠、選擇準(zhǔn)確、計(jì)算無(wú)誤，其中 最大注射量及注射壓力 是計(jì)算的關(guān)鍵。在工藝性上保證不影響操作的同時(shí)盡量做到了加工操作簡(jiǎn)單、方便。 本設(shè)計(jì)是在傳統(tǒng)的應(yīng)急燈上進(jìn)行了創(chuàng)新，設(shè)計(jì)采用最領(lǐng)先技術(shù) 示，并把電池裝在燈內(nèi)部，外部也更美觀。外 殼的尺寸大小適中，模架也較好的選擇，模具整體不大，采用整體安裝。 關(guān)鍵詞： 應(yīng)急燈外殼；注塑模；兩板模；澆注系統(tǒng)；脫模機(jī)構(gòu) he of of in of of of of of of as of as as to in of of in of of a of to in to of of is at as as of is in on ED in of of is 目 錄 引言 . 1 第 1 章 應(yīng)急燈外殼工藝性分析 . 4 料性能 . 4 型特性和條件 . 4 構(gòu)工藝性 . 4 品幾何形狀分析 . 5 急燈外殼注塑工藝參數(shù)的確定 . 9 選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 . 9 第 2 章 應(yīng)急燈外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 11 型面的選擇 . 11 定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定 . 12 定型腔的數(shù)量和布局 . 12 注系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 13 流道設(shè)計(jì) . 13 流道截面設(shè)計(jì)及布局 . 14 口設(shè)計(jì)及位置選擇 . 15 口套的設(shè)計(jì) . 16 塑模成型零部件設(shè)計(jì) . 17 型零部件尺寸分析 . 17 件收縮率的影響 . 17 腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 18 型零件工作尺寸計(jì)算 . 19 模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 20 模、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 20 出機(jī)構(gòu)的組成 . 20 出機(jī)構(gòu)的分類 . 20 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 . 21 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 22 架及模具材料的選擇 . 23 第 3 章 注射機(jī)相關(guān)參數(shù)校核 . 25 大注射量的校核 . 25 射壓力校核 . 25 模力校核 . 25 具厚度的校核 . 26 型零部件強(qiáng)度校核計(jì)算 . 26 第 4 章 模具的工作原理及安裝、調(diào)試 . 28 具的工作原理 . 28 具的安裝 . 29 模 . 29 結(jié)論 . 31 謝 辭 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 引言 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)及高新技術(shù)的迅速發(fā)展、 計(jì)算機(jī) 科技 的應(yīng)用，在 工業(yè) 中模具 將要變成 生產(chǎn)各種 產(chǎn)品 不可缺少的重要工藝裝備。 尤其 是在塑料產(chǎn)品的 制造和 生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用塑料模具 相當(dāng) 廣泛，在各類模具中的 重要程度 也越來(lái)越突 顯 ，成為 一系列 模具設(shè)計(jì)、制造與研 究 中最具有 表現(xiàn) 意義的模具之一。 隨著 注塑模具 不斷 成為 生產(chǎn) 塑料制造品的主要手段，且 不斷 發(fā)展成為最有前景的模具之一。注射成型是 現(xiàn)在 市場(chǎng)上最具前景 、 最常用的塑料成型 手段 之一，因此注塑模具作為塑料模的一種， 它將具有相當(dāng)大的 市場(chǎng)需求量 。因此我選應(yīng)急燈注塑模具設(shè)計(jì)作為我畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇的課題。 本課題知識(shí)點(diǎn)與涉及的知識(shí)面較多，應(yīng)用性強(qiáng)與，如模具設(shè)計(jì)、三維造型、注塑成型、二維三維軟件的應(yīng)用以及運(yùn)動(dòng)仿真。 通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)，將會(huì)培養(yǎng)和鍛煉下述幾個(gè)基本能力上（ 1）怎么選擇塑料件制品涉及及成型工藝（ 2）在一般塑料件制品成型模具的方面設(shè)計(jì)能力（ 3） 塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)、塑料制品質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、設(shè)計(jì)的能力（ 4）掌握模具設(shè)計(jì)經(jīng)常使用的商業(yè)軟件（ 同實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力（ 5）提高自己在文檔組織與檢索方面的能力（ 6）在寫論文的一般步驟及格式方法方面的掌握，并增加自己的思考、學(xué)習(xí)、解決問(wèn)題的能力，因?yàn)槲疫€沒有深入的學(xué)習(xí)過(guò)注塑模具的知識(shí)。 隨著我國(guó)模具技術(shù)的不斷迅速發(fā)展，在生產(chǎn)大型模具方面，已經(jīng)可以生產(chǎn)整體儀表板等塑料模具、汽車保險(xiǎn)杠以及超大容量洗衣機(jī)整套塑料模具和大尺寸彩電注塑模具。在機(jī)密塑料模具方面 ，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具、照相機(jī)塑料件模具及塑封模具。 在成型工藝方面，高效多色注塑模、多材質(zhì)塑料成行模、抽芯脫模機(jī)構(gòu)和鑲件互換結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)獲得了很大發(fā)展。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具不斷推廣，有些單位還應(yīng)用具有世界高端水平的針閥式熱流道模具。 現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外用于注塑模具上的先進(jìn)技術(shù)大致有以下幾種： （ 1） 熱流道技術(shù) 它是通過(guò)加熱的辦法來(lái)保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設(shè)有加熱棒和加熱圈，從注塑機(jī)噴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融， 停機(jī)后一般不需要打開流道取出凝料，再開機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。 這一技術(shù)在大批量生產(chǎn)塑件、原材料較貴和產(chǎn)品質(zhì)量要求較高的情況下尤為適用。熱流道注塑成型技術(shù)應(yīng)用范圍很廣，基本上，適用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用熱流道模具加工，許多產(chǎn)品如手機(jī)殼、按鍵、面板、尺寸要求精密的機(jī)芯部件等都是采用熱流道技術(shù)成型。一個(gè)典型的熱流道系統(tǒng)一般由如下幾大部分組成： 熱流道板（ 噴嘴（ 溫度控制器； 輔助零件。 （ 2） 氣體輔助注射成形技術(shù) 它是向模腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料 熔體，在通過(guò)特殊的噴嘴向熔體中注入壓縮氣體，氣體在熔體內(nèi)沿阻力最小的方向前進(jìn)，推動(dòng)熔體充滿型腔并對(duì)熔體進(jìn)行保壓， 當(dāng)氣體的壓力、注射時(shí)間合適的時(shí)候，則塑料會(huì)被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個(gè)中空、完整的塑件， 待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內(nèi)的氣體，開模退出制品。氣體輔助注射成形技術(shù)的關(guān)鍵就是怎么合理的把握 注入熔融的塑料的時(shí)間與充人氣體的時(shí)間的配合。氣體輔助注射可以應(yīng)用在除特別柔軟的塑料以外的任何熱塑性塑料和部分熱固性塑料。應(yīng)用氣體輔助注塑成型技術(shù)，可以提高產(chǎn)品強(qiáng)度、剛度、精度，消除縮影，提高制品表面質(zhì)量；降低注射 成型壓力以減小產(chǎn)品成型應(yīng)力和翹曲，解決大尺寸和壁厚差別較大產(chǎn)品的變形問(wèn)題；簡(jiǎn)化澆注系統(tǒng)和模具設(shè)計(jì)，減少模具的重量減少塑件產(chǎn)品的重量，減少成型時(shí)間以降低成本和提高成型效率等。氣體輔助成形周期可分為如下六個(gè)階段：塑料熔體填充階段、切換延遲時(shí)間、氣體注射階段、保壓階段、氣體釋放階段、推出階段。 （ 3） 共注射成形技術(shù) 它是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或者不同色澤的塑料同時(shí)或者先后注射進(jìn)入同一模具內(nèi)的成形方法。國(guó)內(nèi)使用的多為雙色注塑機(jī)。采用共注射成形方法生產(chǎn)塑料制品時(shí)，最重要的工藝參數(shù)是 注射量、注射速度和模具溫度 1。 （ 4） 反應(yīng)注射成形技術(shù) 它是將兩種或者兩種以上既有化學(xué)反應(yīng)活性的液態(tài)塑料（單體）同時(shí)以一定壓力輸入到混合器內(nèi)進(jìn)行混合，在將均勻混合的液體迅速注入閉合的模具中，使其在型腔內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)而固化，成為具有一定形狀和尺寸的塑料制品通常這種成形過(guò)程稱之為 在制造方面， 術(shù)的應(yīng)用上了一個(gè)新臺(tái)階，一些企業(yè)引進(jìn) 統(tǒng)，并能支持 術(shù)對(duì)成形過(guò)程進(jìn)行分析。近年來(lái)我國(guó)自主開發(fā)的塑料膜 統(tǒng)有了很大發(fā)展，如北航華正軟件工程 研究所開發(fā)的 統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 統(tǒng)及 件等。 優(yōu)化模具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和型件的 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)量和縮短制造周期；研究、應(yīng)用針對(duì)各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)多樣化和個(gè)性化，應(yīng)用快速原型制造技術(shù)和快速制模技術(shù)，以快速制造成塑料注塑模，縮短新產(chǎn)品試制周期。這些是未來(lái) 5 20 年注塑模具生產(chǎn)技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下 幾個(gè)方面： 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 術(shù)。 件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的 3 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這 項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。 開發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件 的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要 1。 第 1 章 應(yīng)急燈外殼工藝性分析 料性能 圖 示為應(yīng)急 燈外殼立體圖，材料為 觀黑色，精度等級(jí)一般（ 4 級(jí)精度），制品表面光滑美觀，帶有精細(xì)花紋。 熱塑性塑料，密度 拉強(qiáng)度 30 50彎強(qiáng)度 41 79伸彈性模量 1587 2277曲彈性模量 1380 2690縮率 2。該材料綜合性能好，沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定，易于成型，耐熱和耐腐蝕性也較好，并具有良好的耐寒性。是目前產(chǎn)量最大、運(yùn)用最廣泛的一種塑料 2。 圖 急燈外殼立體圖 型特性和條件 其吸濕性強(qiáng)，塑料在成型前必須充分預(yù)熱干燥（ 80 90下至少干燥 2 小時(shí)），使其含水量小于 對(duì)于要求表面光澤的零件，塑料在成型前更應(yīng)該進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間預(yù)熱（ 80 90下至少干燥 3 小時(shí)） 2。 塑料加熱溫度對(duì)塑料的質(zhì)量影響較大，溫度過(guò)高易于分解（分解溫度 270） ,一般料筒溫度為 180 260，建議溫度 245 成型時(shí)宜采用較高的加熱溫度（ 對(duì)精度較高的塑件 ， 模溫宜取 50 對(duì)高光澤耐熱塑件 ， 模溫宜取 60和較高的注射壓力（柱塞式注射機(jī)：料溫 180 230，注射壓力 100 140桿式注射機(jī)：溫度 160 220，注射壓力 70 1003。 構(gòu)工藝性 零件壁厚基本均勻，所有壁厚均大于塑件的最小壁厚 1助 件分 析可知注塑成型時(shí)不會(huì)發(fā)生填充不足現(xiàn)象。塑件為殼體類制件 , 外表面為可見光亮面 ,制件上表面有有 19 個(gè)孔，中間開了一個(gè)凹槽，凹槽中心有個(gè)起連線作用的大孔，大孔四周有 4 個(gè)固定 面板的孔唇，上表面四周分布起裝飾作用的燈，還有精美文字，總體尺寸為長(zhǎng) 200 200 50制件雖小，但結(jié)構(gòu) 復(fù)雜，需采用兩板雙分型結(jié)構(gòu)，制造精度要求稍高。 品幾何形狀分析 (1)側(cè)孔、內(nèi)螺紋與圓弧面 在龍頭殼體設(shè)計(jì)中，為了產(chǎn)品的美觀大方，患有消費(fèi)者使用起來(lái)比較方便，側(cè)孔是必須的，另外內(nèi)螺紋是為了安裝調(diào)節(jié)水量大小而設(shè)計(jì)的，圓弧面是為了盡量減少水壓力的損失，盡量減少降低水流動(dòng)的而設(shè)計(jì)的，所以這些是必須的。在現(xiàn)代日常生活當(dāng)中，消費(fèi)者追求的不再是便宜，首先是美觀實(shí)用，價(jià)格實(shí)惠，更是要符合人體工程學(xué)，為此，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求進(jìn)一步提高，而圓弧則是這種要求 3。 (2)脫模斜度 在塑料制品的成型中為了便于將制品從 模具內(nèi)脫出，制品的內(nèi)外壁必須有足夠的脫模斜度。脫模斜度與塑料品種、制品的形狀、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān) ， 一般情況下 30 2之間選取。一些常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)參閱表 表 常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 塑料名稱或代號(hào) 脫模斜度 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 30 1 龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚 40 1 30 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃 50 2 熱固性塑料 20 1 選擇塑件的脫模斜度時(shí)，應(yīng)遵循一下原則： 應(yīng)盡量選擇較大的脫模斜 度，使制品容易脫出。 當(dāng)塑件收縮率較大時(shí)，應(yīng)選用較大的脫模斜度。 當(dāng)制品的壁較厚時(shí)，成型后的收縮量大，此時(shí)，應(yīng)選用較大的脫模斜度。 高大的制品，應(yīng)盡量選用較小的脫模斜度。 精度較高的制品，選用較小的脫模斜度。 如果要求制品在脫模后留在型芯一側(cè)時(shí)，則內(nèi)表面的脫模斜度要比外表面的小。 制品高度和孔的深度較小時(shí)（內(nèi)孔深 3 6 6 10 10 14 14 18 18 24 24 30 30 40 頭殼體塑件的具體尺寸的公差可以根據(jù)上表一般公差 6級(jí)來(lái)確定，具體偏差可以根據(jù)加工部分的難易程度來(lái)確定 3。 (6)塑料制品的表面粗糙度 塑件的表面粗糙度除了與原材 料的特性和成型工藝有關(guān)之外，模具的制造情況也起著十分關(guān)鍵的作用，確定塑件的表面粗糙度時(shí)，應(yīng)對(duì)模具做一下考慮： 一般模具的表面粗糙度比塑料制品的表面粗糙度高 1級(jí)； 對(duì)透明的塑料制品要求型腔和型芯的表面粗糙度相同； 對(duì)于不透明的塑料制品，型芯的表面粗糙度的級(jí)別可比型腔的表面粗糙度低 1 2級(jí)； 為了避免模具制造中不必要的浪費(fèi)，選取的粗糙度滿足要求即可。 綜上所述，龍頭殼體型腔的粗糙度比龍頭殼體高一級(jí) 3。 (7)零件體積及質(zhì)量估算 借助于 件，直 接測(cè)量出單個(gè)塑件的體積質(zhì)量 澆注系統(tǒng)凝料按一個(gè)塑件體積的 60%進(jìn)行估算，則凝料體積 凝V。 兩個(gè)塑件和澆注系統(tǒng)凝料 總體積V，M。 急燈外殼注塑工藝參數(shù)的確定 查實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)表 12定 料的注射工藝參數(shù)如下 4: 注射機(jī)類型：螺桿式 螺桿轉(zhuǎn)速： 30 60r/噴嘴形式：直通式 噴嘴溫度： 180 190 料桶前端溫度： 200 210 料桶中段溫度： 210 230 料桶后段溫度： 180 200 模具溫度： 50 70 注射壓力： 70 90 保壓力： 50 70 注射時(shí)間： 3 5s 保壓時(shí)間： 15 30s 冷卻時(shí)間： 15 30s 成型周期： 40 70s 以上參數(shù)在試模時(shí)可以做適當(dāng)調(diào)整。 選注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格 注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱注射量、注射壓力、注射速度、塑化能力、鎖模力、合模裝置的基本尺寸、開合模速度、空循環(huán)時(shí)間等。這些參數(shù)是設(shè)計(jì)、制造、購(gòu)買和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)： (1)公稱注塑 量 指在對(duì)空注射的情況下，注射螺桿或柱塞做一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量，反映了注塑機(jī)的加工能力。 (2)注射壓力 為了克服熔料流經(jīng)噴嘴，澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，螺桿 (或柱塞 )對(duì)熔料必須施加足夠的壓力 ,我們將這種壓力稱為注射壓力。 (3)注射速率 為了使熔料及時(shí)充滿型腔，除了必須有足夠的注射壓力外，熔料還必須有一定的流動(dòng)速率，描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。 這里從實(shí)際注射量在額定注射量的 20% 80%之間考慮，初選額定注射量在 270 3射機(jī) 5。該設(shè)備的技術(shù)規(guī)范見表 表 術(shù)規(guī)格 射機(jī) 額定注塑量 000 螺桿直徑 30 注射壓力 06 注射行程 70 注射方式 螺桿式 注射時(shí)間 S 桿轉(zhuǎn)速 r/0 合模力 0000 最大成型面積 23800 最大開（合）模行程 100 模具最大高度 000 最小高度 00 動(dòng)、定模固定板尺寸 350 1250 拉料空間 050 950 合模方式 兩次動(dòng)作液壓式 第 2 章 應(yīng)急燈外殼注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 總體方案擬訂 ： 對(duì)任何塑料件的模具設(shè)計(jì)都有一定的程序，首先要確定該塑件使用哪一種澆口形式，因?yàn)槟壳皾部诘男问胶芏?，并且用不同的澆口形式可以得到不同的塑件效果，得到的塑件表面質(zhì)量也不同，因此確定澆口形式也是至關(guān)重要的。再就是 要確定在塑件的什么位置進(jìn)行澆注，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題我們都沒有定論，只有借助 007 內(nèi)的塊來(lái)進(jìn)行分析后再確定澆口位。接著要確定一模幾腔，只有把這些前期工作都做好之后 才能夠順利的進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。 型面的選擇 模具上用以取出塑料制品和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的解除表面，稱為分型面，也可稱為分模面。選擇分型面的基本原則是：分型面應(yīng)選擇在塑件斷面輪廓最大位置處，以便于順利脫模，同時(shí)還應(yīng)考慮以下幾個(gè)因素 6： (1)分型面選擇應(yīng)便于塑料制件脫模和簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，為 此，選擇分型面應(yīng)盡可能使塑料制件開模時(shí)留在動(dòng)模。 (2)分型面應(yīng)選擇在不影響塑件外觀質(zhì)量的部位，使其產(chǎn)生的飛邊易于清理和休整。 (3)分型面選擇應(yīng)有利于排氣，為此應(yīng)盡可能使其分型面與流料末端重合。 (4)分型面選擇應(yīng)有利于零件的加工。 (5)分型面的選擇應(yīng)考慮注塑機(jī)的技術(shù)參數(shù)。注塑成型時(shí)所需要的鎖模力是與塑件在合模方向的投影面積成正比，所以選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量選擇塑件在垂直合模方向上投影面積較小的表面，以減少鎖模力。 根據(jù)上述原則，應(yīng)急燈外殼注塑模具的分型面形狀及位置如圖 圖 急燈外殼注塑模具分型面形狀及位置 定模具基本結(jié)構(gòu)及模架的選定 模具的基本結(jié)構(gòu)有兩種：?jiǎn)畏中兔孀⑺苣：碗p分型面注塑模。 (1)單分型面注塑模 是注塑模中最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最普及的一種模具，它以分型面為界將整個(gè)模具分為動(dòng)模和定模兩部分。一部分型腔在動(dòng)模，一部分型腔在定模。主流道在定模，分流道開設(shè)在分型面上。開模后，制品和流道留在動(dòng)模，制品和澆注系統(tǒng)凝料從同一分型面內(nèi)取出，動(dòng)模部分設(shè)有推出系統(tǒng)，開模后將制品推離模具。 (2)雙分型面注塑模 它從不同的分型面分別 取出流道內(nèi)的凝料和塑件，又稱三板式注塑模具。與單分型面注塑模相比，三板式注塑模具增加了一個(gè)可移動(dòng)的中間板（又名澆口板）。中間板適用于采用點(diǎn)澆口進(jìn)料的單型腔和多型腔模具。在開模時(shí)由于定距拉桿的限制，中間板作定距離的分開，以便取出這兩塊板之間流道內(nèi)的凝料，而利用推板或推桿將型芯上的塑件脫出。 雙分型面注塑模與單分型面注塑模的最大區(qū)別就是，雙分型面注塑模在生產(chǎn)過(guò)程中澆注系統(tǒng)凝料和制品會(huì)自動(dòng)切斷分離，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，而單分型面的澆注系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，大大提高了生產(chǎn)效率。 應(yīng)急燈外殼為大批大量生產(chǎn)，從提高生產(chǎn)效率角度 出發(fā)，我選擇單分型面注塑模。雖然，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是制品質(zhì)量更好，經(jīng)濟(jì)效益更高 4。 定型腔的數(shù)量和布局 模具型腔的數(shù)量通常是客戶或產(chǎn)品工程部根據(jù)產(chǎn)品的批量，塑料制品的精度，塑料制品的大小，用料以及顏色的來(lái)確定的，型腔數(shù)量越多，制品的精度越低，經(jīng)濟(jì)性越差，成型工藝越復(fù)雜，并且保養(yǎng)和維修越困難，故障發(fā)生率越高。確定型腔數(shù)量的方法有：根據(jù)鎖緊力確定，根據(jù)最大注塑量確定，根據(jù)塑件精度和經(jīng)濟(jì)性確定，本零件主要從精度考慮，該零件尺寸中等，為大批大量生產(chǎn)，因此采用一模兩腔，即一次注射成型兩個(gè)塑料制件，采用 Y 形布 局，優(yōu)點(diǎn)是流道轉(zhuǎn)折較少，熱量壓力損失較小。 圖 腔的布局 注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔體充滿型腔并將注射壓力充分傳遞到模腔的各個(gè)部位，以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制件。澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴四部分組成。 流道設(shè)計(jì) 主流道是澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具相接觸的部位開始，到飛流到為止的塑料熔體的流動(dòng)通道。其直徑直接影響到塑料熔體的流動(dòng)速度和填充時(shí)間，直 徑過(guò)大，澆道容積增大，凝料多，增加了冷卻時(shí)間，且易產(chǎn)生渦流或紊流，制件出現(xiàn)氣孔。直徑過(guò)小，則熱量與壓力損失大，成型困難。 主流道的設(shè)計(jì)原則是：在保證塑料制件成型良好的前提下，盡量縮短主流道的長(zhǎng)度，以使凝料少，壓力和熱量損失小。主流道大端呈圓角過(guò)渡，以減小料流轉(zhuǎn)向阻力 4。主流道尺寸見表 表 流道部分尺寸 符 號(hào) 名 稱 尺 寸 /mm d 主流道小端直徑 5 流道球面半徑 16 h 球面配合高度 5 a 主流道錐角 10 L 主流道長(zhǎng)度 152 D 主流道大端直徑 10 流道截面設(shè)計(jì)及布局 分流道是連接主流道與澆口的熔體涌道，分流道起著分流和轉(zhuǎn)向的作用。分流道設(shè)計(jì)要求：一是使流道盡快充滿型腔，在流道內(nèi)的壓力損失和熱量損失小；二是將塑料熔體均衡的分配到各個(gè)型腔；三是回料量小。常用 的流道截面形狀有圓形、梯形、 U 行和六邊形等，在設(shè)計(jì)中，要減少流道內(nèi)的壓力損失，就希望流道截面積大，要減少散熱損失，又希望面積小，故可用流到的截面積與表面積之比來(lái)表示流道的效率，其比值越大，效率越高，各種流道截面積的效率見表 表 種 流道截面的效率 從上表中可以看出，截面為圓形和正方形的分流道截面效率最大，應(yīng)用效果應(yīng)是最好的。但是圓形和正方形分流道工藝性較差。圓形分流道要求開設(shè)在分型面兩側(cè)，對(duì)稱分布加工難度大。正方形分流道脫出分流道凝料的阻力大，若去斜度，實(shí)質(zhì)上久變?yōu)榱颂菪畏至鞯?，從?yīng)用觀點(diǎn)看，梯形分流道和 U 形分流道是最佳選擇。在應(yīng)急燈外殼注塑模具設(shè)計(jì)中擬采用圓形截面。 在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長(zhǎng)度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對(duì)應(yīng)部位的 尺寸相等。這種布置可實(shí)現(xiàn)均衡送料和同時(shí)充滿型腔的目的，是成型的塑件力學(xué)性能基本一致。而且在此模具中不會(huì)造成份流道過(guò)長(zhǎng)的缺點(diǎn) 4 口設(shè)計(jì)及位置選擇 澆口是連接分流道與型腔之間的一段細(xì)短通道，是澆注系統(tǒng)的最后部分，其作用是使塑料以較快速度進(jìn)入并充滿型腔，它能很快冷卻封閉，防止型腔內(nèi)還沒冷卻的熔體倒流。由于應(yīng)急燈外殼表面刻有精美圖案，表面成型質(zhì)量要求較高，不能有澆口痕跡，且選用的是單分型面注塑模具，故選用點(diǎn)澆口比較合理，點(diǎn)澆口是典型的小截面澆口，有如下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）對(duì)澆口 的位置限制較小，可以 比較自由的選擇進(jìn)料部位。 （ 2）有利于薄壁 ，長(zhǎng)流程和表面帶精細(xì)花紋圖案的塑料件成型。 （ 3） 降低塑件內(nèi)的殘余應(yīng)力，特別是澆口附近。 （ 4） 容易從塑件上自行截開，易實(shí)現(xiàn)脫模時(shí)塑件的自動(dòng)墜落，并且看不出澆口痕跡。 （ 5） 多型腔模具中，容易實(shí)現(xiàn)各型腔均衡進(jìn)料。 澆口位置選擇應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則： （ 1） 澆口位置應(yīng)使填充型腔的流程最短。這樣的結(jié)構(gòu)使壓力損失最小，易保證料流充滿整個(gè)型腔，同時(shí)流動(dòng)比的允許值隨塑料熔體的性質(zhì)，溫度，注塑壓力等的不同而 變化，所以我們?cè)诳紤]塑件的質(zhì)量都要注意到這 些適當(dāng)值。 （ 2） 澆口設(shè)置應(yīng)有利于排氣和補(bǔ)塑。 （ 3） 澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側(cè)澆口在進(jìn)料時(shí)頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點(diǎn)澆口，有利于排氣，整件質(zhì)量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設(shè)在厚壁處，有利于補(bǔ)縮，可避免縮孔凹痕產(chǎn)生。 （ 4） 澆口位置的設(shè)置應(yīng)減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時(shí)前端較冷的料流在型腔中的對(duì)接部位，它的存在會(huì)降低塑件的強(qiáng)度，所以設(shè)置澆口時(shí)應(yīng)考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產(chǎn)生熔接痕的機(jī)會(huì)很多。流程不長(zhǎng)時(shí)應(yīng)盡量采用一個(gè)澆口，以 減少熔接痕的數(shù)量。對(duì)于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過(guò)長(zhǎng)，熔接處料溫過(guò)低，熔接痕處強(qiáng)度低，會(huì)形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強(qiáng)度高。為了提高熔接痕處強(qiáng)度，可在熔接處增設(shè)溢溜槽，是冷料進(jìn)入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無(wú)熔接痕，而輪輻式澆口會(huì)使熔接痕產(chǎn)生。 （ 5） 澆口位置應(yīng)避免側(cè)面沖擊細(xì)長(zhǎng)型心或鑲件。 結(jié)合上述幾個(gè)原則綜合考慮，我選擇中心點(diǎn)澆口進(jìn)料。 口套的設(shè)計(jì) 由于主流道要與高溫塑料及噴嘴接觸和碰撞，所以模具的主流道部分通常設(shè)計(jì)成拆卸更換的襯套，簡(jiǎn)稱澆口套。澆口套的 作用： 使模具安裝時(shí)進(jìn)入定位孔方便而在注塑機(jī)上很好的定位并與注塑機(jī)噴嘴孔吻合，并能經(jīng)受塑料的反壓力，不致被推出模具。 作為澆注系統(tǒng)的主流道，將料筒的塑料過(guò)渡到模具內(nèi)，保證料流有力暢通的到達(dá)型腔，在注射過(guò)程中不應(yīng)有塑料溢出，同時(shí)保證主流道凝料脫出方便。 兩板模澆口套較小，主流道較長(zhǎng)，模具需要定位圈 7，其形式和尺寸見圖 2 口套形狀尺寸 塑模成型零部件設(shè)計(jì) 型零部件尺寸分析 成型零部件是指動(dòng)、定模部分有關(guān)組成型腔的零件。成型零件工作尺寸是指成型零件上直接用來(lái) 構(gòu)成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸（包括舉行和異型零件愛你的長(zhǎng)和寬），型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，星系和型芯之間的位置尺寸等。這模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸及精度等級(jí)確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級(jí)。影響塑件尺寸精度的主要因素如下： 件收縮率的影響 塑件成型后的收縮率與塑件的品種，塑件的形狀、尺寸、壁厚，模具的結(jié)構(gòu)，成型的工藝條件等因素有關(guān)。在生產(chǎn)塑件時(shí)由于工藝條件、塑料批號(hào)發(fā)生變化也造成塑件收縮率的波動(dòng)。收縮率的偏差和波動(dòng)，都會(huì)引起塑件尺寸誤差，其尺寸變化值為： ( m （ 2 式中 s 塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差 塑件的最大收縮率； 塑件的最小收縮率； 塑件的基本尺寸。 按照一般的要求，塑件收縮率破洞所引起的誤差應(yīng)小于塑件公差的 1 3 （ 1） 模具成型零件的制造誤差 模具成型零件的制造精度是影響塑件尺寸精度的重要因素之一。成型零件模具加工精度愈低，成型塑件的尺寸精度也愈低。實(shí)踐表明，成型零件的制造公差占塑件總公差的 1/3 1/4,因此在確定成型零件工作尺寸公差值時(shí)可取塑件公差的 1/3 1/4，或取 作為模具制造公差。 （ 2） 模具成型零件的磨 損 模具在適用過(guò)程中，由于塑料熔體流動(dòng)沖刷、脫模時(shí)與塑件的摩擦、成型過(guò)程中可能產(chǎn)生的銹蝕、以及由于上述原因造成的成型零件表面粗糙度提高而重新打磨拋光等，均造成了成型零件尺寸的變化。在上述 諸多因素中脫模時(shí)塑件對(duì)成型零件的摩擦磨損時(shí)最主要的，為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見，凡與脫模方向垂直的成型零件表面，可以不考慮磨損；與脫模方向平行的成型零件表面，應(yīng)考慮磨損。對(duì)于中小型塑件，最大磨損量可取塑件的 1/6；對(duì)于大型塑件應(yīng)取 1/6 以下。 （ 3） 模具安裝配合的誤差 模具成型零件裝配誤差以及在成型過(guò)程中成型零件配合間隙的變化 ，都會(huì)引起塑件尺寸的變化。塑件在成型過(guò)程中產(chǎn)生的最大尺寸誤差應(yīng)該是上述各種誤差的總和。即： 2 式中 塑件的成型誤差； z 模具成型零件制造公差 c 模具成型零件在適用中的最大磨損量； s 塑料收縮率波動(dòng)所引起的塑件尺寸誤差； j 模具成型零件因配合間隙變化而引起塑件 尺寸的誤差； a 因安裝固定成型零件而引起的塑件尺寸誤差。 腔、型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型腔是指模具閉合時(shí)用來(lái)填充塑料成型制件的空間，按型腔的結(jié)構(gòu)不同可將其分為整體式、整體嵌入式、組合式和鑲拼式四個(gè)結(jié)構(gòu)形式。為提高模具剛度、強(qiáng)度，型腔采用整體式結(jié)構(gòu)。成型塑料件內(nèi)表面的零件統(tǒng)稱凸?；蛐托?，為節(jié)省優(yōu)質(zhì)鋼材和便于加工及熱處理，型芯采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，型芯的固定采用螺釘固定。 （ 1） 型腔 型腔是成型零件外表面的主要零件，按其結(jié)構(gòu)不同，可分為整體式和組合式。 本模具是采用整體式 模具型腔，它是由整塊材料加工而成的一腔兩模，特點(diǎn)是牢固，使用當(dāng)中不容易發(fā)生變形，不會(huì)使分流道塑料溢出，但是，加工困難。熱處理不太方便，常用于中、型模具上。整體式的模具各個(gè)凹模采用機(jī)械加工、冷擠壓、電加工等方法加工支撐，然后裝進(jìn)模板當(dāng)中，這種結(jié)構(gòu)加工效率高，裝拆方便，可以保證各個(gè)型腔形狀、尺寸一致。本模具分動(dòng)模和定模，其型腔的內(nèi)部尺寸都一樣，只是滑槽的尺寸不一樣，其具體如下 圖 圖 腔 （ 2)型芯 型芯和成形桿是成形塑件的內(nèi)表面。大的型芯也稱為凸模 ，是成形塑件中較大的、主要內(nèi)形的零件；型芯桿一般是指成形塑件的孔或者凹槽的小型芯。本文中的型芯就是凸模，其圖如下 圖 圖 芯 型零件工作尺寸計(jì)算 成型零件中與塑料熔體接觸并決定制品幾個(gè)形狀的尺寸稱為工作尺寸。它包 括型腔尺寸、型芯尺寸、和中心距尺寸。其中型腔尺寸可分為深度尺寸和徑向尺寸，型芯尺寸可分為高度尺寸和徑向尺寸。型腔尺寸屬于包容尺寸，當(dāng)型腔與塑料熔體或制品制件產(chǎn)生摩擦磨損后，該類尺寸具有增大的趨勢(shì)。型芯尺寸屬于被包容尺寸，當(dāng)凸模與塑料熔體或制品制件之間產(chǎn)生摩擦磨 損后，該類尺寸具有縮小的趨勢(shì)。中心距尺寸一般指成型零件上某些對(duì)稱結(jié)構(gòu)制件的距離，如孔間距、型芯間距、凹槽間距和凸塊間距等，這類尺寸通常不受摩擦磨損的影響，因此可視為不變的尺寸。 對(duì)于上述型腔、型芯和中心距三大類尺寸，可分別采用三種不同的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。在計(jì)算之前，有必要對(duì)他們的標(biāo)注形式及偏差分布做如下規(guī)定。 (1） 制品的外形尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值，與制品外形尺寸相對(duì)應(yīng)的型腔尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值。 （ 2)制品的內(nèi)形尺寸采用單向正偏差，名義尺寸為最小值，與制品內(nèi)形尺寸相對(duì)應(yīng)的型芯尺寸采用單向負(fù)偏差，名義尺寸為最大值。 (3)制品和模具上的中心距尺寸均采用雙向等值正、負(fù)偏差，它們的基本尺寸均為平均值。 目前，成型零件的工作尺寸主要用兩種方法計(jì)算，一種稱為平均值法，另一種稱為公差帶法。對(duì)平均收縮率較小的塑件一般采用平均值法。 其平均收縮率%55.0慮到工廠模具加工制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差選 4/z。塑件為一般等級(jí)精度，即四級(jí)精度（ 模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 導(dǎo)向合模機(jī)構(gòu)對(duì)于塑料模具是必不可少的部分，因?yàn)槟＞咴陂]合時(shí)要求有一定的方向和位置，所以必須設(shè)有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)柱安裝在動(dòng)模一邊或定模一邊均可，但更多的是安裝在動(dòng)模一側(cè)，因?yàn)樽鳛槌尚瘟慵闹餍托疽话愣及惭b在動(dòng)模一側(cè)。導(dǎo)柱與主型芯安裝在同一側(cè)，在合模時(shí)可以起保護(hù)作用。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用 是保證動(dòng)、定模能夠?qū)?zhǔn)，使動(dòng)模和定模上的成形表面在模具閉合后形成形狀和尺寸準(zhǔn)備的腔體。從而保證塑料件形狀、壁厚和尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)出了其導(dǎo)向和定 位的作用外，還可以增加承受側(cè)壓力的能力，保證模具運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。 本模具采用導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 （ 1） 導(dǎo)柱機(jī)構(gòu)形式為便于加工導(dǎo)柱導(dǎo)套安裝孔，獲得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，使用有肩導(dǎo)柱。 （ 2)導(dǎo)柱的布置為確保動(dòng)模和定模只按一個(gè)方向合模，采用等直徑導(dǎo)柱不對(duì)稱布置。為確保型芯不損壞，導(dǎo)柱設(shè)在定模一側(cè)，即反裝。 模、推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 為保證塑料件成形后從模腔或型芯上順利脫出，模具結(jié)構(gòu)中必須設(shè)計(jì)可靠有效的脫模機(jī)構(gòu)。應(yīng)急燈外殼由于壁厚很小，所以采用推板脫模機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 且推出力大，推出力在塑料件整個(gè)周 邊均勻分布。推件板脫模機(jī)構(gòu)是在型芯根部（制品外型側(cè)壁）安裝一與它密切配合的推板或推塊，推板或推塊通過(guò)復(fù)位桿或推桿固定在推桿板上，以與開模相同的方向?qū)⒅破吠瞥?。在推板脫模機(jī)構(gòu)中，為了減小推板與型芯的摩擦，推板與型芯間留 間隙，并且錐面配合以防止推板因偏心而溢料。 出機(jī)構(gòu)的組成 推出機(jī)構(gòu)主要由推出零件、推出零件固定板和推板、推出機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向與復(fù)位部件等組成。推出機(jī)構(gòu)中，凡直接與塑件相接觸、并將塑件推出型腔的零件稱為推出零件。常用的推出零件有推桿、推管、推件板、成型推桿等。 出機(jī)構(gòu)的分類 推出機(jī)構(gòu)可按其推出動(dòng)作的動(dòng)力來(lái)源分為手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)、液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)。手動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是模具開模后，由人工操縱的推出機(jī)構(gòu)塑件，一般多用于塑件滯留在定模一側(cè)的情況；機(jī)動(dòng)推出機(jī)構(gòu)利用注射機(jī)開模動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模具上的推出機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)塑件的自動(dòng)脫模；液壓和氣動(dòng)推出機(jī)構(gòu)是依靠設(shè)置在注射機(jī)上的專用液壓和氣動(dòng)裝置，將塑件推出或從模具中吹出。推出機(jī)構(gòu)還可以根據(jù)推出零件的類別分類，可分為推 桿推出機(jī)構(gòu)、推管推出機(jī)構(gòu)、推件板推出機(jī)構(gòu)、成型推桿（塊）推出機(jī)構(gòu)、多無(wú)綜合推出機(jī)構(gòu)等。另外，也可根據(jù)模具的結(jié)構(gòu) 來(lái) 分類。 出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則 (1) 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)晝調(diào)協(xié)在動(dòng)模一側(cè) 由于推出機(jī)構(gòu)的動(dòng)作是通過(guò)裝在注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)上的頂桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，所以一般情況下，推出機(jī)構(gòu)設(shè)在動(dòng)模一側(cè)。正因如此，在分型面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量注意，開模后使塑件能留在動(dòng)模一側(cè)。 (2） 保證塑件不因推出而變形損壞 為了保證塑件在推出過(guò)程中不變形、不損壞，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)仔細(xì)分析塑件對(duì)模具的包緊力和粘附力的大小，合理的選擇推出方式及推出位置，從而使塑件受力均勻、不變形、不損壞。 (3） 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單動(dòng)作可靠 推出機(jī)構(gòu)應(yīng)使推出動(dòng)作可靠、靈活 ，制造方便，機(jī)構(gòu)本身要有足夠的強(qiáng)度、剛度和硬度，以承受推出過(guò)程中的各種力的作用，確保塑件順利地脫模。 (4） 良好的塑件外觀 推 出塑件的位置應(yīng)盡量設(shè)置在塑件內(nèi)部，以免推出痕跡影響塑件的外觀質(zhì)量。 (5） 合模時(shí)的正確復(fù)位 設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)，還必須考慮合模時(shí)機(jī)構(gòu)的正確復(fù)位，并保證不與其他模 具零件相干涉。 綜上所述，本套模具的推出機(jī)構(gòu)形式采用推桿推出，推桿的位置參考原塑件留下的推桿位置，根據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)的推桿位置如圖 2 推桿的數(shù)量為每個(gè)型腔 6 根，總共 12 根。推桿的直徑為4，其與推桿孔之間采用H8/隙配合，推桿與推桿固定板采用單邊 的間隙，這樣可以降低加工要求，又能在多推桿的情況下，不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。推桿的材料采用 素工具鋼，熱處理要求硬度 5458作端配合部分懂得表面粗糙度為 推桿形式見圖 圖 桿形式 模力計(jì)算 脫模力是指將塑件從包緊的型芯上脫出所需克服的阻力。對(duì)于薄壁距環(huán)形斷面的塑件，其脫模力的計(jì)算公式為： ( )ta n(2 （ 3 上式中， 2 是距環(huán)形塑件的平均壁厚， 2 =2 800； 里取 ； 是模具型芯的脫模斜度， = 于 料取 是塑件注塑模具的設(shè)計(jì)與熱分析 摘 要 :本文介紹了用于生產(chǎn)熱變形測(cè)試樣品的注塑模具的設(shè)計(jì)，這種模具能為自身實(shí)現(xiàn)熱分析，從而得到模具的熱殘余應(yīng)力的影響。文章對(duì)技術(shù)，理論，方法以及在注塑模型設(shè)計(jì)中需要的考慮的因素也進(jìn)行了介紹。模具設(shè)計(jì)是通過(guò)商用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件種用于分析因樣品不均勻冷卻產(chǎn)生的熱殘余應(yīng)力的模具，已經(jīng)通過(guò)使用 且存在問(wèn)題也已經(jīng)解決。該軟件通過(guò)繪制相應(yīng)的時(shí)間反應(yīng)曲線為模具提供了溫度分布等高 線圖以及注塑周期中的溫度的變化。結(jié)果表明，與其他區(qū)域相比，收縮可能更容易發(fā)生在冷卻渠道附近的區(qū)域。熱變形就是這種在模具的不同區(qū)域的不均衡降溫效果引起的。 關(guān)鍵詞 ： 注塑模具；設(shè)計(jì)；熱分析 1. 引言 塑料業(yè)是世界上發(fā)展最快的工業(yè)之一，被列入產(chǎn)值達(dá)數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。幾乎每一個(gè)在日常生活中使用的產(chǎn)品都涉及塑料的使用，這些產(chǎn)品大部分可通過(guò)注塑成型方法生產(chǎn) 1 。注塑成型工藝因其制造過(guò)程是以較低的成本生產(chǎn)各種形態(tài)和復(fù)雜幾何形狀的產(chǎn)品而眾所周知 2 。 注塑成型工藝是一個(gè)循環(huán) 工藝，整個(gè)過(guò)程分為四個(gè)重要的階段，即：充模，保壓，冷卻和噴射。在注塑成型過(guò)程是從漏斗中把樹脂和適當(dāng)?shù)奶砑觿┳⑷氲阶⑺艹尚蜋C(jī)的加熱 /注射系統(tǒng)開始的 3 。這就是“充模階段”，在這個(gè)過(guò)程中，模腔填充了達(dá)到注射溫度的熱聚合物熔體。在模腔填充后的 “保壓”階段，更多的是聚合物熔體在更高的壓力下被裝進(jìn)腔體，以補(bǔ)償因聚合物固化引起的預(yù)計(jì)萎縮。接下來(lái)便是冷卻階段，在此過(guò)程中模具會(huì)冷卻，直到有足夠的剛性部分被彈出。最后一個(gè)階段是“彈射階段”，這個(gè)階段模具被打開，成型部分被彈出，過(guò)后，模具會(huì)再次被關(guān)閉開始下一個(gè)循環(huán) 4 。 因?yàn)橹饕强拷?jīng)驗(yàn)，包括了實(shí)際工具的反復(fù)修改，所以設(shè)計(jì)和制造所需性能的注塑成型聚合物部件的過(guò)程很昂貴的。在模具設(shè)計(jì)任務(wù)中，由于包含了噴射和氣壓因素，通常來(lái)說(shuō)，在核心區(qū)為模具設(shè)計(jì)特別附加的幾何結(jié)構(gòu)是相當(dāng)復(fù)雜 5 。 為了設(shè)計(jì)出模具，許多重要的設(shè)計(jì)因素必須加以考慮。這些因素是模具的大小，模腔的數(shù)量、布局，熱流道系統(tǒng)，門控系統(tǒng)，收縮和彈射系統(tǒng) 6 。 在模具的熱分析中，其主要目的是分析熱殘余應(yīng)力或模壓對(duì)產(chǎn)品尺寸方面的影響。熱誘導(dǎo)應(yīng)力主要發(fā)生在注塑零件的冷卻階段，主要是由于其較低的熱傳導(dǎo)率和熔融樹脂和模具之間的溫度差 異。在場(chǎng)冷卻過(guò)程中的產(chǎn)品腔的溫度是不平衡的 7 。 冷卻過(guò)程中，離冷卻通道越近的地方能更大程度的冷卻下來(lái)。這種溫度的不同引起了材料的異收縮，從而帶來(lái)熱應(yīng)力。明顯的熱應(yīng)力可能會(huì)引起變形問(wèn)題。因此，在注射成型過(guò)程的冷卻階段對(duì)熱殘余應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬是非常重要的 8 。通過(guò)了解熱殘余應(yīng)力的分布特點(diǎn)，我們就可以預(yù)測(cè)熱殘余應(yīng)力引起的變形。 在這篇論文中，為生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本設(shè)計(jì)的提出了這樣一種注塑模具設(shè)計(jì)：它能對(duì)模具實(shí)現(xiàn)熱殘余應(yīng)力對(duì)其的影響實(shí)現(xiàn)熱分析。 2. 方法 曲測(cè)試樣本的設(shè)計(jì) 這一部分介 紹了用于注塑模具設(shè)計(jì)的翹曲測(cè)試樣本的設(shè)計(jì)。對(duì)于外殼很薄的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，很明顯翹曲是存在其中的主要問(wèn)題。因此，產(chǎn)品開發(fā)的主要目的就是設(shè)計(jì)一個(gè)塑件能為外殼很薄的注塑模具的翹曲問(wèn)題確定影響因素。翹曲測(cè)試樣本是由薄塑料殼而開發(fā)的。樣本的總體尺寸是長(zhǎng) 120 毫米，寬 50 毫米，厚 1 毫米。生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本所用材料是丙烯腈丁二烯苯乙烯（ 塑的溫度、時(shí)間和壓力分別是 210 C, 3 s 和 60 1 表示翹曲測(cè)試樣本。 圖 1 翹曲測(cè)試樣本 曲測(cè)試樣本設(shè)計(jì)注塑模具 本節(jié)介紹了用于生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本 的模具的設(shè)計(jì)部分和設(shè)計(jì)中其他需要考慮的因素。用于生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本注塑模具的材料是美國(guó)國(guó)家鋼鐵學(xué)會(huì)的 1050碳鋼。在模具設(shè)計(jì)中考慮到的四個(gè)設(shè)計(jì)概念包括： I. 三板模具（概念 1）有兩個(gè)分模線單腔，由于成本高所以不適用。 二板模具（概念 2）有無(wú)澆注系統(tǒng)的一個(gè)分模線單腔。由于每注的低生產(chǎn)率而不適用。 二板模具（概念 3）有一分模線與門控噴射系統(tǒng)的雙腔。由于產(chǎn)品太薄，頂針可能損害它，因此也不適用。 二板模具（概念 4）有一分模線與有門控系統(tǒng)的雙腔，只用直澆口拉出器作為噴射器，來(lái)避免在噴射過(guò)程 中對(duì)產(chǎn)品的破壞。在翹曲樣本的模具設(shè)計(jì)中第四個(gè)設(shè)計(jì)概念已經(jīng)得到應(yīng)用。 各種設(shè)計(jì)根據(jù)都已經(jīng)在設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用。 首先，模具的設(shè)計(jì)是基于所使用注塑機(jī)器的壓盤尺寸 (2D)。這個(gè)機(jī)器是有一定限制的，這就是兩個(gè)拉桿之間的距離定出的壓板機(jī)的最大面積在機(jī)器拉桿之間的距離 為 254毫米。因此，模具板最大寬度應(yīng)不能超過(guò)這個(gè)距離。此外，為了達(dá)到調(diào)定和處理模具的目的，在兩個(gè)拉桿和模具之間保留了 4毫米的空間。最終這使模具的最高寬度為250毫米。標(biāo)準(zhǔn)模具基地有 250 250毫米的使用面積。模具基底是用美得麗鉗安裝在模具基 座或模具壓板右上角和左下角的。其他相關(guān)模具板的尺寸見表 1。 設(shè)計(jì)了夾緊壓力的模具具有高于內(nèi)部空腔力（反應(yīng)力）的夾緊力來(lái)避免發(fā)生突然的活動(dòng)。 表 1 磨具板尺寸 部件 尺寸：寬度高度厚度 頂部壓緊板 250 250 25 腔板 200 250 40 核心板 200 250 40 側(cè)板，支撐板 37 250 70 排出維持板 120 250 15 推出器 120 250 20 底部固定板 250 250 25 基于標(biāo)準(zhǔn)模具系列給出的尺寸，寬度和核心板的高度分別是 200和 250毫米 這些尺寸使核心板兩腔的設(shè)計(jì)是水平放置的，因?yàn)榍话鍨榭諘r(shí)有足夠的空間，為了填充熔融塑料，只是用澆口襯瓦來(lái)固定因此，在產(chǎn)品表面只設(shè)計(jì)了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)分型線。在模具打開的過(guò)程中，產(chǎn)品和滑行裝置放置在通過(guò)分型面的一個(gè)平面上，標(biāo)準(zhǔn)門或側(cè)門就是轉(zhuǎn)為這個(gè)模具設(shè)計(jì)的。門就處在滑道和產(chǎn)品之間。在門底部的土地，設(shè)計(jì)了 20傾斜，而且厚度只有 這個(gè)門還設(shè)計(jì)了四毫米寬 模具設(shè)計(jì)中，選擇了滑道的拋物 線交叉部分的類型，因?yàn)樗幸粋€(gè)好處，那就是一模只需一半的簡(jiǎn)單加工，即這一例子中的核心板。 盡管如此，與圓截面類型相比這種滑道有諸如更多的熱流失和廢料。這可能會(huì)引起熔融塑料更快的凝固。這個(gè)問(wèn)題通過(guò)使用更短，直徑更大的滑道得以減少，它的直徑是6毫米。非常重要的一點(diǎn)是滑道的設(shè)計(jì)要同時(shí)在相同的壓力和溫度下把材料或熔融塑料分送到腔體中。由于這一點(diǎn)，腔體的布局設(shè)計(jì)成了對(duì)稱形式。設(shè)計(jì)中另一個(gè)需要考慮的方面就是通氣孔的設(shè)計(jì)。 為了防止發(fā)生滑動(dòng)，核心和板腔之間的配合面板加工非常精細(xì)。但是，這可能導(dǎo)致在模具關(guān)閉 時(shí)空氣被封在里面，而使產(chǎn)品出現(xiàn)噴丸不足或部分不完整。為了確保鎖住的空氣能被排出來(lái)而避免部分不完整的發(fā)生，我們?cè)O(shè)計(jì)了足夠多的通氣孔。冷卻系統(tǒng)是沿著模具的長(zhǎng)度鉆出來(lái)的，在與模具水平的位置使其更好的冷卻這些冷卻渠道在兩鉆腔和和核心板上都有。它們使模具在湍流的情況下能夠充分的被冷卻。圖 2 給出了通氣孔和核心板上的冷卻渠道在腔里的布局。 圖 2 氣孔在腔中的布局及冷卻通道 在這個(gè)模具設(shè)計(jì)中，彈射系統(tǒng)包括彈射版，直澆口拉出器以及噴射器。位于核心板中心位置的直澆口拉出器的作用不只是作為模具打開時(shí)固定產(chǎn)品位置的拉 出器，而且在噴射階段作為噴射器把產(chǎn)品從模具中推出來(lái)。在產(chǎn)品腔中沒有放置和使用附加的噴射器，因?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)的非常薄，即 1毫米。 產(chǎn)品腔中額外的注射器可能會(huì)在噴射階段給產(chǎn)品增加洞眼和損害。最后，要對(duì)尺寸容差進(jìn)行足夠的考慮來(lái)補(bǔ)償材料的收縮。圖 3顯示了利用 圖 3 模具的三維實(shí)體建模和線框模型 圖 4 用于避免欠注的額外的通風(fēng)孔 3. 結(jié)果和討論 產(chǎn)和調(diào)整產(chǎn)品的結(jié)果 從設(shè)計(jì)和制作的模具來(lái)看，生產(chǎn)的翹曲測(cè)試樣本在實(shí)驗(yàn)跑中有一些缺陷。這些缺陷是短射，溢料和翹曲。短射隨后被彎道腔排氣孔的邊緣消除來(lái)使被困住的空氣能出來(lái)。與此同時(shí)，溢料也通過(guò)減少保壓機(jī)器的壓力得到降低。變形可以通過(guò)控制諸如注射時(shí)間，注射溫度和融融溫度等各種參數(shù)來(lái)得到控制。經(jīng)過(guò)這些修改，模具生產(chǎn)了高品質(zhì)低成本的翹曲測(cè)試樣本同時(shí)需要盡快完成小門控。圖 4顯示了模具的修改，正在加工消除短射的額外排氣孔。 具和產(chǎn)品的細(xì)節(jié)分析 模具和產(chǎn)品開發(fā)出來(lái)以后 , 就進(jìn)行對(duì)模具和產(chǎn)品的分析 t. 在注塑成型額過(guò)程中 , 210度的熔融 卻發(fā)生后，產(chǎn)品就成型了 品的周期大約需要 35秒，而其中冷卻的時(shí)間就有 20秒。生產(chǎn)翹曲測(cè)試樣本的材料是 注塑溫度，時(shí)間，和壓力分別是 210度， 3秒和 60 模具選的材料是 1050碳鋼，這些材料的性能在有限元素分析開發(fā)的模具中決定溫度分布的方面是非常重要的。表 2顯示了 模具進(jìn)行分析的關(guān)鍵部分在于腔體和核心板，因?yàn)檫@是產(chǎn)品成型的地方。 所以熱分析來(lái)知道溫度 分布和不同時(shí)間的不同溫度是通過(guò)采用商業(yè)有限元素分析軟件即所謂的 了研究在不同地區(qū)熱殘余應(yīng)力對(duì)模具的影響，進(jìn)行了二維的熱分析，由于是對(duì)稱的，熱分析只要通過(guò)垂直截面的上半部分或者在注射階段被夾住的兩腔的側(cè)面和核心板塊。圖 5顯示了用不規(guī)則網(wǎng)格分析的熱分析模型。 圖 5 熱分析模型 建模還涉及到性能分配和模型的程序或周期的時(shí)間。這使得有限求解分析模具模型建立，并且繪制了時(shí)間反應(yīng)圖來(lái)顯示在特定階段的不同地區(qū)的溫度變化。對(duì) 于產(chǎn)品的分析，是通過(guò)利用 本上在被緊緊地加載在一端，而另一端是被鎖住的。負(fù)荷會(huì)一直增長(zhǎng)知道模型達(dá)到可塑性。圖 6顯示了分析的加載模式。 表格 2 模具和產(chǎn)品的材料性能 圖 6 分析的加載模式 圖 7 不同時(shí)間間隔的二維熱分布等高線圖 模具和產(chǎn)品分析的結(jié)果和討論 對(duì)于模具分析來(lái)說(shuō)，可以觀察到不同的時(shí)間間隔中的熱量分布。圖 7 顯示了一個(gè)完整注塑模型周期中不同時(shí)間間隔的熱分布二維分布等高線圖。 對(duì)于模具的分析來(lái)說(shuō)，在不同熱量或熱 能分布等高線繪制圖上 ，熱量分布在一個(gè)完整的注塑周期中。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)于模具的二維分析，繪制了時(shí)間反應(yīng)曲線圖來(lái)分析熱殘余壓力對(duì)產(chǎn)品的影響。 圖 8 顯示了為了繪制時(shí)間反應(yīng)曲線選出的結(jié)點(diǎn)。 圖 8 時(shí)間反應(yīng)曲線圖選出的結(jié)點(diǎn) 圖 示了圖 8 所示不同節(jié)點(diǎn)上的溫度分布曲線。 從繪制出的溫度分布曲線圖來(lái)看，圖 ，為繪制曲線圖選擇的每一個(gè)結(jié)點(diǎn)在溫度上會(huì)經(jīng)歷上升。即，從其周圍的溫度到比其周圍溫度高的特定溫度，然后在特定的一個(gè)時(shí)間里，在這個(gè)溫度上保持不變。這個(gè)溫度增長(zhǎng)是由于熔融塑料被注入產(chǎn)品腔引起的。段特定的時(shí)間 度會(huì)進(jìn)一步升高直到最高溫度，然后保持在那個(gè)溫度上。溫度增長(zhǎng)歸因于引起高壓的保壓階段。這個(gè)階段上引起溫度上升。這個(gè)溫度會(huì)一直維持到冷卻階段開始，這個(gè)階段上把模具的溫度降并維持到一個(gè)較低的值。繪制的曲線由于沒有熔融塑料的注入率以及冷卻劑的制冷率，他是彎曲的。繪制的曲線只是顯示了在周期中能夠達(dá)到的最大值。熱殘余應(yīng)力分析的最關(guān)鍵步驟是冷卻階段。這是因?yàn)?，冷卻階段引起了材料從高于玻璃轉(zhuǎn)化溫度到低于它的轉(zhuǎn)化。材料經(jīng)歷了可能導(dǎo)致翹曲的引起熱應(yīng)力的不同的收縮。從圖 示的冷卻以后的 溫度中，由于溫度進(jìn)一步 降低冷卻管附近的溫度會(huì)很明顯的受到更大的冷卻效果，而遠(yuǎn)離冷卻管的地方則有較小的冷卻效果冷卻率越大，冷卻效果越多意味著在這個(gè)地方發(fā)生跟大的收縮。盡管如此，最遠(yuǎn)的地方，第 284 結(jié)點(diǎn)，盡管遠(yuǎn)離冷卻管，由于向環(huán)境中損失的熱量，經(jīng)歷更大的冷卻力。結(jié)果是，產(chǎn)品腔中心位置的冷卻管引起中間高于其他地方的部分的溫度不相同 .。由于更大程度的收縮，中間部分產(chǎn)生了壓縮，同時(shí)由于收縮不均等引起了翹曲。盡管如此，冷卻后，不同結(jié)點(diǎn)的溫度差異很小，翹曲影響也不明顯。 對(duì)設(shè)計(jì)師而言，設(shè)計(jì)一個(gè)有較少熱殘余應(yīng)力及及有效的冷 卻系統(tǒng)的模具是非常重要的。對(duì)產(chǎn)品的分析，從開始進(jìn)行分析注塑產(chǎn)品的階段，不同的負(fù)載因子在產(chǎn)品上的壓力分布在這兩個(gè)尺寸分析中得到觀察。圖 18 21 顯示了不同負(fù)荷應(yīng)力增量的等高線圖。一個(gè)臨界點(diǎn)，即 127 節(jié)點(diǎn)上，產(chǎn)品的最大拉應(yīng)力被選定出來(lái)進(jìn)行分析。在圖 22 和 23 中繪制了這一點(diǎn)上的壓力應(yīng)變曲線和負(fù)載應(yīng)力曲線從圖 23 繪制的這一點(diǎn)上的負(fù)載應(yīng)力曲線，很清楚的看到產(chǎn)品經(jīng)受很大的負(fù)荷，直到 23 的負(fù)載力，即 1150 牛。這意味著產(chǎn)品能夠承受最大在 1150 牛的拉伸力。高于這個(gè)值的負(fù)荷會(huì)引起產(chǎn)品的失靈?；趫D 23，失靈很可能會(huì)發(fā)生在 產(chǎn)品的固定端附近的區(qū)域，這里最大應(yīng)力是 107 由于該產(chǎn)品的生產(chǎn)是以為了翹曲測(cè)試，也沒有分析與拉伸荷載的關(guān)系，所以其應(yīng)力分析揭示的是很有限的信息。未來(lái)，盡管如此，建議產(chǎn)品服務(wù)條件應(yīng)該確定，以便能夠進(jìn)行各種其他的負(fù)載下的進(jìn)一步分析。 圖 9 284 結(jié)點(diǎn)溫度分布圖 圖 10 213 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 11 302 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 12 290 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 13 278 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 14 1830 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 15 1904 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 16 1853 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 17 1866 結(jié)點(diǎn)的溫度分布圖 圖 18 在荷載增量為 1 時(shí)的等效應(yīng)力圖 圖 19 在荷載增量為 14 時(shí)的等效應(yīng)力圖 圖 20 在荷載增量為 16 時(shí)的等效應(yīng)力圖 圖 21 在荷載增量為 23 時(shí)的等效應(yīng)力圖圖 22 應(yīng)力與應(yīng)變曲線 圖 23 脂的應(yīng)力與荷載增量曲線 4. 結(jié)論 設(shè)計(jì)的模具可以生產(chǎn)用于確定影響翹曲參數(shù)的高質(zhì)量的翹曲測(cè)試樣本。該測(cè)試樣本生產(chǎn)成本低，只涉及很少德控門的修整。注塑模具的熱分析提供了熱殘余應(yīng)力對(duì)標(biāo)本的變形后形狀的影響 的解釋另外對(duì)產(chǎn)品拉伸應(yīng)力的分析成功的預(yù)測(cè)翹曲測(cè)試樣本在出現(xiàn)失靈之前的拉伸載荷。 鳴謝： 作者向發(fā)起本文出版的馬來(lái)西亞博特拉大學(xué)工程學(xué)院致謝。 參考文獻(xiàn) 1 1987, p. 110. 2 A on of J. 136 (2002) 1. 3 A a J. 11 (2002) 41. 4 O . of J. 128 (2002) 113. 5 1987, p. 83. 6 G. 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