注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及案例分析目錄

第1章

概述/1

11聚合物和塑料2

111塑料的分類2

112塑料的特點(diǎn)與用途3

113塑料的可加工性4

12塑料的常用加工方法6

121注射成型6

122擠出成型8

123中空吹塑10

124壓延成型11

13聚合物加工理論基礎(chǔ)12

131聚合物流變特性13

132聚合物熔體在模具型腔中的流動16

133聚合物在加工中的物理變化20

第2章

注射成型及模具/25

21注射成型工藝26

211成型前的準(zhǔn)備27

212注射過程30

213制件的后處理34

22注射成型新工藝35

221流體輔助注射成型35

222變模溫注射37

223共注射38

224微發(fā)泡注射41

225注射壓縮43

226低壓注射45

23注射成型模具46

231注射成型模具的結(jié)構(gòu)形式46

232澆注系統(tǒng)49

233成型零部件49

234頂出系統(tǒng)54

235導(dǎo)向定位系統(tǒng)59

236溫度控制系統(tǒng)61

237側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)72

238排氣與引氣74

24注射模具澆注系統(tǒng)78

241普通澆注系統(tǒng)78

242熱流道澆注系統(tǒng)101

243澆注系統(tǒng)的平衡充填108

244澆注系統(tǒng)新技術(shù)114

第3章

注射成型CAE/120

31聚合物模具型腔內(nèi)流動的模型理論與模擬方法122

311數(shù)值模擬的基本理論122

312數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)過程124

32注射成型CAE主流軟件126

321注射成型CAE的發(fā)展階段126

322注射成型CAE的代表性軟件127

33三種流動模型及其實(shí)現(xiàn)方法130

331中面流技術(shù)130

332雙面流技術(shù)133

333實(shí)體流技術(shù)134

34中面模型的建立與抽取136

341基于CAD軟件的中面模型直接建立實(shí)現(xiàn)方法136

342利用HyperMesh軟件抽取中面的方法146

35AMI注射流動分析過程及模擬結(jié)果解釋153

351利用AMI軟件運(yùn)行流動分析的主要實(shí)現(xiàn)過程153

352流動分析后處理主要結(jié)果的解釋159

第4章

基于CAE的注射模澆注系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例分析/179

41空調(diào)外殼注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化180

411制件和材料分析180

412模具的初始與可能性方案分析181

413結(jié)果與討論182

414小結(jié)192

42汽車音箱面板注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化192

421制件和材料分析192

422模具的初始與可能性方案分析193

423結(jié)果與討論194

424小結(jié)201

43汽車保險(xiǎn)杠注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化201

431制件和材料分析201

432模具的初始與可能性方案分析202

433結(jié)果與討論203

434小結(jié)211

44手機(jī)外殼注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化211

441制件和材料分析211

442模具的初始與可能性方案分析213

443結(jié)果與討論213

444小結(jié)217

45IC電話機(jī)殼注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化218

451制件和材料分析218

452模具的初始與可能性方案分析219

453結(jié)果與討論219

454小結(jié)223

46平板電視外殼注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化224

461制件和材料分析224

462模具的初始與可能性設(shè)計(jì)方案分析225

463結(jié)果與討論227

464小結(jié)236

47航天面罩注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化236

471制件和材料分析236

472模具的初始與可能性方案分析237

473結(jié)果與討論237

474小結(jié)242

48汽車輪拱罩注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化243

481制件和材料分析243

482模具的初始與可能性方案分析244

483結(jié)果與討論244

484小結(jié)250

49高鐵車燈罩注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化250

491制件和材料分析250

492模具的初始與可能性方案分析251

493結(jié)果與討論251

494小結(jié)254

410船舶引擎罩注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化254

4101制件和材料分析254

4102模具的初始與可能性方案分析255

4103結(jié)果與討論256

4104小結(jié)261

參考文獻(xiàn)/262 2100433B

利用數(shù)值模擬技術(shù)作為輔助工具可為注射模具設(shè)計(jì)提供預(yù)測、借鑒和幫助，但同時(shí)，如何組織分析注射過程以及正確研判分析結(jié)果等均對設(shè)計(jì)人員提出了較高的要求。本書圍繞注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)過程，以豐富的案例揭示了利用數(shù)值模擬技術(shù)來優(yōu)化模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。全書分為兩部分，第一部分由前兩章組成，由淺到深，從塑料到其加工過程具體到塑料注射成型，然后講述注射模具，最后著眼于澆注系統(tǒng)。第二部分由后兩章組成，關(guān)注數(shù)值模擬的實(shí)現(xiàn)原理、實(shí)現(xiàn)過程以及具體實(shí)例分析與運(yùn)用。

本書選用實(shí)例范圍廣泛，代表性強(qiáng)，將理論、數(shù)值模擬與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)三者密切聯(lián)系，深化了對注射模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬結(jié)果的認(rèn)識。

本書可作為本科院校以及高職、高專院校的材料成型及控制、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動化、高分子材料與工程等專業(yè)的塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)輔助工程等課程的教學(xué)用書，也可供材料加工工程專業(yè)的研究生及其他從事模具設(shè)計(jì)與制造的工程技術(shù)人員參考。

澆注系統(tǒng)是鑄型中液態(tài)金屬流入型腔的通道總稱。鑄鐵件澆注系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)由澆口杯(外澆口)、直澆道、直澆道窩、橫澆道和內(nèi)澆道等部分組成。廣義地說、澆包和澆注設(shè)備也可認(rèn)為是澆注系統(tǒng)的組成部分，澆注設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸、位置高低等,對澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算有一定影響。

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)得正確與否對鑄件品質(zhì)影響很大，有資料介紹。鑄件廢品中約有

30%是因澆注系統(tǒng)不當(dāng)引起的。對澆注系統(tǒng)的基本要求如下:1)所確定的內(nèi)澆道的位置、方向和個(gè)數(shù)應(yīng)符合鑄件的凝固原則或補(bǔ)縮方法。(2)在規(guī)定的澆注時(shí)間內(nèi)充滿型腔。(3)提供必要的充型壓力頭，保證鑄件輪廓、校角清晰。(4)使金屬液流動平穩(wěn)，避免嚴(yán)重紊流。防止卷人、吸收氣體和使金屬過度氧化。(5)具有良好的阻渣能力。(6)金屬液進(jìn)人型腔時(shí)線速度不可過高，避免飛戩、沖劇型壁或砂芯。(7)保證型內(nèi)金屬液面有足夠的上升速度，以免形成夾砂結(jié)疤、皺皮、冷隔等缺陷。(8)不破壞冷鐵和芯撐的作用。(9)澆注系統(tǒng)的金屬消耗小，并容易清理。(10)減小砂型體積，造型簡單，模樣制造容易。2100433B

本書主要包括：注射模具設(shè)計(jì)規(guī)范；注射模具有關(guān)設(shè)計(jì)資料；基本結(jié)構(gòu)和支承件；分型面設(shè)計(jì)、排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模具表面拋光；注射模具的澆注系統(tǒng)、無流道、氣輔注射、雙色注射；注射模具的冷卻系統(tǒng)；注射模具的抽芯機(jī)構(gòu)；注射模具的頂出脫模機(jī)構(gòu)；注射模具的先復(fù)位機(jī)構(gòu)注射模具制造工藝和裝配，注射模具的試模和驗(yàn)收；常見注塑件缺陷的解決方法；附錄中的注射模具的標(biāo)準(zhǔn)件可供設(shè)計(jì)與查閱等內(nèi)容。

本書可作為設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)注射模具指導(dǎo)用書或廣大模具工參考用書，也可以作為大中專院校模具專業(yè)的補(bǔ)充教材。

塑料注射模具是現(xiàn)在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復(fù)雜的高精度的塑料制品。本文只是粗略介紹一下。設(shè)計(jì)塑料注射模具首先要對塑料有一定的了解，塑料的主要成分是聚合物。如我們常說的ABS 塑料便是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種單體采用乳液、本體或懸浮聚合法生產(chǎn)，使其具有三種單體的優(yōu)越性能和可模塑性，在一定的溫度和壓力下注射到模具型腔，產(chǎn)生流動變形，獲得型腔形狀，保壓冷卻后頂出成塑料產(chǎn)品。聚合物的分子一般呈鏈狀結(jié)構(gòu)，線型分子鏈和支鏈型分子認(rèn)為是熱塑性塑料，可反復(fù)加熱冷卻加工，而經(jīng)過加熱多個(gè)分子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，連結(jié)成網(wǎng)狀的體型分子結(jié)構(gòu)的塑料通常是一此次性的，不能重復(fù)注射加工，也就是所說的熱固性塑料。 既然是鏈狀結(jié)構(gòu)，那塑料的在加工時(shí)收縮的方向也是跟聚合物的分子鏈在應(yīng)力作用下取向性及冷卻收縮有關(guān)，在流動方向上的收縮要比其垂直方向上的收縮多。產(chǎn)品收縮也同制品的形狀、澆口、熱脹冷縮、溫度、保壓時(shí)間及內(nèi)應(yīng)力等因素有關(guān)。通常書上提供的收縮率范圍較廣，在實(shí)際應(yīng)用中所考慮的是產(chǎn)品的壁厚、結(jié)構(gòu)及確定注塑時(shí)溫度壓力的大小和取向性。一般產(chǎn)品如果沒有芯子支撐，收縮相應(yīng)要大些。 塑料注塑模具基本分為靜模和動模。在注塑機(jī)的注射頭一邊的帶澆口套的為靜模，靜模一般有澆口套、靠板、模板組成，簡單模具（特別是靜模沒有芯子的模具）也可以不使用靠板，直接用厚一點(diǎn)的模板就可以了。澆口套一般為標(biāo)準(zhǔn)件，除非特殊原因，不建議取消。澆口套的使用有利于安裝模具、更換方便，不用自己拋光。有些特殊模具澆口套可用鉆出來或用錐度線割割成。部分模具必須靜模脫模時(shí)，還得加上靜模脫模機(jī)構(gòu)。動模的結(jié)構(gòu)一般為動模板、動?？堪?、脫模機(jī)構(gòu)以及模腳和裝機(jī)固定板。。脫模機(jī)構(gòu)中除了脫料桿，還有回位桿，部分模具還要增加彈簧以實(shí)現(xiàn)例如自動脫模等功能。還有導(dǎo)柱、冷卻水孔、流道等也是不可少的模具的基本結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，斜導(dǎo)模具還有斜導(dǎo)盒、斜導(dǎo)柱等。 當(dāng)為一產(chǎn)品設(shè)計(jì)模具時(shí)，首先要設(shè)定模具的基本結(jié)構(gòu)尺寸以備料，來加快模具制造的速度。復(fù)雜產(chǎn)品應(yīng)先繪制好產(chǎn)品圖，再定好模具的尺寸。現(xiàn)在的模具基本上要進(jìn)行熱處理，加高模具的硬度，提高模具使用壽命。在熱處理前，先對模板進(jìn)行初步加工：鉆好導(dǎo)柱孔、回位孔（動模）、型腔孔、螺絲孔、澆口套孔（靜模）、拉料孔（動模）、冷卻水孔等，銑好流道、型腔，有些模具還應(yīng)銑好斜導(dǎo)盒等?，F(xiàn)在的普通精密模具的模板一般用Cr12、Cr12Mov和一些專業(yè)模具鋼,Cr12等硬度不能太高，在HRC60度時(shí)經(jīng)常開裂，模板的常用硬度一般為HRC55度左右。芯子的硬度可在HRC58以上。如果材料為3Cr2W8v，制造后再氮化處理表面硬度，硬度應(yīng)為HRC58以上，氮化層應(yīng)越厚越好。 澆口直接關(guān)系到塑件的美觀，澆口設(shè)計(jì)不好的話，容易產(chǎn)生缺陷。在沒有任何阻擋的情況下很容易產(chǎn)生蛇型流。對于要求高的產(chǎn)品，還應(yīng)設(shè)計(jì)溢流和排氣。溢流處可以用頂桿，不要在模板上留有溢流飛邊，才不至于影響模具壽命。設(shè)計(jì)模具軟件也越來越多，大多數(shù)已很少使用鉛筆來繪制模具圖了。設(shè)計(jì)時(shí)，如果沒有產(chǎn)品圖，在復(fù)雜一點(diǎn)的模具圖中很難發(fā)揮軟件制圖的長處。產(chǎn)品圖繪制好后存底，再利用尺寸驅(qū)動或比例縮放來生成制作圖形。圖紙保存也是重要的，最直接的方法是打印一份可長時(shí)間保存，但是不能修改；保存在軟盤中是沒有保障的，可能明天就出現(xiàn)“未格式化”等提示；硬盤也是易耗品，隨時(shí)出問題；如果有刻錄機(jī)的話最好，刻在光盤上就可；現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)也為我們提供了方便，使你的圖紙可保存在世界的任何地方，象myspace等網(wǎng)絡(luò)硬盤性能穩(wěn)定，操作簡易，300M的空間任你使用，不過國內(nèi)的我使用過的虛擬硬盤還是不好，你明明存了東西，它卻以“數(shù)據(jù)庫連接錯(cuò)誤”等拒絕承認(rèn)。要提醒的是：服務(wù)器也會出現(xiàn)故障的，保存在自己站點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)硬盤的數(shù)據(jù)至少要在兩個(gè)站點(diǎn)或兩個(gè)國家的不同網(wǎng)站，如果你的數(shù)據(jù)需要保密，你又不會保密技術(shù)，那就免了吧!