外文翻译--塑料注射成型过程的设计与仿真 中文版.doc外文翻译--塑料注射成型过程的设计与仿真 中文版.doc

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第1页共10页塑料注射成型过程的设计与仿真机械与制造工程特拉马来西亚,43400UPM,SERDANG,雪兰莪、马来西亚本文介绍了用于生产塑料产品的注塑模具的设计。把塑料模设计成两种不同的部分,但是拥有相同的使用功能,其中一部分是凹模功能,另一部分则是凸模功能。在计算机辅助设计CAD中,两个塑料零部件使用PROENGINEER(PROE)参数化软件绘出3维(3D)视图。在计算机辅助制造CAM过程中,亦可利用PROE参数化软件开发加工程序,同时对于模具设计而言,在同一模架上,可利用可变的镶块生产出不同种类的塑料产品。在操作注塑机和模具设计之前,利用MOLDFLOW或PARTADVISOR软件,我们可以分析和模拟出最合适的注射部位、物质的温度和注射压力,预测出熔接横和气泡的位置。关键字多变插入模具、注射压力、气泡,注射位置、模具设计简介当今,工具和模具制造的塑料注射成型技术是世界上增长最快的行业之一。现在几乎每个应用都涉及到了塑料产品,从生活用品到太空旅行,从运输到包装,从医学到玩具,从桥梁建设到体育运动,无不使用塑料产品。通常塑料注射成型是熔化的塑料材料在压力作用下进入到模腔,在冷却或化学反应的热固性下实现所需形状的过程。模具的设计与制造是一个高昂的消费和高科技投入的过程,因为它使用以科学为基础的计算机辅助工程CAE软件来分析和模拟塑件部分,其中计算机辅助设计CAD软件设计的复杂的塑料产品和计算机辅助制造CAM为铣削或闩锁编制的所要运行的计算机数字控制CNC程序。随着计算机技术的进步,导致了计算机的成本被人忽略,所以这种先进和昂贵技术将会提高生产力和改善工艺性。因此,对于这个快速发展的新兴行业来说,确保新技术达到完善是很重要的。因此计算机辅助工程CAE是协助处理和计算注塑材料在注塑模内部的流动情况。理论如何注塑材料如何填充模具第2页共10页注射成型过程可以画分为三个阶段1灌装阶段2加压阶段3补偿阶段(1)灌装阶段设计塑料零件的注射成型过程时,最需要掌握的是如何使塑料填充到模具中。在模具注射填充阶段,熔融状态下的塑料注入型腔内直到腔内填满为止。随着塑料流入腔内,塑料与模具内壁接触迅速凝固,进而在模具内壁和融化的塑料之间产生凝固层板1显示塑料材料如何从后往前的扩展和流动,在流动的前沿与模具接触后凝固。冷冻层中的分子因此没有高度的导向,一旦被凝固,方向不会改变。板1板1塑料在模具内部的流动红色箭头显示熔化了的塑料的流动方向,模具中暗蓝色的层则显示塑料的凝固层。绿色箭头表示模具内的热量沿聚合物熔体的流动方向。融化状态下的塑料在经过凝固层吸收部分热量后,填充到模具内。当冷冻层达到一定厚度时,腔内出现平衡,这通常发生在注塑过程早期的十几秒后。(2)加压阶段在灌装阶段完全填充型腔后,进入加压阶段。在此阶段,所有路径将都被融化的塑料所填充,但是腔内填充区域的边缘和角落可能没有填充到。为了实现完全填充,在加压阶段需要向模具内注入额外的塑料。板2显示灌装阶段(左图)的结束和加压阶段(右图像)结束之间的差异。注意未填充的角(蓝色的圆圈),将一直保留到灌装阶段的结束。黄色的圆锥指示聚合物注射位置,塑料是红色的。第3页共10页板2填充和加压阶段的差别FILLINRPHASE填充阶段PRESSURIZATIONPHASE加压阶段(3)补偿阶段塑料材料具有较高的体积收缩率,塑料从熔融状态到固体,它的收缩率平均为25。因此加压阶段之后,必须将更多的材料注入腔来弥补收缩后凝固的塑料,这是补偿性阶段。模具基础制造模具设计和制造是注塑系统最重要的过程。这是因为模具的设计与制造对于生产效率和产品质量有着巨大的影响。基本上模具具有两个功能。第一使聚合物形成所需的形状;第二冷却注塑成型零件。模具,包含一个或多个腔,由两个基本部分组成注入塑料的固定模具关闭或者喷射的一面,分离的两个模具是称为分型线模具将决定产品的最终属性,如大小、形状、尺寸和加工表面。通常情况下,模具配合注射机缸喷嘴将融化的塑料材料填充到型腔称为浇口到腔。表1分别是模具组件和功能的摘要列表。模具设计要启动一个新的模具设计,在产品的外观设计、材料使用、材料、型腔的数目正确收缩和模具基地的选择等做进一步设计之前,设计者应该了解一些重要点,以避免产生一些错误,另外犯了错误可以导致不合格的模具,在最终的装配,以及制作出来的塑料产品超出了公差而被客户所拒绝。模流分析软件5板显示实体模型的浇口位置在模具的顶部,黄色圆锥形状显示在此分析中的位置。第4页共10页在注射和自动成型过程中,浇口作为铸造零件的一部分,允许熔融状态下的材料流动,从注入口到模腔,浇口一般都是相同的大小和形状,但通常是要小得多。最合适的浇口,对于填充率应该足够大,对于密封和防止回流应该尽可能小。产品模拟结果在模拟过程开始之前,材料供应商和材料牌号必须设置和选择,通常情况下,在模中设计数据库中已有数据,用户只须根据需求选择具体材料规格。下图显示了材料这一分析MATERIALGRADE材料牌号MOULDTEMPERATURE模具温度MELTTEMPERATURE熔体温度MAXINJECTIONPRESSURE最大注射压力填充的时间填充时间是填满腔内部分所需的时间,它也是显示了塑料材料如何填充模具的流动,从这点我们也可以了解到短时间内部分不被填充的的模型部分,从这一结果也可以了解到熔接横和气泡的产生。6板显示材料填充入模具的情况
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