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河南理工大学万方科技学院本科毕业设计论文对于两板式塑料注射模的横浇道、直浇道、浇口的优化 M.A. Amran*, M. Hadzley, S. Amri, R. Izamshah, A. Hassan,S. Samsi, and K. Shahir （人名）马来西亚技术大学制造工程学院（UTEM），Hang Tuah Jaya, Ayer Keroh, Melaka, Malaysia*邮箱：.my 摘要：这篇文章描述了两板式塑料注射模的横浇道、直浇道、浇口的最优化尺寸。这项研究当中使用了ECR塑料制造工具，它包含三个部分上箱、下箱和模套。这篇文章的目的是找到横浇道、直浇道、浇口的最优尺寸，当意识到因为横浇道、直浇道、浇口的尺寸错误带来的问题时，能够确定型腔的最佳布局设计。在这个研究当中运用了三个软件，其中UG软件像CAD工具一样来设计三维模型，Rhinoceros软件作为加工处理工具来设计浇口、横浇道、直浇道，Moldex软件作为模拟仿真工具用来分析塑性流动。其结果是在两板式塑料浇注磨具当中对浇注系统的尺寸、型腔的位置做了修改，以消除浇不足、过浇、熔接线的问题。关键字：电脑模型、流动仿真、最优化1.介绍这一塑性浇注主要包含三个过程：浇注、包装、冷却。随着市场上可用的商业软件数量的增多，电脑在工业设计中的运用，模拟仿真软件对于模具制造业具有着重要的影响。ECR塑料生产使用着相同的材料和颜色，尽管浇口的尺寸不同。每一部分都有自己的模具，但是所有的部分都使用的是族谱模具。族谱模具最难设计的是决定模具的布局，注入的位置、浇口的尺寸、横浇道、直浇道及水孔的位置。为了研究流动性使用了Moldex模拟仿真软件来分析塑性流动。Cp1217，2007年国际先进材料与纳米技术会议（ICAMN2007）由W. T. Wui, N. Kamarulzaman，R. Y. Subban, K. Noorsal, M. H. Saleh, R. Ibrahim, R. Idris, I. Zainol 和 F. A. Zakaria 编辑，2010年美国物理研究所，978-0-7354-0760-2/10/$30.002.方法原则首先使用UG软件设计出3D模型，然后将文件输入到Rhinoceros软件当中记录工艺流程。在Rhinoceros软件当中浇注系统如浇口、横浇道、直浇道水孔及模具的基本部分都已经设计好了。最后使用Moldex软件将Rhinoceros软件中的文件输入进来。对于塑性材料在注入、充满、冷却和变形分析前就确定好了工艺过程的条件。如果结果不满足就需要按照图1所示进行修改。 开始用UG设计3D模型将文件输入到Rhinoceros软件中表面部分配合设计环形布局设计矩形边缘设计横浇道的圆形截面设计直浇道设计冷却系统输入文件到Moldexs软件设计工艺条件选择材料再次分析是诠释数据并得出结论结束图1.分析方法3.两板式模具设计所有的ECR文件都包含上箱、下箱和模套组成。它们都是一步步的从UG软件到Rhinoceros软件输出得到的。这些文件都被保存为DXF格式以便能够被Rhinoceros软件识读。起初，上箱的文件用Rhinoceros软件打开，使它从固态模型转换为网状模型如图2(a)所示。接着，图2(b)展示的是下箱的文件从UG软件到Rhinoceros软件的输出。不断的对下箱进行改进直到表面获得好的网状形式。型腔的表面在中心部分通过改变网格消除之前都保持不变。模套也使用同样的方法如图2(c)所示。 （a）上箱 （b）下箱 （c）模套 图2. ECR的网状模型3.1矩形侧浇口需要决定侧浇口的两个尺寸深度和宽度。深度的计算通过公式h=nt，其中h指浇口的深度（mm）,t代表截面厚度（mm），n是表示材料的常数3。通过这个公式计算上箱下箱的深度为1.2mm,模套是1.8mm. 通过公式1 4得到侧浇口的宽度：W= n x A / 30 （1）其中W是浇口的宽度（mm）,A是空腔的表面积（mm2），n是材料常数。通过计算上箱的表面积是84,648 mm2，宽度是5.8mm.接着计算下箱的宽度是5.9mm，模套是1.27mm.3.2环形浇道浇道的直径等于体积乘以密度乘以到模具中心的距离即公式2 4.D = W x L / 30 (2)其中D是浇道的直径，W是部分质量，L是到模具中心的距离，通过Rhinoceros软件得到上箱的体积是78,202 mm3，重量是0.08kg因此浇道的直径是6.5mm.接着计算下箱的直径是6.7mm模套是1.5mm. 3.3直浇道直浇道的尺寸通过厚的型腔模型给定直径7mm角度一度。起初刚好是7mm底部刚好是10mm.图3展示了上箱下箱模套及浇注系统的位置。图3.两板式模具的布局 4.两板式模具填充物的分析浇注分析显示总的填充时间为1.041s。这一阶段有两种结果一种是上箱浇不足，另一种是塑料不能流动到模套的情形如图4所示。 图4.浇注过程因为溶液交汇的地方位于边缘，产生了如图5所示的熔接线，上箱要被从新设计。熔接线的存在会很容易使其裂为两部分。当两部分的前端相遇的时候它们会再次溶接在一起，最终产生一条线它很容易断裂5。 图5.上箱产生融合线 4.1两板式模具的修改下箱的尺寸做了修改减少了25%由原来的5.9mm减为4.3mm，由于过浇横浇道由原来的6.7mm减为5mm。模套的位置由距中心50mm移动到25mm处，横浇道的尺寸增加25%.为了确保塑性溶液能够流到上箱的角落，在上箱的表面增加了一系列的沟槽如图6所示。图6.两板式模具的修改 4.2修改后的浇注过程对浇注系统进行修改后三部分的塑性融合相互达到平衡。总的注入融合时间是7.804x10-1s. 上箱中心部分的融合线已被消除，角落的塑性流动如图7所示。 图7.修改后的浇注过程5.讨论 增加模套横浇道的尺寸以改变消除浇不足的现象，因为过浇而减小了下箱的尺寸。对上箱进行了从新设计在上箱的上表面增加了一系列的沟槽以消除熔接线。结果上箱中心部分的熔接线被消除。从结果中我们知道因为浇不足对于两板式模具模套的浇口和横浇道的尺寸增加了25%，由于过浇下箱的浇口和横浇道的尺寸减少了25%.6.结论这项研究成功的分析了在两板式模具中塑性材料的流动问题。为了提高生产质量对型腔和浇注系统的布局设计进行了修改。在真实模具制造之前塑性材料生产中浇不足、过浇、熔接线等缺点都得到了消除。参考文献1S.S.S. Imehezri., S.M. Sapuan, S. Sulaiman,材料和设计报刊2L.T. Manzione，计算机对注射模的辅助应用3R.G.W. Pye，注射模设计4G. Mo