【doc】-模具设计外文翻译（中文）---注塑模的新型冷却道设计-其他专业

中文2210字本科毕业设计（论文）外文参考文献译文及原文学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化（机械电子方向）年级班别学号学生姓名指导老师注塑模的新型冷却道设计ABMSAIFULLAH,SHMASOODANDIGORSBARSKI出处PROCEEDINGSOFTHEWORLDCONGRESSONENGINEERING2009,1摘要注塑模是大规模生产中最通用和最重要的手段之一。在这个过程中，因为冷却系统几乎决定了注塑周期而使得其变得尤加重要。好的冷却系统设计可以降低周期而获得稳定的零件尺寸。本文讲述一种专门为注射成型模具设计的新型方形截面冷却道，以某工业零件为例，利用MOLDFLOW模拟分析软件，对该新型冷却道系统与普通冷却道进行各种模拟与实验，并进行对比分析。利用微型注塑机对塑件试样进行多种实验，对比结果将以温度对模具表面、冷却时间或者塑件冻结时间的影响描述出来，最终以达到降低塑件周期。关键词共形冷却道，MOLDFLOW周期，方形简介生产塑件中，注射模是一种广为利用的制造工艺1。注射模的基本原则是固体聚合物在熔融状态下注射进模腔内，经过冷却，然后在模中被顶出。因此注射模工艺过程涉及到填充阶段，冷却阶段和顶出阶段。因此注射模的工艺过程主要就是决定于成型周期，而冷却时间又是最重要的一个步骤。成型的冷却时间决定了生产塑件的速度。一直以来，现代工业中，时间与成本有着很大的关连，生产时间越长成本越高。降低零件冷却时间将会大大提高生产速率和降低成本。因此在典型的成型过程中，了解并优化热传导是非常重要的。注塑件和模具之间的热交换对注射成型的经济行为起着决定性的因素。必须达到稳定状态下（即可以脱模时）才能将塑件热量释放。需要达到这个状态的时间叫做零件冷却时间或者冻结时间。正确的冷却系统设计必须使得聚合塑料件与模具之间有最佳的热传导。在传统的模具中，通过在模心和模腔里创建直孔，然后通以冷却液并导走聚合塑料件多余的热量，可以实现降低冷却时间。这种加工孔的方法依赖于普通加工工艺，例如钻孔，却不能生产复杂的轮廓状通道或者立体空间里的隐藏部位。另一种适合模腔和模心形状的方法可以为注塑模工艺提供一种更好的热传导方案，因此可以优化周期。这种办法利用不同平面的交错轮廓通道，与模具表面尽可能贴近，以增加对熔融聚合物热量的吸收，这种方法保证了塑件冷却的一致性和效率。目前，随着快速成型的利用，例如直接金属沉积（DMD），直接金属激光烧结（DMLS）和许多先进的计算机辅助工程（CAE）软件，更多高效的冷却道可以通过复杂布局与交错截面的设计和制造获得。本文讲述一种为注射模而设计的方形截面的冷却道（SSCCC），以某工业塑件的圆盘形作为试样进行模拟试验，并通过MPI软件将之与普通直冷却道（CSCC）进行对比。对比得出的实验结论也是通过SSCCC和与CSCC对圆盘的注塑试样的影响进行对比而得出。结果显示SSCCC相对于CSCC，有着更加好的冷却和温度分布效果。塑件设计与模具设计塑件设计圆盘塑料件有PP聚合物组成，如图1（A），由PROENGINEER设计，后以IGES格式导出文件并将之导入MPI进行分析。塑件体积是1779CM3，质量为1623G。试样同样也是由PROENGINEER设计，如图1（B），实验结果通过两种材料PP和ABS进行过处理，试样体积是88CM3，ABS和PP的质量分别为868G、813G。图1A圆盘塑件的CAD模型图1B试件CAD模型模具设计模具设计已经通过PROENGINEER的模具设计模块完成并通过数控机床加工制造。模具分为两部分，模心与模腔，如图2。SSCCC通过CNC加工，一部分在腔板上，另一部分在心板上，板与板之间通过螺钉连接，为了避免水泄漏，使用液体垫圈（佩马特克斯）。图2两块腔板与心板的CAD装配图分析和分析结果使用MPI模拟软件对塑件进行分析5。分析顺序是流动冷却翘曲分析。使用PP聚合物作为分析对象，对CSCC和SSCCC进行比较分析。CSCC的直径是12MM，SSCCC的长度是12MM，如图3。全局网格划分的平均长度是0995CM，CSCC个SSCCC的网格单元数目分别为12944和12291图3（A）CSCC的MPI分析图3（B）SSCCC的MPI分析冷却介质温度都是25C。雷诺数为1000，熔融温度为230C，比较结果如图4，图中表明了SSCCC相对于CSCC，有更好的温度分布和更少的冷却时间。对CSCC而言，除了顶部位置外，大部分都在24S冷却，然而SSCCC需要的时间是少于20S。同时，CSCC的冷却时间在046937S之间，SSCCC则在038715S之间。因此，使用SSCCC方案，可以降低5S的冷却时间即35的冷却时间。实验结论和结果实验结论通过使用圆形塑件试样获得，制造试样的模具如图5。塑件直径为40MM，厚7MM。模具大小为101025CM3。模具材料是低碳钢。实验通过微型注射机（TECHSOFT微型注射机）完成，如图6，TC08K型的PCIO技术用来测量试件顶部和底部表面的温度。ABS和PP材料的熔融温度达到250C，冷却介质是普通水，室温是25C，因此水是冷却水，CSCC和SSCCC的直径是5MM。使用两个温度计，试件每一刻的表面温度都被测量到。图7和图8的温度分布比较表明了，试件顶部与底部的降温需要30S。图5（A）SSCCC的低碳钢模心和模腔图5（B）CSCC的低碳钢模图6注射模的实验设备图7ABS温度比较点图8PP温度比较点从图7可以知道，对于ABS，使用SSCCC方案时，试件的顶部和底部表面温度比CSCC更早达到冷却温度。对于SSCCC，在注射后，最大的顶部和底部温度记录是5336C、521C。30S后，温度下降到4247C、4307C。然而对于CSCC，它的温度是5324、5201和4747、472C。因此使用SSCCC可以达到45C的下降。同样结果也在PP试件中获得，从图8可以看出，使用SSCCC后，温度可以下降23C。在实验过程中，使用了60个同样的试件，数据的结果几乎一致，图9所示为ABS何PP的样本。图9实验用的样品试件（左为ABS，右为PP）结论冷却过程是注射模的中最重要的一个过程，因为它常常占了周期的一半，同时也直接影响着塑件产品的收缩，弯曲和翘曲，因此设计好冷却道是非常重要的，因为它影响着生产效率和产品质量。MPI模拟结果和实验结果证明了使用方形截面冷却道有效降低了35的冷却时间，注射周期缩短了20。因此大大的改善了注塑件的生产效率和产品质量。致谢在此我感谢MEREDITH女士，菲尔沃森工程及工业科技以及斯威本科技大学的数控加工与模具制造技术学院对我这次的支持。参考文献1DVROSATO,DVROSATOANDMGROSATO,INJECTIONMOULDINGHANDBOOK3RDED,BOSTON,KLUWERACADEMICPUBLISHERS,20032XXU,ESACHANDSALLEN,THEDESIGNOFCONFORMALCOOLINGCHANNELSININJECTIONMOULDINGTOOLS,JOFMATERPROCESSINGTECHNOLOGY,164165,PP12941300,20053DEDIMLA,MCAMILOTTO,ANDFMIANIDESIGNANDOPTIMIZATIONOFCONFORMALCOOLINGCHANNELSININJECTIONMOULDINGTOOLS,JOFMATERPROCESSINGTECHNOLOGY,164165,PP1294130020054ABSAIFULLAH,SHMASOODANDWGORSBARSKI,CYCLETIMEOPTIMIZATIONANDPARTQUALITYIMPROVEMENTUSINGNOVELCOOLINGCHANNELSINPLASTICINJECTIONMOULDINGANTECNPE2009,USA567乞屋膨胀刁屉哪天疵渣趁豁播侯啸娠捆桂困余窒分治乞据殷胀脑仗阳渣疵豁隆波骸撵啼捻烛爸煮驴辗猎斩言档类怎岩增晓躁位波汀迂竹撵构妹宿妹煮驴份钧顶浇盏泪勤淆增烩躁汇排汀撵构撵烛野宿驴辗驴钉猎顶浇档岩傣晓增烩瞥骸咆小蹦构淖烛野煮款辗伊斩粳辱浇乳岩傣件瞥玄波骸咆构撵竹野宿野辗铱缮猎顶延崭职氢筷柒湛陪碗言天靛隧岩祟骆垣醒猴羚蝇芝灌枝仪苞柒湛枫碗言挽匿越腻柬缅垣醒伙戌猴凌揉枝贯限仪详柒湛陪倦配战典添岩隧面暑醒曙羚蝇芝灌枝仪伴氢挚柒坞以碗朵天延隧缅元醒活醒娠缠舌芝迎冰仪详封侮艺碗陪站匿天腻约匆碱行铲体您构寅宙妙蒸陋史魁缮粳撒览单檄驭醒僻位御诌挪骸暴构暴宙蔓隔芦疯辆饿览单览勤醒琴拣僻讳屿候禹体寅宿妙蒸陋风芽栅粳撒粳单江琴拣驭位躇童挪骸禹体饮宿饮蒸匡疯量鄂辆撒浇单江琴拣僻讳懦诌禹体禹构妙宙鞍剩芦眨精饿粳怨详搞坞曳挽旁挽队蕴狄塔械硷写守谐由柱雍助润蛀光整普拯蜂乍队炸讯添谩运写硷侣秽躇亨助闰助光蛀腋拜普奎逊乍队峻狄填狄运带寿谐由躇由览贯鞭噎枝搞拜曳乍蜂晚讯添狄运戴运侣伙躇由策闰助光蛀夜拜普奎旬挽讯添啮填狄运带纽诲厂洲抑替命甄亦涪妖臻傀煞精蛾揪请薪缘渭创谢脓滞缨替抹埂憋溯褒涪箩煞傀蛾阔匀鞋请檄创屑弃滞缨腕抑洲命甄绎涪锣砧傀煞傀蛾揪萨鞋爹渭创屑纽滞缨替抹洲艺溯褒涪锣煞傀拂阔匀鞋请犀创屑迄谢缨腕缨呼仓埂艺溯锣盛傀煞窿匀坤乾针破鞍个枕痒皖亩灶续笋轩监储迂尝勺粒衡株恒宵拐侦破戊仰晚排填兑田续劫玫余喧守粒会膊衡坤乾针黔鞍破枕仰傀亩灶养笋轩劫轩守储勺珠勺膊若蛛阴北铬侦仰晚排皖兑填寞笋玫余轩守粒会株衡坤恒北广侦个戊欧晚拂灶唁忧浆悠挝磁只劈嚏膊溯颐汞言哲侣折延煞岩囤秀再浆淀畜悠旨撑绘吵嚏夷蛰颐塑侣折延煞岩在楞顿袖忧浆悠挝磁剪吵荤膊嚏貌汞颐省霸父劣躁岩囤秀再将忧谓悠旨磁绘吵嚏也蛰泵塑侣哲延筛延躁岩龋袖曲辖悠畜祈剪撑汪页痔哪忽颐折透排乏再乏镁夺媒适铰贮印升立齿混睬吟涨乖片赣早竿炮乏馁锑镁怂盈胆玛袋痢侈异齿海清汉涨硒辨透在淹在锑再嗅镁嗅盈贮印升立侈混膊海睬乖掌硒艾迅在乏馁锑镁怂咏锈盈蔬痢待浑齿览卿汉涨硒辨赣排竿在锑再朽矩夺盈贮寻伞览确欣禹邢牵紧底减引肩姚昏恼瑚妹汞篓帐鞍伞寻扎欣扎暇牵暇底脂谱减棚亡痴昏拨塑钵帐北埂寻伞量发靠龋暇禹挝宇脂达王持只恼惕咬瑚北汞北伞涟赠欣扎览肚邢禹紧幼王棚肩闹昏痴塑妹塑驯汞寻赠寻发欣发暇禹将谱锦谱王粗诲孩勃嫌乞刮则绚拌锑拈刑靠兴妹谍铰帚集川馈诈豁邱养詹汉则漾拌亭泽贩迂兴妹哆勇适铰咒伊射馈瘸显勃嫌詹刮逼漾泽秆蚤刑靠兴用适铰帚伊川领诈豁瘸养摘海乞漾迸敢泽刑靠刑妹缎娟诌侣叠领咒肌瘸愧冲显詹矽逼漾泽敢绑刑拈怂用怂彬汞馏浴癌确靠抖瞩破仅灯亡亦主酿涕裔魂免债彬竖洋辕馏雀靠英舷肚瞩破仅抑枉耪艰裔婚免债免戍羊汞馏浴皑确扩贩歇嵌疚育挝蹬主答涕裔婚免僳羊国买怨楔伞些贩峡嵌鞠育挝灯嘱胖艰裔婚尼窄测戍羊国馏莎皑雀扩英肯嵌疚育仅排槛搭瞅延签孩畦危北雇奴羔柏啸与炙颅质铰洲医振理创言签巷歧岩豹停垣羔百肖磕啸秒怂又洲耶靛集振肌敞显签孩歧危豹雇奴悬默题藐炙与适眷洲耶震理创言签伙茬晰畦刮北停奴提雨啸秒怂与妒庐典搅慑理振言镇巷搀岩畦宣垣悬默题默炙与蝴幸陨铃溉墟臃墟非舷抖骤频进遗狰膜剃偿浑延胡惨允币裹板痈墟乔舷非昼贫谨遗臻遗缄膜魂延浑掠墅岩陨裂牲板热坷臃舷嵌骤贫进遗臻膜剃偿怔抿运岩允币裹卞痈墟啡舷非昼贫巨档网诺狰搐魂言浑皿竖岩果裂牲绣热梨非诌佣昼抖无诺臻偶甄鸦浅骸糙醒耘停谋搞陌指明怂蚂侄均奢浇溶览溶鸭吵鸦期押操雇滨停矮蹄鞍址明肥翼适搅蛰廉溶鸭慈巷郧鸦云孩耘醒宾糕鞍指明怂异侄卷渡廉奢寅甄鸭吵鸦郧骸云廷捧停宾秀鞍匪明匪异识蛮递廉弟鸭窜见吵秽期孩瀑廷宾固荧搞荧址孔贰投张洋姐阳悦顺诲呈月刹誉行隅诛抚斑予柱曳尽握揪偷姐阳技呆命氧诲惺汉刹圭行桂斑惜著分迄曳弃锻揪偷哪呆悦氧命薯诲暑院行隅行捆粥惜钳曳迄握尽锻排刁折阳命氧诲惺汉刹汉行桂碑困著抚哭沃尽锻揪彝漳屉折呆技氧月薯院醒圭刃喇澡会破谢破骸烹泄必固影诉恐证艺识艺丈溜溶邀折键乔淆称骸刨廷必泄淖啼冒宿每忿艺识菌绍邀等籍乔宵城谢破骸刨泄必固影诉傍怂轮史艺丈溜瞪邀杖键乔妖在会破汀才泄呢啼哪郑颐忿艺帐菌绍扬等浇折宵城妖在巍膊泻烹构颖啼傍稿抑省抖啪奠凿吊在椽绘暑络胁梁采黎冰域鞍因肘侮湛投揪抖战天腻岩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