【《注塑模具成型工艺分析的国内外文献综述》4900字】

注塑模具成型工艺研究的国内外文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u30360注塑模具成型工艺研究的国内外文献综述 1108421.1.PVC塑料简介 119831.1.塑料注射成型工艺及参数 2263711.3.UGNX8.0的应用 3323971.5.注塑模成型工艺 412431.6.注塑模成型工艺中的相关缺陷及解决办法 51117（1）缺料 58968（2）翘曲变形 5128351.7.注塑模的冷却系统 515210参考文献 61.1.PVC塑料简介产品设计中，塑料常作为壳体材料使用，因此它是影响产品外观的一个重要因素。常用塑料有30多种基本类型，每一种又根据添加剂配方不同有许多品种，在确定塑料为产品设计材料时，应从产品的使用要求和塑料在产品中所发挥的作用选择适宜的塑料品种。大多数产品设计中实际选用的塑料品种只占总数的一小部分。工业产品上的绝大部分塑料制件是热塑性塑料，热固性塑料制件只占一小部分。从科学意义和实用意义上综合考虑，最为专业的是按化学组成特点分类，热塑性塑料分为两大类，即结晶性塑料和无定形塑料。所谓结晶，就是聚合物由熔融态分子的无次序状态到凝固态有规则地进行重新排列的性质，具有这种性质的塑料就叫结晶性塑料。反之，就叫无定形塑料，或叫非结晶塑料[3]。PVC塑料在汽车用塑料中用量占首位。PVC之所以用途广泛，原因如下:a.PVC之原料是取之不尽的石灰石和盐，其资源丰富、价格低且不易受国际石油市场的影响;b.PVC易加工，可加工成硬、半硬、软制品及发泡体。也可加工成造革、涂料、腻子等特殊制品。在加工工艺方面，可采取吹塑、压延、注射、挤出、搪塑、浸涂、喷涂等任何一种形式，这是其它工程塑料无法比拟的;c.由于PVC塑料分子结构中有氯原子，所以其本身具有良好的阻燃性和耐老化性;d.具有良好的染色性及外观[4]。PVC塑料，化工领域指化合物\t"/item/PVC%E5%A1%91%E6%96%99/_blank"聚氯乙烯。英文名polyvinylchlorid，英文缩写PVC。这是PVC使用最广泛的含义。本色为微黄色半透明状，有光泽。透明度胜于\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"聚乙烯、\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"聚丙烯，差于\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"聚苯乙烯，随助剂用量不同，分为软、硬聚氯乙烯，软制品柔而韧，手感粘，硬制品的硬度高于低密度聚乙烯，而低于聚丙烯，在屈折处会出现白化现象。稳定；不易被酸、碱腐蚀；对热比较耐受。聚氯乙烯主要特点具有完全阻燃(其中所含的占材料阻燃比为40以上)、耐化学品和药物腐蚀特性高(低于耐浓度的盐酸、浓度大约90%的氧化硫酸、浓度大约分别为60%的氧化亚硝酸和低于浓度20%的硫酸氢氧化钠)、抗化学机械冲击强度和电绝缘性好等诸多重要优点。聚氯乙烯薄膜具有良好的热和光、热化学稳定性。软化点焊的温度一般为80℃,于130℃之间即可开始快速分解。在不至于需要任何加热稳定性溶剂的高温条件下,聚氯乙烯100℃时立刻可以开始快速分解,130℃以上则更有可能会分解得更快。被热分解后它会释放出一种排斥性的氯化氢(就是所谓的排斥氯化氢惰性气体),使其转变成一种有毒的惰性气体,由白→浅黄色→深红→棕>褐→黑。太阳光线的照射过程中的大量紫外线和大量氧气辐射会直接导致新的聚氯乙烯被光氧化和加热分解,因此很有可能是这会直接导致光对聚氯乙烯的光柔性反应减弱,最后干燥。这也可能正是一些PVC型的塑料制品用得太久就坏了可能会因而产生黄、脆的主要原因。具有稳定的物理化学性质，不溶于水、\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"酒精、\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"汽油，气体、水汽渗漏性低；在常温下可耐任何浓度的盐酸、90%以下的硫酸、50-60%的硝酸和20%以下的烧碱溶液，具有一定的抗化学腐蚀性；对盐类相当稳定，但能够溶解于醚、酮、氯化\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"脂肪烃和芳香烃等\t"/item/%E8%81%9A%E6%B0%AF%E4%B9%99%E7%83%AF/_blank"有机溶剂。1.1.塑料注射成型工艺及参数本次毕设选用材料PVC为热塑性料,加工工艺为注射成型,是将粒状或粉状的塑料加入到这种注射机的主要材料是漏斗,在此时注射机内的各种塑料被迅速地挤压受热从而融化并流动使其能量保持均匀地快速流动。熔融的塑料就固化成为所需的塑件。注塑成型工艺在塑料加工中占有很重要地位，注塑成型决定着产品质量、外观、形状等，最主要的是该技术对产品性能有着极大的影响[5]。1.3.UGNX8.0的应用UG技术是目前较为流行的一种模具设计软件，在模具加工过程中，能够进行人机交互。模具加工制作之前,通过UG公式确定了电子模具的一个三维空间结构模型,对比模型之后进行制作。ug数控加工技术必须拥有强大的自由曲面构造和建模技术,可完成复杂的曲面设计。UG数控加工已经能够大大简化数控模具的批量生产和加工过程,避免加工过程中模具形状的影响。实际生产过程中,可以在计算机上进行修改来提高模具的加工速率,从而保证模具的加工质量[5]。在整个注塑工业零件三维模型建模设计工作全部设计完成后,在零件三维建模完成之后，进入UGNX8.0MoldWizard注塑模块，这是一个针对工业注塑模架而设计的专门技术模块,用于不断优化注塑生产工艺过程,提供一个完整的产品解决设计方案,该设计模块可以允许工业用户直接进行注塑模架的设计选择,浇注填料系统、冷却系统的施工设计,标准件的设计增量,推出填料机构、侧面和抽芯填料机构的设计施工等。1.4.UGNX数控铣削加工编程内容数控模板编程:该数控系统模板可以同时具备不同的数控模板编程功能,如刀具加工数控物体轨迹对象滑块模板、刀具加工轨迹对象模板等。在基于数控企业模板的数据加工中就需要充分地集中注入了结合数控企业编程员与数控设计师、技工等各个专业人的理论实践经验与工作习惯应用来共同构建一套科学规范的可控数据生产加工管理技术,强化了数控企业的数据生产加工经营与质量管理,保证了数据加工的工作效率。在使用模板前我们就需要搜索收集不同类型产品的各种加工形式,进行整理之后,模板就可以按照自己所在行业中的产品加工需求、几何性质等来进行划分,如模具形象、型腔内部零件等。刀具运动轨迹设计和生成:系统为客户提供了钻空循环、等高速度环切等,具有非常复杂的功能，也可以任意控制刀具轴。UG平面铣削，具备多次走刀卢纶铣削、仿形内铣削等，能够定义边界、显示尚未切削区域的边界等。UG型芯、型腔铣削假设，能够完成粗加工，综合选择出合理的刀具之后，考虑刀具性能及机床对刀具的要求、损耗率、工件生产材料等要素，确定刀具生产的参数值。根据具体生产情况，确定刀削速度、深度，进给速度以及刀具的转速值等。也就是可以直接进行容差型型腔的加工设计,如果所构成的型腔曲面已经达到数百个且型腔表面异常,可以直接进行更正。或是将产品按照用户所要求规定的尺寸进行加工制造出型腔成功能。此外,还具备UG自动清根、UG变轴铣削、UG顺序削等功能。加工仿真:这个模块是ug软件中的第三方仿真模块,使用了人机交互进行模拟、检查、显示等技术来直接达到设计的验证,可以大大节省对切试样品的操作时间,节省了机床调整的时间,减少了刀具磨损。使用UG,可以检查刀具的生成过程是否正确[7]。1.5.注塑模成型工艺设计注塑模时，既要考虑塑料熔体流动行为等塑料加工工艺要求方面的问题，又要考虑模具制造装等模具结构方面的问题，归纳起来大致有以下几个方面：（1）模具的型腔数根据各种注塑零部件的形状和尺寸,冷却与脱模,以及其他有关的注塑制造工艺等,均宜采用单模一腔。（2）进浇点按注塑件形状，需采用点浇口进料。（3）分型面的选择模具采用斜导柱分型抽芯脱模机构，呈三板式模具形式，型腔板为活动板。塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分，简单地说，分型面就是动模和定模的接触面，模具分开后由此可顶出塑件。（4）了解塑料熔体的流动行为，考虑塑料在流道和型腔各处流动的阻力，流动速度，校验最大流动长度。根据塑料在模具内流动方向（即充模顺序），考虑塑料在模内重新熔合和型腔内原有空气导出的问题。（5）通过模具设计来控制在模具内的结晶和和取向，以及改善制件的内应力。（6）考虑冷却过程中塑料收缩及补缩问题（7）因本塑件的尺寸略大，需考虑冷却问题。（8）固定的模板和组合镶件均采用冷却管,便于密封[8]1.6.注塑模成型工艺中的相关缺陷及解决办法（1）缺料该缺陷表现为塑件填料未补充到位，致使当前塑件形状无法达到预定形态，最终冷却后报废。对缺料致因的研究，一种可能是注射压力较低或温度过低，可通过调整射出控制量来判定。如若仍有缺陷，则可讨论另一种可能，即注射量难以达到要求。若注射量的极限值仍小于模腔容积，那么填充将难达到效果。对成形品而言，若在其重等于注塑机射出量上限峰值的情况下，依然出现缺料，则原因可能是未扣除容让所致。当然，缺料的致因还包括逆流问题，特别是对于聚乙烯、苯乙烯、聚丙烯、尼龙等低粘度材料，此时应安装止逆环。树脂材料在注塑过程中，若因低温导致粘度突出且流动性差，则也可能出现填充缺料的问题。当然过高的树脂会因热分解作业而炭化，因而一般上应按标准设计温度执行树脂注塑填料。另外，注塑模具浇注过程中各种通道不畅也会增加阻力而无法保障填料的充分性，要提高填料的流动性，只有扩充通道，且降低粘度，保障流动速度。对因封入气体而导致的缺料现象，往往需要设置排气槽已引导气体排出。（2）翘曲变形翘曲变形主要表现在塑件成型后改变了原设计形态，表面发生不均匀收缩或扭曲等缺陷。此缺陷的可能致因及解决对策包括：1）制件壁厚度不规则，影响塑件冷却速度，从而使收缩变化无整体性，在紊流效应下导致尺寸失准。对于薄壁区域而言，该位置熔料易冷却而增高粘度，导致翘曲缺陷。实际工艺操作中，应注重增强结构设计合理性，强调塑件壁厚均匀。2）冷却效果不佳。对塑件而言，各区域冷却速率差异明显，冷却快的区域受应力集中影响易出现翘曲现象。因此需要不断设计调整和优化冷却系统，准确控制冷却水路分流与设置。3）残余应力难消除。对此，应积极调高模具温度，保障注塑机的塑化温度，让塑件在退火工序中持续消除应力。[9]1.7.注塑模的冷却系统模具冷却控制系统设计的主要目的保证塑件的品质要求符合客户的标准。①过高：脱模后，塑件变形率大，还容易造成溢料和粘模；②过低：则熔胶流动性差，表面会产生银丝、流纹、塑件缺胶等缺陷；③不均匀:高热造成的各种塑件在高温空气中膨胀收缩不均匀,导致了塑件翘曲或者开裂变形。提高注射成型效率，降低生产成本。冷却水路设计的注意要点尽量做到能够有效保证整个模具的热平衡,使得它在模具各个内部零件上的受热温度均匀;选择冷却水孔的最佳位置:①冷却水离塑件的部位尽量相等，距离10~15mm较为合宜；②水孔不宜靠近熔胶最后熔接的地方；③水管应避免与模具上的其它机构（如：顶杆、司筒、斜顶、小镶件、侧边抽芯、定距分型机构）发生干涉；④定模镶件的运水位置尽量接近胶位，对于小型模具，动模镶件冷却水路尽量走外圈，大型模具的话，水路须多层设计。冷却水孔直径的设计：①根据模具大小确定：模坯宽度200mm以下：直径ϕ5~ϕ6mm；模坯宽度200~400mm：直径ϕ6~ϕ8mm；模坯宽度400~500mm：直径ϕ8~ϕ10mm。模坯宽度大于500mm：直径ϕ10~ϕ13mm；②根据塑件壁厚确定：平均胶厚1.5mm：直径ϕ5～ϕ8mm；平均胶厚2mm：直径ϕ6～ϕ10mm；平均胶厚4mm：直径ϕ10～ϕ12mm；平均胶厚6mm：直径ϕ10～ϕ14mm。提高模具冷却能力的途径（1）适当的冷却管道尺寸设计与数量排布，以保证快速冷却。（2）使用热导率高的模具材料，使模具散热更快。（3）塑件的结构设计要合理性，避免厚薄不均匀的结构设计。（4）正确的冷却回路设计，特别是壁厚较厚的位置。（5）应当严格控制水冷却时的出、进口处的温差（6）选择合适的冷却介质。[10]参考文献[1]金敦水，刘杨．基于UG电器外壳组合型产品注塑模具设计[J]．齐齐哈尔大学学报(自然科学版)，2021，37(02):1-4+9．[2]闫闵，宋杰，狄金叶，赵佳峰．塑料模具设计问题及改进思考[J]．湖北农机化，2019(19):146-147．[3]董玉川.产品设计中塑料制件的选材研究[D].北京服装学院,2013.[4]李树生．PVC树脂在汽车上的应用