【《吸尘器转接头的注塑成型工艺分析》4200字】

吸尘器转接头的注塑成型工艺分析目录TOC\o"1-3"\h\u14267吸尘器转接头的注塑成型工艺分析 1117221.1注塑成型机 1183421.2注塑成型工艺过程 2277571.3注塑成型工艺参数 3132381.4注塑机型号的初步选用 5222582注塑成型CAE分析及优化 6297372.1CAE分析前期准备 6289772.1.1模型简化 6327052.1.2网格划分 6307262.2浇注系统创建、分析及优化 8175402.2.1浇口位置分析 870612.2.2进胶方式选用、分析及优化 829292.3冷却系统创建、分析及优化 1073282.1.1冷却系统初步方案创建 10181732.1.2冷却系统初步方案分析及优化 10280592.4冷却+充填+保压+翘曲分析 1426412.2.1充填流动分析 14157212.2.3翘曲分析 201.1注塑成型机塑料注塑设备通常称为塑料注塑机，简称注塑机或注射机。它可以通过注塑模具来加工各种塑料零件。注塑机的组成主要有注射系统、锁模系统、顶出系统、电气控制系统等部分组成，如图1.1所示

：图1.1注塑机组成系统1.2注塑成型工艺过程完整的注塑工艺，包括注塑前的准备、注塑工艺及塑件的后置处理。一、成型前的准备（1）原料检验：外观、工艺性能测定（2）物料预处理：预热、干燥（3）嵌件预热（在有嵌件的情况下）（4）注塑机料筒的清洗（5）脱模剂的选用（6）对模具进行预热（视情况而定）二、注塑过程注塑工艺的流程一般是由加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型及脱模等（1）加料：向注塑机料斗中加入颗粒状或粉末状塑料。（2）塑化：将料筒中的塑料颗粒加热，将其从固体颗粒转为熔融的状态，（3）充模：注射压力下的增塑熔体，通过喷口和模具的浇注系统高速注入型腔。

（4）保压补缩：溶体冷却收缩时体积将会缩小，保压压力继而将熔融的塑料推进模具，从而保证塑件形状、尺寸的准确，形成密集的塑料部件。（5）冷却：从浇口处的塑料熔体完全形成固体。（6）脱模：冷却到特定温度可以打开模具，并通过推动机构将塑件推出模具。注塑成型过程（以螺杆式注塑机为例）如图1.2所示

图1.2注塑机组成系统三、塑件后处理塑件的后处理包括退火处理和调湿处理（1）塑件退火处理:把热空气循环后的加热介质放在恒温(例如加热热水、加热矿物油、甘油等)或者放入至热空气中再进行冷却保温一段时间。退火目的主要是为了减少和降低对塑件内应力,提高塑件的质量。（2）调湿处理：调湿平衡处理:把刚刚脱模的塑料件置于热水中,将空气与冷却器隔离以防止氧化而加快吸湿平衡。能够有助于帮助提升塑件的柔韧性,提高了塑件的耐拉、抗压强度等。1.3注塑成型工艺参数在注塑成型生产塑件时，需要选择和设定工艺参数以确保成型过程的平滑性和质量，注塑工艺有三个主要参数：温度、压力和时间。

一、温度

（1）料筒温度：决定了塑料塑化质量。温度过低，塑化会不充分；温度过高，塑料将会发生分解。（2）喷嘴温度：喷嘴温度需要稍微比料筒的最高温度低，也可以以不同塑料决定，以防止“流动现象”；但温度也不宜太低，否则容易堵塞喷嘴。

（3）模具温度：对塑料熔体的充型能力以及成形品的固有性能和外观品质有很大影响。二、压力

（1）塑化压力（背压）：指使用螺旋式注塑机时，螺杆向后旋转时螺杆头的熔体受到的压力，并由液压系统安全阀调节。（2）注射压力：为了克服熔化状态的塑料是通过喷嘴、注入系统、空腔时的流动阻力。其作用是克服熔体的流动阻力，保证填充速度恒定。（3）保压压力：在生产中，保持压力与射出成型过程中使用的射出成形压力相同或低于。（4）型腔压力：注射压力经过注塑机喷嘴的压力损失、模具的流道、浇口等地方施加到型腔单位面积的压力。三、时间（成型周期）：

指完成注塑工艺完成所需。的时间之和，包括注塑时间、模具冷却时间和其他时间。

（1）注射时间：包括充填时间（一般2～3s）和保压时间

（2）模内冷却时间：通常为30至120s，占成型周期的大部分时间。

（3）其它时间：开模、脱模、涂脱模剂、安装嵌件等

注射成型周期的比例，如图1.3所示：

图1.3注塑机组成系统PP成型工艺参数，如表1.1所示：表1.1PP成型工艺参数名称共聚聚丙烯（PP）材料收缩率（%）1~2密度（g∙cm0.92设备类型螺杆式螺杆转速（r∙cm30~60喷嘴形式直通式温度（℃）料筒一区160~170料筒二区180~200料筒三区190~220喷嘴180~221模具40~70压力（MPa）注塑压力70~120保压压力50~80时间（s）注塑1~5保压5~15冷却10~20周期15~401.4注塑机型号的初步选用根据塑件的体积和质量以及型腔数量来进行注塑机的型号初步选用。一、计算塑件的体积和质量（1）塑件的体积：根据UG10.0软件建模分析得知塑件的体积Vg=11921.9221mm（2）塑件的质量：已知PP的密度ρ=0.92g/cm3，经计算得出塑件的质量M=二、型腔数量的确定本产品由于需求量比较大，精度要求不高。本产品从其产品的结构以及生产的经济性综合考虑，决定采用一模四腔来生产。综合分析计算塑件的体积、质量、型腔数量以及考虑到后面模仁的规格等等，初步选用型号为通用XS-ZY-1000的注塑机，所选注塑机的主要技术参数如表1.2所示：表1.2注塑机XS-ZY-1000技术参数注射装置型号XS-ZY-1000螺杆直径mm85注射行程mm260额定注射量cm1000注射方式螺杆式注射压力MPa121锁模力KN4500最大成形面积cm²1800最大开合模行程mm700最大模厚mm700最小模厚mm300顶出力KN53动、定模固定板尺寸cm²900*1000拉杠尺寸mm650*550油泵马达KW40、5.5、5.5加热功率KW13机器外形尺寸mm7670∗1740∗2380加热功率Kw13料斗容积kg200油箱容积L5004注塑成型CAE分析及优化2.1CAE分析前期准备2.1.1模型简化通过UG对产品模型进行格式转换，导出igs格式；对导出的模型进行模型简化，简化后的模型有利于后期的网格划分质量提高以及得到较准确的分析结果。2.1.2网格划分由于产品壁厚较薄，且厚度均匀，故划分为双层网格。简化模型后，导入到Moldflow软件中，网格划分效果图如图2.1所示，经过网格统计，其结果如图2.2所示：图2.1网格划分效果图2.2网格统计2.2浇注系统创建、分析及优化2.2.1浇口位置分析浇口的位置分析结果如图2.4所示：图2.4浇口位置分析结果根据分析结果，浇口匹配性最好的位置在如图所示的蓝色位置。但是，本设计如果将浇口放在蓝色区域，会破坏塑件美观。浇口位置的选择应考虑塑料熔体的流动性，尽量减少对塑件的外观质量的影响。经过综合考虑，浇口位置确定在浇口匹配性在0.7左右的位置。

2.2.2进胶方式选用、分析及优化综合考虑本产品的外观、材料性能、型腔排布以及是否易于后期对塑件的加工处理等，设计了如下进胶方案：进行充填分析，分析结果如图2.7、2.8、2.9、2.10、2.11、2.12所示：图2.7充填时间图2.8V/P切换压力图2.9流动前沿温度图2.10剪切速率图2.11气穴图2.12熔接痕2.3冷却系统创建、分析及优化2.1.1冷却系统初步方案创建根据塑件的尺寸大小、壁厚、结构以及型腔分布等，设计了初步的冷却方案，如图2.19所示：图2.19冷却系统初步方案2.1.2冷却系统初步方案分析及优化一、冷却系统初步方案分析对初步冷却方案进行分析，冷却分析的结果如图2.20、2.21、2.22、2.23、2.24、2.25、2.26、2.27、2.28、2.29、2.30所示：图2.20回路冷却温度图2.21回路流动速率图2.22回路雷诺数图2.23回路管壁温度图2.24达到顶出温度的时间，零件图2.25最高温度，零件图2.26平均温度，零件图2.27温度曲线，零件图2.28温度，模具（型腔表面）图2.29温度，模具（型芯表面）二、冷却初步方案分析结果总结：（1）回路冷却温度：温差在3°以内，符合要求；（2）回路流动速率：上下模以及行位运水回路流动速率都无差异，符合要求；（3）回路雷诺数：上下模行位运水雷诺数为10000，上、下模运水雷诺数均不小于10000，符合要求；（4）回路管壁温度：温差大于5°以上，不符合要求；（5）达到顶出温度的时间，零件：172.4s；（6）最高温度，零件：119.1℃；（7）平均温度，零件：85.98℃；三、冷却分析优化方案通过分析冷却初步方案分析结果，基于初步冷却方案的改进：（1）增加冷却道中心线距离；（2）降低冷却水温度为20℃；冷却系统优化方案如图2.31所示：图2.31冷却系统优化方案2.4冷却+充填+保压+翘曲分析经过优化冷却方案，进行了冷却、充填、保压和翘曲进行分析。具体分析的结果如下：

2.2.1充填流动分析充填流动分析结果如图2.32、2.33、2.34、2.35、2.36、2.37、2.38、2.39、、2.40、2.41、2.42、2.43所示：图2.32充填时间图2.33V/P切换时的压力图2.34流动前沿温度图2.35总体温度图2.36剪切速率图2.37冻结层因子图2.38填充末端压力图2.39锁模力质心图2.40气穴图2.41熔接痕图2.42锁模力：XY图图2.43注射位置处压力：XY图充填流动分析结果总结：（1）充填时间使用2.153s；（2）V/P切换时的压力：20.42MPa，模型侧边存在比较明显的灰色区域，说明V/P切换时这个区域塑料没有被填满；（3）流动前沿温度：熔体的流动前沿温度为249.5~250.4℃，温度相差2℃左右，这个在可以接受范围之内；（4）总体温度：本次分析结果最高温度是251.1℃；（5）剪切速率：7825.5（1/s），在所选材料的最大剪切速率范围之内，符合标准；（6）冻结层因子：浇口在32.12s被冻结，可以作为修改保压时间的参考；（7）填充末端压力：进胶口处的最大压力为16.33MPa；（8）锁模力质心：锁模力质心在模具的正中央；（9）气穴：可以在气穴主要分布的倒扣位置以及边缘交界处做排气系统或做相应的镶件；（10）熔接痕：可以调整成型工艺参数以此来减少分布在倒扣位置和边缘的交界处熔接痕；（11）锁模力：XY图：这个模型充填是的锁模力最大值为20t；（12）注射位置的压力：XY图：这个模型注塑时所需最大注塑压力为20MPa。2.2.2冷却分析冷却分析结果如图2.44、2.45、2.46、2.47、2.48、2.49、2.50、2.51、、2.52、2.53、8.54、2.55、2.56、、2.57、、2.58所示：图2.44回路冷却液温度图2.45回路流动速率图2.46回路雷诺数图2.47回路管壁温度图2.48达到顶出温度的时间，零件图2.49平均温度，零件图2.50最高温度，零件图2.51温度，模具（型腔表面）图2.52温度，模具（型芯表面）图2.53温度曲线，零件冷却分析结果总结：（1）回路冷却温度：上下模以及行位运水温差都在3°以内，符合要求；（2）回路流动速率：上下模以及行位运水回路流动速率都分别保持一致，符合标准；（3）回路雷诺数：上下模行位运水雷诺数为10000，上、下模运水雷诺数均不小于10000，符合要求；（4）回路管壁温度：上下模以及行位运水回路管壁温差均在5℃范围内，符合要求；（5）达到顶出温度的时间，零件：166.9s，跟初步方案相比有所减少；（6）平均温度，零件：86.68℃；（7）最高温度，零件：112.9℃；（8）温度，模具：模具型芯、型腔表面温差比较小，有助于提高塑件得表面质量。（9）温度曲线，零件XY图：塑件内外