design and thermal analysis of plastic injection mould(外文翻译)

《design and thermal analysis of plastic injection mould(外文翻译)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、...注塑模具的设计和热分析S.H.Tang∗,Y.M.Kong,S.M.Sapuan,R.Samin,S.SulaimanDepartmentofMechanicalandManufacturingEngineering,UniversitiPutraMalaysia,43400Serdang,Selangor,Malaysia摘要本文介绍塑料注塑模具在生产翘曲测试样品和进行模具内模具热残余应力的影响的热分析方面的设计。对在注塑模具设计中所需的技术，理论，方法以及应该考虑的因素进行描述。使用商业计算机辅助版本为13.0Unigra

2、phics设计软件进行模具设计。由于试样的不均匀冷却，用于进行残余热应力分析模型使用被称为LUSAS分析师，版本为13.5的商用有限元分析软件进行建立和解决。该软件通过塑料注塑成型周期为模型提供温度分布的曲线图和温度变化程度，这个注塑成型周期通过绘制时间响应曲线得到。结果表明，相比其他区域来说，收缩可能发生在冷却通道的附近。这种模具在不同区域的不平衡冷却效果归咎于翘曲.©2005爱思唯尔B.V.版权所有。关键词：塑料注塑模具设计，热分析1前言塑料工业是世界上增长速度最快的行业之一，位居少量的十亿美元的产业之中。在日常生活中几乎每一个

3、产品都涉及到塑料的使用，并且大多数这些产品可以通过塑料注塑成型方法[1]进行生产。注塑成型工艺以利用较低的成本[2]创造具有各种外观和复杂的几何形状的产品而著称。注塑成型过程是一个循环的过程。在这个过程中有四个重要的阶段。这些阶段是：加料，注射成型，冷却和推出。塑料注塑成型过程开始于将树脂和合适的添加剂从注射机的料斗送到注塑机的注射系统[3]中。这是加料阶段，在这个阶段热聚合物熔体在注射温度下充满型腔。在聚合物充满型腔之后，在注射成型阶段，额外的聚合物熔体在较高压力作用下注入型腔，以补偿由于熔体凝固而可能引起的收缩。紧接着的是冷却阶

4、段”在这阶段，模具被冷却直到塑件有足够的刚性被推出。最后一步是“推出阶段”在此阶段模具被打开，塑料制件被推出，之后模具关闭重新开始下一个周期[4]。设计和制造具有理想特性的注塑成型.oo....塑料制件一个昂贵的过程，这主要靠经验包括反复修改实际的工具。在模具设计任务中，设计通常在核心部位加一个特定几何形状想凸起和凹坑的模具是非常复杂，为了设计一套模具，许多重要的设计因素必须考虑。这些因素是模具大小，模腔的数量，腔的布局，热流道系统，浇注系统，补缩和推出系统[6]。在模具的热分析中，其主要目的是分析热残余应力或模压对产品尺寸的影响。

5、热诱导应力主要发生在注射的冷却阶段，主要是低的热导率和熔融聚合物与模具之间的温度差异所导致的。在冷却过程中在产品内存在不均匀的温度场。在冷却过程中，靠近冷却管道的地方比远离冷却冷却管道的地方的受的冷却程大一些。这种温度的不同，使得材料存在不同的收缩而引起热应力。显著的热应力可以导致翘曲问题。因此，在冷却阶段对注塑成型塑件的残余热应力进行模拟是很重要的[8]。通过了解热残余应力的分布特点，能对其引起的变形进行预测。在本文中塑料注塑模具在生产翘曲测试样品和进行模具内部模具的热残余应力影响的分析的设计得以描述。2方法论2.1翘曲测试样本的

6、设计本节说明翘曲测试样的设计将用于注塑模具。很明显翘曲是一些薄的壳形件中存在的主要问题。因此，产品发展的主要目的是设计出一种塑料制件以确定出薄的壳形的注塑成型塑件翘曲问题的有效因素。翘曲测试样品来源于薄的壳形的塑料制品。样本的外形尺寸长120毫米，宽50毫米和厚度为1毫米。用于生产翘曲测试试样材料是丙烯腈—丁二烯—苯乙烯（ABS），注射温度，时间和压力分别为210◦C，3秒和60兆帕。图1显示了翘曲测试试样的生产。图1生产的翘曲测试样品.oo....2.2翘曲测试样本塑料注塑模具设计本节介绍的设计方面和其他与设计生产翘曲测试样品模具

7、相关的因素。用于生产用于产生翘曲测试样品的塑料注塑模具的材料是AISI1050碳钢。在设计模具过程中四中设计方案被考虑包括：一，三板式（方案1）双分型面一模一腔模具。由于成本高，不适用。二，双板式（方案2）单分型面一模一腔无浇注系统模具，生产效率低，不适用。三，双板式（方案3）单分型面一模二腔有浇注系统和推出机构，由于塑件过于薄，推杆可能会损坏产品。四，双板式（方案4）单分型面一模二腔有浇注系统，利用浇口拉出器扮演推杆的角色避免在推出过程中产品受损。在设计得到翘曲测试样品的模具中，第四种方案被应用，不用的设计因素在设计中已经被采用。

8、首先，模具的设计是基于注射机活动模板尺寸，所用的注射机是杆（BOY22D）。这种注射机有一个限制，那就是活动模板的最大面积通过两根拉杆之间的距离决定，注射机的拉杆之间的距离是254毫米。因此，模具板最大宽度不能超过这个距离。此外，为保