基础模具设计

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1、第1章模具设计基础■本章主要介绍注塑模具的成型工艺、注塑模具的分类与结构、注塑模貝-的设计过程，这些都是在进行模具设计Z前需要掌握的基础知识；并介绍了注塑模具的设计过程，简要地介绍了通用模具设计的一般流程；此外还介绍了UG型翌翌匕功能等，使读者对基于UG的模具设计有-定的了解。1.1注塑成型工艺台蟆一*汪射f保压一^却定型TF模一顶出一］1-腿_注塑成型工艺是成型塑料制品的一种常用方法，其工艺流程如图1・1所刀_从以11工艺流程对以看岀，注須成型是•个循环过程，完成注犁成型需要经过侦塑、注須冷却定型3个阶段。■（1

2、）预塑阶段。螺杆开始旋转，然后将从料斗输送过来的塑料向螺杆前端输送，塑料j丽温和剪切力的作川下塑化均匀并逐步聚集在料筒的前端，随着熔融幫料的聚集，压力®来越大，最后克服螺杆背压将螺杆逐艺迥［泊型翼翌绘型型:螺杆停止后退和转动，预塑阶段结束。■（2）注蜩阶段。螺杆在注槊油缸的作用下向前移动，将储存在世迥曙

3、速度和压力向前推压,经过流道和浇口注入己闭合的模具型腔中。■（3）冷却定型阶段。犁料在模11型腔中经过保压，防型聲蓉蓉力消失。-个生产周期中冷却定型时间占的比例最大。■注塑过稈是一个周期性循环过程，每个循坏内要完成

4、模具关闭、填充、保压、冷却、开模、顶出制品等操作。其中，注蜩（熔体填充）、保压和冷却是关系到能否顺利成型的3个关键环节。然而熔体的流动行为和填充特性乂和填充的压力、速度以及熔您甕營

5、切相关，了解熔体的流动行为等相关特性，对于设计整个注塑工艺意义重人。1丄1注塑工艺参数■注塑压力注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料）熔体上，塑料熔体在压力的推动下，经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道（对于部分模具来说也是主流道）、主流道、分流道，并经浇口进入模具型腔，这个过程即为注塑过程，或者称Z为填

6、充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力，或者竺聲』过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消，以保证填充过程顺利进行。■在注犁•过程中，注槊机喷嘴处的压力故高，以克服熔体全程中的流动阻力。其后，压的压力就是大气压。■影响熔体填充压力的因索很多，概括起来有3类：（1）材料因素，如塑料的类型、粘度等；（2）结构性因素，如浇璧盘翌这里所说的注犁时间是指犁料熔体充满型腔所需要的时间，不包括模具开、合等辅助时间。尽筲注塑时间很短，对丁成型周期的影响也很小，但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合

7、理的注塑时间有助•交蓝整擊』高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。■注燃时间要远远低于冷却时间，大约为冷却时间的1/10〜1/15,这个规律口J以作为预］测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时，只令当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下，分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注询发生螺杆的■塑温度注塑温度是影响注塑压力的重要因索。注塑机料筒有5〜6个加热段，每种原料都有其合适的加工温度（详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据）。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低，熔料塑化不良，影响

8、成型件的质量，增加工艺难度；温度太高，原料容易分解。在实际的注塑成型过程中，注塑温度往往比料筒温度高，高出的数值与注塑速率和材料的性能有关，最高可达30°C。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。存作模流分析时可以通过两种方式来补偿空墮更二量熔料对空注塑时的温在注犁过程将近结束时，螺杆停止旋转，只是向前推进，此时注蜩进入保压阶段。保压过程中注翘机的喷嘴不断向型腔补料，以填充由于制件收缩而空出的容枳。如果型腔充满后不进行保压，制件大约会收缩25%左右，特别是筋处「n丁•收缩过大而営翌翌

9、鉴保压压力-

10、•整翌空魁坐墜鱼兰型螫雪竺背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利丁•色料的分散和塑I料的融化，但却同时延长了螺杆回缩时间，降低了塑料纤维的长度，增加了注塑机的压力，因此背压应该低一些，一•般不超过注塑压力的20%O注塑泡沫塑料时，背压应该比气体形成的压力高，否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机nJ以将背压编程，以补偿熔化期间螺杆长度的縮减，这样会降低输入鑒不易对机器作出相应的调整。1.1.2注塑成型工艺过程■塑件的注燃成型工艺过程主要包括填充一一保压——冷却一一脱模等4个阶段，这硝个阶段立接决定型営

11、雪雪■填充阶段填充是整个注塑循环过程屮的第一步，时间从模具闭合开始注塑算起，到模具型腔填充到大约95%为止。理论上，填充时间越短，成熨效率越高，但是实际中，成熨时间或者注塑速度要受到很多条件的制约。t高速填充。如图1-2所示，高速填充时剪切率较高，塑料由于剪切变稀的作川而存在粘度下降的情形，使整体流动阻力降低；局部的粘滞加热影响也会使固化层疗度变薄。因此在流