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兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化
摘要：本文介紹了兩板式塑料注塑模的澆口，分流道和主流道的優(yōu)化尺寸大小。電子收款機（ECR）的塑料制品被用于這項研究中，其中有三個電子元器件鑄塑料制品包括登記套管頂部，底部套管和紙架。本文的主要目的是找出澆口，主流道和分流道的最佳尺寸和最佳布局，找出導致澆口，主流道和分流道尺寸不合適的原因。這項研究中使用了三種類型的軟件，如CAD工具軟件UG被用來設(shè)計3D建模，犀牛軟件作為標桿處理工具被用來設(shè)計澆口、分流道、主流道和Moldex軟件作為仿真工具被用來分析塑性流動。因此，修正了型腔進給系統(tǒng)的位置和尺寸大小，以消除短桿，過充和兩板系列注塑模具焊縫問題。
關(guān)鍵詞：計算機建模；仿真流動；優(yōu)化
1．簡介
通常的注塑過程包括三個階段：注射,合模和冷卻階段。本文介紹了隨著計算機日益廣泛的應用在設(shè)計工程，仿真軟件在模具制造行業(yè)的重大影響,而大量的商用軟件市場也增加了[1]。ECR塑料產(chǎn)品采用相同的材質(zhì)和色彩,然而各部分尺寸大小不同。每個部分都有它自己的模具，但這個研究,所有的部分都用了這種系列的模具。設(shè)計模具的困難階段是決定這種系列注射模具的澆口、分流道、主流道的布局、位置、大小與水孔的位置[2],[6],[7]。為了探討了流動行為，Moldex軟件仿真軟件用于分析塑性流動。
2．方法
本研究首先從設(shè)計產(chǎn)品三維造型的ECR使用UG軟件，然后在文件被轉(zhuǎn)移到犀牛軟件后處理。在犀牛軟件的進給系統(tǒng)如澆口，分流道，主流道，水口和模具設(shè)計進行了設(shè)計。最后，Moldex軟件從犀牛軟件中使用進口文件。塑料原料，工藝條件決定前要進行注射，合模，冷卻和熱曲線分析。如果結(jié)果不符合，必須修改后再進行，如圖1所示。
1．
圖1 方法分析
3．設(shè)計 –雙板模具
所有的ECR的文件包括頂級套管，套管和底紙架，他們分別一步一步出自UG軟件犀牛軟件。該文件被保存在DXF擴展文件，它可以通過犀牛軟件來讀取。起初，頂套管中打開文件，它是犀牛軟件
從實體模型轉(zhuǎn)換成網(wǎng)狀模型，如圖2（a）。此外，圖2（b）顯示了從UG進口的早期階段底部外殼文件軟件犀牛軟件。外殼的底部表面細網(wǎng)的實現(xiàn)后取得了細化網(wǎng)格。腔表面后仍然存在，在核心方已被刪除從移開的網(wǎng)格。同樣的方法用于紙架，如圖2（c）所示。
圖2 ECR的網(wǎng)建模
3.1矩形邊緣澆口
矩形邊緣澆口需要確定的尺寸是深度和寬度。該部件深度計算公式為h =nt，其中h是門深入（毫米），t為墻截面厚度（毫米），n為材料常數(shù)[3]。從這個公式可以得出的澆口套管深度為1.2毫米和紙架深度為1.8毫米。邊緣澆口的寬度從公式1 [4] 推導。
W= n x A ? / 30 (1)
其中，W為澆口寬度（毫米），Ａ是表面面積腔（平方毫米），n為材料常數(shù)。通過計算得出澆口套管的表面面積８４６４８平方毫米，寬度為5.8毫米。進一步計算，底部寬度為5.9毫米套管和紙架寬度為1.27毫米。
3.2循環(huán)分流道
分流道直徑計算方式為：部分質(zhì)量乘以密度和部分模具中心距，公式為2 [4]。
D = W ? x L ? / 30 (2)
其中，D是分流道直徑，W是部分質(zhì)量，L是部分模具中心距。頂套管的體積從犀牛軟件得出的是７８２０２立方毫米，重量0.08千克所以主流道直徑為6.5毫米。進一步計算，套管底部直徑為6.7毫米，紙架為1.5毫米。
3.3主流道
主流道尺寸是由型腔板的厚度和從給定角度一直徑7毫米來決定的。初始冷料井為7毫米，基本冷料井是10毫米。圖3顯示了頂部套管，套管位置及底部紙架一起進料系統(tǒng)。
圖3 兩板模的布局
4．填充分析- 雙板模具
從填充分析結(jié)果顯示，總填充的時間是１.０４１秒。在這階段上，100％有兩種結(jié)果：頂套管短桿和塑料不能流到紙架，如圖4所示。
圖４ 填充過程
頂部外殼進行了重新設(shè)計，因為前面結(jié)合處流位于側(cè)邊，而導致熔合線在該地區(qū)的擴大，如圖5所示。熔合線是一個流動的結(jié)果，容易分解成兩個單獨的部分。當兩方面滿足，他們試圖重新熔合到一起，從而導致形成一個單一的一條線，這很容易斷裂[5]。
圖5 頂部套管的熔合線
4.1雙板模具改造
由于過充，修改澆口尺寸，將底部外殼減少25％，由從5.9毫米降為4.3毫米。分流道由6.7毫米降至至5毫米。紙架的位置由距模具中心50毫米到25毫米，將分流道尺寸提高25％。一些凹槽加在頂部套殼表面，以確保塑料流向頂部套管中心如圖6所示。
圖6 雙板模的修正
4.2修改過的填充過程
從填充改性后分析結(jié)果表明，塑料熔體三成分互相平衡。注射前的總時間為7.804x10-1秒。熔合線已消除了頂部套管中心旁體，結(jié)果是與塑料熔體流向拐角處相交，如圖7所示。
圖7修正后的填充過程
5．討論
該分流道的紙架的大小增加，來轉(zhuǎn)移和消除不填充的現(xiàn)象。澆口與底部外殼分流道分別降低因為過充。頂部套管的上表面加入一些凹槽消除熔合線。結(jié)果是消除了頂部套管中心旁體的熔合線。從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，由于是短桿的問題，二板模紙架的澆口和分流道大小增加了25％，由于過充問題，底殼的澆口和分流道尺寸減小了25％。
6．結(jié)論
這項研究是在分析兩板模中塑料材料的流動是成功的。做這些修正改進了型腔的布局和進給系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。此外，塑料制品上的短桿缺陷，過充和熔合線的消除在的在實際模具中是編造的。
參考文獻
1 S.S.S. Imehezri。，S.M. Sapuan爾蘇萊曼，材料和設(shè)計雜志，26卷，第157 -166，2005。
2 L.T. Manzione，計算機輔助工程應用在注塑成型，漢瑟，新
紐約，1987年。
3 R.G.W.Pye，注塑成型設(shè)計，朗文科學技術(shù)，紐約，1989年。
4 G.Monges和P.Mohren，如何進行注塑模具，漢瑟出版社，紐約，1993年。
5 M.B. Douglas，注塑成型，制造工藝基礎(chǔ)。學會制造工程師，密歇根州，1996年。
6 C.T. Wong, S. Sulaiman , N. Ismail,A.M.S. Hamouda，第二世界工程法律程序國會，Sarawak，馬來西亞。P193-198，2002。
7 M.Khairol，碩士論文，馬來西亞博特拉大學，2001。