文献翻译注塑模具设计Word文件下载.docx

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采用L9正交试验设计实验框架用来研究工艺参数的影响，部分的肋的几何形状，并在水槽的标记线本身存在的形成。

水槽深度被定义为在表面轮廓可以感觉到的剩余的偏转。

一个描述性的模拟研究提出在不同的肋的几何形状的观察水池深度标记的工艺参数、模具温度、熔体温度和包装的时间是不同的。

仿真结果表明，较高的模具温度可有效地最小化的下沉深度为所有的肋的几何形状，而熔体温度和包时间的影响取决于特定的肋的几何形状。

研究结果还表明，适当的组合肋的几何形状和工艺参数消除了水槽标记。

感谢

我要感谢我的导师DavidC.Angstadt博士的指导和在这个项目的整个过程中的信任和支持。

Angstadt博士的不断的反馈和很高的期望，驱使我不断进取，完成这项工作。

我衷心感谢MicaGrujicic博士让我进入Moldflow。

特别感谢我的研究生同学PeimanMosaddegh和CelinaRenner这项工作的过程中的无私帮助。

我还要感谢我的朋友NitendraNath，GayatriKeskar，SoniaRamnani，ShyamPanyam，JudhajitRoy和AjitKanda的不断鼓励和帮助。

最后，我要感谢我的家人和朋友们所有的爱和关怀，如果没有这些的话，这项工作将是不完整的。

第1章引言

汽车制造商正越来越多地用塑料解决方案来减轻重量。

最近的一项研究表明，塑料占了10%的汽车的总重量。

塑料在汽车从内部的保险杠到外部的门体都存在。

随着塑料使用的增加，塑料已在汽车电气设备的使用有了巨大的增加。

这导致的一个广泛的网络线的需要。

这些线形成一个汽车网络。

在一个典型的汽车中的线束重量大约70公斤，几乎2公里长[1]。

因此，电气线束连同塑料从一端到另一端。

需要注意的是，在汽车线束的导线尺寸的选择是维持布线坚固而不是导线的电流承载能力。

这一结果在较粗的导线的选择是一个特定的应用程序所需的。

考虑到塑料线束在车身整合将是有益的存在。

如果线是由一些方法嵌入到塑料组件本身，仪表的选择标准可以利用塑料部件硬度需要。

这将导致在一个较小的导线将成为节省重量的使用途径。

通过消除保护带、管和夹紧装置的使用来进一步减少线束的重量。

另外，如果把连接器纳入塑料部件中，电气连接将建在部件组装；

因此，节省时间和设计一个万无一失的方法来避免错误连接。

嵌件注射成型的大规模生产线是这样的组件生产最简单最便宜的方法。

虽然这种方法有许多优点，但使用此过程的主要因素是防止该制造方法的使用过程中伴随表面缺陷，通常下沉标记。

对这种方法的应用领域将在汽车的膜生产。

其中一个领域的应用可能是仪表板。

一个仪表板有各种电线沿着它的应用如娱乐系统、灯光、空调机组等。

例如，汽车收音机大约需要1.5A的工作电流。

平均线规为20导线与一个0.8毫米的钢丝直径可以进行输电1.5A，满足车载收音机的要求。

使用插入成型线在控制台向无线供电意味着控制台表面必须无缺陷。

因此，本研究的目的是选择导线尺寸为0.8mm。

本研究的目的是消除或减少缩痕并用0.8mm直径钢丝插入模制组件。

1.1注射成型工艺

注射成型是塑料部件循环用于大规模生产的最常见的制造技术。

注塑成型，顾名思义，是由熔融聚合物注射到模具的压力下得到成品。

这是一个高效率、低成本需要非常少的的过程，在大多数情况下，没有整理工艺的高耐控制性和可重复性。

无论是热塑性塑料和热固性塑料都可以注塑成型，制造复杂的零件。

注塑周期

注塑周期开始的两个半模模腔闭合创建。

其次是充盈阶段、压紧阶段和冷却阶段。

充盈阶段：

当周期开始，针筒向前运动。

成型周期的开始是由手动控制或由自动和半自动闭合模具成型周期触发。

加热线圈的熔体在螺杆的聚合物材料。

螺杆前进，产生压力，迫使熔融的塑料通过喷嘴进入模具型腔通过浇口和流动腔。

这个阶段持续到模腔被完全填充。

图1显示了在注塑周期的各个阶段。

压紧阶段：

在充填阶段结束时几乎完全填充模具型腔时压紧周期开始。

在这一阶段，腔体内的压力一直维持到冻结为止。

通过保持模具内的压力，由于冷却后少量的聚合物熔体流入空腔。

冷却阶段：

在压紧阶段材料最终允许冷却进一步留在模具中，直到它本身具有足够的刚性，被移除。

三个阶段中冷却周期最长，其次是压紧阶段。

在这一阶段，热量在模具的冷却系统的指定冷却时间下完成。

图1：

嵌件成型工艺

嵌件成型是将插入模腔的周围注入聚合物。

这个过程形成了一个单一成分组成的插入嵌入塑料。

嵌件本身可能是一个金属物体在某种情况下的导线或其它聚合物。

一些嵌件成型常见的应用是电气插头、螺纹紧固件、保险杠、汽车尾灯和螺栓组件等。

在塑料部件嵌入成型线的主要优势在于导致减少装配时间和劳动力成本，自先前独立的线束和装饰形成单一的构件。

有一部分而不是两部分同样也会使结构更坚固可靠。

这样的组合可以允许使用更薄的电线达到体重的减少。

图2嵌件成型机电连接器

可维护性和可修复性都被认为这种方法是能用于集成电线束、塑料件。

在任何时间内部的配线组件甚至一个小故障出现，那么整个部分将会会被取代。

从客观角度来说，这不是一个经济的选择。

第二章喷射模塑法

这种注射成型工艺的主要优点是在大规模进行重复相同的零件的能力。

这就要求一直制造无缺陷的零件。

进入一个好的注射成型的部分的重要方面：

1、部分设计

2、模具设计

3、高分子材料

4、加工参数

5、成型机

结合上述方面适当的进行了良好的无缺陷的塑件。

下一部分将这些方面的简要讨论注塑成型。

高分子材料

高分子顾名思义是由链的单体通过共价键结合在一起的聚合物。

单体是聚合物链周期性重复的结构单元。

图3显示了乙烯单体，n个单体一起使聚乙烯聚合物。

聚合物大致分为热固塑料，热塑性塑料和弹性体。

图3乙烯单体

热固塑料

热固塑料是由共价键组成。

该热固性塑料加热发生化学固化。

该固化形成共价键的交联网络。

这些塑料在聚合物链和多个聚合物链之间的存在。

聚合物链之间的共价键熔化使热固性塑料形成。

热固性一旦形成便不能再次熔化成为一个新的形状，这意味着它们不能回收利用。

相比于热塑性塑料的这些聚合物更硬、更强。

一些常见的热固性塑料有橡胶、酚醛树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂等。

热塑性塑料

热塑性聚合物共价键在链与链本身是由范德华力连接在一起，但比共价键弱的。

由于这些弱键连接链的存在，这些聚合物可重熔改造成不同的热固性聚合物。

根据聚合物结构可进一步分为的非晶态和半结晶聚合物两大类。

非晶态聚合物的聚合物链的随机结构。

他们没有明显的熔点，他们会从固体到液体相反，他们有一个玻璃化转变温度（Tg）的聚合物键的削弱和聚合物流动。

非晶态聚合物均匀收缩在流动方向和横向方向。

一些常见的非晶态聚合物为聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）。

半结晶聚合物是那些有一个有序分子结构的形成与非晶区围绕这些补偿的晶体结构的晶体。

这些聚合物有一个非常明确的熔融温度（Tm）在他们的半结晶结构消失。

他们通常不收缩的流动方向与横向流动。

一些常见的半结晶聚合物高密度聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）。

弹性体

高于玻璃的转化变温度以上的热塑性塑料是高度弹性的塑料。

他们有一个范德华力和共价键使弹性体具有高弹性的混合物。

由于其结构可以形成和显示较大的弹性变形。

一些常见的弹性体是天然橡胶、丁基橡胶、聚丁二烯。

注模机

一个典型的注塑机由以下部分组成：

●喷射系统：

它由料斗、往复螺杆和喷嘴组成。

本系统的功能是以高分子为材料，将它熔化产生压力并注射到模具中。

料斗持有的颗粒或颗粒形式的材料并将其提供到桶中。

其中桶内往复螺杆和加热塑化的聚合物材料带。

螺杆压缩材料并把它传送到喷嘴是筒和模具之间的连接处。

●模具系统：

模具的工艺成形装置。

它有所需部分的逆几何的需要。

它包括固定和移动盘、底座板、模腔浇口、流道系统、冷却模具、冷却通道，模腔浇口加入形成按流道系统熔融的路线产生的聚合物模具型，并使模具表面温度保持在所需的值。

模具作为熔体冻结形成模制部分充当散热系统。

●液压系统：

它由泵、阀门、液压马达以及相关管道和储存器。

它为操作模具开合提供动力，夹紧力在封闭循环保持模具，移动杆和平移旋转螺丝。

夹紧单元保持两半模具合成一个模腔。

如果锁模压力太小，导致模具不能正常关闭致使聚合物通过分模线泄露和建立坐标太高的夹紧压力最终对模具的磨损和损坏。

●控制系统：

全电子控制工艺参数，如温度、压力、螺杆转速及位置、模具的开合、次集体形式的机控制系统。

它是运行自动操作必不可少的机器。

注塑成型缺陷

在这种情况下，上述参数不适当控制常造成各种常见缺陷。

其中有些是下面提到的：

1、尺寸偏差的变化是零件的尺寸从一批批注塑过程到注塑模生产的机器设置保持不变。

不可靠机器控制，造型小窗口或不稳定的物质，通常导致的尺寸变化。

2、凹痕是模制零件的表面局部凹陷。

的空隙中的核心的真空气泡。

工艺参数的组合导致的凹痕和空隙。

3、气泡是空气模制零件内。

在模具排气不当导致这些。

4、焊缝和融合线在成型零件表面看到线。

焊接线形成独立的熔体流动前沿的相反方向流动满足。

将12线形成时的流动前沿的相互平行的满足。

孔，插入多个大门，壁厚变化导致多流动方面导致焊缝和融合线。

5、Flash是过度的物质泄漏的地方，如模具分型线的分离。

低压力钳，在合模间隙，高熔体温度和不当的通风会导致过度的闪光。

6、喷射时，聚合物注入模具在高流速导致部分填充的空腔极端而逐步开始在门口。

喷射导致的表面和内部缺陷的薄弱环节。

模具设计不当和注入剖面随着熔体温度的选择可能会导致喷射。

7、黑色的斑点或条纹，脆性，烧痕和变色的黑斑，由于材料降解或截留的空气形成。

8、分层剥离的模制零件的表面层。

不相容的聚合物共混物，低的熔体温度，水分过多或脱模剂可能会导致剥离。

9、鱼的眼睛unmolten材料被注入模具型腔和出现在模制部件的表面。

低筒温度，材料的污染或较低的螺杆转速和背压导致鱼的眼睛。

收缩与翘曲

所有的聚合物进行大体积的变化作为他们从他们的熔融阶段刚性固体。

在没有任何外部压力，固体体积通常是液体体积的75%。

在注塑成型的情况下由于灌装是迫于压力，体积变化约为15%。

在改变尺寸的聚合物的体积结果作为一个部分结冰导致的收缩和翘曲剧变。

收缩与翘曲是两种最常见的，几乎是不可避免的，适当的照顾可以控制在可接受的范围内的缺陷。

部分收缩的部分的尺寸的减少。

收缩的发生是由于聚合物熔体的收缩，它经历了冷却和热能量损失。

作为热能量是从聚合物的质量，聚合物链开始放松他们的紧张状态导致部分熔融相期间收缩。

如果收缩均匀，零件不变形，只是部分的端尺寸小于模具尺寸。

在这种情况下，在聚合物的百分比的变化是知道，问题的变维数可以很容易地创建一个比所需零件尺寸较大的模具解决。

均匀收缩是可以接受的可以接受的，可以通过控制冷却速率和包装。

当收缩是不均匀的，零件容易变形，结果是部分翘曲。

作为部分缩小不平等的冷却时，在应力发展的一部分，根据零件的刚度，它经历了变形。

翘曲的一些原因是不同的墙段，在薄片浇口，造成焊缝线芯，像半结晶热塑性塑料材料的各向异性收缩14的非均匀特性如前所述等。

收缩发生在3个阶段[6]：

1、模内收缩发生的包装和冷却阶段期间。

2、作为–模具收缩发生在模具打开。

3、后收缩发生在48小时结束后的模具已喷出的收缩。

尺寸的变化主要是由于老