基于注塑模具CAE技术的热流道关键技术研究毕业设计.doc

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1、南 京 工 程 学 院毕业设计说明书(论文)专 业： 材料成型及控制工程（模具设计） 题 目： 基于注塑模具CAE技术的热流道关键技术研究 第I页毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解

2、大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

3、作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日指导教师评阅书指导教师评价：一、撰写（设计）过程1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神 优 良 中 及格 不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度 优 良 中 及格 不及格3、学生综合运用所

4、学知识和专业技能分析和解决问题的能力 优 良 中 及格 不及格4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性 优 良 中 及格 不及格5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格

5、 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）指导教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日评阅教师评阅书评阅教师评价：一、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格建议成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内

6、画“”）评阅教师： （签名） 单位： （盖章）年 月 日教研室（或答辩小组）及教学系意见教研室（或答辩小组）评价：一、答辩过程1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况 优 良 中 及格 不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况 优 良 中 及格 不及格3、学生答辩过程中的精神状态 优 良 中 及格 不及格二、论文（设计）质量1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？ 优 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？ 优 良 中 及格 不及格三、论文（设计）水平1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 优 良 中 及格 不及格2、论文的观念是否

7、有新意？设计是否有创意？ 优 良 中 及格 不及格3、论文（设计说明书）所体现的整体水平 优 良 中 及格 不及格评定成绩： 优 良 中 及格 不及格（在所选等级前的内画“”）教研室主任（或答辩小组组长）： （签名）年 月 日教学系意见：系主任： （签名）年 月 日毕业设计说明书（论文）中文摘要近年来，对注塑成型研究的主要目的是利用有限元和热分析确定一个最优的和有效的注射模具结构中的冷却/加热管道。数据将用于有限元分析和热处理，首先要确定浇口的最佳位置，其次是冷却水道。虚拟模型分析表明那些等角的冷却通道与常规冷却模具相比，大大减少循环时间，同时明显的改善塑件的表面光洁度。本文首先简述了MOLD

8、FLOW 软件，以及浇注系统和冷却系统的建立原则，然后本文在浇注系统和冷却系统建立原则的基础上提出了几种方案，并利用MOLDFLOW的模拟技术从各种方案中找到各自的成型缺陷，最后通过分析对比舍弃不合理的方案，从而找到这个制品的最佳成型浇注系统和冷却系统，以保证制品的成型质量和成型周期。关键词 热流道 冷却系统 生产周期 模拟分析 moldflow软件 塑料毕业设计说明书（论文）外文摘要Title：The optimization design of runner systems and CAE of the plastics piece AbstractIn main objective of

9、 moldflow injection study was to determine an optimum and efficient design for conformal cooling/heating channel in the configuration of an injection moulding tool using FEA and thermal heat transfer analysis.These halves were used in the FEA and thermal analyses ,first determining the best location

10、 for gate and later the cooling channels.Analysis of virtual models showed that those with conformal cooling channels predicted a singnificantly reduced cycle time as well as marked improvement in the general quality of the surface finish when compared to conventionally cooled mould .This text nutsh

11、ell the software of moldflow and the establishment principle of the runner system and cooling system, then this text put forward a few projects that the runner systems and cooling systems build up the principle, making use of the moldflow simulation technique to find out the molding bug of each of t

12、he various projects finally, passing to analyze the contrast to abandon the not reasonable project finally, thus finding out the best forming of this article to the runner system and cooling system, to make sure that reduce the cost of the produce and shorten the period of produce availably.Keywords

13、： hot runner system cooling system period of the produce moldflow plastic第II页南京工程学院毕业设计说明书（论文）目 录前 言1第一章绪论21.1 本次课题的意义21.2 本次课题的具体内容21.3 Moldflow软件简介2第二章分析方案的确定52.1 多种浇注系统方案的确定52.1.1 浇注系统各部分的作用52.1.2 浇注系统的设计原则62.1.3 浇口的分类和适用场合72.1.4 具体方案的确定82.1.5 热流道应用主要技术关键102.1.6 热流道模具的缺点112.2 冷却系统方案的确定122.2.1 确定加

14、热与冷却的原则122.2.2 冷却水道开设原则132.2.3 具体方案的确定142.2.4 工艺参数15第三章基于MPI4.1的流动分析模拟183.1 产品模型的导入183.2 模型的网格划分193.3 网格缺陷修改223.3.1 网格状态统计233.3.2 网络的初步修改233.3.3 自由边修改253.3.4 重叠、交叉单元修改263.3.5 网格最大纵横比单元的修改273.3.6 未定向单元修改303.4 分析类型及顺序的设置303.5 产品注塑原料的选择313.6 浇注系统的建立333.7 模具温度调节系统的建立333.8 进料口和进水口的设立343.9 工艺过程参数的设置353.10

15、 分析计算35第四章基于MPI分析报告的产品方案选择374.1 流动填充分析比较374.1.1 三点进浇浇注系统的模拟流动分析374.2 气穴的比较384.3 熔接痕的比较394.4 制件翘曲的比较404.5 浇注系统方案的初步选择414.6 冷却系统的修改424.7 产品成型方案的最终确定43第五章基于正交试验工艺参数优化分析445.1 正交实验方法简介445.2 数值模拟与正交试验方法结合的多工艺参数优化475.2.1 基于正交试验多工艺参数优化475.3 基于MPI的产品工艺参数的单个因素数据分析51结 论59致 谢60参考文献61附 录62第IV页前 言本次毕业设计的课题是基于注塑模具

16、CAE技术的热流道关键技术研究。利用CAE软件MOLDFLOW，可以对不同工艺条件下的塑料注射成型过程进行模拟，帮助设计人员及早的发现模具和成型质量方面存在的问题，从而可以优化模具结构和注射工艺参数，缩短产品的整个生产周期。长期以来，我国的注射模设计主要依靠设计者的经验和直觉，通过反复试模、修模修正设计方案，缺乏科学依据，具有较大的盲目性，不仅使模具的生产周期长、成本高，而且质量也难以保证。对于大型精密、新结构产品，问题更加突出。随着塑料制品应用的日益广泛，传统的注射模生产方式已不能适应现代社会发展对塑料制品产量、质量和更新换代速度的需求。多年来，人们一直期望能预测注射成型时塑料熔体在模具型腔

17、中的流动情况及塑料制品在模具型腔内的冷却、固化过程，以便在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，修改图纸而不是返修模具。注射模CAE技术的出现，使人们的这一愿望能变为现实。注射模CAE技术就是根据塑料加工流变学和传热学的基本理论，建立塑料熔体在模具型腔中的流动、传热的物理数学模型，利用数值计算理论构造其求解方法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、冷却过程，定量地给出成型过程的状态参数(如压力、温度、速度等)。利用注射模CAE技术可存樟具制造之前，在计算机上对模具设计方案进行分析和模拟来代替实际的试模，预测设计中潜在的缺陷，突破了传统的在注塑机上反复试

18、模、修模的束缚，为设计人员修改设计提供科学的依据。CAE技术的应用带来的直接好处是省时省力，减少试模、修模次数和模具报废率，缩短模具设计制造周期，降低成本提高产品质量。 第一章 绪论1.1 本次课题的意义通过模具分析技术即模具CAE技术从理论上分析并对注塑成型过程进行数值模拟，得到各种分析结果，掌握塑料的使用性能和用途，完成与模具相关资料的外文翻译。了解企业的模具设计流程和制造情况。掌握Moldflow等新软件使用和模具加工的新工艺。优化模具设计结构，进行浇口最佳数量和最佳位置的确定，尤其是对模具的浇注系统和冷却系统进行改进，完成冷却分析、填充分析、翘曲分析等。应用正交软件确定最佳的成型条件。

19、找到造成该款产品产生质量缺陷的问题所在，提出对模具结构的改进方法，优化试模工艺参数、为达到最终的合格。1.2 本次课题的具体内容本次毕业设计所要模拟分析的是某电器公司的一款零件（其产品图见图1.1），通过Moldflow软件分析多种浇注系统，通过对分析模拟结果的反馈从中选定出最佳的浇注系统。 图1.1 产品外型1.3 Moldflow软件简介Moldflow公司是一家专业从事塑料成型计算机辅助工程分析（CAE）的软件和咨询公司，时塑料分析软件的创造者，其MPI软件是塑料CAE软件公认的领导者。Moldflow软件可以模拟整个住宿过程这一过程对注塑成型产品的影响，其软件工具中融合了一整套设计原理

20、，可以评价和优化组合整个过程，可以在模具制造之前对塑料产品的设计、生产和质量进行优化。本次毕业设计以Moldflow MPI4.1中文版进行讲解。Moldflow Plastic Insight(MPI)是一个提供深入制件和模具设计分析的软件包，它提供强大的分析功能、可视化功能和项目管理工具。这些工具使客户可以进行深入的分析和优化。MPI使用户可以对制件的几何形状、材料的选择、模具设计及加工参数设置进行优化以获得高质量的产品。(1) 集成的用户界面集成的用户界面使用户可以方便地输入CAD模型、选择和查找材料、建立分析模型、进行一系列的分析，并采用先进的后处理技术使用户方便的观察分析结果、它还可

21、以生成基于INTERNET的分析报告，方便的实现数据共享。 (2) CAE模型的获取MPI提供了CAE行业最优秀的CAD集成方案，Moldflow实现了最广泛的几何模型集成。包括线框模型、表面造型、薄壁实体以及难以用中型面来表达的厚壁实体。无论您设计的几何体是什么形式，MPI都提供了易于使用的、稳定的、集成的环境来处理您的模型。对于线框和表面造型，MPI可以直接读取任何CAD表面模型并进行分析。在用户采用线框和表面造型文件时，MPI可以自动生成中型面网格并准确计算单元厚度，进行精确的分析。MPI的中型面模块用于处理薄壁制件，节省了用户大量的CAE建模时间。使他们致力于CAE分析和优化。对于薄壁

22、实体，MPI的FUSION模块基于Moldflow的独家专利的DaulDomain分析技术，使用户可以直接进行薄壁实体模型分析。这将原来需要几小时甚至几天的建模工作缩短为几分钟，无需进行中型面网格的生成和修改。FUSION可以直接从塑件顾问中读取模型而进行进一步的分析。对于厚壁实体Moldflow的MPI/Flow3D和MPI/Cool3D模块采用全三维的自适应网格进行全三维分析。这三种方法提供了最广泛的几何设计模型的集成，是其它软件难以匹敌的。(3) 分析功能简介注塑流动模拟MPI的流动分析模拟了塑料熔体在整个注塑过程中的流动情况，确保用户获得高质量的制件。使用流动分析用户可以优化浇口位置和

23、加工参数、预测制件可能出现的缺陷、自动确定取得流动平衡的流道系统尺寸。冷却模拟注塑和保压过程得到了优化后，可以进行冷却系统造型：包括流道、模具外形、镶块等，并进行冷却分析。结构模拟MPI的翘曲分析可以预测塑料制件的收缩和翘曲。可以使用线性和非线性方法来精确预测翘曲的变形量，并指出引起翘曲的主因。MPI的模内残余应力修正算法(CRIMS)使用户可以精确分析Moldflow数据库中500种材料的翘曲情况。MPI应力分析功能可以分析塑件的在外力状态下的结构性能，它提供一个线性分析方法在概念设计阶段，快速预测制件是否符合设计的结构要求。采用非线性方法来确定由于外载荷而导致的永久变形。纤维取向分析塑料的

24、纤维取向对注塑制件的机械和结构性能有着重大影响，MPI先进的可视化工具使客户可以清晰的看到纤维取向在制件的各个部位的分布，从而获得制件的刚度信息。注塑参数优化MPI的注塑工艺优化功能对于每一特定制件，自动的确定其最优加工工艺参数和注塑机参数。它的分析结果可以作为MPX的输入参数使试模快捷高效。气辅工艺模拟使用MPI可以模拟体积控制和压力控制气辅工艺。它首先模拟聚合物在模具中的流动，然后模拟气体在型腔内的穿透情况。热固性材料注塑模拟MPI提供工具进行热固性塑料成型的模拟：如注塑成型、IC卡成型、树脂模塑成型、BMC材料模塑成型和反应注塑成型等。第二章 分析方案的确定2.1 多种浇注系统方案的确定

25、在方案的选择前先说明一下浇注系统的组成和作用： 浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴出来后,到达型腔之前在模具中所流经的通道,其作用是将熔融状态的塑料从喷嘴处平稳地引入模具型腔,并在熔体填充和固化定型的过程中将注射压力和保压力传递到塑料制品各部分，以获得组织致密、外形清晰、表面光洁和尺寸精确的塑料制品。浇注系统可分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类。浇注系统的设计对注射成型效率和制件质量有直接影响，是获得优质塑料制品的关键。2.1.1 浇注系统各部分的作用浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成，各部分作用如下。(1)主流道 从注射机喷嘴与模具接触处起到分流道为止的一段料流通道

26、，是熔体最先流经模具的部分，负责将塑料熔体从喷嘴引入模具。它的形状与尺寸对塑料流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降低和压力损失最小。(2)分流道 主流道末端与浇口之间的料流通道，是塑料熔体由主流道流入模腔的过渡段，负责将熔体的流向进行平稳的转换，在多模腔中还起着将熔体向各个模腔分配的作用。设计时应尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失。(3)浇口 分流道与模腔之间长度非常短、截面又很狭窄的一段料流通道，浇口的设计与位置的选择恰当与否直接影响到塑件能否被完好高质量地注射成型，其主要作用如下。 1) 因浇口截面狭窄，所以可使经过分流道之后，压力和温度都已有所下降的塑料熔体产生加

27、速度和较大的剪切热，保证熔体充模时具有较快的流动速度和较好的流动性。 2) 因其长度短、截面狭窄，所以浇口内可容纳的塑料熔体体积很小，故很容易冷却固化（俗称浇口冻结），从而有助于防止保压力不足或保压时间过短而引起的倒流现象。 3) 由于截面狭窄，所以在浇口内冷却固化的塑料熔体（废料）强度很低，非常容易断裂，故便于制品和废料分离，并便于制品脱模。 4) 浇口的长度和截面尺寸一般均可在试模过程中适当调整。特别是调整其截面尺寸时，截面高度的变化对浇口的容积及浇口冻结时间影响很大；另外，截面积的变化对塑料熔体内的切变速率影响很大，而切变速率又与熔体表观粘度有关，所以改变浇口截面尺寸或截面积的大小，可以

28、控制浇口冻结时间（即补缩时间或补缩程度），以及熔体充模时的流动性能。(4)冷料穴 冷料穴一般开设在主流道末端，当分流道较长时，其末端也可设冷料穴。冷料穴的作用是收集每次注射成型时流动熔体前端的冷料头（前锋冷料），避免这些冷料进入模腔影响制品成型质量，或防止这些冷料堵塞浇口造成制品缺料。如果需要防止模腔内不同流向的熔体汇合时因冷料头而影响熔接痕的强度，亦可将冷料穴就近开设在熔体汇合之处的模腔外，并与模腔连通。 2.1.2 浇注系统的设计原则 (1)保证塑料熔体流动平稳设计浇注系统时，应注意使系统与模具中的排气结构相适应，使系统具有良好的排气性，从而保证塑料熔体经过系统或充填模腔时不发生涡流和紊流

29、，以使制品获得良好的成型质量。 (2)流程应尽量短在满足成型和排气要求的前提下系统长度应尽量短，各段应尽量平直，以使塑料熔体在模具中的流程尽量短而且不发生弯曲，从而可减小注射压力和熔体的热量损失，并缩短熔体充模时间。 (3)防止型芯变形和嵌件位移设计浇注系统时，应尽量避免通过系统的塑料熔体正面冲击模腔内尺寸较小的型芯或嵌件，以防止熔体的冲击力使型芯发生变形或使嵌件发生位移。 (4)修整应尽量方便修整指制品成型后对其外观所做的各种修整工作，其中包括去除制品上的浇注系统凝料。为了方便修整并无损制品外观和使用性能，浇注系统在模具中的位置和形状，尤其是浇口的位置和形状应尽量根据制品的形状和使用要求确定

30、。 (5)防止制品变形和翘曲设计浇注系统时，应考虑如何减轻浇口附近的残余应力集中现象，以防止因应力过大而导致制品发生变形和翘曲。例如对于深度很浅的大平面聚乙烯、聚丙烯制品若采用料流速度较大的直接浇口成型，由于注射压力直接作用在制品上加之这些塑料取向能力较强，所以成型后很容易在浇口附近残余较大的时效应力和取向应力，并导致制品发生翘曲变形，为此可改换多点浇口形式。但是应当指出，采用多点浇口成型制品时，由于各浇口附近收缩与其它部位不等，也非常容易引起制品整体翘曲变形，尤其对于大型薄壁制品，使用多点浇口时特别要注意此问题。(6)应与塑料品种相适应不同的塑料具有不同的流动性，特别是对硬质聚氯乙稀、聚丙烯

31、酸酯和聚甲醛等成型性差的塑料，其流道和浇口的选择是否合适，对于制品的性能、外观以及成型周期和生产成本都有很大影响。另外，有些塑料还会因为浇口设计不当而导致浇口表壁与熔体之间产生较大摩擦，从而引起塑料褪色。 (7)合理设计冷料穴冷料穴设计不当，容易使制品发生成型缺陷。如果冷料穴失效，使前锋冷料进入模腔会导致制品产生冷疤或冷斑。 (8)尽量减少塑料消耗设计浇注系统时，除注意满足上述设计原则外，还应使系统的长度和容积尽量小，这样做不仅可以避免系统凝料积压、延长成型周期等问题，而且还可以减少系统占用的塑料量，从而减小原材料消耗以及回收废料的工作量。 除了上述原则外，设计浇注系统时还应注意模腔的数量与布

32、置、制品的外观和性能、制品形状与尺寸等问题对系统的制约，以及注射机上模具固定板对侧浇口位置的要求（防止浇口与固定板偏心）。2.1.3 浇口的分类和适用场合(1)直浇口多用于二板模，一模一腔的模具。其优点是成型容易，缺点是浇口去除不方便，且易留下浇口痕迹。(2)侧浇口也是常用浇口之一。优点是浇口与成品分离容易，由于浇口截面积小可防止塑料逆流，方便改良模具；缺点是压力损失大，易留下明显的浇口痕迹。(3)点浇口，常用于三板模，一模多腔的模具。优点是适应各种类型的零件，浇口的位置选择自由，且浇口去除方便，浇口痕迹不显著；缺点是压力损失大，成型周期长废料较多。(4)潜伏式浇口，多用于外观要求高的成品，可

33、以把浇口潜伏在不明显的位置，优点是浇口自动切除，免去了人工后期处理。(5)扇形浇口，多用于成品比较平直，面积较大，或材料透明的产品。优点是成品可以获得不错的外观，可以防止成品变形；缺点是浇口切除稍困难。(6)凸片式浇口，用于表面不允许有流纹或碰射纹的透明成品。优点是可以防止浇口处的流道因喷射和收缩下陷，以及减少浇口出的应力集中，缺点是压力损失大，浇口不易切除，有明显的浇口痕迹。(7)勾形浇口，应用于外观面不允许有任何的浇口痕迹的成品2.1.4 具体方案的确定基于以上浇注系统的组成作用及设计原则，做出如下几种浇注系统方案：(1)一点进浇浇注系统（图2-1）图2-1 一点进浇浇注系统(2)双点进浇

34、浇注系统（图2-2a、b）a）左部中间进浇右部上边缘进浇 b）右部与左部都是上边缘进浇图2-2 双点进浇浇注系统 (3)三点进浇浇注系统（图2-3a、b、c、d）a）左部中间进浇中部中间进浇右部下边缘进浇b）左部中间进浇中部中间进浇右部中间进浇c) 左部中间进浇中部中间进浇右部上边缘进浇d)左部上边缘进浇中部中间进浇右部上边缘进浇图2-3 三点进浇浇注系统 (4)四点进浇浇注系统（图2-4）图2-4 四点进浇浇注系统(5)五四点进浇浇注系统（图2-5）图2-5 五浇口浇注系统以上五种浇注系统均采用了热流道浇口，热流道浇口为点浇口。常用来成型宽度（横向尺寸）较大的薄片状制品。浇口沿进料方向逐渐减

35、大，塑料通过长约2mm的浇口台阶进入型腔。塑料通过点浇口，在横向得到更均匀的分配，可降低制品的内应力和带入空气的可能性。故比较适合本产品的成型要求。这一点在本次的CAE模拟过程中也做了对比，从中可以明显的看出点浇口的的优势。以上五种浇注系统的分流道均采用圆形截面是因为分流道断面形状应尽量使其比表面积（流道表面积与其体积之比）小，以减小热量损失和压力损失。分流道表面粗糙度值不能过大，以免增大料流阻力，常取Ra0.8。分流道与浇口通常采用斜面和圆弧连接，这样有利于塑料流动和填充，减小流动阻力。2.1.5 热流道应用主要技术关键 一个成功的热流道模具应用项目需要多个环节予以保障。其中最重要的有两个技

36、术因素。一是塑料温度的控制，二是塑料流动的控制。 1塑料温度的控制 在热流道模具应用中塑料温度的控制极为重要。许多生产过程中出现的加工及产品质量。问题直接来源于热流道系统温度控制的不好。 如使用热针式浇口方法注塑成型时产品浇口质量差问题，阀式浇口方法成型时阀针关闭困难问题，多型腔模具中的零件填充时间及质量不一致问题等。如果可能应尽量选择具备多区域分别控温的热流道系统，以增加使用的灵活性及应变能力。 2塑料流动的控制 塑料在热流道系统中要流动平衡。浇口要同时打开使塑料同步填充各型腔。对于零件重量相差悬殊的Family mold要进行浇道尺寸设计平衡。 否则就会出现有的零件充模保压不够，有的零件却

37、充模保压过度，飞边过大质量差等问题。热流道浇道尺寸设计要合理。尺寸太小充模压力损失过大。尺寸太大则热流道体积过大，塑料在热流道系统中停留时间过长， 损坏材料性能而导致零件成型后不能满足使用要求。世界上已经有专门帮助用户进行最佳流道设计的CAE软件如MOLDCAE。热流道模具的应用范围 1塑料材料种类 热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材料。如PP，PE，PS，ABS，PBT，PA，PSU，PC，POM，LCP，PVC，PET，PMMA，PEI，ABS/PC等。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热流道模具加工。 2零件尺寸与重量 用热流道模具制造的零件最小的在0.1克以下。最大的在3

38、0公斤以上。应用极为广泛灵活。 3工业领域 热流道模具在电子，汽车，医疗，日用品，玩具，包装，建筑，办公设备等各工业部门都得到广泛应用。 2.1.6 热流道模具的缺点 尽管与冷流道模具相比，热流道模具有许多显著的优点，但模具用户亦需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点。 1、模具成本上升 热流道组件价格比较贵，热流道模具成本可能会大幅度增高。如果零件产量小，模具工具成本比例高，经济上不花算。对许多发展中国家的模具用户，热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。 2、热流道模具制作工艺设备要求高 热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格，否则

39、模具在生产过程中会出现很多严重问题。 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道组件中断生产，喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致制品质量严重下降等。 3、操作维修复杂 与冷流道模具相比，热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件，使生产无法进行，造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户，需要较长时间来积累使用经验。 热流道系统的组成 尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热流道产品系列，但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成： 1 热流道板 （MANIFOLD） 2 喷嘴 （NOZZLE） 3 温度控制器 4 辅助零件 2.2 冷却系统方案的确定注射成型过程中，模具的温度对塑料熔体的充模

40、流动、固化定型、生产率、制品的形状和尺寸精度、机械强度、应力开裂和表面质量等均有影响。为保证制品质量和较高的生产率，模具温度必须适当、稳定、均匀。塑料模具是塑料模塑成型必不可少的工艺装备，同时又是一个热交换器。输入热量的方式是加热装置的加热和塑料熔体带进的热量；输出热量的方式是自然散热和向外热传导，其中95%的热量是靠传热介质带走。在模塑过程中，要保持模具温度的稳定，就应保持输入热与输出热平衡。为此，必须设置模具的热交换系统，对模具进行加热和冷却，以控制模具温度。2.2.1 确定加热与冷却的原则注射模的热交换系统必须具有冷却或加热的功能，必要市还要二者兼有。通常所采用的冷却或加热介质有水、热油

41、和蒸汽。也可采用电加热方式。水又分为常温水、温水和冷水三种，常温水是指不经加热或冷却处理的自然水流，温水是指经过一定程度加热的水流，冷水则是指经冷却处理后的水道。究竟在何种情况下需要对模具进行冷却或加热，与不同特征的塑料品种、制品结构形状、尺寸大小、生产率及成型工艺对模具温度的要求有关。确定冷却或加热的原则是：(1)对于黏度低、流动性好的塑料，因为成型工艺要求的模具温度不太高，通常可用常温水或冷水进行冷却，并通过调节水的流量大小控制木匠温度。若要提高这类塑料制品的生产率，为缩短制品在模内的冷却时间及成型周期，可采用冷水控制模温。(2)对于黏度高、流动性差的塑料，为改善充模性能，成型工艺常要求模

42、具具有较高的温度，需要对模具采取加热措施。(3)对于低黏度或低熔点塑料，一般需要采用常温水，或冷水对模具进行冷却。但是，如果需要改善充模流动性，或是为了解决某些成型质量方面的问题，也可以采取加热措施。(4)对于高粘流温度或高熔点塑料，可用温水控制模温，其目的是温水对塑料制品产品冷却作用，并对常温水和冷却水更有利于使模温分布均匀化。(5)对于热固性塑料，模温要求在150220，必须对模具采取加热措施。(6)由于制品几何形状的影响，制品在模具内各处的温度不一定相等，常会因温度分布不均导致成型质量差。为此，可对模具采用局部加热或局部冷却的方法，以改善制品温度的分布情况。(7)对于流程长、壁厚又较厚的

43、制品，或者是粘流温度或熔点虽然低，但成型面积很大的制品，为保证塑料熔体在充模过程中不因温度下降难于流动，也可对模具采取适当的加热措施。(8)对于工作温度高于室温的大型模具，可在模内设置加热装置，以保证在生产之前预热模具。(9)为了实现准确地控制模温，可在模具中同时设置加热器和冷却器。(10)小型薄壁制品，且成型工艺要求模温不太高时，可不设置冷却装置。(11)结构简单，加工容易，成本低廉。2.2.2 冷却水道开设原则(1)水空边离型腔的距离，一般保持在1525以上。根据模具大小（制品重量）决定。(2)水孔通过镶块时，应考虑镶套管等密封问题。(3)水孔管路应畅通无阻。(4)水道接头（冷却水嘴）的位置尽可能放置在不影响操作的一侧。(5)冷却水孔管路一般最好不开设在型腔塑料熔接的地方，以免影响制品强度。(6)冷却水道布置形式（串联、并联如图2-6、2-7所示）第14页串联优点流速均匀 排热均匀 缺点 压降高并联优点适用于入子四周低压下可达高速缺点各分支流速不一样 冷却效果不佳 易产生污垢 图2-6 串联 图2-7 并联一般有串联和并联两种形式，串联水道中间有堵塞时能及时发现，但流长，流动阻力大，且温度不易均匀。并联管道分几路通水