外文翻译--塑料注射模拟和设计模制过程【中英文文献译文】

外文翻译-塑料注射模拟和设计模制过程【中英文文献译文】,中英文文献译文,外文,翻译,塑料,注射,模拟,摹拟,以及,设计,过程,进程,中英文,文献,译文 塑料注射模拟和设计模制过程摘要本文介绍了一种产品的注射模具设计生产。它被划分为三个部分：设计、仿真和分析。塑料产品的设计有两种不同形式，但具有相同的功能。产品使用简单，并延长了产品的使用时间。计算机辅助形式（CAD）和计算机软件Pro/Engineer是用于安排在三维（3D）设计模具产品中。二是在室温模具中设计成不同的产品INSE可以交换，以产生两种不同的产品。机械制造计算机辅助（CAD）和计算机软件Pro/E用来生成一些数控加工的代码。使用塑料流体分析进行的软件（Moldflow零件说明第四版）从中分析位置注射剂，材料温度和注射压力可以确定。还可以发现分析产品预期缺陷，如焊接线和被困空气。关键词：可变插入模具；注射压力；气泡；喷射位置；模具设计说明 如今，在注塑加工刀具的模具及工艺是一个世界上增长最快的产业。现在的塑料从家庭用品到太空旅行，从运输包装，医学玩具，到桥梁建筑运几乎所有的应用程序都使用。一般来说，注塑是形成所需形状的一个过程，由熔化的塑料材料并使塑料在压力下进入模腔。期望的塑料形状是通过冷却热塑性或通过热固性化学反应完成的。 模具设计与制造是一个昂贵和高科技的过程。因为它使用了以科学为基础的计算机辅助工程（CAE）软件来分析和模拟塑料配件，电脑辅助设计（CAD）软件设计复杂的塑料制品和计算机辅助制造（CAD）做程序设计制造。计算机技术的进步导致更多计算机成本比例提高，计算机数字控制铣床（CNC）或锁存器来运行。因此，这种优势和昂贵的技术将提流程和高效率的一致性。因此，对于这个快速增长的行业新技术是至关重要的，目的是以确保技术达到完美。因此，电脑辅助工程（CAE）助理麦克罗公司一直供应和计算注塑成型的塑料材料内的流动。塑料填充模具注塑成型过程可以被分解成三个阶段：1填充阶段2加压阶段3补偿阶段填充阶段 涉及塑料部件的注塑成型工艺时要明确的是重要的元素如何在塑料模具中填充。在模具注射填充阶段，熔融塑料被注入到空腔中，直到刚填充空腔。当塑料流入空腔后塑料接触模具壁迅速冷却，这将创建一个塑料模具和熔融塑料的冷冻层。图1显示了材料的扩散是从后向前推着走，流到前方的边缘进入接触的模具并且冻结，一旦冷冻，冷冻层中的分子没有更高的去向，去向也不会改变。 图1 模具内熔融塑料的流动 红色的箭头显示熔融塑料的流动方向，深蓝色层显示针对模具壁上冷冻的塑料层。绿色箭头指示的方向是热量从聚合物熔体流进模具壁。 当冷冻层达到一定厚度达到平衡时，通过空腔流动冷冻层获得更多的熔融塑料热量，并到达模具后失去热量。这通常发生在早期的注塑成型过程中的后几十分之一秒。加压阶段 加压阶段后会发生完全填充到空腔区的填充阶段。在这个阶段，所有的流动路径将被熔融的塑料填充。在空腔中的填充区域的边缘和角部分可能不包含塑料，为了完全填充几何形状，在加压阶段额外的塑料被压入模腔内。图2显示填充阶段（左侧图像）结束和加压阶段（右侧图像）结束之间的差异。注意填充阶段结束时留下的未填充角落（蓝色圆圈内）。黄色锥表示聚合物注入位置，红色表示的是塑料。 图2 填充阶段和加压阶段的区别补偿阶段 塑形材料形成熔融材料的固体，具有高体积收缩，平均它会收缩25%。因此加压阶段后，更多的材料被注入到空腔中以补偿冷却后的塑形收缩。这就是补偿阶段（Moldflow软件帮助文件）模具基本建立 模具设计和制造是注射成型系统中认为最重要的过程。这是因为模具设计和模具制造的生产效率和产品质量有很大的影响。基本上模具的功能是双重的。第一是灌输所需形状的聚合物，第二就是冷却模具中包含一个或多个空腔注射模具零件，包括两个基本部分：注射塑料定半膜的一侧半关闭或顶侧移动，这两个模具被称为分型面。 该模具将决定最终产品的性能，如大小、形状、尺寸和表面精加工。通常称为通过中心进料通道浇注到模腔的填充是熔化的塑形材料。模具将与注塑机料筒喷嘴相吻合。表1是模具组件和汇总表。模具设计开始一个新的模具设计。设计者应该掌握一些重要的点。即在产品外观设计材料的使用，材料的正确收缩，腔和模架的选择，进一步避免一些错误。在最后的装配中，犯的错误可能造成不合适的模具，使塑料产品不被承认并且被客户拒绝。图一显示了模具设计图表。 图4 程序图部分顾问模拟 Moldflow软件。图5显示黄色的圆锥形状表明本文分析的位置与浇口位置放置在顶部的新型固体模型。 在注射和传递成型中认为浇口是模制件的一部分，它允许熔融树脂流入流道或从浇口进入型腔。浇口和浇道的尺寸形状可能是相同的，但是一般来说是非常小的。这里存在一个最佳的浇口尺寸，对于适合的填充率它应该足够大，对于密封防止回流或过度包装它又足够小。产品模拟结果 在启动仿真过程中，部分信息进行设置，如材料供应商和材料等级。这些通常已经在Moldflow数据库中设置，用户仅仅选择材料规格的特点，表2表示用于此分析的要素： 图5 浇口位置的实体模型浇注过程特点成型工艺规范零件名称TNG剪辑版材料等级ABS 650模具温度50 熔体温度235 最大注射压力60 Mpa填充时间填充时间是填充空腔内部所需要的时间，它也显示塑形材料如何流入填充模具。从我们知道缺料（其中没有填充模型）的部分将显示。从这个结果中也可以了解焊接线和气泡的形成，图6显示模具材料填充。 图6 100%材料填充的塑料件中填充质量 在塑料腔内，填充质量结果显示了该区域的概率，这个结果来自于压力和温度。填充质量用三种颜色显示，绿色，黄色，红色并且半透明。用绿色表示完全填充，黄色表示可能填充困难或是有质量问题，红褐色表示填充困难或是有质量问题，并且半透明的将不能填充（缺料）。如果模腔不能填充，无论设计浇口位置，塑料的选择或是加工条件都必须做一些改变。然而，为了确保高质量的完成零件，塑料必须完全填充模腔。图7显示用这种分析填充质量。 图7 填充质量注射压力 模型的每个位置上的颜色表示在该模型上的压力，两种颜色显示高压（红色）和低压（蓝色），注射压力可以连同压降显示结果。例如，事实上同一个区域可能注射压力过高，即使零件的一个区域已经有了一个可以接受的压降，高的注射可以造成过度填充。为了减少这种情况的发生的机会，按照下列步骤操作：1增大最大喷射压力2改变聚合物注射位置3改变零件的尺寸4选择不同的材料图8显示从0Mpa到47.02Mpa注射压力的结果。 图8 注射压力压降图9显示压降结果。在填充位置，压力将从注射位置到填充部分的端部下降。高压降区域（红色）通过低压降区域（蓝色，）使用一系列颜色去表示压降结果。压降是决定填充结果质量的一个因素之一。 图9 压降气泡 图10显示气泡结果分析，蓝色的小气泡显示的是零件上的气泡。所在的区域气泡结果显示，在会聚的地方熔体停止至少2个流量的位置，或者在最后填充点气泡被困住。为了阻止会聚流位置包围和气泡陷阱的发生，通过以下平衡流量路径：1使用流量引导/导流板2改变零件壁厚3改变注射聚合物位置 图10 气泡模具开发在对所有的产品Moldflow模拟之后，模具设计优先作用于模拟结果，仅一个模具底座被用来生产2个不同塑料零件，这是因为几乎70%的塑料产品外形是相似的，所以在这种情况下使用可改变的镶块，核心嵌件将作为永恒嵌件，更改滑块和模腔插入件用TNG剪辑版本和TNG粘贴版本，图11显示用TNG剪辑版本和粘贴版本的模腔和核心镶块。 图11 模腔,核心和镶块模架尺寸对于这个项目，三版类型系统模架势用于精确控制，模架的尺寸是FCI类的250mm*250mm，A版尺寸是100mm，B版尺寸是70mm，垫块尺寸是100mm和脱料块（简称LKM（龙记五金）模具基础手册）。脱料版的作用是移出塑料零件横浇道。同时就认为塑料零件是一个好的产品不需要润色。对于这个模架，每次只有一个模腔浇注，熔融材料的塑料将流经浇道的空腔。冷却之后，塑料零件将变硬粘住镶块，同时通过使用肩式喷射器喷出。三版模具在这个项目中使用三版模具是因为对于熔融塑料，浇注口小并且三版模具的浇注系统在第二分离平面平行于主分离面。当模具是开放时，第二个分离面允许浇口和浇道喷射。在三版模具中，浇道将从模腔喷射分离，塑料件注射后不需要经过任何润色过程（罗1986）.滑块核心当设计底座塑料件时，例如侧控，侧凸台时使用核心滑块。核心滑块是因定连接板B（指板14）和板A上的两个角销。当模具打开时，角销将从模具位置中水平移除核心滑块。在模具打开用时，核心滑块运动数量将取决于角和滑块移动到角销的距离。核心滑块足够移动是为了推杆完全取出塑料件。冷却系统（水力槽）水力槽是从核心滑块喷射，控制模具表面温度和冷却熔融塑料成为僵化状态。对于这个项目，水力槽的设计钻孔沿着模腔芯块和滑块的长度。冷却系统是模具的垂直方向。图12显示了模具内水力槽的流动。 图12 模具中心水力槽流动浇注系统浇口是连接浇注系统和模压部分，加上附加材料必须克服正常的热收缩部分，它必须允许足够的材料流入模具填充件。在这个项目中，当模具打开部分将被自动从浇道移除并且不需要接触塑料产品时，使用倾斜销浇口。图13显示精确定位浇口系统。 图13 精确定位浇口系统完成模具装配图14显示完成模具装配为TNG剪辑版本，图16和15显示出的横截面，用于模具关闭组件和打开的装配位置。CAD/CAM的模具设计在塑料工业，CAD/CAM已经出现，现在显示的是本世纪最重要的进步技术之一。在较短时间内并且在模具设计师的创造力，使CAD/CAM将用在更好的设计中，而不是在做塑料零件重复的模具设计。 图14 完整的模具模型 图15 横截面模具封闭组 CAD/CAM的优点在设计方面模具CAD/CAM的优势a) CAD/CAM技术通常用于数控（NC）加工技术制造的模具，也能够在数据基础上创建三维产品模型并自动生成。b) CAD/CAM可以帮助设计师加快塑料零件和模具设计过程，并缩短很长时间。 图16 横截面模具封闭组c) CAD/CAM模具制造中对于那些熟练的模具制造商，提高更多的挑战和工作满意度，模具制造将提高工作生活质量。d) 方便用户重新定义零件尺寸，这意味着它可以提高模具设计质量，减少错误质量。CAD/CAM模具设计方法应用 在这个项目中，这个类型的CAD/CAM使用Pro/E2000软件。Pro/Moldesign是Pro/E模具制造环境的一个扩展。包括各个方面生产模具的设计。比如模架、热流道系统创建、水线、锥钉孔、收缩孔和数以百计的其它功能。模具创建Pro/NC设计和Pro/MFG生产扩展到CNC生产领域。Pro/E覆盖35轴铣削。2和4轴电火花线切割、车削、激光、火焰等，具备一个宽幅的能力。 在创建详图和生成数控加工刀路的实际模具过程中，所有模具设计之后。Pro/NC和Pro/MFG制造生产将再次发挥重要作用。数控刀路是来源于产品模型数据库。3D模型产品路线完成将直接从数据库中提取模具设计制造。例如，从数据库模具的核心插入想做一些制造业。一些重要特性在CAD/CAM开始之前必须考虑，像图进给率、主轴转速、步长深度、铣削材料、注塞速度、坐标系和力铣刀种类。启动CAD/CAM,，要能确定工件尺寸，然后设置工件的坐标系统。工件坐标设置必须与CNC机床中的坐标相同。错误的设置会造成机器和工件崩溃。在选择制造过程后，决定使用什么样的制造工艺，例如分析体积、侵吞、钻孔和传统的表面，Pro/NC使用了CAM（智能计算机辅助制造）软件将加工代码转换成计算机代码。像G码和M码的加工代码将被存储在CNC中，然后制造运行。图17显示了实际制造运行之前的实体模型模拟。图18中红色线是工具运行对点的位置。 图17 实体模型模拟 图18 线框仿真模拟Pro/MFG将创建必要数据库来驱动数控机器的一个Pro/Moldesign部分。它通过提供工具来制造，工程师遵循逻辑顺序步骤进行，从设计模型到ASCII CL数据文件，可以为数控机床进行后处理。在图3CAD/CAM说明可以基本概括了Pro/MFG过程（Pro/MFG.R18）讨论和结果概括设计的塑料部分是基于汽车司机的需要。当驾驶者到达收费站时，为了驾驶员容易拿到它，塑料部件支架盒放置在 Touch N卡中或plus单程票中。在这个项目中，塑料部件被设计成两种不同类型的产品。设计在一个多变的插入模具基础上，只用一个模具基础将降低制造业的成本和时间。Pro/Moldesign，Pro/MFG 和来自于Pro/ENGINER Pro/NC是用来设计模具和制造行业，精确度和公差是重要的问题，所以在模具设计中使用CAD/CAM将提高工件质量并且在生产中减少出错次数。 从分析模拟仿真提供了足够的信息结果如填充时间、注射压力和压力降。用户可以避免在实际注塑中的塑料缺陷如缩痕，停顿,，气泡和超紧密堆积作用。分析还将帮助模具设计师以最小的修改来设计一个完美的模具，这也减少模具设置时间。这个分析和仿真将帮助减少时间和成本。 图3 总结Pro/MFG过程13