基于SolidWorks的计算机前面板注塑模校核与分析

时间内塑料传给模具的热量，kJ/h。
Aw=
Qw 3.6hw △θ
模型名称：f 计算机面板 Derived_Cavity 研究名称：研究 1 图解类型：静态 节应力 图解 1 变形比例：1947.07
von Mise（s N/m^2） 1.481e+008 1.358e+008 1.234e+008 1.111e+008 9.875e+007 9.875e+007 8.641e+007 7.406e+007 6.172e+007 4.938e+007 3.704e+007 2.470e+007 1.236e+007 1.817e+004
件，如模腔，顶杆，导柱等。以模腔为实例做详细介绍。 在 COSMOS 中依次设定初始参数，如模腔的材料，固定位
置，模腔压力，网格分割要素大小，公差等，然后 COSMOS 对模型 划分网格，网格划分完毕后，对模型的应力，应变，位移，变形，设 计检查五大方面进行分析。实例分析如下：
折射机注入的塑料熔体流经喷嘴、流道、浇口和型腔，将产生 压力损耗，一般情况下，型腔的压力为注射压力的 1/4～1/2，对于 ABS 塑料，用螺杆式注射机成型时，注射压力一般为（70～100） MPa，模腔平均压力通常为（20～35）MPa，随塑料流动性的大小、塑 件形状的复杂程度与精度要求不同，成型时型腔内的压力不同。
注射机可用的安全锁模力应取注射机额定锁模力的 80%，即：
F=0.8Fe叟Ff 式中：Fe—注射机额定锁模力。Az、Aj—分别为塑件和浇注系统在
分型面上的垂直投影面积（mm2）。
3.3 侧浇口熔体剪切速率
侧浇口熔体剪切ห้องสมุดไป่ตู้率：
γ＝
6Q Wh2
叟104s-1
式中：W—浇口宽度（mm）；h—侧浇口深度（mm）；V—塑件的体积；
t—定充模注射时间。在此，
这里，我们的零件并不复杂，精度要求亦不高，而 ABS 塑料的流
充型时平均的流量：Q=V/t
动性中等，基于上述原因的考虑，我们取型腔的压力为 25MPa。
3.4 冷却管道长度
模腔的材料选择为合金钢（Alloy Stee（l SS）），在模腔的分型
Q=nmq
面处固定，在模腔内与塑料接触的面上施加 25MPa 的压力，方向
屈服力：6.204e+008
式中：Aw—热传导面积（冷却水道表壁的面积），m2；hw—冷却水对 其管壁的传热系数，w/m2k；△θ —模具型腔表面的平均温度 与冷却水的平均温度的差值（℃），其中冷却水的平均温度
Z X
Y
图 2 应力结果
是指冷却水进口与出口的温度平均值。
Fig.2 Stress results
tion）推出的一套强大的有限元分析软件。SRAC 位于美国加州的 4.3 位移结果
洛杉矶，从 1982 年成立至今，SRAC 一直至力于有限元 CAE 技
位移结果，如图 4 所示。
术的研究和发展。早期的有限元分析软件存在界面不友好、难学
（1）类型：合力位移；（2）最小：0m 节：167；（3）位置：（-261，241，0）
No.3
Mar.2009
机械设计与制造
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（mm）；（4）最大：2.7e-005m 节 71689；（5）位置：（-0.76，-140，50） （mm）。
模型名称：f 计算机面板 Derived_Cavity 研究名称：研究 1 图解类型：静态应变 图解 1 变形比例：1947.07
FSTRN 3.698e-004 3.390e-004 3.082e-004 2.774e-004 2.466e-004 2.158e-004 1.850e-004 1.541e-004 1.233e-004 9.253e-005 6.172e-005 3.091e-005 9.828e-008
dicted quality，reduce the cost of production and shorten product development cycle.
Key words：Injection plastic mold；Verification；COSMOS；MoldflowXpress
＊＊＊＊＊＊＊
＊＊
计 基于 SolidWorks 的计算机前面板注塑模校核与分析
算
机
应
徐长学 殷国富 汤庆华 任泽彬
用
（四川大学 制造科学与工程学院，成都 610065）
Verification and analysis of the injection plastic mold of the computer front panel
hw=2041（1+0.015軈θw）dVw00..8173 式中：dw—冷却水道直径，mm；V—冷却水的流速，m/s；軈θw—冷却水
的平均温度，℃。
Lw叟
Aw πdw
式中：Lw —冷却水管总长度。
4 COSMOS 对典型零件校核分析
（1）类型：应力；（2）最小：18165.6N/m^2 节 90744；（3）位置： （-261，241，123.）（mm）；（4）最大：1.48+008N/m^2 节 70841；（5）位 置：（15，-200，50）（mm）。
4.2 应变结果
应变结果，如图 3 所示。 （1）位置：对等应变；（2）最小：9.8e-008 要素：24617；（3）位 置：（-257，237，123）（mm）；（4） 最大：0.00037 要素：10515；（5）位
COSMOS 是 SRAC （Structural Research & Analysis Corpora－ 置：（-19，-202，50）（mm）。
q=C（μ θ1-θ0）+qm
应力结果，如图 2 所示。
式 中 ：Cμ—塑 料 的 比 热 容 ，kJ/kg；θ1—塑 料 熔 体 充 模 的 温 度 ，℃ ；
θ0—塑件脱模的温度，℃；qm—结晶形塑料的熔融潜热，kJ/kg；
Qw=95%Q
式中：Qw—单位时间内模具由冷却水带走的热量，kJ/h；Q—单位
式中：Q—单位时间内塑料传给模具的热量，kJ/h；n—每小时的注 垂直于所选的平面，由外指向实体内部。网格的类型采用实体网
射次数；m—每次注射的塑料量，包括浇注系统，kg；q—单位 格，要素大小为 15mm，公差为 0.75mm。接触状态为面接触。
质量的塑料在型腔内散发的热量，kJ/kg。
4.1 应力结果
some important parts applying the analytical module COMOS and simulation and analysis of the different
position gates using the simulative module MoldflowXpress.These will improve the products of high pre－
2 塑件模型
计算机前面板，如图 1 所示。该塑件材料为 ABS，属通用性热 塑性塑料，其成型性能较好，流动性好；成型收缩率较小（通常为 0.3～0.8）；比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固较快， 成型周期短；但吸水性较大，成型前必须充分干燥，可在柱塞式或 螺旋式卧式注射机上成型。ABS 的容重为 v=1.02g/cm3。所采用的 注塑模就是以该计算机前面板为塑件的注塑模。
图 1 计算机前面板 Fig.1 Computer front panel
3 计算校核参数
一套模具设计完成后，必须对模具的相关参数进行必要的校 核，以保证所设计产品的可靠性。以下所列为通常所用的校核参数。
3.1 注射量
注射机标称注射量有两种表示方法，一是用容量（cm2）表示， 一是用质量（g）表示。国产的标准注射机的注射量均以容量表示。
based on the SolidWorks
XU Chang-xue，YIN Guo-fu，TANG Qing-hua，REN Ze-bin
ssssssssssssssss
（School of Manufacturing Science and Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China） ssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssssss
注塑成型时，塑料在型腔中的流动和成型，与材料的性能、塑 件的形状尺寸、成型温度、成型速度、成型压力、成型时间、模腔表 面情况和模具设计等一系列因素有关。因此，对于一套刚刚设计 好的注塑模具，除了要进行例如注射量，型腔压力，锁模力，冷却 管道长度等方面的校核外，通常还必须应用相关的模拟充型和有 限元软件进行实际过程的防真和分析，即所谓的 CAE 技术。因 为，即使对于一个具有丰富经验的工艺和模具设计人员来讲，也 很难保证第一次设计出来的模具就能生产出合格的产品。
中图分类号：TH16 文献标识码：A
1 引言
模具工业在工业发展中占有很重要的地位，各行各业均离不 开模具，特别在汽车、摩托车、玩具、及家电等行业。其中塑料模具 又是模具工业中重要的组成部分，彩电、电冰箱、洗衣机、空调机 等产品，需要的塑料模具量很大，在建筑、建材方面，今后塑料门 窗、塑料水管和装饰塑料制品将会有一个很大的发展。
【Abstract】Taking the injection plastic mold of the computer front panel as an example，it introduces
the verfication of the injection after the mold has been finished designing，the verification and analysis of