電源插頭的成型工藝分析及模具設(shè)計(jì)
電源插頭的成型工藝分析及模具設(shè)計(jì),電源插頭,成型,工藝,分析,模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)正 文題目 基于Moldflow和Pro/EMX的電 源插頭模流分析優(yōu)化及模具設(shè)計(jì) 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。(宋體小4號(hào))作者簽名: 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保障、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向有關(guān)學(xué)位論文管理部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)省級(jí)優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文評(píng)選機(jī)構(gòu)將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1、保密 ,在_年解密后適用本授權(quán)書(shū)。2、不保密 。(請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“”)作者簽名: 年 月 日 導(dǎo)師簽名: 年 月 日 目錄摘要 1前言 21 插頭的工藝分析 41.1 電源插頭的工藝流程 41.2 注塑材料的選擇 41.3 塑料件表面質(zhì)量及結(jié)構(gòu)工藝 62基于MOLDFLOW的插頭嵌件模流分析及優(yōu)化 82.1 MOLDFLOW模流分析基本功能 82.2塑件網(wǎng)格劃分及修復(fù) 82.3 成型材料的選擇 102.4最佳澆口位置的選擇 102.5創(chuàng)建澆注系統(tǒng) 112.6創(chuàng)建冷卻系統(tǒng) 122.7插頭的嵌件模流分析 122.8優(yōu)化方案及比較 133 注射機(jī)的選擇 173.1 注射機(jī)的選擇 173.2 選擇注射機(jī)確定型腔數(shù) 173.3 注塑機(jī)的主要工藝參數(shù)的校核 184 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 204.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則 204.2 流道設(shè)計(jì) 214.3澆口設(shè)計(jì) 225基于PRO/EMX注射模零部件的設(shè)計(jì) 255.1分型面的選擇 255.2成型零件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 255.3脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 315.4 排氣方式的選擇 315.5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 325.6基于EMX的模架設(shè)計(jì) 336 總結(jié) 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39附錄 40IV基于Moldflow和Pro/EMX的電源插頭模流分析優(yōu)化及模具設(shè)計(jì)摘 要:電源插頭是一種常見(jiàn)的帶嵌件的塑料件,本文利用MOLDFLOW軟件對(duì)塑件進(jìn)行最佳澆口分析,獲得塑件的最佳澆口,創(chuàng)建澆注系統(tǒng)后進(jìn)行塑件填充過(guò)程模擬后發(fā)現(xiàn)填充時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化,經(jīng)過(guò)三種方案的比較獲得最佳成型參數(shù),使填充時(shí)間減少為1.1s左右,并根據(jù)以上分析利用Pro/E的模具設(shè)計(jì)專(zhuān)家外掛EMX進(jìn)行相關(guān)的模具零件設(shè)計(jì)。結(jié)果表明:使用MOLDFLOW軟件模擬塑料熔體在整個(gè)注射過(guò)程中的充填、冷卻及流動(dòng)情況,能確保獲得高質(zhì)量制件。打破傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的試模、修模等過(guò)程,在得到仿真分析最佳質(zhì)量效果的數(shù)據(jù)、參數(shù)之后用來(lái)作為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)。再結(jié)合Pro/ EMX模塊的使用,進(jìn)行快速模架設(shè)計(jì)可以有效降低企業(yè)制模成本提高塑料模具的設(shè)計(jì)效率并縮短產(chǎn)品上市周期。關(guān)鍵詞:電源插頭;嵌件;模流分析;優(yōu)化;模具設(shè)計(jì);Pro/ EMX;MOLDFLOWAbstract:Power plug is a common plastic product with inserts. In this paper I use MOLDFLOW software to analysis the best gate about the plastic parts and find it. After creating the gating system I simulate the filling process and I find the filling time too long. To solve this problem I optimize the project through three programs compare to get the best molding parameters, then the filling time is reduced to about 1.1s, and the above analysis related mold parts are designed by Pro / E mold design expert external EMX. The results show that the use of MOLDFLOW simulation plastic melt throughout the injection process filling, cooling and flow, to ensure high-quality parts. Breaking the traditional mold structure design test mode, maintenance mode and other processes, after obtaining the best quality results of the simulation analysis data, parameters used as the basis for the die structure design. Combined with the use of Pro/EMX for rapid mold design can effectively reduce the cost of mold manufacture and improve plastic mold design efficiency and shorten time to market.Keywords: Power plug; Inserts; Filling Analysis; optimization; Mold Design; Pro/ EMX; MOLDFLOW前 言 工業(yè)制造的基礎(chǔ)工藝裝備是模具,模具在一定程度上決定著工業(yè)產(chǎn)品的效益、質(zhì)量和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究能力:在電子產(chǎn)品、汽車(chē)工業(yè)、電機(jī)研究、電器制造、儀器設(shè)計(jì)、儀表設(shè)計(jì)、家電設(shè)計(jì)和通訊產(chǎn)品等產(chǎn)品中,61%-83%的零部件產(chǎn)品部主要依靠模具成形來(lái)制造。模具生產(chǎn)的產(chǎn)品所表現(xiàn)出來(lái)的形狀復(fù)雜、尺寸精度商、高生產(chǎn)率和能源消耗低,是其它產(chǎn)品加工制造方法所不能達(dá)到的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高與低己經(jīng)成為判斷一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)志之一1。在塑料成型工藝方法中,注塑模是應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)塑料成型模具。由于影響塑料成型因素眾多,其成型過(guò)程非常復(fù)雜,其工藝研究傳統(tǒng)上多依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)方法進(jìn)行,可靠性不高,模流分析是克服經(jīng)驗(yàn)性不足的有力工具。目前模流分析已成為塑模設(shè)計(jì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流程。所以本文試圖通過(guò)對(duì)電源插頭注塑成型過(guò)程的數(shù)值模擬來(lái)研究成型現(xiàn)象,使我們對(duì)所學(xué)的模具設(shè)計(jì)與制造的相關(guān)理論知識(shí)有一個(gè)更深層次的理解,為制定優(yōu)化方案奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的模具設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)及應(yīng)用軟件的有關(guān)知識(shí),解決工程設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助分析問(wèn)題的能力。并且采用moldflow軟件對(duì)整個(gè)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熔體的填充、保壓、冷卻以及制品中的應(yīng)力分布、制品的收縮和熔接痕等情況,從而培養(yǎng)學(xué)生對(duì)有限元軟件的了解和使用模擬軟件對(duì)注塑成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析的能力。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)可以減少試模修模次數(shù),提高制品質(zhì)量和降低成本等,本課題的研究對(duì)企業(yè)降低成本,提高效率有著重大的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)意義2。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ),在我國(guó),模具制造屬于專(zhuān)用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開(kāi)始制造模具和使用模具,但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期,中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車(chē)道。中國(guó)航天航空事業(yè)、汽車(chē)行業(yè)和家電等各大行業(yè)的迅速發(fā)展,都促進(jìn)了注射模具的飛躍發(fā)展。一部空調(diào)大約需要20副注塑模,一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)大約需要200副注塑模,而一臺(tái)電冰箱需要的注射模具高達(dá)350副左右。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可知,注射模具在家電業(yè)以的每年10%增長(zhǎng)率在迅速增長(zhǎng)。汽車(chē)需要的模具更是驚人。一部車(chē)大概需要上幾千副模具來(lái)生產(chǎn)3。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用、數(shù)控和電加工技術(shù)的發(fā)展、快速成型技術(shù)、快速制模技術(shù)等模具設(shè)計(jì)和制造的新技術(shù)發(fā)展和模具材料的發(fā)展,使我國(guó)的模具業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代。在大型注塑模方面:我國(guó)完全可以自主生產(chǎn)汽車(chē)保險(xiǎn)杠、大屏幕的電視機(jī)塑料外殼以及較大容量的洗衣機(jī)殼體等塑料產(chǎn)品。在精密注塑模方面:我們能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件、多型腔小模數(shù)齒輪等精密注塑模4。盡管我國(guó)注射模具已經(jīng)取得長(zhǎng)足發(fā)展,但是和國(guó)際先進(jìn)水平比較,在模具CAD/CAM/CAE技術(shù)推廣度、快速模具制造技術(shù)的運(yùn)用以及大型、精密、復(fù)雜模具的開(kāi)發(fā)等幾個(gè)方面仍然存在一定差距。這也是我國(guó)模具行業(yè)的主要發(fā)展方向。總而言之,我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)主要有一下幾個(gè)方面3-7:1、提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。2、在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù),近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度,為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源,所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。4、開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低,與國(guó)外差距甚大,在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展,為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。7、研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。1 插頭的工藝性分析 1.1 電源插頭的工藝流程由GB 1002-1996單相電源插頭的相關(guān)參數(shù)建立3D模型,如圖1.1所示,該塑件是一個(gè)兩相電源插頭,生產(chǎn)批量很大。電源插頭的工藝流程為:首先將電源線(xiàn)使用去皮機(jī)將兩端去皮;然后將一頭和電極片經(jīng)端子機(jī)打端子;最后將其組裝在電極鑲嵌板上通過(guò)注塑機(jī)注塑成型既得成品。圖1.1 電源插頭模型1.2 注塑材料的選擇1.2.1注塑材料的比較與選用通用塑料如聚丙烯PP,聚乙烯PE具有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好,價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn),但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用,以下拿三種常用典型材料比較選取。依次是ABS、聚苯乙烯、聚氯乙烯: 第一種ABS外觀上是淡黃色非晶態(tài)樹(shù)脂,不透明,密度與聚苯乙烯基本相同。ABS具有良好的綜合物理力學(xué)性能,耐熱,耐腐,耐油,耐磨、尺寸穩(wěn)定,加工性能優(yōu)良。 ABS為無(wú)定形聚合物,無(wú)明顯熔點(diǎn),熔融流動(dòng)溫度不太高,在160-190范圍即具有充分的流動(dòng)性,且熱穩(wěn)定性較好,在約高于285時(shí)才出現(xiàn)分解現(xiàn)象,因此加工溫度范圍較寬。ABS具有較小的成型收縮率,收縮率變化最大范圍約為0.3%-0.8%,在多數(shù)情況下,其變化小于該范圍。注塑是ABS塑料最重要的成型方法,但一般用于質(zhì)量要求較高的塑件、形狀復(fù)雜制品或大型制品成型。 第二種聚苯乙烯是無(wú)色無(wú)臭的透明剛硬固體,制品擲地時(shí)有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于80%,霧度約為3%,折射率較大,在1.591.60之問(wèn),具有特殊光亮性,但儲(chǔ)存時(shí)易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠,特別是在含有微量元素時(shí);二是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。在空氣中會(huì)緩慢老化引起發(fā)黃很顯然不適合選用。第三種聚氯乙烯(PVC)的本色為微黃色半透明狀,有光澤。透明度勝于聚乙烯、聚丙烯,差于聚苯乙烯,隨助劑用景不同,分為軟、硬聚氯乙烯,軟制品柔而韌,手感粘,硬刮品的硬度高于低密度聚乙烯,而低于聚丙烯,在屈折處會(huì)出現(xiàn)白化現(xiàn)象。常見(jiàn)制品:板材、管材、鞋底、玩具、門(mén)窗、電線(xiàn)外皮、文具等。是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料。 力學(xué)性能:硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力,可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料;軟聚氯乙烯的柔軟性、斷裂伸長(zhǎng)率、耐寒性會(huì)增加,但脆性硬度拉伸強(qiáng)度會(huì)降低。 熱性能:聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差,長(zhǎng)時(shí)問(wèn)加熱會(huì)導(dǎo)致分解,放出HCL氣體,使聚氯乙烯變色,所以其應(yīng)用范圍較窄,使用溫度一般在-15-55度之間。 電性能:聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能。 其他性能:聚氯乙烯具有阻燃、耐化學(xué)藥品性高。具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì),不溶于水、酒精、汽油,氣體、水汽滲漏性低;在常溫下具有一定的抗化學(xué)腐蝕性8。 材料最終選定為PVC,因?yàn)閜vc材料的電絕緣性?xún)?yōu)良;且容易加工,可通過(guò)模壓、層合、注塑、擠塑、壓延、吹塑中空等方式進(jìn)行加工;同時(shí)具有原料豐富、制造工藝成熟、價(jià)格低廉等突出特點(diǎn)。1.2.2 PVC的成型條件表1.1 PVC的成型條件項(xiàng)目數(shù)值注射成型機(jī)類(lèi)型柱塞式密度1.381.4計(jì)算收縮率0.20.6預(yù)熱和干燥溫度t()80100時(shí)間r(h)23料筒溫度t()后段150170中段165180前段180200成型溫度t()200210模具溫度t()5070注射壓力p(MPa)701401.2.3插頭制件的質(zhì)量特性圖1.2 塑件屬性信息1.3 塑料件表面質(zhì)量及結(jié)構(gòu)工藝1.3.1尺寸精度塑件的流動(dòng)性影響制件尺寸的設(shè)計(jì),注射成型制件尺寸要受注射機(jī)的注射量和鎖模力的限制。影響模塑精度的因素十分復(fù)雜。首先是模具制造的精度,然后是塑料的收縮率的變化波動(dòng),同時(shí)由于磨損使模具尺寸不斷的變化,都會(huì)造成模制尺寸不穩(wěn)定。模制時(shí)工藝參數(shù)的變化,飛邊厚度的變化以及模制所需脫模斜度均會(huì)影響到塑件的精度,即塑件精度的確定應(yīng)合理,盡可能選取較低的精度等級(jí)。綜合考慮本產(chǎn)品采用一般精度即7級(jí)精度9。1.3.2表面光潔度塑件制品的表面光潔度,除了從工藝上盡可能避免冷疤,云紋等疵點(diǎn)外,主要是由模具光潔度決定,一般模具表面光潔度要比塑件的高一等級(jí)。本塑件取Ra=6.3um。1.3.3脫模斜度脫模斜度大小受塑件徑向尺寸的限制,又影響著脫模阻力,斜度大,脫模阻力小,有利于脫模,選擇脫模斜度時(shí)還應(yīng)考慮塑料材料的性質(zhì),塑件摩擦系數(shù)大,則宜采用較小斜度,便于脫模時(shí)不至于過(guò)大脫模阻力。塑件的收縮率大,收縮產(chǎn)生的包緊力大,也宜采取較大斜度。脫模過(guò)程,塑件一般是受到壓縮載荷,因此抗壓強(qiáng)度大的塑件,可承受較大壓縮載荷,可以取較小的脫模斜度。塑件的幾何形狀和尺寸對(duì)脫模斜度選取也有影響,壁較厚和幾何形狀復(fù)雜的塑件,收縮率較大或各部分收縮差別大,一般的說(shuō)有較大脫模阻力,宜采取較大斜度,塑件高度對(duì)脫模斜度選取有相互矛盾的影響,對(duì)具體塑件上斜度數(shù)值取應(yīng)綜合考慮各種因素后確定。PVC的塑件要求所以取外側(cè)斜度為45,內(nèi)側(cè)斜度為4510。1.3.4 圓角塑件除了使用上要求采用尖角處以外,其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過(guò)渡,因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,在受力或受沖擊震動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂,甚至在脫模過(guò)程中由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開(kāi)裂,特別是制件的內(nèi)圓角,一般即使采用R=0.5mm的圓角,就能使塑件的強(qiáng)度大為增強(qiáng),理想的內(nèi)圓角,半徑應(yīng)有壁厚的1/4以上。塑件設(shè)計(jì)成圓角,使模具型腔對(duì)應(yīng)部位亦成圓角,這樣增強(qiáng)了模具的堅(jiān)固性,塑件的外圓對(duì)應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角,它使模具在淬火和使用時(shí)不會(huì)因團(tuán)應(yīng)力集中而開(kāi)裂。2 基于MOLDFLOW的插頭嵌件模流分析及優(yōu)化2.1 MOLDFLOW模流分析基本功能Moldflow Plastic Insight(MPI)是一個(gè)提供深入塑料制品和模具設(shè)計(jì)分析的軟件,它可以提供全面的分析功能、可視化功能和項(xiàng)目管理工具。這些工具為客戶(hù)的深入分析和優(yōu)化提供了幫助。MOLDFLOW可以使用戶(hù)可以對(duì)塑件的幾何尺寸、材料選擇、模具的設(shè)計(jì)以及工藝參數(shù)設(shè)置進(jìn)行優(yōu)化從而獲得質(zhì)量高的產(chǎn)品。共有三個(gè)分析優(yōu)化模塊:(1)MOLDFLOW的流動(dòng)分析模擬了塑件融料在注塑過(guò)程中的流動(dòng)情況,確保用戶(hù)獲得質(zhì)量較高的的產(chǎn)品。使用用戶(hù)可以?xún)?yōu)化澆口位置和工藝參數(shù)、預(yù)測(cè)塑件可能會(huì)出現(xiàn)的生產(chǎn)缺陷。通過(guò)設(shè)置相關(guān)參數(shù)后,可以模擬出塑件的填充過(guò)程、填充狀態(tài)和填充時(shí)間,通過(guò)該模塊的模擬仿真極大的節(jié)約企業(yè)制模成本,縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期,提高的企業(yè)的效益。(2)在進(jìn)行了注塑和保壓過(guò)程的優(yōu)化后,可以創(chuàng)建冷卻系統(tǒng):包括流道、模具外形和鑲塊等,然后可以進(jìn)行冷卻分析。(3)MOLDFLOW的翹曲分析功能對(duì)塑件的收縮和翹曲進(jìn)行預(yù)測(cè)??梢杂镁€(xiàn)性或非線(xiàn)性方法來(lái)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)翹曲的變形量,并且指出引起翹曲的主要原因11。2.2 塑件網(wǎng)格劃分及修復(fù)對(duì)于帶嵌件的塑件的主要操作流程為:(1)導(dǎo)入塑件的注塑部分的模型,并對(duì)其劃分網(wǎng)格選擇填充材料;(2)導(dǎo)入金屬嵌件的模型,并對(duì)其劃分網(wǎng)格,再對(duì)其指定屬性為零件鑲嵌表面(雙層面),然后設(shè)置材料的種類(lèi)和初始溫度;(3)修復(fù)網(wǎng)格,減小縱橫比;(4)對(duì)嵌件和主體進(jìn)行裝配;(5)設(shè)置分析類(lèi)型;(6)設(shè)置工藝參數(shù);(7)開(kāi)始分析。劃分產(chǎn)品網(wǎng)格是為了得到質(zhì)量上乘的網(wǎng)格,才能保證分析的精度和效果好壞的前提條件。網(wǎng)格區(qū)配率不高將無(wú)法進(jìn)行冷卻及翹曲分析。同時(shí)網(wǎng)格中不能出現(xiàn)有相交單元、完全重疊單元、復(fù)制柱體。由于本塑件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,而且主要做填充和流動(dòng)分析,所以只需將最大縱橫比控制在20以?xún)?nèi)就好。分別對(duì)塑件和嵌件劃分網(wǎng)格,如圖2.1所示。通過(guò)細(xì)分網(wǎng)格及不斷的網(wǎng)格優(yōu)化,如(1)修補(bǔ)問(wèn)題網(wǎng)格通過(guò)合并節(jié)點(diǎn)來(lái)降低最大縱橫比。(2)修補(bǔ)塌陷面、自由邊、重疊單元。(3)修補(bǔ)零面積單元。通過(guò)網(wǎng)格修補(bǔ)、優(yōu)化后得到符合分析精度的網(wǎng)格信息、質(zhì)量。如圖2.2所示:圖2.1 劃分網(wǎng)格圖2.2 網(wǎng)格信息2.3 成型材料的選擇根據(jù)前面的塑件的原材料分析,最適合選用PVC(聚氯乙烯)材料。因此選用Geon的PVC,牌號(hào)為3547-693A。軟件中選擇材料品牌截圖如圖2.3所示:圖2.3 材料選擇2.4 最佳澆口位置的選擇初步確定為以下型腔數(shù)量及布局進(jìn)行分析,在創(chuàng)建澆注系統(tǒng)前應(yīng)先確定產(chǎn)品上的最佳進(jìn)澆位置。澆口位置不正確導(dǎo)致性能不良的影響有:流動(dòng)熔料前沿形狀導(dǎo)致的熔合線(xiàn)和空氣氣穴都可能影響零件的外觀,特別是增強(qiáng)纖維材料,其機(jī)械性能將會(huì)受到影響。更改加工條件對(duì)這些影響也是無(wú)濟(jì)于事。如果澆口設(shè)在模制件的較薄部分,厚壁的部分會(huì)形成收縮痕跡和空隙。盡管厚壁部分需要更長(zhǎng)的保壓時(shí)間,但由于材料在薄壁部分結(jié)晶較快,厚壁部分將不再有熔料供應(yīng)。結(jié)果除了會(huì)產(chǎn)生光學(xué)和機(jī)械問(wèn)題之外,還會(huì)在厚壁區(qū)域增大收縮量,在非增強(qiáng)型塑料中甚至?xí)?dǎo)致翹曲變形。經(jīng)過(guò)MOLDFLOW的模擬分析,得到以下結(jié)果,如圖2.4所示:圖2.4 最佳澆口位置2.5 創(chuàng)建澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是熔融塑膠由機(jī)臺(tái)料筒進(jìn)入模具型腔的通道,將處于高壓下的熔融塑膠快速、平穩(wěn)地引入型腔。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)不好將導(dǎo)致制品變形和翹曲,其流道和澆口的選擇是否合適,對(duì)于制品的性能、外觀以及成型周期和生產(chǎn)成本都有很大影響。同時(shí)有些塑料還會(huì)因?yàn)闈部谠O(shè)計(jì)不當(dāng)而導(dǎo)致澆口表壁與熔體之間產(chǎn)生較大摩擦,從而引起塑料褪色。一模多腔時(shí),應(yīng)使各模腔的容積不致相差太多,否則難以保證制品質(zhì)量。在Moldflow中建立澆注系統(tǒng)如圖2.5所示。圖2.5 澆注系統(tǒng)2.6 創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)對(duì)于塑料成型有著重要的影響。通過(guò)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局, 可以達(dá)到使塑件快速、 均衡冷卻的目的,從而縮短注射成型的冷卻時(shí)間, 提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率,提高制品質(zhì)量,減小廢品率。如果冷卻不好或冷卻不均勻,必然導(dǎo)致收縮不均勻,從而使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)不到要求。回路冷卻介質(zhì)溫度如圖2.6所示:圖2.6 回路冷卻介質(zhì)溫度回路冷卻介質(zhì)溫度指冷卻回路進(jìn)水口和出水口的溫度差。冷卻回路溫差不宜超過(guò)2-3度12。溫差過(guò)大會(huì)使模具溫度不均,特別是塑件型腔和模板尺寸很大時(shí),為使塑件的冷卻速度基本一致,可以改變冷卻水管排列形式。冷卻液的溫差越小,說(shuō)明冷卻的效果越好。經(jīng)過(guò)分析得出該冷卻系統(tǒng)回路介質(zhì)溫度溫差只有0.36度,故方案可行。 2.7 插頭的嵌件模流分析首先我們按默認(rèn)的參數(shù)進(jìn)行一次填充模擬,通過(guò)分析填充的過(guò)程和結(jié)果的不足再來(lái)進(jìn)行方案的優(yōu)化。原始的分流道的直徑為5mm,錐形澆口的大端直徑為5mm,小端為2mm。初始的模具溫度設(shè)為29度,融料溫度設(shè)為180度,填充壓力設(shè)為自動(dòng)。填充結(jié)果如圖2.7所示。圖2.7 充模時(shí)間填充時(shí)間太長(zhǎng),并且填充不完全,無(wú)法滿(mǎn)足企業(yè)生產(chǎn)需要。需要對(duì)填充的參數(shù)做進(jìn)一步的優(yōu)化。2.8 優(yōu)化方案及比較2.8.1提出方案 方案一:增大澆口及流道尺寸,使融料迅速通過(guò),以縮短填充時(shí)間,提高生產(chǎn)效率。方案二:適當(dāng)增加和控制注塑壓力,使融料獲得更強(qiáng)的動(dòng)力,以縮短填充時(shí)間。方案三:升高模具和注塑融料的溫度,使融料更容易通過(guò)流道到達(dá)型腔,以縮短填充時(shí)間。2.8.2驗(yàn)證方案 2.8.2.1方案一原始的分流道的直徑為5mm,錐形澆口的大端直徑為5mm,小端為2mm?,F(xiàn)改為分流道直徑為6mm,錐形澆口的大端直徑為6mm,小端為4mm。得出填充時(shí)間如圖2.8所示。圖2.8 方案一充模時(shí)間結(jié)論:適當(dāng)增大澆口及流道尺寸能在一定程度上縮短填充時(shí)間。當(dāng)然會(huì)增加更多的廢料。2.8.2.2方案二初始參數(shù)的壓力曲線(xiàn)如圖2.9所示,調(diào)整后的壓力曲線(xiàn)如圖2.10所示,得出的填充時(shí)間如圖2.11所示。圖2.9 方案二原壓力曲線(xiàn)圖2.10 方案二壓力曲線(xiàn)圖2.11 方案二充模時(shí)間結(jié)論:適當(dāng)增加注塑壓力能在一定程度上縮短填充時(shí)間。2.8.2.3方案三原模具溫度為29度,融料溫度為180度。現(xiàn)將模具溫度設(shè)為50度,融料溫度設(shè)為210度。得到填充時(shí)間如圖2.12所示。圖2.12 方案三填充時(shí)間結(jié)論:適當(dāng)升高模具和融料的溫度能較為明顯的縮短填充時(shí)間。2.8.3結(jié)果分析及最優(yōu)方案結(jié)果分析:以上三種方案都在一定程度上能縮短填充時(shí)間,但明顯方案三效果更加顯著,后查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn),PVC的熔點(diǎn)較其他常用塑料高,約為180度。這就導(dǎo)致如果將融料的初始溫度設(shè)為180度的話(huà),進(jìn)入澆注系統(tǒng)后由于模具的溫度較低迅速的將融料的溫度降至180以下,這就導(dǎo)致部分融料迅速凝固在澆注系統(tǒng)內(nèi),嚴(yán)重影響了填充的效果和塑件質(zhì)量。提出最優(yōu)方案:綜合上述三種方案,決定將分流道直徑設(shè)為5mm,錐形澆口的大端直徑設(shè)為5mm,小端設(shè)為2mm。將模具溫度設(shè)為50度,融料溫度設(shè)為210度。并且適當(dāng)增大注塑壓力,使填充時(shí)間控制在1秒左右,在比較經(jīng)濟(jì)的條件下以提高生產(chǎn)效率,增加企業(yè)的收益。注塑壓力曲線(xiàn)如圖2.13所示,得到填充時(shí)間如圖2.14所示。圖2.13 最優(yōu)方案壓力曲線(xiàn)圖2.14 最優(yōu)方案填充時(shí)間表2.1 各方案結(jié)果對(duì)照表項(xiàng)目分流道/澆口注射壓力模具/融料溫度填充時(shí)間初始方案5/2默認(rèn)29/1809.132S方案一6/4默認(rèn)29/2808.492S方案二5/2增壓29/1807.888S方案三5/2默認(rèn)50/2107.392S最優(yōu)方案5/2增壓50/2101.078S比較得到:適當(dāng)?shù)纳吣>吆腿诹系臏囟炔⒃黾幼⑸鋲毫梢悦黠@縮短填充時(shí)間,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。3 注射機(jī)的選擇3.1 注射機(jī)的選擇注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備,因此設(shè)計(jì)注射模是應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,才能設(shè)計(jì)出符合求的模具。注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式,在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射體積、注射壓力、鎖模力、拉桿的間距、最大和最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出的行程、開(kāi)模的距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注塑機(jī),如果用戶(hù)已經(jīng)提供了相關(guān)的注射機(jī)型號(hào)和規(guī)格,設(shè)計(jì)人員有必要對(duì)其進(jìn)行校核,如果不能夠滿(mǎn)足相關(guān)要求,則必須自己調(diào)整或與用戶(hù)取得商量調(diào)整13。每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機(jī)上進(jìn)行生產(chǎn),因此模具設(shè)計(jì)與所用的注塑機(jī)有這密切的關(guān)系,在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)詳細(xì)了解注塑機(jī)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范,如注塑機(jī)的最大注射量,最大成型面積,最大注射壓力,最大鎖模力,模具最大厚度和最小厚度,最大的開(kāi)模行程,注塑機(jī)模座和安裝模具螺釘孔的位置和尺寸。3.2 選擇注射機(jī)確定型腔數(shù)(1) 估計(jì)塑料的體積和重量。初步估算體積為:V=6.91 (3.1)初步估算質(zhì)量:M=V1.4=9.68g(取PVC的密度為1.4/cm) (3.2)(2) 根據(jù)塑件的計(jì)算重量或體積,選擇設(shè)備型號(hào)規(guī)格,確定型腔數(shù)。注射機(jī)額定注射量m,每次注射量不超過(guò)最大注射量的80,即n= (3.3)式中 n型腔數(shù); m總澆注系統(tǒng)重量 (g); m塑件重量(g); m注射機(jī)額定注射量(g)。估算澆注系統(tǒng)的體積V,設(shè) n=4,則根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)方案進(jìn)行估算得V=0.34VZ=8.29cm則澆注系統(tǒng)塑料重量m= V=8.291.4=11.61g 即m=62.92g;Vg=44.94cm3從計(jì)算結(jié)果,并根據(jù)塑料注射機(jī)技術(shù)規(guī)格,選用XS-Z-60型注射機(jī)。故采用一模四腔。該注塑機(jī)技術(shù)參數(shù)如下:表3.1 技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式注射方式柱塞式最大注射量容量(mm)60螺桿直徑(mm)38注射壓力(MPA)122噴嘴孔徑D(mm)4鎖模力(KN)500噴嘴半徑(mm)12最大成型面積(cm)130移模行程(mm)180最大模具厚度H(mm)200最小模具厚度H(mm)70定位孔直徑(mm)50模板尺寸(mm)300440注:表內(nèi)數(shù)據(jù)來(lái)自于參考文獻(xiàn)13.P2383.3注塑機(jī)的主要工藝參數(shù)的校核(1)國(guó)產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注射機(jī)均用塑料的容量表示一次注射量。但是目前由于過(guò)去的習(xí)慣,對(duì)注射機(jī)的注射量也還是采用克量來(lái)表示。所以選擇注射機(jī)的注射量時(shí)可以用公式或公式計(jì)算。以容量計(jì)算時(shí) 0.8 (3.4)式中 注射機(jī)最大注射量() 成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量 ()0.8為系數(shù),一般要求成型塑件的容量不得超過(guò)注射機(jī)容量的80%/以克計(jì)量時(shí) 0.8C (3.5)式中 C注射機(jī)最大注射克量(克) G成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量,G=(V件+V注)R=35.93(克) R成型塑料的比重(克/) 0.8意義同公式因此0.86035.93,故滿(mǎn)足要求(2)鎖模力的校核:當(dāng)壓力非常高的融料填充滿(mǎn)模具型腔的時(shí)候就會(huì)形成一個(gè)沿著注射機(jī)的軸向推力,此推力的數(shù)值大小等于塑件及澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和乘以型腔內(nèi)塑料的壓力,由于這個(gè)力的作用會(huì)使模具的分型面被撐開(kāi)。為了使動(dòng)模和定模緊密貼合,保證塑料成品的尺寸精度且盡可能減少溢邊厚度,同時(shí)也為了使工作人員有一個(gè)更安全的生產(chǎn)環(huán)境,需要注塑機(jī)能提供夠大的鎖模力14。注塑機(jī)的鎖模機(jī)構(gòu)應(yīng)該提供足夠的鎖模力,使動(dòng)、定模兩部分在注射過(guò)程中保持緊密閉合。每臺(tái)注塑機(jī)都有一個(gè)額定的鎖模力,所設(shè)計(jì)的模具在注射沖模時(shí),分型面張開(kāi)的總力不能超過(guò)這個(gè)額定的值,有如下關(guān)系式:Fp( nA+A)。 (3.6)式中:A塑件在分型面上的投影面積;A澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積;p注射壓力,查手冊(cè)知p=60100MPa;由于多腔注射,取p=100 MPa; F注塑機(jī)鎖模力,XS-Z-60型注射機(jī)額定鎖模力為500kN。投影面積計(jì)算:利用PRO/E自帶的分析工具得到該零件的投影面積為:A= 6.7405274e+02 2=6.742 (3.7)A=0.2A=1.35cm (3.8)pn( A+A)=1004(A+A)=323.6kN500 kN,故滿(mǎn)足要求15。對(duì)于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定,結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進(jìn)行。4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 澆注系統(tǒng)的組成及設(shè)計(jì)原則所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進(jìn)料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無(wú)流道凝料澆注系統(tǒng)兩類(lèi)。普通澆注系統(tǒng)由主流道,分流道,澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來(lái)自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模,壓實(shí)和保壓16。4.1.1澆注系統(tǒng)的組成 主流道(也叫進(jìn)料口),它的主要作用就是將注射機(jī)料筒噴嘴和注射模具連接起來(lái)。主流道的尺寸和融料進(jìn)入型腔的速度及充模時(shí)間有一定關(guān)系。若主流道尺寸過(guò)大,其主流道塑料的體積增加,回收冷料多,冷卻時(shí)間更長(zhǎng),使包藏的空氣增多,如果排氣不良,容易在塑料成品中夾雜氣泡或組織松散等缺陷,影響塑料制品質(zhì)量,同時(shí)也易造成進(jìn)料時(shí)形成旋渦及冷卻不足,主流道外脫模困難;若主流道太小,則塑料在流動(dòng)過(guò)程中的冷卻面積相應(yīng)增加,熱量損失增大,粘度提高,流動(dòng)性降低,注射壓力增大,易造成塑料制品成形困難。主流道部分在成型過(guò)程中,其小端入口與注射機(jī)噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸,屬易損件,對(duì)材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計(jì)成可拆卸更換的主流道襯套式(俗稱(chēng)澆口套),以便有效地選用鋼材單獨(dú)進(jìn)行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A 等,熱處理要求淬火5357HRC。在一般情況下,主流道不直接開(kāi)設(shè)在定模板上,而是制造成單獨(dú)的澆口套,鑲定在模板上。小型注射模具,批量生產(chǎn)不大,或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具,一般不用澆口套,而直接開(kāi)設(shè)在定模板上。澆口套是注射機(jī)噴嘴在注射模具上的座墊,在注射時(shí)它承受很大的注射機(jī)噴嘴端部的壓力同時(shí)由于澆口套末端通過(guò)流道澆口與型腔相連接,所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽>邇?nèi),澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺(tái)肩,并用螺釘緊固在模板上,這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。4.1.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)模具設(shè)計(jì)的影響至關(guān)重要,且必須遵循以下原則: 1、盡可能采用平衡式布局,以便設(shè)置平衡式分流道。2、型腔布置和澆口開(kāi)設(shè)部位力求對(duì)稱(chēng),防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3、型腔排列要盡可能緊湊,以減小模具外形尺寸。4、熱量及壓力損失要小。5、確保均衡進(jìn)料。6、塑料消耗量少。7、排氣良好。8、防止塑件出現(xiàn)缺陷。9、生產(chǎn)效率要高。4.2 流道設(shè)計(jì)4.2.1主流道設(shè)計(jì)1、主流道尺寸(1)主流道的長(zhǎng)度。一般由模具結(jié)構(gòu)確定,對(duì)于小型模具L應(yīng)盡量小于60mm,本次設(shè)計(jì)中初取50mm進(jìn)行計(jì)算。(2)主流道小端直徑。d=注射機(jī)噴嘴尺寸+(0.51)mm=3mm (4.1)(3)主流道大端直徑。D=d+Ltan=4.8mm,式中2 (4.2)(4)主流道球面半徑。SR=注射機(jī)噴嘴球頭半徑+(12)mm=12+1=1 (4.3)(5)球面的配合高度。h=3mm2、主流道的凝料體積V主=L主(R2主+r2主+R主r主)/3=50(2.42+1.52+2.41.5)3.14/3=607.6mm3 (4.4)4.2.2分流道的初步設(shè)計(jì)1.分流道的布置形式為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低,同時(shí)還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡,因此采用平衡式分流道,如圖4.1所示。圖4.1 分流道布置形式2.分流道的長(zhǎng)度根據(jù)四個(gè)腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),分流道長(zhǎng)度適中,如上圖4.1所示。3.分流道的當(dāng)量直徑由于電源插頭的注塑材料為軟聚氯乙烯,這種物料粘度較高,但塑件的質(zhì)量較小,故選用分流道截面為圓形結(jié)構(gòu),當(dāng)量直徑設(shè)為5mm。4.2.1冷料穴冷料穴位于主流道對(duì)面的動(dòng)模板上,其作用主要是儲(chǔ)存熔體前鋒的冷料,防止冷料進(jìn)入模具型腔而影響制品的表面質(zhì)量。本設(shè)計(jì)既有主流道冷料穴又有分流道冷料穴。其長(zhǎng)度一般為流道直徑的1至2倍。4.3 澆口設(shè)計(jì)4.3.1澆口設(shè)計(jì)澆口是主流道,分流道與型腔之間的連接部分,即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面面積很小。澆口的作用有: 1、使熔融塑料以最快的速度進(jìn)入并充滿(mǎn)型腔,并在保壓過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)料以彌補(bǔ)由于塑件收縮而留出的空間。 2、塑件注射成后,由于澆口的截面積很小,所以它的冷卻速度大于塑件的冷卻速度,并能迅速地冷卻封閉,防止熱料回流。 3、成型并被頂出的塑件,較容易與澆注系統(tǒng)分離。澆口的類(lèi)型有:直接澆口、潛伏式澆口、盤(pán)形澆口、輪輻式澆口、點(diǎn)澆口、側(cè)澆口、爪形澆口、環(huán)形澆口、分流式澆口等。1)直接澆口 又叫中心澆口,無(wú)分流道,注射壓力直壓入型腔,所以產(chǎn)品較堅(jiān)實(shí),流量快且大,適合注射大型產(chǎn)品,但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大、易變形、注塑保壓時(shí)間長(zhǎng)、澆口去除困難、痕跡明顯、影響外觀。2)點(diǎn)澆口 這是一種截面形狀小如針點(diǎn)的澆口。其優(yōu)點(diǎn)是去除澆口后,塑件上留下的痕跡不明顯,開(kāi)模后可自動(dòng)拉斷,成型時(shí)可減少熔接痕。點(diǎn)澆口既可用于單型腔模具,也可用于多型腔模具。多型腔模具中,點(diǎn)澆口能均衡各型腔的進(jìn)料速度。澆口小凍結(jié)快,縮短成型周期,提高生產(chǎn)效率。3)側(cè)澆口 在分型面上,從塑料邊緣進(jìn)料,形狀為長(zhǎng)矩形或接近矩形,加工方便、簡(jiǎn)單,應(yīng)用靈活,既可以從產(chǎn)品外側(cè),也可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進(jìn)料??梢砸荒6嗲?,澆口痕跡小,不太影響外觀,去除澆口方便。但壓力損失大,保壓補(bǔ)縮作用比直接澆口小,殼形件排氣不便,易產(chǎn)生熔接痕、縮孔及氣孔等缺陷。4)扇形澆口 扇形澆口是逐漸展開(kāi)的澆口,是側(cè)澆口的變異形式。適合于大面積薄壁塑件。5)潛伏式澆口(雞嘴入水) 潛伏式澆口是點(diǎn)澆口演變來(lái)的且吸收了點(diǎn)澆口的優(yōu)點(diǎn),也克服了由點(diǎn)澆口帶給模具的復(fù)雜性。其進(jìn)料部分一般選在制件較隱蔽處,使不致影響制品的美觀。在頂出時(shí)流道和制件被自動(dòng)切斷。故頂出時(shí)必須有較強(qiáng)的沖擊力。對(duì)于過(guò)于強(qiáng)韌的塑料潛伏式澆口是不適宜的。加工比較困難,容易磨損。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是一模多腔的,采用點(diǎn)澆口注射效率高,去除澆口后,塑件上留下的痕跡不明顯,開(kāi)模后可自動(dòng)拉斷,所以采用點(diǎn)澆口較為理想。位置的選擇:首先要避免熔體噴射沖壓模,澆口位置還應(yīng)使熔體取向?qū)λ芗阅苡欣?,還要有利于沖模流動(dòng),補(bǔ)料和排氣。本設(shè)計(jì)的直接澆口澆口位置選擇在插頭尾部側(cè)邊,該處不影響插頭外觀及表面質(zhì)量。4.3.2澆口套設(shè)計(jì)澆口套有以下幾種形式。如圖4.2:圖4.2 澆口套形式本設(shè)計(jì)采用(d),在澆口套端部設(shè)一個(gè)與注射機(jī)定位孔相配的定位環(huán),并在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi),克服塑件對(duì)澆口套的反作用力17。485 基于PRO/EMX注射模零部件的設(shè)計(jì)5.1 分型面的選擇分型面就是動(dòng)、定?;虬旰夏5慕佑|面,模具分開(kāi)后由此可取出塑件和澆注系統(tǒng)。其選擇原則為:(1)分型面應(yīng)選在塑件的最大截面處;(2)不影響塑件外觀質(zhì)量;(3)有利于保證塑件的精度要求;(4)有利于模具加工;(5)有利于澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)置;(6)便于塑件的脫模;(7)盡量減小塑件在合模平面上的投影面積以減小所需鎖模力;(8)便于嵌件的安裝;(9)長(zhǎng)型芯應(yīng)置于開(kāi)模方向。由模具結(jié)構(gòu)分析可知,電源插頭為上下對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)且沒(méi)有內(nèi)嵌結(jié)構(gòu),因而選擇電源插頭上下對(duì)稱(chēng)平面作為分型面,如圖5.1所示。圖5.1 分型面5.2 成型零件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱(chēng)為成型零件,包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。5.2.1型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)整體式凹模直接在模架板上開(kāi)挖型腔。其優(yōu)點(diǎn)是加工成本低。但是,通常模架的模板材料為普通的中碳鋼,用做凹模,使用壽命短,若采用好的材料模板制作整體凹模,則制作成本高。整體結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)如下:型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)a.難以排氣。b.需要采用精密磨加工。c.制品的棱邊,拐角處難以加工成角形。一般此類(lèi)成型零件都是在硬后在進(jìn)行加工,所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線(xiàn)切割為輔的加工方法。通常,對(duì)于成型1 萬(wàn)次以下塑件的?;蛩芗纫蟮?,形狀簡(jiǎn)單的模具可采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。2)整體嵌入式凹模將稍大于塑件外形(大一個(gè)足夠強(qiáng)度的閉厚)的較好材料(高碳鋼或合金工具鋼)制作成凹模,再將此凹模嵌入模板中固定。其優(yōu)點(diǎn)是“好鋼用在刀刃上”。既保證了凹模的使用壽命,又不浪費(fèi)價(jià)格昂貴的材料。并且凹模損壞后,維修、更換方便。其缺點(diǎn):a、零件數(shù)量增加b、分割的拼鑲件趨多制造成本越高。c、各拼鑲件的加工精度必須匹配,即必須提高各鑲件的平均加工精度。d、維修作業(yè)較困難。3)局部鑲拼式凹模對(duì)于形狀復(fù)雜或某局部易損壞的凹模,將難于加工或易損壞的部分設(shè)計(jì)成鑲拼形式,嵌入型腔主體上。既節(jié)省了工具鋼,又易于更換損壞的凹模。4)四壁拼合式凹模對(duì)于大型的復(fù)雜的凹模,可以采用將凹模四壁單獨(dú)加工后鑲?cè)肽L字?,然后再和底板組合。這樣既易于加工又省料。本模具采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu),如圖5.2所示。圖5.2 嵌入式凹模示意圖5.2.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1)整體式凸模這是形狀最簡(jiǎn)單的型芯,用一塊材料加工而成,結(jié)構(gòu)牢固,加工方便,但僅適用于塑料件內(nèi)表面形狀簡(jiǎn)單的情況。2)嵌入式凸模主要用于圓形、方形等形狀比較簡(jiǎn)單的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯帶有凸肩,型芯嵌入固定板的同時(shí),凸肩部分沉入固定板的沉孔部分,再墊上墊板,并用螺釘將墊板和固定板連接。異形凸模結(jié)構(gòu)形式對(duì)于形狀特殊或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凸模,需要采用組合式結(jié)構(gòu)或特殊固定形式,但應(yīng)視具體形狀而定。3)小型芯安裝固定形式直徑較小的型芯,如果數(shù)量較多,采用凸肩墊板安裝方法較好。若各型芯之間距離較近,可以在固定板上加工出一個(gè)大的公用沉孔。因?yàn)閷?duì)每個(gè)型芯分別加工出單獨(dú)的沉孔,孔間距較薄,熱處理時(shí)易出現(xiàn)裂紋。各型芯的凸肩如果重疊干涉,可將相干涉的一面削掉一部分。本設(shè)計(jì)采用嵌入式凸模,用螺釘將其與模板連接,組合式型芯的特點(diǎn):組合式的型芯適用于塑件的內(nèi)形復(fù)雜,機(jī)加工困難的型芯。組合式的型芯使加工變得簡(jiǎn)單,容易。組合式的型芯減小了貴重模具鋼的耗量。組合式的型芯節(jié)省了加工工時(shí),避免了大型件的熱處理變形。5.2.3型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.2.3.1成型零件工作尺寸的計(jì)算所謂工作尺寸是指成型零件上有直接用來(lái)使塑件成型部分的尺寸,主要有形腔和型芯的徑向尺寸,型芯或型腔的深度尺寸、中心矩形尺寸等18。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中,必須由制品的尺寸和精度要求來(lái)確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級(jí)。影響塑件制品的精度的因素:(1)成型收縮率的選擇和成型收縮的波動(dòng)引起的尺寸誤差。(2)成型零件的制造公差。(3)成型零件的組裝誤差。(4)型腔成型零件磨損及化學(xué)腐蝕引起的誤差。(5)成型零件的相對(duì)移動(dòng)(合模的誤差、側(cè)抽芯的移動(dòng))引起的誤差。生產(chǎn)小尺寸塑件時(shí),影響塑件公差的主要因素。則是模具成型零件的制造公差或成型零件表面的磨損值。對(duì)于成型零件工作尺寸主要按平均收縮率來(lái)計(jì)算。1、 型腔尺寸的計(jì)算 型腔徑向尺寸,型腔徑向尺寸的計(jì)算公式:D=D0(1+S)x 式中 (5.1)D 型腔的最小基本尺寸;D0 塑件的最大基本尺寸; D0=60mmS 塑件的平均收縮率;0.5%=0.005x 平均收縮率的修正系數(shù);x=0.75 塑件的公差; = 0.19模具制造公差,按級(jí)公差選取而精度要求不高的塑件按(1/3-1/6)選取。 = 0.063 D=60(1+0.005)0.750.19+00.063 =60.16+00.063 (5.2) 型腔的深度尺寸,型腔的深度尺寸的計(jì)算式H=H0(1+S)x (5.3)式中 H 型腔深度的最小基本尺寸;H0 塑件的最大基本尺寸,H0=19mm;x=0.63;=0.13;=0.043;其余符號(hào)與上式相同;H=19(1+0.005)0.630.13 +00.043 =19.01+00.043 (5.4) 型芯的徑向尺寸,型芯的徑向尺寸計(jì)算公式d=d0(1+S)+x (5.5)式中 d 型芯的最大基本尺寸 d0 塑件的最小基本尺寸 d=60(1+0.005)0.750.19 -00.063=60.44-00.063 (5.6)型芯高度尺寸,型芯高度尺寸的計(jì)算公式h=h0(1+S)+x (5.7)式中 h 型芯高度的最大尺寸;h0 塑件內(nèi)形深度的最小尺寸 h0=8.4mmh=19(1+0.005)+0.630.13 -00.043=19.20-00.0435.2.3.2中心距尺寸的計(jì)算由于模具上中心距尺寸和塑件中心距公差都是雙向等值公差,同時(shí)磨損的結(jié)果不會(huì)使中心距尺寸發(fā)生變化,在計(jì)算中心距尺寸時(shí)不必考慮磨損量。因此,塑件中心距的基本尺寸CS和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均為平均尺寸,于是:CM = (1+S)CS Z/2 (5.8)式中 CM-電極鑲嵌板兩電極孔的間距CS-塑件中心距的基本尺寸;CS=12.7S -塑料的平均收縮率;S=0.5% Z -模具的制造公差;Z/2=0.135CM = (1+0.005)12.7 0.135=12.760.135mm本次設(shè)計(jì)中的成型部分零件尺寸利用PRO/E 軟件計(jì)算。塑件的原料為聚氯乙烯,其收縮率約為0.5%。在Pro/E軟件中設(shè)置好收縮率后則會(huì)自動(dòng)將產(chǎn)品三維圖尺寸放大1.005 倍,所得尺寸即為模具型腔的尺寸19。然后采用拷貝面切割實(shí)體的方式在模胚上分出型腔(3D分模),由此得到的模具尺寸即為模具的加工尺寸(上形腔如圖5.3、下形腔如圖5.4)。圖5.3 上型腔圖5.4 下型腔5.2.4電極鑲嵌板的設(shè)計(jì)普通插頭有兩個(gè)電極,電極必須作為鑲嵌件在澆注前固定放置在指定位置。固定鑲嵌件可以有兩種方式:一、把鑲嵌件直接固定在形腔中,鑲嵌件的對(duì)稱(chēng)平面與上下形腔分型面重合;二、把鑲嵌件固定在一塊板上,再通過(guò)板與形腔的配合固定鑲嵌件。對(duì)于第一種方式,由于鑲嵌件與形腔直接相連,形腔與鑲嵌件之間必須是間隙配合才可能把電極插入形腔中。但由于是間隙配合,澆注時(shí),熔融塑料就會(huì)從形腔與鑲嵌件的縫隙中溢出造成比較大的飛邊,因而此種方式不合適。第二種方式,鑲嵌件先固定在一塊板上(如圖5.5),再通過(guò)該板與形腔的配合,即可把電極固定在合適位置(如圖5.6)。此種方式的好處就是鑲嵌件與板配合的部分是間隙配合,方便電極插入板中;而鑲嵌件與形腔配合的部分是過(guò)渡配合,但由于過(guò)渡配合的長(zhǎng)度比較短,不會(huì)引起裝拆不便但可以有效防止塑料溢出,因而此種方式比較合適。圖5.5 電極鑲嵌板圖5.6 電極板的裝配方式5.3 脫模推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)常用的推出機(jī)構(gòu)的種類(lèi)按動(dòng)力源可分為手動(dòng)推出、機(jī)動(dòng)推出、液壓或氣動(dòng)推出
收藏
編號(hào):1119994
類(lèi)型:共享資源
大?。?span id="2c7l2p2" class="font-tahoma">7.63MB
格式:RAR
上傳時(shí)間:2019-10-07
20
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
電源插頭
成型
工藝
分析
模具設(shè)計(jì)
- 資源描述:
-
電源插頭的成型工藝分析及模具設(shè)計(jì),電源插頭,成型,工藝,分析,模具設(shè)計(jì)
展開(kāi)閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶(hù)自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習(xí)交流,未經(jīng)上傳用戶(hù)書(shū)面授權(quán),請(qǐng)勿作他用。