水杯蓋模具設計及型腔仿真加工【三維Proe】[13張CAD高清圖紙和文檔]【注塑模具JA系列】

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NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT No 89 January 2004 46 UDC 621 746 27 681 3 1 Environment the darker the area the larger the value It is seen in the figure that the whole molten steel in the mold is significantly disturbed by the in flux from the nozzle It is considered that the turbulence becomes significant as the speed of the incoming flow becomes high show ing itself as the rippling of the molten steel surface As stated above it has been demonstrated that a molten steel flow analysis model enables a realistic mold level control simulation reflecting the turbulence of molten steel flow 5 Closing A mold level control model applying molten steel flow analysis has been formulated and thus a realistic mold level control simula tion reflecting the turbulence of molten steel flow has been made possible The effectiveness of the developed model has been con firmed through simulations A mold level control system based on the developed model will be designed for application to high speed casting operation and its effectiveness will be evaluated through tests in actual operation References 1 Suzuki D et al Level Control Model by Numerical Fluid Dynamics Method Proceedings of the Fourth International Conference on Intelli gent Processing and Manufacturing of Materials IPMM 03 2003 CD ROM Fig 8 Mold steel level chart in commercial operation Fig 9 Average molten steel level in mold analysis Fig 10 Standard deviation of molten steel level in mold analysis 2 5 2 0 1 5 1 0 0 0 5 1 0 1 5 N X Fig 11 Distribution of time average of molten steel flow rate at mold thickness center analysis 2 5 2 0 1 5 1 0 0 0 5 1 0 1 5 N X 0 0 40 30 250 20 150 10 05 0 35 外文翻譯 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 潘維軍 班 級 B機制051 學 號 0510110101 指 導 教 師 劉道標 外文資料名稱：Formulation of Mold Level Control Model by Molten Steel Flow Analysis Method 外文資料出處：NIPPON STEEL TECHNICAL REPORT No. 89 January 2004 附 件： 1.外文資料翻譯譯文 2.外文原文 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 制定結晶器液位控制模型鋼水流動的分析方法 譯者 潘維軍 摘要 ：本文介紹模具過程控制的解決方案以及過程控制系統的設計。初期，結晶器液位控制模型已經制定的流體流動分析技術評估鋼水流動模具定量。該模型計算流體流動和自由表面的模具鋼液流動，而控制系統的分析，同時進行。它使現實仿真模具水平的控制系統考慮流體湍流。因此，模具的水平控制在高速連鑄可以預測和評價精度高。 1導言 結晶器液位控制是一個功能的過程控制連鑄保持水平鋼水表面模具（以下簡稱為模具鋼級）不變。這有一個重大影響力的品質和產量的最終產品。有很密切的相關關系波動的模具鋼水平和發(fā)生的表面缺陷的最終產品：它是認為，當模具鋼的水平波動顯著，有雜質浮在表面的鋼水是引起鋼鐵出現在表面的形式缺陷的重要原因。為防止這種情況，模具液位控制的目的是盡量減少波動模具鋼的水平。動態(tài)的模具鋼水平，一般來說，一個簡單的積分系統和基于這個原因，影響模具水平控制已按常規(guī)計算在其發(fā)展階段的一個假設一個不可分割的系統。然而，在實踐中的干擾在鋼水流動而出現的形式，表面的漣漪拉坯速度增加。因此，與傳統原油模型，這是很難獲得可靠的仿真結果，并就不可能準確地預測和控制效果評價模具水平的控制系統的條件下高鑄造速度。 鑒于這種情況，制定了模具水平控制模型應用鋼水流動分析。圖1顯示框圖開發(fā)模式。這種模式的特點通過描述鋼水流動的模具和動態(tài)的鋼水表面的觀點分析和流體流動結合這些控制系統的分析。因此，模具水平控制仿真在審議這個動蕩的熔融鋼流是可行的，而且成為可能準確預測和評價業(yè)績的模具水平控制在一個高拉坯速度。 圖1結晶器液位控制模型的基礎上鋼水流動分析 2連鑄工藝 在討論模具水平控制模型，連續(xù)鑄造設備和模具的水平控制，構成的背景，模型，簡要解釋。 2.1連續(xù)鑄造設備 連續(xù)鑄造設備的鋼鐵生產設施有效地生產磚（或盛開或鋼坯）為以后的軋制過程中不斷鞏固鋼水精煉后的煉鋼爐，如A轉換器。鋼水出院從包暫時存放在一個包，然后澆通過浸沒式水口到模具內墻壁是內襯水冷銅板。凝固的鑄鋼開始在其界面與模具進步，以實現完全凝固的二次冷卻區(qū)域，然后鑄鋼是下降到明長度的刀具。 2.2結晶器液位控制 正如圖2 所示，模具鋼的水平正在不斷監(jiān)測一個傳感器及其偏離規(guī)定的目標水平是美聯儲回到一個控制器，它產出的一個信號啟動缸調整開放滑動水口。數額鋼水流入模具從而控制和模具鋼的水平控制在目標水平。波動的模具鋼的水平所造成的干擾來自填補和撤離系統的連鑄機。那個干擾來自灌裝系統的手段，更具體的變化鋼水流動特性產生堵塞入境噴嘴與非金屬夾雜物，并來自撤出系統是指期刊模具鋼一級波動造成脹（熱變形的演員鋼）中發(fā)生的水冷卻區(qū)的連鑄機。 圖2模具的水平控制在連鑄過程 3 結晶器液位控制模型 發(fā)達國家模具水平控制模型解釋這里。那個框圖模型早些時候圖1所示解釋以下主要集中在部分方程物理模型來表達的動態(tài)過程中的問題。該模型的基礎上開發(fā)的熔融流動分析也相比傳統的積分系統模型，以及兩者之間的差額是澄清。 3.1整體系統模型 一個不可分割的系統模型考慮到只有靜態(tài)體積之間的平衡涌入和涌出鋼水，并假定的動態(tài)特性的模具鋼級可以表示為一個簡單的積分系統。在這種情況下，理事方程模具鋼的水平，給出的形式，下面的線性常微分方程： 其中H是高度的模具鋼級，一個是截面積模具（平方米） ，葡萄酒是容積率涌入鋼水（立方米/秒） ，輸出電壓是涌出體積率鋼水和噸 是時候。方程（ 1 ）是指模具鋼的水平變化比例的數量鋼水這使一個很好的近似至于動蕩鋼水流動小節(jié)目表面上。然而，在高速鑄造，其中湍流鋼水流動顯示自己作為表面波紋，這種模式不是有效了。在這種情況下，模型的基礎上鋼水流動分析下文解釋是必要的。 3.2鋼水流動分析模型 鋼水流動分析模型是基于技術的流體動力學，并且能夠準確地表達了動態(tài)特點模具鋼的水平審議動蕩鋼水流動。當有動蕩鋼水流，鋼水流動的模具被視為三維湍流流動非可壓縮流體具有自由表面，其控制方程，給出的形式，下面的非線性偏微分方程： 方程（ 2 ）是連續(xù)性和方程（ 3 ）動量守恒，而U是流量鋼水（米/秒） ，ρ是密度鋼水， P是壓力，V是有效的運動粘度（平方米/秒） ， G是重力加速度，和F是一個長期的外部力量。大渦模擬刺激模式作為一種湍流模型，以表達的干擾，或時間差，一個湍流。的立場邊界的自由表面所定義的量流體（ VOF ）方法。時間差異鋼水流速和自由面離散的計算方式是使用這些方程演算有限差分和數值求解他們使用迭代分析方法。圖3顯示了邊界條件的熔融鋼流分析模型。物理模型準確地表達了鋼水流動模具和動態(tài)特性的整個鋼水表面，因此建造。該模型能夠準確地表達，化的動態(tài)特性，鋼水表面的高速鑄造。 圖3邊界條件鋼水流動分析模型 4結晶器液位控制仿真 有用的模具水平控制模型的基礎上鋼水流動分析在實際應用中的解釋如下基于仿真的結果。利用所取得的成果的一個不可分割的系統模型也說明了比較。的條件分析則列于表1仿真結果進行了分析條件下的高速鑄造的目的是預測動蕩的影響鋼水流動的模具水平控制。假設發(fā)生膨脹作為一個外部力量，一個模具鋼的水平有一個波動周期時間為10秒（頻率為0.10赫茲）是強加的鋼水水平監(jiān)測傳感器，和數額的鋼水涌入控制應用PI控制。 4.1整體系統模型 圖4顯示了時間的波動檢測鋼水水平計算模擬的一個不可分割的系統模型，并圖5其功率譜。很清楚的數字，該積分系統模型檢測只有鋼水水平有波動0.10赫茲的頻率所造成的施加外力。 4.2鋼水流動分析模型 圖6顯示時間的波動檢測鋼水水平計算模擬使用鋼水流動分析模型，圖7其功率譜。很清楚的數字，鋼液流動分析模型不僅檢測水平波動為0.10赫茲，但也有高頻率的水平有波動頻率約為0.70赫茲。在0.70 -赫茲的水平波動，可推定為代表的固定波模具。在這里，固定頻率的波的計算方法使用以下理論方程： F是頻率（ Hz ） ， N是一個整數， G是引力加速度，和L是寬度的模具（米） 。當N = 1和L = 1500 ，然后女= 0.71赫茲得到方程（ 4 ）價值認同與頻率的波紋所取得鋼水流動分析模型。 事實上，這種高頻率震蕩是實際觀察鑄機能力的依據，熔融鋼流分析模型，準確地再現動態(tài)特性的鋼水水平。圖8就是一個例子模具鋼級圖表商業(yè)運作連鑄機，其中有一個蕩漾頻率約為1.00赫茲檢測。 表1分析條件的模具水平控制仿真 圖4檢測鋼水水平計算積分系統模型 圖5頻率特性檢測鋼水水平波動計算積分系統模型 圖6檢測鋼水水平計算鋼水流動分析模型 圖7頻率特性檢測鋼水水平波動計算鋼水流動分析模型 圖8模具鋼的水平圖表進入商業(yè)運作 圖9平均水平的鋼水模具（分析） 圖10個標準偏差鋼水水平的模具（分析） 圖11分布的時間平均鋼水流速模具厚度中心（分析） 圖12分布的標準偏差鋼水流速模具厚度中心（分析） 隨著鋼水流動分析模型，可以評價不僅是一個發(fā)現模具水平，而且整個鋼水表面的模具。無花果。 9日和10顯示分布平均和標準差，分別模具鋼的水平毫米，其中，暗區(qū)，較大的價值。白色的領域圖10是該地區(qū)的模具鋼的水平檢測和控制的傳感器，它是在數字的模具鋼一級波動以及控制附近的白色區(qū)域。與此相反，模具鋼的水平波動在其他領域沒有控制和尤其是在對方沒有提供傳感器，波動較大。上述情況表明，結晶器液位控制波動抑制地方一級只。 這也是閱讀的數字，該鋼水水平高近模具窄臉和周圍的浸入式水口，和水平波動也大在這些領域。這是考慮到反映鋼水流動的模具。圖11顯示的分配載體的時間平均流量的鋼水厚度中心的模具。鋼液流動從入門噴嘴訪問的狹隘面孔和強勁上升循環(huán)流動那里形成。在這里，看到了強大的向上流動沿面墻壁解除鋼水表面附近。熔融鋼水平高還圍繞式水口，因為循環(huán)流動雙方都遇到了對方，并作為因此，該級別的波動還大在這一領域。 圖12顯示的分配標準偏差熔融鋼鐵流量在中心厚度相同的模具在米/秒;的暗區(qū)，較大的價值。這是出現在這一數字的整個鋼水模具明顯不安的是，在通量從噴嘴。據認為，動蕩成為顯著的速度傳入流量成為高，顯示，法本身作為蕩漾的鋼水表面。 如前所述，已經表明，鋼水流量分析模型實現了現實的模具水平控制仿真這反映了動蕩鋼水流動。 5總結 模具水平控制模型應用鋼水流動分析已經制定，因此，一個現實的結晶器液位控制仿真反映震蕩鋼水流動已是可能的了。其開發(fā)模式已被證實通過模擬。模具水平控制系統的模型將被設計為適用于高速鑄造行業(yè)，其作用將受到評價，通過測試在實際運作。 參考資料 1 ）液位控制模型的數值流體力學方法。第四次國際會議的智能加工和制造的材料。 2003年（光盤） 9 文 獻 資 料 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名 潘維軍 班 級 B機制051 學 號 0510110105 指 導 教 師 劉道標 文 獻 資 料 1. 柯旭貴. 藍牙屏蔽蓋沖壓工藝與模具設計[J]. 模具工業(yè)，2008，（12）：34-37. 2. 付宏生. 模具虛擬制造技術運用于教學的研究[J]. 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而側澆口則需要 0 7200s 且兩種方案填充均很均勻 所以單從時間上來看 點澆口要優(yōu)于側澆口 2 2 氣穴的分析 氣穴位置的分析是在可 能形成氣穴的位置用粉紅線 勾畫出來 根據分析圖可以看 出氣穴出現的嚴重與否 如果 所生產的制件對表面質量的 要求不是很高則有些表面氣 穴的形成還可以接受 分析結 果如圖6及圖7所示 從分析結果來看點澆口 的氣穴較多 且分布不均勻 而側澆口的氣穴較少 且形成的氣穴位置位于制件最右 端面 并且相對集中 這樣既不影響制件表面美觀也易于 設置排氣裝置 所以從氣穴上來看側澆口要優(yōu)于點澆口 2 3 熔接痕的分析 熔接痕 在塑料制件成型中 當熔融體由分流狀態(tài)再 次合流時便會形成熔接痕 熔接痕多產生在多澆口或有 摘 要 針對變光蓋板注射成型工藝 利用CAE技術 通過MoldFlow模擬分析 進行澆注系統的優(yōu)化設計 從熔接痕 氣穴等方面比較分析 得出最優(yōu)的澆口位置 進而進行模具結構設計 從而獲得高質量產品 大大縮短了模具開發(fā)的時 間 降低了模具的生產成本 關鍵詞 注塑模具 MoldFlow 澆口 優(yōu)化設計 中圖分類號 TQ320 6 文獻標識碼 A 文章編號 1002 2333 2008 11 0132 03 Injection Mould Design of Changing Light Coverplate ZHAO Feng guo 1 ZHU Jing 2 1 Dalian Technician Institute Dalian 116013 China 2 School of Mechanical Engineering Dalian Jiao Tong University Dalian 116028 China Abstract In this paper injection molding process of changing light coverplate was analyzed by CAE method Optimum runner system was designed by means of Moldflow software Based on the comparative analysis of weld lines and air traps the optimum gate location was fixed Then the structure of mold was designed It resulted in products of high previewed quality shorted the researching time of mold reduced the cost of mold Key words injection mould moldFlow gate optimum design 圖1 變光蓋板模型 圖3 側澆口 圖2 點澆口 充填時間 0 5094 s s 0 5093 0 3820 0 2547 0 1273 0 0000 充填時間 0 7200 s s 0 7199 0 5399 0 3599 0 1800 0 0000 圖5 側澆口填充時間分析圖4 點澆口填充時間分析 機械工程師 2008年第11期 132 解決方案 SOLUTION 工藝 工裝 模具 診斷 檢測 維修 改造 凸臺的制件中 是注射成型常見的缺陷之一 它是注塑件 的薄弱環(huán)節(jié) 不但影響制品的美觀 而且影響制件的總體 強度 因此熔接痕的研究非常重要 分析結果如圖8及圖 9所示 可以看出點澆口的熔接痕最大達到了 180 而側 澆口的熔接痕最大僅為6 17 并且點澆口的熔接痕產生 的位置在制件的最右端 而這個位置屬于制件的薄弱端 而且是易產生應力集中的區(qū)域 造成制件開裂 所以從熔 接痕上分析 側澆口大大優(yōu)于點澆口 2 4 流動前沿處溫度的分析 熔融前沿分布是模具中任意點前沿到達的時間 熔 融體流動前溫度指的是熔融體流動前沿到某一節(jié)點的溫 度 在制件厚度比較薄的部分 如果這一溫度太低 則會 造成滯流 短射現象的發(fā)生 如果這一溫度太高 則會使 熔融聚合體發(fā)生降解 造成制件的表面缺陷 所以 在成 型過程中要確保熔融流動前沿的溫度保持在塑料聚合體 所要求的使用范圍內 分析結果如圖10和11所示 從圖中可以看出 兩種方案塑料熔體前沿的溫度范 圍分別為239 4 240 0 和238 5 240 0 均沒超出塑 料材料的適用范圍 220 260 所以這兩種方案均能 滿足塑料熔體在成型過程中的要求 2 5 鎖模力的分析 鎖模力即注塑時閉合模具所需的力 分析的最大鎖 模力應小于注射機最大鎖模力的80 其分析結果如圖 12和圖13所示 點澆口的鎖模力要小于側澆口所需要 的鎖模力 因此就鎖模力來講 點澆口要優(yōu)于側澆口 從熔接痕及氣穴的分析結果來看 側澆口要優(yōu)于點 澆口 且從設計排氣方式來看側澆口較點澆口較容易 從 熔體流動前沿處溫度來看兩種方案均適合 雖然從充填 時間和鎖模力來看 點澆口略優(yōu)于側澆口 但點澆口需要 用雙分型面來開模 較單分型面復雜許多 因此 從本塑 件的自身簡單性及上述分析結果綜合來看 側澆口要優(yōu) 于點澆口 最終選擇側澆口進行澆口的設計 3 模具結構設計 3 1 成型零件的結構設計 模具中的成型零件是決定塑件幾何形狀和尺寸的零 件 包括凹模 型芯 鑲塊 成型桿和成型環(huán)等 針對蓋板 的成型零件 主要是型腔 定模是成型塑件外表面的主要零件 按其結構不同 可分為整體式和組合式兩類 整體式定模是有整塊材料 加工而成的 它的特點是牢固 使用中不易發(fā)生變形 不 會使塑件產生拼接線痕跡 這種整體式定模常適合于形 狀簡單的中 小型模具上 由于本塑件結構簡單 所以此 種整體式定模適合于本塑件 動模是成型塑件內表面的主要零件 也可稱為型芯 按其結構不同也可分為整體式和組合式兩類 整體式動 模 其結構牢固 但不便加工 消耗的模具鋼多 主要用于 工藝試驗?；蛐⌒湍＞呱系男螤詈唵蔚男托?本塑件結 構簡單 尺寸及精度要求都不高 所以此種整體式動模適 合于本塑件 3 2 推出機構的設計 推出機構分為很多種 有簡單推出機構 動定模雙向 推出機構 二級推出機構等 由于本課題所研究的塑件結 構簡單 即采用簡單推出機構能滿足設計的要求 簡單推出機構中的推桿推出機構是最常用的推出機 構 常被用來推出各種塑件 推桿的截面形狀根據塑件的 推出情況而定 可設置成圓形 矩形等 其中以圓形最為 常用 因為使用圓形推桿的地方 較容易達到推桿和模板 或型芯上推桿孔的配合精度 另外圓形推桿還具有減小 運動阻力 防止卡死現象等優(yōu)點 損壞后還便于更換 因 此本課題采用截面為圓形的推桿推出機構 3 3 模具結構及工作過程 經過上述分析與計算 變光蓋板模具的總體結構如圖 14所示 具體工作過程如下 通過注射機注射成型后 開模 時 動模部分向下移動 在拉料桿18與推桿13的共同作用 下把定模2以上的部分頂出 從而使定模型腔內的塑件順利 脫模 同時主流道凝料從澆口套中拉出 直至開模行程終了 合模一開始在復位桿14的作用下復位 合模結束后 模具在 注射機的作用下鎖緊 完成注射成型的一次循環(huán) 下轉第82頁 熔接痕 180 0 deg deg 180 0 135 0 90 00 45 00 0 0000 熔接痕 6 170 deg deg 6 169 4 627 3 085 1 542 0 0000 136 139 66 縮放 80mm 圖9 側澆口熔接痕圖8 點澆口熔接痕 流動前沿處的溫度 240 0 C C 240 0 239 9 239 7 239 5 239 4 流動前沿處的溫度 240 0 C C 240 0 239 6 239 2 238 9 238 5 圖11 側澆口流動前沿 處溫度 圖10 點澆口流動前沿 處溫度 1 250 1 000 0 7500 0 5000 0 2500 0 0000 鎖 模 力 t 鎖模力 XY圖 0 5 10 15 20 25 30 35 時間 s 圖13 側澆口鎖模力 0 5000 0 4000 0 3000 0 2000 0 1000 0 0000 鎖 模 力 t 鎖模力 XY圖 0 5 10 15 20 25 30 35 時間 s 圖12 點澆口鎖模力 133 機械工程師 2008年第11期 解決方案 SOLUTION工藝 工裝 模具 診斷 檢測 維修 改造 4 結 語 本文借助 CAE技術 即 MoldFlow 的分析 優(yōu)化澆注 系統的設計 從填充時間 熔接痕 氣穴 流動前沿的溫度 和鎖模力方面綜合分析了最優(yōu)的澆口位置 即采用側澆 口 進而進行了合理的模具設計 以注塑出最佳的塑料制 品 保證制品能全部充滿 大大縮短了模具制造的時間 降低了模具的生產成本 編輯立 明 作者簡介 趙鳳國 1958 助理講師 高級技師 主要研究方向為機 械優(yōu)化設計 收稿日期 2008 09 16 頁例題10 2為例進行優(yōu)化設計 基本數據與之相同 輸入轉 T 1 9 948 10 4 N mm 輸入轉速n 1 500r min 傳動比u 3 2 根據以上建立的單級斜齒圓柱齒輪減速器的數學模 型 用 MATLAB 語言編制的求解程序由以下 4 個函數 主程序和子程序 組成 減速箱齒輪傳動優(yōu)化設計主程序 geardesign m sigmahp sigmafp gearparameter rat x0 3 24 14 options optimset display iter lb 2 20 8 ub 4 40 16 x f exitflag output fmincon gearobjfun x0 lb ub gearconstr options 目標函數子程序 gearobjfun m function f gearobjfun x f x 1 1 rat x 2 2 cos x 3 pi 180 約束條件子程序 gearconstr m function c ceq gearconstr x c 1 zh zep cos beta 2 sqrt 1 1 rat x 1 x 2 3 sqrt kk T1 3 726e 3 sigmahp 1 c 2 cos beta 2 x 2 2 x 1 3 yfa 1 ysa 1 yep ybeta kk T1 0 5 sigmafp 1 c 3 cos beta 2 rat x 2 2 x 1 3 yfa 2 ysa 2 yep ybeta kk T1 0 5 sigmafp 2 c 4 d2 350 c 5 abs 2 x 1 round 2 x 1 0 001 ceq 許用應力計算程序 gearparameter m function sigmahp sigmafp gearparameter rat for i 1 2 sigmah i 495 0 889 HBS i 150 sigmaf i 170 0 3 HBS i 150 end for i 1 2 sigmahp i sigmah i zn i 1 1 sigmafp i sigmaf i yn i 1 48 end 運行上述最優(yōu)化設計程序 計算中采用序列二次規(guī) 劃算法和一維搜索算法 共經過7次規(guī)劃子問題的求解 當相鄰兩次二次規(guī)劃子問題解的函數值之差與最大不滿 足約束的值都滿足給定計算精度 10 6 之后程序運行結 束 輸出最優(yōu)解如下 x 2 4995 20 0000 13 9136 f 108 1522 經過適當圓整和標準化修正后的齒輪傳動系統設計 參數如下 x 2 5 20 14 f 108 15 而對比常規(guī)設計得到的參數 X x 1 x 2 x 3 T m n z 1 T 2 31 14 T 目標函數值 a 133 98mm 優(yōu)化后 減速 器目標函數值下降了19 3 可見 優(yōu)化后的設計在保證 滿足約束的條件下盡量減少了尺寸富裕量 極大地節(jié)約 了資源 3 結束語 通過對實例的計算和對計算結果的分析 證明了應 用MATLAB優(yōu)化工具箱進行減速器的優(yōu)化設計求解 具 有編程工作量小 初始參數輸入簡單 設計效率高等優(yōu) 點 尤其是對于某些工程問題 用一種預先選定的方法很 可能得不到最優(yōu)解 運用MATLAB語言優(yōu)化工具箱來求 解優(yōu)化問題就顯得簡便可靠 但是 在實際工程中僅對單 目標進行優(yōu)化是不夠的 還需對多目標的優(yōu)化加以研究 不斷探索出更好的優(yōu)化方法 參考文獻 1 陳杰 MATLAB寶典 M 北京 電子工業(yè)出版社 2007 2 濮良貴 紀名剛 機械設計 M 第七版 北京 高等教育出版社 2000 3 唐軍 等 減速器的優(yōu)化設計 J 重型科技機械 2005 4 15 17 4 王文斌 等 機械設計手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 2005 編輯黃 荻 作者簡介 張云華 1971 男 講師 研究方向為機械設計 收稿日期 2008 09 10 仿真 建模 CAD CAM CAE CAPP 制造業(yè)信息化 MANUFACTURING INFORMATIZATION 機械工程師 2008年第11期 82 圖14 變光蓋板注射模 1 動模板 2 定模板 3 定模座板 4 澆口套 5 定模 6 導 柱 7 導套 8 動模 9 支承板 10 限位銷 11 推板 12 推 板固定板 13 推桿 14 復位桿 15 墊塊 16 推板導套 17 推板導柱 18 拉料桿 19 內六角螺釘 20 動模 上接第133頁 3333333333 333333333333333333333333333 3333333333 2 3 4 5 6 7 1 18 17 16 1 9 0 15 14 13 12 11 10 9 8 19 20 2 9 0 200 61模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 塑 料 連 體 帽 注 射 模 設 計 黃 克 榮 百 家 麗 中 國 照 明 電 器 有 限 公 司 江 蘇 儀 征 211400 摘 要 分 析 了 塑 料 連 體 帽 生 產 工 藝 指 出 了 模 具 設 計 難 點 設 計 了 1 種 2 次 分 型 的 內 抽 芯 結 構 可 消 除 產 品 內 表 面 的 斜 頂 痕 跡 模 具 結 構 簡 單 制 造 方 便 經 實 際 生 產 驗 證 動 作 可 靠 產 品 表 面 質 量 好 關 鍵 詞 連 體 帽 2 次 分 型 內 抽 芯 斜 頂 痕 跡 中 圖 分 類 號 TQ320 文 獻 標 識 碼 B 文 章 編 號 1001 2168 2008 12 0061 03 Developmentofin jectionmouldfor plastictwinca p HUANGKe ron g Baijiali China IlluminationCo Ltd Yizhen g Jian gsu211400 China Abstract Throu ghanal ysisonthetechnolo gicalcharacteristicofat ypeof plastictwinca p theke y desi gn pointswerereached Thenanin jectionmouldwithtwo ste pp artin g andinternalcore p ulling mechanismforformin g the partwasdevelo ped Thea pp licationofthemouldeliminatesthedintdue toinclinede jectionandthusthesurface qualit y isim p roved Key words twinca p two ste pp artin g internalcore p ulling dintduetoinclinede jection 向 壁 厚 區(qū) 填 充 直 至 充 滿 整 個 型 腔 4 填 充 形 式 對 塑 件 質 量 影 響 由 2 種 方 案 的 填 充 模 式 可 知 方 案 2 是 當 料 流 沖 出 澆 口 后 首 先 噴 射 在 型 芯 的 表 面 在 受 到 型 芯 的 阻 力 時 同 時 型 芯 表 面 對 熔 體 也 產 生 反 作 用 力 而 產 生 倒 流 在 注 射 壓 力 和 反 作 用 力 兩 股 力 作 用 下 熔 體 首 先 粘 附 于 型 芯 與 型 腔 表 面 并 瞬 時 堆 積 在 澆 口 附 近 在 后 續(xù) 料 流 的 推 動 下 熔 體 按 最 小 阻 力 規(guī) 律 從 型 芯 兩 側 逐 步 包 附 型 芯 并 填 充 整 個 型 腔 這 種 流 動 形 式 易 使 塑 件 在 料 流 匯 合 處 產 生 熔 接 痕 而 影 響 塑 件 的 表 觀 質 量 在 壓 力 流 速 和 溫 度 等 工 藝 參 數 設 置 不 合 理 時 尤 為 突 出 和 內 在 物 理 機 械 性 能 并 且 這 種 澆 口 位 置 處 在 產 品 的 邊 口 處 由 于 邊 口 壁 薄 在 澆 口 處 的 熔 體 易 快 速 冷 凝 產 生 提 前 封 膠 不 利 于 后 續(xù) 保 壓 補 料 而 且 該 矩 形 澆 口 設 置 在 產 品 壁 厚 較 薄 的 邊 口 處 脫 模 時 矩 形 澆 口 易 帶 走 產 品 上 材 料 造 成 產 品 邊 口 缺 料 影 響 塑 件 的 質 量 圖 2 所 示 的 方 案 1 點 澆 口 位 置 設 置 在 如 圖 所 示 的 偏 舌 端 位 置 其 熔 體 的 料 流 填 充 方 式 與 圖 3 所 示 的 方 案 2 完 全 不 一 樣 縮 短 了 主 流 道 至 噴 嘴 間 距 離 使 主 流 道 內 熔 體 溫 度 與 噴 嘴 溫 度 趨 于 接 近 有 利 于 熔 體 在 流 道 中 流 動 料 流 沖 出 澆 口 后 無 型 芯 阻 礙 有 利 于 熔 體 在 型 腔 中 流 動 由 于 澆 口 與 型 芯 的 距 離 拉 大 因 而 延 緩 了 與 型 芯 及 型 腔 壁 接 觸 而 形 成 的 冷 卻 凝 固 層 有 利 于 提 高 塑 件 的 表 觀 質 量 由 于 料 流 不 像 圖 3 所 示 從 型 芯 的 兩 側 壁 逐 步 包 附 型 芯 填 充 型 腔 因 而 改 變 了 料 流 推 移 方 式 避 免 了 料 流 匯 合 處 的 發(fā) 生 從 而 消 除 了 熔 接 痕 有 利 于 提 高 塑 件 的 內 在 物 理 機 械 性 能 由 于 澆 口 處 在 塑 件 壁 厚 區(qū) 有 利 于 后 續(xù) 的 保 壓 補 料 從 而 可 有 效 地 改 善 因 收 縮 引 起 的 表 觀 缺 陷 5 結 束 語 生 產 中 用 方 案 1 設 計 制 作 了 模 具 與 方 案 2 模 具 生 產 的 產 品 進 行 比 較 其 結 果 與 上 述 對 料 流 模 式 的 分 析 基 本 一 致 但 在 實 際 生 產 過 程 中 要 注 意 澆 口 處 排 氣 問 題 否 則 澆 口 處 的 氣 斑 留 在 塑 件 表 面 影 響 產 品 質 量 因 此 在 注 射 成 型 工 藝 中 注 射 模 澆 口 設 計 的 合 理 與 否 是 影 響 塑 件 質 量 不 可 忽 視 的 重 要 因 素 之 一 應 根 據 塑 件 的 材 料 特 性 結 構 特 點 表 面 質 量 要 求 及 工 藝 等 選 擇 澆 口 形 式 參 考 文 獻 1 葉 蕊 實 用 塑 料 加 工 技 術 M 北 京 金 盾 出 版 社 2001 2 王 興 天 塑 料 成 型 技 術 M 北 京 化 學 工 業(yè) 出 版 社 2002 3 陳 萬 林 塑 料 模 具 設 計 與 制 造 教 程 M 北 京 希 望 電 子 出 版 社 2001 62 模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 1 塑 件 成 型 工 藝 分 析 圖 1 所 示 零 件 為 某 微 波 接 收 器 上 的 塑 料 蓋 是 2 個 連 體 的 圓 帽 每 個 圓 帽 內 圈 有 4 個 均 布 的 卡 勾 中 心 相 鄰 兩 卡 鉤 的 最 小 距 離 為 8 8mm 兩 圓 帽 的 中 心 有 平 行 度 和 垂 直 度 要 求 塑 件 材 料 為 PP 壁 厚 不 均 勻 最 薄 處 0 5mm 最 厚 處 2 95mm 要 達 到 這 些 要 求 必 須 合 理 設 計 澆 注 系 統 和 冷 卻 系 統 產 品 外 觀 要 求 較 高 尤 其 是 兩 圓 帽 的 頂 部 內 外 兩 面 要 求 光 滑 不 允 許 有 熔 接 痕 頂 出 痕 等 缺 陷 給 抽 芯 機 構 設 計 帶 來 了 很 大 難 度 另 外 要 求 模 具 1 模 2 腔 壽 命 為 100萬 模 對 抽 芯 機 構 的 可 靠 性 與 穩(wěn) 定 性 也 提 出 了 很 高 的 要 求 圖 1 塑 料 連 體 帽 2 模 具 設 計 與 工 作 過 程 2 1 澆 注 系 統 設 計 分 析 塑 件 的 結 構 特 點 與 要 求 決 定 采 用 三 板 模 結 構 兩 點 進 料 每 個 點 澆 口 均 位 于 圓 帽 的 中 心 進 料 均 勻 充 填 順 暢 能 保 證 產 品 的 形 位 公 差 要 求 也 能 保 證 順 利 成 型 0 5mm 厚 的 圓 帽 頂 面 與 整 個 產 品 的 外 觀 質 量 但 有 2 個 缺 點 一 是 會 在 產 品 外 表 面 留 下 澆 口 痕 跡 二 是 由 于 澆 口 處 壁 太 薄 壁 厚 小 于 點 澆 口 直 徑 容 易 在 拉 斷 澆 口 時 拉 壞 產 品 必 須 增 加 澆 口 處 的 壁 厚 通 過 與 客 戶 的 溝 通 客 戶 接 受 了 這 種 澆 注 系 統 設 計 方 案 考 慮 到 機 械 手 抓 料 在 主 流 道 末 端 設 計 了 一 段 冷 料 穴 供 機 械 手 抓 料 2 2 抽 芯 機 構 設 計 抽 芯 機 構 設 計 是 此 模 具 設 計 的 難 點 由 于 受 到 產 品 內 表 面 不 能 有 頂 出 痕 以 及 產 品 自 身 結 構 的 限 制 采 用 普 通 的 抽 芯 機 構 無 法 滿 足 要 求 為 此 設 計 了 圖 2 所 示 抽 芯 機 構 該 機 構 采 用 斜 T型 槽 抽 芯 原 理 將 4 個 斜 T型 做 在 1 個 件 上 成 為 抽 芯 件 如 圖 2 d 斜 T型 槽 做 在 內 滑 塊 上 如 圖 2 c 抽 芯 開 始 和 結 束 狀 態(tài) 分 別 如 圖 2 a b 所 示 圖 2 抽 芯 機 構 2 3 模 具 工 作 過 程 模 具 結 構 如 圖 3 所 示 注 射 保 壓 及 冷 卻 完 畢 模 具 開 模 在 彈 簧 7 11及 拉 模 扣 8 作 用 下 從 和 分 型 面 分 型 在 澆 口 拉 桿 2 的 作 用 下 拉 斷 點 澆 口 同 時 內 滑 塊 在 后 退 的 斜 T型 抽 芯 件 的 作 用 下 向 圓 帽 中 心 移 動 當 定 距 螺 釘 10碰 到 推 板 9 時 停 止 抽 芯 運 動 完 成 內 滑 塊 抽 芯 過 程 然 后 定 模 板 6 推 板 9 和 動 模 板 12一 起 后 退 開 模 當 定 模 板 碰 到 小 拉 桿 13后 收 稿 日 期 2007 12 10 作 者 簡 介 黃 克 榮 1973 男 江 蘇 靖 江 人 工 程 師 從 事 模 具 管 理 工 作 地 址 江 蘇 省 儀 征 市 大 慶 北 路 199 號 百 家 麗 中 國 照 明 電 器 有 限 公 司 電 話 0514 83583333 轉 8332 電 子 信 箱 yzhkr73 63模 具 工 業(yè) 2008年 第 34卷 第 12期 圖 3 模 具 結 構 1 澆 口 套 2 澆 口 拉 桿 3 定 模 座 板 4 定 距 螺 釘 5 脫 料 板 6 定 模 板 7 彈 簧 8 拉 模 扣 9 推 板 10 定 距 螺 釘 11 彈 簧 12 動 模 板 13 小 拉 桿 14 推 桿 15 T 型 抽 芯 件 16 動 模 鑲 塊 17 內 滑 塊 18 定 模 鑲 塊 通 過 小 拉 桿 將 開 模 力 傳 遞 給 澆 口 推 板 5 從 分 型 面 分 型 將 澆 口 料 從 澆 口 拉 桿 2 和 澆 口 套 1 中 脫 出 當 定 距 螺 釘 4 被 定 模 座 板 3 擋 住 后 脫 料 板 也 停 止 運 動 同 時 定 模 板 也 停 止 運 動 模 具 從 分 型 面 分 型 開 模 結 束 后 由 推 桿 14將 產 品 頂 出 產 品 自 由 下 落 澆 口 料 由 機 械 手 取 出 2 4 模 架 和 模 芯 材 料 的 選 擇 模 架 選 用 上 海 龍 記 DDI3535型 定 模 板 厚 80 mm 動 模 板 厚 50mm 推 板 加 厚 到 60mm 回 程 桿 加 長 到 穿 過 推 板 動 定 模 鑲 塊 滑 塊 及 斜 T型 抽 芯 件 均 選 用 ASSAB8407 考 慮 到 磨 損 試 模 成 功 后 對 滑 塊 進 行 了 滲 氮 處 理 3 結 束 語 采 用 這 種 方 法 模 具 結 構 簡 單 制 造 方 便 經 過 實 際 生 產 驗 證 模 具 結 構 合 理 動 作 可 靠 塑 件 脫 模 順 利 產 品 表 面 質 量 好 完 全 達 到 了 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