亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        機(jī)頂盒倒灌進(jìn)澆同模異腔的注塑模具設(shè)計及CAE優(yōu)化分析

        2021-08-23 05:20:14陳顯冰陳一飛施淵吉
        工程塑料應(yīng)用 2021年8期
        關(guān)鍵詞:產(chǎn)品設(shè)計

        陳顯冰,陳一飛,施淵吉

        (南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)大學(xué),南京 210023)

        機(jī)頂盒是現(xiàn)代生活中常用的產(chǎn)品,該類產(chǎn)品尺寸適中,市場需求量大。此產(chǎn)品分為底座和蓋板兩個主要塑料零件,需要依靠注塑技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。按照常規(guī)方法,可以分別設(shè)計兩套注塑模具對其進(jìn)行生產(chǎn),但是會增加注塑機(jī)數(shù)量以及更多的安裝調(diào)試工作。如何在保證機(jī)頂盒產(chǎn)品特征和尺寸精度的基礎(chǔ)上,盡量縮短成型周期,提高生產(chǎn)效率,是該類塑件在模具設(shè)計和制造過程中需要重點考慮和解決的問題[1–4]。

        筆者利用數(shù)字化設(shè)計方法,采用一模兩腔一次性成型兩個不同塑料零件的同模異腔模具實現(xiàn)底座和蓋板的同時注塑,并借助模流分析技術(shù)對模具進(jìn)行分析和優(yōu)化,以期獲得合理的模具設(shè)計結(jié)構(gòu),進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

        1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

        機(jī)頂盒的兩個主要塑料零件如圖1所示,分別為機(jī)頂盒的底座和蓋板,可以配合在一起,對產(chǎn)品要求如下:MT3級精度,表面不得有拉傷和澆口痕跡,大批量生產(chǎn),需完成20萬套合格產(chǎn)品。

        圖1 機(jī)頂盒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)

        機(jī)頂盒產(chǎn)品所用材料為LG化學(xué)生產(chǎn)的牌號為HI–121的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS),其收縮率為0.5%。整個產(chǎn)品為方盒狀,其中機(jī)頂盒底座的尺寸為74.27 mm×77.89 mm×22.11 mm,最大壁厚為2.6 mm左右,平均壁厚為1.7 mm左右,壁厚相對比較均勻,機(jī)頂盒底座的側(cè)向有三個面具有方孔特征,其內(nèi)表面存在卡扣、螺絲柱等裝配型結(jié)構(gòu)特征。

        機(jī)頂盒底座表面質(zhì)量較高,不得拉傷和產(chǎn)生劃痕,本模具設(shè)定采用四個斜導(dǎo)柱式滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),可將機(jī)頂盒底座四周完全包圍,在脫模前,滑塊完成抽芯,在開模時不會產(chǎn)生劃痕。

        機(jī)頂盒蓋板的尺寸為72.06 mm×75.68 mm× 6.38 mm,最大壁厚為2.8 mm,平均壁厚為1.8 mm,壁厚相對比較均勻,底面存在五個卡扣槽,倒扣最大深度為1.59 mm。機(jī)頂盒零件內(nèi)部無外觀要求,設(shè)置進(jìn)澆方式為點澆口進(jìn)膠,將其設(shè)置在產(chǎn)品內(nèi)壁。

        2 分型設(shè)計

        選擇分型面的時候,不僅要考慮產(chǎn)品的分型還要考慮模具的加工工藝,優(yōu)先選擇產(chǎn)品外型的最大輪廓處,分型面盡量方便銑刀的加工,盡量不要出現(xiàn)直角。圖2為機(jī)頂盒底座和蓋板分型面的設(shè)計。如圖2所示,機(jī)頂盒底座的分型線設(shè)置在下底面的最大輪廓處,機(jī)頂盒蓋板的分型線設(shè)置在頂端的最大輪廓處,在模具中,能夠取出產(chǎn)品或流道凝料的可分離的接觸面為分型面,分型面的選擇對產(chǎn)品的外觀和精度有著很大的影響。

        圖2 分型面的設(shè)計

        3 CAE技術(shù)在模具設(shè)計中的應(yīng)用

        筆者基于Moldflow的CAE技術(shù),對模擬結(jié)果產(chǎn)生的重要指標(biāo)進(jìn)行分析并對模具具體設(shè)計提出優(yōu)化解決方案,以保證模具設(shè)計的合理性。分析方案分兩步進(jìn)行:(1)在無冷卻情況下,查看模腔內(nèi)的流動性及塑料件可能的缺陷,以采取可靠的工藝措施來保證料流在模腔內(nèi)的充填,分析類型為填充+保壓+翹曲(F+P+W);(2)基于F+P+W分析優(yōu)化結(jié)果,導(dǎo)入冷卻水路,考察完整的注塑效果,分析類型為填充+保壓+冷卻+翹曲(F+P+C+W)[5–7]。

        3.1 網(wǎng)格劃分

        本產(chǎn)品采用雙層面網(wǎng)格劃分,設(shè)置全局網(wǎng)格邊長2 mm,利用波前法控制弦高0.1 mm,劃分好的網(wǎng)格無自由邊、重疊邊,無定向單元、交叉單元、重疊單元等,匹配率90.9%,相互率88.3%,因此產(chǎn)品的網(wǎng)格劃分合理,保證了后續(xù)模流分析的準(zhǔn)確性。圖3為澆注系統(tǒng)的網(wǎng)格劃分圖,澆注系統(tǒng)主流道為錐形流道,入口直徑為4 mm,進(jìn)入分流道處的直徑為8.5 mm;第一分流道為矩形截面流道,截面尺寸為8 mm×6 mm;第二分流道為錐形流道,共分兩段,上段的尺寸為?8 mm/?4 mm,下段的尺寸為?4 mm/?1.2 mm,。在水路柱體網(wǎng)格中,上下模分別設(shè)置2條水路,管道直徑為6 mm,管道直徑與單元長度比設(shè)置為1∶5。

        圖3 澆注系統(tǒng)網(wǎng)格劃分圖

        3.2 充填平衡結(jié)果分析

        通過模流分析所得的充填平衡結(jié)果如圖4a所示。由圖4a可以看出,兩產(chǎn)品充填末端顏色不一致,速度/壓力切換時的壓力值為74.15 MPa,在產(chǎn)品材料的壓力范圍內(nèi),但是產(chǎn)品充填不平衡,需要調(diào)整。通常不平衡會使產(chǎn)品的注塑壓力上升,對產(chǎn)品的外觀質(zhì)量也會有明顯的影響。不平衡的原因是兩個產(chǎn)品外形不同,因而充填體積不同。通過分析顯示,兩個產(chǎn)品體積充填末端時間差約為0.28 s,在不改變進(jìn)澆點位置的情況下,可通過減小機(jī)頂盒蓋板處澆口大小以調(diào)節(jié)平衡,主要原因是機(jī)頂盒蓋板充填體積較小,減小澆口尺寸可使熔體充填機(jī)頂盒蓋板的速度變慢。將機(jī)頂盒蓋板處的澆口尺寸分別設(shè)置為?1.0 mm,?0.8 mm,?0.6 mm,然后分別進(jìn)行分析。通過分析結(jié)果可以得到機(jī)頂盒蓋板澆口尺寸為?0.8 mm時可達(dá)到充填平衡,如圖4b所示。圖4b顯示,產(chǎn)品同時達(dá)到充填末端時的顏色相同,并且注塑壓力下降3.64 MPa,因而機(jī)頂盒蓋板澆口尺寸設(shè)為?0.8 mm時可使充填達(dá)到平衡。

        圖4 充填平衡方案對比

        3.3 熔接痕和翹曲變形結(jié)果分析

        從澆注系統(tǒng)設(shè)計方案的模流分析結(jié)果可以得出,產(chǎn)品的注塑時間為1.34 s,流動等值線均勻一致,且未出現(xiàn)短射、包膠現(xiàn)象,說明熔體速度十分均勻。產(chǎn)品在孔位處存在少量熔接線,此類熔接線無法避免,熔接線是由熔體在腔體中交匯時沒有完全熔合而產(chǎn)生的,產(chǎn)生的原因可能是塑料沒有干燥好、塑料中的雜質(zhì)較多等。產(chǎn)品的流動前沿溫差為12.4℃,機(jī)頂盒底座外表面溫差為2.1℃,機(jī)頂盒蓋外表面溫差為1.1℃,兩個產(chǎn)品熔接線處溫差較小,因此不會產(chǎn)生明顯的熔接線,實際生產(chǎn)中,可以通過提高注塑壓力和提高注塑速度來減少熔接痕。圖5為模流分析得到的產(chǎn)品總變形量。由圖5可知,產(chǎn)品最大翹曲變形量為0.4869 mm,最低翹曲變形量為0.0043 mm,總變形量為0.0482 mm,兩個零件上表面均有向上翹曲的趨勢,底座的側(cè)邊有向內(nèi)收縮的趨勢,但翹曲變形量相對較小,在合理范圍內(nèi)。

        圖5 變形量分析結(jié)果

        3.4 冷卻時間優(yōu)化

        在加入水路后,將分析類型切換為F+P+C+W進(jìn)行充填,冷卻時間約為注塑時間的8倍,因此設(shè)置冷卻時間為15 s,以5 s為步長,分別采用15,20,25,30,35 s對模型進(jìn)行冷卻觀測,由此得到最優(yōu)的冷卻結(jié)果為,即冷卻時間設(shè)定為20 s。從冷卻結(jié)果可以得出,回路冷卻液進(jìn)出口溫差為0.45℃,產(chǎn)品外觀面的溫差很小,在0~5℃的范圍內(nèi)。由此說明冷卻設(shè)計方案的注塑效率高,符合生產(chǎn)需要。

        4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

        4.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計

        由于本產(chǎn)品外觀面不得產(chǎn)生澆口痕跡,進(jìn)澆位置確定于產(chǎn)品內(nèi)表面,因此設(shè)計了倒灌點澆口的澆注形式。模具的推出機(jī)構(gòu)和澆注系統(tǒng)設(shè)計在定模一側(cè),脫料板和動模板之間設(shè)計流道塊,將熔膠從水口板過渡到型腔內(nèi),并實現(xiàn)自動脫料。澆注系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)如圖6a所示,此澆注系統(tǒng)包括了主流道、分流道、拉料桿、流道塊、進(jìn)澆口等部分。圖6b為澆注系統(tǒng)二維圖,可以看到,熔融的塑料通過噴嘴進(jìn)入主流道和分流道后通過流道塊進(jìn)入模具腔體中,流道塊安裝在脫料板和動模板之間,其作用是將熔膠過渡到型腔內(nèi),分流道的末端設(shè)計了兩個拉料桿,在頂桿推出塑件時,拉料桿可拉住凝料。在產(chǎn)品和凝料分離后,脫料板會將凝料推出,實現(xiàn)自動脫料。

        圖6 澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

        4.2 機(jī)頂盒底座斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計

        斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)常用于存在內(nèi)孔或側(cè)凹零件的脫模和成型。機(jī)頂盒底座斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)如圖7所示。側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由楔緊塊、側(cè)滑塊、斜導(dǎo)柱、壓板、內(nèi)六角螺釘?shù)攘慵M成,由于機(jī)頂盒的側(cè)向有三個面具有方孔特征,而機(jī)頂盒在脫模時不得拉傷和產(chǎn)生劃痕,同時四面的外拔模角度為0°,故采用四個斜導(dǎo)柱式滑塊側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu),可將機(jī)頂盒四周完全包圍,以保證成型的同時不會拉傷產(chǎn)品外表面。

        圖7 機(jī)頂盒底座斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)

        斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)各參數(shù)的設(shè)計如圖8所示。斜導(dǎo)柱與楔緊塊的配合為過渡配合,與滑塊的配合為間隙配合,斜導(dǎo)柱單邊避空距離為0.5~1 mm,圖8中d為斜導(dǎo)柱的直徑,斜導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)包緊力的大小、行位的大小、抽芯距的長度來定,一般斜導(dǎo)柱的直徑取8,10,12,16,20 mm。圖8中α為斜導(dǎo)柱的角度,β為滑塊與楔緊塊配合面的角度,α的角度可取10°,12°,15°,20°,25°,β的角度可取12°,14°,17°,22°,27°,α應(yīng)略小于β。針對本模具側(cè)抽芯機(jī)構(gòu),斜導(dǎo)柱直徑取d=10 mm,α=12°,β=14°。在側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計中,需要計算抽芯距離S,以保證產(chǎn)品能夠順利脫模,抽芯距離是將抽芯滑塊從模腔移動到預(yù)定位置的距離,可采用經(jīng)驗計算公式S=S1+(3~5) mm,即完成側(cè)孔抽芯所需的最大深度S1加上3~5 mm的安全余量,通過繪圖軟件工具測量S1為1.5 mm,經(jīng)計算最終確定抽芯距離S為6.5 mm。

        圖8 斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)各參數(shù)的設(shè)計

        4.3 機(jī)頂盒蓋板斜頂抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計

        針對機(jī)頂盒蓋板四周倒扣難以成型脫模的問題,設(shè)計了斜頂組合機(jī)構(gòu)如圖9所示。設(shè)計此斜頂組合機(jī)構(gòu)時考慮了如下幾個問題:(1)斜頂頂出時不能與其它零件干涉(如斜頂與斜頂干涉、斜頂與頂針干涉);(2)斜頂頂出時不能和產(chǎn)品干涉;(3)斜頂頂出時不能造成鏟膠。斜頂組合機(jī)構(gòu)主要由斜頂、斜頂導(dǎo)向塊、斜頂座組成。機(jī)頂盒蓋板存在5個卡扣槽,因此設(shè)計了5組斜頂機(jī)構(gòu),斜頂角度取值范圍為2°~12°,在滿足頂出行程的情況下斜頂角度越小越好,斜頂?shù)捻敳啃枰哂谶M(jìn)膠位置0.05~0.10 mm,以免頂出時擦傷產(chǎn)品(即鏟膠)。斜頂導(dǎo)向塊的厚度取15~20 mm,材料優(yōu)先選擇青銅,導(dǎo)向塊與斜頂間的避空為0.5 mm即可,斜頂座的材料選用GR12,且必須淬火,以免磨損。

        圖9 斜頂抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計

        4.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計

        產(chǎn)品的冷卻系統(tǒng)設(shè)計如圖10a所示,采用4條環(huán)型水路對成型件進(jìn)行冷卻,A1,A2水路主要針對動模側(cè)成型件進(jìn)行冷卻,B1,B2水路主要針對定模側(cè)成型件進(jìn)行冷卻,水路的直徑一般取6,8,10,12 mm。冷卻水路不能離型芯型腔太近也不能太遠(yuǎn),否則會導(dǎo)致冷卻不均,進(jìn)而導(dǎo)致產(chǎn)品的翹曲變形更大。冷卻水路至型腔壁的距離大概控制在水路直徑的1.2~1.5倍,水路的間距應(yīng)控制在30 mm以上。通過Moldflow進(jìn)行冷卻模擬分析,確定水路直徑為6 mm,水路的溫度一般比模具的溫度低15℃,且不得低于25℃,由于模溫為60℃,因此設(shè)置水溫為45℃。圖10b為設(shè)計的冷卻水路回路的熱去除效率。由圖10b可知,A1,B1處水路和A2,B2處水路分別對蓋板和底座的熱去除效率較好,入口和出口的溫差也在合理范圍之內(nèi),因此水路的排布合理。

        圖10 冷卻水路回路設(shè)計及其熱去除效率

        5 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計及工作原理

        圖11為機(jī)頂盒模具總裝配圖。模具工作過程如下:模具合模時,在導(dǎo)柱16及導(dǎo)套17精確定位機(jī)構(gòu)的共同作用下,模具閉合,熔融的塑料從流道連接塊22進(jìn)入型腔,經(jīng)過保壓冷卻后,動模向上運動,上分型面打開,側(cè)滑塊13隨動模向上運動,底座完成抽芯;在動模運動一定距離后,在小拉桿II 15拉力下,推板10向上運動,斜頂20完成底座和蓋板的抽芯,同時頂針8將產(chǎn)品兩個零件頂出,產(chǎn)品的澆口與凝料完成脫離,塑料件留在流道塊中,在小拉桿II 15運動結(jié)束后,小拉桿I 14拉動脫料板9將凝料推出,機(jī)械手可將凝料去除,實現(xiàn)自動脫料。

        圖11 模具總裝配圖

        6 結(jié)語

        針對某機(jī)頂盒兩個不同塑料零件需同時成型的問題,采用同模異腔一次成型的注塑模具設(shè)計方法,從而減少了模具的數(shù)量,提高了生產(chǎn)效率并降低了后期裝配調(diào)試等工作量。采用倒灌點澆口的澆注形式,保證了產(chǎn)品外觀面質(zhì)量。利用基于Moldflow的CAE技術(shù)對所設(shè)計的注塑模具進(jìn)行了充填平衡、澆注系統(tǒng)優(yōu)化、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化等,克服了塑料產(chǎn)品可能出現(xiàn)的各種缺陷,提高了模具的設(shè)計效率,優(yōu)化了模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和注塑工藝參數(shù)的設(shè)置,降低了模具制造成本[8–10]。經(jīng)驗證,該模具結(jié)構(gòu)合理,運動順暢可靠,產(chǎn)品注塑效果良好。

        猜你喜歡
        產(chǎn)品設(shè)計
        好產(chǎn)品,可持續(xù)
        從靈感出發(fā),邂逅好產(chǎn)品
        何為設(shè)計的守護(hù)之道?
        《豐收的喜悅展示設(shè)計》
        流行色(2020年1期)2020-04-28 11:16:38
        瞞天過?!律O(shè)計萌到家
        設(shè)計秀
        海峽姐妹(2017年7期)2017-07-31 19:08:17
        有種設(shè)計叫而專
        Coco薇(2017年5期)2017-06-05 08:53:16
        2015產(chǎn)品LOOKBOOK直擊
        Coco薇(2015年1期)2015-08-13 02:23:50
        新產(chǎn)品
        玩具(2009年10期)2009-11-04 02:33:14
        產(chǎn)品
        個人電腦(2009年9期)2009-09-14 03:18:46
        国产视频不卡在线| 亚洲avav天堂av在线网爱情| 中文字幕无码av激情不卡| 动漫在线无码一区| 一区二区中文字幕蜜桃| 国产亚洲成人精品久久| 少妇下面好紧好多水真爽播放| 99久久久无码国产精品9| 无码AⅤ最新av无码专区| 精品少妇人妻av一区二区蜜桃| 欧美人与动性xxxxx杂性| 久久免费的精品国产v∧| 精品久久亚洲一级α| 人妻少妇偷人精品一区二区三区| 日产精品99久久久久久| 国产精品黄在线观看免费软件| 中文字幕日产人妻久久| 扒开女性毛茸茸的视频| 麻豆md0077饥渴少妇| 亚洲欧美日韩综合久久久| 丰满人妻AV无码一区二区三区| 99久久婷婷亚洲综合国产| 337p日本欧洲亚洲大胆| 国内精品九九久久久精品| 国产免费一区二区av| 在线精品首页中文字幕亚洲| 久久久久亚洲av无码专区首jn| 国产一级毛片卡| 亚洲精品中文字幕码专区| 欧美xxxxx在线观看| 依依成人精品视频在线观看 | 国产一卡2卡3卡四卡国色天香 | 丰满人妻中文字幕乱码| 风骚人妻一区二区三区| 无码少妇一区二区性色av| 中年人妻丰满AV无码久久不卡| 日韩精品成人一区二区三区| 人妻丰满熟妇av无码区app| 亚洲熟妇无码av另类vr影视| 无码人妻丰满熟妇区免费| 日韩人妻中文字幕专区|