毕业论文 - 曲面盖板注塑模具设计及型腔加工仿真

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脱模斜度:

脱模斜度与塑件的形状,壁厚,收缩率有关,一般为型腔35′-1°30′;型芯30′-40′ 壁厚:

由于肥皂盒为小型塑件,它的壁厚一般为2mm。 表面粗糙度:

塑件的表面粗糙度可取Ra1.6

2.4 ABS塑料的注射成型工艺参数

注射成型机类型:螺杆式 预热温度:80℃~85℃ 预热时间:2h~3h 料筒温度/℃: 前段 180~200 中段 165~180 后段 150~170 喷嘴温度:170℃~180℃ 模具温度:50℃~80℃ 注射压力:60 Mpa~100 Mpa

成型时间: 注射时间 20 s~90 s 高压时间 0 s~5 s 冷却时间 20 s~120 s 总周期 50 s~220 s 螺杆转速:30 r/min

后处理 :使用红外线灯或烘箱,温度为70 ℃,时间2~4小时

2.5注射设备的选择

2.5.1计算塑件体积和质量

产品材料已经选用ABS,通过查询资料可知材料密度为1.03-1.07g/ cm3,收缩率为0.3%到0.8%,计算平均收缩率为0.0055,平均密度为1.05g/ cm3。

运用UG软件绘制出肥皂盒塑件三维实体图,使用软件的分析工具可得出塑件体积。 塑件体积为: V塑=37.07 cm3 塑件质量为 : M塑=38.92g

2.5.2初步选定型腔数量

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由于塑件结构简单,精度要求不高,而该塑件的生产批量为大批量生产,为提高生产率,降低塑件成本,而且塑件中等大小,所以模具采用一模二腔结构。

2.5.3估算浇注系统凝料体积

参考相关书目可知浇注系统的凝料体积可按塑件体积的0.6倍计算,并且此设计采用一模二腔。

1.所以浇注系统凝料体积和质量为

V浇=2×V塑×0.6=2×37.07×0.6=44.48 cm3; M浇=V浇×1.05=46.70g 2.该模具一次注塑所需塑料的体积为

V总=2×V塑+V浇=2×37.07+44.48=118.62 cm; M总=M塑+2×M浇=46.7+2×38.92=124.54g

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2.5.4注射机型号的选择

依照以上算得的结果,可以确定设备的型号和规格并校核型腔数。注射机的额定注射量为V,每次实际注射量不会超过它理论注射量的80%。则

V=(n×V塑+V浇)/0.8=148.28 cm3

依照以上算得的结果可以初步选定注射机的型号为G54-S200/400型卧式注射机,它的主要技术参数见表3.2。

表2.2 G54-S200/400型注射机主要技术参数 喷 嘴 顶出中心孔直径/ mm SR/ mm 2.6型腔数量的校核

(1)由注射机料筒塑化速率校核型腔数量,计算见式(2.1)。

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n?KMt?m20.8?16.8?50?46.70??16m138.92

大于选定的型腔数目,符合设计要求。

式中, K——注射机最大注射量的实际利用系数,一般取0.8;

式(2.1)

M——注射机的额定塑化速度,该注射机塑化速度为每秒16.8克; T——预塑时间,因塑件比较尺寸中等,壁较薄,取50s; m1——每个塑件的质量,经计算得38.92g ; m2——浇注系统的总质量,经计算得46.70g ;

(2)由注射机额定锁模力校核型腔数量,计算见式(2.2)。

符合要求。

式中, A1——每个塑件投影在分型面上的面积,经UG分析取得13160mm2;

A2 ——浇注系统投影在分型面上的面积,一般为单个塑件投影在分型面上的面积的

n?Fp?PA22540000- 56?3948??3PA156?13162

式(2.2)

0.2-0.5倍,这里经计算取3946mm2;

P——熔体塑料对型腔的成型压力,大小一般是注塑机注射压力的80%,经计算得

56 MPa;

Fp——注塑机的额定锁模力,为2.54X106 N。 所以能够满足2两个型腔数的设计要求。

3 分型面的确定

3.1分型面的选择

3.1.1分型面方案的确定及优化

在塑料模具注塑成型以后,要使用顶杆将塑件推出,而在这之前,需要选择一个面,作为顶出机构的顶出面,而这个面就是所需要的分型面。根据此课题的设计要求,再用UG软件进行分型面的设计时,因为肥皂盒底座设计了多个长条形孔洞作为漏水孔,所以,在进行自动划分分型面时,并不是非常的理想,此时,可以编辑过度曲线,使用型腔分型工具的“边缘修补”命令进行曲线修补,自动修补环形孔,创建补片,然后再指定所需要的分型面。

3.1.2分型面的选择原则

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1)确保塑料制品能够顺利的取出。 2)确保型腔加工方便。

3)保证有较少的型芯和活块的数目。 4)有利于排气。

5)分型面选择时不要发生溢料。

6)根据经验,在注塑时会有气泡,所以所选分型面要尽量有较少的气泡,及增加它的排气功能。

综上所述,应尽量在料流末端创建分型面,并设计在塑件的最大投影截面处,这样不仅使得排气方便,而且还可以使塑件的表面质量得到保障。使用UG软件的自动分模功能创建分型面,此次设计肥皂盒的分型面如图3.1所示。

该塑件采用一模二件成型,型腔布置采用结构堆成排列,这样有利于设计冷却系统和浇注系统,还能保证塑件能够顺利地注射成型。

图3.1分型面

结论

这次的设计涉及很多专业内容,整个过程从使用UG软件完成塑件的建模,在计算相关参数选择模架,设计模具,并使用UG/CAE完成了对型腔模型的加工仿真,最后使用CAD软件完成了二维视图的处理和优化。整个设计过程包括以下内容:

1.了解国内外模具行业的发展状况以及模具发展趋势及发展前景。

2.肥皂盒壁厚为2mm,精度等级为MT6,材料选择ABS,注塑成型周期50 s~220 s 3.确定型腔数为2,采用一模两腔,并列式布局。通过UG软件的分析功能确定单个塑件体积V=37.07cm3和质量M=38.92g,估算注射量,从而选择G54-S200/400型注射机,注射剂注射量为200cm3,锁模力为2540KN,开模行程为260mm,经过校核符合设计要求。

4.使用UG软件自动创建分型面,并自动生成型腔和型芯。再经过多次检验合理的选

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择模架型号,其中L=450mm,W=400mm, AP_h=70mm,BP_h=50mm,CP_h=100mm。

5.为使脱模稳定,避免塑件变形使用8根直径为d=8mm的推杆

6.使用UG软件的注塑模具模块加载相关标准件,通过计算确定冷却管道的直径为D=10mm并创建创建冷却系统。

7.利用UG的加工模块,选择适当刀具、设置切削参数,对模具型腔进行加工仿真,由于塑件表面有曲面,且比较复杂,设计了6道工序,3道粗加工型腔铣和3道精加工固定轮廓铣。

由于此次设计是第一次接触模具设计,所以缺乏对模具的认识,所选塑件结构比较简单,分型面创建容易 ,对于复杂结构的模具的分型面创建和多分型面设计接触较少,这些都需要在以后继续深化了解。以及在做完模具的整体设计后没有使用Moldflow软件对模具的设计合理性进行分析,没有验证是否符合生产要求,这也是需要在这之后进行学习。而且做型腔进行加工仿真,还需要进一步优化,应该考虑加工结果能否满足生产需求,加工工序也需要进行优化调整。

致谢

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