基于proe的攪蒜器結構設計及其注射模具設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 據，為STL格式，無須另外建立網絡。(2) 計算是將膠體視為牛頓流體，即線性的假設。(3) 快速充填分析，可以知道：是否短射，充填時間，氣泡及融合線的位置，壓力，溫度分布等。(4) 內建相當豐富的注塑數據庫，包括世界各知名大廠。 步驟一 打開文件。如圖，建立基準點PNT0。PNT0點即是零件的澆注點。圖25 塑件的模流分析步驟二 創建基準點。如圖 點選下拉式菜單[Applications/應用] —[Plastic Adviser/塑料顧問] —點選{PNT0}—[確定]進入了塑料顧問界面。 圖26 塑料顧問分析界面步驟三 選擇材料。點選第四個圖標，點選如圖27，接著找到Family name/俗稱—[Add]，輸入所選的材料的俗稱，本論文攪蒜器下蓋的材料為ABS。搜尋結果如圖28，根據材料介紹選擇其中一種材料。 圖27 選擇molding window 圖28 選擇廠商材料 圖29 材料參數步驟四 塑模分析。選擇在Pro/E 中完成3D模型設計后，可以直接啟動塑料顧問進行模流分析，不需要建立網格劃分模型。此時要創建點，本課題為PNT0，雖然建立了點，但是在塑料顧問中卻不能顯示基準點，因此在選注射點時就會發生偏差，導致對稱的注件似乎不對稱，這是外掛模塊塑料顧問一個缺點。點選后，要指定注射點，是憑視覺選擇的，如此。接著選擇開始分析圖形按扭，視模型，塑料等情況而定，計算時間長短不一，計算結束時顯示Results Summary (結果摘要)的畫面。鉤選[Molding Window Analysis] —[Start] 彈出 [Molding Window Analysis]對話框，選Gloss,分析結果如圖31。 圖30成型參數窗口 圖31 成型結果窗口圖32 產生分析結果利用塑料顧問對零件的澆口位置、塑料流動性、填充可行性、填充時間、注射壓力、冷卻質量、縮痕等進行分析，分析顯示的塑件的狀態如圖3342所示。 圖33 澆口位置分析 圖34 填充狀態 圖35 填充時間 圖36 注射壓力 圖37 表面溫度變化 圖38 冷卻時間變化 圖39 冷卻質量 圖40 波前溫度 圖41 氣泡分析最后制作報告書塑料顧問能自動將分析結果制作報告書，輸出為網頁模式，直接利用瀏覽器查看。可以點擊 分別加注釋和制作報告書(report),報告書所有文件會集中在數據夾中，打開名為：，瀏覽報告書。(1)澆口位置確定：通過圖33分析可知，藍色區域為零件澆口最佳位置，由于考慮到澆口布置和型腔布局，所以本設計采用零件側澆口。(2)成型工藝參數優選：通過對塑件進行流動性分析，由圖34可知塑件效果為綠色，填充狀況良好，表明塑件比較容易填充。為保證塑件的質量，還必須多次調整注射壓力、注射時間和注射溫度這三個主要成型工藝參數，從中進行優選。圖35中填充時間紅色為最先填充區域，按照填充的先后順序一次是黃色、綠色、藍色。注射壓力是指噴嘴在注射期間施加的壓力，圖36中紅色代表壓力最大的區域，按照壓力由大到小依次為黃色、綠色、藍色。通過了解塑料各個方面的工藝性能，針對所給參數得到的流動結果分析，修正注射時間、注射壓力、注射溫度參數，最后得到比較優化的工藝參數：注射壓力128Mpa、注射溫度203186。C、。(3)塑件冷卻質量分析：此種分析方法可以協助用戶修改造型的幾何，從而避免因冷卻方法造成的變形。分析塑件表面溫度變化，在冷卻質量分析結果中，如圖39，綠色所代表冷卻質量最高，其次是黃色和紅色。在塑件上圓柱表面的顏色為黃色時，表明該區域需要冷卻，因此需對型芯進行冷卻。(4)氣泡分析：注射過程中會存在一些氣體不能夠很好的排除而困在模腔里面，使得流體不能夠填充滿整個模腔。通過分析發現：在塑件的邊沿和圓柱面與底面的交接處會產生氣泡，如圖41，因此需要在分型面上遠離澆口一側開設排氣槽、在型芯與固定板之間應設置排氣間隙。本章主要介紹了攪蒜器下蓋分型面的選擇，包括型腔的布置，以及利用Pro/ENGINEER Wildfire分析零件的厚度和拔模斜度等，都是為設計產品做前期的準備和分析工作，分型面的選擇是零件注塑模具設計的重要環節，它不僅關系到模具的結構的復雜程度，也關系到塑件的成型質量。在本章的最后，攪蒜器下蓋的工程分析中，利用塑料顧問——Plastic Adviser，對塑件做了進一步的分析，確定了澆口的最佳位置，優選了成型工藝參數，找到了排氣的位置，為后續模具設計工作提供了理論依據。4 注塑設備的選用、校核與安裝對于該攪蒜器下蓋的參數在Pro/ENGINEER Wildfire —模型—質量屬性中可以計算得出：M=，V0=。圖43 零件質量屬性 澆注系統凝料體積的初步估算，因為從上述分析中確定為一模四腔，所以塑件成型所需注射量為： 41結合生產實際，注射機的最大注射量是其額定注射量的80%，所以注射機的最大注射量為： 42 鎖模力的計算模具設計時應使注射機的額定鎖模力大于脹模力，即F≥A ,F為注射機額定鎖模力（N）；為塑料熔體在型腔內的平均壓力()；A為制品和澆注系統在分型面上的垂直投影面積（）。因為是一模四腔，—，所以制品的投影面積估算為： 43 44型腔平均壓力P通常為20～40MPa。因為所用材料為ABS，粘度高，精度高，壓力損失大，根據查表應選擇35.，所以鎖模力： 45(4) 最大注射壓力的計算注射機注入的塑料熔體流經噴嘴、流道、澆口和型腔，將產生壓力損耗，一般型腔內平均壓力僅為注射壓力P的1/4～1/2。所以P=/（～）=35/（～）=70～140。根據ABS材料的特性，成型時的注射壓力為60～100。所以最大注射壓力70＜P＜100為了保證正常生產和獲得良好的塑件，在模具設計時應該選擇合適的注射機，選擇注射機時要考慮以下幾個因素：(1) 額定注射量 國產注塑料的容積均表示一次注射量。(2) 額鎖模力 選用注射機的鎖模力必須大于型腔壓力產生開模力，不然模具分型面要分開而產溢料。注射時產生的型腔壓力對柱塞式注射機因注射壓力損失較大，所以型腔壓力約注射壓力的40～70%。(3) 額定注射壓力 如果考慮注射機的最大的注射量，最大成形面積和鎖模力來確定注射機這還是不夠的，選用的注射機注射壓力必須大于成形時所需的壓力。根據每一生產周期的注塑量和鎖模力的計算值,可選用XSZY500型臥式注射機。表41 XSZY500型臥式注射機主要技術參數技術指標名稱技術參數額定注射量/500螺桿直徑/65注射壓力/145注射行程/200加熱功率/14注射方式螺桿式鎖模力/3500最大成形面積/1000模具最大厚度/450模具最小厚度/300動、定模固定板尺寸/700850合模方式液壓機械拉桿空間/540440電動機功率/22最大開合模行程/500液壓泵壓力/機器外型尺寸/650013002000 注塑機有關參數的校核 注射量的校核注射生產中，注射機每個成型周期向模內注入的熔體或質量稱為制品的注射量，其中包括模內澆注系統和飛邊所用的熔體量。根據生產經驗，制品注射量一般不能超過注射機的最大注射量的80%，按注射機的最大注射量校核型腔數量。 46式中：K—注射機最大注射量的利用系數，；—注射機允許的最大注射量，該注射機為400；—單個塑件的品質和體積(g或)，取=；—澆注系統所需塑料質量和體積(g或)，取=4。以上根據所計算得出的結果上式右邊=＞4，所以符合要求。(1) 注射壓力的校核注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品成型需要注射壓力的大小與制品復雜程度、模具結構、塑料品種、注射速度、流動比、噴嘴及模具流到系統以及注射機類型等因素有關，該項工作校核注射機的額定壓力能否滿足塑件成型時所需要的注射力,生產實踐中一般為70150，k為注射壓力安全系數，~。所以 =100=130，而=145。注射壓力校核合格。(2) 鎖模力校核高壓塑料熔體充滿型腔時，會產生很大的力，使模具沿分型面漲開，該力等于制品澆注系統在分型面上的投影面積之和乘以型腔內熔體的壓力,即為作用在這個面積上的總力，該力稱為工藝鎖模力，它必需小于注射機的額定鎖模力，否則在注射成型過程中會因為鎖模不緊出現漲模溢料現象。注射時塑料熔體進入型腔內仍然存在較大壓力。為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質量，注射機必須提供足夠的鎖模力。它同注射量一樣，也反映了注射機的加工能力，是一個重要的參數。為使注射時不發生溢料和漲模現象，及滿足下式： 47式中: A—制品的投影面積mm； —鎖模力安全系數，~；F—注射機的額定鎖模力； —ABS的型腔平均壓力為35。 35=,而F=3500KN，所以鎖模力校核合格。本章選用了合理的注塑機，并對注射量、注射壓力等主要技術參數進行校核。5 澆注系統設計澆注系統是指塑料熔體從注射機噴嘴出來以后，到達型腔之前在模具中所流經的通道，其作用是將熔融狀態的塑料從噴嘴處平穩地引到模具的型腔，并在熔體充填和固化的過程中將注射壓力和保壓力傳遞到塑料制品的各個部位，以獲得組織致密、外行清晰、表面光潔和尺寸精確的塑料制品。澆注系統由主流道、分流道、澆口和冷料穴等四部分組成。澆注系統的設計對注射成形效率和質量有直接影響。 澆注系統設計原則在設計澆注系統時要考慮下列因素：(1)塑料的成形特性 (2)制品的大小及形狀 (3)模具成形制品的型腔數 (4)制品的外觀(5)注射機安裝范本的大小 (6)成形效率。(1) 主流道尺寸主流道是指連接注射機噴嘴與分流道的塑料熔體通道，是熔體注入模具最先經過的一段流道。其形狀、大小會直接影響熔體的流動速度和注射時間。為了使凝料能從主流道中順利拔出，將主流道設計成圓錐形。設計主流道截面直徑時，應該注意噴嘴和主流道對中。為了補償對中誤差并解決凝料的脫模問題，~1mm。根據所選注塑機,①主流道小端尺寸為d=注塑機噴嘴尺寸+(～1)=3+=。②主流道球面半徑為:SR=噴嘴球面半徑+(1～2)=18+2=20mm。③球面配合高度 h=3～5mm,取h=3mm。④在保證制品成形的條件下，主流道的長度應盡可能短，以減小壓力損失，取主流道的長度為:L=40mm。 　 圖44　主流道截面 圖45　主流道3D圖(2) 主流道襯套形式 本設計雖然是小型摸具，但為了便于加工和縮短主流道長度，襯套和定位圈還是設計成分體式，主流道長度取50mm，約等于定模板的厚度。襯套如圖所示，材料采用T10A鋼，熱處理淬火后表面硬度為100 圖46 主流道襯套由于注射成形時，注射機對模具施加的壓力很大，主要作用于主流道襯套上，且主流道與高溫塑料熔體和注射機噴嘴反復接觸和碰撞，所以一般不將主流道直接開在定模上，而是單獨將它開在一個主流道襯套中，通常在淬火后嵌入模具中，這樣在損壞時便于更換和修磨,選用T10A碳素鋼,熱處理硬度為50HRC～55HRC。 分流道設計良好的分流道是主流道與交口之間的料流通道，是塑料熔體由主流道流入型腔的過度段，負責將熔體的流向進行平穩轉換，在多型腔模具中起著將熔體向各個型腔分配的作用。分流道設計原則如下：以最短的路程、最小的熱量損失，將熔體快速地輸入型腔。材料必須能在相同的溫度、壓力條件下，從各個澆口同時向型腔進料。考慮到節省材料與冷卻條件，分流道的表面積/體積比應盡可能的小。分流道應能滿足壓力和保持理想的填充狀態，使塑料熔體盡快地經分流道均衡地分配到各個型腔，因此，本設計采用平衡式分流道，分流道的截面形狀采用圓形，為了減少流道內的壓力損失和傳熱損失，希望流道的截面積大、表面積小。為此用流道截面積與周長的比值來表示流道的效率。其中圓形的效率最高。(1) 分流道的長度根據型腔在分型面上的排布情況，分流道為二級流道。分流道長度應盡可能短，且折彎少，以便減少壓力損失和熱量損失，節約塑料的原材料和降低能耗。第一級分流道 =60mm；第二級分流道 =10mm。 (2) 分流道的直徑對于壁厚小于3mm,質量200g以下的塑料制品,可以采用如下的經驗公式確定分流道的直徑(～) 51式中 D——流道的直徑，mm； m——制品的質量，g； L——分道的長度，mm。根據以上模型分析的得出的結果,塑料制件的質量=，D=根據塑料的品種為ABS,其常用的分流道直徑選6mm為分流道的直徑，其分流道的截面如圖所示圖47 零件分流道布局澆口亦稱進料口，是連接分流道與型腔的熔體通道，澆口的設計與位置的選擇恰當與否，直接關系到塑件能否被完好