畢業(yè)論文--汽車內(nèi)飾件的注塑成型工藝分析與模具設(shè)計-資料下載頁

【導(dǎo)讀】濟中占有重要地位。求，起著不可替代的作用。本文以汽車內(nèi)飾件為具體實例進行注塑工藝分析與。模具設(shè)計，除了工藝分析計算，還包括Moldflow成型過程模擬和UG模具設(shè)計。形零件、導(dǎo)向定位機構(gòu)、脫模機構(gòu)、側(cè)抽芯機構(gòu)及冷卻系統(tǒng)。卻系統(tǒng)，提高模具的質(zhì)量。同時，應(yīng)用UG的Moldwizard模塊進行模具設(shè)計，充分運用標準件，提高設(shè)計效率。

　　

【正文】 準推9 脫模機構(gòu)設(shè)計 32 桿，材料為 T8A； K — 安全系數(shù)，通常取 2~?K ； l — 推桿長度，根據(jù)所選模架，取 mml 320? ； eQ — 脫模力； E — 推桿材料的彈性模量（ MPa），取 105MPa； n — 推桿根數(shù)； 4152 2 1 3 3 5 . 8 03 2 0210 ???????????? n即 ?n ，選用 17 根推桿。 強度校核 MP aMP adn Q sec 22 ???????? ???? 式中， eQ — 脫模力； n — 推桿根數(shù)； d — 推桿直徑； s? — 推桿材料的屈服點（ MPa），查《機械設(shè)計實用手冊》表 ，MPas 930?? ； 通過以上計算，所選用推桿滿足要求，根據(jù)表 得，其參數(shù)如下： mmd 10? ， mmD 16? ， mmS 5? ， mmL 400? 材料： T8A （ 2） 復(fù)位零件設(shè)計 利用復(fù)位桿使脫模機構(gòu)復(fù)位； 根據(jù)所選標準模架，選用四根 mmd 25? 的標準推桿做復(fù)位桿，其參數(shù)如下： mmd 25? ， mmD 32? ， mmS 10? ， mmL 315? （需加工到 mm274 ）； 材料 ： T8A （ 3） 固定零件設(shè)計 通常將推桿凸肩壓在推出固定板的沉孔和推板之間，兩 板之間用螺釘緊固。所有的推桿應(yīng)對沉孔深度放出余量，在固定板上插入推桿后，再將之與固定板一起磨去余量，以保證所有桿件的凸肩高度與沉孔深度完全一致，避免推桿在高度方向上的竄動。 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 33 d+0.8dd+0.8d+4d+6( 2 3 ) d 圖 92 推桿與推桿固定板的連接方式 （ 5） 定位零件設(shè)計 限位釘可將脫模機構(gòu)限制在正確位置，此外，還能防止脫模機構(gòu)在復(fù)位時受異物障礙，因為在限位釘頭部與推板所形成的空隙中可容納污垢； 查《中國模具設(shè)計大典》表 得：選用標準限位釘，其參數(shù)如下： mmd 12? ， mmD 20? ， mmS 6? ， mmL 20? （ 5） 導(dǎo)向零件設(shè)計 為了保證脫模機構(gòu)運動平穩(wěn)靈活，避免發(fā)生傾斜、卡死現(xiàn)象，采用導(dǎo)套導(dǎo)柱進行導(dǎo)向； 根據(jù)《中國模具設(shè)計大典》表 得：導(dǎo)柱直徑選用 mm25 ； 查《中國模具設(shè)計大典》表 ，選用標準有肩導(dǎo)柱 mmd 25? ， mmL 200? ，mmL 501 ? ，材料選用 20 鋼，熱處理 滲碳 ～ 淬硬 56～ 60HRC； 查《中國模具設(shè)計大典》表 ，選用標準帶頭導(dǎo)套Ⅱ型 mmd 25? ， mmL 40? ，材料選用 20 鋼，熱處理 滲碳 ～ 淬硬 56～ 60HRC； 導(dǎo)向零件設(shè)計示意圖如圖 93 所示。 9 脫模機構(gòu)設(shè)計 34 d ( H 7 / f 7 )d ( H 7 / k 6 )40160 圖 93 脫模機構(gòu)的導(dǎo)向裝置 澆注系統(tǒng)凝料脫出限位機構(gòu)設(shè)計 采用拉料桿拉斷點澆口的形式 脫出澆注系統(tǒng)凝料，參考《先進注塑模 330 例設(shè)計評注》圖 166。 （ 1） 螺釘設(shè)計 查《機械設(shè)計實用手冊》表 ，選用內(nèi)六角圓柱頭螺釘； 錯略估算螺釘長度， mmH 1 9 040501 0 0 ???? ，選用 M30 內(nèi)六角圓柱頭螺釘。 （ 2） 彈簧設(shè)計 查《機械設(shè)計實用手冊》表 得：彈簧端部結(jié)構(gòu)形式采用兩端圈并緊并磨平，支承圈數(shù) 2?zn ； 查《機械設(shè)計實用手冊》表 得：選用標準圓柱螺旋壓縮彈簧，初選彈簧直徑mmd 4? ，彈簧中徑 mmD 40? ，節(jié)距 mmt ? ，有效圈數(shù) ~?n （選用 ），變形量 nfs ? ，最大心軸直徑 mmDx 32? ； 有上列尺寸推算所選彈簧的其余尺寸，如下： ① 總?cè)?shù) 1n ????? znnn 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 35 ② 彈簧自由高度 0H ? ? mmdnntH z 5 )(0 ????????? ③ 并壓高度 bH ? ? mmdnH b ????? 經(jīng)過以上計算，最終選用 M30,公稱長度 mml 200? 的內(nèi)六角圓柱頭螺釘，其中，螺紋長度 mm20 ，起限位作用；彈簧選用直徑 mmd 4? ，彈簧中徑 mmD 40? ，節(jié)距 mmt ? ，有效圈數(shù) ~?n （選用 ），變形量 nfs ? ，最大心軸直徑 mmDx 32? ，限位裝置如圖 94 所示。 2003010055205 圖 94 限位裝置 10 抽芯機構(gòu)設(shè)計 36 10 抽芯機構(gòu)設(shè)計 側(cè)抽機構(gòu)選擇 分析塑件特點，因為凹槽和孔均在塑件中間，不能采用側(cè)滑塊，所以采用斜推桿內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)。 抽拔距計算 抽拔距一般取側(cè)孔深度加上 2～ 3mm，公式如 下： 3~21 ??SS 式中， 1S — 側(cè)凹分開至不影響塑件脫模的距離（ mm），利用 UG 測得： mmS 51 ? ； mmSS 83~21 ??? 斜推桿的斜角 ? 已知脫模行程 mmS 80?脫 ，側(cè)抽距 mmS 8? ，計算斜角 ? 得： ???? a ncSt a nc arSar 脫? 所以，斜推桿的斜角 ? 取 6176。 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 37 11 注塑機與注射模的關(guān)系 安裝參數(shù)校核 （ 1） 噴嘴尺寸 澆口套孔徑為 mm8 ，球半徑為 mm21 ，注塑機噴嘴口孔徑為 mm7 ，球半徑為 mmSR20 ，滿足要求； （ 2） 最大與最小模厚 模架總高度 mmH 5254016016012540 ?????? ，滿足注塑機要求（ 最大模具厚度mm1050 ；最小模具厚度 mm450 ）； 開模行程校核 雙分型面注射模的開模行程校核公式如下： 10~521 ???? aHHH 式中， 1H — 塑件推出距離（ mm ）； 2H — 塑件在分型面以上的高度 （ mm ）； a — 定模板和型腔板之間分離距離（ mm ）； mmaHHH 31010~51001258010~521 ????????? 而注塑機移模行程 mm1000 ，滿足要求。 成型過程模擬 38 成型過程模擬 塑件平均厚度 在 UG 中打開塑件，并均勻測量塑件五個點的厚度，塑件平均厚度3h為 mmh ????? 導(dǎo)入實體 從 UG 中導(dǎo) 出 STL 格式并導(dǎo)入 Moldflow 中，塑件原型如圖 121 所示。 圖 121 汽車內(nèi)飾件 劃分網(wǎng)格 網(wǎng)格邊長度一般取塑件平均厚度的 3~2 倍，所以取網(wǎng)格邊長為 并劃分網(wǎng)格，由圖 122 可知，網(wǎng)格劃分后存在大幅度失真。 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 39 圖 122 網(wǎng)格 重新網(wǎng)格劃分 取邊長為 10mm，重新劃分網(wǎng)格，還是存在大量失真，所以考慮可能是導(dǎo)入文件格式不好，選用 IGES 格式，并設(shè)定邊長為 10mm（雖然理論上網(wǎng)格邊長為平均厚度的 2～ 3倍，但通過網(wǎng)格修復(fù)發(fā)現(xiàn)，對于微型結(jié)構(gòu)，均需要插入點來修復(fù)，所以可以適當放大，即取 10mm），重新劃分網(wǎng)格如圖 123 所示，從圖 123 中可知，失真現(xiàn)象已經(jīng)消失。 圖 123 網(wǎng)格 成型過程模擬 40 網(wǎng)格診斷并修復(fù) 網(wǎng)格劃分完成后，查看網(wǎng)格統(tǒng)計（ Mesh Statistics），見圖 124。 圖 124 網(wǎng)格統(tǒng)計 （ 1） 縱橫比診斷 網(wǎng)格縱橫比指的是三角形的最長邊與三角形的高的比值，過大的縱橫比會影響分析結(jié)果的準確性，推薦值取 6～ 10。執(zhí)行 Mesh 中縱橫比診斷（ Aspect Ratio Diagnostic）命令，此時縱橫比大于 10 的所有三角形網(wǎng)格均會顯示出來，如圖 125 所示。 圖 125 縱橫比診斷 使用 Mesh Tools 中的 Merge Nodes、 Swap Edge、 Insert Nodes、 Align Nodes 等修復(fù)工山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 41 具修復(fù)網(wǎng)格，直至所有網(wǎng)格均小于 10，查看 Mesh Statistics，根據(jù)圖 126 可知，所有網(wǎng)格的縱橫比均小于 10。 圖 126 網(wǎng)格統(tǒng)計 （ 2） 單元定向診斷、重復(fù)交叉診斷和自由邊診斷 查看 Mesh Statistics，根據(jù)圖 126 可知，自由邊數(shù)為 56，非 交疊邊數(shù)為 1，非定向單元數(shù)為 5，互相交叉單元數(shù)為 7，所以需要進行單元定向診斷、重復(fù)交叉診斷和自由邊診斷。 ① 執(zhí)行單元定向診斷，并執(zhí)行 Orient all，即可實現(xiàn)單元定向； ② 執(zhí)行重復(fù)交叉診斷，并刪除重復(fù)交叉網(wǎng)格； ③ 執(zhí)行自由邊診斷，使用 Mesh Tools 中的 Fill Hole 功能修復(fù)網(wǎng)格。 反復(fù)診斷、修復(fù)后，最終結(jié)果如圖 127 所示。 成型過程模擬 42 圖 127 網(wǎng)格統(tǒng)計 澆注系統(tǒng)分析 （ 1） 最佳澆口位置分析 選用 ABS 塑料，成型工藝參數(shù)采用默認值進行分析，分析結(jié)果如圖 128 所示。 圖 128 最佳澆口位置 Maximum design clamp force = Maximum design injection pressure = 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 43 Remended gate location(s) are: Near node = 6149 （ 2） 澆口位置的確定 當某個位置的因子接近于 1 時，表示這個位置是最佳的澆口位置，但考慮到產(chǎn)品外觀要求，可將澆口設(shè)在塑件的一側(cè)，采用側(cè)澆口（扇形澆口）進行注射。為了縮短流道長度，便于充填，可將側(cè)澆口設(shè)在長 邊上。側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果就近設(shè)澆口和拉料桿，容易發(fā)生干涉。為了保證模具結(jié)構(gòu)均勻分布，可將澆口設(shè)在遠離側(cè)抽芯的長邊上。 綜上分析，將澆口設(shè)在遠離側(cè)抽芯的長邊上，分別在長邊的偏右、中間及偏左設(shè)置澆口，進行 Fill分析： ① 分別選中任務(wù)視窗面板上澆口偏右、澆口在中間與澆口偏左的填充時間（ Fill time）分析結(jié)果繪圖，此時各窗口如圖 129 所示。 （ a）澆口偏右 (b) 澆口在中間 (c) 澆口偏左 圖 129 填充時間 澆口偏右及澆口偏左充填 不平衡，同時，充填時間較長；澆口在中間充填比較平衡，同時，充填時間短，所以充填效果好。 成型過程模擬 44 ② 分別選中任務(wù)視窗面板上澆口偏右、澆口在中間與澆口偏左的熔體流動前沿溫度（ Temperature at flow front）分析結(jié)果繪圖，此時各窗口如圖 1210 所示。 （ a）澆口偏右 （ b）澆口在中間 (c) 澆口偏左 圖 1210 流動前沿溫度 澆口偏右 的流動前沿溫度范圍： ～ ℃； 澆口偏左 的流動前沿溫度范圍： ～ ℃ ； 澆口在中間 的流動前沿溫度范圍： ～ ℃ ； 由以上結(jié)果可知，熔融塑料的溫度在 230℃ 左右，澆口在中間流動前沿溫度與料溫更為接近，塑件充填效果更好。 ③ 分別選中任務(wù)視窗面板上澆口偏右、澆口在中間與澆口偏左的體積剪切速率（ Shear rate， bulk）分析結(jié)果繪圖，此時各窗口如圖 1211 所示。 山東大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計） 45 (a) 澆口偏右 (b) 澆口在中間 (c) 澆口偏左 圖 1211 體積剪切速率 澆口偏右 的體積剪切速率范圍： 0～ 93845 1?s ； 澆口偏左 的體積剪切速率范圍： 0～ 86357 1?s ； 澆口在中間 的體積剪切速率范圍： 0～ 101600 1?s ； 由以上結(jié)果可知，澆口偏左的體積剪切速率最小，澆口在中間的體積剪切速率最大，澆口位置越偏離中間，體積剪切速率越小，所以可將澆口設(shè)在中間偏左一點，這樣，有利于減小體積剪切速率，防止塑料熔體裂解等。 ④ 分別選中任務(wù)視窗面板上澆口偏右、澆口在中間與澆口偏左的注射點壓力（ Pressure at injection location： XY Plot）分析結(jié)果繪圖，此時各窗口如圖 1212 所示。 成型過程模擬 46 (a) 澆口偏右 (b) 澆口在中間 (c) 澆口偏左 圖 1212 澆口處壓力 澆口偏右 注射壓力為 110MPa； 澆口偏左 注射壓力為 105MPa； 澆口在中間 注射壓力為 102MPa； 由以上結(jié)果可知，澆口在中間 注射壓力 最小，注塑機所需提供的壓力也最小。 ⑤ 分別選中任務(wù)視窗面板上澆口偏右、澆口在中間與澆口偏左的鎖模力曲線（ Clamp force： XY Plot）分析結(jié)果繪圖，此時各窗口