在注射模具的設(shè)計中,分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素,其設(shè)計質(zhì)量對塑件品質(zhì)、模具使用和制造工藝有很大的影響。一般,分型面是基于塑件的外形結(jié)構(gòu)、型腔排列和澆口位置確定。于同敏等提出了基于事例推理的注塑模分型面設(shè)計方法,從理論上探索了分型面設(shè)計的新方法。劉保臣等討論了在Pro/E中各種分型面設(shè)計方法的優(yōu)缺點。郭光宜等針對直壁矩形深孔的分型面中增加了斜度,修改了分型線,以便于制品拔模。周曉華等根據(jù)下罩的形狀特點,將分型面設(shè)計為由幾個帶角度的面相交而成,從而簡化模具結(jié)構(gòu)。下面將根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特征,通過優(yōu)化分型線實現(xiàn)優(yōu)化分型面的目的,以簡化模具結(jié)構(gòu)。
1 制品成型工藝分析
面殼的原材料為ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物),是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的工程塑料之一,其成型性能好,收縮率僅為0.5%。成型后制品精度高,綜合力學(xué)性能好。
制品的最大尺寸為60.1mm*51.7mm*24.6mm,平均厚度為0.85mm,屬于小型薄壁制品;制品輪廓復(fù)雜,形狀不規(guī)則,底部有較多的加強筋。
圖1為制品的拔模分析結(jié)果。由圖1可知,制品有足夠的拔模斜度,易于成型;但制品側(cè)面為豎直面,必須手工將其分配到型腔或型芯的一側(cè);A處孔壁的拔模斜度有+、-、0三種情況,孔的修補難度較大;B處空隙為多個不同方位曲面的交匯所得,結(jié)構(gòu)特殊,修補難度極大。
圖1 制品的拔模分析
綜上所述,該制品易于成型,但制品中有較多復(fù)雜孔,修補困難;制品輪廓結(jié)構(gòu)復(fù)雜,分型面設(shè)計較為困難。
2 分型面的設(shè)計
確定分型面時應(yīng)遵循以下原則:1)應(yīng)使模具結(jié)構(gòu)盡量簡單;2)有利于塑件的順利脫模;3)保證產(chǎn)品的尺寸精度;4)不影響產(chǎn)品的外觀質(zhì)量;5)保證型腔的順利排氣。分型之前,需要修補制品破孔、創(chuàng)建分型線和分型面。利用對應(yīng)方法對孔進行修補。
2.1 分型面的自動設(shè)計
利用NX6.0中的自動搜索功能,得到的分型線如圖2(a),分型線位于制品的下邊緣;對分型線進行調(diào)整,圖2(b)為分型面。
圖2 分型線和分型面
由圖2可知,制品的豎直面全部分在了型腔一側(cè),不利于制品留于動模,可能造成模具推出機構(gòu)復(fù)雜化;另外,分型面不平整、不規(guī)則,影響模具的制造和裝配。
2.2 分型面的優(yōu)化設(shè)計
由于制品側(cè)面上邊緣比較規(guī)則,故將分型線取在上邊緣,以簡化分型面,同時保證制品留在動模,便于制品推出。為了進一步簡化分型面,對制品分型線進行規(guī)則化處理,見圖3。其中A處,添加一條直線作為分型線,減少分型線的轉(zhuǎn)折,將面拆分為上下兩部分,上部分配到型腔,下部分配到型芯;B處添加一個補片,保證分型線與左側(cè)直線連續(xù);C處添加一條直線代替原有的圓弧分型線,將面分割并添加到相應(yīng)區(qū)域;D處采用面分割、添加直線、重新分配面所在的區(qū)域,編輯分型線使其簡化。
圖3 制品局部分型線的規(guī)則化處理
優(yōu)化后的結(jié)果見圖4,優(yōu)化后的分型線和分型面簡單、規(guī)則,易于保證配合精度。完成后的成型零件見圖5,可見型腔和型芯表面平整、結(jié)構(gòu)簡單,易于制造;制品側(cè)面被分配到動模,保證了制品留于動模。
圖4 優(yōu)化后的分型線及分型面
圖5 成型零件
3 模具總體結(jié)構(gòu)及工作過程
該模具采用一模兩腔,平衡式布局,選擇直澆口模架,采用潛伏式澆口、S型分流道,采用推桿推出,動、定模均設(shè)計了循環(huán)式冷卻系統(tǒng),模腔內(nèi)氣體能從分型面及推桿間隙排出,模具結(jié)構(gòu)緊湊,總體裝配結(jié)構(gòu)見圖6。
圖6 面殼注塑模具結(jié)構(gòu)
1-動模座板;2-推板;3-推桿固定板;4-推桿1;5-拉料桿;6-推桿2;7-內(nèi)六角螺釘;8-密封圈;9-型芯;10-動模板;11-型腔;12-定模板;13-內(nèi)六角螺釘;14-水嘴;15-定模座板;16-定位圈;17-澆口套;18-銷釘;19-內(nèi)六角螺釘;20-內(nèi)六角螺釘;21-導(dǎo)套;22-導(dǎo)柱;23-復(fù)位桿;24-吊環(huán);25-內(nèi)六角螺釘;26-推桿3;27-墊塊;28-內(nèi)六角螺釘
如圖6所示,注射結(jié)束后,模具在分型面打開,制品脫離定模并包緊在型芯9上,主流道在拉料桿5的作用下脫離澆口套17。開模結(jié)束后,推桿4,6,26將制品從型芯9上推出,拉料桿5將澆注系統(tǒng)推出。合模時,動定模在導(dǎo)柱22和導(dǎo)套21的作用下準(zhǔn)確合模,同時利用型芯9和型腔11上的4個鎖緊虎口進一步提高合模精度;推桿在復(fù)位桿23的作用下順利復(fù)位。
4 充模及翹曲的有限元分析
注射成型計算機輔助工程(CAE)分析可以為模具設(shè)計和制造提供可靠、優(yōu)化的參考數(shù)據(jù)。以翹曲值為目標(biāo),對該模具結(jié)構(gòu)進行模流分析,以優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)。
4.1 原始分析結(jié)果
原始分析結(jié)果見圖7。
圖7 原始分析結(jié)果
熔體充填時間為0.26s,能實現(xiàn)快速充模。翹曲分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),最大翹曲值為1.02mm,超過了制品的公差,需要優(yōu)化工藝參數(shù),以減小制品翹曲。
4.2 優(yōu)化后分析結(jié)果
對保壓壓力和冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化后,分析結(jié)果見圖8,熔體充填時間增加到0.34s,比原始方案時間稍長,對注塑周期影響不大;最大翹曲值減小到0.7mm,并且大部分區(qū)域的翹曲值在0.2mm內(nèi),滿足制品的公差,較原始方案有較大改善。
圖8 優(yōu)化分析結(jié)果
5 結(jié)語
通過對分型面的優(yōu)化設(shè)計,降低了成型零件的制造難度、提高了分型面的配合精度。經(jīng)實踐驗證,該模具結(jié)構(gòu)合理、工作穩(wěn)定、效率高,制品合格,其精度與CAE分析結(jié)果基本吻合。在面殼注射模具設(shè)計中,主要解決了以下技術(shù)問題:1)根據(jù)制品孔壁拔模特性,通過修補孔及分配區(qū)域?qū)崿F(xiàn)分型線的重定義;2)通過面分割和編輯分型線,對分型面進行了優(yōu)化,提高了合模精度,降低了成型零件的制造難度;3)通過有限元分析,優(yōu)化了注射工藝參數(shù),提高了制品質(zhì)量。
核心關(guān)注:拓步ERP系統(tǒng)平臺是覆蓋了眾多的業(yè)務(wù)領(lǐng)域、行業(yè)應(yīng)用,蘊涵了豐富的ERP管理思想,集成了ERP軟件業(yè)務(wù)管理理念,功能涉及供應(yīng)鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業(yè)務(wù)領(lǐng)域的管理,全面涵蓋了企業(yè)關(guān)注ERP管理系統(tǒng)的核心領(lǐng)域,是眾多中小企業(yè)信息化建設(shè)首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉(zhuǎn)載請注明出處:拓步ERP資訊網(wǎng)http://www.ezxoed.cn/
本文標(biāo)題:基于復(fù)雜分型面的面殼注射模具設(shè)計
本文網(wǎng)址:http://www.ezxoed.cn/html/solutions/14019319783.html