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模具技術

注塑模具CAD/CAM設計

發布日期:2014-08-08 10:14:26

注塑制品的廣泛應用使注塑模具得到了迅猛發展,對注塑

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圖2 最佳澆口位置

2.2 澆注系統的建立 

根據分析所得的最佳澆口位置與塑件的使用要求,本設計采用點澆口,如圖3所示。這類澆口由于前後兩端存在較大的壓力差,能增大塑料熔體的剪切速率并産生較大的剪切熱,從而導緻熔體的表面鑽度下降,流動性增加,有利于型腔的充填。

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圖3 澆注系統模拟

2.3 充填分析模拟 

圖4所示為充模時間分析結果。從圖4可以看出,填充時間為1.695s,熔體幾乎同時到達模腔兩端,可以滿足要求。

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圖4 充填分析模拟

2.4 冷卻分析模拟 

注塑模具可作為一種熱交換器,如果冷卻介質不能及時有效的帶走必須帶走的熱量,不能實現均一的快速冷卻,則在一個成型周期内就不能維持熱平衡,會使塑件内部産生應力而導緻變形或開裂,從而無法進行穩定的模塑成型。因此,冷卻分析是必要的。根據塑件形狀及綜合考慮模具其他零部件的設置,設計了如圖5所示的冷卻系統。從圖5可以看出,冷卻水進出口溫度相差0.06℃,滿足冷卻水溫差小于2.5℃的要求。冷卻系統對塑件溫度的影響如圖6所示,塑件表面溫度基本一緻,冷卻較均勻,有利于提高塑件的形狀精度。

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圖5 冷卻水進出口溫度模拟

2.5 翹曲分析模拟 

圖7所示為總體變形量及各個方向變形情況。從圖7可以看出,總體和X方向上的變形較大,而Y和Z方向上則變形相對較小。

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圖7 翹曲分析模拟

2.6 型腔内的壓力分布 

圖8所示為熔體充滿型腔瞬間的型腔壓力分布。從圖8可以看出,壓力分布較為均勻。 

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圖8 型腔内的壓力分布

2.7 鎖模力 

圖9為鎖模力時間曲線。從圖9可以看出,所需最大鎖模力約為0.5226t,故可根據此值選擇合适注射機以獲得足夠的鎖模力。

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3 基于Pro/E的三維分模 

由于塑件的曲面較多,直接根據産品工程圖進行比較困難,因此,利用Pro/E進行三維分模,生成三維型腔和型芯,可以免去傳統設計方法中員對複雜型腔、型芯的二維和三維的空間想象,可以降低設計難度和模具加工難度,并可提高模具的設計精度。 

三維分模的步驟如下: 

(1)創建模具模型。圖10所示為調入到Pro/E模具型腔中的塑件,本模具采用一模兩腔。 

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一模兩腔

(2)創建毛坯。用拉伸的方式創建出80mmX 48mm X 40mm的毛坯。 

(3)設置收縮率。按鍵塑件精度要求一般,原材料選取ABS塑料材料,其收縮率範圍較小,按全尺寸收縮,設置收縮率為0.016。 

(4)創建分型面。 

(5)澆注系統的設計。 

(6)創建澆鑄件。首先以分型面分割模具體積塊,分割出側型芯體積塊以及主型芯和型腔體積塊,并抽取模具元件,最後創建澆鑄件。

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(7)加入冷卻系統。最終的三維分模爆炸圖。 

4 模具型腔的加工 

将生成的模具型腔導人到MasterCAM軟件中,設置好加工參數和刀具加工路徑後,利用MasterCAM軟件系統所提供的零件加工模拟功能,能夠觀察切削加工的過程,檢測工藝參數的設置是否合理,零件在實際加工中是否存在幹涉等,最終生成刀位文件,通過後置處理器生成NC代碼。 

5 結論 

模具CAD/CAE/CAM技術是模具技術發展的一個重要裡程碑。在模具開發中應用Pro/E軟件建立産品實體模型,應用CAE技術對注塑成型過程進行模拟分析,進而優化工藝參數與模具結構,同時根據産品模型生成模具型芯、型腔。采用CAM軟件編程加工可有效縮短制造周期、提高生産效率、解決制造瓶頸。通過CAD/CAE/CAM技術可以提高産品質量,縮短産品開發周期、有效地降低設計和開發成本,從而提升企業市場競争的能力。

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