贵州大学机械工程学院材料成型班毕设设计之前的一次综合设计报告.pdf
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材 料 成 型 及 控 制 工 程 系模 具 CAD/CAE 综 合 设 计 报 告姓 名 ：班 级 ：学 号 ：指 导 教 师 ：一 、 零 件 CAD 特 征 建 模通 过 分 析 老 师 给 的 图 形 进 行 结 构 分 析 ， 测 量 基 本 尺 寸 ， 通 过 特 征建 模 ， 绘 制 得 如 下 零 件 选 取 材 料 ABS， 软 件 将 会 计 算 出 该 零 件 的体 积 ， 质 量 ， 等 方 便 我 们 设 计 者 下 步 的 设 计 分 析二 、 零 件 注 塑 成 形 CAE 过 程 分 析 与 模 拟在 UG 建 好 的 CAD 特 征 建 模 零 件 导 出 .stl 文 件 ,在 MOldfow 软 件中 对 零 件 注 塑 流 动 分 析 1、 首 先 进 行 网 格 划 分 ， 诊 断 ， 修 复 ；2、 浇 口 位 置 分 析 ， 得 出 最 佳 浇 口 位 置 ， 如 下 图 ， 观 察 就 得 出 浇口 位 置 ， 方 便 设 计 者 选 择 浇 口 位 置 ，3、 零 件 要 求 使 用 大 批 量 生 产 ， 确 定 设 计 为 一 模 两 件 ， 通 过 软 件 中 镜像 、 移 动 、 旋 转 等 工 具 对 零 件 进 行 排 布 ，4、 进 行 浇 注 系 统 的 设 计 及 冷 却 水 路 ；浇 注 系 统 的 设 计 的 原 则 ：1、 流 程 应 尽 量 短 2、 防 止 型 芯 变 形 和 嵌 件 位 移 。
3、 修 整 应 尽 量 方便 4、 防 止 制 品 变 形 和 翘 曲 5、 应 与 塑 料 品 种 相 适 应 6、 合 理 设 计 冷料 穴 7、 尽 量 减 少 塑 料 消 耗 设 计 浇 注 系 统 时 还 应 注 意 模 腔 的 数 量 与废 料 置 、 制 品 的 外 观 和 性 能 、 制 品 形 状 与 尺 寸 等 问 题 对 系 统 的 制 约 ，以 及 注 射 机 上 模 具 固 定 板 对 侧 浇 口 位 置 的 要 求刚 开 始 设 计 的 是 潜 伏 浇 口 ， 但 考 虑 潜 伏 浇 口 会 增 加 模 具 加 工 难 度 ， 增加 加 工 成 本 ， 从 经 济 性 考 虑 不 符 合 设 计 原 则 ； 在 综 合 考 虑 下 选 择 的 是5、 选 择 材 料 为 ABS； 及 选 择 分 析 系 列 为 冷 却 +充 填 +保 压 +翘 曲 ； 对工 艺 数 据 进 行 设 置 ， 这 个 零 件 是 后 壁 零 件 ， 翘 曲 变 形 不 是 主 要 问 题 ，适 当 调 整 变 形 因 素 ， 还 要 考 虑 其 收 缩 率 ， 及 熔 接 痕 等熔 接 痕 的 产 生 原 因 和 解 决 方 法产 品 接 痕 通 常 是 由 于 在 拼 缝 处 温 度 低 、 压 力 小 造 成 。
⑴ 温 度 问 题 ：① 料 筒 温 度 太 低 ； ② 喷 嘴 温 度 太 低 ； ③ 模 温 太 低 ； ④ 拼 缝 处 模 温太 低 ； ⑤ 塑 料 熔 体 温 度 不 均 ⑵ 注 塑 问 题 ：① 注 射 压 力 太 低 ： ② 注 射 速 度 太 慢 产 生 翘 曲 变 形综 合 因 素 变 形 显 示 产 品 总 体 翘 曲 变 形 量 ， 包 含 了 各 个 因 素 所 引 起 的 翘曲 变 形 可 以 调 节 温 度 （ 模 温 、 料 温 ） ， 保 压 时 间 ， 冷 却 水 道 ， 浇 注系 统 等 来 减 小 翘 曲 变 形 塑 件 的 收 缩 对 产 品 的 质 量 、 模 具 的 设 计 和 制 造 带 来 较 大 影 响影 响 塑 件 收 缩 率 的 因 素 一 般 来 说 有 以 下 几 条 1)成 型 压 力 熔 体 在 进 入模 具 型 腔 后 的 压 力 相 当 高 ， 这 种 压 力 使 熔 体 的 密 度 加 大 ， 因 此 ， 型 腔内 的 压 力 越 大 ， 成 型 后 的 收 縮 越 小 ，三 、 模 具 结 构 CAD 设 计1、 产 品 工 艺 性 分 析1、 材 料 性 能 ABSABS 为 热 塑 性 材 料 ， 密 度 为 1.02~1.05g/cm3， 拉 伸 强 度30~50Mpa， 弯 曲 强 度 41~76Mpa， 拉 伸 弹 性 模 量 1587~2277Mpa， 弯曲 弹 性 模 量 MPa， 收 缩 率 0.3%~0.8%， 常 取 0.5%， 该 材 料 的 综 合 性能 好 ， 即 冲 击 强 度 高 ， 尺 寸 稳 定 ， 易 于 成 型 ， 耐 热 和 耐 蚀 性 能 也 比 较好 ， 并 具 有 良 好 的 耐 寒 性 。
查 有 关 手 册 得 到 ABS 塑 料 的 成 型 工 艺 参 数 如 下 :密 度 1.01～ 1.04g/3cm；收 缩 率 0.3%～ 0.8%；预 热 温 度 80～ 85℃ ， 预 热 时 间 1-2h；料 筒 温 度 后 段 150～ 170℃ ， 中 段 165～ 180℃ ， 前 段 180～ 200℃ ；模 具 温 度 50～ 80℃ ；注 射 压 力 60～ 100MPa；成 型 时 间 注 射 时 间 20～ 90s， 高 压 时 间 0～ 5s,冷 却 时 间 20～150s2、 成 型 特 性 及 条 件（ 1） 其 吸 湿 性 强 ， 塑 料 在 成 型 前 必 须 充 分 预 热 干 燥 ， 其 含 水 量 应 小于 0.3% 对 于 表 面 要 求 光 泽 的 零 件 ， 塑 料 在 成 型 前 更 应 进 行 长时 间 的 预 热 干 燥 2） 流 动 性 中 等 ， 溢 边 值 0.04mm 3） 塑 料 的 加 热 温 度 对 塑 件 的 质 量 影 响 较 大 ， 温 度 过 高 易 于 分 解 ，成 型 时 宜 采 取 较 高 的 加 热 温 度 和 较 高 的 注 射 压 力 。
3、 结 构 工 艺 性零 件 壁 厚 基 本 均 匀 ， 所 有 壁 厚 均 大 于 塑 件 的 最 小 壁 厚 12.5mm，注 射 成 型 时 不 会 发 生 填 充 不 足 现 象 4、 零 件 体 积 及 质 量 估 算可 用 UG 等 软 件 的 模 拟 分 析 功 能 进 行 零 件 质 量 及 体 积 的 估 算 1） 单 个 塑 件 的 体 积 V=3537.0560mm3=353.8cm3，质 量 m=353.8*1.05=371.49g 2） 两 个 塑 件 和 浇 注 系 统 凝 料 总 体 积 V 总 =1061.4 cm3， 总 质 量m=1114.47g2、 初 选 注 射 成 型 机 的 型 号 和 规 格从 实 际 注 射 量 应 在 额 定 注 射 量 的 20%~80%之 间 考 虑 ， 在 这 里我 们 选 择 50%， 则V 额 定 注 射 量 =V 总 /50%=1061.4/50%=2122.8cm3，初 选 额 定 注 射 量 在 2500cm3以 上 的 卧 式 注 射 机 SZ-2500/5003、 模 具 基 本 结 构经 分 析 经 分 析 ， 该 零 件 不 需 抽 芯 机 构 ， 可 能 适 合 的 模 具 结 构 有 两 种 ：单 分 型 面 注 塑 模 、 双 分 型 面 注 塑 模 。
1、 单 分 型 面 注 塑 模单 分 型 面 注 射 模 的 工 作 原 理 :模 具 合 模 时 ， 在 导 柱 和 导 套 的 导 向 定 位下 ， 动 模 和 定 模 闭 合 型 腔 由 定 模 板 上 的 型 腔 与 固 定 在 动 模 板 上 型 芯组 成 ， 并 由 注 射 机 合 模 系 统 提 供 的 锁 模 力 锁 紧 然 后 注 射 机 开 始 注 射 ，塑 料 熔 体 经 定 模 上 的 浇 注 系 统 进 入 型 腔 ， 带 熔 体 充 满 型 腔 并 经 过 保压 、 补 塑 和 冷 却 定 型 后 开 模 开 模 时 ， 注 射 机 合 模 系 统 带 动 动 模 后 退 ，模 具 从 动 模 和 定 模 分 型 面 分 开 ， 塑 件 包 在 型 芯 上 随 动 模 一 起 后 退 ， 同时 ， 拉 料 杆 将 浇 注 系 统 的 主 流 道 凝 料 从 浇 口 套 中 拉 出 当 动 模 移 动 一定 距 离 后 ， 注 射 机 的 顶 杆 接 触 推 板 ， 推 板 机 构 开 始 动 作 ， 使 推 杆 和 拉料 杆 分 别 将 塑 件 及 浇 注 系 统 凝 料 从 型 芯 和 冷 料 穴 中 推 出 ， 塑 件 在 浇 注系 统 凝 料 一 起 从 模 具 中 落 下 ， 至 此 完 成 一 次 注 射 过 程 。
合 模 时 ， 推 出机 构 靠 复 位 杆 复 位 并 准 备 下 一 次 注 射 该 零 件 为 内 筒 零 件 ， 表 面 质 量 无 要 求 ， 可 选 用 的 浇 口 形 式 有 ： 侧 浇 口 、重 叠 式 浇 口 、 点 浇 口 点 浇 口 制 造 较 为 复 杂 ， 成 本 较 高 ， 所 以 我 在 这里 选 择 侧 浇 口 综 上 所 述 ， 选 择 单 分 型 面 注 射 模 ， 侧 浇 口 进 料 ， 推 杆 一 次 顶 出 4、 模 具 结 构 设 计1、 确 定 型 腔 数 目 及 配 置确 定 模 具 型 腔 的 方 法 有 ： 根 据 锁 模 力 确 定 ； 根 据 最 大 注 射 量 确 定 ;根据 塑 件 精 度 或 经 济 性 确 定 等 本 零 件 主 要 从 经 济 性 确 定 试 制 小 批 量 时 ， 宜 取 单 型 腔 或 少 型 腔 ， 大批 量 时 采 取 多 型 腔 该 零 件 要 求 大 批 量 ， 因 此 采 取 一 模 两 腔 ， 即 一 次注 射 成 型 两 个 塑 件 2、 选 择 分 型 面在 模 具 设 计 中 ， 分 型 面 的 选 择 是 一 项 非 常 重 要 的 工 作 ， 确 定 分 型 面 需从 以 下 几 个 方 面 综 合 考 虑 ：（ 1） .产 品 的 质 量 与 外 观 要 求 ；（ 2） 开 模 后 产 品 留 前 模 或 后 模 的 方 便 性 ；（ 3） 易 加 工 性 ；（ 4） 排 气 ；为 了 便 于 脱 模 ， 分 型 面 的 位 置 应 设 在 塑 件 断 面 尺 寸 最 大 地 方 ， 还 有 不影 响 制 品 的 外 观 。
根 据 该 塑 件 的 结 构 特 征 ， 选 定 水 平 分 型 面 ， 如 下 图所 示 3、 确 定 浇 注 系 统 ；3.1 浇 注 系 统 一 般 由 四 部 分 组 成 ：1) 主 流 道 指 由 注 射 机 喷 嘴 出 口 到 分 流 道 入 口 的 一 段 流 道 ， 作 用 是 将塑 料 熔 体 引 入 模 具 ；2) 分 流 道 指 主 流 道 末 端 至 浇 口 的 整 个 通 道 ， 作 用 是 通 过 截 面 和 方 向的 改 变 使 熔 体 平 稳 的 转 向 ， 并 均 衡 的 分 配 给 各 个 型 腔 ；3) 浇 口 指 分 流 道 与 型 腔 之 间 的 一 小 段 通 道 他 是 浇 注 系 统 的 关 键 部分 ， 作 用 是 调 节 熔 体 流 速 、 控 制 保 压 时 间 、 防 止 熔 体 倒 流 ；4) 冷 料 穴 指 设 置 在 主 流 道 和 分 流 道 转 弯 处 的 末 端 ， 作 用 是 储 存 前 锋冷 料 3.2 浇 注 系 统 设 计 原 则 ：1) 应 考 虑 成 型 塑 件 的 工 艺 特 性 ；2) 。
