一复杂塑件的模具设计分析与制造.doc

一复杂塑件的模具设计分析与制造摘 要：文章通过塑件分析、模具结构设计、CAE 分析、模具制造和三维装配对一复杂塑件进行了模具设计、分析与制造该模具采用三板模，点浇口三点进料模流分析显示成型后的塑件性能优良实践表明，设计的模具结构合理，生产的塑件质量良好 关键词：模流分析；模具结构；三板模；点浇口 1 塑件分析 相对于传统模具设计与加工而言，模具 CAD/CAM/CAE技术的应用可以让模具的设计过程更轻松、制造过程更精确、注塑的塑件更精美，本文正是基于模具 CAD/CAM/CAE技术进行一复杂塑件的模具设计分析与制造图 1 所示即为一结构复杂的板型塑件，并运用 moldflow 软件进行了最佳浇口位置分析[1]，其结构尺寸为 175mm×427mm，最大高度 41mm，壁厚 2.5mm耐贾锌煽闯鲋行牡睦渡?区域为最佳位置浇口区域，蓝色外围的绿色区域为次佳区域，考虑到塑件面积较大，一个浇口难以保证融料快速充填型腔，故模具方案选择采用点浇口围绕中心成三角形三点进料[2]2 模具结构设计 　　模具因采用点浇口，所以需要使用双分型面模具，一个分型面用来脱出塑件，一个分型面用来脱出浇注系统凝料；面上的四个小孔因为上大小小，所以采用小型芯成型，安装在型腔，其余孔采用整体式直接在型腔上加工；冷却水道采用上下各两出两进四个水道；塑件的外侧有一侧孔，需要采用斜导柱侧向抽芯机构成型；塑件内侧有四个侧凸和侧凹，考虑到简化模具结构，故直接采用四个斜顶成型，在推出塑件的同时实现内侧测抽[3]；具体结构形状如图 2所示。

3 CAE 分析 通过 moldflow 软件对塑件进行注塑模流分析，并可在软件中选择注塑机、设置冷却水路参数和注塑参数，模拟真实注射环境以求找到塑件成型的合适参数，减少实际注射时的调试次数和原料浪费经过多次试验对比和参数调整，按以下参数进行模流分析[4]：注射机主要参数：注射机型号 250ton；最大注射量 580cm3；最大注射压力180Mpa；注射行程 350mm；锁模力 2500N；最大注射速度160cm3/s，螺杆直径 46mm冷却回路信息：回路总长度734mm；直径 6mm；流量 2.59L/min；回路弯头数 12 个；压力降 5634Pa；最小雷诺数 10195分析数据如下：充模时间 1.8s；熔体温度 230°C；模具温度 45°C；顶出温度79°C；可顶出面积比 95%；保压压力 59Mpa；保压时间20s；各浇口凝固时间 10s、10.7s、10.2s；最大收缩指数0.06；冷却时间 26s；型芯型腔平均温差 5.67°C；X 方向长度变化值 0.54mm，Y 方向长度变化值 0.5mm，Z 方向长度变化值 0.03mm从分析数据中可以看出，在本次参数设置下的注塑成型塑件质量是比较好的，这是因为：（1）三个浇口的凝固时间几乎是同时，说明浇口位置的设置非常合理，三个浇口的输出量相当，补缩时间、压力也相同，塑件各部分性能均匀；（2）型芯型腔平均温差 5.67°C，说明塑件各部位温差不大，收缩和应力均匀；（3）XYZ 三个方向的长度变化值也就是翘曲值最大的一个方向也只有0.54mm，说明塑件在成型过程中的翘曲是很小的，这和塑件的收缩均匀也有很大的关系。

4 模具制造 模具型腔的制造加工工艺表如表 1 所示，可根据工艺表上的工艺进行 CAM 制造[5]，型芯的加工可按类似方式加工 5 模具三维装配图 模具采用市场上比较流行的龙记模架，图 3 为模具的三维装配图，三维装配图的优势在于可以全真模拟模具各部分结构、无死角观察和自由查看零件间的装配关系 参考文献 [1]曾喜生，林启权.Moldflow 在选择浇口位置中的应用[J].模具技术， 2011（2）：51-55. [2]潘建新.一种典型的底盖注射模设计[J].模具工程，2010（3）：65-67. [3]王乾，张平，徐自明.一种端盖类塑件的模具创新优化设计[J].塑料科技，2015，43（10）：90-94. [4]王博.基于 CAE 的电池盖注塑模具设计及成型工艺优化[J].中国塑料，2015，29（8）：106-110. [5]陈煦，喻艳梅.注射模具型芯加工工艺优化设计[J].电器与能效管理技术，2012（3）：6-8. 作者简介：奚晓?鳎?1982-） ，女，学士，讲师，主要从事机械制造及自动化方面的研究。