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模具技术

注塑模具CAD/CAM设计

发布日期:2014-08-08 10:14:26

注塑制品的广泛应用使注塑模具得到了迅猛发展,对注塑

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图2 最佳浇口位置

2.2 浇注系统的建立 

根据分析所得的最佳浇口位置与塑件的使用要求,本设计采用点浇口,如图3所示。这类浇口由于前后两端存在较大的压力差,能增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热,从而导致熔体的表面钻度下降,流动性增加,有利于型腔的充填。

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图3 浇注系统模拟

2.3 充填分析模拟 

图4所示为充模时间分析结果。从图4可以看出,填充时间为1.695s,熔体几乎同时到达模腔两端,可以满足要求。

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图4 充填分析模拟

2.4 冷却分析模拟 

注塑模具可作为一种热交换器,如果冷却介质不能及时有效的带走必须带走的热量,不能实现均一的快速冷却,则在一个成型周期内就不能维持热平衡,会使塑件内部产生应力而导致变形或开裂,从而无法进行稳定的模塑成型。因此,冷却分析是必要的。根据塑件形状及综合考虑模具其他零部件的设置,设计了如图5所示的冷却系统。从图5可以看出,冷却水进出口温度相差0.06℃,满足冷却水温差小于2.5℃的要求。冷却系统对塑件温度的影响如图6所示,塑件表面温度基本一致,冷却较均匀,有利于提高塑件的形状精度。

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图5 冷却水进出口温度模拟

2.5 翘曲分析模拟 

图7所示为总体变形量及各个方向变形情况。从图7可以看出,总体和X方向上的变形较大,而Y和Z方向上则变形相对较小。

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图7 翘曲分析模拟

2.6 型腔内的压力分布 

图8所示为熔体充满型腔瞬间的型腔压力分布。从图8可以看出,压力分布较为均匀。 

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图8 型腔内的压力分布

2.7 锁模力 

图9为锁模力时间曲线。从图9可以看出,所需最大锁模力约为0.5226t,故可根据此值选择合适注射机以获得足够的锁模力。

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3 基于Pro/E的三维分模 

由于塑件的曲面较多,直接根据产品工程图进行比较困难,因此,利用Pro/E进行三维分模,生成三维型腔和型芯,可以免去传统设计方法中员对复杂型腔、型芯的二维和三维的空间想象,可以降低设计难度和模具加工难度,并可提高模具的设计精度。 

三维分模的步骤如下: 

(1)创建模具模型。图10所示为调入到Pro/E模具型腔中的塑件,本模具采用一模两腔。 

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一模两腔

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

(3)设置收缩率。按键塑件精度要求一般,原材料选取ABS塑料材料,其收缩率范围较小,按全尺寸收缩,设置收缩率为0.016。 

(4)创建分型面。 

(5)浇注系统的设计。 

(6)创建浇铸件。首先以分型面分割模具体积块,分割出侧型芯体积块以及主型芯和型腔体积块,并抽取模具元件,最后创建浇铸件。

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(7)加入冷却系统。最终的三维分模爆炸图。 

4 模具型腔的加工 

将生成的模具型腔导人到MasterCAM软件中,设置好加工参数和刀具加工路径后,利用MasterCAM软件系统所提供的零件加工模拟功能,能够观察切削加工的过程,检测工艺参数的设置是否合理,零件在实际加工中是否存在干涉等,最终生成刀位文件,通过后置处理器生成NC代码。 

5 结论 

模具CAD/CAE/CAM技术是模具技术发展的一个重要里程碑。在模具开发中应用Pro/E软件建立产品实体模型,应用CAE技术对注塑成型过程进行模拟分析,进而优化工艺参数与模具结构,同时根据产品模型生成模具型芯、型腔。采用CAM软件编程加工可有效缩短制造周期、提高生产效率、解决制造瓶颈。通过CAD/CAE/CAM技术可以提高产品质量,缩短产品开发周期、有效地降低设计和开发成本,从而提升企业市场竞争的能力。

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