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1、,内凸锥形罩模具设计及CAE分析,姓名：赵强专业：材料成型及控制工程导师：李艺日期：6月1日,主要内容,设计任务,设计背景,设计过程,设计难点与解决方法,MOLDFLOW分析结果,心得体会,一、设计背景,1、概述塑料是当今世界增长最快的工业门类之一，而注塑模具更是其中发展较快的种类。因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。,2.塑件介绍,本次毕业设计的塑件是如图所示的内凸锥形罩，由PA6材料注塑而成，精度要求为MT3，塑件公差按模具设计要求进行转换。,二、设计任务,模具三维图,模具装配图，零件图图纸,设计说明书,MOLDFLOW分析,三、设计过程,塑件的分析,模具结
2、构尺寸的设计,模具的强度和尺寸的校核,Moldflow分析,塑件的分析,1.外形尺寸 该塑件壁厚3.54mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不长，材料为热塑性塑料，流动性好，适合于注射成型。 2.精度等级 根据任务要求，塑件精度等级要保证MT3。 3.脱模斜度 PA6的自润滑性好，并且塑件侧壁有 的斜度，故塑件可以顺利脱模，不必另设脱模斜度。 4.外观要求 此塑件为薄壁壳体类塑件，外形比较规整。要求塑件表面平整光滑，无翘曲、皱折、裂纹等缺陷，防止产生熔接痕。,浇注系统形式的选择,浇口形式的选择就决定了流道系统，而流道系统又决定了模具的结构形式。本次设计可以采用侧浇口或点浇口。若采用侧浇口，可以
3、采用单分型面的方式，模具的结构较为简单，但浇口去除比较麻烦，并且会影响到塑件的表观质量。同时，采用侧浇口也有可能会造成熔接痕。采用点浇口的方式，浇口在拉断后痕迹很小，并前流程较短，对塑件的表观和内在质量都比较有利。,如图所示，根据moldflow的分析，最佳浇口位置位于锥形罩底部中间的区域。据此分析结果本设计采用一模两腔，点浇口的浇注方式,流道浇口形式,本设计一模两腔点浇口的流道形式如下图所示,最终模具三维图展示,四、设计难点与解决方法,难点一:塑件带有内凸结构，需进行内侧抽芯,难点二:脱模机构的设计,解决方案,难点一：内侧抽芯的开模需要两部动作，首先需要型芯抽出，为内侧抽芯提供足够的抽拔空间
4、，然后再完成内侧的抽芯动作。在设计时曾考虑过几种完成内侧抽芯的方案，如利用斜顶机构完成内侧抽芯或者用斜顶杆完成抽芯。斜顶机构和斜顶杆都有着明显的优势，即结构简单，可同时完成抽芯和顶出的动作。但由于塑件的内部较深，使得顶杆较长而容易造成强度和成型精 度降低。所以最终并没用采用斜顶 机构或是斜顶杆，而是选用了由弹 簧驱动的内侧抽芯滑块。,难点二：脱模机构的设计，将T形导滑槽开设在推件板上是为了仿照斜顶机构的模式，在脱模的同时完成内侧抽芯动作，但在设计后期发现这并不能保证塑件自动脱模，因此又加设了顶杆，由推板驱动进行二次脱模。,五、MOLDFLOW分析,一、充模时间 充模时间显示的是熔体流动前言的扩
5、展情况。熔体流动前言的速度应该相等，塑件填充应该平衡，塑件的充模时间也应尽可能的短。塑件的充模时间阴影图如图4-6所示。从图中可以看出，塑件的各个远端基本同时充满，流动平衡。在2.728s时树脂完全充满型腔,二、体积温度 体积温度反映了之间内部所产生的剪切热。如果制件内部有强烈的剪切作用，制件的温度将升高。在充模阶段体积温度图应非常均匀，其变化以不超过5 为宜。实际应用时允许有较大的温度降，通常20 以内的温降都是可以接受的。体积温度是中间数据结果，通过它可以看到温度随时间变化的情况，如图所示。从图中可看出，塑件体积温度分布均匀,三、流动前沿温度 流动前言温度是聚合物熔体充填一个节点时的中间流
6、温度。因为它代表的是界面中心的温度，因此其变化不大。流动前言温度图可与熔接痕图结合使用，熔接痕成时熔体的温度高，则熔接痕的质量就好。而在一个截面内熔接痕首先形成的地方时截面的中心，因此，如果流动前沿的温度高，熔接痕强度 通常都高。一般流 动前言温度的温降 不宜高于5 度。如 图所示，流动前沿 温度的温度降很小。,四、体积剪切速率体积剪切速率代表的是整个截面的剪切速率，由界面内材料的流速和剪切应力计算多的，可以把它直接与材料数据库中的材料极限值进行比较。本塑件的体积剪切速率如图所示。查表可知，PA6的最大剪切速率值为60000s-1，主流 道与分流道的剪切速 率则最高保持在 5005000 s-1。由图 可知，本设计中主流 道、分流道、和浇口 处的剪切速率符合要 求。,五、气穴位置通过Moldflow对气穴位置进行模拟，如图所示。从中可以看到，气穴数量并不是很多，而且基本都集中在分型面处，因此不需要另设置排气槽，可以通过分型面进行排气。,六、冷却时间 通过Moldflow进行冷却模拟可以看到，冷却时间为36.86s，符合要求。,六、设计心得体会,一:巩固了所学知识，扩大了知识面,二:设计能力和创造思维得到较大提高,三:团队合作能力有较大提升，沟通能力提高,四:自信心和毅力有很大提高,谢谢！ 请各位老师批评指正！,
