（材料加工工程專業(yè)論文）基于cae技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

j j 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具 的優(yōu)化設(shè)計(jì) 摘要 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中占有非常重要的地位 模具技術(shù)的進(jìn)步 不僅關(guān)系到 機(jī)械產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用 還影響到汽車 家用電器 電子 化工等新產(chǎn)品 新技 術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用 當(dāng)需要生產(chǎn)大批量扁平薄壁淺腔型的薄板 片 類和框架類塑件時 若使用 傳統(tǒng)的單層注射模具來生產(chǎn) 所需注射機(jī)鎖模力大 注射量大 而模具的開模行 程和模具厚度又很小 注塑量往往不到注射機(jī)額定值的1 4 1 3 機(jī)器的生產(chǎn)能 力未能充分施展 不但生產(chǎn)效率不高 而且浪費(fèi)水電和工時 雙層熱流道技術(shù)是 當(dāng)今注塑及模具工業(yè)發(fā)展的一項(xiàng)前沿技術(shù) 該技術(shù)具有大幅度提高產(chǎn)量及生產(chǎn)效 率 有效利用生產(chǎn)設(shè)備 改善制品質(zhì)量等顯著優(yōu)點(diǎn) 運(yùn)用c a e 技術(shù)對雙層熱流 道進(jìn)行模擬分析是一項(xiàng)新的前沿技術(shù) 目前 c a e 模擬分析還只是停留在對單層 普通澆注系統(tǒng)模具的分析或者是對雙層冷流道的分析上 對雙層熱流道模擬分析 還是一項(xiàng)技術(shù)空白 因此 運(yùn)用c a e 技術(shù)分析雙層熱流道具有重要的研究意義 本課題主要工作如下 1 應(yīng)用所學(xué)相關(guān)理論知識 研究雙層熱流道注射模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及理論計(jì) 算 設(shè)計(jì)出新型雙層熱流道注射模具 2 查閱國內(nèi)外相關(guān)資料 在對熱流道和普通流道澆注系統(tǒng) 單層模具與 雙層注射模具進(jìn)行比較分析的基礎(chǔ)上 運(yùn)用p r o e 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì) 檢查開 合模是否有干涉現(xiàn)象 設(shè)計(jì)完成雙層熱流道注射成型模具 3 對注射模c a e 技術(shù)的內(nèi)容和功能做了詳細(xì)的論述 并應(yīng)用注射模分析 軟件 m o l d f l o w 軟件 對澆口位置以及數(shù)量進(jìn)行優(yōu)化分析 最終確定最佳的澆 口位置和數(shù)量 4 運(yùn)用m o l d f l o w 數(shù)值模擬方法 對澆注系統(tǒng) 保壓及成型工藝參數(shù)進(jìn)行 優(yōu)化設(shè)計(jì) 對模具進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助模擬分析 即c a e 分析 關(guān)鍵詞 模具雙層熱流道注射模m o l d f l o w 模擬分析優(yōu)化設(shè)計(jì) 青島科技人學(xué)研究生學(xué)位論文 o p t i m u md e s i g nf o r d o u b l eh o t r u n n e r i n j e c t i o nm o l db a s e do nc a e m o l di n d u s t r yh a sa l li m p o r t a n ts t a t u si nn a t i o n a le c o n o m y t h ei m p r o v e m e n to f t h em o l dt e c h n o l o g yc a l li n f l u e n c et h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to fn e wt e c h n o l o g y t h et e c h n o l o g yn o to n l yr e l a t e dt om e c h a n i cp r o d u c t sb u ta u t o m o t i v ei n d u s t r y h o u s e h o l da p p l i a n c e s e l e c t r o n i ci n d u s t r i e sa n dc h e m i c a li n d u s t r y w h e nw en e e dt op r o d u c ep l a s t i c sm o l d i n gw h i c hi sl a r g e f l a t t h i n w a l l e da n d s h a l l o wt y p ec a v i t yo rf r a m em o l d i n g t h et r a d i t i o n a ls i n g l e l a y e ri n j e c t i o nm o l dn e e d s l a r g ed a m p i n gf o r c ea n dl a r g ei n j e c t i o n m o l do p e n i n gs t r o k ea n dd i et h i c k n e s si sv e r y s m a l l t h es h o tw e i g h to ft h em a c h i n ei so f t e nl e s st h a n1 4t o1 3t h er a t e dc a p a c i t y t h ep r o d u c t i o nc a p a c i t yo ft h em a c h i n ei sf a i l e dt of u l l yu s e d n o to n l yt h ep r o d u c t i o n e f f i c i e n c yi sn o th i g h b u ta l s oaw a s t eo fw o r k i n gh o u r sa n dh y d r o e l e c t r i c i t y s t a c k h o t r u n n e ri n j e c t i o nm o l dt e c h n o l o g yi so n en e wd e v e l o p e dt e c h n o l o g y i ts u b s t a n t i a l l y i n c r e a s e st h ep r o d u c t i o ne f f c i e n c y i m p r o v e sp r o d u c t s q u a l i t ya n do t h e rs i g n i f i c a n t a d v a n t a g e s t h eu s eo fc a et e c h n o l o g yt os i m u l a t et h ed o u b l e h o tr u n n e ri san e w t e c h n o l o g y c u r r e n t l y c a es i m u l a t i o nj u s ts t a yi nt h es i n g l e l a y e rc o m m o nm o l do r t w o l a y e rc o l dr u n n e rm o l d i ti sat e c h n o l o g yg a pi nt h ed o u b l e h o tr u n n e lt h e r e f o r e t h eu s eo fc a et e c h n o l o g y0 1 1d o u b l e h o tr u n n c rh a sa n i m p o r t a n t r e s e a r c h s i g n i f i c a n c e n em a i nw o r k sa r ea sf o l l o w s 1 a p p l yt h et h e o r e t i c a lk n o w l e d g er e l e v a n tt os t a c kh o tr u n n e ri n j e c t i o nm o l d s t u d yt h es t r u c t u r eo fd o u b l e h o tr u n n e ri n j e c t i o nm o l df e a t u r e sa n dt h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n a n dd e s i g nan e wd o u b l e h o tr u n n e ri n j e c t i o nm o l d 2 a c c e s st or e l e v a n ti n f o r m a t i o na th o m ea n da b r o a d u s ep es o f t w a r ef o r t h r e e d i m e n s i o n a lm o d e l i n gd e s i g n a n dc h e c kw h e t h e rt h e r ei si n t e r f e r e n c ew h e n o p e n i n ga n dd o s i n gm o l d a n dc o m p l e t e d l yd e s i g nd o u b l e h o tr u n n e ri n j e c t i o nm o l d 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 3 i n j e c t i o nm o l dc a et e c h n o l o g ya n df u n c t i o n h a v eb e e ni n t r o d u c e da n d d e t a i l e d a n da p p l yt h ei n j e c t i o nm o l da n a l y s i ss o f t w a r e m o l d f l o w t oo p t i m i z et h e g a t e l o c a t i o n sa n dq u a n t i t i e s u l t i m a t e l yd e t e r m i n et h eb e s tg a t el o c a t i o n sa n d q u a n t i t i e s 4 u s em o l d f l o ws i m u l a t i o nm e t h o dt oo p t i m i z et h eg a t i n gs y s t e m c o o l i n g s y s t e ma n dm o l d i n gp r o c e s sp a r a m e t e r s a n dc o m p u t e r a i d e ds i m u l a t i o na n a l y s i so f t h e m o l d i e c a ea n a l y s i s k e yw o r d s m o l d s t a c kh o tr u n n e ri n j e c t i o nm o l dm o l d f l o w a n a l y s i s o p t i m u md e s i g n 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 目錄 1 緒論 1 1 1 本課題研究的目的和意義 1 1 1 1 模具工業(yè)的概況 1 1 1 2 疊層式熱流道注射模研究的意義 2 1 2 國內(nèi)外模具工業(yè)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 4 1 2 1 國外模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 4 1 2 2 國內(nèi)模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 4 1 3 國內(nèi)外疊層模具的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 6 1 3 1 國外疊層模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 6 1 3 2 國內(nèi)疊層模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 8 1 4 本課題研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新 9 2 雙層熱流道注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1 1 2 1 塑件結(jié)構(gòu)分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 2 1 1 塑件結(jié)構(gòu)分析 1 1 2 1 2 設(shè)計(jì)注射模具應(yīng)該考慮的問題 1 l 2 1 3 注射模具典型結(jié)構(gòu) 1 2 2 1 4 注射機(jī)的選擇 1 4 2 1 5 注射模具成型零部件設(shè)計(jì) 1 6 2 1 6 注射模溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 2 4 2 2 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu) 3 1 2 2 1 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的分類 3 1 2 2 2 側(cè)向分型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 3 2 2 3 注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 6 2 3 1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 6 2 3 2 雙層熱流道注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3 7 2 4 本章小結(jié) 4 9 3 基于m o l d f l o w 的雙層熱流道注射模具c a e 分析 5 0 3 1 注射模c a e 分析 5 0 3 2m o l d g l o w 軟件及其功能簡介 5 0 3 3 制件在注射成型過程中出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷 5 2 3 4m o l d f l o w 分析前處理 5 4 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 3 4 1 模型準(zhǔn)備 項(xiàng)目的創(chuàng)建以及模型的導(dǎo)入 5 4 3 4 2 模型的網(wǎng)格劃分 5 5 3 4 3 網(wǎng)格缺陷的診斷及修復(fù) 5 6 3 5 分析類型的確定及澆口分析 6 1 3 5 1 分析前期設(shè)置及澆口方案的初步確定 6 l 3 5 2 填充模擬及結(jié)果分析 6 6 3 6 制件保壓及翹曲變形模擬分析 7 1 3 6 1 原始保壓分析及翹曲變形分析 7 2 3 6 2 初次改變保壓方案及翹曲變形分析 7 5 3 6 3 再次改變保壓方案及翹曲變形分析 7 8 3 7 本章小結(jié) 8 3 4 基于p r o e n g i n e e r 的雙層熱流道注射模具c a d 設(shè)計(jì) 8 4 4 i 注射模具的c a d 設(shè)計(jì) 8 4 4 1 1p r o e n g i n e e rw ii d f i r e3 0 的主要模塊及其應(yīng)用領(lǐng)域 8 5 4 1 2p r o e n g i n e e rw ii d f i r e3 0 模具設(shè)計(jì)的基本流程 8 6 4 2 基于p r o e n g i n e e r 的洗衣機(jī)控制面板注射模具設(shè)計(jì) 8 7 4 2 1 洗衣機(jī)控制面板設(shè)計(jì)的工藝要求 8 7 4 2 2 基于p r o e n g i n e e r 的控制面板注塑模設(shè)計(jì) 8 7 4 2 3 洗衣機(jī)控制面板的整體模具設(shè)計(jì) 9 2 4 3 本章小結(jié) 9 5 結(jié)論與展望 9 6 參考文獻(xiàn) 9 8 致謝 1 0 1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及科研成果 1 0 2 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 符號說明 萬 塑件成型總誤差 萬 s 因采用的成型收縮率不準(zhǔn)確而引起塑件尺寸誤差 4 因制品的成型收縮波動而引起的制品尺寸誤差 正 模具成型零件的制造偏差 諺 成型零件的磨損引起的制品尺寸誤差 艿 模具活動零件的配合間隙引起的制品尺寸誤差 a 嘞 所采用的塑料的平均收縮率 制品公差 d 凹模徑向名義尺寸 h 凹模深度名義尺寸 最小尺寸 吃 制品高度名義尺寸 最大尺寸 x 修正系數(shù) h m 型芯高度名義尺寸 最大尺寸 r 由l h 確定的常數(shù) 其值可查表2 一5 i 側(cè)壁邊長 h 型腔深度 s 壩0 壁壁厚 卜模具鋼材的彈性模量 m p a 對于一般中碳鋼材e 2 1 1 0 5m p a r 模具型腔內(nèi)的最大熔體壓力 m p a 一般為3 0 5 0m p a h 型腔深度 秒 制品內(nèi)的溫度 t 冷卻時間 s 七 塑料熱擴(kuò)散率 m m 2 s 島 塑料熔體注射溫度 島 模具溫度 島 制品最厚部位中心層達(dá)到的脫模溫度 i l l 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 單位時間內(nèi)注入模具型腔中的塑料的重量 k g h 每小時注射次數(shù) g 每次注射塑料的注射量 k g q 1 單位熱流量之差 k j k g c 2 塑料的比熱容 材 碚 c q 一 進(jìn)入型腔的熔體溫度 q 血 冷卻結(jié)束時制品溫度 結(jié)晶型塑料的熔化質(zhì)量焓 圳k g 吼 所需冷卻水的體積流量 m 3 h 一吃 出入水的溫度差 與冷卻水溫度有關(guān)的物理系數(shù) p 冷卻水在一定溫度下的密度 k g m 3 y 冷卻水在圓管中的流速 i 蚺 i 廣一斜銷的總長度 m m 口 斜銷的斜角 廠 滑塊與斜銷 滑塊與導(dǎo)滑槽制件的摩擦系數(shù) 制品厚度 衄 刀 塑料的拉伸彈性模量 m p a p p 材料一般為1 6 1 7 1 0 3m p a g 塑料的平均成型收縮率 p p 材料一般取值為0 0 2 塑料的泊松比 p p 材料的泊松比取為0 4 3 h 型芯脫模方向高度 衄 七 脫模斜度修正系數(shù) 型芯的脫模斜度 仃曲 許用彎曲應(yīng)力 御a q 塑料流體的體積流率 c m 3 s 聆 紹體的非牛頓指數(shù) 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 見 型腔壓力 a p 一注射壓力 m p a p a 等 a 注射機(jī)液壓系統(tǒng)表壓 i v i p a d 注射機(jī)液壓缸活塞直徑 c a d 注塑機(jī)柱塞或螺桿直徑 a n 卸p 熔體經(jīng)過注射機(jī)噴嘴的壓力降 砌a 蛾 熔體流經(jīng)澆注系統(tǒng)的壓力降 a 瓴 螺桿頭與噴嘴入口之間 截圓錐通道 熔體發(fā)生剪切流動所引的壓降 略 去拉伸流動壓降 m p a v 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 1 1 本課題研究的目的和意義 1 緒論 1 1 1 模具工業(yè)的概況 模具是制造業(yè)中一種基本的工藝裝備 它的作用是通過控制和限制熔融塑料 的流動 使之形成所需要的形體 用模具制造零件以其效率高 產(chǎn)品質(zhì)量好 材 料消耗低 生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) 是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè) 模具生產(chǎn)技術(shù) 水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志 它在很大程度上決定 著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 振興和發(fā)展模具工業(yè) 正日益受到人 們的關(guān)注 模具作為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備 是 效益放大器 用模具 生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值往往是模具自身價值的幾十倍甚至上百倍 因此 模具對 國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展將發(fā)揮越來越重要的作用 其技術(shù)水平的高低已成為衡量一 個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志 模具工業(yè)既是高新技術(shù)的一個組成部分 而且是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng) 域 模具在機(jī)械 電子 輕工 紡織 航空 航天等工業(yè)領(lǐng)域里 日益成為使用 最廣泛的主要工藝裝備 它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中6 0 9 0 的產(chǎn)品零件 組件和 部件的生產(chǎn)加工 目前 國內(nèi)外注射模具的生產(chǎn)及應(yīng)用大多使用的是冷流道模具 熱流道模具 的發(fā)展和應(yīng)用是非常具有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù) 注射模熱流道技術(shù)能夠通過加熱 的方法來保證流道和澆口中的塑料始終保持熔融狀態(tài) 在流道附近或者中心設(shè)置 有加熱棒或加熱管 從注射機(jī)的噴嘴到澆口的整個流道都處于高溫狀態(tài) 使流道 中的塑料保持熔融狀態(tài) 以保證注射的正常進(jìn)行 熱流道注射模生產(chǎn)出的塑件上 不帶澆注系統(tǒng)凝料 能夠節(jié)省原材料 熱流道技術(shù)的推廣應(yīng)用是推動熱塑性塑料 注射成型向節(jié)能 低耗 高效方向發(fā)展的強(qiáng)大動力 熱流道注射成型法問世于上 世紀(jì)5 0 年代 其推廣應(yīng)用雖經(jīng)歷了一個較長的時間 但是其市場占有率仍在逐 年上升 8 0 年代中期美國熱流道模具占注射?？倲?shù)的1 5 1 7 歐洲為1 2 一1 5 日本約為1 0 但是到了2 0 世紀(jì)9 0 年代美國生產(chǎn)的塑料注射模具中熱流道模具 已經(jīng)占了4 0 以上 在大型制品的注射模具中則占9 0 以上 熱流道技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 1 熱流道技術(shù)無澆注系統(tǒng)凝料 能夠節(jié)約原料 降低制品成本 普通的 基t c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 冷流道澆注系統(tǒng)會產(chǎn)生大量的澆注系統(tǒng)凝料 尤其是在生產(chǎn)小型制品的時侯 澆 注系統(tǒng)凝料的重量往往可能超過制品的重量 而熱流道澆注系統(tǒng)中的塑料一直處 于熔融狀態(tài) 制品不需要修剪澆口 從而減少了二次加工 基本上無廢料加工 節(jié)約了大量的原材料 節(jié)省了人力 2 熱流道技術(shù)具有能提高產(chǎn)品質(zhì)量 縮短生產(chǎn)周期 易于自動化生產(chǎn)等 優(yōu)點(diǎn) 采用熱流道 沒有凝料的反復(fù)加工和重復(fù)使用 故產(chǎn)品的質(zhì)量可得到提高 同時 熱澆口利于壓力的傳遞 減小了塑件內(nèi)應(yīng)力 增加了產(chǎn)品的剛度與強(qiáng)度 在一定程度上能夠克服塑件由于補(bǔ)料不足而形成的凹陷 縮孔 變形等缺陷 從 而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量 采用熱流道注射成型省去了取出澆注系統(tǒng)凝料的工作 在 操作上與普通流道相比 縮短了開合模行程 不僅制件的脫模和成型周期縮短 而且有利于實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn) 由于采用熱流道 省去了去除料把 二次加工等后 續(xù)工序因而可以實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn) 據(jù)統(tǒng)計(jì) 與普通流道相比 改用熱流道后的成 型周期一般可縮短3 0 3 使用樹脂范圍廣 成型條件設(shè)定方便 由于熱流道溫控系統(tǒng)技術(shù)的完善 及發(fā)展 現(xiàn)在的熱流道技術(shù)可加工的材料范圍更加廣泛 不僅可以用于聚乙烯 p e 聚丙烯 p p 也能用于加工一些熱敏性塑料 聚氯乙烯 p v c 聚甲 醛 p o m 等 對于易產(chǎn)生流涎的聚氨酯 p a l 通過選用閥式熱噴嘴也能實(shí)現(xiàn) 熱流道成型口 3 兒4 1 1 1 2 疊層式熱流道注射模研究的意義 當(dāng)大批量生產(chǎn)扁平薄壁淺腔型的薄板 或片 類和框架類塑件時 在注射模具 的設(shè)計(jì)中往往會遇到以下四個方面的問題 一是現(xiàn)有注射機(jī)的鎖模力與安裝模具 工作臺的面積成正比關(guān)系 由于塑件的投影面積大 故所需的鎖模力就要很大 二是由于塑件壁薄 需要極高的注射壓力和注射速度才能將熔料快速充滿型腔 三是雖然塑件重量輕 但受注射機(jī)最大成型面積的限制 模具的型腔數(shù)目不能太 多 這使得注射機(jī)注射能力又得不到充分發(fā)揮 四是塑件扁平 高度小 使得模 具的外形長而寬 但總厚度卻常常不能滿足注射機(jī)最小模具厚度的要求 故必須 增加模具支腳或墊板的厚度 于是又增加了模具的重量和費(fèi)用 對于上述塑件 若使用傳統(tǒng)的單層注射模具生產(chǎn) 由于注射機(jī)的鎖模力及注射壓力的高要求 故 需選用中大型注射機(jī) 而模具的開模行程和模具厚度又很小 注射量往往達(dá)不到 注射機(jī)額定值的l 4 1 3 機(jī)器的生產(chǎn)能力未能充分施展 不但生產(chǎn)效率不高 而且浪費(fèi)水 電和工時 為了提高生產(chǎn)效率 一個可行的途徑就是采用疊層式模 具技術(shù) 疊式模具通常是將兩副常規(guī)的單層注射模具疊在一起 這樣能充分利用 注射機(jī)的生產(chǎn)能力 大批量生產(chǎn)扁平塑件可以降低生產(chǎn)成本 眾所周知 熱流道 2 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 技術(shù)具有節(jié)約原料 易于自動化 提高產(chǎn)品性能 縮短生產(chǎn)周期等優(yōu)點(diǎn) 如果將 熱流道技術(shù)與疊式模具相結(jié)合 僅需增加少量的模具成本卻能顯著地增加產(chǎn)量 降低成本 高效自動化 故該技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用自然受到了人們更多的關(guān)注 疊 式熱流道模具多應(yīng)用于生產(chǎn)薄壁容器 如工業(yè)品包裝盒蓋 p e t 瓶底 光盤盒 磁帶盒等淺腔扁平的塑件 近年來也有向深腔厚壁大制品擴(kuò)展的趨勢 疊式熱流 道模具適用于多種樹脂 包括p e p p a b s 玻纖填充a b s 苯乙烯類等 并 且也逐漸應(yīng)用于工程塑料注射成型晦 6 疊層式熱流道模具與常規(guī)的單層冷流道模具相比 具有以下優(yōu)勢 1 含有兩層以上型腔 能使產(chǎn)量翻倍增加 生產(chǎn)效率大幅度提高 節(jié)約 成本 產(chǎn)品單耗明顯下降 2 利用普通的注射機(jī)生產(chǎn) 不需要再投資添置額外的機(jī)器設(shè)備 可顯著 提高現(xiàn)有設(shè)備的利用率 從而節(jié)約了為增加產(chǎn)量而添置機(jī)器 擴(kuò)建廠房及增加勞 動力等費(fèi)用 3 利用成型型腔 背靠背 布置 使疊式模具型腔的投影面積與單層冷 流道模具一樣 故鎖模力理論上不增加 實(shí)際上也僅需增加1 0 1 5 的壓力施加 于中心主噴嘴 s p r e e b a r 4 相比于使用兩副冷流道模具完成同樣的生產(chǎn)任務(wù) 節(jié)約了占地面積 人工 水電和模具的制造費(fèi)用 5 可以分別在兩層型腔上生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜 形狀各異 重量不同的制品 對于需要相配的塑件能通過一次成型使相互配合的塑件達(dá)到精密的配合 6 結(jié)合使用熱流道技術(shù) 還可減少塑件的內(nèi)應(yīng)力 翹曲和縮痕等缺陷 可提高塑件尺寸精度和外觀質(zhì)量 綜上所述 疊式熱流道模具的顯著優(yōu)勢在于 無需改進(jìn)設(shè)備 同一臺注射機(jī) 能應(yīng)用于兩層 三層或四層注射模 成型周期與普通冷流道單層模具相比幾乎不 增加 運(yùn)行速率只比單層熱流道注射模慢百分之幾 成型時的鎖模力僅需增加 1 0 1 5 由于疊式模具的開 合模行程長 故相應(yīng)空循環(huán)時間稍加長 因此生 產(chǎn)效率并不能1 0 0 增加 但可提高9 0 9 5 此外 疊式熱流道注射模需要稍 復(fù)雜的控制系統(tǒng) 對模具的維護(hù)要求較高口 刨 目前 國內(nèi)注射模具的生產(chǎn)及應(yīng)用多使用單層冷流道注射模具 在面臨大批 量生產(chǎn)和緊急交付任務(wù)時 往往采用制作兩副相同的冷流道模具來達(dá)到生產(chǎn)目 的 但是 如果采用疊式熱流道模具 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性將更佳 與常規(guī)模具相比 雙 層模具鎖模力只提高了5 1 0 但產(chǎn)量可以增加9 0 9 5 雙層注射模有兩個 分型面 在兩塊模板上的兩個分型面彼此平行 兩塊模板上所受的合模力相等 因此模具的型腔數(shù)和每個成型周期生產(chǎn)的塑料制品數(shù)都是雙倍的 這就極大地提 3 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率 并且降低了成本 此外 由于模具制造要求基本上 與常規(guī)模具相同 且將多副型腔組合在 n 模具中 所以模具制造周期也大大縮 短 隨著熱流道技術(shù)在注射模上的廣泛應(yīng)用 使許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜 甚至是形狀各異 重量不同的塑料制品 用雙層熱流道注射模來生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性將更佳 1 2 國內(nèi)外模具工業(yè)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 1 2 1 國外模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破 技術(shù)的飛躍 發(fā)展已經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟(jì)增長的重要因素 市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展 促使企業(yè)產(chǎn) 品越來越向多品種 小批量 高質(zhì)量 低成本的方向發(fā)展 為了保持和增強(qiáng)產(chǎn)品 在市場上的競爭力 產(chǎn)品的開發(fā)周期 生產(chǎn)周期越來越短 對模具的要求也越來 越苛刻 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益 使得模具向著高速 精密 長壽命方向發(fā) 展 另一方面企業(yè)為了滿足多品種 小批量 產(chǎn)品更新?lián)Q代快 贏得市場的需要 要求模具向著制造周期短 成本低 快速經(jīng)濟(jì)制模的方向發(fā)展 計(jì)算機(jī) 激光 電子 新材料 新技術(shù)的發(fā)展 使快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò) 大 類型不斷增多 創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益越來越顯著 現(xiàn)在 高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)中己得到了廣泛應(yīng)用 將高新技術(shù)應(yīng)用于模 具的設(shè)計(jì)與制造 己成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證 這些技術(shù)包括 氣輔注 塑成型 水輔注塑成型 微型精密注塑成型 金屬粉末注塑成型 發(fā)泡注塑成型 低壓注塑成型 以及新發(fā)展起來的 先進(jìn)快速原型與模具制造技術(shù) 等 1 2 2 國內(nèi)模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 模具工業(yè)是機(jī)械工業(yè) 高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分 目前 我國已采取多 項(xiàng)措施 如將部分模具及與模具有關(guān)的多項(xiàng)高新技術(shù)及設(shè)備列入國家科技部 當(dāng) 前國家優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南 等 從而有力的推動了我國模具 產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展 充分發(fā)揮了模具工業(yè)在整個國家工業(yè)發(fā)展中的 效益放大器 作用 但是 由于我國模具工業(yè)仍存在很多問題 所以仍不能滿足快速增長的 模具市場的需求 這就急需解決這些問題 目前 我國模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng) 大的規(guī)模 模具水平也已有了很大提高 但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá) 國家落后許多 存在的問題和差距主要表現(xiàn)在下列幾個方面 1 總量供不應(yīng)求 專業(yè)化程度和集中度不高 2 企業(yè)組織結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不合理 企業(yè)管 理落后 維修等機(jī)制不健全 4 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 3 模具產(chǎn)品水平低 生產(chǎn)周期長 壽命短 設(shè)備老化嚴(yán)重 4 各層次的模具技術(shù)人才資源不足 研發(fā)能力較差 5 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 6 模具新技術(shù) 新工藝 新設(shè)備 新材料推廣應(yīng)用緩慢 近幾年以來 我國的模具工業(yè)發(fā)展迅速 模具技術(shù)水平也取得長足的進(jìn)步 許多模具企業(yè)已開始重視技術(shù)的發(fā)展 加大了用于技術(shù)的投資力度 將技術(shù)進(jìn)步 視為企業(yè)發(fā)展的重要動力 主要表現(xiàn)在嘲 1 在模具設(shè)計(jì)制造中全面推廣c a d c a e c a m 技術(shù) 進(jìn)一步擴(kuò)大c a e 技術(shù)的應(yīng)用范圍 從計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)開始逐步向計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)乃至向 虛擬制造發(fā)展 逐步深化和提高用于模具設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)軟件向智能化 集成 化方向發(fā)展 2 熱流道技術(shù)得到普遍推廣應(yīng)用 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高產(chǎn) 品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省能源和制件的原材料 所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng) 技術(shù)是塑料模具的一大變革 國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快 許多塑料模具廠生產(chǎn) 的模具已有一半用上了熱流道技術(shù) 效果十分明顯 國內(nèi)雖然已開始推廣應(yīng)用 但總體使用率與國外相比還比較低 3 氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝將進(jìn)一步發(fā)展 氣體輔助注 射成形是一種塑料成形的新工藝 它具有注射壓力低 產(chǎn)品翹曲變形小 表面質(zhì) 量好以及易于成形壁厚差異較大的產(chǎn)品等優(yōu)點(diǎn) 可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下 大 幅度降低成本 高壓注塑成型是在模具預(yù)先處于半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中 壓或低壓下注入熔融樹脂 然后以最大的鎖模力進(jìn)行壓縮成型 可增加塑件尺寸 的穩(wěn)定性 得到高質(zhì)量的厚壁成型件 4 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 估 計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到3 0 9 6 4 0 0 5 左右 國外發(fā)達(dá)國家一般為 8 0 左右 為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展 模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng) 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 將進(jìn)一步提高 模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必將得到更大的發(fā)展 5 模具加工新技術(shù)不斷發(fā)展 國家規(guī)劃中所涉及到的快速原型制造技術(shù) 以及高速銑削加工技術(shù) 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 電火花銑削加工 超精加 工和復(fù)合加工 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理 自動化研磨拋光 模具自動加工系統(tǒng) 等先進(jìn)技術(shù) 預(yù)計(jì)今后將會得到較快發(fā)展 6 綠色制造 并行工程 虛擬技術(shù)將得到迅速發(fā)展 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)圖像 技術(shù)的出現(xiàn) 使綠色制造 并行工程 虛擬技術(shù)的應(yīng)用成為可能 虛擬技術(shù)可以 形成虛擬空間環(huán)境 實(shí)現(xiàn)虛擬設(shè)計(jì)和制造 并能在不同的地域進(jìn)行多方位的咨詢 合作或共同研發(fā) 這是現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展進(jìn)步的必然趨勢n0 5 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 1 3 國內(nèi)外疊層模具的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 近幾年來 由于疊層式熱流道注射模具技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢 在國外得到了 廣泛的認(rèn)同和商業(yè)化應(yīng)用 尤其在北美及歐洲的普及和發(fā)展十分迅速 隨著市場 競爭的不斷加劇 疊層式熱流道注射模技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用無疑是滿足日益增長的大 批量消費(fèi)性包裝產(chǎn)品需求和提高生產(chǎn)收益的有效方式 其廣泛的應(yīng)用將推動我國 塑料模具工業(yè)及模具技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個新的飛躍 在我國 疊層式熱流道注射模具技 術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用才剛剛起步 因此 開展對疊層式熱流道模具設(shè)計(jì)和模塑原理的 研究 將有助于企業(yè)在激烈的市場競爭中搶占先機(jī) 獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會 效益 1 3 1 國外疊層模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 早在1 9 4 0 年1 2 月k n o w l e s e r 就取得了疊層式模具的專利權(quán) 但是最初 使用的均是普通的冷流道 每次注射完成后都要脫出澆口 這樣流道的脫出成為 實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)的主要障礙n 2 0 世紀(jì)6 0 一7 0 年代 瑞士的s c h o t t l i 公司最早開發(fā)出工業(yè)應(yīng)用的疊層式熱 流道系統(tǒng)用于加工熱塑性塑料n 別 今天的疊層模具 不僅比傳統(tǒng)的單層模具成本 更低 而且增加了應(yīng)用疊層式模具的靈活性 主要體現(xiàn)在以下幾個方面 1 外加熱的針閥關(guān)閉噴嘴系統(tǒng)口鯽 2 0 世紀(jì)9 0 年代末 加拿大制造商進(jìn)一 步發(fā)展了疊層模具 設(shè)計(jì)了外加熱的針閥關(guān)閉噴嘴系統(tǒng) 開模時系統(tǒng)可防止噴嘴 滴料 這種疊層式模具 注塑機(jī)噴嘴和第一分型面之間有一個閥關(guān)閉系統(tǒng) 用于 關(guān)閉2 個相對的噴嘴 有效地防止了在2 個分型面之間的滴料 這種設(shè)計(jì)解決了 由延長注射機(jī)噴嘴而引起的麻煩 但未被普遍采用 原因是它受制件特殊性的限 制 例如高質(zhì)量平面制件的流變學(xué)特性限制 另外 不能確保各個型腔的壓力是 否達(dá)到一致 2 取消中心主噴嘴的疊層式熱流道模具n 射n 5 1 由于開模距離的需要 中 心主噴嘴的延伸有可能過長 因而產(chǎn)生與注射機(jī)噴嘴干涉的問題 m o l d m a s t e r 公司于1 9 9 7 年對疊層熱流道模具使用一種閥對閥關(guān)閉的設(shè)計(jì) 以及y u d o 公司 結(jié)合單閥i 和y u r i 系統(tǒng)申請專利的新型疊層式模y u r i c o m b i 都使用 背對 背 的閥式噴嘴組件 取消了長而大的中心噴嘴 以避免使用中心主噴嘴出現(xiàn)的 溢料問題 但是 對于型腔壓力的控制仍然是技術(shù)的難題 3 無閥熔體傳輸系統(tǒng) 啪s 這是近來多層注射模技術(shù)發(fā)展有貢獻(xiàn)的 關(guān)鍵創(chuàng)新 通過使用交換式噴嘴 這一技術(shù)取消了傳統(tǒng)的流道頂板 引導(dǎo)熔體流 從側(cè)面進(jìn)入中心集流管 這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)的另一個特點(diǎn)是熔體流到所有型腔的距離 6 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 都是相等的 以及同樣的溫度和壓力完全對稱 4 快速制品更換 q p c 系統(tǒng) t r a d e s c o 模具公司最新開發(fā)了一種組合式 快速制品更換 q p c 系統(tǒng)的疊層式熱流道模具 它無需移動熱流道或模具框架 即可更換模具 非常靈活方便 型芯和型腔組可滑出模具框架 所有電 氣 水 的連接都是連接在框架上 q p c 系統(tǒng)允許使用者從一個標(biāo)準(zhǔn)的單面模升級到四疊 層設(shè)計(jì) 它給疊層模具使用者可在很短時間內(nèi)作運(yùn)轉(zhuǎn)的選擇 以幫助對存貨水平 管理 對于這種復(fù)雜的模具 不是很容易做到的事情 5 旋轉(zhuǎn)疊層熱流道模具在多組分材料成型中應(yīng)用n 8 m 埔1 一些新的疊層 式模具可在打開時旋轉(zhuǎn)9 0 或1 8 0 如由e n g e l 公司開發(fā)的一種旋轉(zhuǎn)模板設(shè)計(jì) 其中心模板有2 個面 每個周期旋轉(zhuǎn)1 8 0 而由f e r r o m a t i km i l a c r o n 歐洲公司 與德國模具制造商f o b o h a 公司合作開發(fā)的旋轉(zhuǎn)疊層模具有4 個面的中心模板 每周期旋轉(zhuǎn)9 0 這類技術(shù)的應(yīng)用主要包括模塑不同類型阻透包裝盒 多色手機(jī) 機(jī)殼 以及由不同材料成型的醫(yī)用零部件等 例如f o b o h a 公司申請專利的帶有 p e t 4 0 9 阻透層的h d p e 7 0 9 牙膏管式瓶肩模具 其4 6 4 的旋轉(zhuǎn)疊層系 統(tǒng)能在8 4 s 的周期中吐出6 4 只雙層零件 年產(chǎn)量達(dá)1 7 5 0 0 萬件 6 低慣性技術(shù) u t 低慣性技術(shù) l i t 來自c a c o p a c i f i c 公司 在這 種較為簡單的設(shè)計(jì)中 帶有2 個芯組的旋轉(zhuǎn)桿連接到每個模具的半邊 而不是在 其他的設(shè)計(jì)中那樣的單獨(dú)設(shè)置 據(jù)k t w 公司的z i e g l e r 介紹 典型情況能節(jié)省2 0 到3 0 的時間 特別情況可節(jié)省5 0 n8 0 7 三層疊層式熱流道模具 t r a d e s c o 模具公司的另一項(xiàng)新發(fā)展是在2 0 0 0 年成功開發(fā)了3 層多腔疊層式熱流道模具 這項(xiàng)享有專利的設(shè)計(jì)具有在2 層和4 層疊層式模具中等水平的生產(chǎn)效率 它可以使注塑生產(chǎn)商在閉模高度 塑化能力 或注射壓力還不足以使用4 層疊層式模具的情況下 達(dá)到高于2 層疊層式模具的 生產(chǎn)能力 其第3 個模具組為靈活組件 可加在托架上 在與2 層疊層式模具占 用同樣大小空間的條件下 可提高生產(chǎn)能力5 0 該公司在此領(lǐng)域已有4 套3 層 疊層模具 8 4 層疊層式熱流道模具n 訓(xùn) 早在1 9 9 0 年 t r a d e s c o 的第1 副4 層疊層 式4 2 腔模具在3 5 0 0 k n 注射機(jī)上成型直徑為9 英寸的l d p f 5 夸脫的冰淇淋盒 蓋 該項(xiàng)技術(shù)已申請專利 其關(guān)鍵是熔體傳送熱流道系統(tǒng)的平衡 避免流涎 補(bǔ) 償熱膨脹及4 層型腔的運(yùn)動 采用曲軸連桿驅(qū)動開模 使用計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù) 每型腔熱量和流變學(xué)的的平衡使制品重量差異小于1 結(jié)合v m t s 和q p c 系統(tǒng) 與傳統(tǒng)模具具有同樣的周期 生產(chǎn)成本顯著減少 加拿大的h u s k y 在1 9 9 7 年也 開發(fā)了4 層疊層式熱流道模具 使用5 0 0 0 k n 的注塑機(jī) 每層3 2 腔 運(yùn)用了安裝 在模具上的一個傳動機(jī)構(gòu) 帶有外側(cè)聯(lián)接和中心支撐 7 基1 c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 9 用于厚壁制件的t a n d e m 模具 近來引起世人關(guān)注的是 2 0 0 2 年由德國 b i e l e f e l d 大學(xué)應(yīng)用科學(xué)院的j a r o s c h e k 開發(fā)的t a n d e m 模具 它的型腔一前一后 像繼電器一樣工作 用于成型主要由冷卻時間決定生產(chǎn)周期的厚壁制品 當(dāng)一層 在冷卻時 另一層被注射或頂出 這種雙層疊層式模具是可移動的 也可在傳統(tǒng) 注射機(jī)上使用 t a n d e m 技術(shù)也可用于雙組分模塑和夾心模塑 目前b i e l e f e l d 大 學(xué)正致力于開發(fā)應(yīng)用于熱塑性彈性體和硅酮等材料的t a n d e m 模具 1 0 用于特薄壁制品的雙層疊層式熱流道模具啪1 由于薄壁注射對注塑機(jī) 的高要求 將疊層式熱流道模塑應(yīng)用于特薄壁制品已成為最新的趨勢之一 如 t r a d e s c o 公司生產(chǎn)的側(cè)壁厚僅0 9 m m 流動距離比超過3 0 0 的薄壁食品容器 使 用2 x 4 雙層多腔疊層式模具成型 無后序加工和廢料 采用新式氣體頂出技術(shù) 1 3 2 國內(nèi)疊層模具工業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展 直到上世紀(jì)8 d 年代末 疊層模具技術(shù)才逐漸傳入我國模具行業(yè) 但僅限 于冷流道的設(shè)計(jì) 應(yīng)該說 疊層式熱流道模具技術(shù)的開發(fā)目前在我國還基本上 是一項(xiàng)空白 而且即使是雙層冷流道的疊層式模具也并不多見口 1 1 9 9 0 年北京塑料十三廠的李書贊撰文對雙層型腔塑料注射模具的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)進(jìn)行了論述 提出用沖切工作原理來分?jǐn)? 層型腔之間冷料道的設(shè)計(jì)方法 這種結(jié)構(gòu)塑件前后布置 采用側(cè)澆口進(jìn)料 但在成型較深型腔或需較大脫模力的 塑件時不可靠 2 1 9 9 2 年常州輕工業(yè)學(xué)校的卜建新介紹了側(cè)澆口和點(diǎn)澆口并用的雙層型 腔冷流道注射模結(jié)構(gòu) 一層采用側(cè)澆口 另一層采用點(diǎn)澆口進(jìn)料 利用限位拉板 拉鉤等順序分型 可成型不相同的塑件 3 1 9 9 5 年江蘇省的乙清設(shè)計(jì)了雙層c d 盒的普通流道模具 通過鏈條傳 動 帶動定模頂出板頂出塑件 該模具需要將注塑機(jī)噴嘴延伸至模具的定模板上 注入主流道襯套 且澆注系統(tǒng)粗大 4 自1 9 9 5 年起 鄭州輕工業(yè)學(xué)院的王振保和馮孝中等人致力于研究普通 澆注系統(tǒng)的雙層注射模 采用正 反錐形主流道 卸料板 氣壓脫模和齒輪齒條 分型脫模機(jī)構(gòu) 結(jié)構(gòu)較簡單 但是在第一層塑件上有流道凝料疤痕 不適于生產(chǎn) 外觀要求高的制品 2 0 0 0 年 他們改用潛伏式澆口設(shè)計(jì)了白酒瓶蓋的雙層注射模 具 由擺鉤與掛塊的作用順序分型 可使各層塑件與流道凝料實(shí)現(xiàn)模內(nèi)分離 但 要求塑件留?？煽啃愿吆椭髁鞯酪r套為深陷式 2 0 0 2 年他們對輕而薄的塑件設(shè)計(jì) 普通澆注系統(tǒng)的4 層注射模 采用側(cè)澆口進(jìn)料 各級主流道依次串連 分型時自 動拉斷 由4 級定距拉板限位 5 1 9 9 8 年 天津輕工業(yè)學(xué)院的李樹以生產(chǎn)汽車密封條的雙層熱流道注射 8 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 模為例 將熱流道系統(tǒng)引入到雙層注射模結(jié)構(gòu)中 6 2 0 0 3 年 四川大學(xué)的劉廷華和陳劍玲等人與上?？死蕦幖夹g(shù)設(shè)備有限 公司合作 借鑒國外開發(fā)經(jīng)驗(yàn) 采用熱流道技術(shù) 采用限位拉桿實(shí)現(xiàn)順序開模 成功研制出了將c d 牒包裝盒單層普通流道模具轉(zhuǎn)變?yōu)? 2 的雙層疊層式熱流道 注射模具 目前 雙層熱流道注射成型模具在國內(nèi)的市場占有率還不足1 0 而國外則 已經(jīng)達(dá)到甚至超過5 0 采用雙層熱流道注射成型模具生產(chǎn)扁平塑料制品必將成 為模具行業(yè)的一大發(fā)展趨勢 隨著雙層熱流道模具在塑料制品加工中的應(yīng)用不斷 地?cái)U(kuò)大 考慮到這一技術(shù)上突出的經(jīng)濟(jì)性 如何更好的應(yīng)用雙層熱流道注射模成 型技術(shù) 將成為各注射制品生產(chǎn)企業(yè)提高效率 降低成本和增加產(chǎn)品市場競爭力 的重要途徑之一 1 4 本課題研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新 雙層熱流道注射成型模具技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)上有著巨大優(yōu)勢 因而設(shè)計(jì)研究適 合于扁平制件的雙層熱流道注射成型模具 并將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn) 將具有一定 的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 本課題正是基于雙層熱流道注射模在實(shí)際生產(chǎn)中的優(yōu) 勢 采用三維c a d 設(shè)計(jì)軟件 p r o e 來設(shè)計(jì)雙層熱流道注射成型模具 同時 由于計(jì)算機(jī)輔助數(shù)值模擬分析 即q 垣 技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用還很不成熟 尤其在熱流道雙層模具生產(chǎn)中還沒有過曾經(jīng)采用c a e 模擬分析的技術(shù)先例 因 此 對雙層熱流道模具進(jìn)行c a e 分析將具有非常重要的意義 p m 但軟件是采用 參數(shù)化設(shè)計(jì)的 基于特征的實(shí)體模型系統(tǒng) 采用其所特有的智能特性的基于特征 的功能去生成模型 此外 p r o e 還可以輸出三維和二維圖形給其他的應(yīng)用軟件 如有限元分析及后處理軟件等 c a e 分析采用的是m o l d f l o w 軟件 m o l d f l o w 可 以對塑料制品和模具進(jìn)行深入的分析 可以在計(jì)算機(jī)上對整個注射成型過程進(jìn)行 模擬分析 包括填充 保壓 翹曲 以及氣體輔助成型分析等 使模具設(shè)計(jì)師在 設(shè)計(jì)階段就能找出未來產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷 提高一次試模成功率 注射模c a e 技術(shù)可以在模具投入制造之前 進(jìn)行塑料熔體的充型和冷卻過 程的模擬 對塑件翹曲和收縮進(jìn)行預(yù)測 對潛在的問題提出有效的改進(jìn)方法 縮 短模具制造周期并降低成本 提高了模具的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量 然而 國內(nèi)注射模 c a e 技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的普及應(yīng)用仍然存在一定的困難 本課題的研究對于c a e 技術(shù)的應(yīng)用推廣也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義 在本文中對于模流分析采用的分析軟件 是m o l d n o w 模流分析軟件 9 基于c a e 技術(shù)的雙層熱流道注射模具的優(yōu)化設(shè)計(jì) 本論文主要包括以下幾方面的工作 1 運(yùn)用三維設(shè)計(jì)軟件p r o e n g 刑e e r p r o e 對洗衣機(jī)控制面板進(jìn)行三維 實(shí)體造型 洗衣機(jī)控制面板結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 通過p r o e 可以實(shí)現(xiàn)從制件到模具的一 體化設(shè)計(jì) 提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率 2 將設(shè)計(jì)好的實(shí)體造型轉(zhuǎn)換為m o l d f l o w f l 邑夠識別的 母 s n 格式 將設(shè)計(jì) 完成的三維模型導(dǎo)入m p i m o l d f l o wp l a s t i c si n s i g h t q b 對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修 改 為后續(xù)工作做好準(zhǔn)備 3 通過m o l d f l o w 軟件的m p i 模塊 對不同的澆口及流道系統(tǒng)設(shè)置方案分別 進(jìn)行c a e 模擬分析 對熔體在型腔內(nèi)的流動情況進(jìn)行模擬 并結(jié)合模具生產(chǎn)成本 實(shí)際生產(chǎn)要求 從而獲得模具的最佳澆口位置和數(shù)量 4 m o l d f l o w 模擬分析完成之后 通過對成型制件進(jìn)行w a r p 翹曲 分析 分析制件產(chǎn)生翹曲的原因 并提出有針對性的修改措施 能夠在模具投入生產(chǎn)前 發(fā)現(xiàn)問題并將翹曲變形量控制在制品質(zhì)量允許的范圍內(nèi) 5 運(yùn)用p r o e n g i n e e r p 呦吧 軟件進(jìn)行三維造型 驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的合 理性 檢查開合模是否有干涉現(xiàn)象 設(shè)計(jì)完成雙層熱流道注射成型模具 本課題的主要技術(shù)創(chuàng)新 1 雙層熱流道技術(shù)目前在國內(nèi)的研究和應(yīng)用非常少 是一項(xiàng)先進(jìn)的具有 技術(shù)優(yōu)勢的研究課題 2 運(yùn)用c a e 技術(shù)對雙層熱流道進(jìn)行模擬分析是一項(xiàng)新的前沿技術(shù) 目前 c a e 模擬分析還只是停留在對單層普通澆注系統(tǒng)模具的分析或者是對雙層冷流 道的分析上 對雙層熱流道模擬分析還是一項(xiàng)技術(shù)空白 1 0 青島科技大學(xué)研究生學(xué)位論文 2 雙層熱流道注射模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 塑件結(jié)構(gòu)分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2 1 1 塑件結(jié)構(gòu)分析 塑料制品通稱為塑料制件 簡稱塑件 塑料制件主要是根據(jù)使用要求進(jìn)行設(shè)計(jì) 由于塑料有其特殊的物理機(jī)械性 能 因此設(shè)計(jì)塑件時必須考慮充分發(fā)揮其性能上的優(yōu)點(diǎn) 避免或者補(bǔ)償其缺點(diǎn) 在滿足使用要求的前提下 塑件形狀應(yīng)盡可能做到簡化模具結(jié)構(gòu)