【正文】 和20mm兩段。因此成型周期。充填分析可以對(duì)塑料熔體從開(kāi)始進(jìn)入型腔直至充滿型腔的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行模擬?？梢?jiàn)在整個(gè)充填過(guò)程中各處的壓力比較平衡，且遠(yuǎn)小于注射機(jī)能提供的最大注射壓力。圖413給出了制件各處的凍結(jié)時(shí)間，制品局部?jī)鼋Y(jié)時(shí)間較長(zhǎng)，即頂出時(shí)還未完全結(jié)晶，此處可以通過(guò)改善塑件結(jié)構(gòu)的方法進(jìn)行優(yōu)化；而對(duì)于塑件的其它部分在冷卻結(jié)束后（t=50s）已經(jīng)凍結(jié)且基本冷卻，可達(dá)到頂出的要求。如此設(shè)計(jì)分型面還能保證濾清器外殼外觀質(zhì)量不受影響，毛刺及飛邊在邊緣處便于清除；該分型面還是模擬過(guò)程中可能出現(xiàn)氣泡的位置，有利于排除模具型腔內(nèi)的氣體；最后確定型腔在定模側(cè)，保證分模后塑件留在動(dòng)模一側(cè)，便于塑件的頂出。定位圈與澆口套三維模型如圖52所示。由于濾清器外殼的外表面連續(xù)且多為曲面或弧面，不適于拆分；采用整體嵌入式型腔結(jié)構(gòu)更換方便、節(jié)約模具材料。斜面定位配合、各鑲塊分別用M8螺釘固定。取8176。 各模板尺寸的各模板尺寸及標(biāo)準(zhǔn)件布置如表41所示。圖59 脫模力的估算1) ，所以1區(qū)域可視為薄壁矩形件，2) ，所以2區(qū)域可視為薄壁矩形件，3) ，所以3區(qū)域可視為厚壁圓形件，4) ，所以4區(qū)域可視為薄壁矩形件，5) ，所以5區(qū)域可視為薄壁矩形件，綜上，估算脫模力為。導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間采用H7/f6間隙配合。本設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口，頂件之前點(diǎn)澆口已經(jīng)被拉斷，型腔內(nèi)部可通過(guò)三個(gè)點(diǎn)澆口與外界聯(lián)通，故也無(wú)需再設(shè)置引氣系統(tǒng)。合模之后型腔與型芯形成與塑件形狀一致。最后注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)作用，由推板帶動(dòng)推桿和斜頂將制件頂出，從側(cè)邊取出零件，流道系統(tǒng)凝料可以手動(dòng)或用工具取出。3) 設(shè)置模具坐標(biāo)系 模具坐標(biāo)系應(yīng)該放在分型面上，并且Z軸指向模具的開(kāi)模方向。所有面都賦予屬性后通過(guò)定義區(qū)域命令自動(dòng)創(chuàng)建區(qū)域和分型線，即型腔和型芯區(qū)域分別形成一個(gè)縫合的片體。4) 斜頂機(jī)構(gòu)在建模中通過(guò)求差得到斜頂?shù)某尚筒糠?，按照設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)和尺寸在注塑模具向?qū)е械母∩N庫(kù)選擇合適的結(jié)構(gòu)并導(dǎo)入，將浮升銷與斜頂成型塊求和，最后將整個(gè)斜頂機(jī)構(gòu)裝配到型芯上并通過(guò)挖腔得到浮升銷的安裝孔。在建模環(huán)境中做拉料桿的模型，作為裝配組件安裝到模架的定模座板上。顯示裝配圖中的所有部件，依次對(duì)各塊模板進(jìn)行挖腔操作，得到各裝配組件的安裝孔。模具加工工藝規(guī)程是規(guī)定模具零部件加工工藝過(guò)程和操作方法等的工藝文件。本例中先采用粗銑，熱處理后進(jìn)行磨削，在用電火花進(jìn)行加工。6． 應(yīng)用UG注塑模具向?qū)ЫY(jié)合手工造型完成了注塑模具零件的三維造型，完成了模具結(jié)構(gòu)的裝配；使用UG軟件中的制圖模塊結(jié)合CAXA電子圖板的制圖功能得到了濾清器外殼注塑模具的裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件二維圖紙。在論文即將完成之際，在此謹(jǐn)向我的導(dǎo)師表示衷心的感謝和崇高的敬意。致謝本論文是在導(dǎo)師吳向紅副教授的嚴(yán)格悉心指導(dǎo)完成的，在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間吳老師對(duì)我的選題、開(kāi)題報(bào)告、文獻(xiàn)綜述與翻譯、模擬分析、模具設(shè)計(jì)及造型與繪圖等過(guò)程中都給予了全面的幫助。4． 以注塑模CAE軟件Moldflow為工作平臺(tái)，對(duì)濾清器外殼的注塑成型過(guò)程進(jìn)行了模擬：根據(jù)理論計(jì)算和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合模擬分析結(jié)果，對(duì)濾清器外殼注塑模具的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和調(diào)整優(yōu)化，確定了合適的澆口數(shù)量和位置、得到了能夠滿足充填平衡要求的澆注系統(tǒng)和良好調(diào)溫效果的冷卻系統(tǒng)；根據(jù)手冊(cè)推薦的聚丙烯成型工藝參數(shù)結(jié)合模擬分析結(jié)果調(diào)整模具溫度、熔體溫度、保壓曲線等參數(shù)，最終得到較優(yōu)的成型工藝參數(shù)組合；最后模擬了充填、流動(dòng)、冷卻過(guò)程，對(duì)成型過(guò)程中可能出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了預(yù)測(cè)和優(yōu)化。本文將以型腔為例簡(jiǎn)要介紹成型零件的加工工藝過(guò)程。在CAXA中重新打開(kāi)由UG生成的二維圖紙，進(jìn)行各線條的線形、圖層等，標(biāo)注尺寸公差、表面粗糙度和形位公差的編輯，最后添加標(biāo)準(zhǔn)圖框，填寫標(biāo)題欄，得到符合加工要求以及國(guó)家制圖標(biāo)準(zhǔn)的二維工程圖紙[22]。的拔模，尖角處添加R3的倒圓角以保證定位可靠。按照設(shè)計(jì)的直徑和長(zhǎng)度布置標(biāo)準(zhǔn)推桿，并通過(guò)推桿后處理對(duì)推桿的長(zhǎng)度進(jìn)行裁剪，配合尺寸設(shè)置為10mm。3) 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)通過(guò)創(chuàng)建包容塊和修剪命令得到側(cè)孔的成型芯，在滑塊和浮升銷庫(kù)中選擇合適的滑塊與成型芯求和為一體；導(dǎo)滑槽直接在模板上拉伸求差獲得；楔緊塊、液壓缸連接部分和液壓缸固定板根據(jù)設(shè)計(jì)的尺寸通過(guò)建模直接獲得。圖63 修補(bǔ)前后的零件實(shí)體對(duì)比(a)修補(bǔ)前 (b)修補(bǔ)后通過(guò)模具分型工具中的區(qū)域分析命令對(duì)修補(bǔ)后塑件的所有面進(jìn)行定義，區(qū)分出型腔和型芯面并用不同的顏色進(jìn)行標(biāo)記，兩種顏色交接處即為分型面。 項(xiàng)目初始化1) 初始化項(xiàng)目 課題中已給定濾清器外殼的三維模型，可直接初始化，材料、收縮率、單位等均選用默認(rèn)值。此時(shí)成型分型面開(kāi)模，塑件因收縮包覆在型芯上隨動(dòng)模繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到最大開(kāi)模行程后模板停止運(yùn)動(dòng)。圖511 液壓缸安裝部分模型 整套模具的工作原理如圖512所示，注塑模具動(dòng)模側(cè)和定模側(cè)分別安裝在注射機(jī)的移動(dòng)模板上，液壓缸放置在上方，連接管道的出入水口在后側(cè)和下側(cè)。由CAE模擬分析也看出氣泡可能出現(xiàn)的位置均在分型面附近。由模架確定導(dǎo)柱直徑為35，長(zhǎng)度取250mm；長(zhǎng)導(dǎo)柱與定模座板為H7/m6過(guò)渡配合，配合長(zhǎng)度取32mm。圖59中將塑件脫模力較大的區(qū)域分為了五個(gè)主要部分。圖58 斜頂成型機(jī)構(gòu) 模架的確定 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)。 成型斜頂部分設(shè)計(jì)圖54所示E處的內(nèi)部通孔無(wú)法通過(guò)普通型芯進(jìn)行成型，因此考慮采用斜頂來(lái)成型內(nèi)表面。由于零件本身存在一處較高的肋板（如圖55 A處），在型芯上表現(xiàn)為不易加工的深而窄的槽，加上外殼主主體與濾芯管處的連接可以拆分（B處），因此確定主要的型芯設(shè)計(jì)為三部分鑲拼塊，有四處通孔（C處）和側(cè)邊的兩處深腔（D處）設(shè)計(jì)成小型芯，通過(guò)臺(tái)階安裝在主型芯上；E處的內(nèi)部側(cè)向通孔采用斜頂進(jìn)行成型。本例中塑件內(nèi)形較復(fù)雜，故型芯、滑塊以及斜頂材料選用高合金工具鋼Cr12MoV；外形磨損相對(duì)較小，考慮使用壽命，型腔選擇P20[16]。本例中采用單獨(dú)的定位圈進(jìn)行定位，以便于拆卸更換和采用更優(yōu)質(zhì)的鋼材和熱處理[15]，切向采用防轉(zhuǎn)銷定位?？傮w來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)Moldflow分析模擬，最終得到了合適的澆注系統(tǒng)尺寸，完善了注塑工藝參數(shù)，為模具設(shè)計(jì)和產(chǎn)品的制造工藝提供一定的參考。圖411 可能出現(xiàn)氣孔的位置圖412 頂出時(shí)的體積收縮率冷卻過(guò)程應(yīng)保證制件冷卻均勻、結(jié)束后達(dá)到頂出溫度以下、冷卻液溫升合理，主要查看回路冷卻介質(zhì)溫度、回路的流動(dòng)速率和雷諾數(shù)回路管壁溫度、凍結(jié)時(shí)間、最高溫度、平均溫度等；冷卻分析用來(lái)模擬塑料熔體在模具內(nèi)的熱量傳遞情況，通過(guò)以上的分析并不斷從而可以判斷塑件冷卻效果的優(yōu)劣，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)設(shè)置，縮短塑件的成型周期，提高生產(chǎn)速率，提高塑件的成型質(zhì)量[14]。圖47給出了t=，所選注塑機(jī)的注射時(shí)間能滿足充填時(shí)間的要求；且圖47中紅色區(qū)域即兩個(gè)末端能夠同時(shí)充滿，充填相對(duì)平衡。圖46 保壓曲線的確定 注塑過(guò)程分析結(jié)果對(duì)濾清器外殼的成型模擬包括充填、保壓，冷卻和翹曲三部分。通過(guò)Moldflow中的成型窗口分析得到推薦的熔體溫度為230℃，模具溫度為80℃。因?yàn)闈部诟叨炔灰恢聦?dǎo)致二級(jí)分流道長(zhǎng)度不同，設(shè)計(jì)時(shí)使三條二級(jí)分流道的末端尺寸相同均為Ф6，176。經(jīng)過(guò)以上網(wǎng)格劃分和修改，最終網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)和劃分如圖41所示。該模塊可以對(duì)整個(gè)注射成型過(guò)程進(jìn)行模擬分析。第4章 塑件的注塑模擬分析 Moldflow軟件簡(jiǎn)介Mlodflow軟件是美國(guó)Mlodflow公司開(kāi)發(fā)的用于塑料注射成型的分析軟件，在注射成型分析領(lǐng)域中享有美好的聲譽(yù)，并且擁有大量的客戶。由UG注塑模具向?qū)K中的“計(jì)算面積”命令可以得到塑件在分型面上的投影面積。表21 聚丙烯（PP）的主要性能參數(shù)密度ρ/(kg/dm3)~比體積ν/(dm3/kg)~吸水率（24h）ωp為滿足以上的工作要求，選用聚丙烯作為塑件材料。發(fā)電機(jī)組空氣濾清器主要是過(guò)濾活塞式發(fā)電機(jī)組工作時(shí)吸入的空氣中的微粒和雜質(zhì)的一種進(jìn)氣裝置，由濾芯和殼體兩部分組成。設(shè)計(jì)師能從繁瑣的繪圖和計(jì)算中解放出來(lái)，集中精力從事諸如方案構(gòu)思和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等創(chuàng)造性的工作，盡可能的充分發(fā)揮設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造力，加快創(chuàng)新，進(jìn)一步提高了模具企業(yè)的管理水平。又因?yàn)槟＞呤菃渭蛐∨康漠a(chǎn)品，傳統(tǒng)的人工設(shè)計(jì)已經(jīng)無(wú)法適用產(chǎn)品快速更新、質(zhì)量日益提高的需求。 Filter shellII 目錄摘要 IABSTRACT II第1章 緒論 1 注塑模具的重要地位和作用 1 計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用 1 課題的主要內(nèi)容 2第2章 塑件成型的工藝性分析 5 塑件結(jié)構(gòu)分析 5 材料性能分析 5 使用特性 5 成型性能 5 主要性能指標(biāo) 6 成型工藝分析 6 注射成型過(guò)程 6 成型工藝參數(shù) 6第3章 注塑機(jī)型號(hào)的確定 9 注射量的計(jì)算 9 9 9 選擇注射機(jī) 10第4章 塑件的注塑模擬分析 11 Moldflow軟件簡(jiǎn)介 11 注塑過(guò)程模擬分析前處理 11 模擬分析流程 11 模型導(dǎo)入與劃分和修正網(wǎng)格 11 材料設(shè)定 12 設(shè)置澆口位置 12 設(shè)置澆注系統(tǒng) 13 設(shè)置冷卻系統(tǒng) 15 設(shè)置分析工藝參數(shù) 16 注塑過(guò)程分析結(jié)果 17 充填+保壓分析 17 20 21第5章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23 分型面和型腔數(shù)量設(shè)計(jì) 23 分型面的選擇 23 型腔數(shù)量的確定 23 澆注系統(tǒng)的補(bǔ)充設(shè)計(jì) 23 成型零件設(shè)計(jì) 24 型腔結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25 型芯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 側(cè)抽芯部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27 成型斜頂部分設(shè)計(jì) 27 模架的確定 28 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇 28 各模板尺寸 28 模架各尺寸的校核 29 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 29 推出方式的確定 29 脫模力的計(jì)算 30 推桿尺寸的確定及單位壓應(yīng)力的校核 31 模具其它部分的設(shè)計(jì)說(shuō)明 32 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和開(kāi)模限位機(jī)構(gòu) 32 排氣和引氣系統(tǒng) 32 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 33 液壓缸安裝部分的設(shè)計(jì) 33 整套模具的工作原理 33第6章 注塑模具三維造型和二維工程圖的繪制 37 三維模型的創(chuàng)建 37 UG注塑模具向?qū)Ш?jiǎn)介 37 項(xiàng)目初始化 37 成型零件的造型 38 添加標(biāo)準(zhǔn)模架與標(biāo)準(zhǔn)件 40 其他零件的手工造型與裝配 41 局部修改與細(xì)節(jié)補(bǔ)充 42 生成二維工程圖紙 42 三維導(dǎo)出二維圖紙 42 二維圖紙的修改編輯 42第7章 典型成型零件的加工 43 模具加工工藝過(guò)程 43 濾清器外殼注塑模具成型零件的加工 44第8章 結(jié)論 45致謝 47參考文獻(xiàn) 493 第1章 緒論 注塑模具的重要地位和作用塑料工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)非常重要的行業(yè)，石油工業(yè)的高速發(fā)展為塑料工業(yè)提供了豐富且廉價(jià)的原料，由于塑料具有密度小、耐腐蝕性強(qiáng)、電絕緣性能好等優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的普遍關(guān)注。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和分析(CAE)對(duì)發(fā)電機(jī)組濾清器外殼進(jìn)行了注塑成型過(guò)程的模擬分析和工藝及模具的設(shè)