肥皂盒的注塑模具设计【1模2腔推杆推出含UG三维及12张CAD图带开题报告】
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肥皂盒
注塑
模具设计
推杆
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ug
三维
12
十二
cad
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肥皂盒的注塑模具设计【1模2腔推杆推出含UG三维及12张CAD图带开题报告】
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附录 1：外文翻译研究报告斯洛伐克理工大学布拉迪斯拉发材料科学与技术学院10.1515 / rput-2016-0034 2016，第 24 卷，第 38 期CAX 辅助注射模具的设计和生产LukLIKAVAN，MartinFRNK，Rudolf ZAUJEC， LukSATIN，MaroMARTINKOVI斯洛伐克理工大学布拉迪斯拉发，TRNAVA 材料科学与技术学院，生产技术学院ULICAJNABOTTU 2781/25，917 24 TRNAVA，斯洛伐克共和国电子邮件：lukas.likavcanstuba.sk，martin.frncikstuba.sk，rudolf.zaujecstuba.sk，lukas.satinstuba.sk，maros.martinkovicstuba.sk摘要本文着重于设计所需的塑料部件的过程通过使用 3D CAD 系统注塑模具。 随后的有限元分析注射进行模具加工以确定塑料的收缩和变形材料由 CAE 系统确定。 然后修改模具的尺寸以补偿收缩效应。 模具的加工过程（铣削和激光纹理化）是通过使用 CAM 系统执行。 最后，通过塑料部件的生产注塑模具技术，塑料部件尺寸的检验为了定义整个 CAx 链的准确性，由 CAQ 提供。 它也被证明了 CAx 系统是预生产和生产过程的组成部分。关键词：注塑模具，有限元分析，CAD 模型，CAM 加工，CAQ 检测介绍CAD 系统到今天非常复杂，包括设计所需的所有操作诸如建模操作之类的，从执行各种工程计算和分析，使用完整的数字化技术，到启用可视化单个组件或甚至组件。这些系统处于全面处理组件的整个开发设计阶段，在这些日子里，各种 CAD 软件有着显著差异。 CAD 软件可以简单地分为几类。第 1 组包括小型 2D 建模器。它的最大好处是成本低。中间的 CAD 软件（例如 AutoCAD）可以放入组中 2.最后一类是用大型 CAD 系统代表的，这些系统使用了一系列模块 18 最新的集成建模以及成像和信息技术的开展组件（1）的整个设计和生产过程。计算机辅助援助已经在注塑设计领域得到了广泛的扩展塑料部件和注塑模具的相关设计形状。 CAD 系统启用在很短的时间内设计一个组件的形状，最后在下一步生成它的外壳通过组件形状的减函数来获得注塑模具的形状。通过CAD 软件设计零件并通过 CAM 生产零件软件具有一些优点，因为这些过程都经过了各种分析：1在 CAD 系统中，未来组件的模型首次可视化，并且那么可以评估部件表面和形状的质量。固体的简单性建模是通过使用基本布尔运算（如加法，几何体的减法或交叉等。2通过使用曲率分析，可以轻松评估应该使用哪种刀具用于加工给定的表面。这在模具生产中很重要特别是在模具作为零件模型形状的负面时。3必须对模腔进行分析以确定是否可以加工模具通过常规方法形成空腔形状。它也检查工具是否可以到达所需深度以及该工具是否可用于加工所需形状。有时会出现一些表面不能用传统方法加工的情况只有方法。然后通过常规的组合来加工模腔方法和 EDM（电火花加工）过程（ 2） 。目前机器中使用的注塑模具在技术上是复杂和复杂的设备。在质量，生产力，可靠性和自动化方面的要求很高生产都放在他们身上。从方法论的角度来看，注塑模具可以分为两部分。第一部分是模具的成型腔。这是一个空洞在高温高压下充满熔融塑料材料的空间注射过程。塑料材料随后凝固成形状和尺寸的最终组件。模腔往往在结构上非常多样化;设计受到影响通过功能，最终产品的形状和外观。第二部分是习惯模具结构设计。它通常具有相似的重要元素（3） 。本文介绍了最简单和最准确注射剂的制造并展示 CAx 软件在设计工程活动中的重要性。使用 Delcam PowerShape 的 CAD 软件生成模具的 3D 模型。该数字化工具模型由 CSG 方法（ Constructive Solid Geometry）构成，使用基本的几何元素。简单的建模方法是使用基本的布尔诸如加，减或交叉的操作。该块被选为基本该模型的对象，并通过添加或减去逐渐修改为所需的形状基本的数学对象。设计的工具模型必须满足所有的构造放置在注塑模具上的原则，以便最终生产的工具实现其功能正确。以下几页描述了组件生产的过程注塑模具技术的步骤如下：生成 CAD 模型组件，注射过程的有限元分析，生成 CAD 模型的工具，生产工具和生产部件。多个注塑模具（图 1）由几个方面给出。 例如，准确性和产品特性，注塑成型的尺寸和容量机器，一些所需的产品和机器的经济性必须被考虑进去帐户。 对于最佳工具应该考虑所有这些要求的妥协多重性。 在这种情况下，注塑模具生产四个腔体（一个腔体用于一个产品） 。注塑模工艺的有限元分析在设计好所需形状和尺寸的组件以及整个浇口后系统（浇口，浇口和浇道） ，对这个过程进行了有限元分析。 分析提供了有关模腔填充过程和信息的信息关于塑料材料的收缩。 不同的塑料材料可用于生产的所需组分。 对于生产的组件，没有必要获得高机械强度，只有低生产成本。 玻璃纤维增强的聚合物不是适合他们的磨蚀性。 因此，组件将由聚烯烃材料生产。它的低粘度可以很好地填充腔体的体积; 然而，他们的特点是半结晶结构。 因此，在模具的设计过程中，收缩的效果材料必须考虑。有限元计算分析注塑工艺需要模型的网格划分（图 2） 。 样本网格由 208 671 个元素组成。 一个四面体被选为基本元素形状。 一个四面体元件的边长约为 0.5mm。 要素受到 38576 个节点的约束。选择熔点为约 290的 PP（聚丙烯）作为塑料材料。 材料的粘度取决于诸如剪切速率和注入的参数生产过程中使用的温度。 温度越低，剪切速率越低材料的粘度较高（图 3） 。 塑料材料的具体体积取决于用过的压力和温度（这个功能如图 4 所示） 。 对于 PP 材料（如其他半结晶聚合物） ，主要转变发生在T m 时结晶地区分解。 这个过渡在图 4 中标出。在有限元模拟中，使用了与应用相同的工艺参数随后在使用注射机的生产过程中进行。 注射生产过程中使用的参数如下：注射压力为 6 MPa 时间 2.5s，保压时间 4s，冷却时间 10s，压力 4MPa。注塑模具工艺参数的选择在很大程度上受参数限制可以在注塑机上设置的范围，以及工艺参数受所选塑料的材料特性影响。 这些范围被纳入有限元模拟，随后定义了注塑模具的最佳参数处理。 这些参数因此被用于组件的生产。有限元模拟表明，注塑模腔必须放大以便组件的原始尺寸已经达到，这是由于该组件的收缩塑料材料。 因此，门的中心和远边之间的距离组件被放大了+ 0.9108 毫米（图 5） 。当熔化的塑料材料不能到达并填充整个空间时发生喷射效应由于注射的高速度而引起的腔体的变形。 结果，熔化的塑料材料在注入组分（4）的表面上显示出一些波状褶皱的状态下固化。 至避免这种影响，熔融材料被引导到两个边缘，然后填充元件腔被初始化（5（图 6） 。 分析注射的填充过程进行有限元模拟（图 7） 。模拟证实没有观察到不希望的喷射效应。 原因是模具的型腔设计为注射成型的非对称位置门和边缘在每个组件上。 在填充模腔期间，熔化的塑料材料进入门并击中空腔的上部边缘，然后撞击底部边缘然后逐渐填满剩下的空间（图6） 。 这种设计可以防止喷射效应甚至确保充满腔体。模拟表明，在尺寸修改和注射生产之后模具，可以启动生产过程，因为注塑工艺参数被正确提出。注塑模具的生产完成的注塑模型（图 8）被输出到称为 CAM 软件 PowerMILL 2016，其中CL 数据是为加工所建议的注塑而生成的通过铣削技术模制。 图 9 描绘了一个使用过的加工的例子策略（粗加工模型） 。 使用高速进行模具的制造 5 轴铣床HSC 105 直线型 DMG（图 10） 。 模具是从机器加工而来的 AW 6082 材料。在模腔的铣削过程之后，刀具移动到 5 轴激光器称为 LaserTEC 80 形状的加工中心用于最终形状完成。 机器（图。11a）由波长为 1064nm 的纳秒脉冲光纤 Nd：YAG 激光器装备。它被用来制作教室（MTF）和研究所（UVTE ）标志的洞穴注塑模具。激光束参数经过优化，每层 5m 的切割深度实现。 激光束跟踪距离参数（两个平行之间的距离激光束在工件表面上的路径）被设定为 5m 。 整体深度生产的徽章设置为 0.5 毫米（每个徽章 100 层） 。加工程序的准备工作包括导入一个给定的标志（* .bmp 格式不带颜色信息）到 CAM 软件 LPSwin 中。 在输入所有必要的参数（凹陷的总体深度，层厚度和轨迹距离） ，加工为所有类型的标志生成.L4D 格式的程序。 图 12 表示消融过程中激光束运动轨迹产生的每种类型徽。 注塑模具随后被夹紧在激光机的钳口副中微机械加工开始。图 11b 描述了注塑模具的最终形状。 工具制造的上面提到的加工过程现在已经准备好进行第一次真正的注射测试。生产和尺寸检查的组成部分为了实现塑料部件的实际生产，采用卧式注射称为 Babyplast 6 / 10p 的成型机与所述的工艺参数一起使用以上。随后，三个选定塑料部件的尺寸（直径和厚度）并用数字卡尺测量所选腔体三次以确定百分比与其 CAD 模型相比，组件的尺寸发生了变化。 陈述了这些发现在 Tab。 从那里可以看出，部件的直径小于直径的 CAD 模型; 差异是-2.83。 这种相似性可以在数值中找到厚度也是如此，因为与 CAD 相比，组件厚度的差异是-1.79模型厚度。 这种尺寸变化是由塑料的收缩效应引起的材料在其固化在模具的空腔中。 尺寸的比较用真实的注塑模腔改变 CAD 模型腔表明这些差异可以忽略不计，因此我们可以说注塑模具是以高尺寸和形状精度制造。基于真实注塑工艺的测试，发现注塑工艺（工具腔的形状和尺寸以及生产工艺参数）正确（图 13） ，这也通过有限元模拟得到了证实。 组件是以所需的形状和尺寸生产，没有变形或材料缺陷。 它是还表明 CAD / CAM 和 FEM 软件是预生产的一个组成部分和生产过程。为了验证注塑模具的尺寸精度和随后的尺寸精度对塑料部件的尺寸精度进行尺寸检查使用 Surfcom 5000 的测量设备。获得了轮廓尺寸的结果（模具和塑料部件）在图 14 中示出。测量在两个截面中进行，部分，如图 13 所示。在图 15 中可以看出，轮廓的最大尺寸差异是之间的 CAD 模型（它代表0.5mm 剖面深度的参考值）以及由激光微加工产生的凹槽; 差异等于 20。 这个通过优化激光束参数可以避免差异。 塑料组件相对精确地生产; 模具之间的尺寸差异工具配置文件和组件配置文件等于 3.7。结论本文所描述的研究的目的是设计和制造这种研究基于该领域最新的知识，用于生产塑料部件的注塑模具 CAD-CAE-CAM-CAQ 系统。 在注塑模具的设计过程中，有必要尊重模具工具成功服务的所有规则和原则。设计中最重要的元素是分离飞机的合适和正确的位置。在这种情况下，分型面平行于产品的顶部
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