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新型u盘设计说明_毕业论文 新型u盘设计说明毕业论文目录绪论111 我国模具技术的现状及发展趋势212 塑料模具的分类413 proe软件的介绍514 课题的目的与意义52 u盘外壳模具设计721 u盘外壳成型工艺性分析722 模具结构设计923 注射机型号的确定1124 浇注系统设计1425 成型零部件的尺寸精度分析1626 模架选择1627 模具设计流程183 塑料顾问2331材料选用2332 gate location 浇口位置分析 2333 plastic fill分析塑料流动2434 mold window 成型条件分析2835 cooling quality冷却质量分析2836缩痕分析3037接痕和气泡分析31总结与展望33参考文献34致谢35绪论开放以来我国的塑料工业得到了迅猛的发展塑料制品已成为工业农业国防建设文教卫生和人们日常生活中不可或缺的制品随着国民经济的快速发展对塑料制品的需要量越来越大样式更新质量更好性能更加结构更复杂的塑料制品在不断的涌现 制品是靠成型加工方法得到的成型的加工方法很多而注塑成型是其中最重要的一种成型加工方法它生产的制品具有精度高形状复杂一致性好生产率高和消耗低等特点有极大的市场需要和广阔的发展前景塑料成型加工是一门不断发展的综合学科他不仅随着高分子材料合成技术的提高成型加工设备的更新改造成型工艺的成熟和进步而且随着计算机技术数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗透而得到长足地发展 模具行业就有他自身的舞台人类已经迈入了21世纪这是一个科学技术飞速发展知识更替日新月异的时代人类的生存社会的进步经济的发展与模具工业息息相关模具工业是制造工业中的一项基础产业是技术成果转化的基础同时其本身又是高新技术产业的重要领域一些国家因为模具工业的进步带来了高科技的发达塑料模具是模具工业的一个重要的领域它的设计是模具制造中的关键阶段通过合理的设计制造出来的模具不仅能顺利地成型高质量的塑件还能简化模具的加工过程和实施塑件的高效生产从而达到降低生产成本和提高附加价值的目的 工业是制造业中的一项基础产业是技术成果转化的基础同时本身又是高新技术产业的重要领域在欧美等工业发达国家被称为点铁成金的磁力工业美国工业界认为模具工业是美国工业的基石德国则认为是所有工业中的关键工业日本模具协会也认为模具是促进社会繁荣富裕的动力同时也是整个工业发展的秘密是进入富裕社会的原动力日本模具产业年产值达到亿日元远远超过日本机床总产值亿日元如今世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业发达国家对模具工业的认识与重视我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因模具技术水平的高低决定着产品的质量效益和新产品开发能力它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志因此模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分是国民经济的装备产业其技术资金与劳动相对密集目前我国模具工业的当务之急是加快技术进步调整产品结构增加高档模具的比重质中求效益提高模具的国产化程度减少对进口模具的依赖现代模具技术的发展在很大程度上依赖于模具标准化优质模具材料的研究先进的设计与制造技术专用的机床设备更重要的是生产技术的管理等世纪模具行业的基本特征是高度集成化智能化柔性化和网络化追求的目标是提高产品的质量及生产效率缩短设计及制造周期降低生产成本最大限度地提高模具行业的应变能力满足用户需要通过这次设计要达到如下目的1能够认识和指导如何协调各种约束条件使设计更加趋于完美能在有限的时间内完成任务2协调模具设计与模具加工的微妙关系了解模具加工过程3通过对具体模具的设计能够大致的掌握设计基本步骤和解决设计中的可能出现的各种各样的问题4加强制图识别能力5从制件的复杂程度材料基本性能能够统筹评估出所将要设计模具从设计到生产的大致周期价值6了解加工中定位的处理及尺寸标注之间的关系及各种车床能够达到的精度中国塑料模工业从起步到现在历经半个多世纪有了很大发展模具水平有了较大提高在大型模具方面已能生产48in约122cm大屏幕彩电塑壳注射模具65kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具精密塑料模具方面已能生产照相机塑料件模具多型腔小模数齿轮模具及塑封模具经过多年的努力在模具cadcaecam技术模具的电加工和数控加工技术快速成型与快速制模技术新型模具材料等方面取得了显著进步在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面了贡献进入21世纪在经济全球化的新形势下随着资本技术和劳动力市场的重新整合中国装备制造业在加入wto以后将成为世界装备制造业的基地而在现代制造业中无论哪一行业的工程装备都越来越多地采用由模具工业提供的产品为了适应用户对模具制造的高精度短交货期低成本的迫切要求模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求1模具cadcaecam正向集成化三维化智能化和网络化方向发展2模具制造向精密高效复合和多功能方向发展3快速经济制模技术得到应用4特种加工技术有了进一步的发展5模具自动加工系统的研制和发展6模具材料及表面处理技术发展迅速7模具工业新工艺新理念和新模式逐步得到了认同12 塑料模具的分类com 按照塑料制件的成型方法不同分类1注射模 注射模又称注塑模塑料注射时在金属压铸成型的基础上复杂化起来的成型所采用的设备是注射机注射模通常适合于热塑性塑料的成型是塑料成型生产中自动化程度最高采用最广泛的一种成型方法2压缩模 压缩模又称压塑模或压胶模成型所用设备为塑料成型压力机是热固性塑料通常采用的成型方法3压注模压注模又称传递模成型所用设备与压缩模相同知识模具结构不同4气动成型模 除了上述几种成型模具外还有铸塑模中空吹塑成型模具泡沫塑料成型模具等等com 按照型腔数目分类1单分型面塑料模具只有一个分型面因此称为单分型面塑料模具这是注射模中最简单且用的最多的一种结构形式合模后动定模组合构成型腔主流道在定模一侧分流道及浇口在动模一侧动模上设有推出机构用于推出塑件和凝料2多分型面塑料模具增加具有一定功能的辅助分型面主要用于侧向分型抽芯机构设在定模一侧以及有结构特殊性需要的顺序模具中这类模安装复杂还有按加工塑料的品种可分为热塑性塑料模具和热固性塑料模具按模具在设备上的安装方式分为移出式塑料模具和固定式塑料模具等13 proe软件的介绍proengineer wildfire软件是ptc公司基于单一数据库参数化特征全相关及工程数据再利用等概念基础上开发的一个功能强大的cadcaecam软件它能将产品从设计到生产加工的过程集成在一起让所有用户同时进行同一产品的设计与制造工作应用proengineer wildfire系统强大的三维建模功能可以方便地创建塑料制品的特征实体模型首先创建基础特征然后再基础特征之上创建放置特征如创建圆孔倒角筋特征等并可生成塑料制品特有的拔模特征然后根据需要可使用工程图模块直接由三维实体模型生成二维工程图proe第一个提出了参数化设计的概念并且采用了单一数据库来解决相关性问题另外它采用模块化方式用户可以根据自身的需要进行选择而不必安装所有模块proe的基于特征方式能够将设计至生产全过程集成到一起实现并行工程设计它不但可以应用于工作站而且也可以应用到单机上 proe采用了模块方式可以分别进行草图绘制零件制作装配设计设计加工处理等保证用户可以按照自己的需要进行选择使用是做模具设计最好的软件是三维建模的领头羊在中国使用的proe软件都是汉化的存在很多漏洞待进一步修复及加强表11abs主要性能指标密度gcm3102116计算收缩率055比容cm3g086098抗拉屈服强度mpa50吸水率0204拉伸弹性模量mpa18103收缩率0407 抗弯强度mpa80熔点130160硬度hb97com成型塑件的主要缺陷及消除措施1缺陷缺料注射量不足溢料飞边着色不均匀变形翘曲熔接痕强度低等2消除措施加大主流道分流道浇口加大喷嘴增加排气槽改变冷却水道位置增大注射压力延长成型周期等22 模具结构设计com 分型面位置的确定在塑件设计阶段就应考虑成型时分型面的形式和位置否则无法用模具成型在模具设计阶段应先确定分型面得到位置然后才选择模具结构由于分型面受塑件在模具中的成型位置浇注系统设计塑件结构工艺性及尺寸精度嵌件的位置塑件的推出排气等多种因素的影响以此在选择分型面时应综合分析比较以选择较为合理的方案选择分型面时应遵循以下几项原则1分型面应选在塑件外形最大轮廓处塑件在动模的方位确定后其分型面选在塑件外形的最大轮廓处否则塑件回无法从型腔中脱出这是最基本的选择原则2分型面的选择应有利于塑件顺利脱模由于注射机的顶出装置在动模一侧所以分型面应尽可能使塑件开模后留在动模一侧将型芯设置在动模部分塑件冷却收缩后抱紧型芯使塑件留在动模这样有利于脱模如果塑件的壁厚较大内孔较小或者有嵌件时为使塑件留在动模一般应将凹模型腔也设在动模一侧3分型面的选择应保证塑件的尺寸精度和表面质量同轴度要求较高的塑件选择分型面时最好把有同轴度要求的部分放置在模具的同一侧4分型面的选择应有利于模具的加工通常在模具设计中选择平直分型面的居多但为了模具的制造应根据模具的实际情况选择合理的分型面5分型面的选择应有利于排气分型面的选择与浇注系统的设计应同时考虑为了使型腔有良好的排气条件分型面应尽量设置在塑料熔体流动方向的末端 本设计中的u盘内盖的分型面选在零件的最大截面处图23分型面com 确定型腔数量及排列方式 当塑件分型面确定后就需要考虑是采用单型腔模还是多型腔模 一般来说大中型塑件和精度要求高的小型塑件优先采用一模一腔的结构但对于精度要求不高的小塑件没有配合精度要求形状简单又是大批量生产时若采用多型腔模具可提供独特的优越条件使生产效率大为提高故由此初步拟定采用一模四腔结构com 模具结构形式的确定 该塑件的质量要求较高从该塑件的外部特征来看塑件结构较简单没有侧孔因此无需侧向抽芯本模具采用单分型面注射模具三版式注塑模并用顶杆顶出机构图23分型面23 注射机型号的确定注射机时注射成型的设备注射模是安装在注射机上使用的工艺设备注射机选用的是否合理直接影响模具结构的设计因此在进行模具设计时必须对所选用活动注射机的相关技术参数有全面的了解注射机规格的确定主要是根据塑件的大小及型腔的数目和排列方式在确定模具结构形式及初步估算外形尺寸的前提下设计人员应该对模具所需的注射量锁模力注射压力拉杆间距最大和最小模厚推出形式推出位置推出行程开模距离等进行计算根据这些参数选择一台和模具匹配的注射机倘若用户已经提供了注射机的型号和规格设计人员必须对其进行校核若不能满足要求则必须自己调整或于用户取得商量调整com 所需注射量的计算1塑件质量体积的计算 根据建立的塑件三维模拟分析得到 塑件体积 上盖 下盖 浇注系统凝料体积可以按照塑件的06倍计算由于模具采用一模四腔所以浇注系统凝料体积为故该模具一次注射所需abs为 体积 质量 2注射机型号的确定 根据以上的计算初步选定型号为sys-10立式注射机其主要技术参数如下最大注射量10g 定位圈直径55mm注射压力150mpa 螺杆直径22mm最大注射面积45 锁模力150kn拉杆内间距250 mm280 mm 最大开模行程120mm最大模具厚度180mm 最小模具厚度100mm喷嘴口直径25mm 喷嘴球半径12mm顶出形式四侧设有顶杆机械顶出com 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核1型腔数量的校核a按注射机的最大注射量校核型腔数量 2-1上式右边符合要求式中 k-注射机最大注射量的利用系数无定型塑料一般去085 -单个塑件的质量和体积g或取g -浇注系统所需塑料质量和体积g或取06 - 注射机允许的最大注射量g或该注射机为10gb按注射机的额定锁模力校核型腔数量 2-2上式右边符合要求式中 f-注射机的额定锁模力n该注射机为15n -塑件在模具分型面上的投影 -浇注系统在模具分型面上的投影面积 -塑料熔体对型腔的成型压力一般为注射压力的3050abs的流动性好该处型腔平均压力为45mpa2 2-3式中 -模具型腔和流道的最大容积 - 注射机的注射量容积该注射机为909 -注射系数去075085无定型塑料取085结晶型塑料取075 倘若实际注射量过小注射机的塑化能力得不到发挥塑料在料筒中停留时间就会过长所以最小注射量容积故每次注射的实际注射量而 234符合要求 注注射量亦可以质量表示计算方法相同b最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为该机器的最高压力应该大于注射成型时所需调用的注射压力即 2-4式中 -安全系数常取 12514实际生产中该塑件成型时所需的注射压力为7090一般取 13 80满足要求3安装尺寸校核a喷嘴尺寸 主浇道的小端直径d大于注射机d通常为 d d051mm对于模具d 1mmd 2mm符合要求主流道入口的凹球面半径应大于注射机喷嘴半径通常为 12 mm对于该模具sr 12mm取s 14符合要求b最大与最小模具厚度 模具厚度h应满足式中 100mm 180mm而这套模具厚度 2520306025 160mm符合要求4开模行程校核 510mm 25式中 s-注射机最大开模行程mm取120mm a-定模板和中间板制件的分开距离mm取36mm -塑件推出行程mm取4mm -塑件高度mm其值为4mm代值计算符合要求5模架尺寸与注射机杆内间距校核 该套模具模架的外形为200230而注射机杆内间距为250280因280250符合要求 注对于上面2345的内容是与后面的模具结构设计交叉进行的但为了行文的整体形式和内容的统一所以先将次内容整理于此24 浇注系统设计 浇注系统是引导塑料熔体从注射机喷嘴到模具型腔的进料通道普通浇注系统一般由主浇道分浇道浇口和冷料穴等死部分组成 浇注系统的设计是模具设计的一个重要环节设计合理与否对塑件的性能尺寸内在质量外在质量及模具的结构塑料的利用率等有较大影响对浇注系统进行设计时一般应遵守以下几个原则1了解塑料的成型性能2尽量避免或减少产生熔接痕3有利于型腔中气体的排除4防止型芯的变形和嵌件的位移5尽量采用较短的流程充满型腔com 主流道设计 主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处它将注射机喷嘴射出的熔体导入分流道或型腔中主流道的形状为圆锥形以便于熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出1锥度 主流道带锥度是为了模具打开时使主流道位于主分型面上动定模上各占一半模具打开后不必担心会滞留在定模一侧本设计采用3的锥度2径向尺寸 主流道径向尺寸的小端与喷嘴连接的一端应大于喷嘴口孔径0510mm如图22所示即d 而 2mm所以d 21 3mm这样当主流道与喷嘴同轴度有偏差时可以防止主流道凝料不易从定模一侧拉下来 凹球面半径r应比喷嘴球径大12mm即 12 122 14mm以保证注射过程中喷嘴与模具紧密接触防止两球面间产生间隙时熔体充入这一间隙中妨碍主流道凝料顺利从定模拉出3主流道应专门开设在主流道衬套上 将主流道开设在一个专用零件主流道衬套上面不直接加工在定模板上的方法较好因为主流道的表面粗糙度和硬度要求一般都比定模板高可以选用较好钢材损坏后也容易更换即便主流道通过两块模板时两板的拼缝间会溢入熔体com 分流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道分流道的作用是改变熔体流向是其以平稳的刘泰均衡的分配到各个型腔设计时应尽量减少流动过程中的热量损失和压力损失 分流道开设在动定模分型面的两侧或任意一侧其截面形状应尽量使其比表面积流道表面积与其体积之比小使温度较高的塑料熔体和温度相对较低的模具之间提供较小的接触面积以减少热量损失常用的分流道截面形状有圆形梯形u形半圆形和矩形等几种形式其中圆形截面的比表面积最小但需要开设在分型面的两侧制造时一定要注意模板上两部分形状对中吻合分流道截面尺寸视塑料品种塑件尺寸成型工艺条件以及流道的长度等因素来确定因此采用半圆形截面形状的流道本件由于采用流动性比较好的abs材料且长度较短直径取3mm 分型面在分型面在分型面上的布置与型腔排列有关但应遵循两个方面原则一方面排列紧凑缩小模具板面尺寸另一方面流程尽量短锁模力力求平衡该模具的流道布置形式采用平衡式布置形式如图24图24流道布置形式25 成型零部件的尺寸精度分析 塑料模具型腔在成型过程中受到塑料熔体的高压作用应具有足够的强度和刚度如果型腔侧壁和底板厚度过小可能因强度不够而产生塑件变形甚至破坏也可能因强度不足而产生翘曲变形导致溢料飞边降低塑件尺寸精度并影响顺利脱模因此应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚尤其对于重要的精度要求高的或大型模具型腔更不能单凭经验来确定除根据塑件尺寸及精度要求外还必须考虑下列影响塑件尺寸精度的主要因素1成型零件的制造公差 一般取塑件公差的1316对小型塑件取对大型塑件模具取2成型零件的磨损量 成型零件的最大磨损对小型塑件模具取 对大型塑件模具取3收缩率s 成型收缩率岁塑件结构与形式如塑件厚度有无嵌件等的影响而变化早成实际收缩率与计算收缩率的差异材料批号的不同和工艺条件如成型压力与温度等的波动都将引起收缩率的波动从而造成尺寸的误差设计时必须根据实际情况选择合理的收缩率一般收缩率取收缩范围的平均值即 26 把查得abs的数据代入式21得 26 模架选择由于零件浇口采用点浇口方式一般将模架设计为三板式注塑模便于浇口凝料脱模该零件因为横截面积较小因此模具采用顶杆顶出机构且是一次顶出设计顶杆时顶出力作用点应在塑件承受力大的部位尽量避免顶出力作用于塑件的最薄部位用四根导柱导套组成导向部件来确保动模与定模合模时能准确对中成型部件由凹模和凸模组成合模后便组成了模具的型腔凹模和凸模分别由凹模固定板和凸模固定板用螺钉从背部固定以便于拆卸更换提高整个模具的寿命选用结构形式为futoba-2psc如图25所示图25标准模架选用尺寸为230250的标准模架可符合要求该类型模架适用于薄壁壳体类塑料制品的成型以及脱模力制品表面要求较高的注射成型模具模具上所有的螺钉尽量采用六角螺钉模具外表面尽量不要有突出部分模具外表面应光洁加涂防锈油两模板之间应有分模间隙即在装配调试维修过程中可以方便地分开两块模板1定模座板230mm250mm厚25mm 定模板是模具与注射机连接固定的板材料为p20定位圈通过4个m12的内六角圆柱螺钉与其连接定模座板与浇口套为h7n6配合2定模板200mm230mm厚20mm 该模具型腔为分开的一部分在定模板上一般采用p20硬度为280330hbs3动模板200mm230mm厚度30mm 模具的型芯都设计在此板上合模后与定模板上的零部件组成一个能填充塑料熔体的模具型腔模具模具型腔的形状和尺寸就决定了塑料制件的形状和尺寸材料为45钢 4动模座板230mm250mm厚25mm材料为q235a其上有注射机顶杆孔5推板120mm230mm厚20mm 材料为45钢用4个m8的内六角圆柱螺钉与推杆固定板固定6推杆固定板120mm230mm厚15mm 材料为45钢上述尺寸确定之后就可以确定标准模架利用 emx添加标准零件和之前设计好的结构逐步完成设计模具整体效果图如图26所示图26模具整体效果图27 模具设计流程com 模具设计的一般流程1在零件和组件模式下对原始塑料零件模型进行三维建模2创建模具模型包括根据原始塑件定义参照模型和模具坯料两部分工作3设定收缩率本课题是以尺寸定义收缩率其收缩率为10064定义分型面分型面是一个可以将模其分割成几个部分的曲面参照模型的形状越复杂则分型面的形状也越复杂5定义体积块以将模具分裁成单独的元件6抽取模具体积块以生成模具元件如上模型腔下模型腔等7设计浇注系统8模拟开模并在开模中进行干涉检测9使用塑料顾问功能模块执行模流分析10装配模座并进行局部的模座设计11生成工程图com 抽取模具体积快1上模型腔如图27图27上模型腔2下模型芯如图28图28下模型芯com 模拟开模模拟开模如图29图29模拟开模com 拔模检测 在设计模具前需要对制品进行分析和检测如拔模检测以提前发现模具设计过程中的错误从而提高模具设计的效率减少设计过程中的错误率如图210所示在蓝色面上出现有洋红色的区域这表示该零件拔模时会在洋红色区域产生倒扣使零件拔出时受到阻碍这些地方都需要进行修改图210拔模检测com 模架的确定图211模架com模注塑模具在装配工作完成后需要对模具进行试模前的检查以发现模具设计和制造中的问题以便即时纠正其具体内容如下成型零件浇注系统等与熔料接触的表面应光滑平整无坍塌伤痕等缺陷模具的闭合行程安装于机器的各配合部位尺寸脱模尺寸开模距模具工件要求等应符合设备的相关条件模具上应有生产号和合模标志各种接头阀门附件备件应齐全各滑动零件的配合间隙应符合要求起止位置定位正确镶嵌禁锢零件应禁锢牢靠对于注塑腐蚀性较强的注塑模其模具型腔的表面应镀硌和防腐处理模具外观部分不应当有锐角大中型模具应有起吊用的吊环吊孔互相接触的承压零件应有合理的承压面积和承压方式避免直接承受挤压模具的稳定性良好有足够强度工作时应受力均衡行动平稳模具安装好后必须经过空运转检查以便进一步发现问题进而解决问题将模具缓缓闭拢合模后各结合面应接触紧密不得出现间隙开模时顶出脱模机构应保证顺利脱模以便取出塑件及浇注系统废料活动型芯顶出及导向部分等运动时应滑动平稳灵活动作协调可靠检查各锁紧机构应能可靠稳妥地锁紧各禁锢件不得有任何松动现象各气动液压控制系统动作正确不泄露不产生过大振动各阀门工作正常冷却系统的水路应畅通不漏水各种控制阀门控制正常试模是为了检查模具安装完毕后的质量好坏是否能生产出合格产品来其程序大致如下试模前应检验所用原料是否符合要求不合要求者应进行处理或更换根据选顶的工艺参数将料筒和喷嘴加热合适温度判断温度是否合适的最好方法是在喷嘴与模具主流道脱开时用较低的注射压力使熔料自喷嘴中缓慢流出再观察流料流出情况如果料流中没有气泡硬块银丝变色等情况流料光滑明亮即说明料筒与喷嘴温度合适可以试模试模时先选择低压低温和较长时间下成型然后按压力时间和温度先后顺序变化以求得到较好的工艺参数若注射压力小型腔难充满可加大注射压力当增压效果不明显时再改变温度和时间当延长时间仍不能充满时在提高温度但不能升温太快太急以免塑料发生过热降解在生产壁薄而面积的塑件时一般采用高速注射对于壁厚而面积小的塑件则采用低速注射在高速和低速注射均能充满型腔时除了玻纤增强塑料外均能采用低速注射对于黏度高热稳定性差的塑料采用较慢的螺杆转速和略低的背压加料和预塑较好对于黏度低和热稳定性好的塑料可采用较快的螺杆转速和略高背压在喷嘴温度适合时采用喷嘴固定形式可提高生产率但喷嘴温度过高或过低时需要采用每成型周期向后移动喷嘴的形式试模中得到的塑件按图样进行仔细检验如塑件合格即可认为模具合格试模是为了寻找最佳的成型工艺条件因此试模的工艺选择应该严格遵守注塑工艺规程按正常的生产条件试模这样才会使模具中存在的问题得到充分暴露试模结果对修模才有指导作用3 塑料顾问 对于新产品的试制或形状复杂质量和精度要求较高等产品模具的开发即使是具有丰富经验的工艺和模具设计人员也很难保证一次就能成功地设计出来合格的模具在开发模具之后发现的问题总是要付出高昂的代价才能解决而且非常恼人现代模具设计中proe已作为一种经常使用的工具plastic advisor 塑料顾问是proe中自带的一种分析模块利用此模块可以创建注塑填充过程的动画并在proe浏览器内自动创建web报告可以访问通用塑料库并从典型的注塑机参数中自动进行选择确定最佳注射位置以减少周期时间并改进产品外观确定潜在的模具填充问题比如注量不足气孔熔接线等改进设计质量并减少制造周期时间和模具返工率31材料选用u盘上下盖所用的材料为geusa公司的abs材料其牌号为cycoloy 28818e模具外表面温度和熔体温度都为默认值分别为7527532 gate location 浇口位置分析 图31上盖最佳浇口图32下盖最佳浇口位置浇口位置分析即塑件的浇口选择在哪个地区是最适合让塑流顺利并流畅地填充塑件红色区域是最不合适的浇口位置蓝色区域是最合适的位置其他颜色部分可参照图中右侧的颜色对照来判断如图所示该零件的浇口应选在其中心处蓝色最浓重的地方由于需要做一模四腔为了使分型面设计容易该零件将浇口设在零件底面33 plastic fill分析塑料流动 填充分析要得到一个合理的填充结果才能保证后序的分析在实现制件填充的基础上进行填充分析结果主要用于查看制件的填充行为是否合理填充是否平衡能否完成对制件的完全填充等根据动态的填充时间结果查看填充阶段的熔体流动行为并判断填充流动行为是否合理填充分析 的最终目的是为了获得最佳浇注系统设计通过对不同浇注系统流动行为的比较分析选择最佳浇口位置浇口数目和最佳浇注系统布局 填充分析结果包括填充时间注射压力波前温度压降填充可行性和质量预测等填充分析结果主要包括以下几个1fill time填充时间图33填充时间结果 在图33填充时间的结果显示中浇口两侧方向上的填充时间相差很小几乎同时填充完满足要求2injection pressure注射压力图34注射压力分布图注射压力是喷嘴施加在注射期间的压力模型各部分的颜色代表压力在该部位的状态中心的红色代表最高压区域而最外围蓝色代表最低压的区域当浇口数量增加时因为流动距离变短就会造成压力变小此时要注意流动平衡以免局部保压而造成翘曲图34所示是注射压力分布图 3 flow front temp波前温度图35波前温度波前温度使用蓝色表示最低温区域使用红色表示最高温区域如果在零件上一个较薄区域的波前温度太低则可能发生迟滞或短射如果太低的温度发生在焊接线区域那么焊接线将是不适当的而在波前温度太高的区域则可能发生物质退化和表面瑕疵等现象所以波前温度应当被控制在该类塑料流体所建议的温度范围内合理的温度分布应该是均匀的即这个模型的温差不能太大而且都应该在225和295之间从图35看出满足要求 4 pressure drop 压降 图36压降分布压降的结果是使用红色表示最高的压降区域蓝色表示最低压降区域当零件的厚度均匀时压降很平均如果局部压降过大就会产生较大的剪切力因而造成翘曲阴影或塑料劣化等不良影响图36所示是压降分布图 5 confidence of fill填充可行性图37填充可行性综合压降和波前温度的填充指标使用红黄绿色在被分析模型的表面上分别表示质量最差质量一般质量好的部分可根据工作区右侧的颜色对照来判断检测结果为全绿色说明填充可行性较好如图37所示6quality prediction质量预测图38质量预测质量预测将出现期望的质量和机械性能这个结果从压力温度和其他结果取得如果质量预测出现红色或黄色区域表示零件有中等或低质量的表现可能有质量问题如图38所示34 mold window 成型条件分析图39模具温度的溶解温度和注射时间如图4-10所示其模型窗口显示是为一个指定的模具温度描绘出溶解温度和注射时间范围使用三种颜色红色黄色绿色代表一个组合的处理条件的好坏绿色区域越大越好由图可以看出该零件情况较好35 cooling quality冷却质量分析塑料顾问会计算模型各部分完全冷却的时间预测由冷却速度不同而产生缺陷的位置1表面温度变化表面温度的变化有两种情况比正常值高时需要冷却和甚高于正常值时必须设计足够的冷却系统来冷却流体以防止如收缩和翘曲如图310所示图310表面温度变化2冷却时间变化冷却时间变化的情况有4种比正常值大表示冷却补偿集中区域或者零件中有大厚度变异的地方应当考虑将浇口移到更厚而不是更薄的地方比正常值低表示该区域冷却在零件的其他区域之前该区域比其他区域要求更少的冷却时间同时该区域也是潜在迟滞或短射的根源大于正常值表示该区域比其他区域要求更大的努力做适当的冷却低于正常值表示该区域非常脆弱以至于会过早冷却如图311所示图311冷却时间变化分布图3冷却品质以颜色来显示冷却的质量绿色表示冷却质量最高黄色表示冷却质量次之红色表示冷却质量最低如图312所示图312冷却品质36缩痕分析缩痕分析用来分析缩痕或空隙出现的位置它是经过表面反面的特征所造成的典型缩痕一般发生在造型厚实的部分如加强肋毂和内部圆角中1缩痕预估用来检查表面的凹陷有多大红色部分是较大的缩痕如图313所示2缩痕着色显示产品缩痕着色的情况如图314所示图313缩痕预估图314缩痕着色37接痕和气泡分析熔接痕是在填充期间流经两个或更多流道的流体会合后所生成弱处或可见的缺陷气泡是经流体波前反转或经冲撞型腔壁后弹回所困住的空气或气泡这种现象将导致在零件表面生成伤疤气泡可以经由改变浇口位置或零件厚度来防止图315图316分别为接痕和气泡图315熔接痕检测结果图316气泡检测结果总结与展望 在对u盘外壳的设计过程中本人查阅了很多资料学习了之前未曾了解的一些知识开阔了视野对模具行业也有了新的认识在技能方面通过对此塑件模具的设计更加熟练了对proe和autocad软件的运用期间我遇到了不少困难如由于对软件不熟悉设计初期没有设置绘图尺寸直到导入模架才发现问题设计初期经验不足考虑不全面没有对工作资料进行备份由于失误丢失前期工作只能重做等等这些困难有专业性的也有非专业性的解决专业性难题学会了做事缜密锻炼了自己的耐心和毅力总之通过毕业设计的又一次锻炼完全清楚充分利用cad技术进行设计在模具符合使用要求的前提下尽量降低成本同时在实际中不断的积累经验以设计出价廉物美的模具 本文应用proe软件进行塑件和模具的三维实体建模并应用plastic advisor软件对塑件成型的填充流动和冷却等过程进行了模拟分析以优化模具结构提高塑件成型质量