第5章 浇注系统与冷却系统.ppt

5 1模具特征概述 5 2浇注系统设计 第5章浇注系统与冷却系统 5 3冷却系统设计 结束放映 5 1模具特征概述 模具特征即型腔组件特征 是添加到模具元件中的一些组件级特征 可以分为两类 常规特征 添加到模具模型中用来促进铸模或铸造进程的特定特征 包括实体特征 曲面特征 修饰特征和模具特征 如侧面影像 顶针孔 等高线 流道 等 用户定义特征 在零件模式中创建 通过修改其尺寸和参照可以反复用于工件的通用结构特征 此类特征主要用于在设计中调用 以提高效率 5 2浇注系统设计 5 2 1浇注系统的构成 5 2 2浇注系统的设计原则 5 2 3浇注系统的设计方法 5 2 4主流道设计 顶盖模具之主流道 5 2 5分流道设计 顶盖模具之分流道 5 2 6浇口设计 壳件 MP3后盖模具 5 2 1浇注系统的构成 浇注系统是成型材料进入模具型腔的通道 以注塑成型为例 熔融塑料从注塑机喷嘴开始经过主流道 分流道 然后通过浇口进入模具型腔 最后固化成型得到塑料制品 浇注系统一般由主流道 分流道 冷料井和浇口组成 主流道 分流道 次分流道 浇口 冷料井 铸件 主流道 从注塑机喷嘴与模具接触的部位起到分流道为止的一段通道 是塑料熔体在进入型腔的过程中最先经过的部位 分流道 主流道与浇口之间的一段通道 它是熔融塑料从主流道流入型腔的过渡段 可以使塑料熔体的流向得到平稳的转换 冷料井 又称冷料穴 一般位于主流道的末端 用来储存料流前锋的冷料 防止冷料进入型腔而影响成型质量或堵塞浇口 冷料井的直径稍大于主流道的大端直径 浇口 熔融塑料自分流道进入型腔的一段狭窄通道 其作用是使分流道输送来的熔融塑料在进入型腔时产生加速度 从而迅速充满型腔 5 2 2浇注系统的设计原则 浇注系统设计是模具设计的重要环节 也是铸件能否顺利成型的关键 在设计时要遵照以下几项原则 1 根据熔料特性和铸件形状 合理布置 确保流量均匀 温度和压力分布均衡 2 尽量缩短进料流程 减少弯折 以降低热量和压力损失 减少充模时间 3 避免熔料正面冲击小型芯和嵌件 防止其发生变形和移位 4 合理选择浇口位置和形式 以利于熔料流动 型腔排气和补料 5 合理配置冷料井 以满足铸件的质量要求 6 浇注系统的截面和长度 即体积 应尽可能地小 以减少成型材料的用量 7 排气良好 能顺利引导熔料到达型腔的各个部位 避免产生湍流和涡流 8 确保浇注系统凝料脱出方便 易于铸件分离或切除整修简单 且无损外观 5 2 3浇注系统的设计方法 在Pro E的模具设计环境中 可以采用以下两种方法设计浇注系统 方法1 在 模具 菜单管理器中依次选择 特征 型腔组件 实体 切减材料 菜单 打开 实体选项 菜单栏 利用各种实体选项创建浇注系统 例如常采用旋转 拉伸等方式切除材料以创建浇注系统的主流道和浇口 方法2 在 模具 菜单管理器中依次选择 特征 型腔组件 菜单 弹出 模具特征 菜单栏 选择 流道 菜单项 为浇注系统创建流道 此外 也可直接选择主菜单中的 插入 流道 菜单 利用流道特征工具快速为浇注系统创建 分 流道 5 2 4主流道设计 顶盖模具之主流道 主流道是塑料熔体进入模具型腔时最先经过的部位 它负责将注塑机喷嘴中的塑料熔体送入分流道或型腔 为便于塑料熔体向前流动和顺利脱出塑料凝料 通常要将主流道设计成圆锥形 主流道常采用实体选项中的拉伸或旋转工具 通过拉伸主流道横截面或者旋转主流道纵截面以切除材料的方式来创建 此为顶盖模具的主流道效果 5 2 5分流道设计 顶盖模具之分流道 分流道是主流道与浇口之间的连接部分 其截面形状有多种 可以是圆形 半圆形 六角形 梯形和U形 圆形截面 半圆形截面 六角形截面 梯形截面 U形截面 分流道常用的布置形式有两种 即平衡式流道布局和非平衡式流道布局 平衡式流道布局 分流道到各型腔浇口的距离相等 且截面形状和尺寸都完全相同 以保证各型腔均衡成型 适用于对精度要求较高的制品 非平衡式流道布局 分流道到各型腔的距离不相等 由于熔料到达各型腔的时间不相同 制品的尺寸和性能会有所差异 适用于对精度要求不高的制品 通常为了缩短流道长度 减少弯折和变向 方便模具加工制造而采用此种布局形式 顶盖模具中的分流道 5 2 6浇口设计 壳件 MP3后盖模具 浇口是连接分流道和型腔的一段细短通道 是浇注系统的关键部位 除作为料流通道外 还具有对料流加速 防止熔体倒流以及控制补料时间等作用 浇口的形状 位置和尺寸对制品的性能和质量具有很大的影响 常见的浇口形式有直浇口 环形浇口 轮辐浇口 爪形浇口 矩形侧浇口 扇形浇口 膜状浇口 点浇口 潜伏式浇口 护耳式浇口等 直浇口 熔体从主流道直接进入型腔 又称主流道型浇口或中心浇口 环形浇口 对型腔采取圆环形进料方式的浇口 其特点是进料均匀 圆周上各处的流速大致相同 空气容易排出 轮辐浇口 在环形浇口的基础上改进而成 将整个圆周进料改为数小段圆弧进料 爪形浇口 和轮辐浇口的区别仅在于分流道与浇口不在一个平面内 它不是通过圆弧 而是通过沿圆周的几个点进入型腔 类似爪形 矩形侧浇口 位于模具的一侧 一般开设在分型面上 从制品的一侧进料 扇形浇口 沿浇口方向的宽度逐渐增大 厚度逐渐减小的呈扇形的一种特殊的侧浇口 膜状浇口 将浇口的宽度做成和制品的宽度一致 而把浇口的厚度减薄 又称平缝浇口或薄片浇口 点浇口 一种尺寸很小的圆形截面浇口 又称针点式浇口 广泛用于成型各种壳和盒类制品 潜伏式浇口 分流道设置在分型面上 而浇口像隧道一样潜入到分型面下方的定模板或动模板上 使熔体沿倾斜方向注入型腔 又称隧道式浇口或剪切式浇口 护耳式浇口 由矩形浇口和耳槽组成 从分流道而来的熔料通过浇口进入耳槽 再经耳槽进入型腔 顶盖模具中的矩形侧浇口 壳件模具中的点浇口 MP3后壳模具中的潜伏式浇口 综合实例1设计压铸模具 轴承盖模具 关于此模具的设计方法 请参考本书配套光盘中的 综合实例1设计压铸模具 轴承盖模具 avi 视频文件 5 3冷却系统设计 5 3 1冷却系统概述 5 3 2模板冷却水线 顶盖模具之水线 5 3 3型腔冷却水线 5 3 4型芯冷却水线 套管模具 5 3 1冷却系统概述 高温熔料在模腔内凝固会释放大量的热量 为迅速排出热量 就需要为模具设计冷却系统 来加速模具冷却 促使产品快速成型 模具冷却的常用方法是在模具中开设冷却水道 利用循环流动的冷却水带走模具的热量 在Pro E中 模具的冷却水道又称水线 它采用热容量大 成本低且容易制取的冷水作为冷却介质 其设计是否合理直接影响到制品的成型效率和成型质量 在 模具 菜单管理器中依次选择 特征 型腔组件 菜单 弹出 模具特征 菜单栏 选择 等高线 菜单 将打开 等高线 对话框 利用 等高线 对话框可以通过指定冷却水道的直径 草绘冷却水道的路径 指定末端条件和相交零件来创建冷却水线 水线 5 3 2模板冷却水线 顶盖模具之水线 模板冷却水线是指直接在模板上开设的冷却水线 主要适用于一些小型的模具 此种冷却水线通常采用简单的直通式设计或平面回路式设计 在模板上开设冷却水线时 要尽量使水线靠近型腔表面或围绕型腔 这样可以使制品冷却均匀 此为顶盖模具中的冷却水线 5 3 3型腔冷却水线 型腔冷却水线是指在型腔元件上开设的冷却水线 其设计方式与模具的结构和尺寸具有很大关系 型腔冷却水线的设计方法和模板冷却水线基本相同 5 3 4型芯冷却水线 套管模具 型芯冷却水线是指为模具的型芯开设的冷却水线 由于在成型过程中 型芯总是被高温熔料包围着 因此需要为其设计冷却水线 利用循环流动的冷却水来控制型芯的温度 以达到为模具散热的目的 型芯的结构和尺寸在很大程度上决定了型芯冷却水线的设计方式 对于比较短的型芯 可以直接在型芯的下部开设平面式水线回路 对于中等长度的型芯 可以在型芯的底端面开设冷却水槽回路 对于比较长的型芯 可以采用以下三种水线设计方式 隔板式 平行于型芯轴线的冷却水线 即隔板导流式水线 与底部的横向水线 即主冷却水线 垂直 并构成冷却回路 用隔板将竖直冷却水线隔成两条半圆形水道 让冷却水从主冷却水线流入隔板的一侧 并从顶端处绕至隔板的另一侧 然后流回主冷却水道 如此往复循环 喷流式 型芯的中间是一个导管 让冷却水从底部进入导管 然后从导管顶部喷出 冷却水被喷洒到