[基于CADCAE的电动自行车后备箱注射模具设计]电动自行车车

基于CADCAE的电动自行车后备箱注射模具设计电动自行车车 摘要： 通过对电动自行车后备箱的工艺分析，介绍了后备箱的模具结构特点和设计途径，分析了成型零件设计的要点和对曲面表面质量要求较高的浇注系统设计的要点，给出了基于MOLDFLOW模流分析报告，通过应用模具CAD/模具CAE正确设计，保证了产品质量。 Abstract: Through the process analysis on the electric bicycle trunk, the mold structure characteristics and design approach of the trunk is presented, the main points of the molded part design and gating system design requirements of a higher quality of curved surface are analyzed, and based on the MOLDFLOW mode flow analysis reports are given to ensure product quality through proper design of the mold CAD/die CAE. 关键词： 后备箱；成型零件；浇注系统；模具设计 Key words: trunk；molded parts；casting；mold design ：TG76 ：A ：1006-4311（xx）24-0038-02 0 引言 人们在选购家用电动车时，除了对其蓄电池、电动机、 充电器、动力传动和安保措施等硬件的各项性能提出更高的要求外，由于消费者本身的差异和个性化的追求，对家用电动车的外观造型的要求也越来越高5。 在温州一家工学结合的校企合作企业，笔者参与了一项模具开发项目，即为家用电动车后备箱的外观开发。 1 零件的工艺性分析 1.1 开模方向 由零件的实体数字模型分析，作为外壳类产品，外表面的表面质量是比较重要的，再根据模具的结构分析得到，产品的外表面应该在定模上，在产品的内表面设置顶出机构，所以开模方向应沿零件的Z轴。 1.2 收缩率 ABS的收缩率为0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。 1.3 零件壁厚 产品的壁厚设置为2.5mm，是根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。 1.4 塑件采用采用的精度等级为5级精度。 1.5 表面质量 该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，面壳要求高光亮，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。 2 模具成型零件结构设计 2.1 分型面选择 家用电动车后备箱塑件模具分型面选在截面最大处，尽量取在料流末端，利于排气，保证塑件表面质量，其型芯型腔分割图如图11。 2.2 型腔数量确定 技术参数和经济指标两方面影响型腔数目。技术参数包括锁模力、最小和最大注射量、塑化能力、模板尺寸、制品尺寸精度和流变参数等。经济指标主要是指型腔数目的多少对制品成本的影响。本模具因为制件较大，又是点浇口，而且考虑到设备的情况，选择为一模一腔。 2.3 成型零件结构材料设计 在模具成型零件设计中，根据批量生产50万件的要求，定模型腔采用整体式，材料选用优质的预硬钢GS738，相当于P20+Ni，该材料韧性好、抛光度性能好，动模型芯采用整体镶入式的结构，动模型芯采用GS2311。24 3 模具浇注系统设计 电动车后备箱是外观件，材料为ABS，流动性好。必须使浇口在塑件上痕迹小，在什么位置开设浇口及哪种类型的浇口，应用MOLDFLOW模流分析报告指导浇口的开设67。如图2所示。 模流分析结论： 3.1 浇口位置选择：本设计实际的浇口位置并非是模流分析中最佳浇口的位置，而是处于最佳与最差浇口位置中间的某个位置，之所以选择在这里是因为塑件外表要求确定。 3.2 注射压力是90MPa，最大锁模力是150T,设备选择参考此依据。 3.3 熔接痕预测：熔接痕靠近塑件底部，比较少，选择浇口位置要特别注意。 3.4 困气：注射过程中会存在一些气体不能够很好的排除而困在模腔里面，使得流体不能够填充满整个模腔，因此需要在某些位置开设排气槽，模流分析中出现困气的地方，应开设排气槽。 3.5 充填时间为1.65s，速度很快，说明浇口位置、浇口形式选择比较恰当。 4 模具的整体结构与工作过程 模具的整体结构见图3，该模具属于双分型面模具，最大外形尺寸610610240，模具所有活动部分保证定位准确，动作可靠，不得有歪斜和卡滞现象，固定零件不得有相对窜动。 模具工作过程：注射机开合模系统驱动动模部分前移，动、定模合模，熔融塑料通过注塑机螺杆注入模具的密封型腔内，经保压、冷却后开模。开模时，由于压缩弹簧4的胀力作用下，A面首先分型，当动模打开到一定位置（20mm），定距螺钉3头部接触到中间板5，被定模座板3拉住中间板5，这时中间板5被强制打开脱离推件板7，B分型面打开，当动模到达设定开模行程200mm后，注塑机顶出液压缸开始工作，在注塑机推杆10作用下将塑件从凸模固定板9和凸模6中推出，当运动到设定推出行程后，取出塑件和流道凝料，随之动、定模合模，A分型面、B分型面相继合模，继而完成一个注射周期。 5 试模及修正 模具零件加工装配后，经试模发现，点浇口形式和开设位置还比较合理，但曲面部分有部分区域光泽不一致，考虑是曲面造型时，曲面相接处不光滑所致，经重新抛光型腔，消除了缺陷。从整个电动车后备箱注射模具的设计过程可以看出，采用模具CAD技术进行模具设计，可以直接根据塑件的数字三维模型生成模具的型芯和型腔；采用模具CAE技术，即利用MOLDFLOW模流分析(注塑工艺分析)来指导模具设计，可以很好地验证模具设计的合理性，优化模具设计。 _： 1唐海翔.UG注射模设计培训教程M.北京：清华大学出版社,xx. 2李德勤.唐志玉.中国模具设计大典M.南昌：江西科学技术出版社,xx. 3申开智.塑料成型模具M.北京：中国轻工业出版社,xx. 4朱光力.塑料模具设计M.北京：清华大学出版社,xx. 5中国电动自行车市场现状及发展趋势分析wenku.