关 键 词：

基于 proe 豆浆机 体外 注塑 模具 设计 加工 仿真 机械 毕业设计 论文 a3220

资源描述：

文档包括:

说明书一份，22页，10000字左右。

任务书一份。

开题报告一份。

外文翻译一份。

实习报告一份。

课题申报表一份。

零件工艺卡片。

凹模数控加工。

图纸共18张，如下所示

A0-装配图.dwg

A1-凸模.dwg

A1-定模板.dwg

A2-动模座板.dwg

A2-动模板.dwg

A2-垫块秦彬.dwg

A2-定模座板.dwg

A2-推杆固定板.dwg

A2-推板.dwg

A2-支承板.dwg

A3-凹模.dwg

A4-复位杆.dwg

A4-定位圈.dwg

A4-导柱.dwg

A4-拉料杆.dwg

A4-推板导套.dwg

A4-推板导柱.dwg

A4-浇口套.dwg

内容简介：

基 于 M P I 的 典 型 零 件 注 塑 模 具 结 构 优 化杨 虹 周 凤 佳 于 沪 平( 上 海 交 通 大 学 国 家 模 具 C A D 工 程 研 究 中 心 , 上 海 2 0 0 0 3 0 )M o u l d d e s i g n o p t i m i z a t i o n o f t y p i c a l p a r t b a s e d o n C A E a n a l y s i N G H o n g , Z H O U F e n g - j i a , Y U H u - p i n g( N a t i o n a l D i e & M o l d C A D E n g . R e s e a r c h C e n t e r , S h a n g h a i J i a o T o n g U n i v . , S h a n g h a i 2 0 0 0 3 0 , C h i n a )文 章 编 号 : 1 0 0 1 - 3 9 9 7( 2 0 0 8 ) 1 0 - 0 0 5 7 - 0 2【 摘 要 】 针 对 某 U 型 薄 壁 注 塑 件 实 际 生 产 中 出 现 的 翘 曲 现 象 , 结 合 M P I 软 件 分 析 了 产 生 翘 曲的 原 因 ; 在 分 析 的 基 础 上 , 改 进 后 的 模 具 生 产 出 的 注 塑 件 质 量 有 了 很 大 的 改 进 。 并 且 经 过 实 际 与 模 拟的 验 证 , 进 一 步 采 用 优 化 实 验 设 计 , 以 减 小 注 塑 件 翘 曲 为 目 标 值 , 对 注 塑 模 的 冷 却 系 统 和 浇 注 系 统 进行 了 分 析 和 优 化 。 优 化 之 后 的 模 具 结 构 , 最 大 程 度 上 减 小 了 两 侧 壁 之 间 产 生 的 翘 曲 不 平 现 象 , 改 善 了注 塑 制 品 的 质 量 , 提 高 了 其 功 能 性 和 使 用 性 。关 键 字 : 翘 曲 ; 注 塑 ; 优 化 ; M P I【 A b s t r a c t 】 T h e c a u s e o f w a r p a g e w a s a n a l y z e d a c c o r d i n g t o t h e M P I / w a r p s i m u l a t i o n r e s u l t s o f a U -s h a p e s h e l l p a r t . T h e w a r p a g e d e g r e e h a s b e e n r e d u c e d w i t h t h e i m p r o v e d m o u l d d e s i g n w h i c h i s o p t i m i z e dw i t h t h e s i m u l a t i o n r e s u l t s . I n o r d e r t o r e d u c e t h e w a r p a g e d e g r e e o f t h e i n j e c t i o n p a r t , c o o l i n g s y s t e m a n di n j e c t i o n s y s t e m a r e o p t i m i z e d w i t h T a g u c h i m e t h o d a n d f a c t o r i a l e x p e r i m e n t d e s i g n . W i t h t h e o p t i m i z e dm o u l d d e s i g n , w a r p a g e a n d t w i s t o f t h e s i d e w a l l s h a v e b e e n r e d u c e d , a t t h e s a m e t i m e t h e q u a l i t y ,f u n c t i o n a l i t y a n d u s a b i l i t y o f t h e i n j e c t i o n p a r t a r e i m p r o v e d .K e y w o r d s : W a r p a g e ; I n j e c t i o n ; T a g u c h i d e s i g n ; M P I! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !* 来 稿 日 期 : 2 0 0 7 - 1 2 - 1 5中 图 分 类 号 : T H 1 4 , T G 2 4 文 献 标 识 码 : AM a c h i n e r y D e s i g n & M a n u f a c t u r 设 计 与 制 造第 1 0 期2 0 0 8 年 1 0 月 3 2 6 70 . 2 4 6 50 . 1 6 6 40 . 0 8 6 20 . 0 0 6 01 4 21 5 42 3 0 1 7 50 . 0 1 3 10 . 0 0 8 80 . 0 0 4 42 . 8 4 0 2 E - 0 51 4 21 5 42 3 2 4 3 80 . 1 8 4 80 . 1 2 5 70 . 0 6 6 70 . 0 0 7 71 4 21 5 42 31 4 21 5 42 3 2 8 9 30 . 2 1 7 11 . 1 4 4 90 . 0 7 2 80 . 0 0 0 61 引 言在 塑 料 注 塑 成 型 中 , 翘 曲 现 象 是 经 常 遇 到 的 注 塑 件 生 产 缺 陷之 一 , 通 常 翘 曲 被 看 成 是 不 均 匀 收 缩 产 生 的 残 余 应 力 造 成 的2 。 注塑 模 C A E 给 传 统 注 射 模 设 计 提 供 了 技 术 参 考 , 用 户 可 以 利 用C A E 软 件 准 确 预 测 熔 体 的 填 充 、 保 压 、 冷 却 情 况 以 及 塑 件 中 应 力的 分 布 、 分 子 和 纤 维 取 向 分 布 、 塑 件 的 收 缩 和 翘 曲 变 形 等 情 况 , 以便 能 尽 早 发 现 问 题 而 不 必 等 到 试 模 以 后 再 返 修 模 具3 。选 用 注 塑 模 部 分 结 构 作 为 设 计 变 量 , 注 塑 件 的 翘 曲 量 作 为 优化 目 标 , 在 C A E 模 拟 的 基 础 上 对 模 具 结 果 进 行 优 化 , 从 而 到 达 改进 模 具 设 计 、 减 少 塑 件 的 翘 曲 缺 陷 , 提 高 制 品 质 量 的 目 的 。2 M P I 翘 曲 分 析某 U 型 薄 壁 注 塑 件 , 材 料 为 P B T , 外 形 尺 寸 为 ( 8 1 7 2 4 4 )m m , 由 于 装 配 的 需 要 , 内 部 分 布 有 孔 、 肋 板 、 筋 和 凸 台 等 , 造 成 模具 结 构 十 分 复 杂 。 该 典 型 塑 料 件 的 注 塑 模 具 浇 注 系 统 和 冷 却 系 统的 设 计 ( 图 略 ) 。 采 用 两 个 点 浇 口 斜 对 称 分 布 , 1 4 根 冷 却 管 道 接 自来 水 进 行 冷 却 , 基 本 上 可 以 满 足 塑 料 件 冷 却 的 需 要 。采 用 上 述 设 计 , 实 际 生 产 出 的 零 件 出 现 翘 曲 过 大 的 问 题 。 为了 提 出 解 决 问 题 的 办 法 , 通 过 M P I 软 件 的 翘 曲 分 析 模 块 来 对 该注 塑 件 进 行 模 拟 。 零 件 材 料 为 P B T A r n i t e T V 4 , 分 析 采 用 F u s i o , 单 元 数 量 为 2 5 7 9 4 个 , 由 于 材 料 库 中 该 材 料 没 有 给 出 收 缩参 数 , 因 此 收 缩 模 型 采 用 了 未 修 正 的 残 余 应 力 模 型 。 翘 曲 分 析 的结 果 显 示 , 如 图 1 所 示 。 图 中 依 次 显 示 了 成 型 后 注 塑 件 发 生 的 总翘 曲 、 因 冷 却 不 均 、 收 缩 不 均 和 取 向 而 造 成 的 翘 曲 这 四 项 结 果 。 总翘 曲 图 显 示 最 大 翘 曲 发 生 在 左 前 侧 棱 边 上 , 最 大 值 为 0 . 3 2 6 7 m m 。因 冷 却 不 均 造 成 的 翘 曲 在 数 值 上 明 显 小 于 其 他 两 个 原 因 造 成 的翘 曲 , 说 明 冷 却 管 道 的 布 置 基 本 上 是 合 理 的 , 变 形 较 大 的 区 域 集中 在 左 侧 壁 的 外 侧 。图 1 翘 曲 分 析 结 果 显 示因 收 缩 不 均 造 成 的 翘 曲 以 x - z 平 面 对 称 分 布 的 。 翘 曲 最 大 的区 域 分 布 于 侧 壁 外 部 四 个 棱 边 附 近 , 左 侧 壁 外 侧 棱 边 附 近 翘 曲 最严 重 , 最 大 的 翘 曲 量 为 0 . 2 4 3 8 m m 。5 7- 向 造 成 的 翘 曲 , 数 值 上 比 其 他 两 个 原 因 造 成 的 翘 曲 量大 。 由 于 两 个 浇 口 的 位 置 不 是 以 注 塑 件 的 结 构 对 称 面 而 对 称 分 布的 , 因 此 由 于 填 充 流 动 时 的 差 异 会 造 成 纤 维 取 向 的 不 对 称 从 而 影响 翘 曲 量 的 分 布 不 对 称 。 取 向 因 素 使 得 左 侧 壁 前 棱 边 附 近 产 生 了较 大 的 翘 曲 变 形 , 棱 边 底 部 区 域 为 翘 曲 最 大 的 部 位 , 最 大 翘 曲 量为 0 . 2 8 9 3 m m 。因 此 , 收 缩 不 均 主 要 影 响 了 两 侧 壁 间 的 平 行 度 , 而 左 侧 壁 不平 衡 的 扭 曲 使 得 侧 壁 间 开 口 尺 寸 不 相 等 是 由 于 取 向 造 成 的 。3 基 于 M P I 的 结 构 改 进 和 优 化3 . 1 对 浇 口 位 置 的 简 单 优 化从 模 具 结 构 上 改 进 , 根 据 经 验 改 变 一 个 浇 口 的 位 置 , 减 小 熔体 流 动 时 的 不 平 衡 , 具 体 浇 口 位 置 , 如 图 2 所 示 。 改 进 后 的 浇 口 使得 翘 曲 量 减 小 了 2 6 % , 翘 曲 现 象 有 了 很 大 改 善 。( a ) ( b )图 2 基 于 M P I 改 进 浇 口 位 置 后 的 分 析 结 果改 进 浇 口 位 置 之 后 进 行 修 模 , 实 例 验 证 M P I 的 模 拟 结 果 可 以较 为 准 确 地 预 测 翘 曲 的 趋 势 ; 翘 曲 结 果 的 数 值 比 较 , 如 表 1 所 示 。表 1 验 证 实 验 比 较 结 果T a b . 1 R e s u l t s c o m p a r i s o n b e t w e e n p r a c t i c e a n ds i m u l a t i o n 长 度 方 向 的 翘 曲 预 测 偏 差 最 大 , 预 测 值 为 实 际 的7 7 . 6 % , 偏 差 值 为 0 . 1 2 1 m m 。 基 本 可 以 认 为 模 拟 值 是 可 信 的 , 可 以在 此 基 础 上 对 模 具 的 结 构 做 进 一 步 的 改 进 。3 . 2 对 冷 却 管 道 和 浇 口 位 置 的 实 验 优 化经 过 上 述 分 析 , 与 左 侧 壁 冷 却 相 关 的 2 号 、 7 号 和 1 0 号 冷 却管 道 是 主 要 考 虑 进 行 优 化 的 对 象 , 而 减 小 不 均 匀 冷 却 和 不 均 匀 收缩 造 成 的 翘 曲 则 是 进 行 优 化 的 目 标 变 量 , 同 时 考 虑 到 x 方 向 的总 翘 曲 量 对 侧 壁 间 的 平 行 度 有 一 定 的 影 响 , 因 此 也 选 作 目 标 变量 之 一 。采 用 6 因 素 3 水 平 研 究 冷 却 管 道 对 塑 件 注 塑 翘 曲 变 形 量 的影 响 , 正 交 表 安 排 试 验 2 7 次 模 拟 之 后 , 直 接 可 以 找 到 分 别 使 三 个目 标 变 量 的 值 达 到 最 优 的 设 计 变 量 组 合 , 但 经 过 方 差 分 析 之 后 ,综 合 考 虑 各 设 计 变 量 水 平 选 择 对 三 个 目 标 变 量 的 影 响 以 及 其 显著 程 度 , 参 考 原 先 冷 却 水 道 的 布 置 情 况 , 得 到 使 综 合 指 标 最 优 的设 计 组 合 。M P I 的 分 析 得 到 该 塑 件 的 底 平 面 上 表 面 是 最 佳 设 置 浇 口 位置 的 区 域 , 由 于 冷 却 管 道 的 布 置 , 可 放 置 浇 口 的 空 间 并 不 大 , 对 于两 个 浇 口 的 情 况 , 最 佳 浇 口 位 置 基 本 局 限 在 底 部 孔 洞 的 附 近 。 并且 斜 对 称 分 布 会 比 以 设 计 对 称 面 对 称 分 布 的 浇 口 产 生 更 大 的 翘曲 变 形 。 M o l d f l o w 最 佳 浇 口 位 置 分 析 l( 图 略 ) 。采 用 析 因 设 计 中 的 全 面 实 验 来 分 析 浇 口 位 置 对 翘 曲 的 影 响 。把 浇 口 的 位 置 设 定 在 最 佳 浇 口 区 域 , 取 浇 口 的 x 坐 标 为 正 、 0 、 负这 三 种 情 况 定 性 分 析 , 结 果 显 示 两 个 浇 口 位 置 都 在 接 近 右 侧 壁 的时 候 实 验 得 到 翘 曲 最 小 的 模 拟 结 果 , 因 此 两 浇 口 应 尽 量 接 近 右 侧壁 且 以 塑 件 对 称 面 对 称 。4 优 化 结 果 分 析 和 讨 论根 据 对 冷 却 系 统 管 道 结 构 和 布 置 的 优 化 以 及 对 两 个 浇 口 位置 的 优 化 , 修 改 相 关 参 数 , 重 新 进 行 模 拟 试 验 , 试 验 结 果 列 于 , 如表 2 所 示 。 其 中 , 第 一 组 实 验 为 正 交 实 验 中 直 观 读 出 的 最 小 总 翘曲 的 结 果 , 而 第 二 组 实 验 为 经 过 方 差 分 析 之 后 采 用 相 应 设 计 参 数进 行 模 拟 之 后 的 翘 曲 结 果 , 第 三 组 实 验 是 对 模 具 结 构 综 合 优 化 之后 的 模 拟 结 果 。表 2 优 化 模 拟 结 果T a b . 2 O p t i m a l r e s u l t , D 、 表 示 塑 料 件 成 型 后 发 生 的 最 大 翘曲 变 形 量 、 x 方 向 上 发 生 的 最 大 翘 曲 变 形 量 、 因 冷 却 不 均 造 成 的最 大 翘 曲 变 形 量 、 因 收 缩 不 均 造 成 的 最 大 翘 曲 变 形 量 和 因 取 向 造成 的 最 大 翘 曲 变 形 量通 过 表 2 中 数 据 可 以 看 到 , 经 过 对 冷 却 水 道 的 优 化 , 虽 然 总的 翘 曲 量 没 有 减 小 , 但 是 对 于 三 个 优 化 的 目 标 变 量 了 很 大 的 改 善 , 并 且 结 合 对 浇 口 位 置 的 优 化 , 得 到 的 最 小 总翘 曲 量 为 0 6 1 m m , 改 进 后 的 浇 口 使 得 最 大 总 翘 曲 量 减 小 了 3 4 % 。5 结 语针 对 某 U 型 薄 壁 注 塑 件 实 际 生 产 中 出 现 的 翘 曲 现 象 , 通 过C A E 对 翘 曲 的 分 析 研 究 了 产 生 翘 曲 的 原 因 以 及 产 生 翘 曲 的 部位 , 针 对 相 应 的 分 析 选 取 适 当 的 研 究 对 象 采 用 通 用 的 优 化 设 计 方法 对 注 塑 模 具 的 结 构 提 出 了 修 改 的 方 案 , 证 实 基 于 C A E 分 析 的模 具 结 构 修 改 的 可 行 性 和 合 理 性 , 改 善 了 该 塑 件 发 生 的 最 大 翘 曲量 , 提 高 了 塑 件 质 量 。参 考 文 献1 J . C . L i n . O p t i m u m c o o l i n g s y s t e m d e s i g n o f a f r e e - f o r m i n j e c t i o n m o l d u s i n ga n a b d u c t i v e n e t w o r k . J o u r n a l o f M a t e r i a l s P r o c e s s i n g T e