模具毕业设计-接线座注塑模具设计（全套含CAD及三维建模）
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第 1 页 共 10 页 塑料注射成型过程的设计与仿真 机械与制造工程特拉马来西亚， 43400 兰莪、 马来西亚 本文介绍了用于生产塑料产品的注塑模具的设计。 把塑料 模 设计成两种不同的部分，但是拥有相同的使用功能， 其中一部分是凹模功能，另一部分则是凸模功能。在计算机辅助设计 ( ， 两个塑料零部件 使用 ） 参数化软件 绘出 3 维（ 3D） 视图 。在计算机辅助制造 (程中， 亦可 利用 数化软件开发 加工程序，同时 对于 模具设计 而言 ，在同一模架上， 可 利用可变的 镶块生产出不同种类的塑料产品。在操作 注塑机和模具设计 之前，利用 件，我们可以 分析和模拟 出 最合适的注射部位、 物质的温度和 注射 压力，预测出熔接横和气泡 的位置 。 . 关键字 : 多变插入模具、注射压力、 气泡 ，注射位置 、 模具设计 简介 当今 ，工具和模具制造的塑料注射 成型技术是 世界上增长最快的行业 之一。现在几乎每个应用都涉及 到 了 塑料 产品，从生活用品到太空旅行，从 运输到包装，从医学到玩具，从桥梁建设到体育运动，无不使用塑料产品。 通常 塑料注射成型是 熔化的塑料材料在压力作用下进入到 模腔， 在冷却或化学反应的热固性 下实现所需形状 的 过程 。模具 的设计与制造是一个高昂的消费 和高科技 投入 的过程，因为它使用以科学为基础的计算机辅助工程 (软件来分析和模拟塑件部分，其中计算机辅助设计 (软件设计的复杂的塑料产品和计算机辅助制造 (为铣削或闩锁编制的所要运行的计算机数字控制 (序。随着计算机技术的 进步，导致了计算机的成本被人忽略 ， 所以这种先进 和昂贵技术将 会提高生产力和改善工艺 性。因此，对于 这个快速 发展的新兴 行业 来说 ， 确保新 技术达到完善 是很重要 的 。 因此 计算机辅助工 程 (是协助 处理和计算注塑材料在注塑模内部的流动情况。 理论 如何注塑材料如何 填充模具 第 2 页 共 10 页 注射成型过程可以 画 分为三个阶段： （ 1） 灌装阶段 设计塑料零件的注射成型过程时 ， 最需要掌握的是如何使塑料填充到 模具中。在模具注射填充阶段，熔融状态下的 塑料注入型腔 内直到腔内 填满为止。 随着塑料流入腔内 ， 塑料与模具内壁接触迅速凝固，进而在模具内壁和融化的塑料之间产生凝固层 板 1 显示 塑料材料如何从后往前的扩展和流动，在流动的前沿与模具接触后凝固。冷冻层中的分子 因此 没有高度的导向 ，一旦被凝固 ，方向不会改变。板1： 板 1 塑料在模具内部的流动 红色箭头显 示熔化了的塑料的流动方向，模具中暗蓝色的层则显示塑料的凝固层。绿色箭头表示 模具 内的热量沿 聚合物熔体的流动方向。 融化状态下的塑料在经过凝固层吸收部分热量后，填充到模具内。当冷冻层达到一定厚度时，腔内出现平衡，这通常发生在注塑过程早期的十几秒后。 （ 2） 加压阶段 在 灌装阶段完全填充型腔后，进入加压阶段 。在此阶段，所有 路径将都 被融化的塑料所填充，但是 腔内填充区域的边缘 和角落可能没有填充到。为了实现完全填充 ， 在加压阶段需要向模具内注入额外 的塑料。 板 2 显示灌装阶段 （左图） 的结束和加压阶段 （右图像） 结束之间的差异。注意 未填充的角 （蓝色的圆圈），将一直保留到 灌装阶段 的 结束。 黄色的圆锥指示聚合物注射位置，塑料是红色的。 第 3 页 共 10 页 板 2 填充和加压阶段的差别 充阶段 压阶段 （ 3） 补偿阶段 塑料材料具有 较 高的体积收缩 率，塑料从熔融状态到固体，它的 收缩率平均为 25%。因此加压阶段之后， 必须将 更多的材料注入腔来弥补收缩后凝固的塑料，这是补偿 性 阶段 。 模具基础 制造 模具设计和 制造是注塑系统最重要的过程 。这是因为模具 的设计与制造对于生产效率和产品质量有着 巨大 的 影响。基本上模具具有两个功能。第一使聚合物形成 所需的形状 ；第二冷却注塑成型零件。模具，包含一个或 多 个 腔，由两个基本部分组成： 注入塑料的固定模具 关闭或者喷射的一面， 分离的两个模具是称为分型线 模具将决定 产品 的最终 属性，如大小、 形状、 尺寸和加工表面 。通常情况下， 模具配合注射机缸喷嘴将 融化的塑料材料填充 到 型腔称为浇口到腔 。 表 1分别是模具组件和功能的摘要列表。 模具设计 要启动 一个 新的 模具设计，在产品的外观设计、材料使 用、 材料、 型腔的数目正确收缩和模具基地的选择等做进一步设计之前，设计者 应该了解一些重要点，以避免产生一些错误，另外犯了错误可以导致不合格的 模具，在最 终的装配，以及制作出来的 塑料产品 超出了公差而 被客户 所 拒绝。 模流分析软件 5 板显示 实体模型的 浇口 位置 在模具的顶部 ， 黄色圆锥形状显示在此分析中的位置。 第 4 页 共 10 页 在注射和自动成型过程中，浇 口 作为铸造零件的一部分，允许熔融状态下的材料流动，从注入口到模腔 ， 浇 口一般都是相同的大小和形状 ，但通常是要小得多。 最合适的浇口 ，对于填充率应该足够大 ， 对于密封和防止回流应该尽可能小。 产品模拟结果 在模拟过程开始之前 ， 材料供应商和材料牌号 必须设置和选择， 通常 情况下，在模中设计 数据库 中已有数据， 用户只须 根据需求 选择具体材料规格。 下图 显示了材料 这一分析： 料牌号 具温度 体温度 大注射压力 填充的时间 填充时间是填满腔内部分所需的时间，它也是 显示 了塑料材料如何 填充模具的 流动，从这点我们也可以了解到短时间内 部分不 被 填 充的 的 模型 部分，从这一结果也可以了解到熔接横和气泡的产生 。 6 板显示材料填充入模具的情况 第 5 页 共 10 页 （材料百分之百填充模具） 填充的程度 填充程度 的结 果显示该区域与腔内的空隙。这一结果是由压力和温度所致的结果。 填充 程度 会显示三种颜色： 绿色、 黄色、 红色和半透明。 绿色显示肯定会填充、 黄色 表示 可能很难填补或可能有质量问题，红色将 是很难填补或将有质量问题， 半透明 则表示 不会填 充。 如果未 能填充型腔，可能是设计浇口位置的原因，则必须进一步的更改 塑料或工艺条件的选择。然而，要确保已完成的部分是质量好，腔 内 还 必 须充分地装入塑料。 7 板显示在此分析中填充的程度 。 第 6 页 共 10 页 注射压力 模型的每 点 上的颜色上表示模型上该点的压力，红色显示为最高压力，绿色则表示最低压力。而一点的压力则是注射压力和压力降结合的结果。例如，即使某一部分 具有可接受的压 降，实际注射压力在同一地区可能太高，高注射可引起超紧密堆积作用 ，为了减少这种情况发生的可能 ，请按照下列步骤： 板 8 是 从 0 射压力的 显示 结果 气泡 10 板分析后显示产生气泡结果，显示小蓝色表示气泡 的分布情况。 分析结果 显示各区， 至少两个材料流向汇聚的地方最终产生气泡 ，使塑件变的不合格 ，若要防止 材料流经的汇合产生气泡，可通过以下两种平衡路径 ： 流板 位置 模具 的 开发 做完所有产品模拟实验之后，依据实验模拟的结果设计模具。使用一个模具架 来生产两种不同塑料部件 ， 这是因为几乎 70%的塑料产品形状是相似的 ，所以在这种情况下使用可变的镶块，而核心镶块将作为永久的镶块 。 模具基本尺寸 第 7 页 共 10 页 对于本项目，模具采用三板类型系统精确浇注， 基模的大小是与 型，A 板尺寸 100 毫米， B 板 250 毫米 250， 轧机 70 毫米，分隔块 和卸料版的 大小尺寸 为 100 毫米。 卸料板的功能是 使塑件和浇筑塑料之间分开，形成合格的产品。从浇口到腔，此模架每次注射一腔 熔融的塑料 材料，冷却后，冷却凝固后的塑料部件和模具 通过使用肩式推杆弹出。 冷却系统 （水通道） 水通道是用来控制模具表面温度和冷却熔融的塑料材料成为刚性的塑件。 对于本项设计 水通道被 设计 成穿过模具 腔的长度 和 滑块，同时垂直于 模具。 图下板显示插入模具的流水通道： 水口 水口 浇注系统 浇注口是浇注系统和零件 之间的连接，它必须允许足够的材料 流进 填充 模具 ，同时还要克服材料的热塑性和收缩。在此 项目，使用针点浇口，当模具浇注完成打开后，产生合格的塑料产品，下图为针点浇口系统： 第 8 页 共 10 页 完成模具装配 第 9 页 共 10 页 夹板 料版 块 隔块 部 夹紧块 紧阀 口 撑杆 型腔嵌 位杆 簧 引射器返回板 具设计 在塑胶行业中， 出现有望成为本世纪的最重要的科技进步 之一。 使用，使模具设计者可以在短时间内设计出出色和可多次利用的模具 ，而不 是 在做重复性模具设计 的 任务。 优点 具设计中的优点是： a) 术通常用于数控 加工技术制造模具，同时还能够自动生成产品第 10 页 共 10 页 模型中的基础数据 b） 以帮助设计人员加速 塑料零件及模具设计 ，缩短设计周期 。 c） 具制造的重复性以及在 日常任务中 的 使用，有助 提高 那些熟练 掌握 模具制造商 的 工作满意度。 d） 用户易于重新定义 零件几何 ；这意味着它可以提高质量 ，减少模具设计中的错误 。 模具设计 中 方法的应用 在此项目中，采用 了 件的类型是 000i。 对于 具制造环境的扩展，它涵盖了 产品模具设计 的 各方面，例如：模板 、 浇注系统 、分型面 、 顶杆孔、 收缩 ， 以及 数百种的其他功能。 同时 造的扩展 ，它广泛的 涵盖了从 3 到 5 轴铣削 、 2 和 4 轴线切割、车削、 激光、火焰等。设计完之后所有的模具， C 和 发挥重要作用 ，在生产 过程中 将会生成所需的详细 具路 径以及 实际的模具。 同时 在三维模型中完成的产品具路径 存入 模型数据库 中。 例如，从制造、 模具设计数据库提取核心镶块和 想要做 的一些制造模具数据 。 在 启动 前，一些重要的特性必须考虑像进给率、 主轴转速、 步深度、 磨、 柱塞速度、 坐标系统、 材料和使用哪种类型的立铣刀的工具。 若要启动 一必须要决定工作的维度，然后设置 工件的坐标系统。工作片坐标必 须与 数控机床的坐标设置 相同。错误的设置会导致机器 与工件的崩
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