基于CADCAE技术的电器外壳注射模具设计.pdf

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1、贾建波，等：基于CAD／CAE技术的电器外壳注射模具设计69基于CAD／CAE技术的电器外壳注射模具设计贾建波徐岩王浩舟(北华大学机械工程学院，吉林132021)摘要以电器外壳为例，介绍了应用Moldflow和UG进行注射模具设计的流程。利用Moldflow／MPI对电器外壳进行充填和冷却分析，确定模具设计所需浇注系统、冷却系统等主要设计参数。应用UG完成分型设计、侧向分型与抽芯机构设计、注射模具的三维结构设计和二维工程图的转化。关键词电器外壳注射模具MoldflowUG随着计算机技术的飞速发展

2、，人们逐步采用CAD／CAE技术来模拟塑料熔体在模具内的流动过程，预测潜在的问题，从而提高了试模一次成功率和塑料制品质量，大大缩短了模具的开发周期，降低了生产成本。目前，注射模具设计最常用的CAD／巴CAE软件分别是UG和Moldflow。UG的外挂插件Moldwizard支持典型的塑料模具设计全过程，能实现产品设计、模具分型、模具结构设计和模具数控加工等一整套自动化功能，极大地方便了注射模的设计。模流分析软件Moldflow中的MPI能实现浇口位置优化，优化流道布局、尺寸和横截面形状，分析流动

3、时间、压力和温度分布等准确信息I4。笔者应用Moldflow对某电器外壳进行充填和冷却分析。通过查看充填时间、冷却液温度分布等结果，分析浇注系统和冷却系统设计合理性，得到优化后的设计参数。并在此基础上应用UG完成注射模函豳具的分型设计、侧向分型与抽芯机构设计、三维结构设计与二维工程图转化。1注塑件分析1．1材料选择通过UG三维造型技术对电器外壳进行实体建模，最大外形尺寸为170mlTl×144mm×47．5mm，如图1所示。注塑件结构较为复杂，大批量生产。注塑件需满足如下使用要求：①外表面具有一

4、定防腐蚀功能，且要有较好的力学强度、耐磨性；②外表面光滑平整，过渡自然，无明显的注射缺陷。注塑件材料为丙烯腈一丁二烯一苯乙烯塑料(ABS)，该材料具有较高的冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学药品性能和电性能良好，易于成型和进行机械加工。1．2注塑件壁厚分析注塑件的壁厚会直接影响到成型周期和生产效率，并会因壁厚的不均引起注塑件收缩、翘曲和产生收稿日期：2010—11—1370工程塑料应用2011年，第39卷，第2期密切相关。由图6可知，电器外壳达到顶出温度所需的时间为45．70S，满足生产批量要

5、求。3模具结构设计3．1分型设计分型是基于塑料产品模型创建型芯和型腔的过程。在基于修剪的型芯和型腔分型中，注塑件内、外表面的相交线即为注塑件的分型线，分型线延伸扩图3注塑件拔模斜度分析张可得注塑件的分型面j。2充填与冷却分析根据图3注塑件拔模斜度分析，创建完整分型模具采用一模两腔布局，侧浇口一平衡式圆形面，如图7所示。借助分型面和注塑件模型，创建型截面分流道浇注系统，侧流道直径为4mm。选取循芯和型腔0。依0据M0PI优化后的设计参数，在型芯和环水冷面方0式l旷，断3∞面4乱直

6、戤1径38∞1m

7、m吨0!妻。采用MPI进行充填与型腔上开出浇注系统和循环冷却系统，如图8所示。冷却分析，结果如图4～图6所示。∞■■一∞哪I㈠．I【l】嘲纂1．417图7完整分型面哂i图4充填时间hln,mmlllmm~一r．———，一。】(a)(h)∞-a一型腔_b一型芯25SO图8注射模具的型腔和型芯3．2侧型芯及侧向抽芯机构设计255a注塑件有6个侧孔，需将该部位设计成侧向型25芯，通过侧抽芯机构在开模时进行侧向分型，以保证簟注塑件的顺利脱模。斜导柱侧向分型与抽芯机构是∞一种最常用的机动分型与抽芯结构，结

8、构简单，制造图5冷却液温度方便，安全可靠。应用UG完成斜导柱侧向分型和抽芯机构设计，如图9所示。23l60：图6达到琐出温度的时】由图4可知，充满型腔所用的时间为1．889S，且两型腔内注塑件充填末端所需的充填时间均匀一致，浇注系统设计合理。由图5可知，循环水路中冷却液入口温度和出口温度相差仅为1．07clC，满足冷(1·)却系统设计要求。从注射开始到注塑件到达顶出温a一滑块；b一楔紧块；c一侧向抽芯机构度所需的时间与注塑压力、冷却水路的布置形式等图9侧向分型与抽芯机构贾建波，等：基于CAD／C

9、AE技术的电器外壳注射模具设计713．3注射模具的整体设计注系统凝料在拉料杆29的作用下与型腔26分离；选用龙记CI一4560大水口模架，完成注射模具同时，滑块36在斜导柱34的作用下完成侧向分型。的三维模型设计。应用UG制图模块完成注射模具推出时，注塑机的推出机构推动推件板15，推二维装配图的转换，模具的总体结构如图10所示。件板15上的推杆17完成注塑件和浇注系统凝料的一顶出。推出动作结束，注塑机的推出机构撤回，推件B—板l5和推杆在复位弹簧3的作用下复位。合模，继续下一个生产循环。4结论(