UG注塑模向导环境下的注塑模具设计文档格式.docx
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图4.3浇注系统结构
浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节,它对注塑成型的效率和塑件质量都有直接的影响,因此,在设计浇注系统时必须注意以下几项原则:
●了解塑料的成型特性,也就是塑料的温度和剪切速率等。
●防止型芯和塑件的变形,也就是避免料流正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件,以及防止浇口处由于过大的收缩应力而造成塑件变形。
●排气良好,也就是保证料流流动顺利,快而不紊乱。
●减少流程及塑料耗量,这样可缩短成型周期,提高成型效果,减少塑料用量。
●修整方便,保证塑件外观质量。
1.分流道的设计
分流道就是主流道与浇口之间的部分,起分流和转向的作用,其要求是塑料熔料在流动中热量和压力损失最小,同时使流道中的塑料量最小。
分流道的形状及大小必须根据塑件的成型体积、塑件壁厚、形状、塑料的工艺特性、注塑速度、分流道长度等因素来确定。
分流道的设计有以下几个要点:
●分流道的表面不必要求很光滑,表面精度一般在1.25即可,因为分流道表面不太光滑,能使熔融塑料的冷却皮层固定,有利于保温。
●当分流道较长时,在分流道末端应开设冷料穴,以容纳注塑开始时产生的冷料,保证塑件的质量。
2.浇口的设计
浇口指流道末端与型腔之间的细小通道。
浇口的作用主要是提高塑料的流动速度和温度,起关闭作用,防止流入型腔的塑料侧流。
浇口的形状、大小、分布对塑件质量影响很大,其通常是通过试模后按成型情况酌情修改。
查书《UG注塑模具设计与制造》可知,本设计所选浇口形式为矩形侧浇口。
4.2CD机后盖的模具结构设计
4.2.1导入制件
1.在Windows环境下进入UGNX7.5的界面(初始化环境);
2.在开始菜单栏中依次选择所有应用模块—注塑模向导命令,调出模具向导工具条;
3.单击文件菜单,调出所造型的.prt文件,操作过程如图4.4所示。
将文件命名为lihuan,根据产品要求选择材料为ABS,系统自动给出成型收缩率为1.006,确定后进入界面。
图4.4项目初始化对话框
4.2.2模具坐标系
在UG模具模块中,默认了+Z方向为开模方向。
为了能使调入的产品体的坐标与UG系统的模具坐标一致,在调入产品体后,需要通过动态WCS来调整产品体的WCS坐标位置,然后在通过模具CSYS来锁定产品体的模具坐标。
并且要注意的是:
XY平面必须在主分型面上、+Y方向指向产品体的长度方向。
如下图4.5所示:
图4.5模具坐标对话框
4.2.3收缩率设计
对调入的产品设置不同类型的收缩率,出现如图4.6所示对话框:
图4.6收缩率对话框
1.均匀:
整个产品体均匀收缩。
2.轴对称:
指定产品体轴向均匀收缩,一般应用在柱体形产品中。
3.常规:
可指定在产品体的某个坐标范围内收缩。
4.2.4工件设计
在对产品进行分模前,必须先定义工件的尺寸,才可以在工件内创建型腔、型芯,工件尺寸X向为90,Y向为103,Z向下移40,Z向上移32。
如图4.7所示:
图4.7工件对话框
1、矩形模具整体型腔侧壁厚度计算:
(1)按刚度条件计算:
式中:
=50MPa;
=7.5mm;
=90mm;
;
=0.04;
(2)按强度条件计算:
=160MPa.
型腔侧壁厚度取:
2、矩形模具整体型腔底板厚度计算:
(1)按钢度条件计算:
=102mm;
=0.04.
型腔底板厚度取:
4.2.5型腔排布
在进行模具型腔布局的时候,如果同一个产品进行多腔排布,只需要一次调入产品体,再用布局按钮来布局,如下图4.8所示:
图4.8型腔布局
●布局:
选择型腔布局的类型。
●型腔数:
定义型腔数目和位置。
●重定义:
通过旋转、变换、移除来修改型腔布局位置。
●自动对准中心:
在完成多腔布局后,由于型腔坐标还保留在其中的一个型腔中心,所以通过此按钮功能来校准多腔中心位置。
为了避免在设计过程中发生错误,在单腔分模时也需要使用自动对准中心来校准中心。
4.2.6分型
利用分型管理器根据前面方案二所示进行分型面创建,从而创建型芯、型腔,如图4.9所示:
图4.9分型管理器
1.设计区域:
通过调整透明度来检查型腔、型芯面。
2.抽取区域和分型线:
在产品中抽取型腔、型芯区域。
3.创建/删除补片曲面:
对产品体进行自动/手动补面,与模具工具中的曲面修补功能得到的曲面相同。
4.编辑分型线:
在产品体中收缩正确的分型线进行分模。
5.创建/编辑分型面:
完成分型线的创建后,通过此功能将分型线扩展为分型面将作为型腔、型芯的修剪面。
6.创建型腔和型芯:
应用此功能可自动或者手动在模仁中创建型腔和型芯。
●补片时应该注意:
补孔最好只补在型芯面或者型腔面上;
补面时用注意要进行面分割,否则会在抽取区域抽取为总分型面+1=型芯面(为1)+型腔面。
如下图4.10所示:
图4.10扩大曲面补片
●分型的步骤如下:
补片、补实体-创建分型线-编辑分型线-创建分型面-创建分型区域(即抽取区域)-创建型芯型腔
4.2.7选择模架
模架初选:
(1)在UGMoldWizard环境下选SA型FUTABA_S标准模架,MoldWizard自动选型号为2540有标准模架,因有抽芯机构,故选用型号为2940的标准模架,可知其组件尺寸。
其中导向柱直径GP_d=25mm;
支承板U_h有40mm和50mm,两种尺寸;
垫块宽C_w=48mm;
则垫块间距B=250-248=154mm。
(2)模板长宽尺寸校核:
成型零件的大小已经过计算,符合强度和刚度的要求。
判断MoldWizard自动选择的模板是否适合成型零件的规则是:
模板尺寸减去模架导向柱直径的尺寸要大于成型零件XY方向的尺寸。
成型零件XY方向尺寸为(89.79+27)mm(2101.72+47)mm,即103.79mm231.44mm;
则有:
(250-225)mm(400-225)mm=200mm350mm>
103.79mm231.44mm,所以有230mm400mm模板尺寸适合成型零件安装。
(3)支承板厚度校核:
型芯型腔零件是台阶压板固定结构,还要算支承板厚度。
FUTABA模架都是矩形标准模架,所以按矩形模具支承板厚度计算。
矩形整体式型芯支承板厚度按刚度条件计算:
=0.04;
K取1.15
=154mm(按标准模架2540取);
=400mm(按标准模架2940取);
矩形整体式型芯支承板厚度按强度条件计算:
=160MPa,(非合金钢);
=400mm(按标准模架2940取);
支承板厚度应取60mm,250mm400mm模板属于小型模具模板。
有以上计算有:
Ap_h=50,BP_h=40,CP_h取70mm,TW选350:
S,FTYP选O:
M模具参数设置如图4.11所示:
图4.11模架管理对话框
在UG模具模块中集成了一个大型模架库,在模架库中已储存了多个著名模架制造厂的标准模架和相应的参数,只要输入相关数据,即可自动加载模架,根据本产品的需要,选择两板式模架已符合需要,在加载模架过程中,系统自动计算出用户所选的模架尺寸是否符合实际生产,当发现不符的时候会出现更新失败对话框,并且模架不能完整显示出来。
开始是系统将会默认一个合理尺寸,我们可以根据需要来修改尺寸,但一般不要小于默认值。
4.2.8标准件选用
(1)创建定位圈部件,型号和参数设置如图4.12所示:
图4.12定位圈对话框
(2)创建浇口套部件,型号和参数设置如图4.13所示:
图4.13浇口套对话框
4.2.9浇注系统的设计
浇注系统是模具的重要组成部分,熔料从注射机喷嘴进入模具主流道,在通过浇注系统进入型腔,浇注系统的设计对模具的影响也较大。
浇注系统包括主流道、分流道、浇口和冷料穴等,主流道通常设计成圆锥形,锥角2°
~4°
;
冷料穴主要贮存冷料和拉料作用,一般设计成钩形头、倒锥形或者环槽形;
分流道是多腔模具中必不可少的部分,一般有圆形、梯形、U形和六角形等截面形状,分型面为平面时采用圆形截面较为适宜。
通过分析计算可以得到采用半圆形分流道,半径为5mm。
流道采用手工建模,插入基准平面后在上画出流道截面进行拉伸实体。
浇口的设计参数如图4.14所示:
图4.14浇口设计对话框
4.2.10顶出机构设计
脱模力的计算:
脱模力是指将塑件从包紧的型芯上脱出时所需克服的阻力。
它主要包括由塑件的收缩引起的塑件与型芯的摩擦阻力和大气压力。
脱模力的大小与塑件的厚薄及形状有关。
设计塑件属于薄壁塑件。
矩形薄壁制品脱模力:
其中:
代入上式有
推杆直径计算:
在设计顶出机构时,需要考虑到顶针放置的位置能让产品均匀受力顶出,同时可以利用顶杆的装配关系来给模具排气,理想的顶杆位置可以减少气穴的产生。
分析产品的形状可以得出:
此产品只需6个顶杆,其直径设置为5mm即可。
创建顶杆部件,型号和参数设置如图4.15所示:
图4.15顶针对话框
创建完成后的顶针,如下图4.16
图4.16顶针
在顶针的设计中先应该将顶针的长度设置的比较长,然后再在顶针修剪中将多于的部分减掉就行。
因为本设计在型腔布局时只加载了一次产品,也就是说2个腔具有关联性,所以当在一个腔体上加载了后,另外一个腔体也自动加载了。
4.2.11抽芯机构设计
把成型零件上妨碍脱模的凹凸形状分割下来,制作成滑块,再在模体上设置滑道,组成一对滑动副,利用注塑机提供的动力、油缸动力或弹簧力驱动滑块,在模具开模前或制品顶出前先让滑块移位,移除脱模障碍后再实施脱模。
然后再利用合模动力、油缸动力驱使滑块复位,进行下一次注射。
这样的机构统称为模具的侧抽芯机构,也称侧向脱模机构。
侧抽芯机构设计计算:
1、抽芯距和开模行程:
1)、抽芯距
经测量,;
K查表(UG教材表1-16)取。
按算
2)、开模行程
抽芯方向垂直开模方向,所以开模行程为
为斜销倾斜角,通常采用,取;
为抽芯距,。
2、斜销直径:
1)、抽芯力