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基于ProE的洗衣机塑料底座注射模设计


基于 ProE 的洗衣机塑料底座注射模设计

摘 要:针对传统模具设计生产率低、成本较高、周 期长等问题,文章使用 Pro/E 软件对模具进行三维建模,设 计出一套合理的洗衣机底座塑料注射模,并对注塑成型过程 进行仿真。 本模具采用简单实用的双分型面结构, 运用 Pro/E 软件中的塑料顾问设计出点浇口浇注系统,解决了传统模具 设计中的浇注系统设计问题;根据产品结构的分析,设计了 排气系统、脱模机构和成型零件等。此注射模有效地保证了 产品的质量要求,同时能可靠地进行高效率生产。

关键词:Pro/E;塑料顾问;注射成型;分析 中图分类号:TQ320 文献标识码:A 文章编号: 1006-8937(2012)11-0007-02 模具工业能够促进工业产品生产发展和质量的提高,并 能够获得极大的经济效益,因而引起了全世界的高度重视。 随着计算机技术的迅速发展,CAD/CAM 技术在模具制造业 中得到了广泛的应用,尤其是在复杂模具的制造中。目前, 主要的专业 CAD/CAM 软件有 Unigraphics 、Powermill、 Cimatron、 Catia、 Pro/Engineer、MasterCAM 和 SOLIDWORKS 等等。其中,Pro/E 是美国 PTC 公司的重要 产品,在三维造型软件领域中占有重要的地位,它作为当今

世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准, 得到业界的认可和 推广,是现今主流的模具设计三维 CAD/CAM 之一。 1 塑件的工艺性分析 本设计的塑件为洗衣机塑料底座,它是半自动洗衣机的 重要组成部件,应用广泛。其工作的环境湿度较高,要求材 料有很好的绝缘性和耐腐蚀性,该塑件材料为 PP 塑料,塑 件等级 6 级精度,其所对应的制造精度等级为 IT11。洗衣机 底座的三维造型图如图 1 所示。塑件形状较复杂,外形尺寸 为 600 mm×400 mm×140 mm,带有三个盲孔和若干凹坑, 塑件壁厚均匀 S=3 mm。 2 塑件模具的设计 2.1 注塑机的选择 根据塑件体积 1 485 cm3, 选用 SZ-4000/800 型卧式注射 机。主要技术参数:理论注射容量 4000 cm3,螺杆直径 110 mm, 注射压力 150 MPa, 注射速率 770 g/s, 塑化能力 325 g/s, 螺杆转速 0~80 r/min,锁模力 8 000 kN,拉杆内间距 1 120 ×1 200 mm,移模行程 1 200 mm,最大模具厚度 1100 mm, 最小模具厚度 600 mm,模具定位孔直径 250 mm,喷嘴球半 径 35 mm,喷嘴口孔径 7 mm。 2.2 分型面的选择 基于分型面的设计原则,分析塑件特点,考虑塑件形状 的特殊性采用双分型面(三板式)注射模。其中分型面Ⅱ与

注射模开模方向相垂直,开模时,分型面Ⅰ先沿开模方向分 型至一定距离后分型面Ⅱ开始分型。开模后塑件留在动模一 侧由脱模机构推出塑件,既遵循了分型面的设计原则,又能 实现自动化生产。 2.3 浇注系统设计及利用 Plastic Advisor(塑料顾问)仿 真分析 根据所选用的注射机参数,取主流道始端直径 8 mm, 球面凹坑半径 36 mm,半锥角 1°~2°,主流道大端直径 10 mm,L=78 mm。由于模具采用单型腔布置,故无冷料井 和分流道。对比限制性浇口和非限制性浇口的特点,分析洗 衣机底座的成型要求,选用限制性浇口中的点浇口。 运用 Pro/E 软件中的 Plastic Advisor(塑料顾问)工具分 析塑件的最佳进浇口位置。分析结果如图 2 所示,最佳的浇 口位于塑件的外表面正中央位置附近(蓝色的位置) ,但由 于浇口衬套的加工会造成附近的凹模的壁厚不均,从而引起 受力不均影响塑件的质量,所以对于浇口位置的安排有了一 个水平移动。 2.4 型腔压力估算及排气系统设计 型腔压力对注射成型过程的控制及塑件质量具有决定 性影响,是对模腔壁厚及其它受力机构进行刚度计算与强度 校核的理论依据。通过计算型腔压力为 114.1 MPa。 对于成形大中型塑件的模具,需排除的气体量多,通常

都应开设排气槽。因此,洗衣机底座的型腔结构选用排气槽 排气,排气槽通常开设在分型面上凹模一边,其尺寸以能顺 利地排出气体而不溢料为原则,在此取排气槽宽度 5 mm, 深度 0.02 mm,通过导向沟加深到 1.0 mm,长度 1.0 mm。 2.5 成型零件设计 结合洗衣机底座的成型特点及要求采用整体式凹模,由 于洗衣机底座的尺寸比较大,形状比较复杂,考虑到型芯的 直径很小,加工困难,因此采用成型杆成型。 对于三板式模具结构的特殊性,脱模时先将定模型腔板 与定模分开一定距离,再使动模与定模型腔板分开取出塑 件。故在动模侧采用弹簧顺序脱模机构,通过两次分型动作 顺利完成脱模。结构特点是在定模侧的两块模板之间设置压 缩弹簧, 开模时弹簧驱动定模型腔板分开一定距离, 限位后, 动模与之分开,推杆推动推件板将塑件顶出,取出塑件。 运用 Pro/E 软件对注塑模的各零件进行造型并组装,如 图 3 所示。 3 塑料顾问 塑料顾问(Plastic Advisor)是 Pro/E 软件中自带的一种 分析模块,运用此模块除了可以进行如上所述的塑件最佳进 浇口位置分析,还可以直观的观测到塑料熔体的流动情况、 温度变化情况、制件的填充状况和注射压力的变化情况,并 可进行冷却质量分析、缩痕分析、焊接线和逃气分析,还能

够制作报告,有利于提高模具质量,降低成本,减少制模具 造周期时间和返工率。运用 Pro/E 软件中的塑料顾问对洗衣 机底座塑件进行的塑料流动分析如图 4 所示。 4 结 论 本文设计了一套基于 Pro/E 的洗衣机塑料底座注射模 具,经设计计算,选用了单型腔、双分型面注射模,采用导 柱和导套进行导向,且脱模机构设计为弹簧和推件板顺序脱 模的注射模,通过两次分型动作顺利完成脱模。运用 Pro/E 软件中的 Plastic Advisor(塑料顾问)模块进行了浇注系统的 设计,并进行了多种数据分析,通过模拟仿真对模具型腔的 设计进行检验,对模具性能、结构、加工精度、熔体在模具 中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行分 析和优化。 参考文献: [1] 李大鑫,张秀棉.模具技术现状与发展趋势综述[J].模 具制造,2010,(2). [2] 刘毅,王华,郭晶,等.基于 Pro/E 的塑料顶盖注塑模具 设计[J].模具技术,2007,(2). [3] 肖祥芷,王孝培.中国模具工程大典(第三卷:塑料与橡 胶模具设计)[M].北京:电子工业出版社,2007. [4] 孙建民,晋小莉,徐冰晶,等.基于 Pro/E 的塑料模具设 计研究[J].现代塑料加工应用,2006,18(5).


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