汽车塑件支架的模具设计

发布时间:2020-07-22 作者:bet36体育在线网 浏览次数: 171

摘要:通过分析塑件的结构特点,利用Pro/E设计了具有复杂抽芯结构的塑料模具,论述了模具的结构特点。塑件的模具结构主要特点是采用斜导柱侧抽芯和斜顶、直顶驱动,模具结构紧凑,整体上结构较复杂。主要方法是:利用Moldflow模流软件来分析确定塑件的浇口位置,从而准确的确定塑件最佳进浇位,bet36体育在线网利用Pro/E及EMX快速的设计好模具的结构,使得模具的工作可靠,成型塑件质量好,从而提高生产效率。

Abstract:Throughtheanalysisofthestructurecharacteristicsoftheplasticparts,usingPro/Edesignofplasticmoldwithcomplexcore-pullingstructure,thispaperdiscussesthestructurecharacteristicsofmold.Themaincharacteristicoftheplasticmoldstructureisusinginclinedguidepillarsidecore-pullingandlifter,ejectorbardriving,themouldstructureiscompact,andtheoverallstructureisrelativelycomplex.ThemainmethodisusingMoldflowsoftwaretoanalyseanddeterminethegatelocationofplastic,soastoaccuratelydeterminethebestlocationwheretheplasticwaterin,usingPro/EandEMXtodesignthestructureofthemoldrapidly,makingthemoldworkreliably,andtheplasticpartsofgoodquality,soastoimprovetheproductiontimes.

塑料件注塑模具的设计,凡是带有侧抽芯机构或者斜顶结构的,模具的结构就有一定的难度。模具制造的成本也就提高不少,所以为了能节约成本和提高效率,就要利用好三维软件的设计功能,准确的设计好模具的结构,从而降低模具设计的错误和模具加工返修的成本。本例塑件由于塑件本体结构复杂,需要异向分型,同时需要采用侧抽芯机构和斜顶、直顶结构,所以更需要准确的模具结构来保证后续的不出错。

1、模具的整体结构考虑:根据塑件的结构分析,由于塑件整体结构较复杂,且脱模难道较大,所以在2D排位上如果采用一模多腔,则排位较困难,并会导致这个模具结构更加复杂,所以成型汽车塑件的成型模具采用一模一腔布局,两板模结构,并且采用点浇口进浇。浇口位置的选择要求:(1)外观要求:要避免产生浇口痕迹,熔接线等缺陷;(2)产品功能要求:要能满足产品的功能要求;(3)模具加工要求:浇口位置的选择要有利于后续的模具加工;(4)产品的翘曲变形:浇口位置不能影响产品的形状精度,要避免出现翘曲变形;(5)还要考虑浇口废料容不容易去除。

同时浇口位置的选择还必须综合考虑对生产和功能的影响:(1)流长(FlowLength)决定射出压力,锁模力,以及产品填不填的满流长缩短可降低射出压力及锁模力;(2)浇口位置会影响保压压力,保压压力大小,保压压力是否平衡,将浇口远离产品未来受力位置(如轴承处)以避免残留应力,浇口位置必须考虑排气,以避免积风发生,不要将浇口放在产品较弱处或嵌入处,以避免偏位(CoreShaft)。所以在设计浇口位置时尽可能将浇口放置于产品最厚处,从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。如果保压不足,较薄的区域会比较厚的区域更快凝固,避免将浇口放在厚度突然变化处,以避免迟滞现象或是短射的发生。如果可能的话,从产品中央进浇,将浇口放置于产品中央可提供等长的流长,流长的大小会影响所需的射出压力,中央进浇使得各个方向的保压压力均匀,可避免不均匀的体积收缩。综合考虑该汽车塑件的结构以及Moldflow的分析,决定将浇口位置选择在Moldflow分析的最佳区域侧,如图2所示。

2、浇注系统的设计:浇注系统包括主流道、分流道、浇口、冷料穴等。由于该塑件要求产品外表面光滑,所以在不影响顶出机构运动的情况下,浇口设计为圆形点状浇口,并在最佳浇口位置处侧面进料(如图3所示),保证塑胶能平衡进胶。

3、抽芯结构的设计(异形分型):由于该塑件外侧面的带有大的侧凹特征结构,所以在模具设计时,这个结构特征必须要有相应的抽芯结构,否则无法正常开模顶出工件。并且由于该汽车塑件侧凹的尺寸较小,在设计抽芯机构时,如果仅仅针对单个侧凹结构设计抽芯,那么设计出来的侧型芯就尺寸很小,在模具加工时会增加加工的难度,同时不便于模具装配。所以为了后续的加工及装配的效率和精度,在设计侧型芯时,该塑件的侧凹成型采用整体式的侧型芯,抽芯机构则采用斜导柱滑块抽芯,如图4所示。

该产品的内表面有数量很多,形状较小的侧凹特征,这些内侧面的侧凹特征结构,在模具结构设计上可以采用斜顶结构完成内侧凹结构的抽芯。同时由于产品内表面上方还带有椭圆形凹槽,所以假如斜顶顶在这个凹槽上的话,则无法完成脱模。因此还必须采用镶拼型芯的方法,所以要顺利成型以及顶出该塑件,模具结构必须设计多个斜顶结构,同时还需要设计直顶,这样才能保证产品的顺利脱模顶出。该塑件总共有3个大斜顶块和1个直顶块,还有3个小侧凹特征需要使用斜顶结构成型顶出(如图6所示)。

5、冷却系统的设计:由于该塑件成型表面要求较高,所以冷却系统的设计必须要达到要求,并防止出现注塑的缺陷。同时由于该模具的整体结构较复杂,所以在模具结构上,冷却系统的设计必须要充分考虑模具整体的冷却效果、尺寸大小要求及强度要求。本塑件的的冷却管路主要分布在模具的A板和B板及型芯型腔的镶件中。如图8所示为型芯镶件和型腔镶件的管路布局:

⑴定位环、⑵浇口套、⑶定模座板、⑷定模板(A板)、⑸压紧块、⑹斜导柱、⑺滑块侧芯、⑻小镶件、⑼大斜顶、⑽动模板(B板)、⑾推板固定板、⑿推板、⒀动模座板、⒁型腔镶件、⒂小斜顶、⒃直顶、⒄型芯镶件、⒅复位杆

7、模具工作主要原理:模具开模时:从定模板(A板)(4)和动模板(B板)(10)分开,通过推板(12)带动推板固定板(11)上的大斜顶(9)、小斜顶(15)和直顶(16),把工件顶出,手工取出工件,开模完毕。模具合模时:动定模通过注塑机的合模机构,当定模部分碰到复位杆(18)时,通过复位杆带动推板固定板(11)上的大斜顶(9)、小斜顶(15)和直顶(16)先行复位,以防止模具型腔面与大斜顶(9)、小斜顶(15)和直顶(16)发生碰状损坏。当复位杆(18)与垃圾钉(19)接触时,复位完成,动定模合模完成。

汽车塑件通过Moldflow的分析优化了模具的设计方案并提供了合理的浇口设置,使模具设计的过程缩短了整个设计周期。同时合理运用Moldflow的分析结果可以减少了试模的次数,提高一次试模的成功率。对于结构复杂、壁厚不均的塑件,结合Moldflow分析和Pro/E模具设计能缩短整个设计周期,提高了设计和生产效率,降低了生产成本和返修率。