模具设计基础PPT课件.ppt

1 Pro EWildfire2 0注塑模具设计基础知识 Pro EWildfire2 0注塑模具设计基础知识 2 Pro EWildfire2 0非常适合于注塑模设计 我们应该熟悉模具设计的用户界面和一些设计用的专业术语 以及模具设计的基础知识 注塑模具设计基础知识 注塑成型 三板式注塑模具成型 将塑料原料加工成为制品的生产方法有很多 其中常用的有注塑 挤出 压塑和吹塑等 注塑成型也称注射成型 它可以用来生产几何形状非常复杂的塑料制品 注塑成型具有制品精度高 生产效率高 生产条件比较好 生产操作客易等优点 注塑成型在整个塑料制品生产行业中占有非常重要的地位 日前 除了少数几种塑料外 几乎所有的塑料都可以采用注塑成型 据统计 注塑制品约占所有塑料制品总产量的30 全世界每年生产的注塑模数量占所有塑料成型模具数量的50 注吹成型 挤吹成型 3 Pro EWildfire2 0中有专门用于注塑模具设计的模块 利用该模块可根据塑料制件快速而方便地设计出模具 并且可以对注射过程进行模拟分析 大大缩短了模具设计周期 一 引言 一 注塑模具的有关知识 4 二 高分子材料理论知识 对高分于材料性能的认识 是在塑料制品的设计过程中就应该具备的 对于塑料的分子结构 组成和力学性能等方面的知识参阅相关书籍 仍必须熟悉常用塑料的种类和热学性能 比如成型温度 成型压力及周期 所能获得的精度等 例如 聚丙烯 PP 成型十分容易 对模具的温度要求不高 为35 65 收缩较小 容易脱模 其精度的建议等级是5级 5 三 注塑成型工艺过程 注塑成型可以分为加料 塑化 注射入模 保压 冷却和脱模共六个步骤 基本上就是材料的塑化 流动和冷却过程 而成型前有前处理的工作 包括原料的预处理和镶件的预热等 制件通常也有退火和调湿等后处理 塑料的流动过程其实还可以分为充模阶段 压实阶段 倒流阶段和浇口冻结后的冷却阶段等 6 Pro Ewildfire2 0中 注塑模具设计的第一步为设计塑料制件 在设计塑料制件时 应注意 1 适当减小壁厚并尽可能保持壁厚的均匀性 四 塑料制件的结构设计 2 具有一定的脱模斜度 3 合理设计加强筋或其他加强结构 4 合理设计支撑和凸台 5 设计圆角特征 塑料制件的形状在不影响使用要求的情况下 应力求简单 避免侧表面凹凸不平和带有侧孔 才能使塑料制件容易从模腔中直接顶出 减少模具结构的复杂程度 对于某些要求必须带有侧凹 侧凸或侧孔的塑料制件 应该通过合理的设计 尽可能避免侧向抽芯 7 五 注塑模具的典型结构和分类 一副典型的注塑模具一般包含如下组件 1 成型用的型腔 凹模 和型芯 凸模 及其固定部分 2 成型后的塑件脱模机构部分 如顶出机构和侧抽芯及复位机构 3 模具的浇注系统 4 模具的温度调节系统 包括冷却系统或电加热系统 5 模具的合模导向机构 注塑模具的种类有两板模 三板模等 6 模具在注塑机上的固定部分 8 六 常用的注塑模具制造材料 注塑模具常用钢来制造 但是选择的钢也有不同 一般结构简单的模具 使用45号钢来制造 形状复杂 精度要求高和生产批量大的模具成型零件采用合金工具钢制造 如热作模具钢5CrNiMo等 9 七 注塑模成型零部件的设计 成型零部件是与塑料接触的决定塑料制件几何形状的模具零件 成型零件可以分为型腔类和型芯类 如凸模 凹模 型芯等 型腔类零件 成型塑料制件外形的模具零件 型芯类零件 成型塑料制件内形的模具零件 成型零部件在注射成型过程中 经常承受温度 压力及塑料熔体对它们的冲击和摩擦作用 长期工作以后 容易发生磨损 变形和断裂 因此 设计注塑模具时 必须针对塑料制品的结构特点 生产批量 使用要求 模具的寿命等问题 合理地设计成型零部件的结构形式 准确地计算它们的尺寸和公差 并保证其具有足够的强度 刚度和良好的表面质量 10 八 浇注系统 浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴到模具型腔的流动通道 它将塑料熔体导入型腔并将注射压力传递到各个部位 一般由四个部分组成 主流道 Sprue 模具进料的入口 连接注塑机喷嘴与分流道的流道 分流道 Runner 主流道与型腔浇口的一段通道 它将从主流道注入的熔体分配到型腔中的各个部分或不同型腔 起对熔体分流转向的作用 浇口 Gate 冷料穴 ColdslugWell 由分流道通向型腔的一小段流道 进入型腔的门口 是浇注系统中长度最短 截面最小 最重要的一段 位于主流道末端 分模面的动模一侧 收集熔体流动的前锋冷料 避免冷料进入型腔对塑料制件造成不利影响 11 1 主流道衬套 2 主流道 3 分流道 4 浇口 5 型腔 6 拉杆 7 冷料穴 12 九 分模面设计 分模面是分开模具取出制品的界面 常常是动模和定模的接触面 1 塑料制件全部留在动模一侧 根据分模面位置的不同 成型后塑料制件在模具中的位置有三种情况 2 塑料制件全部留在定模一侧 3 塑料制件在动模和定模中各留一部分 分模面的类型 形状及位置选择是否恰当 设计是否合理 在注塑模设计工作中是非常重要的 必须考虑以下原则 13 分模面选择原则 1 保证模具结构简单 模具容易加工 2 有利于制品脱模 3 保证塑料直径尺寸精度 尽量保证模具分开后 塑料制件留在动模一侧 因脱模机构一般设在动模一侧 而使脱模容易 尽量将型腔设计在同一个型面上 提高制件尺寸精度 4 保证塑料制件外观 一般浇口的位置不宜设在制品的外侧表面 以免留下浇口痕迹 同时应保证容易清除和修整在分模面处产生的溢料飞边 5 保证型腔排气顺利 分模面应该尽可能与最后才填充熔体的型腔表面重合 以利于型腔排气 14 十 侧向分型 对带有侧凹或侧孔结构的塑料制件 一般都需要进行侧向分型或侧向抽芯 才能将塑料制件取出 即必须将成型侧孔或侧凹的零件做成可动的结构 在塑料制品脱模前 先将其抽出 然后再从型腔中和型芯上脱出塑料制件 15 二 Pro EWildfire2 0模具设计专业术语 一 设计模型 DesignModel 零件原型 即设计产品 在设计模具之前完成 设计模型 添加到模具模型中的零件原型 设计模型决定了模具型腔或型芯的外形 是模具设计的基础和依据 如设计模型为一个组件 则应将所有零件在装配模式中预先合并成为一个零件模型 16 参考模型 当选择了一个设计模型添加到模具模型中时 Pro E将从设计模型复制出一个模型装配到模具模型中 并提示输入名字命名复制出来的模型 该模型即为模具设计的参考模型 参考模型与设计模型之间存在一定的参数关系 在零件模型中修改设计模型时 模具模型中的参考模型也会相应发生变化 但在模具模型中增加特征到参考模型 将不会影响到设计模型 当创建一模多穴模具时 在模具模型中将存在多个单一的参考模型 它们都具有独立的名字 而且都参考相同的设计模型 二 参考模型 ReferenceModel 17 三 工件模型 WorkpieceModel 工件模型 又称坯料模型 使用分模面分割工件模型 就可得到模具的型腔 型芯等元件 它是模具元件的全部体积 也是一个零件模型 可通过装配的方式将在Part模块中创建的工件添加到模具模块 或在模具模块直接创建一个工件零件 工件模型的体积应包围所有的参考模型 模穴 浇口 流道和模口等 18 铸件 实际铸造过程中所产生的最终零件 即向模具型腔注入材料后生产的零件 可以用于观察生成的铸件是否与设计模型一致 还可用于开模时的干涉检查 模具模型 是模具模块中的最高级模型 它包括一个或多个参考模型和一个或多个工件 模具模型文件以 mfg为后缀命名 五 铸件 Molding 四 模具模型 MoldModel 19 六 分模面 PartingSurface 分模面 分割工件或已存在的模具体积块的 由一个或多个曲面特征组成 是模具设计中 最重要 最关键的过程 确立了正确的分模面 才能打开模具 同时也就确定了模具的结构形式 在Pro E中 使用曲面特征来创建分模面 分模面的创建必须两个基本原则 1 分模面必须与工件或模具体积块完全相交来形成分割 2 所设计的分模面不能自我相交 20 七 收缩率 Shrinkage 注塑后的制品在冷却过程中 会产生体积收缩 它是塑料的固有特性 而设计零件模型的时候总是按照零件的实际尺寸进行的 如果仍按实际尺寸制造模具 那产品由于收缩会小于实际尺寸 因此在设计模具时就必须考虑塑料的收缩性 设定收缩率 抵消由于塑料收缩而产生的尺寸和形状误差 八 拔模斜度 由于塑料冷却过程中的收缩 会使制件紧紧地抱住模具型芯或型腔中凸出的部分 造成脱模困难 因此要在沿脱模方向的平面上设计拔模斜度 以使制件很容易的脱模 21 三 Pro EWildfire2 0模具设计的界面 进入模具模型的步骤 1 选择文件 新建 出现新建对话框 2 在类型栏中选择制造项 3 在子类型栏中选择模具型腔项 4 输入文件名 5 选择设计模板 确定 不选此项 6 进入模具设计界面 确定 22 三 Pro EWildfire2 0模具设计的界面 界面组成与Part模块主界面基本相同 下面就不同部分进行介绍 23 一 模具模型菜单管理器 模具模型的菜单管理器如图所示 现作一简单说明 1 模具模型 moldmodel 将设计模型和工件模型加入到模具模型中 下级菜单如图 24 用于在模型组件中产生一些相关特征 如浇注系统 采用下列菜单选项来产生浇注系统的主流道 分流道和浇口等 2 特征 Feature 25 3 收缩 Shrinkage 设置零件模型的收缩率 4 分模面 PartingSurf PartingSurface的缩写 创建和编辑分模面 5 模具体积块 MoldVolume 在产生模具型腔前 先用分模面将坯料 Workpiece 体积块分割成几个体积块 6 模具元件 MoldComp MoldComponents的缩写 用于将MoldVolume分割出来的体积块转变成模具组件 形成组件模型文件 prt 26 定义模具组件移动 将模具装配件爆炸开 7 模具进料孔 MoldOpening 8 铸件 Molding 由产生的模具组件模拟注塑成型为一个塑料件 9 模具布局 MoldLayout 产生或打开一个模具布局 27 二 模具模型工具栏 进入模具设计界面后 会同时弹出模具模型工具栏 装配参考模型 设置收缩率 产生工件 产生模具型腔 产生分模线 产生分模面 分割体积块 创建型腔零件