基于Moldflow的护栏支架注塑模设计.pdf
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1、模具技术2 0 2 3.No.5文章编号:10 0 1-49 34(2 0 2 3)0 5-0 0 6 7-0 667基于Moldflow的护栏支架注塑模设计黎作先1,卢伟炜1*,章国伟(1中特泰来模具技术有限公司,浙江2宁波工程学院,浙江宁波3摘要:通过对护栏支架的结构特点进行工艺性分析,设计了一种一模四腔侧浇口注塑模,并通过斜导柱侧抽系统实现模具的侧向分型与抽芯。利用Moldflow有限元分析软件对塑件的充模过程进行了模拟,验证了所设计的浇注系统可以满足对塑件成型质量和成型效率的要求。Moldflow分析软件在塑料模具设计过程中的正确应用可以有效降低模具设计的成本和周期,也为同类零件的模具
2、设计提供了可靠参考。关键词:注塑模;Moldflow;模流分析;一模多腔中图分类号:TQ320.63宁波315000315000)文献标志码:APlastic injection mold design of guardrail bracket based on Moldflow analysisLI Zuoxian,LU Weiwei,ZHANG Guowei?(1.CITIC Pacific Special Steel TAILAI Mould Technology Co.,Ltd.,Ningbo 315000,Zhejiang,China;2.College of Mechanical
3、and Automotive Engineering,Ningbo Universityof Technology,Ningbo 315000,Zhejiang,China)Abstract:Through the process analysis of the structural characteristics of the guardrailbracket,a one-mold four-cavity injection mold with side-gate is designed.The lateral partingand core pulling of the mold are
4、realized through the side pulling system of the inclined guidepillar.Finite element simulations of mold filling and cooling process are carried out by usingMoldflow analysis software.The simulation results show that the designed gating system andcooling system can meet the requirements of molding qu
5、ality and efficiency of the plasticparts.The correct application of Moldflow analysis software in the process of plastic molddesign can effectively reduce the cost and cycle of mold design,and also provide a reliablereference for the mold design of similar parts.Key words:injection mold;moldflow;Mol
6、d flow analysis;one-mode multi-cavity收稿日期:2 0 2 2-11-2 1作者简介:黎作先,工程师,主要从事模具设计、材料成型方面的研究。*通信作者:卢伟炜,硕士,主要从事材料成型方面的研究。680 引 言丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)工程塑料是一种强度高且易成型的低成本塑料原材料,它不仅具有较好的力学性能,还具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐低温、耐氧化的优良材料性能,使其可以在一定程度上代替金属制件在工程中使用。本文将介绍一种以ABS工程塑料为原材料的护栏支架产品的注塑模具设计方法,通过该模具可高效快速地成型出尺寸精确、表面光洁的高质量护栏支架。同时
7、在模具设计的过程中还充分考虑了塑件的材料利用率、生产效率和模具成本,使模具设计更为科学合理。1塑件产品分析Die and Mould Technology No.5 2023期户外使用的寿命要求,及连接、承载的功能性和力学性能要求,选择ABS工程塑料为其原材料。ABS工程塑料在高温和低温下均能保持较好的力学性能,几乎不受温度、湿度的影响,环境适应性强2 。ABS工程塑料的收缩率约为0.5%,成型温度为2 2 0 2 6 0。护栏支架为工程使用零件,故对表面质量要求不高,保证塑件表面没有熔接痕、起泡或斑点,表面粗糙度(Ra)达到0.8 m即可。根据其使用要求,确定塑件的精度等级为MT3。用UG软
8、件对塑件三维造型后,分析出塑件体积V=38.83cm,A BS工程塑料的密度为1.021.0 5g/m m,因此,单个塑件的质量约为40g。2模具结构设计如图1所示,护栏支架为香蕉型带侧孔零2.1分型面设计及型腔布置件,塑件最大外形尺寸约为12 8 mm48mm24mm。其侧壁厚3mm,顶面厚4mm,局部有2mm厚加强肋。小端有直径为14mm的通孔,与直径为9 mm的侧孔相贯通。顶面有一腰型通孔,长46 mm,宽6 mm。为满足护栏支架长一腰型孔在设计护栏支架的分型面时,应重点考虑如下几点:1)分型面应选在塑件的最大截面处,且为方便脱模,型芯在动模,型腔在定模;2)应尽量不在塑件的外表面留下分
9、模痕迹,以保证塑件的外观质量;3)该塑件有侧型芯,应将侧向分型与抽芯机构设计在动模一侧3。因此,设计护栏支架的分型面如图2 所示。因塑件形状的特殊性,该分型面为曲面分型面,使模具的加工和装配有一定难度,但采用先进的数控加工一通孔机床可以保证模具加工的精度和效率。侧孔(a)正面顶面侧壁加强肋图2 护栏支架的分型面Fig.2 Parting surface of guardrail bracket一模多腔是提高模具经济效益的主要手(b)背面图1护栏支架三维图Fig.1 Three dimensional diagram of guardrail bracket段,从护栏支架的尺寸和塑件重量来看,该
10、塑件满足一模多腔的技术指标和生产条件,综合考虑产品的工艺性和模具加工成本,护栏支架模模具技术2 0 2 3.No.5具采用一模四腔呈H形对称分布,塑件在型腔内的布置如图3所示。OX图3塑件在型腔内的布置Fig.3 The arrangement of plastic parts in the cavity2.2浇注系统设计因为护栏支架对表面质量的要求不高,且从简化模具设计和方便侧向抽芯的角度考虑,模具采用外侧进料的侧浇口形式,加工在分型面的型芯一侧。由经验公式,确定浇口尺寸为1.5 mmX2 mmX3mm。为检验浇注系统的充型效果,采用Moldflow有限元分析软件对塑件的充模和保压过程进行了
11、有限元模拟4。图4是塑件的充填时间模拟结果,从图中可以看出,由于采用了平衡式流道布置,4个塑件可同时同步充型,型腔完全充满仅耗时3.0 36 s,说明成型效率较高。53.0362.2771.5180.75890.000 0图4充填时间模拟结果Fig.4Simulation results of filling time图5是塑件的充型压力模拟结果,从图中可以看出,主流道入口处压力最大,约为2 5MPa,主流道中部和分流道的压力约为12.5MPa,压降明显;熔体以约9 MPa的压力从浇口处进入型腔,受型芯阻力和型腔摩擦力的影响,充型压力逐步减小;熔体从宽端向窄端流动时,局部压力损失明显增大,至型
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