香皂肥皂底盒的注塑模具設計含UG三維及12張CAD圖1模2腔+說明書,香皂,肥皂,注塑,模具設計,ug,三維,12,十二,cad,說明書,仿單 肥皂盒注塑模具設計 1 附錄 1 外文翻譯 研究報告 斯洛伐克理工大學布拉迪斯拉發(fā)材料科學與技術學院 10 1515 rput 2016 0034 2016 第 24 卷 第 38 期 CAX 輔助注射模具的設計和生產 Luk LIKAV AN MartinFRN K Rudolf ZAUJEC Luk SATIN Maro MARTINKOVI 斯洛伐克理工大學布拉迪斯拉發(fā) TRNAVA 材料科學與技術學院 生產技術學院 ULICAJ NABOTTU 2781 25 917 24 TRNAVA 斯洛伐克共和國 電子郵件 lukas likavcan stuba sk martin frncik stuba sk rudolf zaujec stuba sk lukas satin st uba sk maros martinkovic stuba sk 摘要 本文著重于設計所需的塑料部件的過程通過使用 3D CAD 系統(tǒng)注塑模具 隨后的 有限元分析注射進行模具加工以確定塑料的收縮和變形材料由 CAE 系統(tǒng)確定 然后 修改模具的尺寸以補償收縮效應 模具的加工過程 銑削和激光紋理化 是通過使用 CAM 系統(tǒng)執(zhí)行 最后 通過塑料部件的生產注塑模具技術 塑料部件尺寸的檢驗為 了定義整個 CAx 鏈的準確性 由 CAQ 提供 它也被證明了 CAx 系統(tǒng)是預生產和生 產過程的組成部分 關鍵詞 注塑模具 有限元分析 CAD 模型 CAM 加工 CAQ 檢測 介紹 CAD 系統(tǒng)到今天非常復雜 包括設計所需的所有操作諸如建模操作之類的 從執(zhí) 行各種工程計算和分析 使用完整的數字化技術 到啟用可視化單個組件或甚至組件 肥皂盒注塑模具設計 2 這些系統(tǒng)處于全面處理組件的整個開發(fā)設計階段 在這些日子里 各種 CAD 軟件有著 顯著差異 CAD 軟件可以簡單地分為幾類 第 1 組包括小型 2D 建模器 它的最大好 處是成本低 中間的 CAD 軟件 例如 AutoCAD 可以放入組中 2 最后一類是用大型 CAD 系統(tǒng)代表的 這些系統(tǒng)使用了一系列模塊 18 最新的集成建模以及成像和信息技 術的開展組件 1 的整個設計和生產過程 計算機輔助援助已經在注塑設計領域得到了廣泛的擴展塑料部件和注塑模具的相 關設計形狀 CAD 系統(tǒng)啟用在很短的時間內設計一個組件的形狀 最后在下一步生 成它的外殼通過組件形狀的減函數來獲得注塑模具的形狀 通過 CAD 軟件設計零件并 通過 CAM 生產零件軟件具有一些優(yōu)點 因為這些過程都經過了各種分析 1 在 CAD 系統(tǒng)中 未來組件的模型首次可視化 并且那么可以評估部件表面和 形狀的質量 固體的簡單性建模是通過使用基本布爾運算 如加法 幾何體的減法或 交叉等 2 通過使用曲率分析 可以輕松評估應該使用哪種刀具用于加工給定的表面 這 在模具生產中很重要特別是在模具作為零件模型形狀的負面時 3 必須對模腔進行分析以確定是否可以加工模具通過常規(guī)方法形成空腔形狀 它 也檢查工具是否可以到達所需深度以及該工具是否可用于加工所需形狀 有時會出現(xiàn) 一些表面不能用傳統(tǒng)方法加工的情況只有方法 然后通過常規(guī)的組合來加工模腔方法 和 EDM 電火花加工 過程 2 目前機器中使用的注塑模具在技術上是復雜和復雜的設備 在質量 生產力 可 靠性和自動化方面的要求很高生產都放在他們身上 從方法論的角度來看 注塑模具 可以分為兩部分 第一部分是模具的成型腔 這是一個空洞在高溫高壓下充滿熔融塑 料材料的空間注射過程 塑料材料隨后凝固成形狀和尺寸的最終組件 模腔往往在結 構上非常多樣化 設計受到影響通過功能 最終產品的形狀和外觀 第二部分是習慣模 具結構設計 它通常具有相似的重要元素 3 本文介紹了最簡單和最準確注射劑的制造并展示 CAx 軟件在設計工程活動中的重 要性 使用 Delcam PowerShape 的 CAD 軟件生成模具的 3D 模型 該數字化工具模型 由 CSG 方法 Constructive Solid Geometry 構成 使用基本的幾何元素 簡單的建模 方法是使用基本的布爾諸如加 減或交叉的操作 該塊被選為基本該模型的對象 并 通過添加或減去逐漸修改為所需的形狀基本的數學對象 設計的工具模型必須滿足所 有的構造放置在注塑模具上的原則 以便最終生產的工具實現(xiàn)其功能正確 以下幾頁 肥皂盒注塑模具設計 3 描述了組件生產的過程注塑模具技術的步驟如下 生成 CAD 模型組件 注射過程的有 限元分析 生成 CAD 模型的工具 生產工具和生產部件 多個注塑模具 圖 1 由幾個方面給出 例如 準確性和產品特性 注塑成型的 尺寸和容量機器 一些所需的產品和機器的經濟性必須被考慮進去帳戶 對于最佳工 具應該考慮所有這些要求的妥協(xié)多重性 在這種情況下 注塑模具生產四個腔體 一 個腔體用于一個產品 注塑模工藝的有限元分析 在設計好所需形狀和尺寸的組件以及整個澆口后系統(tǒng) 澆口 澆口和澆道 對這 個過程進行了有限元分析 分析提供了有關模腔填充過程和信息的信息關于塑料材料 的收縮 不同的塑料材料可用于生產的所需組分 對于生產的組件 沒有必要獲得 高機械強度 只有低生產成本 玻璃纖維增強的聚合物不是適合他們的磨蝕性 因 此 組件將由聚烯烴材料生產 它的低粘度可以很好地填充腔體的體積 然而 他們的 特點是半結晶結構 因此 在模具的設計過程中 收縮的效果材料必須考慮 有限元計算分析注塑工藝需要模型的網格劃分 圖 2 樣本網格由 208 671 個元 素組成 一個四面體被選為基本元素形狀 一個四面體元件的邊長約為 0 5mm 要 素受到 38576 個節(jié)點的約束 選擇熔點為約 290 的 PP 聚丙烯 作為塑料材料 材料的粘度取決于諸如剪切 速率和注入的參數生產過程中使用的溫度 溫度越低 剪切速率越低材料的粘度較高 圖 3 塑料材料的具體體積取決于用過的壓力和溫度 這個功能如圖 4 所示 對 于 PP 材料 如其他半結晶聚合物 主要轉變發(fā)生在 T m 時結晶地區(qū)分解 這個過渡 在圖 4 中標出 肥皂盒注塑模具設計 4 在有限元模擬中 使用了與應用相同的工藝參數隨后在使用注射機的生產過程中 進行 注射生產過程中使用的參數如下 注射壓力為 6 MPa 時間 2 5s 保壓時間 4s 冷卻時間 10s 壓力 4MPa 注塑模具工藝參數的選擇在很大程度上受參數限制可以在注塑機上設置的范圍 以及工藝參數受所選塑料的材料特性影響 這些范圍被納入有限元模擬 隨后定義了 注塑模具的最佳參數處理 這些參數因此被用于組件的生產 有限元模擬表明 注塑模腔必須放大以便組件的原始尺寸已經達到 這是由于該 組件的收縮塑料材料 因此 門的中心和遠邊之間的距離組件被放大了 0 9108 毫米 圖 5 當熔化的塑料材料不能到達并填充整個空間時發(fā)生噴射效應由于注射的高速度而 引起的腔體的變形 結果 熔化的塑料材料在注入組分 4 的表面上顯示出一些波 狀褶皺的狀態(tài)下固化 至避免這種影響 熔融材料被引導到兩個邊緣 然后填充元件 腔被初始化 5 圖 6 分析注射的填充過程進行有限元模擬 圖 7 肥皂盒注塑模具設計 5 模擬證實沒有觀察到不希望的噴射效應 原因是模具的型腔設計為注射成型的非 對稱位置門和邊緣在每個組件上 在填充模腔期間 熔化的塑料材料進入門并擊中空 腔的上部邊緣 然后撞擊底部邊緣然后逐漸填滿剩下的空間 圖 6 這種設計可以防 止噴射效應甚至確保充滿腔體 模擬表明 在尺寸修改和注射生產之后模具 可以啟動生產過程 因為注塑工藝 參數被正確提出 注塑模具的生產 完成的注塑模型 圖 8 被輸出到稱為 CAM 軟件 PowerMILL 2016 其中 CL 數 據是為加工所建議的注塑而生成的通過銑削技術模制 圖 9 描繪了一個使用過的加工 肥皂盒注塑模具設計 6 的例子策略 粗加工模型 使用高速進行模具的制造 5 軸銑床 HSC 105 直線型 DMG 圖 10 模具是從機器加工而來的 AW 6082 材料 在模腔的銑削過程之后 刀具移動到 5 軸激光器稱為 LaserTEC 80 形狀的加工中 心用于最終形狀完成 機器 圖 11a 由波長為 1064nm 的納秒脈沖光纖 Nd YAG 激光器裝備 它被用來制作教室 MTF 和研究所 UVTE 標志的洞穴注塑模具 激光束參數經過優(yōu)化 每層 5 m 的切割深度實現(xiàn) 激光束跟蹤距離參數 兩個 平行之間的距離激光束在工件表面上的路徑 被設定為 5 m 整體深度生產的徽章 設置為 0 5 毫米 每個徽章 100 層 加工程序的準備工作包括導入一個給定的標志 bmp 格式不帶顏色信息 到 CAM 軟件 LPSwin 中 在輸入所有必要的參數 凹陷的總體深度 層厚度和軌跡距離 肥皂盒注塑模具設計 7 加工為所有類型的標志生成 L4D 格式的程序 圖 12 表示消融過程中激光束運動軌 跡產生的每種類型徽 注塑模具隨后被夾緊在激光機的鉗口副中微機械加工開始 圖 11b 描述了注塑模具的最終形狀 工具制造的上面提到的加工過程現(xiàn)在已經準 備好進行第一次真正的注射測試 生產和尺寸檢查的組成部分 為了實現(xiàn)塑料部件的實際生產 采用臥式注射稱為 Babyplast 6 10p 的成型機與所 述的工藝參數一起使用以上 隨后 三個選定塑料部件的尺寸 直徑和厚度 并用數字卡尺測量所選腔體三次 以確定百分比與其 CAD 模型相比 組件的尺寸發(fā)生了變化 陳述了這些發(fā)現(xiàn)在 Tab 從那里可以看出 部件的直徑小于直徑的 CAD 模型 差異是 2 83 這種相 似性可以在數值中找到厚度也是如此 因為與 CAD 相比 組件厚度的差異是 1 79 模 型厚度 這種尺寸變化是由塑料的收縮效應引起的材料在其固化在模具的空腔中 尺寸的比較用真實的注塑模腔改變 CAD 模型腔表明這些差異可以忽略不計 因此我們 可以說注塑模具是以高尺寸和形狀精度制造 基于真實注塑工藝的測試 發(fā)現(xiàn)注塑工藝 工具腔的形狀和尺寸以及生產工藝參 數 正確 圖 13 這也通過有限元模擬得到了證實 組件是以所需的形狀和尺寸生 產 沒有變形或材料缺陷 它是還表明 CAD CAM 和 FEM 軟件是預生產的一個組成 部分和生產過程 肥皂盒注塑模具設計 8 為了驗證注塑模具的尺寸精度和隨后的尺寸精度對塑料部件的尺寸精度進行尺寸 檢查使用 Surfcom 5000 的測量設備 獲得了輪廓尺寸的結果 模具和塑料部件 在圖 14 中示出 測量在兩個截面中進行 部分 如圖 13 所示 在圖 15 中可以看出 輪廓的最大尺寸差異是之間的 CAD 模型 它代表 0 5mm 剖 面深度的參考值 以及由激光微加工產生的凹槽 差異等于 20 這個通過優(yōu)化激光 束參數可以避免差異 塑料組件相對精確地生產 模具之間的尺寸差異工具配置文件 和組件配置文件等于 3 7 肥皂盒注塑模具設計 9 結論 本文所描述的研究的目的是設計和制造這種研究基于該領域最新的知識 用于生 產塑料部件的注塑模具 CAD CAE CAM CAQ 系統(tǒng) 在注塑模具的設計過程中 有必 要尊重模具工具成功服務的所有規(guī)則和原則 設計中最重要的元素是分離飛機的合適 和正確的位置 在這種情況下 分型面平行于產品的頂部邊緣放置 下一步的注塑模 具設計是選擇工具的多樣性 噴射的設計系統(tǒng)和一個進氣系統(tǒng)和其他元件 塑料部件 的 3D 設計在 PowerSHAPE 軟件中進行注塑模具的制備以及 NC 的制備使用 PowerMILL 軟件準備生產此工具所需的代碼 已經證明了塑料部件和模具的尺寸變化工具腔是由塑料材料的收縮效應引起的 因為是半晶質的使用聚丙烯作為組分材料 結晶相的形成具有對塑料材料收縮影響最 大 這是適當的使用一個無定形塑料材料如 ABS 來避免材料收縮的影響 肥皂盒注塑模具設計 10 附錄 1 外文原文 肥皂盒注塑模具設計 11 肥皂盒注塑模具設計 12 肥皂盒注塑模具設計 13 肥皂盒注塑模具設計 14 肥皂盒注塑模具設計 15 肥皂盒注塑模具設計 16 肥皂盒注塑模具設計 17 肥皂盒注塑模具設計 18 肥皂盒注塑模具設計 19 肥皂盒注塑模具設計 20 致 謝 在我做畢業(yè)設計的時候 我需要使用到 AUTOCAD 軟件 而 AUTOCAD 軟件 學習時間較早 大部分功能我都已經忘記 并在畫圖中出現(xiàn)各種各樣的問題 通 過我向指導老師和同學請教 我慢慢熟悉了 cad 方面的操作 解決了各種各樣的 問題 找朋友 找同事 找老師 虛心的請教 這使得我在處理問題的時候有了 更多的信心和成就感 通過解決這些問題積累了經驗 我也明白了今后不能面對 因工作有困難而失去工作 要積極的面對有些困難 多請教專業(yè)的人士也能幫忙 解決技術問題 感謝畢業(yè)答辯的師資隊伍的老師 指導老師和幫助旁邊有同學 非常感謝你 們 在你們支持的設計過程中 每次遇到困難的時候 教師都會給我一個有目的 的建設性建議 這讓我每次遇到問題的時候 能讓我很快的解決它 同時我還很 感謝很多朋友 給我模具材料和模具結構設計的建設性意見 特別是他們對細節(jié) 的幫助 他們讓我更好地了解模具 培養(yǎng)了我自己解決問題的能力 解決了相關 問題 通過本次設計加強對理論知識的學習 并把理論知識和實際聯(lián)系起來 為 我以后的工作打下扎實的基礎 老師給我的幫助是無法用言語表達的 在最后對我的導師和幫助過我的同學 說一聲謝謝