基于UGMoldWizard的輪蓋注射模具設(shè)計(jì)

摘 要：介紹了某汽車輪蓋塑件的工藝特性。然后確定成形方案；在UG注塑模向?qū)В∕oldWizard）的基礎(chǔ)上，根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)要求及實(shí)際使用特點(diǎn)完成了模具設(shè)計(jì)，對(duì)該模具的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)及主要零部件的設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。并運(yùn)用Moldflow軟件進(jìn)行模流分析，結(jié)果表明設(shè)計(jì)可行。

關(guān)鍵詞：注塑模具；成形方案；UG；Moldflow

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.045

1 塑件圖樣分析

汽車輪蓋的主體作用是起外觀作用，安裝在車輪外部。圖1為汽車輪蓋的零件圖，圖2為其三維造型圖。從圖中可知以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）外形尺寸為塑件的Φ394 mm×35 mm，技術(shù)要求壁厚為1.6±0.2mm，拔模斜度1～2°，表面粗糙度0.8μm（2）該塑件表面要求無毛刺、劃傷、擦傷、裂紋、縮松等缺陷。（3）該零件屬于大批量生產(chǎn)。

2 成型材料選擇

本設(shè)計(jì)選用PA66（聚己二酸己二胺）塑料成型。PA66呈半透明或不透明乳白色結(jié)晶形聚合物，熔點(diǎn)252℃。脆化溫度-30℃。熱分解溫度大于350℃。連續(xù)耐熱80～120℃，平衡吸水率2.5%。模具溫度：110～120℃；注射壓力：通常在80～130/Mpa；注射速度：高速；流道和澆口：澆口孔徑不要小于0.8 mm?；瘜W(xué)和物理特性：PA66在聚酰胺材料中有較高的熔點(diǎn)，在較高溫度也能保持較強(qiáng)的強(qiáng)度和剛度。

3 成型工藝參數(shù)

本次采用一模一腔，PA66材料的密度為1.15g/cm3，使用UG軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形澆道凝料和塑件的體積。塑件體積=230562mm3，質(zhì)量=1.8kg，重量=17.71N；預(yù)置澆道凝料體積=17943mm3，質(zhì)量=0.14kg，重量=1.38N。初選注塑機(jī)型為TT1-288F1V，技術(shù)參數(shù)如下：

注塑機(jī)最大注塑量：1089cm3 ；注塑壓力：100/Mpa；注塑速率：254（cm3/s）；塑化能力：106（Kg/h）； 鎖模力： 288 Ton；射膠壓力：123Mpa；注塑機(jī)拉行間距：590×520mm；頂出行程：520mm ；射膠行程：283mm；最小模厚：200mm；最大模厚：640mm；模板行程：230mm；注塑機(jī)定位孔直徑：60 mm；噴嘴球半徑：SR10；螺桿直徑：70mm；螺桿轉(zhuǎn)速：30r/min；容模量：200-640mm。進(jìn)行最大注塑量、鎖模力校核、模具閉合高度、開模行程的相關(guān)工藝參數(shù)校核，滿足設(shè)計(jì)條件。

4 模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 型腔數(shù)量及排列方式

由于本塑件體積較大，且結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，故采用一模一腔結(jié)構(gòu)。

4.2 分型面的選擇

分型面是注塑模具設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)，本塑件的分型面應(yīng)取在塑件尺寸的最大處。而且應(yīng)使塑件留動(dòng)模部分，由于推出機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在動(dòng)模的一側(cè)，將型芯設(shè)置在動(dòng)模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動(dòng)模，這樣有利于脫模。

4.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及模流分析

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量都有直接的影響。普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成，本次采用模流分析技術(shù)結(jié)合工作中實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。本模具中主流道設(shè)計(jì)為圓錐形，單獨(dú)設(shè)計(jì)成主流道套鑲?cè)攵０鍍?nèi)，其錐度取5度，分流道設(shè)計(jì)為U形截面，澆口采用側(cè)澆口。澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和尺寸如圖3所示。

澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后為檢驗(yàn)其合理性，使用Moldflow軟件對(duì)該澆注系統(tǒng)進(jìn)行填充分析，相關(guān)參數(shù)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況設(shè)定，由圖4可發(fā)現(xiàn)填充時(shí)間為1.07秒，注射過程未發(fā)現(xiàn)欠注或遲滯等缺陷，圖5為熔接痕分布情況，在塑件邊緣和交線處有少量熔接痕，對(duì)制品產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和強(qiáng)度影響不大?？傮w來說，該澆注系統(tǒng)方案是可行的。

4.4 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

由于車輪蓋為薄壁圓盤形塑件，所以用頂針脫模機(jī)構(gòu)。這是最常用的一種脫模機(jī)構(gòu)，這些頂桿一般只起頂出作用。為了縮短頂桿與型芯配合長(zhǎng)度以減少磨擦，可以將頂針配合孔的后半段直徑減少，減少3～5mm。頂桿采用T8AV材料，頭部淬火硬度達(dá)50HRC以上，表面粗糙度取Ra值小于0.8μm，和頂桿孔呈H8/f8配合。

4.5 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因車輪蓋使用的塑料是PA66，要求模溫高，若模具溫度過低則會(huì)影響塑料的流動(dòng)性，普通的模具通入常溫的水進(jìn)行冷卻，通過調(diào)節(jié)水的流量就可以調(diào)節(jié)模具的溫度。該模具冷卻水孔取4根，冷卻水口口徑為6mm。

5 模具的裝配

裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質(zhì)量、壽命和各部分的功能。

在模具裝配過程中，對(duì)模具的裝配精度應(yīng)控制在合理的范圍內(nèi)，模具的裝配精度包括相關(guān)零件的位置精度，相關(guān)的運(yùn)動(dòng)精度，配合精度及接觸只有當(dāng)各精度要求得到保證，才能使模具的整體要求得到保證。

根據(jù)塑膠件的大小的分析與計(jì)算，選定模架，模具裝配圖如圖6。模具加工后裝配實(shí)物如圖7所示。

6 結(jié)論

設(shè)計(jì)該模具運(yùn)用了以往模具設(shè)計(jì)的一般方法、步驟，模具設(shè)計(jì)中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。同時(shí)結(jié)合UG、MOLDFLOW等先進(jìn)的三維軟件技術(shù)，縮短了模具設(shè)計(jì)與制造的周期，提高了模具的精度和效率，減少了勞動(dòng)的強(qiáng)度，使得模具結(jié)構(gòu)更加合理，產(chǎn)品質(zhì)量得到有力的保證。

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