基于Pro/E的摩托車車架護(hù)罩注射模具成型分析

沈淑紅

【摘 要】利用 E軟件塑料顧問(wèn)，對(duì)其注塑模具澆口位置、塑料填充、冷卻質(zhì)量及縮痕進(jìn)行分析，分析結(jié)果對(duì)模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的成型工藝性及模具結(jié)構(gòu)具有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】摩托車車架護(hù)罩 Pro/E 塑料顧問(wèn) 冷卻質(zhì)量 成型工藝

【中圖分類號(hào)】G4 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）34-0027-02

1.引言

中國(guó)摩托車工業(yè)發(fā)展迅猛，摩托車開始成為生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的輕便裝備和生活休閑的消費(fèi)品。摩托車的產(chǎn)銷量以每年10%左右的速度穩(wěn)步上升。我國(guó)已成為世界上摩托車生產(chǎn)大國(guó)。但是在其中也存在著很大的問(wèn)題，技術(shù)的先進(jìn)性，質(zhì)量的可靠?jī)?yōu)質(zhì)性，利潤(rùn)的最大性等。面對(duì)這些問(wèn)題，在模具設(shè)計(jì)中，采用Pro/E軟件可以進(jìn)行產(chǎn)品造型、模具設(shè)計(jì)、注射模擬到模具加工。通過(guò)模擬仿真對(duì)模具型腔的設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)，可將問(wèn)題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)前，大大縮短制模時(shí)間，提高模具加工精度[1]。

2.塑件的三維造型及成型分析

2.1塑件的三維造型

由于摩托車車架護(hù)罩是由多個(gè)曲面構(gòu)成，對(duì)摩托車車架護(hù)罩實(shí)物各個(gè)曲面進(jìn)行三坐標(biāo)測(cè)量，通過(guò)測(cè)量收集數(shù)據(jù)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，每個(gè)曲面由無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)連成線最后生成面，每個(gè)面之間又存在著緊密的連接，面與面之間圓滑過(guò)渡。由于塑件本身不是規(guī)則的面，幾乎都是曲面，另外基準(zhǔn)面很少，只能選一個(gè)比較平的底面作為基準(zhǔn)面，以此作為基準(zhǔn)，進(jìn)行各個(gè)面的造型。在造型過(guò)程中特別注意線與線之間的連接，如果兩條線不連接，在使用邊界混合工具時(shí)，會(huì)出現(xiàn)菜單管理器診斷失敗。因?yàn)樗芗旧硎且粋€(gè)整體，只有在造完各個(gè)曲面合并之后才可以加厚，如果單個(gè)平面一個(gè)一個(gè)的加厚，就會(huì)存在在各個(gè)面的交線出出現(xiàn)缺口。所以只有當(dāng)所有的面都造完之后才可以統(tǒng)一加厚。在加厚中有點(diǎn)轉(zhuǎn)折處或幾條線的交點(diǎn)處也不能加厚。通過(guò)Pro/E軟件中加厚、縫合、掃略、切割等操作實(shí)現(xiàn)該塑件的三維造型圖1所示。

2.2塑件的成型工藝分析

在Pro/E中的塑料顧問(wèn)，用于塑料在型腔內(nèi)注射成形分析，使設(shè)計(jì)人員能夠了解塑料在型腔內(nèi)的填充情況，為選擇合適的澆口的位置提供依據(jù)。用塑料顧問(wèn)可以對(duì)塑件分析合適的成形條件、分析澆口位置、分析塑料流動(dòng)、分析可能由于冷卻時(shí)間不同而產(chǎn)生的翹曲變形及分析縮痕。

3.澆口位置分析及塑料填充分析

Pro/E中的塑料顧問(wèn)可以對(duì)澆口位置進(jìn)行分析，根據(jù)摩托車車架護(hù)罩要求平面光滑，表面不能出現(xiàn)滯留、翹曲等缺陷。分析結(jié)果如圖2所示，紅色區(qū)域是最不適合的位置，藍(lán)色區(qū)域是最合適的位置，A、B兩區(qū)域?qū)儆谶x擇交口合適的位置，但B區(qū)域位于摩托車車架護(hù)罩的上方要求光滑、美觀。所以A區(qū)域就是該模具設(shè)計(jì)交口位置。

塑件填充分析結(jié)果如圖3所示，系統(tǒng)將用紅、黃、綠色在被分析模型的表面上分別表示質(zhì)量最差、質(zhì)量一般和質(zhì)量最好的部分，可根據(jù)工作區(qū)右側(cè)的顏色對(duì)照來(lái)判斷。本設(shè)計(jì)模型的表面全以綠色顯示，表明沒(méi)有塑料填充的缺陷。

3.1 翹曲、縮痕分析

塑料顧問(wèn)會(huì)計(jì)算模型各個(gè)部分的完全冷卻時(shí)間，預(yù)測(cè)由于冷卻速度不同而產(chǎn)生缺陷的。分析結(jié)果將在系統(tǒng)分析后，在工作區(qū)域顯示分析結(jié)果，將用紅、黃、綠色在該模型的表面分別表示質(zhì)量最差（發(fā)生翹曲）、質(zhì)量一般、質(zhì)量最好的部分，冷卻質(zhì)量分析如圖4所示。總體冷卻質(zhì)量較好，個(gè)別有翹曲最嚴(yán)重，該位置在澆口附近。

縮痕主要是因?yàn)樗芰喜牧显诶鋮s過(guò)程中冷凝收縮而造成的。在模型中會(huì)相應(yīng)的顯示出熔接痕和氣泡。熔接痕和氣泡的多少、位置會(huì)直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和外觀。熔接痕是由于來(lái)自不同方向的熔融樹脂前端部分被冷卻、在結(jié)合處未能完全融合而產(chǎn)生的。一般情況下，主要影響外觀，對(duì)涂裝、電鍍產(chǎn)生影響。嚴(yán)重時(shí)，對(duì)制品強(qiáng)度產(chǎn)生影響。

1）調(diào)整成型條件，提高流動(dòng)性。如，提高樹脂溫度、提高模具溫度、提高注射壓力及速度等。

2）增設(shè)排氣槽，在熔接痕的產(chǎn)生處設(shè)置推出桿也有利于排氣。

3）盡量減少脫模劑的使用。

4）設(shè)置工藝溢料并作為熔接痕的產(chǎn)生處，成型后再予以切斷去除。

4.成型分析在模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用

4.1產(chǎn)品工藝性分析

摩托車車架護(hù)罩如圖1所示，要求表面光滑不能出現(xiàn)滯留、翹曲等缺陷。車架護(hù)罩的總體尺寸為長(zhǎng)X寬X高為426mm×215mm×60mm，材料為ABS，厚度為2mm，摩托車車架護(hù)罩表面品質(zhì)要求很高，總體上應(yīng)保證以下要求：熔體的流動(dòng)平衡性；較高的表面品質(zhì)；較好的產(chǎn)品強(qiáng)度。在塑件上采用一個(gè)突出的卡頭，這個(gè)卡頭的作用很大，在塑件制造好后，會(huì)利用這個(gè)卡頭與摩托車車架上面的孔連接，直接卡到摩托車上面。

4.2模具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮問(wèn)題

1）由于塑件外觀要求表面光滑，所以應(yīng)選潛伏式澆口，根據(jù)澆口位置分析及塑件要求，澆口應(yīng)設(shè)置在如圖2所示A位置，既滿足塑件成型工藝，又滿足Pro/E分析結(jié)果。

2）為了減少翹曲變形，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在澆口附近加強(qiáng)冷卻。

3）模具設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)置冷料井，儲(chǔ)存冷料防止產(chǎn)生熔接痕。

5.結(jié)論

基于Pro/E軟件設(shè)計(jì)塑料模具，可大大縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，而且模具的設(shè)計(jì)與制造都是建立在一個(gè)系統(tǒng)的幾何模型之上，保證了模具數(shù)據(jù)的統(tǒng)一性與正確性。利用Pro/E軟件進(jìn)行澆口位置、填充、翹曲變形及縮痕分析。以便在模具投入制造之前就發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計(jì)問(wèn)題，并有目的的進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，減少設(shè)計(jì)失誤造成的不必要損失。

參考文獻(xiàn)：

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[3]詹友剛編著.PEO/ENGINEER中文野火版教程[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2004