塑料電子表蓋注塑模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維SW+文檔】,含CAD圖紙+三維SW+文檔,塑料,電子表,注塑,模具設(shè)計(jì),cad,圖紙,三維,sw,文檔 二 應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程在橡膠注射 模具與冷流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造 IMECE2007學(xué)報(bào) 2007 ASME國(guó)際機(jī)械工程國(guó)會(huì)和博覽會(huì) 11月11日- 15日2007年,西雅圖,華盛頓,美國(guó) IMECE2007-43851 Supasit Rodkwan 位于Kasetsart大學(xué),位于泰國(guó)曼谷，是塑膠模具、工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械工程部門和技術(shù)部門的研究和發(fā)展學(xué)院 Chana Raksiri 位于Kasetsart大學(xué),位于泰國(guó)曼谷，是塑膠模具、工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械工程部門和技術(shù)部門的研究和發(fā)展學(xué)院 Rungtham Panyawipart 位于Kasetsart大學(xué),位于泰國(guó)曼谷，是塑膠模具、工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械工程部門和技術(shù)部門的研究和發(fā)展學(xué)院 Kunnayut Eiamsa-ard 位于Kasetsart大學(xué),位于泰國(guó)曼谷，是塑膠模具、工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)械工程部門和技術(shù)部門的研究和發(fā)展學(xué)院 摘 要 隨著最近全球范圍內(nèi)對(duì)橡膠制品需求的增長(zhǎng)，最新的技術(shù)被用來(lái)改進(jìn)橡膠 制品的制造技術(shù)的改進(jìn)，以保證產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)進(jìn)度和生產(chǎn)成本。冷流道系統(tǒng)是一個(gè)可以幫助解決部分問(wèn)題和節(jié)約材料。但是，由于缺乏能夠預(yù)測(cè)橡膠注射成型過(guò)程中行為的數(shù)值工具。設(shè)計(jì)師仍然需要使用它們的經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)法來(lái)設(shè)計(jì)模具和冷流道系統(tǒng)。因此，在這次研究中，用一個(gè)由SBR材料制作的墊片模具作為案例研究，研究使用CAE和冷流道系統(tǒng)應(yīng)用于橡膠注射成型過(guò)程的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)和仿真吻合得很好，并且原料在實(shí)際中重量減少12%，這樣可帶來(lái)產(chǎn)品成本的降低。最后，可以發(fā)現(xiàn)，使用CAE軟件可以幫助模具設(shè)計(jì)師和制造商更好地了解注塑過(guò)程中橡膠的流動(dòng)模式和行為，從而得到更好的質(zhì)量。 前 言 目前,在全球范圍內(nèi)對(duì)橡膠產(chǎn)品的需求有顯著增長(zhǎng)。最新的計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)的工程已經(jīng)被用來(lái)提高這些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造。這可以帶來(lái)更好的部分質(zhì)量和減少生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間和成本。冷流道系統(tǒng)的技術(shù)可以幫助節(jié)約原材料，冷流道系統(tǒng)的技術(shù)可以幫助節(jié)約原材料,尤其是對(duì)有長(zhǎng)澆注和流道系統(tǒng)的帶來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)。然而,由于缺乏數(shù)值工具能夠預(yù)測(cè)行為的橡膠注射成型過(guò)程中,運(yùn)營(yíng)商在運(yùn)營(yíng)中仍然需要運(yùn)用自己的經(jīng)驗(yàn)和試錯(cuò)法來(lái)設(shè)計(jì)和制造模具和冷流道系統(tǒng)。此外,尚未發(fā)現(xiàn)比較實(shí)證在該地區(qū)的使用計(jì)算機(jī)輔助工程的模具設(shè)計(jì)和制造(CAE)研究工作。因此,本文對(duì)CAE,一個(gè)在橡膠注射過(guò)程使用實(shí)時(shí)分析和預(yù)測(cè)強(qiáng)大注射技術(shù)。冷流道系統(tǒng)是應(yīng)用于模具的橡膠墊片用于橡膠注射過(guò)程所以可以達(dá)到有效成型和更好的零件的質(zhì)量。 材料和方法 在這個(gè)工業(yè)研究性的工作,一個(gè)選擇苯橡膠(SBR)的橡膠墊片的案例研究如圖1。型號(hào)ES2700/250的恩格爾模式V厄爾,能力250噸的注射機(jī)用于這項(xiàng)研究。這臺(tái)機(jī)器嘗試多樣的不同的階段流型、溫度和注射時(shí)間調(diào)查。冷流道系統(tǒng)與十六個(gè)型腔與模具大小為496×546×240毫米，替代當(dāng)前的熱流道系統(tǒng),如圖2所示,用于在橡膠產(chǎn)品制造工廠墊片生產(chǎn)線。冷流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠有效地使用橡膠原料在流道系統(tǒng)的橡膠注射機(jī)，類似于在熱塑性塑料注射成型機(jī)利用熱流道系統(tǒng)。此外,可以減少部分的缺陷如空缺部分的橡膠部分，這個(gè)冷流道系統(tǒng)的原理如圖3所示。 橡膠化合物的溫度在流道系統(tǒng)調(diào)整到合適的低水平維持在未硫化的橡膠化合物階段。模具的冷流道塊溫度(1)是由冷卻系統(tǒng)(2)和一個(gè)隔熱板(3),可以保護(hù)的熱量加熱在一個(gè)上模(4)可導(dǎo)致硫化過(guò)程，隨后,橡膠是通過(guò)冷流道注射到冷流道噴嘴，隨后,橡膠是通過(guò)冷流道噴嘴注射到冷流道(5)噴嘴和模具之間空氣間隔來(lái)絕緣。最后,橡膠是注射進(jìn)了模腔。 圖一：橡膠墊片 圖二：模具墊片與熱流道系統(tǒng) 圖三： 一個(gè)橡膠注塑模具冷流道系統(tǒng) 從[2]可以發(fā)現(xiàn)為流動(dòng)的控制方程的橡膠注射過(guò)程中: 其中ρ是流體密度，V是流體的體積 其中 g是單位質(zhì)量，σ是應(yīng)力常量 這里，cP是恒壓,β是體積膨脹系數(shù),p是壓力和k是熱導(dǎo)率 在仿真設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)用于構(gòu)造墊片部分幾何形狀，如圖4，和16個(gè)模腔以及澆口及水口系統(tǒng)。然后,分析橡膠注塑過(guò)程,使用3 d-SIGMA橡膠注塑仿真軟件,得到優(yōu)化的電流流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 圖四;一個(gè)墊圈CAD文件 在橡膠注射成型仿真過(guò)程中,澆口尺寸是首先確定。使用初步模擬了流型圖5中所示,可以發(fā)現(xiàn),合適的矩形門尺寸是0.50×0.70×5.00毫米和每個(gè)對(duì)面的墊圈腔為5.00毫米。設(shè)計(jì)使得相等的流量通過(guò)每個(gè)門到每個(gè)墊圈腔如圖6。然后,一個(gè)完整的模具與冷流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)如圖7能獲得后續(xù)分析。注射過(guò)程中溫度設(shè)置如圖8所示。 此外,結(jié)果收集后穩(wěn)態(tài)條件下10個(gè)周期注射過(guò)程。 圖5。橡膠墊圈的流型。 圖6。通過(guò)每一門的流量 圖7。一個(gè)完整的模具和冷流道系統(tǒng) 180 o C 180 o C 75 o C 75 o C 75 o C Upper mold Lower mold Cold runner block Barrel Cooling in Cooling out 100 o C 圖8。注塑工藝溫度 結(jié)果 使用冷流道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、墊片模具生產(chǎn)如圖9和圖10所示，分別比較的實(shí)際 測(cè)試和模擬工作在每個(gè)階段行程距離30毫米到38毫米的產(chǎn)品形狀的見(jiàn)表1 - 4?？梢钥闯?從模擬預(yù)測(cè)工作它與使用注射機(jī)生產(chǎn)的產(chǎn)品形狀吻合很好。然而,在模具生產(chǎn)幾由于何公差錯(cuò)誤可以發(fā)生不匹配的形狀。 表一：比較在一個(gè)沖程距離30毫米的實(shí)際研究和模擬注塑產(chǎn)品的形狀 30 金屬注射成型. of Stroke 表二：比較一個(gè)距離32毫米沖程實(shí)際研究和模擬注塑產(chǎn)品的形狀在 32 金屬注射成型. of Stroke 表三：比較在一個(gè)距離34毫米沖程實(shí)際研究和模擬注塑產(chǎn)品的形狀 34 金屬注射成型. of Stroke 表四。比較距離38毫米實(shí)實(shí)際研究和模擬注塑產(chǎn)品形狀的。 38 金屬注射成型. of Stroke 此外,溫度在一個(gè)特定的點(diǎn)上模具測(cè)量和模擬比較如表5所示。這種差異是因?yàn)樵趯?shí)際測(cè)量熱損失。 表五。比較實(shí)驗(yàn)研究和模擬注入溫度。 Simulation Injection Try Out 174.10 o C 140.60 oC 171.10 o C 143.10 oC 69.90 o C 71.20 oC 圖11顯示了橡膠空氣在不同區(qū)域的部分接觸時(shí)間。 】 高數(shù)據(jù)在一個(gè)特定的區(qū)域可以參考大量可能發(fā)生的空氣陷阱和缺填充。展示的位置在每個(gè)階段的橡膠流的注入填充時(shí)間,如圖12。通過(guò)材料可以發(fā)現(xiàn)硫化橡膠的年齡，如圖13所示。圖14和圖15顯示模具的溫度和冷流道噴嘴固化時(shí)間為180秒，從溫度分布可以看到,冷流道系統(tǒng)可以使橡膠材料到未硫化的階段時(shí),流道系統(tǒng)，而超過(guò)90%橡膠部分在每個(gè)型芯是充滿的，如圖16。此外,使用模具和冷流道系統(tǒng)在這部作品中,實(shí)驗(yàn)表明,原始的橡膠材料在每個(gè)注射周期經(jīng)驗(yàn)減少12.42%注射重量比模具熱流道系統(tǒng)。 圖9。墊圈冷流道系統(tǒng)。 圖10。一個(gè)墊片模具。 圖11。空氣接觸時(shí)間和空氣之間的橡膠。 注射橡膠的最大填充時(shí)間 圖12。在注射過(guò)程中填充時(shí)間。 圖13。部分橡膠的壽命。 圖13。橡膠圖14。部分模具溫度在180度c的固化時(shí)間。 圖15。冷流道噴嘴溫度180度c的固化時(shí)間。 圖16。這個(gè)的橡膠固話在180度固化時(shí)間。 結(jié)論 在本研究中,利用CAE和冷流道系統(tǒng)應(yīng)用于設(shè)計(jì)和制造的橡膠注射成型工藝與由SBR墊圈模具作為一個(gè)案例研究。實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果相關(guān)和原材料的使用是在一個(gè)令人滿意的數(shù)量減少會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品成本的降低。此外,利用CAE技術(shù)可以協(xié)助模具設(shè)計(jì)師和模具制造商更好地了解橡膠在注射過(guò)程一個(gè)流模式和行為，因此可以獲得部分更好的質(zhì)量。 引用 【1】.彈性體成型技術(shù)”Elastech哈德遜,俄亥俄州,美國(guó),2003。 【2】.Kenedy,彼得,”流分析注塑模具”,Hanser出版商,美國(guó)紐約,1995年。