香皂肥皂底盒的注塑模具設(shè)計(jì)含UG三維及12張CAD圖1模2腔+說(shuō)明書,香皂,肥皂,注塑,模具設(shè)計(jì),ug,三維,12,十二,cad,說(shuō)明書,仿單 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 1 附錄 1 外文翻譯 研究報(bào)告 斯洛伐克理工大學(xué)布拉迪斯拉發(fā)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 10 1515 rput 2016 0034 2016 第 24 卷 第 38 期 CAX 輔助注射模具的設(shè)計(jì)和生產(chǎn) Luk LIKAV AN MartinFRN K Rudolf ZAUJEC Luk SATIN Maro MARTINKOVI 斯洛伐克理工大學(xué)布拉迪斯拉發(fā) TRNAVA 材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 生產(chǎn)技術(shù)學(xué)院 ULICAJ NABOTTU 2781 25 917 24 TRNAVA 斯洛伐克共和國(guó) 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(shè)計(jì)所需的塑料部件的過(guò)程通過(guò)使用 3D CAD 系統(tǒng)注塑模具 隨后的 有限元分析注射進(jìn)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(bǔ)償收縮效應(yīng) 模具的加工過(guò)程 銑削和激光紋理化 是通過(guò)使用 CAM 系統(tǒng)執(zhí)行 最后 通過(guò)塑料部件的生產(chǎn)注塑模具技術(shù) 塑料部件尺寸的檢驗(yàn)為 了定義整個(gè) CAx 鏈的準(zhǔn)確性 由 CAQ 提供 它也被證明了 CAx 系統(tǒng)是預(yù)生產(chǎn)和生 產(chǎn)過(guò)程的組成部分 關(guān)鍵詞 注塑模具 有限元分析 CAD 模型 CAM 加工 CAQ 檢測(cè) 介紹 CAD 系統(tǒng)到今天非常復(fù)雜 包括設(shè)計(jì)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(jì)算和分析 使用完整的數(shù)字化技術(shù) 到啟用可視化單個(gè)組件或甚至組件 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 2 這些系統(tǒng)處于全面處理組件的整個(gè)開發(fā)設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(shù)的開展組件 1 的整個(gè)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程 計(jì)算機(jī)輔助援助已經(jīng)在注塑設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的擴(kuò)展塑料部件和注塑模具的相 關(guān)設(shè)計(jì)形狀 CAD 系統(tǒng)啟用在很短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)一個(gè)組件的形狀 最后在下一步生 成它的外殼通過(guò)組件形狀的減函數(shù)來(lái)獲得注塑模具的形狀 通過(guò) CAD 軟件設(shè)計(jì)零件并 通過(guò) CAM 生產(chǎn)零件軟件具有一些優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)檫@些過(guò)程都經(jīng)過(guò)了各種分析 1 在 CAD 系統(tǒng)中 未來(lái)組件的模型首次可視化 并且那么可以評(píng)估部件表面和 形狀的質(zhì)量 固體的簡(jiǎn)單性建模是通過(guò)使用基本布爾運(yùn)算 如加法 幾何體的減法或 交叉等 2 通過(guò)使用曲率分析 可以輕松評(píng)估應(yīng)該使用哪種刀具用于加工給定的表面 這 在模具生產(chǎn)中很重要特別是在模具作為零件模型形狀的負(fù)面時(shí) 3 必須對(duì)模腔進(jìn)行分析以確定是否可以加工模具通過(guò)常規(guī)方法形成空腔形狀 它 也檢查工具是否可以到達(dá)所需深度以及該工具是否可用于加工所需形狀 有時(shí)會(huì)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(guò)常規(guī)的組合來(lái)加工模腔方法 和 EDM 電火花加工 過(guò)程 2 目前機(jī)器中使用的注塑模具在技術(shù)上是復(fù)雜和復(fù)雜的設(shè)備 在質(zhì)量 生產(chǎn)力 可 靠性和自動(dòng)化方面的要求很高生產(chǎn)都放在他們身上 從方法論的角度來(lái)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(gè)空洞在高溫高壓下充滿熔融塑 料材料的空間注射過(guò)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(jié) 構(gòu)上非常多樣化 設(shè)計(jì)受到影響通過(guò)功能 最終產(chǎn)品的形狀和外觀 第二部分是習(xí)慣模 具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 它通常具有相似的重要元素 3 本文介紹了最簡(jiǎn)單和最準(zhǔn)確注射劑的制造并展示 CAx 軟件在設(shè)計(jì)工程活動(dòng)中的重 要性 使用 Delcam PowerShape 的 CAD 軟件生成模具的 3D 模型 該數(shù)字化工具模型 由 CSG 方法 Constructive Solid Geometry 構(gòu)成 使用基本的幾何元素 簡(jiǎn)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(duì)象 并 通過(guò)添加或減去逐漸修改為所需的形狀基本的數(shù)學(xué)對(duì)象 設(shè)計(jì)的工具模型必須滿足所 有的構(gòu)造放置在注塑模具上的原則 以便最終生產(chǎn)的工具實(shí)現(xiàn)其功能正確 以下幾頁(yè) 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 3 描述了組件生產(chǎn)的過(guò)程注塑模具技術(shù)的步驟如下 生成 CAD 模型組件 注射過(guò)程的有 限元分析 生成 CAD 模型的工具 生產(chǎn)工具和生產(chǎn)部件 多個(gè)注塑模具 圖 1 由幾個(gè)方面給出 例如 準(zhǔn)確性和產(chǎn)品特性 注塑成型的 尺寸和容量機(jī)器 一些所需的產(chǎn)品和機(jī)器的經(jīng)濟(jì)性必須被考慮進(jìn)去帳戶 對(duì)于最佳工 具應(yīng)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(chǎn)四個(gè)腔體 一 個(gè)腔體用于一個(gè)產(chǎn)品 注塑模工藝的有限元分析 在設(shè)計(jì)好所需形狀和尺寸的組件以及整個(gè)澆口后系統(tǒng) 澆口 澆口和澆道 對(duì)這 個(gè)過(guò)程進(jìn)行了有限元分析 分析提供了有關(guān)模腔填充過(guò)程和信息的信息關(guān)于塑料材料 的收縮 不同的塑料材料可用于生產(chǎn)的所需組分 對(duì)于生產(chǎn)的組件 沒(méi)有必要獲得 高機(jī)械強(qiáng)度 只有低生產(chǎn)成本 玻璃纖維增強(qiáng)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(chǎn) 它的低粘度可以很好地填充腔體的體積 然而 他們的 特點(diǎn)是半結(jié)晶結(jié)構(gòu) 因此 在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中 收縮的效果材料必須考慮 有限元計(jì)算分析注塑工藝需要模型的網(wǎng)格劃分 圖 2 樣本網(wǎng)格由 208 671 個(gè)元 素組成 一個(gè)四面體被選為基本元素形狀 一個(gè)四面體元件的邊長(zhǎng)約為 0 5mm 要 素受到 38576 個(gè)節(jié)點(diǎn)的約束 選擇熔點(diǎn)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(shù)生產(chǎn)過(guò)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(guò)的壓力和溫度 這個(gè)功能如圖 4 所示 對(duì) 于 PP 材料 如其他半結(jié)晶聚合物 主要轉(zhuǎn)變發(fā)生在 T m 時(shí)結(jié)晶地區(qū)分解 這個(gè)過(guò)渡 在圖 4 中標(biāo)出 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 4 在有限元模擬中 使用了與應(yīng)用相同的工藝參數(shù)隨后在使用注射機(jī)的生產(chǎn)過(guò)程中 進(jìn)行 注射生產(chǎn)過(guò)程中使用的參數(shù)如下 注射壓力為 6 MPa 時(shí)間 2 5s 保壓時(shí)間 4s 冷卻時(shí)間 10s 壓力 4MPa 注塑模具工藝參數(shù)的選擇在很大程度上受參數(shù)限制可以在注塑機(jī)上設(shè)置的范圍 以及工藝參數(shù)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(shù)處理 這些參數(shù)因此被用于組件的生產(chǎn) 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(jīng)達(dá)到 這是由于該 組件的收縮塑料材料 因此 門的中心和遠(yuǎn)邊之間的距離組件被放大了 0 9108 毫米 圖 5 當(dāng)熔化的塑料材料不能到達(dá)并填充整個(gè)空間時(shí)發(fā)生噴射效應(yīng)由于注射的高速度而 引起的腔體的變形 結(jié)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(dǎo)到兩個(gè)邊緣 然后填充元件 腔被初始化 5 圖 6 分析注射的填充過(guò)程進(jìn)行有限元模擬 圖 7 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 5 模擬證實(shí)沒(méi)有觀察到不希望的噴射效應(yīng) 原因是模具的型腔設(shè)計(jì)為注射成型的非 對(duì)稱位置門和邊緣在每個(gè)組件上 在填充模腔期間 熔化的塑料材料進(jìn)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(shè)計(jì)可以防 止噴射效應(yīng)甚至確保充滿腔體 模擬表明 在尺寸修改和注射生產(chǎn)之后模具 可以啟動(dòng)生產(chǎn)過(guò)程 因?yàn)樽⑺芄に?參數(shù)被正確提出 注塑模具的生產(chǎn) 完成的注塑模型 圖 8 被輸出到稱為 CAM 軟件 PowerMILL 2016 其中 CL 數(shù) 據(jù)是為加工所建議的注塑而生成的通過(guò)銑削技術(shù)模制 圖 9 描繪了一個(gè)使用過(guò)的加工 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 6 的例子策略 粗加工模型 使用高速進(jìn)行模具的制造 5 軸銑床 HSC 105 直線型 DMG 圖 10 模具是從機(jī)器加工而來(lái)的 AW 6082 材料 在模腔的銑削過(guò)程之后 刀具移動(dòng)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(jī)器 圖 11a 由波長(zhǎng)為 1064nm 的納秒脈沖光纖 Nd YAG 激光器裝備 它被用來(lái)制作教室 MTF 和研究所 UVTE 標(biāo)志的洞穴注塑模具 激光束參數(shù)經(jīng)過(guò)優(yōu)化 每層 5 m 的切割深度實(shí)現(xiàn) 激光束跟蹤距離參數(shù) 兩個(gè) 平行之間的距離激光束在工件表面上的路徑 被設(shè)定為 5 m 整體深度生產(chǎn)的徽章 設(shè)置為 0 5 毫米 每個(gè)徽章 100 層 加工程序的準(zhǔn)備工作包括導(dǎo)入一個(gè)給定的標(biāo)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(shù) 凹陷的總體深度 層厚度和軌跡距離 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 7 加工為所有類型的標(biāo)志生成 L4D 格式的程序 圖 12 表示消融過(guò)程中激光束運(yùn)動(dòng)軌 跡產(chǎn)生的每種類型徽 注塑模具隨后被夾緊在激光機(jī)的鉗口副中微機(jī)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(guò)程現(xiàn)在已經(jīng)準(zhǔn) 備好進(jìn)行第一次真正的注射測(cè)試 生產(chǎn)和尺寸檢查的組成部分 為了實(shí)現(xiàn)塑料部件的實(shí)際生產(chǎn) 采用臥式注射稱為 Babyplast 6 10p 的成型機(jī)與所 述的工藝參數(shù)一起使用以上 隨后 三個(gè)選定塑料部件的尺寸 直徑和厚度 并用數(shù)字卡尺測(cè)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(shù)值中找到厚度也是如此 因?yàn)榕c 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(yīng)引起的材料在其固化在模具的空腔中 尺寸的比較用真實(shí)的注塑模腔改變 CAD 模型腔表明這些差異可以忽略不計(jì) 因此我們 可以說(shuō)注塑模具是以高尺寸和形狀精度制造 基于真實(shí)注塑工藝的測(cè)試 發(fā)現(xiàn)注塑工藝 工具腔的形狀和尺寸以及生產(chǎn)工藝參 數(shù) 正確 圖 13 這也通過(guò)有限元模擬得到了證實(shí) 組件是以所需的形狀和尺寸生 產(chǎn) 沒(méi)有變形或材料缺陷 它是還表明 CAD CAM 和 FEM 軟件是預(yù)生產(chǎn)的一個(gè)組成 部分和生產(chǎn)過(guò)程 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 8 為了驗(yàn)證注塑模具的尺寸精度和隨后的尺寸精度對(duì)塑料部件的尺寸精度進(jìn)行尺寸 檢查使用 Surfcom 5000 的測(cè)量設(shè)備 獲得了輪廓尺寸的結(jié)果 模具和塑料部件 在圖 14 中示出 測(cè)量在兩個(gè)截面中進(jìn)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(chǎn)生的凹槽 差異等于 20 這個(gè)通過(guò)優(yōu)化激光 束參數(shù)可以避免差異 塑料組件相對(duì)精確地生產(chǎn) 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(shè)計(jì) 9 結(jié)論 本文所描述的研究的目的是設(shè)計(jì)和制造這種研究基于該領(lǐng)域最新的知識(shí) 用于生 產(chǎn)塑料部件的注塑模具 CAD CAE CAM CAQ 系統(tǒng) 在注塑模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中 有必 要尊重模具工具成功服務(wù)的所有規(guī)則和原則 設(shè)計(jì)中最重要的元素是分離飛機(jī)的合適 和正確的位置 在這種情況下 分型面平行于產(chǎn)品的頂部邊緣放置 下一步的注塑模 具設(shè)計(jì)是選擇工具的多樣性 噴射的設(shè)計(jì)系統(tǒng)和一個(gè)進(jìn)氣系統(tǒng)和其他元件 塑料部件 的 3D 設(shè)計(jì)在 PowerSHAPE 軟件中進(jìn)行注塑模具的制備以及 NC 的制備使用 PowerMILL 軟件準(zhǔn)備生產(chǎn)此工具所需的代碼 已經(jīng)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(yīng)引起的 因?yàn)槭前刖з|(zhì)的使用聚丙烯作為組分材料 結(jié)晶相的形成具有對(duì)塑料材料收縮影響最 大 這是適當(dāng)?shù)氖褂靡粋€(gè)無(wú)定形塑料材料如 ABS 來(lái)避免材料收縮的影響 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 10 附錄 1 外文原文 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 11 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 12 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 13 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 14 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 15 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 16 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 17 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 18 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 19 肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì) 20 致 謝 在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候 我需要使用到 AUTOCAD 軟件 而 AUTOCAD 軟件 學(xué)習(xí)時(shí)間較早 大部分功能我都已經(jīng)忘記 并在畫圖中出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題 通 過(guò)我向指導(dǎo)老師和同學(xué)請(qǐng)教 我慢慢熟悉了 cad 方面的操作 解決了各種各樣的 問(wèn)題 找朋友 找同事 找老師 虛心的請(qǐng)教 這使得我在處理問(wèn)題的時(shí)候有了 更多的信心和成就感 通過(guò)解決這些問(wèn)題積累了經(jīng)驗(yàn) 我也明白了今后不能面對(duì) 因工作有困難而失去工作 要積極的面對(duì)有些困難 多請(qǐng)教專業(yè)的人士也能幫忙 解決技術(shù)問(wèn)題 感謝畢業(yè)答辯的師資隊(duì)伍的老師 指導(dǎo)老師和幫助旁邊有同學(xué) 非常感謝你 們 在你們支持的設(shè)計(jì)過(guò)程中 每次遇到困難的時(shí)候 教師都會(huì)給我一個(gè)有目的 的建設(shè)性建議 這讓我每次遇到問(wèn)題的時(shí)候 能讓我很快的解決它 同時(shí)我還很 感謝很多朋友 給我模具材料和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的建設(shè)性意見 特別是他們對(duì)細(xì)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(wèn)題的能力 解決了相關(guān) 問(wèn)題 通過(guò)本次設(shè)計(jì)加強(qiáng)對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí) 并把理論知識(shí)和實(shí)際聯(lián)系起來(lái) 為 我以后的工作打下扎實(shí)的基礎(chǔ) 老師給我的幫助是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的 在最后對(duì)我的導(dǎo)師和幫助過(guò)我的同學(xué) 說(shuō)一聲謝謝