注塑模具的浇口布置.docx

注塑模具的浇口布置《机械工程师杂志》2014年第五期1基于CAE的浇口位置设计及数目确定1.1不同浇口位置方案分析根据浇口位置选择所需遵循的原则［5］塑件单型腔多点浇口的初步位置设计如图2所示的两种方案此两种方案均为4个浇口两方案除浇口位置不同其余参数均相同。运用CAE软件对成型塑件浇口位置的两方案从熔合纹、气穴、温度场和密度场等方面进行了分析通过比较来确定较佳的浇口布置。1）熔合纹分析。熔合纹分析结果如图3所示方案一和方案二中熔合纹的位置基本上处于塑件的对称轴线上整个熔合纹分布比较平衡对塑件的使用性能影响不是很大。所以方案一与方案二分析结果相近均能满足要求。2）气穴分析。气穴为熔体流动推动空气最后聚集的部位如果该部位排气不畅就会引起局部过热、气泡甚至填充不足等缺陷。图4为两方案气穴分析结果从图4可知塑件气穴的主要位置分布在成型边界处可以利用模具间隙排气。方案一气穴的数目明显比方案二中的要多而且与方案二比较方案一中有些气穴分布在塑件厚度薄弱的地方这样会减弱塑件的强度。所以由塑件气穴分析可知方案二中浇口的设计要优于方案一浇口的设计。3）温度场分析。图5所示为温度场计算结果从图5中可知方案二塑件的温度分布明显比方案一均匀而且温差不大不会出现因温差大而产生翘曲变形的现象。所以方案二的浇口设计要优于方案一的设计。4）密度场分析。密度场显示了在保压过程中塑件上材料密度的分布。在保压过程中材料由于塑件上密度分布不均匀而流动塑件上材料从密度高的地方向密度低的地方流动并最终达到平衡。密度场的计算结果如图6所示。图6（a）方案一中塑件中间部分的密度比四周高在保压过程中会产生缩痕从而降低塑件的使用强度。而图6（b）方案二中塑件的密度分布整体比较均匀只是在塑件的两边产生局部高密度最可能在两边产生缩痕但对塑件的整体性能影响不大。所以由塑件密度场分析可知方案二的设计优于方案一的设计。1.2不同浇口数目方案分析为了进一步分析浇口数目对成型质量的影响针对垫圈簧片取不同浇口数目来予以分析。上节已经对浇口数目为4的两种方案进行了分析另外再取浇口数目为6和8的两种方案进行分析。方案二为前述图2（b）所示的方案二；方案三为6个浇口如图7（a）所示；方案四为8个浇口如图7（b）所示。运用CAE软件对不同浇口数目成型塑件的几个重要物理量进行分析如熔合纹、气穴、温度场和剪切力场并确定较佳浇口数目的设计方案。1）熔合纹和气穴分析。熔合纹计算结果如图8所示图8（a）方案三和图8（b）方案四的熔合纹显然多于图3（b）方案二的熔合纹并且方案三和方案四的气穴数目也多于方案二的气穴数目。所以方案二的浇口数目设计优于方案三和方案四的浇口数目设计。2）温度场分析。温度场计算结果如图9所示从图9中可知方案三和方案四温度的分布不均匀且温差较大而图5（b）方案二中塑件的温度分布比较对称均匀温差不大。因此相比方案二来说方案三和方案四增加了塑件产生翘曲变形的可能性所以方案二的设计优于方案三和方案四的设计。3）剪切力场分析。剪切力场计算结果如图10所示从图10中可知图10（a）方案二中剪切力的分布比较均匀熔体承受的剪切力小于0.45MPa符合设计要求。但是在图10（b）方案三和图10（c）方案四中塑件左边的剪切力高于熔体承受的最大剪切力0.45MPa不满足设计要求。所以方案二的设计优于方案三和方案四的设计。2.3分析结果运用CAE软件对浇口位置和数目不同的几种方案进行了分析。通过对不同浇口位置的方案一和方案二从熔合纹、气穴、温度场和密度场方面分析比较确定方案二为较佳的浇口位置方案；通过对浇口数目3个不同方案从熔合纹、温度场和剪切力场等方面进行分析根据计算结果可知浇口的数目设计采用方案二比较合理。因此确定方案二为本模具浇口最优设计方案。2模具工作原理在浇注系统设计基础上计算了成型零部件的结构尺寸设计了脱模机构和导向机构选取了模架结构形式［6］最终确定了模具的具体结构其三维爆炸图如图11所示。该模具的基本工作原理为：开模时首先定模座板与定模固定板之间分开利用拉料钩将冷凝料在浇口处拉断动模部分继续后退卸料弹簧顶动卸料块和垫板将浇道凝料从拉料钩上刮落。随后抓钩打开动模板与定模固定板第二次分型。动模部分再继续后退推出机构推出塑件在复位弹簧的作用下推杆先行退回然后合模继续下一循环动作。3结论本文对垫圈簧片的工艺性进行了分析运用CAE软件对浇口位置与数目进行了研究并预测填充过程中可能产生的缺陷。通过对浇口位置和数目四个不同设计方案的整体性比较确定了浇口布置的最佳设计方案。设计的模具结构紧凑能满足生产要求。作者：邹光明张宝祥丁博邓如应王兴东单位：武汉科技大学机械自动化学院