車記錄儀殼體的注射模具設(shè)計(jì)及模擬分析-注塑?;瑝K抽芯含NX三維及11張CAD圖
車記錄儀殼體的注射模具設(shè)計(jì)及模擬分析-注塑?;瑝K抽芯含NX三維及11張CAD圖,記錄儀,殼體,注射,模具設(shè)計(jì),模擬,分析,注塑,?;瑝K抽芯含,NX,三維,11,CAD
SJ003-1
XXXX
2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
二級(jí)學(xué)院:航空與機(jī)械工程學(xué)院/飛行學(xué)院 班 級(jí): 16成單二
學(xué) 生: 顧松松 學(xué) 號(hào): 16011306
指導(dǎo)教師: 田文彤 職 稱: 教授
課題名稱
行車記錄儀殼體的注射模擬分析及模具設(shè)計(jì)
課題類型
? 畢業(yè)設(shè)計(jì) □ 畢業(yè)論文
起止時(shí)間
2020年2月-2020年6月
開題報(bào)告
1、 課題來源及現(xiàn)狀:
本次的設(shè)計(jì)課題是“行車記錄儀殼體”(材料選用ABS 塑料)。該塑件外形規(guī)整,壁厚均勻,內(nèi)壁有卡扣,側(cè)壁有通孔。成型該塑件的注射模具結(jié)構(gòu)上,既要考慮側(cè)壁通孔的抽芯問題,又要合理設(shè)計(jì)內(nèi)壁卡扣的脫模機(jī)構(gòu)。行車記錄儀較大品牌超過30家,代工廠超過1000家,各種方案供應(yīng)商超過100家,行車記錄儀目前可以大致分為智能后視鏡、帶顯示屏CDR、無屏記錄儀等,產(chǎn)品價(jià)格基本從高到低,智能后視鏡將是未來的主流產(chǎn)品。從產(chǎn)品發(fā)展角度看,最早的行車記錄儀是由手持DV衍變,之后產(chǎn)品形態(tài)越來越豐富。
模具行業(yè)是一個(gè)高新技術(shù)密集型,而且又重視經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)業(yè).特別是隨著近代工業(yè)的飛速發(fā)展,塑料制品用途日益廣泛,注塑模具工藝空前發(fā)展,依靠人工經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)模具已經(jīng)不能滿足需要,企業(yè)越來越多地利用注塑模流分析技術(shù)來輔助塑料模具的設(shè)計(jì).利用此類CAE軟件,設(shè)計(jì)人員可以仿真出塑料成型過程中的充填、保壓、冷卻及脫模后的翹曲變形等過程,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動(dòng)狀況,溫度、壓力、剪切應(yīng)力、體積收縮等變量在整個(gè)充填工程中某瞬間的分布情況.利用注塑模流分析技術(shù),能預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性,減少試模次數(shù),加快產(chǎn)品研發(fā),提高企業(yè)效率。
2、 設(shè)計(jì)要求和工作內(nèi)容:
1.課題調(diào)研,收集相關(guān)工程設(shè)計(jì)資料,根據(jù)塑件模型對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析;選定塑件成型材料,并進(jìn)行成型工藝性分析;選擇模具分型面、確定型腔數(shù)目;選定注射成型設(shè)備;完成澆注系統(tǒng)、成型零件結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)方案;擬訂模具總體結(jié)構(gòu)、零件制造工藝過程等相關(guān)方案及時(shí)間安排,并撰寫開題報(bào)告。
2. 應(yīng)用三維軟件創(chuàng)建塑件的三維數(shù)字化幾何模型;再將該模型以STL格式導(dǎo)入CAE中,進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修改,建立該塑件模流分析的有限元模型。
3. 在CAE環(huán)境下,根據(jù)最佳澆口位置的模流分析結(jié)果,對(duì)塑件模流分析的有限元模型創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng),進(jìn)行注射成型模擬,經(jīng)過綜合分析,找到滿足成型要求的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
4. 將注射成型模擬結(jié)果反饋到模具設(shè)計(jì)中,驗(yàn)證和優(yōu)化已完成的注射模具總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
5. 完成相關(guān)計(jì)算,繪制規(guī)范的注射模具總裝圖和主要零件圖。
6. 按要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的撰寫。
7. 翻譯1篇不少于15000字符的與本專業(yè)或課題相關(guān)的英文參考文獻(xiàn)。
3、 設(shè)計(jì)方案:
1.分型面選擇
如圖3所示,以A-A端面為動(dòng)、定模間的分型面。
如圖1分型面的選擇
2.澆口位置選擇
在模流分析中CAE最佳澆口位置分析如圖2所示,考慮塑件的結(jié)構(gòu)特征、向內(nèi)抽芯的要求,本塑件不宜在內(nèi)部設(shè)置點(diǎn)澆口或直澆口。為了便于制造模具和脫模簡(jiǎn)單,塑件如圖3在頂部設(shè)置點(diǎn)澆口是較為合適的澆口類型。
圖2 最佳澆口位置
圖3 澆注方案
3、 模具結(jié)構(gòu)方案
基于CAE比較分析兩種澆注系統(tǒng)方案如下:
方案一:點(diǎn)澆口進(jìn)料,如圖4所示。方案二:雙點(diǎn)澆口進(jìn)料,如圖5所示。
如圖4 如圖5
3.兩種方案的模擬分析結(jié)果見表1
表1 兩種方案的模擬分析結(jié)果
澆口類型
充填時(shí)間(s)
流動(dòng)前沿溫度溫差℃
氣穴
熔接痕
注射位置壓力(MPa)
頂出時(shí)體積收縮率(%)
方案一
單澆口
6.084
130
多
少
8.153
7.614
方案二
雙澆口
2.650
47.1
多
多
25.18
7.702
表1 兩種方案的模擬分析結(jié)果(續(xù))
回路冷卻溫差(℃)
冷卻時(shí)間(s)
零件平均溫度差(℃)
翹曲變形總量(mm)
方案一
2.2
230.4
119.67
1.265
方案二
2.46
232.7
119.79
1.304
通過以上模擬結(jié)果的比較分析可知,綜合各方面而言方案一與方案二無較大區(qū)別。兩者氣穴均較多,但是方案一熔接痕較少。
在壓力方面,方案一優(yōu)于方案二。在頂出時(shí)收縮率,方案一要略優(yōu)于方案二。在回路冷卻溫差、冷卻時(shí)間、零件平均溫度差方面,方案一要略優(yōu)方案二,但差別不大。在翹曲變形方面,方案一優(yōu)于方案二。
綜上,考慮效率等方面因素,采用單澆口進(jìn)料更為合理,故選擇方案一。
由于塑件整體尺寸外形等因素,一側(cè)有通孔,兩側(cè)內(nèi)有卡扣,兩側(cè)都需要進(jìn)行抽芯,若采用一模兩腔布局,生產(chǎn)效率太低,模架太長(zhǎng)。最后綜合考慮塑件外形以及生產(chǎn)效率,模具采用一模一腔斜導(dǎo)柱內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)。
4、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件壁厚均勻,無特殊形狀一般采用頂桿頂出。塑件兩側(cè)的卡扣和通孔需進(jìn)行抽芯。抽芯機(jī)構(gòu)可采用滑塊、導(dǎo)柱、限位擋塊、彈簧等組成的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu),便于制造,裝配,更換。
5、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模的導(dǎo)向系統(tǒng)是用來保證注塑過程中精準(zhǔn)的開合模,開合模的位置可由定距拉板和定距拉桿來控制,控制行程提高生產(chǎn)效率。使用傳統(tǒng)的導(dǎo)柱、導(dǎo)套即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)注塑過程。
6、復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本課題無特殊設(shè)計(jì)要求。采用復(fù)位桿復(fù)位即可。
7、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
動(dòng)定模上開設(shè)環(huán)形冷卻管道可以將熔融塑料固化成形過程中釋放的大部分熱量帶走,能達(dá)到快速成形制品、均勻冷卻、預(yù)防殘余應(yīng)力和不均勻收縮引起的翹曲變形、縮短成形周期的目的。
8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣槽的作用主要有兩點(diǎn):一是在注射熔融物料時(shí),排除模腔內(nèi)的空氣;二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。
開設(shè)排氣槽有四種方法:一是利用型腔的槽或嵌件安裝部位;二是利用側(cè)面的嵌件接縫;三是局部制成螺旋形狀;四是在縱向位置上裝上帶槽的板條心、開工藝孔。
4、 技術(shù)路線:
1、確定模具設(shè)計(jì)方:
根據(jù)課題給定的行車記錄儀殼體進(jìn)行塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析;選定塑件成型材料,并進(jìn)行成型工藝性分析;選擇模具分型面、確定型腔數(shù)目;選定注射成型設(shè)備規(guī)格;完成澆注系統(tǒng)、成型零件結(jié)構(gòu)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。
2、繪制模具總裝圖:
在UG環(huán)境下,按照所確定的注射模具設(shè)計(jì)方案,完成模具的總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(草案)。
3、建立模型:
在UG環(huán)境下,建立行車記錄儀殼體三維數(shù)字化幾何模型。利用通用數(shù)據(jù)接口STL,將UG模型導(dǎo)入CAE中,進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修改,建立變壓器定位零件模流分析的有限元模型。
4、 CAE分析:
在CAE環(huán)境下,對(duì)行車記錄儀殼體模流分析的有限元模型分別建立兩到三種澆注系統(tǒng),并創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)。設(shè)定參數(shù)(包括選擇CAE分析模塊、成型材料、成型工藝參數(shù)),進(jìn)行注射成型模擬,經(jīng)過綜合評(píng)價(jià),找到滿足成型要求的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
5、 確定模具結(jié)構(gòu),繪制圖紙:
行車記錄儀殼體零件成型模擬結(jié)果反饋到模具的設(shè)計(jì)中,驗(yàn)證和優(yōu)化已完成的變壓器定位零件塑件的注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。繪制CAD圖紙若干(包括模具總裝圖和成型零件圖)。
6、編制主要成型零件的加工工藝:撰寫設(shè)計(jì)說明
5、 預(yù)期目標(biāo):
本設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合所學(xué)知識(shí),在查閱有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件,進(jìn)行模具方案論證、模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)、主要成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算、完成裝配圖和零件圖的繪制并形成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。要求模具總體結(jié)構(gòu)合理, 計(jì)算正確,模具的性能、精度等能夠滿足塑料件品質(zhì)對(duì)模具的要求。
6、 時(shí)間安排:
第 1 周:接受任務(wù)書,熟悉課題。
第 2 周:收集資料和翻譯英文資料。
第 3 周:確定課題方案。
第 4 周:撰寫開題報(bào)告。
第 5 周:擬定模具方案。
第 6 周:制件工藝分析。
第 7 周:建立三維塑件模型。
第 8 周:注射模擬分析。
第 9 周:進(jìn)行有關(guān)工藝計(jì)算。
第10周:完成模具方案論證。
第11周:完成模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)。
第12周:用計(jì)算機(jī)繪制總裝配圖。
第13周:完成模具零件圖設(shè)計(jì)。
第14周:修改完善圖紙。
第15周:修改完善設(shè)計(jì)說明書。
第16周:打印相關(guān)設(shè)計(jì)資料。
第17周:準(zhǔn)備PPT。
第18周:準(zhǔn)備答辯。
7、 參考文獻(xiàn):
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指導(dǎo)教師意見(對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見,設(shè)計(jì)的結(jié)果預(yù)測(cè)或論文的可行性評(píng)價(jià)):
指導(dǎo)教師: 年 月 日
系部意見:
系主任: 年 月 日
注:開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一,應(yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,由學(xué)生填寫,經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系部審核后生效。
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