新能源汽车PC灯罩的注塑模具设计

针对某款新能源汽车聚碳酸酯(PC)灯罩的结构特点,模具采用一模两腔“L+R”形式的型腔布局。通过对产品成型的CAE分析,模具采用两组针阀式的热流道结构。根据产品外表面局部多处内凹的特征,对定模设计了结构紧凑的“弹块+斜导柱”的脱模结构,并通过机械拉钩机构保证弹块工作的可靠性。由于产品为透明塑件,因此对产品内表面的质量要求也高,又由于其结构较为复杂,产品有多处安装定位特征,对动模采用“斜导柱+滑块+成型块”的联动抽芯结构。在顶出系统方面采用了“方直顶杆+导向块+大顶块”的方式,成功解决产品顶出困难的问题。在冷却系统方面,各个大弹块及大顶块中都设有直径8 mm的独立水路,其余部位设计为直径11.5 mm的水路,将产品包在中间,组成“随形水路”。模具投产后,各抽芯及顶出机构运行平稳,产品各项参数均符合要求,证明各机构设计合理,安全有效。

内牙水管接头的注塑模具设计及CAE仿真

针对一端带有内螺纹和另一端为光孔的水管接头,设计了一套带有齿轮传动+抽芯液压缸的自动脱螺纹机构和斜导柱侧抽芯机构的三板式注塑模具。首先,结合塑件的结构特点,确定了点浇口进胶以及浇口位置和直流循环式的冷却回路,利用模流仿真分析软件moldflow对确定的模流分析模型进行注塑成型工艺过程模拟分析。结果表明,塑料熔体的充填时间、缩痕指数、气穴分布以及翘曲变形量等成型工艺参数都在合理范围之内,验证了浇注系统和冷却系统设计的合理性。其次,对模具结构进行设计,将主分型面取在塑件的轴心面上,其余两个分型面顺序分型实现浇注系统凝料的自动脱落。由于塑件为带内螺纹的管状零件,针对内螺纹脱模难的问题,设计了齿轮传动机构驱动螺纹侧型芯旋转和抽芯液压缸的直线移动的两套运动机构实施自动脱螺纹,塑件光孔部分的成型和抽芯采用斜导柱侧抽芯机构来实现。通过模流分析,验证了模具结构的合理性,并且缩短了模具设计的开发周期,有效地提高了塑件的成型质量。

基于改性PP成型的工控机电路板支撑架注射模设计

针对工控机电路板支撑架大型塑件的成型,选用了一种玻纤改性增强聚丙烯(PP)复合材料用于塑件的注射成型。模具结构为三板模结构,分3次开模打开。为保证塑件模腔充填均衡性、饱满性而设计了两个点浇口用于模腔的浇注。针对塑件二级子特征较多,特别是异型螺柱深筋位较多的特点,设计了多个局部镶件用于这些局部特征的成型,在提高局部成型镶件强度的同时,降低了这些成型件的加工难度。针对模腔局部位置排气难点,设置了多个透气镶件以增强排气。设置了锁扣机构、定距拉杆机构用于模具的开模闭模控制;设计了弹料机构用于流道废料的可靠脱模、定位机构以确保塑件的成型精度和模具工作寿命;3个滑块机构用于塑件侧壁直壁及直壁上侧孔的成型与脱模。模具结构形式合理,成型件便于加工且实用可靠,能为同类模具设计提供有益借鉴。

碎纸机收纳桶塑件的注塑模具设计

根据碎纸机收纳桶产品的外形特征与成型要求,设计了一副包括定模隧道滑块油缸抽芯机构、推板带斜顶抽芯机构、斜顶内带司筒和弹针顶出结构的复杂注塑模具。其中,推板带斜顶抽芯机构用于脱出塑件内观面上的两个倒扣,斜顶内带司筒和弹针顶出结构成功解决塑件内部的4个柱子倒扣的脱模问题,设置的定模隧道滑块油缸抽芯机构用于脱出塑件外观面上的倒扣。推板带动斜顶抽芯的同时完成塑件的顶出,在模具结构上省去了顶针板结构。模具在制作调试过程中,各项顶出抽芯机构无干涉,针对塑件成型时易出现的问题,通过进一步的模具结构优化设计加以解决。在模具投入使用后,已生产塑件产品达3万件,塑件尺寸精度及外观质量要求符合预期。

动画技术在塑料模具虚拟装配中的应用

塑料是人类社会中随处可见的物品,从人们日常生活的衣食住行到事关国家经济、军事发展的航空航天与国防,塑料产品或零部件的应用十分广泛。在竞争日益激烈的市场环境下,不同行业对塑料产品的质量要求愈发严格,对塑料产品结构、造型以及生产工艺进行创新与优化,提升塑料产业的产能成为现代社会塑料行业发展的必然趋势。

打印机滚筒导板多点浇口注塑模设计

针对打印机滚筒导板塑件的工业设计结构特点及使用改性合金聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料成型的生产要求,设计了一副多点点浇口三板模具用于该塑件的注射成型。模具中的模腔布局为一模一腔,以使塑件成型精度控制在MT3~4级。不同于常规三板模具,在该模具中采取了以下设计措施来保证塑件的成型要求:一是通过主导柱、副导柱、模仁定位锥台等的设置,保证了塑件基本成型尺寸的成型精度;二是通过增加镶件排气措施、优化注射成型工艺参数等措施,有效降低和控制了塑件成型后的变形量,保证了塑件的成型形状精度,所增设的成型镶件有益于模腔排气,镶件间隙小于0.02 mm,镶件设计时须设计孔边扩距为1 mm,以降低镶件配模难度,避免镶件间隙飞边发生;三是为提高流道废料和塑件的冷却效率,脱料板中开设有2条?10 mm冷却水路,模腔成型件中开设有10条?10 mm冷却水路。模具中还设置了2个斜导柱滑块侧抽芯机构用于塑件两侧端面的脱模,塑件的最终脱模由多根顶针均衡顶出脱模。

玻纤增强尼龙复合材料车门拉手座热流道模具设计

在车门拉手座塑件模具设计中,为解决高含量玻璃纤维增强尼龙复合材料成型时容易出现浮纤、收缩各向异性带来的翘曲变形大等潜在品质缺陷问题,运用CAE辅助分析对塑件的成型方案进行了优化分析。将浇注系统优化为潜伏式双浇口浇注系统,浇口的进胶直径为1 mm,流道结构由三级冷流道+一级热流道组成。所获得的浇注效果为:引起浮纤发生的内外壁模温差控制在38℃以下(标准值≤50℃);主要外观面盖面的纤维取向张量范围为0.7373~0.9986,能有效保证盖面的结构强度;塑件最大翘曲变形量为1.024 mm,能保证塑件关键尺寸的成型精度满足MT3级A类精度要求;基于玻纤增强的模腔成型收缩率各向差异化设置分别为X向0.3%,Y向0.1%,Z向0.2%。与优化结果对应的注塑工艺参数为:模温89.4℃,料温292.4℃,注射压力92 MPa,冷却水温度25℃,注塑周期38 s。模具结构为一种两板式热流道模具,一模两腔布局,模具中采用脱模方向集成法设计了3种脱模机构,其中的定模推板斜顶机构和油缸推板型斜抽芯机构对同类塑件脱模机构设计有较好的参考作用。

汽车刹车泵体注塑模具优化设计

针对汽车刹车泵体在注塑成型过程中出现翘曲变形、收缩和缩痕的问题,采用Moldflow软件对3种浇注方案和2种冷却方案进行筛选,有效抑制了泵体注塑成型过程中缺陷的形成,提高了产品的精度和质量。

基于模流平衡的U型材挤出口模结构优化

应用Polyflow软件分别建立了U型件模型、带内外气体辅助层厚度不同的U型件模型和U型件开口有倾角的模型。针对传统挤出、不同内外层辅助气体厚度、不同开口倾角下3种情况进行了数值模拟计算,并用Origin软件对部分结果进行了分析。研究发现,使用气体辅助技术比型腔结构优化更有利于模流平衡;当内外气体辅助层厚度不同时,内层气体层厚度偏大、外层气体层偏薄时,更有利于抑制U型件开口收缩的变形;而对口模开口臂倾斜角度的修正更有利于减小或调整U型件开口收缩的变形。

基于模糊解耦策略的小型注塑机料筒温度F-PI复合控制器

在塑料产品的生产过程中,注塑机料筒温度的响应速度和稳定性对最终塑料产品的质量具有重要影响。为了提高小型注塑机料筒温度的控制精度,针对料筒具有的惯性大、非线性、大滞后、强耦合等温度特性,在模糊控制不能满足控制要求的背景下,提出了基于相邻加热段之间温差的模糊解耦策略,通过利用相邻加热段之间的温差信息,建立模糊解耦控制器,对各段料筒之间的温度耦合进行解耦控制。实验结果表明,该控制方法效果良好,达到目标温度所用时间为1092 s,最大超调量只有3%,但稳态性能较差。为解决稳态性能较差的问题,在模糊解耦的基础上建立F-PI复合控制器,通过引入积分环节消除系统在稳态下的偏差。在Matlab/Simulink环境下进行仿真并在注塑机上进行验证,结果表明,F-PI复合控制方法不仅具有良好的动态响应,还具有更高的稳态精度,稳态偏差仅为±1℃。因此基于模糊解耦策略的F-PI复合控制方法不仅能对料筒的温度耦合进行解耦控制,还有效提高了系统的稳定性和控制精度,具有良好的鲁棒性。

同向双螺杆和异向双螺杆对聚乳酸挤出过程的影响

探讨了同向双螺杆和异向双螺杆对聚乳酸(PLA)挤出过程及挤出物性能的影响。在相同结构参数下建立同向双螺杆和异向双螺杆的端面曲线,由端面曲线生成的三维模型进行网格划分,将网格模型导入Polyflow软件中设定边界条件并添加示踪粒子后进行仿真分析,使用Fieldview后处理软件将仿真数据中的物理场进行可视化分析,并对示踪粒子在流道中的轨迹进行研究。结果表明,在对PLA的挤出过程中,同向双螺杆流道内的压力相对稳定,异向双螺杆流道内出现局部高压现象;PLA在同向双螺杆挤出过程中示踪粒子的停留时间更短,分布指数、分离尺度更小,即分布混合能力更强,挤出料的拉伸强度高;异向双螺杆挤出过程中物料受到的剪切、拉伸作用更大,经历最大剪切应力的粒子占比较多,即分散混合能力更强,挤出料的冲击强度高,黏度更低。因此,同向双螺杆能提供相对稳定和高效的挤出过程,挤出过程快,分布混合更加均匀;异向双螺杆建压能力、剪切能力、分散混合能力更强,能够提高挤出物料的产品质量。

内置钢管式塑料托盘注塑模具设计及承重仿真分析

针对内置钢管式塑料托盘,详细介绍了模具主要结构设计,包括浇注系统、成型零部件、侧向抽芯、顶出系统、冷却系统以及排气系统的设计,并绘制了模具结构总装图,阐述了模具工作原理。由于模具结构复杂为四面滑块抽芯结构,故对于天侧倒扣区域采用“大滑块+液压油缸”的单侧抽芯机构,操作侧、非操作侧倒扣区域采用“大滑块+液压油缸”的两侧抽芯机构,地侧倒扣区域采用“斜导柱+大滑块”的抽芯结构,内侧倒扣区域则是采用一种新型交叉辅助杆斜顶抽芯结构,从而解决托盘脱模困难问题。此外,利用有限元分析软件Abaqus模拟托盘在静载荷、动载荷(叉车搬运)状态下的受力情况。由分析结果可知,托盘在两种状态下最大应力均未超过材料的屈服强度,说明托盘强度能够满足使用要求。最终进行实际生产,结果表明,设计的模具结构合理,安全可靠,成型后的托盘质量好,能够为同类托盘的设计提供参考依据。

电磁感应热压辊表面温度均匀性优化设计

以线圈内置式的电磁感应热压辊为研究主体,基于电磁场理论和温度场理论,设计了一种有利于提高其温度均匀性的结构,通过在辊内壁安装鼠笼式套筒来分散热源并降低对涡流产生位置的影响,通过在辊体安插导热铜条实现辊体综合热导率的提高并降低辊端与辊中心区的温度差,通过非均匝线圈改变热源位置以使得辊中心区温度均匀性的提高。最后使用Maxwell与Ansys Transient Thermal进行仿真分析,验证了鼠笼式套筒上几乎无涡流产生,并且辊面中心区的温差≤1.58℃、整体加热区域温差<25℃,与优化前相比,整体温差降低146.22℃,优化效果可观,对实际应用和相关技术研究具一定指导意义。

汽车B柱上护板热流道大型注塑模设计

根据汽车B柱上护板的结构特点,设计了一副大型热流道注塑模具。模具采用顺序阀热流道技术,有效提高了塑件的成型质量。同时模具采用网格型随形水路温度控制系统,大大降低了模具的注射周期,提高了成型塑件的尺寸精度。且模具采用双斜推杆的斜顶内侧抽芯结构,成功解决了整圈大面积倒扣内侧抽芯难题。模具结构先进合理,首次试模成功,投产后运行平稳,成型塑件公差达到了MT3(GB/T 14486-2008),模具劳动生产率提高了约10%。

注塑机模板的热-结构耦合仿真及拓扑优化

为了提高注塑制品的质量和降低注塑机制造成本,以1600 kN双曲肘注塑机的定模板和动模板为研究对象,采用传热学理论和有限元仿真分析,运用ANSYS对定模板和动模板进行了系统的热-结构耦合计算,分析了模板的温度场和热-结构耦合的影响。在此基础上运用拓扑优化方法对模板进行了轻量化设计,优化后模板的总变形量有所增加。动模板应力增加了9.94 MPa,定模板应力增加了10.27 MPa,但均在工程许用范围内,合模机构质量相较原始模型减轻了10.5%。

多种数字化仿真技术融合的注塑模具创新设计实践

以省级技能大赛“模具数字化设计与制造工艺”题材为案例,结合多种数字化仿真技术,首先进行产品结构分析及完型创新设计,接着完成主要成型模块机构、侧滑脱模机构等设计,最后进行模流分析、机构运动分析及关键部件的强度分析。通过融合多种数字化仿真技术,结果得出,模具设计合理,关键零件强度满足要求,模具动作协调,安全可靠,注塑出合格产品,实现产品的创新设计。此外,同时进行全过程的录制,实现可观摩、可再现等真实案例教学。

基于Moldflow软件对薄壁件某塑料喷嘴的注塑方案优化研究

喷嘴注塑产品的质量和性能很大程度上由注塑方案和工艺参数所决定,不当的注塑方案和工艺参数会导致充填不足、熔接线过多、翘曲变形量大等问题。为了可以减少生产周期,节约生产成本,利用三维软件UG对喷嘴进行建模,基于模流分析软件Moldflow软件对喷嘴注塑产品进行分析和优化,通过比较点浇口和侧浇口两种方案的分析结果,最终确定该产品点浇口的方案更好。并通过设计正交实验,得到优化后的工艺参数。

基于Moldflow的投影仪上盖倒装热流道注塑模设计

以投影仪上盖为研究对象,根据塑件的结构特点和使用要求,设计一套一模一腔的高精度热流道注塑模具。首先使用Moldflow软件对产品进行模流分析,对塑件注塑过程中充填时间、流动前沿温度、回路冷却液温度、整体变形、熔接痕及困气等进行合理的预测和分析,得到一套切实可行的倒装结构模具设计方案。在此基础上对模具浇注系统、推出机构和排气系统等进行详细设计,该模具采用单点针阀式热流道系统,从产品内表面中心位置进胶,采用司筒、扁顶针、圆顶针、斜顶联合顶出,由安装在定模侧的液压油缸提供顶出动力。结果证明,该倒装模具结构优良,可为类似产品的注塑模设计提供借鉴。

基于Moldflow塑料检查井的大型倒装注塑模具设计

针对某款材料为高密度聚乙烯(PE-HD)的塑料检查井的结构特点,对产品采用一模一腔布局,模具采用针阀式热流道系统,通过Moldflow软件对产品的成型过程进行CAE分析。根据CAE分析结果及产品的整体结构特征,模具整体设计成倒装模,将顶出系统设计在定模;在定模侧设计了6组“埋入式方形油缸+大滑块”的脱模结构,减小了模具的整体尺寸;针对产品局部的全周倒扣特征,在4个大滑块的内部巧妙地设计了“八瓣式”的内缩机构,主要由一个大的活动镶块驱动8个小镶块运动;在动模侧采用了8组“斜导柱+弹簧+弹块+T形导向块”的抽芯脱模结构;在冷却系统的设计上,各个大镶块及滑块上都布置了直径14 mm的独立循环水路,在内缩机构的小镶块上设计了直径6 mm的独立循环水路,所有水路几乎沿着产品的形状分布,形成良好的冷却效果;模具实际生产后,各机构运行平稳,产品成型周期及尺寸精度均符合要求,证明该模具的成型及脱模机构设计合理。

中空吹塑技术领域的杰出代表——中空吹塑技术专家邱建成工程师与苏州同大机械有限公司新技术研究团队专访

2024年阳春三月的一天,我们与邱建成工程师讨论了中空吹塑技术方面的许多事情,交流了一些中空吹塑技术未来研究发展的方向及难点问题,大家畅所欲言,相谈甚欢,感觉受益颇多。邱建成工程师,苏州同大机械有限公司的退休工程师,也是国内中空吹塑技术领域的杰出专家之一。他以其深厚的学术造诣和丰富的实践经验,为中空吹塑技术的发展做出了不懈努力和卓越的贡献。