Investigating on casting mold (or core) making with coated sand by the selected laser sintering

Using a special coated sand as the material of the selected laser sintering (SLS), the authors test and investigate the strength change of the test samples in terms of different sintering parameters (scanning speed, laser power, sintering thickness, and so on). The characteristics of coated sand hardening by laser beam are analyzed. The sintered mold (or core) for given casting is poured with molten metal.

Numerical simulation of temperature and strength distributions of mold(core) on heating

By using Visual C++, a model with post processing was carried out to simulate the temperature and strength distributions of the mold(core). The results are shown in 256 color graphic mode. With this model, the temperature and strength distributions of the mold(core) both in case of heating process for core in the furnace and solidification process for a thin wall aluminum alloy casting in the mold(core) are numerically simulated. The results show that the temperature and strength distributions of the mold(core) were uneven because the thermal conductivity of the resin sand was much small. This study laid a basis for the optimum design of the mold(core) properties. [

基于Moldflow的汽车接插件注塑模具设计

根据汽车接插件结构复杂、孔洞结构多的特点,设计一副一模两腔,带侧抽芯机构的高精度注塑模具。利用Moldflow进行模流分析,确定了模具浇注系统和冷却系统的设计方案。考虑到塑件表面精度要求较高且结构较为复杂,模具采用镶拼式型腔结构,由5个型腔镶块组成,选用斜导柱抽芯机构,并基于UG设计复位机构、导向机构以及整体模具结构。

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。

一种剃须刀外壳注塑模具设计

以一种剃须刀外壳的设计为基础,通过分析产品结构特征,设计了一模两腔,动、定模多个斜向复杂抽芯的结构,并运用模流分析软件模拟产品的填充、保压、冷却过程。发现该模具结构设计合理,开合模动作准确可靠,多个斜向抽芯之间无干涉,产品成型表面质量较好,可以达到客户的需求。模具结构新颖,可以为同类设计提供借鉴。

碎纸机塑件外壳大型注塑模具设计

以碎纸机塑件外壳为研究对象,设计了一副结构复杂的大型热流道塑胶模具。根据塑件的结构特点和使用要求,模具设计两点热咀进胶方式保证进胶的均衡性;采用1个油缸驱动的定模隧道滑块抽芯机构,1个天侧油缸驱动的滑块抽芯机构,1个地侧斜销驱动的滑块抽芯机构,滑块还包括延时弹针设计,5个斜顶抽芯机构,解决塑件所有倒扣的脱模难题。定模采用U形水路设计,动模采用水井均布的方式,滑块上单独水路冷却设计,使模具在实际生产过程中塑件的成型周期和品质均表现优异。模具顶出主要采用直顶块顶出机构的方式配合斜顶完成。

汽车激光雷达盖板的双色注塑模具设计

根据某车型激光雷达盖板的双色结构及形状,采用动模型芯旋转式结构的模具方案,设计了一套一出二的热流道双色注塑模具。利用Moldflow软件进行了双色成型分析,双色注塑第一次注射成型透明的PMMA材料的产品,第二次注射成型黑色ASA材料的产品。为实现该双色产品的结构成型,在定模处设计了2组不同结构的型腔,在动模处设计了2组左右对称的型芯,并且,在型芯侧设计了双斜导柱抽芯机构,冷却系统设计为“直通式+隔水片”的随形循环水路;顶出系统设计为2组独立的液压油缸,在产品顶出取件中,第一次注射成型的PMMA产品不顶出,第二次注射成型的ASA材料的产品采用“直顶+斜顶”的组合机构将双色产品推出,最终通过机械手完成产品的取件。实践生产证明了该双色模具结构合理、运行稳定、成型的双色塑件表面无缺陷。

空间扭曲的导光条注塑模具设计

导光条的重要特征是导光齿,针对导光齿呈空间扭曲状态分布的长条形导光条模具的开模方向设计难点,提出了基于特征面的法向集合选择模具Z向的方法。先分析零件特征,进行特征面归类,整理归类好的特征面的法向集合,寻找法向的分布规律,根据分布规律确定模具的开模方向范围,再借助零件上其他特征缩小开模方向范围,直至选定合适的开模方向和模具坐标系。在模具结构设计过程中,充分考虑模具受力平衡,设计了瓣合分型+空间大角度抽芯的多层组合式分型机构,最终成功设计了一套一模两件带组合抽芯机构的热流道模具。模具受力平衡,产品质量好。

采用电解预刻蚀实现高界面结合强度的镍/钢微流控芯片模芯

采用微电铸工艺制作微流控芯片金属模芯的过程中,金属基底与沉积层之间的界面结合强度制约着金属模芯的成品率、制作周期、制作成本以及使用寿命。以NAK80模具钢基底和镍铸层的结合界面为研究对象,采用电解预刻蚀的方法提高界面结合强度。首先,为探究界面结合强度的影响因素,开展数值仿真研究。仿真结果表明,界面结合强度随表面粗糙度和刻蚀深度的增加均呈现增大的规律。为优选电解预刻蚀的工艺参数,开展刻蚀实验研究。实验结果表明,当电压为0~20V时,基底表面粗糙度随刻蚀电压的增加先增大后减小,优选电压为11.15V;当刻蚀电压一定时,刻蚀深度随刻蚀时间的增加而增加。为保证电沉积后铸层无缺陷,缩短电铸和后处理时间,针对60μm宽度的流道式芯片模芯,将刻蚀深度优选为30μm,以此获得优选的刻蚀时间为53s。基于以上仿真和实验结果,制作出了铸层厚度为40μm、整体尺寸为65mm×65mm的微流控芯片金属模芯。采用拉伸法测得界面结合强度为178.46MPa,相比于无刻蚀方法,电解预刻蚀后的界面结合强度提高了518.6%。

汽车空调管接头复杂塑件注塑模设计

为某汽车空调管接头复杂塑件的注射成型设计了一副两板式模具,解决了该塑件因结构复杂导致脱模困难、难以实现自动化注塑生产的实际问题。由于该塑件的圆柱壳主体上附加设置了90°弯管接口、斜置直管接口、法兰台直通管接口、直管+65°弯管接口等4个异型结构特征,导致塑件的脱模机构设计非常困难。为解决该问题,采用脱模方向集成分类法等设计方法将塑件的脱模机构按区域来设计,在定模一侧设计了6个定模滑块先抽芯机构用于90°弯管接口、斜置直管接口这两个特征的先抽芯脱模,6个机构的抽芯动作由定模侧增加的一侧开模打开进行机械式驱动完成定模先抽芯动作。在模具动模一侧设置了4个脱模机构,包括2个滑块机构、1个滑块+弯管复合机构和1个大尺寸推管机构。分别由斜导柱和油缸驱动2个滑块机构,用于法兰台直通管接口脱模。滑块+弯管复合机构用于直管+65°弯管接口特征的脱模,先由斜导柱驱动滑块完成直线抽芯,后由油缸驱动弯管型芯带动直线抽芯滑块一起移动,完成65°弯管特征的旋转抽芯脱模。最后,由大尺寸推管机构顶出而实现塑件的完全脱模。

工业监控器外罩收缩侧型芯注射模设计

结合工业监控器外罩塑件的注射成型,设计了一副两板式热流道模具。在模具整体结构设计的基础上,利用CAE仿真辅助分析并验证了复合式浇注系统的可行性及冷却系统的有效性。分析结果表明,成型后塑件的变形可减小至0.58 mm,能满足MT3级要求。为解决模具结构中塑件转轴套内壁环凹槽的自动脱模问题,设计了一种2次抽芯复合机构,相向收缩抽芯的2个差速滑块在有限空间内(20 mm)实现了环槽的自动脱模。为解决内壁上倒钩柱的自动脱模问题,设计了一种两瓣式弹性顶针用作该特征的脱模。当两瓣弹性顶针顶出倒钩柱时,两瓣弹性顶针由于弹性原因而张开,与倒钩柱分离,实现了该特征的自动脱模。

小型电动汽车信号器外壳注射模设计

介绍了电动汽车信号器外壳的注射模设计。塑件成型材料选用科思创PC 2456,采用两板模进行成型。浇注系统中,使用2个扇形冷浇口对模腔进行浇注。塑件注塑工艺参数选定为,喷嘴出口料温为230~250℃;注射速度为200 mm/s;模具温度为80℃;注射时间为1~5 s,注射压力为80~100 MPa;保压时间为5~10 s,保压压力为40~60 MPa;背压为2~4 MPa;冷却时间为10~15 s。模具中,针对塑件外壁、内壁的脱模困难,设置了5个斜导柱滑块机构、1个3次抽芯复合机构、1个中抽式内收先抽芯滑块机构、3个斜顶机构、6个推管机构及多根顶针用于塑件的脱模。其中,3次抽芯复合滑块机构中,3个抽芯滑块组合在一起,先通过第一次开模驱动2个滑块联动抽芯,再通过第二次开模驱动3个滑块同步抽芯和移动,较为妥善地解决了塑件侧槽需二次抽芯脱模难题。模具机构选用恰当,紧凑合理,动作达标;与其它设计方案相比,制造成本约降低减少13%,工作效率约提高5%。

汽车油泵盖组合式抽芯机构注射模设计

采用POM材料对某燃油泵盖塑件进行注射成型。模具设计的难点为模腔充填困难、成型精度和尺寸稳定性要求高、难以脱模等。因此,采用1模1腔布局,保证尺寸精度达到MT3级,并且,精度稳定性较好;还需要开设直接浇口,模腔得到充分充填;主要成型件及滑块均设置Φ8mm的水路,模腔得到均衡冷却,保证尺寸精度的稳定性;除此以外,设计了8个滑块抽芯机构,用于局部复杂特征的脱模。机构中设计了一种二次抽芯滑块复合机构和一种复合式顺序抽芯滑块机构。二次抽芯滑块复合机构中,先由斜导柱驱动第一次抽芯滑块抽芯,再由油缸驱动完成第二次抽芯滑块的抽芯和2个复合滑块的移位,解决了外壁上交叉特征的脱模难题。复合式顺序抽芯滑块机构中,先由油缸驱动第一次抽芯滑块完成抽芯,同时解除第二次抽芯滑块的限位,然后,第二次抽芯滑块再完成抽芯,解决了塑件中交叉内孔的脱模难题。

某摩托车发动机进气歧管二次抽芯注塑模具设计

川崎摩托车发动机进气歧管结构复杂。产品侧孔内有斜孔,侧孔抽芯脱模力大,为此设计了2处二次抽芯机构。在动、定模两侧设计了斜顶抽芯机构,为了实现定模侧的斜向抽芯,模具在三板模的基础上增加了一块板,因此模具有4个分型面,为此设计了顺序定距分型机构。结果表明,所设计的模具结构合理,动作可靠,可以满足生产要求。

水下连接器灌胶用保持架冷却水路分析及模具设计

对中空保持架进行了结构分析,获得了模具设计难点。针对设计难点并结合生产实际初步设计了模具水路,将冷却水路设计成正交结构,并进行了模流分析。模流分析结果表明定模水路能较好传导热量;动模区域,热量没有很好的传导至水路区域,冷却水路需进一步优化。将制品最大投影面垂直于Z轴放置,沿制品突变处抽取分型线,得定模成型区及动模成型区。为了降低定模仁制造难度,将部分曲面特征用定模滑块、斜导柱机构成型,同时也有利于定模部分排气;对制品的部分倒扣特征,设计定模斜抽-动模斜顶抽芯机构,有效缩小了模具外形结构,使模具结构更加紧凑。针对中空制品内部所有方向都不能设置自动抽芯的难点,设置整体镶拼抽芯机构;对口部倒扣特征,设置斜顶抽芯机构,倒扣成型件选用铍铜材质,保证了动定模的冷却均衡;设计导热铍铜及法向导热片将集聚在制品内部的热量传导至整个动模,提高了动模冷却水路的冷却效果,并通过结构设计增加了模具的排气性能,避免了制品的局部烧焦。

通过优化偶联剂含量改善磁粉芯综合性能

磁粉芯在工程应用中会遇到体积变化引起的开裂、磁性能低等问题,目前未见关于这方面的研究。通过在羰基铁粉磁粉芯(包含磁环、磁片和一体成型电感)中加入不同含量KH550硅烷偶联剂,研究其成型性、磁性能和力学性能,并利用SEM、TMA和LCR等测试分析偶联剂对磁粉芯性能影响的作用机理。研究表明偶联剂能将树脂“约束”在磁粉表面,并在固化过程中带动磁粉颗粒重排,从而增加磁粉芯的膨胀系数。添加0 wt.%和0.1 wt.%偶联剂的磁粉芯具有负的膨胀系数,容易收缩开裂。当偶联剂含量达到0.3 wt.%、0.5 wt.%和0.7 wt.%时,树脂固化过程中磁粉芯的膨胀系数升高,从而增加磁粉芯的体积,有效抑制磁粉芯的开裂倾向。但是,体积的增加会降低磁粉芯的密度、磁导率、Q值和力学性能,增加损耗。综合考虑磁粉芯的成型性和其他性能,偶联剂添加的最佳比例是0.3 wt.%。揭示了偶联剂对磁粉芯膨胀系数等综合性能的影响规律,可为高性能磁粉芯的工程化应用提供重要理论依据。

基于UG NX Mold Wizard的一种手机底壳注塑模具设计

分析一种手机底壳塑件的工艺性,并根据该塑件结构特点,进行分型面位置的选择,流道的设计计算,抽芯机构的设计计算,冷却水道的设计计算。并基于UG NX Mold Wizard对塑件进行手工分模,创建模架,设计塑件成型、抽芯及冷却等组件,并完成了模具总体结构设计。指出利用UG NX Mold Wizard中的设计工具结合重要部件的理论计算能高效的完成复杂结构塑件的注塑模具设计。

基于气辅成型某汽车把手的注塑模具设计

为保证某汽车把手的注塑模具成型结构及成型质量的可靠性,基于Moldflow进行CAE注射成型模拟,确定以气辅溢流成型法作为模具设计及注射成型的方案。CAE模拟结果显示,该塑件所有效应变形量比采用气辅标准成型法塑件的变形量降低了31.3%,对充填熔体体积精准性要求较低、更容易控制,气体型芯穿透效果好,并得到最合适的浇口位置、最佳注塑工艺参数,以及气辅成型的最佳进气位置、气体延迟时间、气体注射时间、气体压力及气体保压时间等工艺参数。根据成型方案,针对性地设计了油缸驱动的气辅注气针运动机构、料道封闭运动机构及溢料槽。根据塑件产品的结构特征,利用斜导柱驱动滑块机构带动双面斜楔块运动,从而驱动一对滑块镶件相向移动,解决了在空间有限的情况下,伞形齿面及沉孔的抽芯脱模问题;设计了斜导柱驱动滑块抽芯机构,实现了筋条、转轴锥孔等特征的侧向抽芯。为确保气辅成型、塑件顶出等动作按照优化的注塑工艺安全、准确、可靠地运行,针对各运动机构,设计了相应的顺序控制及保障机构。经过注塑生产验证,模具操控调试简单方便,运行安全、准确、可靠,塑件质量稳定,符合设计要求。

汽车空调鼓风机左右盖复杂抽芯注塑模设计

根据汽车空调鼓风机左右盖结构特点设计了一副大型、复杂侧向抽芯注塑模具。模具采用热流道浇注系统以及快速和均衡的冷却系统,成型周期缩短了10%,精度提高了一级,达到了MT3级(GB/T 14486—2008)。模具通过采用复合抽芯和延时抽芯有效解决了成型塑件结构复杂、倒扣多的脱模难题。模具导向定位系统采用标准滚珠导套,大大提高了模具的精度和寿命。

新能源汽车进气风箱面盖注塑模具的创新设计

根据某款新能源汽车进气风箱面盖的结构特点和技术要求,设计了一副复杂侧向抽芯机构注塑模具。通过采用1个斜向滑块成型和2个不同方向侧向倒扣的复合侧向抽芯机构,有效地解决了模具在生产过程中侧向抽芯容易发生卡滞故障的问题。通过采用11组“直通式冷却水管+隔片式冷却水井”组合式随形水路的冷却系统,有效地解决了成型塑件变形及尺寸精度较差的问题。模具结构先进合理,投产后运行平稳顺利,成型周期降低了约12%,成型塑件尺寸精度提高了一级,达到了MT3(GB/T 14486—2008)。