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基于UG的三通管件注射模具设计与制造
     1 引言
随着塑料工业的迅速发展,注塑模市场发展迅速、竞争激烈。注塑模具的开发、设计与加工必须紧密地依靠CAD/CAE/CAM技术以做到高质高效低成本,提高市场占有率。目前,大型三维设计软件UG能实现从产品的设计、模具分型、模具结构设计和模具数控加工等一整套自动化功能,但如何把UG强大的功能与我们塑料模具开发设计有效地结合起来,是个有益于设计和制造的尝试。本文以三通管件为例详细介绍塑料管件模具的设计与制造。
2 模具设计流程
1) 制品设计(直接创建三维模型或导入二维图纸文件生成三维模型);
2)调入MOLDWIZARD(注射模设计)模块;
3)确定注塑材料的收缩率和镶块尺寸;
4) 分析分型面位置,产生型腔、型芯;
5) 确定顶针形式和位置;
6) 确定浇口和流道形式、位置,设计冷却水道位置;
7)制定模具加工工艺;
8)CAM加工;
9)修模、装配和试模。
3创建三维模型
三维模型可以通过UG直接创建或通过导入不同格式的二维图纸文件(如:Auto CAD 的 .dwg文件)产生。一般在创建制品三维模型时应尽量采用参数化设计或草图模式,这样有利于尺寸的修改。
4 注塑模具的设计思路与方法
4.1分型面确定
在以往的三通模具设计中,一般采用一模两腔、四个方向侧抽芯的设计思路,这种的设计思路设计的模具分型面简单,上下模镶块型腔形状相同易于加工,但是产品的生产效率低,模具体极较大。动、定模镶块如图2所示。为了提高生产效率,改用一模四腔(或多腔)、三个方向侧抽芯的布置方法。将制品的布置方式由原来的平行于分模面改为垂直设置,分模面选择为直通部分的轴线所在面。现以一模四腔为例详细说明
4.2抽芯方式的确定
旁通缩口部分的型腔由推套、动镶块和两个哈夫块组成。哈夫块安装在滑块上,当滑块并拢后两哈夫块对接,形成缩口部分型腔。在此设计中一定要以下几个方面:
1、因为推套为标准件,在设计三通制品时不仅要考虑三通的结构要求,同时也要考虑推套标准的尺寸,也就是注意三通缩口分的尺寸,如二者无法统一,应以缩口尺寸为主,定制推套。
2、在设计哈夫块时,哈夫块成型部分应保留一定的直线段与镶块配合防止产生飞边,其余部分都应带有一定的角度,以缩短哈夫块与镶块的摩擦长度,延长使用寿命。
4.3浇口和流道的设计
在设计浇口形式时采用点浇口方式,在定模板背面制作流道。
4.4模具结构及工作过程
模具结构如图所示。
1、定位圈 2、浇口套 3、斜导柱 4、定模底板
5、定模镶块 6、滑块 7、动模镶块 8、动模板
9、动模托板 10、复位弹簧 11、推套 12、垫脚
13、顶针板 14、顶针板底板 15、动模底板 16、螺栓 17、定位挡环 18、导柱 19、哈夫块 20、侧抽型芯 21导套 22、定模板(游动板) 23、型腔
模具工作过程:注塑完毕保压冷却后,在注塑机的带动下动模板8和定模板22分开,在斜导柱3的带动下滑快6带动哈夫块19和侧抽型芯20向两侧滑开,同时定模板22脱离定模底板4,当斜导柱3脱离滑快6后侧抽型芯20离开型腔23,这时注塑机继续运动分开,当导套21碰到定位挡环17后,定模板22停止运动,注塑机顶出机构气缸向前顶出,推动顶针板13和顶针板底板14向前运动,从而使推套向前顶出制品,动作完成后,在复位弹簧10的作用下推动顶针板13和顶针板底板14复位,人工取出留在定模板22背面的流道料。
5 型腔中螺纹的加工方法
加工带有螺纹的塑料制品模具型腔,我们既可采用车床车削,也可采用电火花成型机床仿形加工。带有内螺纹制品的模具型腔一般采用车床加工型芯。带有外螺纹制品的模具型腔在加工适应考虑螺纹的尺寸和加工设备,M30以上的螺纹采用车床加工型腔,小于M30的螺纹则采取用车床加工仿形电极,通过电火花机床加工型腔。
这里值得一提的是在采取电火花机床加工型腔时,在设计电极时除了要考虑放电间隙外,还应该将螺纹的齿宽减小,在放电加工达到预定的齿深后,再将电极沿螺纹轴向晃动达到设计齿宽,这样可以消除螺纹的投影偏差,保证螺纹的加工精度。
另外还可以采取将型腔螺纹部分做成小镶块,单独进行加工,这主要取决于制品的形状与尺寸要求。直通部分仿形电极如图6所示,用加工中心粗加工图3的型腔,单边留有一定的余量,再由电火花机床进行放电成型加工。旁通部分仿形电极如图7所示,由电火花机床进行放电成型加工。
6 结束语
实践证明,以这种方式设计的一模四腔的三通管件注塑模具,生产效率高,使用寿命长,工作稳定可靠。

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