手机外壳注塑模具设计及moldflow分析

手机壳注塑模具设计王巨龙指导老师：王立忠1Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity2Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity概述•材料：3Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity成型工艺方案确定Moldflow软件成型窗口分析：推荐的模具温度为85.56度推荐的熔体温度为283.69度推荐的注射时间为0.3938s。根据经验:注射压力：150MPa保压压力：保压压力一般小于注射压力，60Mpa保压时间：4s；背压：2~5MPa；冷却时间：10s；加入的回料，采用多级注射保压压力。4Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity成型设备选择与校核•选取EH80型塑料注射成型机1）最大注射量的校核2）注射压力校核注射机的最大注射压力为186MPa。注射压力为150MPa。3）锁模力的校核所需锁模力17t，小于注塑机的锁模力80t。4）开模行程校核符合要求5Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity6Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity模具总体结构设计•采用单点浇口的三板式注射模具•采用冷流道•采用单型腔模具•设计顺序脱模机构7Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity浇注系统设计•主流道设计1）主流道的尺寸设计（1）主流道球面凹坑半径（2）主流道小端直径（3）主流道锥度（5）主流道长度（4）主流道大端直径2）主流道衬套的形式整体式；螺栓连接8Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity浇注系统设计•分流道设计1）分流道的截面形状圆形截面：效率最高；中心与浇口中心位于同一直线上2）分流道的截面尺寸对于壁厚小于、重以下的塑件，还可采用如下经验公式：此式计算的分流道直径限于3.2~9.5mm。D=2.8，故不在此适用范围内依据表2：可确定分流道直径为5mm3）分流道的长度9Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity浇注系统设计•浇口设计•冷料井设计1）浇口尺寸的确定根据实际情况取：直径1mm，长度1mm。2）浇口数目和位置的确定：一个点浇口其长度为主流道或分流道直径的1.5~2倍。10Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity成型零部分设计•成型零件选材•型腔数目确定•分型面设计•排气系统设计镜面钢单型腔模具深0.03mm，宽2mm11Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity•成型零部件工作尺寸计算成型零部分设计1）凹模径向、深度尺寸计算2）凸模径向、深度尺寸计算3）型腔壁厚的计算12Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity导向与脱模机构设计•导向机构设计•脱模机构设计1）导柱导向机构：台阶式导柱、台阶式导套2）精定位装置：锥形导柱定位装置1）顶杆推出机构：圆形顶杆、阶梯形顶杆、顶出限位环2）顺序脱模机构摆钩式13Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity冷却系统设计•位置：动模板和定模板•形状：U型冷却水道•水道孔直径：8mm•冷却管道中心线与型腔壁的距离：15mm14Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity模架总体设计15Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity16Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity网格相关分析•划分网格•网格连通性诊断•网格厚度诊断网格匹配百分比没有达到翘曲分析精度要求的90%以上17Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•充填时间本产品完成充填需要0.9622s，等值线基本还算均匀，认为流动比较平稳。18Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•速度/压力切换时的压力注射压力达到最大值69.08MPa，此值比注塑机的最大注射力186MPa低，符合要求。19Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•总体温度产品的总体温度分布均匀，温度差在10度以内值得注意的是，分流道的温度过高，说明要加强对于浇注系统的冷却。20Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•注射位置处压力：XY图注射位置处的压力最大是在速度/压力的转换时刻，曲线比较平稳，说明在熔体流动时没有受阻。21Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•顶出时的体积收缩率在产品顶出时，体积收缩率在产品的两侧差别比较大，不均匀。在后续需要优化保压曲线来降低体积收缩。22Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•达到顶出温度的时间达到顶出温度的时间基本一致，分流道达到顶出温度的时间是产品的顶出时间的3倍左右，这样就不完全一致了。因此浇注系统需要加强冷却。23Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity流动分析•锁模力：XY图锁模力最大为7.9t，出现在1.6s。选用的注塑机的额定锁模力为80t，符合要求。24Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity冷却分析•回路冷却介质温度进水口和出水口的温差为0.3度。进出水口的温差不应该超过2~3度，否则冷却效果比较差。25Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity冷却分析•回路管壁温度回路管壁温差比较均匀，并且与冷却介质温度相差不到2度，这个温度差低于5度，可以接受。26Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity冷却分析•最高温度位置，制品最高温度主要集中在产品内侧，因此内侧需要加强冷却。27Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity翘曲分析•变形，所有因素：变形从总体上得知制件翘曲的值，最大为0.4982mm。制件两边的变形较大28Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity翘曲分析•变形，冷却不均：变形由冷却不均引起的翘曲值为0.0281，占据总的翘曲值的5.6%，那说明冷却不均不是变形的主要原因。29Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity翘曲分析•变形，收缩不均：变形由收缩不均引起的翘曲值为0.4927，占据总的翘曲值绝大部分，可见制件变形主要是由收缩不均引起的。收缩不均是由于保压不足所产生的，因此有效的措施是优化保压曲线。30Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity31Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity32Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity33Xi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversityXi’anJiaotongUniversity34