基于Pro/E的洗衣机塑料底座注射模设计 索尼9000E底座安装图解
时间：2019-04-21 03:18:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：针对传统模具设计生产率低、成本较高、周期长等问题，文章使用Pro/E软件对模具进行三维建模，设计出一套合理的洗衣机底座塑料注射模，并对注塑成型过程进行仿真。本模具采用简单实用的双分型面结构，运用Pro/E软件中的塑料顾问设计出点浇口浇注系统，解决了传统模具设计中的浇注系统设计问题；根据产品结构的分析，设计了排气系统、脱模机构和成型零件等。此注射模有效地保证了产品的质量要求，同时能可靠地进行高效率生产。
关键词：Pro/E；塑料顾问；注射成型；分析
中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）11-0007-02
模具工业能够促进工业产品生产发展和质量的提高，并能够获得极大的经济效益，因而引起了全世界的高度重视。随着计算机技术的迅速发展，CAD/CAM技术在模具制造业中得到了广泛的应用，尤其是在复杂模具的制造中。目前，主要的专业CAD/CAM软件有Unigraphics 、Powermill、 Cimatron、 Catia、 Pro/Engineer、MasterCAM和SOLIDWORKS等等。其中，Pro/E是美国PTC公司的重要产品，在三维造型软件领域中占有重要的地位，它作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准，得到业界的认可和推广，是现今主流的模具设计三维CAD/CAM之一。
1 塑件的工艺性分析
本设计的塑件为洗衣机塑料底座，它是半自动洗衣机的重要组成部件，应用广泛。其工作的环境湿度较高，要求材料有很好的绝缘性和耐腐蚀性，该塑件材料为PP塑料，塑件等级6级精度，其所对应的制造精度等级为IT11。洗衣机底座的三维造型图如图1所示。塑件形状较复杂，外形尺寸为600 mm×400 mm×140 mm，带有三个盲孔和若干凹坑，塑件壁厚均匀S=3 mm。
2 塑件模具的设计
2.1 注塑机的选择
根据塑件体积1 485 cm3，选用SZ-4000/800型卧式注射机。主要技术参数：理论注射容量4000 cm3，螺杆直径110 mm，注射压力150 MPa，注射速率770 g/s，塑化能力325 g/s，螺杆转速0～80 r/min，锁模力8 000 kN，拉杆内间距1 120×1 200 mm，移模行程1 200 mm，最大模具厚度1100 mm，最小模具厚度600 mm，模具定位孔直径250 mm，喷嘴球半径35 mm，喷嘴口孔径7 mm。
2.2 分型面的选择
基于分型面的设计原则，分析塑件特点，考虑塑件形状的特殊性采用双分型面（三板式）注射模。其中分型面Ⅱ与注射模开模方向相垂直，开模时，分型面Ⅰ先沿开模方向分型至一定距离后分型面Ⅱ开始分型。开模后塑件留在动模一侧由脱模机构推出塑件，既遵循了分型面的设计原则，又能实现自动化生产。
2.3 浇注系统设计及利用Plastic Advisor（塑料顾问）仿
真分析
根据所选用的注射机参数，取主流道始端直径8 mm，球面凹坑半径36 mm，半锥角1°～2°，主流道大端直径10 mm，L=78 mm。由于模具采用单型腔布置，故无冷料井和分流道。对比限制性浇口和非限制性浇口的特点，分析洗衣机底座的成型要求，选用限制性浇口中的点浇口。
运用Pro/E软件中的Plastic Advisor（塑料顾问）工具分析塑件的最佳进浇口位置。分析结果如图2所示，最佳的浇口位于塑件的外表面正中央位置附近（蓝色的位置），但由于浇口衬套的加工会造成附近的凹模的壁厚不均，从而引起受力不均影响塑件的质量，所以对于浇口位置的安排有了一个水平移动。
2.4 型腔压力估算及排气系统设计
型腔压力对注射成型过程的控制及塑件质量具有决定性影响，是对模腔壁厚及其它受力机构进行刚度计算与强度校核的理论依据。通过计算型腔压力为114.1 MPa。
对于成形大中型塑件的模具，需排除的气体量多，通常都应开设排气槽。因此，洗衣机底座的型腔结构选用排气槽排气，排气槽通常开设在分型面上凹模一边，其尺寸以能顺利地排出气体而不溢料为原则，在此取排气槽宽度5 mm，深度0.02 mm，通过导向沟加深到1.0 mm，长度1.0 mm。
2.5 成型零件设计
结合洗衣机底座的成型特点及要求采用整体式凹模，由于洗衣机底座的尺寸比较大，形状比较复杂，考虑到型芯的直径很小，加工困难，因此采用成型杆成型。
对于三板式模具结构的特殊性，脱模时先将定模型腔板与定模分开一定距离，再使动模与定模型腔板分开取出塑件。故在动模侧采用弹簧顺序脱模机构，通过两次分型动作顺利完成脱模。结构特点是在定模侧的两块模板之间设置压缩弹簧，开模时弹簧驱动定模型腔板分开一定距离，限位后，动模与之分开，推杆推动推件板将塑件顶出，取出塑件。
运用Pro/E软件对注塑模的各零件进行造型并组装，如图3所示。
3 塑料顾问
塑料顾问（Plastic Advisor）是Pro/E软件中自带的一种分析模块，运用此模块除了可以进行如上所述的塑件最佳进浇口位置分析，还可以直观的观测到塑料熔体的流动情况、温度变化情况、制件的填充状况和注射压力的变化情况，并可进行冷却质量分析、缩痕分析、焊接线和逃气分析，还能够制作报告，有利于提高模具质量，降低成本，减少制模具造周期时间和返工率。运用Pro/E软件中的塑料顾问对洗衣机底座塑件进行的塑料流动分析如图4所示。
4 结 论
本文设计了一套基于Pro/E的洗衣机塑料底座注射模具，经设计计算，选用了单型腔、双分型面注射模，采用导柱和导套进行导向，且脱模机构设计为弹簧和推件板顺序脱模的注射模，通过两次分型动作顺利完成脱模。运用Pro/E软件中的Plastic Advisor（塑料顾问）模块进行了浇注系统的设计，并进行了多种数据分析，通过模拟仿真对模具型腔的设计进行检验，对模具性能、结构、加工精度、熔体在模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行分析和优化。
参考文献:
[1] 李大鑫,张秀棉.模具技术现状与发展趋势综述[J].模具制造,2010,(2).
[2] 刘毅,王华,郭晶,等.基于Pro/E的塑料顶盖注塑模具设计[J].模具技术,2007,(2).
[3] 肖祥芷,王孝培.中国模具工程大典(第三卷:塑料与橡胶模具设计)[M].北京:电子工业出版社,2007.
[4] 孙建民,晋小莉,徐冰晶,等.基于Pro/E的塑料模具设计研究[J].现代塑料加工应用,2006,18(5).
