谷平東
摘 要:本文分析了食物攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及模具設(shè)計、注塑成型等工藝技術(shù)。從食物攪拌機(jī)產(chǎn)品設(shè)計到模具制造,對模具進(jìn)行了必要的分析設(shè)計。然后再到注射模具CAE模擬,設(shè)計出了完整的模具,本次設(shè)計流程及成果對于食物攪拌機(jī)的設(shè)計具有普遍的參考價值。
關(guān)鍵詞:食物攪拌機(jī);模具設(shè)計;計算機(jī)模擬
中圖分類號:TQ32 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
1 食物攪拌機(jī)特點(diǎn)
食物攪拌機(jī)從結(jié)構(gòu)類型上來看,和榨汁機(jī)和豆?jié){機(jī)相似。其主要結(jié)構(gòu)有外殼(塑料或者金屬)、底座、調(diào)節(jié)開關(guān)、攪拌電機(jī)、一體式攪拌刀葉、透明攪拌杯等幾個模塊組成。
拿到外觀設(shè)計的效果圖后,要仔細(xì)查看:(a)要檢查外形是否與功用布局一致。(b)確定零件的材料及成型工藝,評價其可行性及潛在的風(fēng)險。(c)要查看其分模面是否合理,是否有不利于做模的特征。
運(yùn)用UG軟件的三維建模功用,是一種基于特征和約束的建模技能,無論是概念設(shè)計仍是具體具體設(shè)計都可以自若的運(yùn)用。在建模和修改的過程中可以取得更大的、更自在的創(chuàng)造空間,并且花費(fèi)的精力和時刻相比之下更少了,最終得到一個契合外觀要求的結(jié)構(gòu)特征的3D模型裝配圖(圖1)。
攪拌機(jī)中殼體是整個攪拌機(jī)的支承骨架;對電子元器件定位及固定;承載其他所有非殼體零部件并限位。殼體通常由工程塑料注塑成型。
2 塑件分析
由于現(xiàn)在消費(fèi)者對于小家電外殼的要求比較高,比如,不僅要求外觀的好看,還要求有比較好的手感,對于光滑程度要求也比較高。食物攪拌機(jī)中殼體的作用:是整個機(jī)器的支承骨架;對電子元器件定位及固定;承載其他所有非殼體零部件并限位。殼體通常由工程塑料注塑成型。外殼常用材料一般有ABS,PC+ABS,PC 。
在材料的應(yīng)用上需要注意以下兩點(diǎn):
避免一味減少強(qiáng)度風(fēng)險,什么部件都用PC料而導(dǎo)致成型困難和成本增加;在對強(qiáng)度沒有完全把握的情況下,對于直接接觸高溫的和承受強(qiáng)度的食物攪拌機(jī)外殼可能會先用ABS生產(chǎn)的產(chǎn)品,但不排除當(dāng)強(qiáng)度不夠時后續(xù)會改用PC+ABS料的可能性。
3 注射模具CAE分析
MoldFlow Plastic Advisers塑件顧問系列用于幫助制件設(shè)計者和模具設(shè)計者檢測其設(shè)計的工藝性。Moldflow軟件工具中溶合了一整套設(shè)計原理,可以評價和優(yōu)化組合整個過程,可以在模具制造之前對塑料產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。
3.1 最合理進(jìn)膠設(shè)定分析
考慮到攪拌機(jī)外殼的尺寸,而且為了顯著提高熔體的剪切速率,使熔體的黏度大為降低,有利于充模,有便于塑件和冷凝料的分離,有利于生產(chǎn)的自動化,同時,小澆口留在塑件上表面的痕跡小,有利于修整,故采用側(cè)端澆口進(jìn)料的方式,詳見裝配圖,如圖2所示。
3.2 充填時間的計算
根據(jù)確定的澆口位置,使用Moldflow進(jìn)行Fill和Flow分析來確定方案。
Moldflow Fill Analysis分析計算出從注塑開始到模腔被填滿整個過程中的流動前沿位置。該分析用來預(yù)測制件、塑料材料以及相關(guān)工藝參數(shù)設(shè)置下的填充行為。
4 模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計
4.1 分型面的確定
根據(jù)分型面選用原則,確定該模具的分型面。
4.2 澆口設(shè)計
考慮到本身塑件比較大,而且是中空的殼體,經(jīng)過Moldflow分析,最合理進(jìn)膠設(shè)定在頂部孔的周圍,所以采用圓環(huán)型澆口。其特點(diǎn)是進(jìn)料均勻,圓周上各處流速基本相等,排氣容易,可以避免和減少熔接痕。它主要用于圓筒形或中間帶孔的塑件成型。
4.3 側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計
本次設(shè)計抽芯結(jié)構(gòu)選用斜導(dǎo)槽抽芯,型芯設(shè)定在動模一側(cè)。開模時即可實(shí)現(xiàn)先側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)控制抽芯動作,再通過頂針實(shí)現(xiàn)攪拌機(jī)殼的脫模。
4.4 標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇
(1)初選標(biāo)準(zhǔn)模架
根據(jù)型腔布置以及塑件設(shè)計尺寸,初選模架為:
A2-200250-11-F2 GB/T 12556-90,B×L為400×400(mm×mm)。
模架規(guī)格設(shè)計選定如下:
① 參考攪拌機(jī)外殼高度120mm,型腔設(shè)計在定模板A上,所以A值較大,由此斷定取為150mm,動模板厚度取30mm,動模支承板厚度為35mm,墊塊厚度取100mm,動、定模板厚度取30mm;②由之前斷定,用推桿頂針推出制件;③推板固定板厚25mm,推板厚20mm。
(2)斷定閉模高度
由以上的設(shè)計各模板厚度的選定,模具厚度M=30+150+30+35+100+30mm=375mm。
在最初的設(shè)計,我是采用UG的Mold Wizard對模具進(jìn)行設(shè)計。并且挑選模架列表中的的兩板模大水口的模架。UG的標(biāo)準(zhǔn)件導(dǎo)入十分方便??墒瞧湓O(shè)計模具一起也存在必定的弊端,參數(shù)化的關(guān)聯(lián)性,常常會發(fā)生數(shù)據(jù)漂移。可是關(guān)于十分嫻熟UG的使用者,用UG設(shè)計模具方便很多。
結(jié)語
面對日趨嚴(yán)重的模具制造業(yè)國際競爭,我們的目標(biāo)就是緊跟國際先進(jìn)水平,提高零件外觀質(zhì)量,不斷減少設(shè)計和生產(chǎn)成本,加快生產(chǎn)周期。本次的食物攪拌機(jī)外殼成形技巧研究具有相當(dāng)重要的理論意義和實(shí)用價值。以此作為一個突破口,帶動和促進(jìn)相關(guān)其他產(chǎn)品外觀零件注塑成形技術(shù)的發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新。
對于模具設(shè)計而言,紙上談兵和真槍實(shí)戰(zhàn)還是存在很大差別的,作為一個合格的工程技術(shù)人員,單單是理論知識扎實(shí)還是不夠的,產(chǎn)品主要還是要投入生產(chǎn)中,更應(yīng)該結(jié)合實(shí)踐,站在生產(chǎn)的角度考慮,才能設(shè)計出優(yōu)秀的模具。
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