【摘要】：塑料彎管是熱水器的重要組成部件,用于上下水及過(guò)濾雜質(zhì),生產(chǎn)塑料彎管模具的型芯失效,導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本增大。為提高模具壽命、保證塑料產(chǎn)品的成型質(zhì)量,本文以塑料彎管模具為研究對(duì)象,進(jìn)行塑料彎管模具型芯服役分析,并選用幾種常用塑料模具鋼進(jìn)行使用性能的相關(guān)試驗(yàn),開展塑料模具選材及塑料模具鋼性能研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:根據(jù)塑料彎管圖紙其三維模型,在Moldflow軟件中建立注塑成型仿真模型并進(jìn)行模流分析,在分析結(jié)果中得到注塑成型過(guò)程中型芯表面的溫度、壓力變化曲線。結(jié)合注塑成型分析結(jié)果,利用ANSYS軟件對(duì)模具進(jìn)行有限元分析,得到型芯表面的溫度場(chǎng)及變形結(jié)果,分析結(jié)果表明型芯在其服役條件下可能出現(xiàn)的變形會(huì)對(duì)塑件成型質(zhì)量造成一定影響。通過(guò)調(diào)研彎管模具工作條件、生產(chǎn)信息等,進(jìn)行型芯的失效分析,探討其失效的原因并提出改進(jìn)措施。失效分析結(jié)果表明:型芯失效的原因是型芯表面加工不良,加工刀痕處在注塑成型工作環(huán)境下受到機(jī)械應(yīng)力、壓力、摩擦、冷熱循環(huán)等出現(xiàn)應(yīng)力集中,型芯工作過(guò)程中存在潤(rùn)滑不良、塑料硬質(zhì)顆粒刮擦及升溫軟化等的共同作用下,導(dǎo)致開裂、變形及表面磨損失效。選用塑料模具鋼設(shè)計(jì)并進(jìn)行試驗(yàn),對(duì)塑料模具鋼的抗變形能力、耐磨性及冷熱疲勞性能進(jìn)行分析,綜合各方面因素進(jìn)行塑料模具鋼的選材及性能研究�？傻玫浇Y(jié)論:對(duì)塑料模具鋼使用性能影響較大的性能參數(shù)是彈性模量、屈服強(qiáng)度及硬度,即塑料模具選材時(shí)可選用具有較高的強(qiáng)度和剛度、較高的耐磨性的塑料模具鋼,研究結(jié)果可對(duì)塑料模具鋼選材提供依據(jù)。本文采用計(jì)算機(jī)仿真模擬與試驗(yàn)方法相結(jié)合的方式對(duì)塑料模具鋼選材及性能進(jìn)行研究,所取得的結(jié)果具有工程應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ320.52;TG142.45
【圖文】：

本論文的研宄對(duì)象為塑料彎管模具，它是生產(chǎn)熱水器用塑料彎管的一模四腔逡逑半自動(dòng)開合模模具。模具生產(chǎn)的塑料彎管一端與塑料濾網(wǎng)接合，兩個(gè)塑件組合用逡逑于上、下水及過(guò)濾雜質(zhì)，塑料彎管及其用途如圖１－２所示：逡逑Ｂｉｂ１逡逑ａ）塑料彎管邐ｂ）彎管用途逡逑ａ）邋Ｐｌａｓｉｔｃ邋ｃｕｒｖｅｄ邋ｄｉｐ邋ｔｕｂｅ邐ｂ）邋Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｔｈｅ邋ｃｕｒｖｅｄ邋ｄｉｐ邋ｔｕｂｅ逡逑圖１－２彎管及其用途示意圖逡逑Ｆｉｇ．卜２邋Ｃｕｒｖｅｄ邋ｄｉｐ邋ｔｕｂｅ邋ａｎｄ邋ｉｔ’ｓ邋ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ逡逑注塑過(guò)程中，在充填階段注塑機(jī)將高溫熔體注入彎管模具閉合型腔，待熔體逡逑冷卻塑件成型后，動(dòng)模內(nèi)部的抽芯機(jī)構(gòu)將型芯抽出，然后頂針頂出塑件并由工人逡逑取出，如此循環(huán)往復(fù)，塑料彎管模具爆炸圖及抽芯機(jī)構(gòu)如圖１－３所示。逡逑３：霞呡逡逑ａ）模具爆炸圖邐ｂ）模具抽芯機(jī)構(gòu)逡逑ａ）邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｏｌｄ邋ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ邐ｂ）邋Ｃｏｒｅ－ｐｕｌｌｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑圖１－３模具爆炸圖及抽芯機(jī)構(gòu)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｍｏｌｄ邋ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ邋ａｎｄ邋ｃｏｒｅ－ｐｕｌｌｉｎｇ邋ｍｅｃｈａｎｉｓｍ逡逑塑料彎管模具使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)其中一腔生產(chǎn)出的彎管不合格，彎管與濾網(wǎng)逡逑接合一端存在壁厚偏差且彎管內(nèi)壁有水波紋等成型缺陷，經(jīng)觀察及檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)模逡逑具一腔的型芯失效

２．１．１塑料彎管注塑仿真模型建立逡逑（１）彎管３Ｄ模型逡逑塑料彎管實(shí)物如圖２－ｌａ）所示，對(duì)塑料彎管產(chǎn)品圖紙進(jìn)行二次設(shè)計(jì)，去除不逡逑影響分析的倒角、廠家ｌｏｇｏ等微小結(jié)構(gòu)，之后利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ軟件建立其三維模逡逑型。塑料彎管產(chǎn)品采用ＰＰ邋（聚丙烯）材料，由于材料熱脹冷縮，建立三維模型時(shí)逡逑需對(duì)其進(jìn)行縮放，ＰＰ材料的縮水率為１．６％，將尺寸放大１．０１６倍后，建立塑料逡逑彎管三維模型如圖ｂ）所示。逡逑ａ）塑料彎管邐ｂ）三維模型逡逑ａ）邋Ｐｌａｓｔｉｃ邋ｃｕｒｖｅｄ邋ｄｉｐ邋ｔｕｂｅ邐ｂ）邋３Ｄ邋ｍｏｄｅｌ逡逑圖２－１塑料彎管實(shí)物及其三維模型逡逑Ｆｉｇ．２－１邋Ｐｌａｓｔｉｃ邋ｃｕｒｖｅｄ邋ｄｉｐ邋ｔｕｂｅ邋ａｎｄ邋ｉｔ’ｓ邋３Ｄ邋ｍｏｄｅｌ逡逑１３逡逑

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本文編號(hào)：2718251