【摘要】：塑料彎管是熱水器的重要組成部件,用于上下水及過濾雜質,生產塑料彎管模具的型芯失效,導致企業(yè)生產成本增大。為提高模具壽命、保證塑料產品的成型質量,本文以塑料彎管模具為研究對象,進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行使用性能的相關試驗,開展塑料模具選材及塑料模具鋼性能研究。本文的主要研究內容和結論如下:根據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行模流分析,在分析結果中得到注塑成型過程中型芯表面的溫度、壓力變化曲線。結合注塑成型分析結果,利用ANSYS軟件對模具進行有限元分析,得到型芯表面的溫度場及變形結果,分析結果表明型芯在其服役條件下可能出現(xiàn)的變形會對塑件成型質量造成一定影響。通過調研彎管模具工作條件、生產信息等,進行型芯的失效分析,探討其失效的原因并提出改進措施。失效分析結果表明: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)境下受到機械應力、壓力、摩擦、冷熱循環(huán)等出現(xiàn)應力集中,型芯工作過程中存在潤滑不良、塑料硬質顆粒刮擦及升溫軟化等的共同作用下,導致開裂、變形及表面磨損失效。選用塑料模具鋼設計并進行試驗,對塑料模具鋼的抗變形能力、耐磨性及冷熱疲勞性能進行分析,綜合各方面因素進行塑料模具鋼的選材及性能研究�？傻玫浇Y論:對塑料模具鋼使用性能影響較大的性能參數(shù)是彈性模量、屈服強度及硬度,即塑料模具選材時可選用具有較高的強度和剛度、較高的耐磨性的塑料模具鋼,研究結果可對塑料模具鋼選材提供依據。本文采用計算機仿真模擬與試驗方法相結合的方式對塑料模具鋼選材及性能進行研究,所取得的結果具有工程應用價值。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TQ320.52;TG142.45
【圖文】：

本論文的研宄對象為塑料彎管模具，它是生產熱水器用塑料彎管的一模四腔逡逑半自動開合模模具。模具生產的塑料彎管一端與塑料濾網接合，兩個塑件組合用逡逑于上、下水及過濾雜質，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逡逑注塑過程中，在充填階段注塑機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，動模內部的抽芯機構將型芯抽出，然后頂針頂出塑件并由工人逡逑取出，如此循環(huán)往復，塑料彎管模具爆炸圖及抽芯機構如圖１－３所示。逡逑３：霞呡逡逑ａ）模具爆炸圖邐ｂ）模具抽芯機構逡逑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構示意圖逡逑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程中，發(fā)現(xiàn)其中一腔生產出的彎管不合格，彎管與濾網逡逑接合一端存在壁厚偏差且彎管內壁有水波紋等成型缺陷，經觀察及檢測后發(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物如圖２－ｌａ）所示，對塑料彎管產品圖紙進行二次設計，去除不逡逑影響分析的倒角、廠家ｌｏｇｏ等微小結構，之后利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ軟件建立其三維模逡逑型。塑料彎管產品采用ＰＰ邋（聚丙烯）材料，由于材料熱脹冷縮，建立三維模型時逡逑需對其進行縮放，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：2718251