基于充填分析的注塑模澆口位置優化設計研究
除lh熔體的活動R度超越丫實的限制,否則心盡!A丨I中澆丨。這+僅丨是模H加的M題,最又鍵的是多澆N的設置將會引起更多的熔接線和熔fr痕澆n數丨1和丨((置的設汁對制品的質M和可成吧忭影響很欠,如模洱的排氣孔,翹曲和收縮,過丨玉和允填4;充分等除廠窄長形制汴外,單澆u設計史利于材料、溫度、壓力的平均分市以及取向:仵實際心用中,并不是所有的模具都能滿足所的設計原則,因此必需依據實際情況判斷什么是合理的澆「地位設汁理圯的澆n位罟的設汁原則足:泛rms應保障制品的完仝允填澆〔丨位s位保障熔體活動可以將模具中的氣體推到分削面處或可以有效地排氣以防止裹氣發卞。,保障腔中的'今:氣得到充分的釋放,以防止產生穴其罕:發作燒斑。注R揭等現象厚壁處流向薄壁<域,保障熔體的充分充填澆u地位應保障各t方向的活動長度相等,防止制件的部分區域經歷過壓如對稱制件應將澆n設置在對稱點以防止非對稱充填所引起的收縮和翹曲-澆n地位不應處于承受強載荷的區域,因為澆|)區域有可能是強度最弱的部位,澆u地位設計應防止發作噴射澆u地位的設計應盡量減少熔接線的呈現,特別是在主要外表上呈現熔接線、流痕等,以防止影響材料的使用性能和制品外表質量等n斑不應出如今外觀外表和功能外表-注射成型充填活動過程是一個相當復雜的物理過程,1卜:t頓流體的高溫塑料熔體在K力的驅動下通過流道,泛N向較低溫度的塑腔允填,一方面由于模丨4傳熱而快速冷卻,另-方面因高速剪切產生熱M,問時伴隨有培體固化、體積收縮、分子取向及可能的結晶過程隨著塑料熔體壓力、溫度和剪切速率等物理試在充模過程中的開展變遷,塑料熔體的活動u為將直接影響塑料件的最終形狀、內部構造。
取向和剩余應力因此人們希望在模具制造之前就可以預測熔體的充填情況,以便及早發現問題,批改設計圖紙而不是返修模具。充填剖析技術的呈現提供了這種可能,它可以預測熔體流經流道、澆口填充型腔的過程,可用于優化產品和模具設計,確定合理的澆u和流道設計,預測所需的注塑壓力和鎖模力,1;河由奮科技攻關項H(10607113)收稿1期:2()0卜丨1418并發現可能呈現的成型缺陷,將工程設計問題建設在科學剖析的根底上。
但是,充填剖析技術只是一種工具,用來幫忙和完善工程師的設計而不是取代他們。因此,和其它工具一樣,剖析模擬作用的大小取決于使用者的熟練程度,或者說,取決于使用者對剖析模擬結果的正確認識和判斷。
澆口地位優化設計案例剖析產品來自于河南鄭工橡塑模具國家工程鉆研中心有限公司,充填剖析軟件采納鄭州大學橡塑模具國家工程鉆研中心所開發的Z -MOLD活動剖析的根本思想是先將整個型腔劃分成網格,并形成相應于各節點的控制體積單元,建設節點壓力與流人節點體積單元流量之間的關系,得到一組以各節點壓力為變量的控制方程。在筆者的工作中,活動剖析采納廣義的Hele型,沿用活動網絡剖析法的根本思想,將三維制件劃分為三角單元。利用控制體積法建設型腔面內壓力場求解的有限元方程,沿厚度和工夫域差分建設方程溫度場求解的差分方程。耦合利用有限元/有限差分來求解控制方程,并依據節點控制體積的充填情況實現熔體前沿的自動更替和推進,以實現注射模充填過程的動態模擬。通過活動模擬可以得到任意時刻型腔內壓力、溫度、速度等物理量的散布,以及任意時刻熔體前沿的地位等。
鉆研以不同設ti的彩票機外殼產品作為實際的算例,應用CAE技術停止設計。所采納的材料為GE公司的ABS 28818E,注塑工夫為3 s,熔體溫度為230,模具溫度為35T.在優化設計過程中主要關注以下幾個問題:澆口數目與熔接線、充填壓力、鎖模力、廢料等之間的關系。宗旨是為了判斷應該采納的澆口數目,一般來講,在注塑機允許的范圍內,應盡量采納單澆口。
澆口地位與成型壓力、熔接線地位、流道內的壓力損失等之間的關系。宗旨是為了防止過高的注塑壓力、不適合的熔接線地位,以及盡量縮短流道以防止過大的壓力損失和產生過多的廢料n澆口地位與活動型態、模具構造之間的關系。澆口應盡量處于制件的中心,以防止部分的過壓和滯流現象發作。
為制品示用意和數值剖析有限元網格。依靠經歷的判斷和模具的構造,澆口地位適合的區域主要處于1、2點所在的邊h和3、4、5點所在的邊上。下面將針對每一個澆口地位設計停止充填剖析,其中計劃1計劃5的澆n地位別離在中1制品示用意和數值剖析有限元網格為不同設計計劃的壓力、壓力損失、鎖模力。
為計劃1的充填等值線和熔接線圖,其中注塑壓力為116.5MPa,流道內的壓力損失為54.55MPa,鎖模力為3計劃1的充填等值線和焙接線圖從可以看出,右邊首先充斥,而后熔體冉允向左邊,這也是形成注塑壓力過高的起因,同時也無法保障制品性質的一致性和平均性,會發作部分過壓和引起制件較大的翹曲變形,甚至會發作充不滿和滯流現象,特別是熔接線地位出如今功能界面,因此它不是一個合理的設計。
為計劃2的充填等值線和熔接線圖,其中注塑壓力為109.6MPa,流道內的壓力損失為2MPa,鎖模力為3432kN,:,從可以看出,它正好與計劃I相反,左邊首先充斥,而后熔體再充向右邊,它會呈現與計劃I計劃2的充填等值線和熔接線圖同樣的問題,因此,它也不是一個合理的設i丨,只是它的熔接線地位較計劃1更合理一些。
為計劃3的充填等值線和熔接線圖。其中注塑壓力為98.96MPa,流道內的壓力損失為49.26MPa,鎖模力為3計劃3的充填等值線和熔接線圖從可以看出,由于澆口地位的抬高,流道長度將縮短。因此流道內的壓力損失要比方案1和計劃2小,但由于各個方向活動長度的不一致,它呈現了計劃2相似的問題,同樣是左邊首先充斥,而后熔體再充向右邊,上部橫欄部呈現明顯的熔接線,因此,它也不是一個合理的設計,為計劃4的充填等值線和熔接線圖,其中注塑壓力為100.36MPa,流道內的壓力損失為46.51MPa,鎖模力為從可以看出,各個方向活動長度根本一致,熔體簡直是同時充斥制件的各個角落,橫欄上的熔接線也偏離中心而湊近構造強度較好的角部,鎖模力和注塑壓力也處于成型設施所允許的范圍之內。因此,它是一個合理的設計P計劃4的充填等值線和熔接線圖為計劃5的充填等值線和熔接線圖,其中注塑壓力為95.2MPa,流道內的壓力損失為53.45MPa,鎖模力為2599 1成」從充填壓力、鎖模力和熔接線地位來看,計劃5也是一個很好的設計,但從充填形式來看,它容易引起較大的翹曲變形,而且由于澆口地位偏離模具中心,會給模具設計和制造帶來很大艱難。
計劃5的充填等值線和熔接線圖綜合以上剖析,可以認為計劃4是一、比較好的澆口地位設計:,3結語應用充填剖析技術,可優化模具設計。確定合理的澆口地位,發現可能呈現的成型缺陷,從而大大降低模具設計制造本錢,節約工夫。