江淮客車6668G座椅側(cè)按鈕的注射模具設(shè)計(jì)-滑塊抽芯注塑模含NX三維及10張CAD圖帶模流
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第4章 Moldflow的注塑模擬成型分析
4.1模型網(wǎng)格劃分及修復(fù)
為了進(jìn)行CAE分析,必須要對(duì)零件進(jìn)行網(wǎng)格序列化,通過在moldflow設(shè)置相關(guān)參數(shù),然后導(dǎo)入模型的IGS格式,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,一個(gè)好的質(zhì)量的網(wǎng)格,才能有合適的邊界條件。網(wǎng)格劃分好之后進(jìn)行網(wǎng)格修補(bǔ),改善縱橫比等。
圖 4-1 制件在 Moldflow中的造型
圖 4-2 網(wǎng)格劃分參數(shù)
如上圖所示,網(wǎng)格三角形單元邊長(zhǎng)為 2.00mm。
在 Moldflow 中,對(duì)網(wǎng)格的參數(shù)進(jìn)行研究和分析,得到網(wǎng)格缺陷如下圖所示:
圖 4-3 網(wǎng)格診斷
如上圖所示,網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)中,自由邊、重合邊、梁?jiǎn)卧⑦B通域等參數(shù)均沒有錯(cuò)誤,最大縱橫比也在20以下,滿足有限元軟件分析要求。
4.2澆注方案的選擇
根據(jù)塑件上的澆口痕跡以及老師指導(dǎo)意見,確定使用潛伏澆道的方式。澆口位置及流道系統(tǒng)如圖所示:
圖 4-4澆口位置及澆注系統(tǒng)方案
4.3 充填時(shí)間分析
充填的時(shí)候,塑料熔體沿著流道進(jìn)入模腔,設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)?個(gè)澆口的流道設(shè)計(jì)成相等的長(zhǎng)度,塑料熔體容易開始注入到到達(dá)澆口的時(shí)間是相等的。進(jìn)入型腔之后,同時(shí)充填各個(gè)部分。如下圖所示,深藍(lán)色的部位是填充時(shí)間最短的區(qū)域,相反,紅色區(qū)域就是填充時(shí)間最長(zhǎng)的區(qū)域,也就是說紅色區(qū)域是塑料熔體最遲到達(dá)的地方。不填充的區(qū)域講沒有任何顏色。下圖比較清楚地顯示了整個(gè)模腔的充填時(shí)間。
圖4-5 充填時(shí)間
從上圖分析可以得出,該模具型腔每一個(gè)部位都得到了塑料熔體的填充,填充的效果還是比較好的,這就表明塑料熔體的流向比較均勻,在最后填充的額部位,塑料熔體到達(dá)的時(shí)間都是相同的。
軟件分析塑料熔體的充填時(shí)間大約為1.317s。
4.4流動(dòng)前沿溫度分析
流動(dòng)前沿溫度是的是塑料熔體充填一個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)的中間流溫度,這個(gè)溫度是充填過程中流動(dòng)波前溫度的分布,它代表的是流道截面中心的溫度,通常情況下不會(huì)有太大的變化。熔接線首先形成的地方是在截面的中心,所以,如果流動(dòng)前沿的溫度高,熔接線強(qiáng)度一般都會(huì)高;若流動(dòng)波前溫度下降的趨勢(shì)比較快,接近于凝固溫度,那就會(huì)阻礙了后面塑料熔體再進(jìn)入這個(gè)區(qū)域,產(chǎn)生短射。
在壁厚較薄的地方,有可能會(huì)出現(xiàn)不能充填的情況,在軟件中,這個(gè)區(qū)域沒有溫度顯示。
分析的結(jié)果如下圖所示。
圖4-6 流動(dòng)前沿溫度
圖中的紅色區(qū)域表示流動(dòng)前沿溫度比較高,塑料熔體都可以充填這些區(qū)域。藍(lán)色區(qū)域表示這些部位流動(dòng)前沿溫度比較低,可能會(huì)發(fā)生塑料溶體凝固的現(xiàn)象,導(dǎo)致溶體停滯流動(dòng)或者流速過滿。
結(jié)果:流動(dòng)前沿溫度最高為231.8°,最低式229.9℃。
4.5 頂出時(shí)體積收縮率
頂出時(shí)的提及收縮率指的是堵料溶體最初進(jìn)入模具型腔之后的體積與熔體保壓冷卻成型以后的體積比。
體積收縮率的分析如下圖所示。
圖4-7 體積收縮率
從圖中的分析數(shù)據(jù)可以得出,頂出時(shí)的體積收縮率為9.887,越靠近流道末端,收縮率越小,藍(lán)色區(qū)域的收縮率最小。
4.6 鎖模力的分析
在注塑過程中,當(dāng)定模與動(dòng)模在注塑機(jī)的作用下合模,就會(huì)產(chǎn)生一定的鎖模力,鎖模力會(huì)隨著時(shí)間的變化 而發(fā)生變化。
鎖模力與注塑機(jī)的額定鎖模力相互緊密聯(lián)系,也與塑件在Z軸方向上面的投影面積、成型壓力存在一定的函數(shù)關(guān)系,軟件所模擬的結(jié)果一般不應(yīng)該超過近注塑機(jī)額定鎖模力的80%,以確保安全。
對(duì)模具進(jìn)行鎖模力分析的結(jié)果如下圖所示。
圖4-8 鎖模力xy圖
由上圖可以看出,鎖模力也隨著注塑機(jī)開始注塑而發(fā)生變化,在塑料熔體進(jìn)入模具型腔后,鎖模力逐漸增加,大約完成一次塑件注塑周期之后,鎖模力達(dá)到最大,之后進(jìn)入壓力逐漸減小的階段。
結(jié)果:需要最大鎖模力約為3.2T。
4.7 凍結(jié)層因子分析
凍結(jié)層因子是取一個(gè)中間值,跟隨時(shí)間的變化,凍結(jié)層因子也隨之變化,從最小的取值一直到最大的取值。
凍結(jié)層因子其數(shù)值范圍在0-1之間,其理想狀態(tài)是在一個(gè)恒定的值,在充填的過程中,凍結(jié)層一般都應(yīng)該在恒定的厚度之間,使得每個(gè)部位流動(dòng)的連續(xù)均勻。
凍結(jié)層因子的分析結(jié)果如下圖所示。
圖4-9 凍結(jié)層因子
從圖上可看出塑件在31.3S時(shí)已經(jīng)凝固下來。
4.8 熔接痕分析
塑料熔體在不同的澆口進(jìn)入型腔之后,跟隨型腔的外形緩緩流動(dòng),在流動(dòng)的過程中,例如熔體相遇的地方就有可能會(huì)出現(xiàn)熔接痕,類似熔體相遇的區(qū)域,出現(xiàn)熔接痕的概率就會(huì)越大。熔接痕是塑件結(jié)構(gòu)上的一種瑕疵或缺陷,尤其是一些對(duì)外觀要求比較高的產(chǎn)品來說,更是一種致命的影響,嚴(yán)重影響著塑件的正常使用。
一般來說,影響熔接痕的因素有很多,包括注塑工藝的參數(shù)(溫度、注射壓力、保壓壓力、注射速度和時(shí)間等)、模具的結(jié)構(gòu)(澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、冷料井、溫度控制系統(tǒng)、型腔型芯的表面粗糙度)等。
在Moldflow軟件中進(jìn)行模擬分析,可以看出熔接痕大概會(huì)出現(xiàn)的區(qū)域,如下圖所示。
圖4-10 熔接痕
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