塑料配件的注塑模具設(shè)計(jì)及其充填模擬-滑塊抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖帶模流

塑料配件的注塑模具設(shè)計(jì)及其充填模擬-滑塊抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖帶模流,塑料配件,注塑,模具設(shè)計(jì),及其,充填,模擬,摹擬,滑塊抽芯,注射,nx,三維,10,cad,圖帶模流 第7章 Moldflow的注塑模擬成型分析 7.1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(guò)在moldflow設(shè)置相關(guān)參數(shù)，然后導(dǎo)入模型的stl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 1 制件在 Moldflow中的造型 圖 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 5.00mm。 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 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。 7.2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,確定使用側(cè)澆道的方式。澆口位置及流道系統(tǒng)如圖所示： 圖 4澆口位置及澆注系統(tǒng)方案 7.3 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(shuō)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10-2 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4.107s。 7.4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(guò)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10-3 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(guò)滿。 結(jié)果：流動(dòng)前沿溫度最高為231.7°，最低式229.9℃。 7.5 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10-4 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9.945，越靠近流道末端，收縮率越小，藍(lán)色區(qū)域的收縮率最小。 7.6 鎖模力的分析 在注塑過(guò)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(guò)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10-5 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100T。 7.7 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(guò)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10-6 凍結(jié)層因子 從圖上可看出塑件在30S時(shí)已經(jīng)凝固下來(lái)。 7.8 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(guò)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(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，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10-7 熔接痕 7.9 變形量分析 變形量主要與材料的收縮率有關(guān)系，不同材料的收縮率都是不一樣的，收縮是注塑過(guò)程中塑料本身的一種變形屬性，這種收縮與模具結(jié)構(gòu)、澆口的位置等的因素沒有太大的聯(lián)系。通過(guò)軟件的分析，我們可以提前知道塑件在注塑成型后的變形狀況，但是這個(gè)情況只是接近，并不完全是這樣，需要對(duì)實(shí)際的情況進(jìn)行分析。 總變形量如下圖所示。 圖10-8 總變形量 從以上各圖可以得出總的變形量2.609mm，其余XYZ方向如圖以及其余模流分析報(bào)告與數(shù)據(jù)，均可以查看附件HTML動(dòng)態(tài)REPORT所示。 7.10 溫度、零件 在注塑充填完成后，塑件需要通過(guò)冷卻水道來(lái)降溫，通過(guò)一定時(shí)間后，冷卻至合適的溫度后才可以開模和脫模，冷卻后的結(jié)果值如下圖所示。 圖10-9 溫度、零件 從上圖可以看出，塑件完成冷卻后的溫度在82.57度左右，人體可以接觸。冷卻效果非常好，證明水路的設(shè)計(jì)合理。 11