基于充填分析的注塑模浇口位置优化设计研究
除lh熔体的活动R度超越丫实的限制,否则心尽!A丨I中浇丨。这+仅丨是模H加的M题,最又键的是多浇N的设置将会引起更多的熔接线和熔fr痕浇n数丨1和丨((置的设汁对制品的质M和可成吧忭影响很欠,如模洱的排气孔,翘曲和收缩,过丨玉和允填4;充分等除厂窄长形制汴外,单浇u设计史利于材料、温度、压力的平均分市以及取向:仵实际心用中,并不是所有的模具都能满足所的设计原则,因此必需依据实际情况判断什么是合理的浇「地位设汁理圯的浇n位罟的设汁原则足:泛rms应保障制品的完仝允填浇〔丨位s位保障熔体活动可以将模具中的气体推到分削面处或可以有效地排气以防止裹气发卞。,保障腔中的'今:气得到充分的释放,以防止产生穴其罕:发作烧斑。注R揭等现象厚壁处流向薄壁<域,保障熔体的充分充填浇u地位应保障各t方向的活动长度相等,防止制件的部分区域经历过压如对称制件应将浇n设置在对称点以防止非对称充填所引起的收缩和翘曲-浇n地位不应处于承受强载荷的区域,因为浇|)区域有可能是强度最弱的部位,浇u地位设计应防止发作喷射浇u地位的设计应尽量减少熔接线的呈现,特别是在主要外表上呈现熔接线、流痕等,以防止影响材料的使用性能和制品外表质量等n斑不应出如今外观外表和功能外表-注射成型充填活动过程是一个相当复杂的物理过程,1卜:t顿流体的高温塑料熔体在K力的驱动下通过流道,泛N向较低温度的塑腔允填,一方面由于模丨4传热而快速冷却,另-方面因高速剪切产生热M,问时伴随有培体固化、体积收缩、分子取向及可能的结晶过程随着塑料熔体压力、温度和剪切速率等物理试在充模过程中的开展变迁,塑料熔体的活动u为将直接影响塑料件的最终形状、内部构造。
取向和剩余应力因此人们希望在模具制造之前就可以预测熔体的充填情况,以便及早发现问题,批改设计图纸而不是返修模具。充填剖析技术的呈现提供了这种可能,它可以预测熔体流经流道、浇口填充型腔的过程,可用于优化产品和模具设计,确定合理的浇u和流道设计,预测所需的注塑压力和锁模力,1;河由奋科技攻关项H(10607113)收稿1期:2()0卜丨1418并发现可能呈现的成型缺陷,将工程设计问题建设在科学剖析的根底上。
但是,充填剖析技术只是一种工具,用来帮忙和完善工程师的设计而不是取代他们。因此,和其它工具一样,剖析模拟作用的大小取决于使用者的熟练程度,或者说,取决于使用者对剖析模拟结果的正确认识和判断。
浇口地位优化设计案例剖析产品来自于河南郑工橡塑模具国家工程钻研中心有限公司,充填剖析软件采纳郑州大学橡塑模具国家工程钻研中心所开发的Z -MOLD活动剖析的根本思想是先将整个型腔划分成网格,并形成相应于各节点的控制体积单元,建设节点压力与流人节点体积单元流量之间的关系,得到一组以各节点压力为变量的控制方程。在笔者的工作中,活动剖析采纳广义的Hele型,沿用活动网络剖析法的根本思想,将三维制件划分为三角单元。利用控制体积法建设型腔面内压力场求解的有限元方程,沿厚度和工夫域差分建设方程温度场求解的差分方程。耦合利用有限元/有限差分来求解控制方程,并依据节点控制体积的充填情况实现熔体前沿的自动更替和推进,以实现注射模充填过程的动态模拟。通过活动模拟可以得到任意时刻型腔内压力、温度、速度等物理量的散布,以及任意时刻熔体前沿的地位等。
钻研以不同设ti的彩票机外壳产品作为实际的算例,应用CAE技术停止设计。所采纳的材料为GE公司的ABS 28818E,注塑工夫为3 s,熔体温度为230,模具温度为35T.在优化设计过程中主要关注以下几个问题:浇口数目与熔接线、充填压力、锁模力、废料等之间的关系。宗旨是为了判断应该采纳的浇口数目,一般来讲,在注塑机允许的范围内,应尽量采纳单浇口。
浇口地位与成型压力、熔接线地位、流道内的压力损失等之间的关系。宗旨是为了防止过高的注塑压力、不适合的熔接线地位,以及尽量缩短流道以防止过大的压力损失和产生过多的废料n浇口地位与活动型态、模具构造之间的关系。浇口应尽量处于制件的中心,以防止部分的过压和滞流现象发作。
为制品示用意和数值剖析有限元网格。依靠经历的判断和模具的构造,浇口地位适合的区域主要处于1、2点所在的边h和3、4、5点所在的边上。下面将针对每一个浇口地位设计停止充填剖析,其中计划1计划5的浇n地位别离在中1制品示用意和数值剖析有限元网格为不同设计计划的压力、压力损失、锁模力。
为计划1的充填等值线和熔接线图,其中注塑压力为116.5MPa,流道内的压力损失为54.55MPa,锁模力为3计划1的充填等值线和焙接线图从可以看出,右边首先充斥,而后熔体冉允向左边,这也是形成注塑压力过高的起因,同时也无法保障制品性质的一致性和平均性,会发作部分过压和引起制件较大的翘曲变形,甚至会发作充不满和滞流现象,特别是熔接线地位出如今功能界面,因此它不是一个合理的设计。
为计划2的充填等值线和熔接线图,其中注塑压力为109.6MPa,流道内的压力损失为2MPa,锁模力为3432kN,:,从可以看出,它正好与计划I相反,左边首先充斥,而后熔体再充向右边,它会呈现与计划I计划2的充填等值线和熔接线图同样的问题,因此,它也不是一个合理的设i丨,只是它的熔接线地位较计划1更合理一些。
为计划3的充填等值线和熔接线图。其中注塑压力为98.96MPa,流道内的压力损失为49.26MPa,锁模力为3计划3的充填等值线和熔接线图从可以看出,由于浇口地位的抬高,流道长度将缩短。因此流道内的压力损失要比方案1和计划2小,但由于各个方向活动长度的不一致,它呈现了计划2相似的问题,同样是左边首先充斥,而后熔体再充向右边,上部横栏部呈现明显的熔接线,因此,它也不是一个合理的设计,为计划4的充填等值线和熔接线图,其中注塑压力为100.36MPa,流道内的压力损失为46.51MPa,锁模力为从可以看出,各个方向活动长度根本一致,熔体简直是同时充斥制件的各个角落,横栏上的熔接线也偏离中心而凑近构造强度较好的角部,锁模力和注塑压力也处于成型设施所允许的范围之内。因此,它是一个合理的设计P计划4的充填等值线和熔接线图为计划5的充填等值线和熔接线图,其中注塑压力为95.2MPa,流道内的压力损失为53.45MPa,锁模力为2599 1成」从充填压力、锁模力和熔接线地位来看,计划5也是一个很好的设计,但从充填形式来看,它容易引起较大的翘曲变形,而且由于浇口地位偏离模具中心,会给模具设计和制造带来很大艰难。
计划5的充填等值线和熔接线图综合以上剖析,可以认为计划4是一、比较好的浇口地位设计:,3结语应用充填剖析技术,可优化模具设计。确定合理的浇口地位,发现可能呈现的成型缺陷,从而大大降低模具设计制造本钱,节约工夫。