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本科模具设计 毕业设计论文

本科毕业论文

空气室上体模具设计及Moldflow仿真分析

学院名称:机械工程学院

专业班级:模具

学生姓名:

指导教师:

08年 6 月

目录

第一章绪论 (4)

§1.1注塑模CAE的发展现状及发展动向 (4)

§1.2 注塑模CAE在塑料件生产中的作用及意义 (5)

§1.3 注塑模CAE技术的应用及评述 (5)

§1.4 本文研究的内容 (7)

第二章:注塑成型的一般过程及成型材料的介绍 (7)

§2.1注塑成型过程的介绍 (7)

§2.2 ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的介绍 (9)

第三章:注塑模浇口位置的优化选择 (10)

§3.1注塑件浇口优化的前期处理 (10)

§3.2注塑件浇口位置的对比分析 (12)

§3.3注塑件浇口位置的确定 (12)

第四章:注塑件模拟仿真过程及相关的分析 (13)

§4.1 Fill分析 (14)

§4.2 Cool分析 (29)

§4.3 Warp分析 (30)

第五章:空气室上体模具的设计 (32)

§ 5.1注塑机的选择校核 (32)

§ 5.2导向机构与侧向哈夫块的设计 (35)

§ 5.3顶处机构的设计 (36)

§ 5.4分型面的选择 (36)

§ 5.5其它相关尺寸确定 (37)

§ 5.6模具机构的确定 (38)

第六章:结论 (39)

参考文献 (39)

摘要:目前,国内塑料模具设计制造及注塑工艺方面的水平还比较低,主要靠经验来反复调模和试模,这样不仅浪费大量的人力和物力,而且导致产品的研发周期过长。在市场竞争日益激烈的今天,商品能否占领市场很大程度上取决于它的研发周期,所以我国的塑料制品行业在设计和制造的手段上应加大投入与国际先进水平接轨。本文以注塑模拟软件MOLDFLOW为工具,对注塑过程工艺进行了仿真,对可能存在和出现的问题进行了分析和解决。此外,本文对注塑的基本概念,moldflow软件,及模具进行的基本的研究。

关键词:注塑工艺,模具,CAE,工艺参数,Moldflow

Abstract :At present the domestic technique level of plastic mold design,making and injection is low . People use of their experience to adjust and test molds.This situation wastes not only a great deal of manpower and material resourse,but also leads the delay of research and development cycle.With the severity of commodity competition,the important factor of commodities’ maket share is their research and development cycle.The domestic plastic manufacture industry should try the best to improve the level of design and making so as to they can keep up with the pace of international technique level.This paper simulate the injection process technology as MOLDFLOW injection simulation software tools, analyzed and resolved the potential problems. In addition, researched the injection of the basic concepts, moldflow software, and die concepts.

Keywords:injection molding process, mould ,CAE, parameter, moldflow

第一章绪论

§1.1注塑模CAE的发展现状及发展动向

自从七十年代,澳大利亚moldflow公司推出世界第一个注塑过程模拟软件moldflow以来,塑料模CAE技术就一直是模具行业热门的研究课题。由于计算机技术和注塑工业的迅速发展,近年来国外注塑CAE技术发展很快,其中注塑流动模拟程序和冷却系统分析均已在实际中应用,在科研和生产中发挥了重要作用。注塑模CAE技术的发展可划分为三个阶段,第一阶段为开发独立运行的注塑模拟软件,第二阶段为二维模具设计软件与注塑模拟软件的集成。第三阶段为三维模具设计软件与制造软件及注塑模拟软件的集成。

1.独立运行的塑料模拟软件

澳大利亚moldflow公司在1978年推出的基于有限元方法的一维商品化塑料流动模拟软件moldflow1.0,以及美国ac-tech公司在1986年推出基于有限元方法二维商品化塑料流动模拟软件c-mold1.0是这一阶段塑料流动模拟软件发展的两个里程碑。在随后的十年里,moldflow和c-mold软件不断地得以改进和完善,现已形成包括流动模拟,保压分析,冷却分析,应力分析,分子定向和翘曲变形预测等系列分析软件,在国内外模具界享有盛誉。

2.二维模具设计软件与模拟软件的集成

近十年来,计算机绘图和自动编程技术的模具界的普及程度越来越高,在CAD/CAM技术日新月异的九十年代,人们不满足仅将计算机作为绘图和编程的工具,而迫切希望在同一软件环境下,既要有绘图功能,又要有设计,计算,分析和加工的功能,模具的CAD/CAE/CAM集成系统便应运而生。

3. 三维模具设计软件与制造软件及模拟软件的集成

所谓新一代注塑模拟软件,是利用计算机集成制造技术(CIM)建立的注塑模集成制造系统(CIMS),这种高度集成的系统能支持模具设计与制造的全过程,因此三维几何建模和三维模具设计与制造的应用至关重要。

在九十年代,西方先进工业国已将商品化CAD/CAM系统与注塑过程模拟系统进行了初步集成,并取得了显著成效。但是,不论是Proe,Catia,还是UG,在开发之处都是作为通用的机械设计与制造工具来构思的,并不针对塑料模具,因此在使用这些通用CAD软件设计塑料模具时会感到效率低下,操作繁琐,功能短缺。为此,近年来发展的趋势是开发新一代的注塑模CAD/CAM专业系统或者是在CAD/CAM通用系统的基础上进行有针对的二次开发。[1]

§1.2 注塑模CAE在塑料件生产中的作用及意义

近年来,随着化工产业的迅速发展,塑料得到了巨大的普及应用。由于塑料具有轻便,价格低廉,形状及色调选择自由,耐腐蚀和电绝缘性能优良等特点,在很多行业逐渐形成了一种以塑料取代其它金属及非金属材料的趋势,尤其在汽车,航空,电子,建筑,轻工,家电等工业领域的需求量日益剧增。以捷达轿车为例,其单车塑料件近百个,其成本占整车成本的1/4左右。电脑,便携电话及其它电子产品等壳体类塑件的需求量更是以每年两位数的速度在增长。塑料件的大量应用的另一个侧面是塑料成型模具的需求量的增加,世界上注塑模具占塑料成型模具产品的50%以上,国内塑料模产量占全国模具产量的40%左右。随着产品竞争机制的深入,塑料制品成型技术将面临:高质量,高精度,低成本,短周期的严峻挑战。

在塑料件的生产过程中,影响产品质量的因素很多,而且所遇到的问题往往凭传统的经验不能解决,模具设计,材料选择及加工条件不当,易产生制品不满,飞边,翘曲等缺陷,特别是薄壳类产品,其壁厚对流长的比是1:100到1:150或更大,这就更增加了模具设计的难度。而现在随着流变理论及传热理论在有限元和有限差分上的应用的不断深入,塑料CAE技术在实际工程中的应用亦逐渐广泛。注塑CAE技术综合了计算机图像处理,数据库,智能模拟等技术,从而形成了一个强有力的工程那个设计工具。它将注塑模设计所需要的设计理论,塑料特性,设备参数,计算数据及设计者的经验融为一体,可以模拟整个注塑过程及这一过程对注塑件成型的影响,从而使设计人员在人机交互的环境下,高速,高质量地完成最佳方案的设计,并可以在设定的工艺参数下,对产品进行彩色图形显示和动态成型模拟,可以对模拟结果进行分析修改,实现工艺参数的优化设置。

注塑CAE软件可以在实际工程实施之前即在模具生产之前进行工艺分析,模拟实际工程的真实过程,可以预测塑料件的缺陷,进而修改塑料件及其工艺的不足之处,直到缺陷消除为止。这样将减少大量的修模时间,避免以往经多次的成型试验至模具修正的反复循环而获得合格产品所造成的巨大浪费。能够有效缩短设计和制造周期,提高产品质量。注塑成型的CAE系统的应用,必将带来明显的社会效益和经济效益。[1]

§1.3 注塑模CAE技术的应用及评述

目前注塑模CAD/CAM/CAE技术在美国,日本,欧洲等国应用比较广泛。据有关资料统计,美国一万多家模具专业化厂约有10%采用了模具CAD/CAM/CAE 技术,数控机床的占有率为50%。八十年代美国塑料工业协会对411家塑料模具厂的调查结果,有115家工厂分别采用CAD,CAM,或CAD/CAE/CAM集成技术。

日本模具行业较早应用可模具CAD/CAM/CAE技术。1984年日本长津机器厂采用CADIAN-MOLD系统设计照相机外壳等塑料模。该系统包括模架,标准件数据库,流的分析和冷却分析模块。设计者可以在屏幕上显示模具平面图,检查NC加工的刀具轨迹,并可用NC数据直接控制机床来加工模具。目前,日本采用CAD/CAM/CAE技术的工厂已达到20~30%,数控机床的占有率达到全部数控总数的2/3以上。

德国的注塑模约有25%采用CAD/CAM/CAE技术,英国约有10%的模具厂采用CAD/CAM/CAE技术。

我国塑料模CAE技术的开发应用较晚。目前,模具行业的一些大企业和院校陆续引进了相当数量的国外注塑模CAD/CAM/CAE系统,这些系统尚未完全步入实用阶段。许多家电,汽车行业的大企业都购进CAE系统来解决注塑工艺难题。但很多企业购进CAE系统后,闲置不用,开模具的工人师傅还是主要靠经验开开注塑模具。不可否认,工人师傅有很多宝贵的经验,但在大型注塑模具试模时,经验往往受阻。而且最关键是这种做法延长了产品的开发周期。现在社会,时间已成为产品推出的一个重要因素,一个产品,如果研制时间长,则可能导致产品尚未推向市场就已经过时甚至被淘汰。

80年代后期,华中理工大学研制注塑模CAD系统HSC-1.0,该系统包括注塑件三维图形输入模块,流动模块,冷却系统分析模块及强度校核模块。可以预计,经过若干年的努力和计算机技术的推广普及,注塑模CAE技术将会给我国模具行业带来可观的经济效率。

传统的模具设计是经过概念设计—分析—样品生产—分析—设计—分析—生产——这样繁杂的过程后才最终确定那些复杂的模具原形。随着计算机的发展,CAD/CAE技术逐渐取代了传统的模具设计理念和设计方法,这种技术使得模具在进行真是的生产(包括样品生产)之前就已经通过了计算机应用软件进行了精确的结构设计、结构分析以及成形仿真过程。

模具机构设计应用相应的CAE软件,根据要实现的功能、外观和结构要求,先设计草图,然后生成相应的实体,接着子装配和总体装配,仿真模具开模过程,检查干涉情况,并进行真实渲染。整个过程也可以从上到下进行修改,每个过程的参数都可以改变,并可以设定参数间的关联性。

(1)草图重建技术

草图设计是整个模具设计的基础。现在的草图重建技术已经发展的非常成熟,这种技术是模具设计人员用二维和三维设计草图进行三维建模的关键技术。这种技术能够对草图的各个尺寸和相关的约束进行修改和重建。目前草图重建技术已经比较成熟,一些大型的CAD/CAE软件系统如Pro/Engineer、UG等都提供草图设计模块。

(2)曲面特征设计

随着人们对产品质量和美观性要求的不断提高,又由于曲面特征具有的诸多有点,在产品外形设计重,曲面特征设计成为模具设计的一个重要部分。目前CAD业界涌现出一批像EDS的UG、PTC的Pro/Engineer等等一系列的优秀的CAD 软件,它们的三维实体建模、参数建模及复合建模技术,实体与曲面相结合的造型方法,以及自由形式特征技术为模具设计提供了强有力的工具。

(3)变量装配设计技术

装配设计建模的方法主要有自底向上、概念设计、自顶向下等三种方法。自底向上方法是先设计出详细零件,再拼装产品。而自顶向下是先有产品的整个外形和功能设想,再在整个外形里一级一级的划分出产品的部件、子部件,一直到底层粗糙的零件。在模具中,由于有些模具的结构非常的复杂,在模具设计时只有采用自顶向下的设计方法,变量装配设计才支持自顶向下的设计。

变量装配设计把概念设计产生的设计变量和设计变量约束进行记录、表达、传播和解决冲突,以满足设计要求,使各阶段设计(主要是零件设计)在产品功能和设计意图的基础上进行,所有的工作都是在产品功能约束下进行和完成。变

量装配技术也是实现动态装配设计的关键技术,所谓动态装配设计是指在设计变量、设计变量约束、装配约束驱动下的一种可变的装配设计。

(4)真实感技术

真实感技术是应用CAD软件本身具有的渲染技术,赋予已经设计出来的模型诸如颜色和材质属性,在不同外部条件(如光线)下观察模型的外观是否达到原先所设想的美观性要求。如AUTOCAD的“渲染”模块和UG重的“VISUALIZATICN”子命令等。

§1.4 本文研究的内容

本文以注塑分析系统Moldflow为工作平台,模拟了空气室上体的注塑过程。对其进行CAE分析。从浇口位置的选择到各种工艺参数的确定,对可能的方案进行了比较,模拟过程出现的问题进行了分析,最终达到优化的目的。

第二章:注塑成型及成型材料的介绍

§2.1注塑成型过程的介绍

塑料注塑成型是目前塑料加工中普遍采用的方法。除用于热塑性塑料成型外,近年来,也有部分热固性塑料的成型加工采用注射成型方法。注塑成型的生产效率高,易于实现机械化和自动化,并能制造外形复杂,尺寸精确的塑料制件,60%~70%的塑料制件用此方法生产。

2.1.1注塑成型工艺过程

一个完整的注塑成型过程包括成型前的准备,注塑成型过程,制件的后处理三个过程。

1. 注塑成型的前准备

为使注塑成型过程顺利进行和保证制件质量,成型前应该对所有的塑料原料和设备做一些前期准备工作。

①检验塑料原料的色泽,颗粒的大小,均匀性等;测定塑料的工艺性能;如果原料是粉料,则有时还需要对进行染色和造粒;对易吸湿的塑料进行充分的干燥和预热。

②对料筒进行清洗或拆换。

③对制件带有金属嵌件时,对嵌件进行预热,防止嵌件周围产生过大的内应力。

④对脱模困难的制件,要选择合适的脱模剂。脱模剂是使塑料制件容易从模具中脱出而覆在模具表面的一种助剂。常用的脱模剂有硬脂酸锌,液体石蜡,硅油等。

2. 注塑成型过程

注塑成型的原理图。

首先将准备好的塑料原料加入注塑机的料斗,然后送进加热的料筒中,经过加热熔融塑化成粘流态塑料溶体,在注塑机的柱塞或螺杆的高压推动下经喷嘴注入模具型腔,塑料溶体充满型腔后,需要溶体保压一定时间,使制件在型腔中冷却,硬化,定性,压力撤销后开模,并利用注塑机的顶出机构使得制件脱模,最后取出制件。这样就完成了一次注塑成型制件循环,以后不断重复上述周期的生产过程。

3. 制件的后处理

为改善和提高制件的性能和尺寸稳定性,制件经脱模或机械加工后应进行适当的后处理。后处理主要是指退火和调湿处理。

①退火处理

退火处理是将塑料制件放在定温的加热液体介质中,或者在热空气循环烘箱中静置一段时间,然后缓慢冷却的过程。其目的是减少或消除制件的内应力。

②调湿处理是将刚脱模的制件放在热水中隔热空气进行防止氧化的退火,同时加快达到吸湿平衡的一种后处理方法。其目的是使制件的颜色,性能,尺寸得到稳定。

2.1.2 注塑成型的工艺参数

1. 温度

注塑成型时需要控制的温度主要有料筒温度,喷嘴温度,模具温度

①料筒温度应控制在塑料的粘流温度和热分解温度之间。料筒温度直接影响塑料溶体冲模过程和制件的质量。选择时要考虑塑料的性能,注塑机类型,制件及模具结构特点等

②在选择喷嘴温度时,由于考虑到塑料溶体与喷嘴制件的摩擦热能使溶体经过喷嘴后出现很高的温升,故为防止溶体在直通式喷嘴可能发生的流涎现象,通常使喷嘴温度略低于料筒的最高温度。

③模具温度主要影响塑料在型腔内的流动和冷却,它的高低取决于塑料的结晶性,制件的尺寸和结构,性能要求以及其它工艺条件(溶体温度,注塑压力及注塑速度,成型周期等)。

2. 压力

主要有塑化压力和注塑压力。一般操作中,塑化压力应在保证制件质量的前提下越低越好。而注塑压力是克服塑料溶体从料筒流向型腔时的助力保证充模速率和对塑料溶体压实,其大小取决于塑料品种,注塑机类型,模具浇注系统的结构,尺寸与表面粗糙度,模具温度,制件的壁厚及流程大小等多种因素。

3. 时间

主要有注塑时间和辅助时间。前者包括充模时间,保压时间和合模冷却时间。

后者包括开模,脱模,涂脱模剂,安装嵌块,合模等时间。

§2.2 ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)的介绍

由于所选材料为ABS,所以对其进行简单的介绍:

ABS无毒,无味,呈微黄色,成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.02~1.05g/cm3。ABS有极好的抗冲击强度,且在低温下也不迅速下降。有良好的机械强度和一定的耐磨性,耐寒性,耐油性,耐水性,化学稳定性和电气性能。

ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度易稍大;ABS 易吸水,成型加工前应进行干燥处理;易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的助力;在正常的成型条件下,壁厚,溶料温度及收缩率影响极小。要求塑件精度高时,模具温度可控制在50~60℃,要求塑料光泽和耐热时,应控制在60~80℃。

ABS成型条件参照

注塑成型机的类型为螺杆式,计算收缩率为0.6~0.8,预热的温度为80~85℃,预热时间为2~3小时,料筒温度前段180~200℃,中段165~180℃,后段150~170℃,喷嘴温度170-180℃,模具温度50~80℃,注塑压力60~100MPa,成型时间注塑时间20~90高压时间0~5冷却时间20~120总周期50~220,螺杆转速30r/min,后处理为红外线灯,鼓风烘箱在70℃下2~4小时。

ABS的成型特点

ABS在升温时粘度增高,所以成型压力较高,塑料上的脱模斜度稍大;ABS 易吸水,成型加工前应进行干燥处理,易产生熔接痕,模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力,在正常的成型条件下,壁厚,熔料温度及收缩率影响极小,要求塑件精度高时,模具温度可控制在50-60C o,要求塑件光泽和耐热时,应控制在60-80C o。

ABS的成型工艺

1、干燥

ABS是吸水的塑料,于室温下,24小时可吸收0.2%-0.35%水分,虽然这种水分不至于对机械性能产生重大影响,但注塑时若湿度超过0.2%,塑料表面质量会受大的影响,所以对ABS进行成型加工时,一定要预先干燥,而且干燥后的水分含量应小于0.2%。

2、模具温度

模温一般控制在60-90℃,但最好为60℃,玻纤增强制品取上限。

3、注射压力

注射压力一般控制在1500bar,而在保压阶段可在750bar左右。

4、喷嘴、流道、浇口

由于ABS粘度较PS高,所以用较大的圆形或梯形浇口和流道,适用的冷流道模具的流道,直径应为6-8mm,或同等的梯形流道。半圆形流道并不适用。ABS

适用于多种模具,包括热流道、无流道等,如采用热流道模具,流道直径可介于12-15mm,浇口可采用针状,薄膜形,潜水形和扇形。模具应设置排气孔,避免物料的烧焦。

5、注射速度、注射压力、背压

一般ABS制品采用高速及多级注射,但是对于阻燃品级,要慢速注射,以避免注射料的分解,耐热ABS也要快速注射(可减少内部应力),注射压力在1500bar

左右,保压时可低些。背压控制越低越好,常用的表压为5bar,背压最高时可采用15bar,螺杆前进速度采用慢速,一般不超过0.55~0.65m/s。

6、熔体温度

不同品级温度不同,如ABS/PVC,阻燃ABS其熔体温度比一般ABS低,高温级的PC/ABS掺混料与ABS/SMA掺混料就须要较高的溶体温度,电镀级的ABS也要有较高的熔体温度。

7、机筒停留时间

在265℃温度下,物料在机筒内停留时间最多不能超过5-6分钟,若温度为280℃,则物料在机筒内停留时间就不能超过2-3分钟,若生产过程中出现意外,应先把机筒温度调低至120℃,才可用一般ABS级来清理机筒,有些ABS制品在顶出时并无问题,但却可能会在储存期内产生褐色或黄色条纹,可能是由于机筒过热或滞留时间过长而引起。[7]

第三章:注塑模浇口位置的优化选择

§3.1注塑件浇口优化的前期处理

通过浇口位置的分析,系统可以自动分析出最佳浇口的位置,在进行Moldflow分析之前,对工件要进行相应的处理。

在分析前,导入Fusion模型,并进行相应的网格的划分,进行网格缺陷的修复。再设定相应的分析次序,材料,成型工艺参数等,最后进行浇口位置的分析。在进行建模时由于工件的复杂,所以不可能在每个地方都进行网格细化,但在在熔接痕,气穴,滞迟等对网格敏感的地方,网格划分和处理一定要精确。如图

图3.1 导入的Fusion模型

图3.2 网格划分后的模型

图3.3 网格划分和修复后统计的结果

经过网格的修复处理,应有达到以下的条件:

1. 未创建流道,气道和水路等对象时,柱体数为1;

2. 连通性的个数为1

3. Fusion模型的网格中自由边的个数应为0

4. Fusion中只存在自由边,交叉边数为0

5. 配向不正确的单元为0

6. 交叉单元,完全重叠单元,重叠柱体数都为0

7. 纵横比中,最大的的值不超过20,推荐在6-8之间,该值越小越好

8. 匹配率是反应模型上下表面网格单元相互匹配的程度,不能低于50%,太

低时应该重新划分网格。

§3.2注塑件浇口位置的对比分析

对浇口位置进行可分析,得出了适合浇口的区域:

图3.4 分析得到的最佳浇口最值的区域

其中,越靠近蓝色的区域越适合浇口位置的设定,分布在最大环上,而最不适合浇口位置的是红色的区域也就是最远端。由分析可以得到从上到下选择的三点的浇口位置的适合率分别为78.91%,86.47%,80.18%(如图3.4)。

§3.3注塑件浇口位置的确定

考虑到浇口位置对注塑过程的影响和产品质量及外观的影响,将选择78.91%和86.47%的两点进行具体的比较,分别定义为第一和第二浇注点

图3.5 第一浇注点

图3.6 第二浇注点

图3.7第一和第二两点浇口适应的比较

第四章:注塑件模拟仿真过程及相关的分析

注塑件流动模拟分析主要是以下的几个方面进行分析,流动,填充,冷却,和翘曲分析。

首先,制件模型要通过网格检测;通过优化分析,得到最佳浇口位置和工艺窗口;然后,进行fill分析;优化制件的填充,获得平衡的浇口系统和合理的尺寸以及可行的保压曲线;其次,进行cool分析;将温度差值减到最小,注意不要填充分析结果作为cool的输入;再次,进行flow分析;必要时对保压曲线进行优化,在flow之前进行cool分析,将cool的结果作为flow的输入,因为cool 对pack可能产生很强的影响;最后,进行warp分析;确定翘曲的类型,确定翘曲大小,确定翘曲产生原因,减少翘曲。

§4.1 Fill分析

填充阶段从溶体进入模腔开始,当溶体达到模具型腔的末端,模具型腔体积被填满时就完成了填充。Fill分析计算处从注塑开始到模腔被填满整个过程中的流动前沿温度。FILL分析得到的相关结论如下:

4.1.1 注塑位置压力分析

图4.1 第一点注塑位置压力的xy图

图4.2第二点注塑位置压力的xy图

由图可知,第一注射点在3.874秒时注射的压力达到了最大值42.51MPa,第二注塑点在4.274秒时注塑压力达到最大的46.17MPa。相比之下第一注塑点所用的时间更少,并且压力相对更低。

4.1.2 充填时间分析

图4.3 第一注塑点注塑时填充时间

图4.4 第二注塑点注塑时填充时间

第一注塑点注塑时需要的填充时间为3.969秒,第二注塑点注塑时需要的填充时间为4.368秒。由图片可以得出,没有发生短射,说明材料的流动性和壁厚良好。

4.1.3 气穴分析

图4.5 第一注塑点注塑气穴位置

图4.6 第二注塑点注塑气穴位置

第一注塑点注塑时气穴现象主要出现在最大环的位置并且均匀分布,在注塑的最远端也出现了气穴,气穴处全部都出现在注塑的最末端。第二注塑点时气穴分布的比较均匀,在注塑的末端和柱面上也存在。可以加大最大环处及填充末端的排气,加深排气槽的深度,考虑到装配后的整体外观,一二两点注塑的影响都不大,相比之下第一点更好。

在第一注射点注塑时,由于气穴现象出现在最大环处,所以这是分型面的最好的选择。

4.1.4 流动前沿温度

图4.7第一注塑点注塑流动前沿温度

图4.8第二注塑点注塑流动前沿温度

流动前沿的温度代表的是溶胶前沿截面中心的温度,如果流动前沿温度高,溶胶流动将更为流畅且熔接线强度通常都比较好。塑料件的料温为255℃,而在注塑件的主要部位的前沿温度为254.7℃到255℃,前沿温度与料温比较接近,这说明制件填充情况较好,无迟滞现象发生,同时也意味着结合线将会有很高的强度。而在制件的最远端的最低温度为253.1℃,相差也不大,而且由于制件的长度的因素,会影响到料温的损失,加上是非关键表面,可以接受。相比之下,在第二注塑点注塑时,流动前沿温度比较均匀,在主要面上的温度并不是很高,所以优势也不大。所以选择第一注塑点,有利于得到更好的所需求的表面。

4.1.5 体积剪切速率

图4.9 第一注塑点注塑体积剪切速率

图4.10 第一注塑点注塑体积剪切速率

剪切速率是速度变化大小的度量,同时代表塑料被剪切变形的速率。剪切速率越大,塑料被变形的速率越高,此时就有可能会拉断塑料高分子链,产生裂解,变色,机械性能降低等问题,从而影响产品强度。因此,剪切速率值应不超过材料的极限值。材料的最大剪切速率为12000 1/s,而预测值为10659 1/s 和1691.11/s都未超出预设值。相比第二点的速率要小,主要是因为注射时间长导致的。

4.1.6 体积收缩率

图4.11 第一注塑点的体积收缩率

图4.12 第二注塑点的体积收缩率

体积收缩率用于查看制件的体积收缩情况,也可用于判断是否有缩痕,缩孔出现的参照,如果某一小部分区域的收缩率远远高于其他部位,则此部位很可能会产生缩痕或者缩孔。由于结果显示的是制件顶出的收缩情况,所以也直接反映出制件成型后的制品。整个型腔的收缩率应该均匀,但通常难以实现。可通过调整保压曲线使收缩率均匀一些。在无过保压的情况下,保压压力越高,体积收缩率越小。图中的收缩率都比较均匀,并为出现较大的跨度。

4.1.7 型腔壁处的剪切应力

图4.13第一注塑点的壁上剪切应力

图4.14 第二注塑点的壁上剪切应力

其值不能超过材料许可的极限值。虽然值在0-2.905MPa,但查询可以知道,其值都不会超过0.1MPa,而材料的允许推荐值为0.28MPa,其结果不会超过该值。

4.1.8 熔痕指数

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