塑料配件的注塑模具設(shè)計及其充填模擬-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,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) 為了進行CAE分析，必須要對零件進行網(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stl格式，進行網(wǎng)格劃分，一個好的質(zhì)量的網(wǎng)格，才能有合適的邊界條件。網(wǎng)格劃分好之后進行網(wǎng)格修補，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)格三角形單元邊長為 5.00mm。 在 Moldflow 中，對網(wǎng)格的參數(shù)進行研究和分析，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)計中，自由邊、重合邊、梁單元、連通域等參數(shù)均沒有錯誤，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 充填時間分析 充填的時候，塑料熔體沿著流道進入模腔，設(shè)計的時候?qū)?個澆口的流道設(shè)計成相等的長度，塑料熔體容易開始注入到到達澆口的時間是相等的。進入型腔之后，同時充填各個部分。如下圖所示，深藍色的部位是填充時間最短的區(qū)域，相反，紅色區(qū)域就是填充時間最長的區(qū)域，也就是說紅色區(qū)域是塑料熔體最遲到達的地方。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模腔的充填時間。 圖10-2 充填時間 從上圖分析可以得出，該模具型腔每一個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，塑料熔體到達的時間都是相同的。 軟件分析塑料熔體的充填時間大約為4.107s。 7.4流動前沿溫度分析 流動前沿溫度是的是塑料熔體充填一個節(jié)點時的中間流溫度，這個溫度是充填過程中流動波前溫度的分布，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，如果流動前沿的溫度高，熔接線強度一般都會高；若流動波前溫度下降的趨勢比較快，接近于凝固溫度，那就會阻礙了后面塑料熔體再進入這個區(qū)域，產(chǎn)生短射。 在壁厚較薄的地方，有可能會出現(xiàn)不能充填的情況，在軟件中，這個區(qū)域沒有溫度顯示。 分析的結(jié)果如下圖所示。 圖10-3 流動前沿溫度 圖中的紅色區(qū)域表示流動前沿溫度比較高，塑料熔體都可以充填這些區(qū)域。藍色區(qū)域表示這些部位流動前沿溫度比較低，可能會發(fā)生塑料溶體凝固的現(xiàn)象，導(dǎo)致溶體停滯流動或者流速過滿。 結(jié)果：流動前沿溫度最高為231.7°，最低式229.9℃。 7.5 頂出時體積收縮率 頂出時的提及收縮率指的是堵料溶體最初進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，頂出時的體積收縮率為9.945，越靠近流道末端，收縮率越小，藍色區(qū)域的收縮率最小。 7.6 鎖模力的分析 在注塑過程中，當定模與動模在注塑機的作用下合模，就會產(chǎn)生一定的鎖模力，鎖模力會隨著時間的變化 而發(fā)生變化。 鎖模力與注塑機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)該超過近注塑機額定鎖模力的80%，以確保安全。 對模具進行鎖模力分析的結(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開始注塑而發(fā)生變化，在塑料熔體進入模具型腔后，鎖模力逐漸增加，大約完成一次塑件注塑周期之后，鎖模力達到最大，之后進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)層因子是取一個中間值，跟隨時間的變化，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，使得每個部位流動的連續(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時已經(jīng)凝固下來。 7.8 熔接痕分析 塑料熔體在不同的澆口進入型腔之后，跟隨型腔的外形緩緩流動，在流動的過程中，例如熔體相遇的地方就有可能會出現(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，尤其是一些對外觀要求比較高的產(chǎn)品來說，更是一種致命的影響，嚴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軟件中進行模擬分析，可以看出熔接痕大概會出現(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，但是這個情況只是接近，并不完全是這樣，需要對實際的情況進行分析。 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告與數(shù)據(jù)，均可以查看附件HTML動態(tài)REPORT所示。 7.10 溫度、零件 在注塑充填完成后，塑件需要通過冷卻水道來降溫，通過一定時間后，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)計合理。 11