洗衣機(jī)波輪注塑模設(shè)計(jì)【一模兩腔】【說(shuō)明書(shū)+CAD+SOLIDWORKS+仿真】
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編號(hào):
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯
(譯文)
學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè): 機(jī)械制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名: 何奕潮
學(xué) 號(hào): 1000110122
指導(dǎo)教師單位: 桂林電子科技大學(xué)
姓 名: 彭曉楠
職 稱: 副教授
2014年 5 月 26 日
摘 錄
巨大線束網(wǎng)絡(luò)的塑料裝飾構(gòu)件集成的發(fā)現(xiàn)在汽車領(lǐng)域上是降低汽車重量的一個(gè)很有吸引力的方式。當(dāng)任何異物插入注射成型的部分,在聚合物中橫截面的變化導(dǎo)致了縮痕是審美缺陷而不是塑料裝飾是可以接受的組件。
在本文中,插入成型采用注射成型過(guò)程分量的方法來(lái)減少或消除縮痕線。采用L9正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)框架用來(lái)研究工藝參數(shù)的影響,部分的肋的幾何形狀,并在水槽的標(biāo)記線本身存在的形成。水槽深度被定義為在表面輪廓可以感覺(jué)到的剩余的偏轉(zhuǎn)。一個(gè)描述性的模擬研究提出在不同的肋的幾何形狀的觀察水池深度標(biāo)記的工藝參數(shù)、模具溫度、熔體溫度和包裝的時(shí)間是不同的。仿真結(jié)果表明,較高的模具溫度可有效地最小化的下沉深度為所有的肋的幾何形狀,而熔體溫度和包時(shí)間的影響取決于特定的肋的幾何形狀。研究結(jié)果還表明,適當(dāng)?shù)慕M合肋的幾何形狀和工藝參數(shù)消除了水槽標(biāo)記。
感 謝
我要感謝我的導(dǎo)師 David C. Angstadt 博士的指導(dǎo)和在這個(gè)項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程中的信任和支持。Angstadt 博士的不斷的反饋和很高的期望,驅(qū)使我不斷進(jìn)取,完成這項(xiàng)工作。我衷心感謝 Mica Grujicic博士讓我進(jìn)入Moldflow。
特別感謝我的研究生同學(xué)Peiman Mosaddegh 和Celina Renner這項(xiàng)工作的過(guò)程中的無(wú)私幫助。我還要感謝我的朋友 Nitendra Nath,Gayatri Keskar,Sonia Ramnani,Shyam Panyam,Judhajit Roy 和 Ajit Kanda的不斷鼓勵(lì)和幫助。最后,我要感謝我的家人和朋友們所有的愛(ài)和關(guān)懷,如果沒(méi)有這些的話,這項(xiàng)工作將是不完整的。
第1章 引言
汽車制造商正越來(lái)越多地用塑料解決方案來(lái)減輕重量。最近的一項(xiàng)研究表明,塑料占了10%的汽車的總重量。塑料在汽車從內(nèi)部的保險(xiǎn)杠到外部的門體都存在。隨著塑料使用的增加,塑料已在汽車電氣設(shè)備的使用有了巨大的增加。這導(dǎo)致的一個(gè)廣泛的網(wǎng)絡(luò)線的需要。這些線形成一個(gè)汽車網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)典型的汽車中的線束重量大約70公斤,幾乎2公里長(zhǎng)[ 1 ]。因此,電氣線束連同塑料從一端到另一端。
需要注意的是,在汽車線束的導(dǎo)線尺寸的選擇是維持布線堅(jiān)固而不是導(dǎo)線的電流承載能力。這一結(jié)果在較粗的導(dǎo)線的選擇是一個(gè)特定的應(yīng)用程序所需的??紤]到塑料線束在車身整合將是有益的存在。如果線是由一些方法嵌入到塑料組件本身,儀表的選擇標(biāo)準(zhǔn)可以利用塑料部件硬度需要。這將導(dǎo)致在一個(gè)較小的導(dǎo)線將成為節(jié)省重量的使用途徑。通過(guò)消除保護(hù)帶、管和夾緊裝置的使用來(lái)進(jìn)一步減少線束的重量。另外,如果把連接器納入塑料部件中,電氣連接將建在部件組裝;因此,節(jié)省時(shí)間和設(shè)計(jì)一個(gè)萬(wàn)無(wú)一失的方法來(lái)避免錯(cuò)誤連接。嵌件注射成型的大規(guī)模生產(chǎn)線是這樣的組件生產(chǎn)最簡(jiǎn)單最便宜的方法。雖然這種方法有許多優(yōu)點(diǎn),但使用此過(guò)程的主要因素是防止該制造方法的使用過(guò)程中伴隨表面缺陷,通常下沉標(biāo)記。
對(duì)這種方法的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃谄嚨哪どa(chǎn)。其中一個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用可能是儀表板。一個(gè)儀表板有各種電線沿著它的應(yīng)用如娛樂(lè)系統(tǒng)、燈光、空調(diào)機(jī)組等。例如,汽車收音機(jī)大約需要1.5A的工作電流。平均線規(guī)為20 導(dǎo)線與一個(gè)0.8毫米的鋼絲直徑可以進(jìn)行輸電1.5A,滿足車載收音機(jī)的要求。使用插入成型線在控制臺(tái)向無(wú)線供電意味著控制臺(tái)表面必須無(wú)缺陷。因此,本研究的目的是選擇導(dǎo)線尺寸為0.8mm。
本研究的目的是消除或減少縮痕并用0.8mm直徑鋼絲插入模制組件。
1.1 注射成型工藝
注射成型是塑料部件循環(huán)用于大規(guī)模生產(chǎn)的最常見(jiàn)的制造技術(shù)。注塑成型,顧名思義,是由熔融聚合物注射到模具的壓力下得到成品。這是一個(gè)高效率、低成本需要非常少的的過(guò)程,在大多數(shù)情況下,沒(méi)有整理工藝的高耐控制性和可重復(fù)性。無(wú)論是熱塑性塑料和熱固性塑料都可以注塑成型,制造復(fù)雜的零件。
注塑周期
注塑周期開(kāi)始的兩個(gè)半模模腔閉合創(chuàng)建。其次是充盈階段、壓緊階段和冷卻階段。
充盈階段:當(dāng)周期開(kāi)始,針筒向前運(yùn)動(dòng)。成型周期的開(kāi)始是由手動(dòng)控制或由自動(dòng)和半自動(dòng)閉合模具成型周期觸發(fā)。加熱線圈的熔體在螺桿的聚合物材料。螺桿前進(jìn),產(chǎn)生壓力,迫使熔融的塑料通過(guò)噴嘴進(jìn)入模具型腔通過(guò)澆口和流動(dòng)腔。這個(gè)階段持續(xù)到模腔被完全填充。圖1顯示了在注塑周期的各個(gè)階段。
壓緊階段:在充填階段結(jié)束時(shí)幾乎完全填充模具型腔時(shí)壓緊周期開(kāi)始。在這一階段,腔體內(nèi)的壓力一直維持到凍結(jié)為止。通過(guò)保持模具內(nèi)的壓力,由于冷卻后少量的聚合物熔體流入空腔。
冷卻階段:在壓緊階段材料最終允許冷卻進(jìn)一步留在模具中,直到它本身具有足夠的剛性,被移除。三個(gè)階段中冷卻周期最長(zhǎng),其次是壓緊階段。在這一階段,熱量在模具的冷卻系統(tǒng)的指定冷卻時(shí)間下完成。
圖1:注塑周期
嵌件成型工藝
嵌件成型是將插入模腔的周圍注入聚合物。這個(gè)過(guò)程形成了一個(gè)單一成分組成的插入嵌入塑料。嵌件本身可能是一個(gè)金屬物體在某種情況下的導(dǎo)線或其它聚合物。一些嵌件成型常見(jiàn)的應(yīng)用是電氣插頭、螺紋緊固件、保險(xiǎn)杠、汽車尾燈和螺栓組件等。在塑料部件嵌入成型線的主要優(yōu)勢(shì)在于導(dǎo)致減少裝配時(shí)間和勞動(dòng)力成本,自先前獨(dú)立的線束和裝飾形成單一的構(gòu)件。有一部分而不是兩部分同樣也會(huì)使結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固可靠。這樣的組合可以允許使用更薄的電線達(dá)到體重的減少。
圖2嵌件成型機(jī)電連接器
可維護(hù)性和可修復(fù)性都被認(rèn)為這種方法是能用于集成電線束、塑料件。在任何時(shí)間內(nèi)部的配線組件甚至一個(gè)小故障出現(xiàn),那么整個(gè)部分將會(huì)會(huì)被取代。從客觀角度來(lái)說(shuō),這不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的選擇。
第二章 噴射模塑法
這種注射成型工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是在大規(guī)模進(jìn)行重復(fù)相同的零件的能力。這就要求一直制造無(wú)缺陷的零件。進(jìn)入一個(gè)好的注射成型的部分的重要方面:
1、 部分設(shè)計(jì)
2、模具設(shè)計(jì)
3、高分子材料
4、加工參數(shù)
5、成型機(jī)
結(jié)合上述方面適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行了良好的無(wú)缺陷的塑件。下一部分將這些方面的簡(jiǎn)要討論注塑成型。
高分子材料
高分子顧名思義是由鏈的單體通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合在一起的聚合物。單體是聚合物鏈周期性重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元。圖3顯示了乙烯單體,n個(gè)單體一起使聚乙烯聚合物。聚合物大致分為熱固塑料,熱塑性塑料和彈性體。
圖3 乙烯單體
熱固塑料
熱固塑料是由共價(jià)鍵組成。該熱固性塑料加熱發(fā)生化學(xué)固化。該固化形成共價(jià)鍵的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。這些塑料在聚合物鏈和多個(gè)聚合物鏈之間的存在。聚合物鏈之間的共價(jià)鍵熔化使熱固性塑料形成。熱固性一旦形成便不能再次熔化成為一個(gè)新的形狀,這意味著它們不能回收利用。相比于熱塑性塑料的這些聚合物更硬、更強(qiáng)。一些常見(jiàn)的熱固性塑料有橡膠、酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂等。
熱塑性塑料
熱塑性聚合物共價(jià)鍵在鏈與鏈本身是由范德華力連接在一起,但比共價(jià)鍵弱的。由于這些弱鍵連接鏈的存在,這些聚合物可重熔改造成不同的熱固性聚合物。根據(jù)聚合物結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步分為的非晶態(tài)和半結(jié)晶聚合物兩大類。
非晶態(tài)聚合物的聚合物鏈的隨機(jī)結(jié)構(gòu)。他們沒(méi)有明顯的熔點(diǎn),他們會(huì)從固體到液體相反,他們有一個(gè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的聚合物鍵的削弱和聚合物流動(dòng)。非晶態(tài)聚合物均勻收縮在流動(dòng)方向和橫向方向。一些常見(jiàn)的非晶態(tài)聚合物為聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)。
半結(jié)晶聚合物是那些有一個(gè)有序分子結(jié)構(gòu)的形成與非晶區(qū)圍繞這些補(bǔ)償?shù)木w結(jié)構(gòu)的晶體。這些聚合物有一個(gè)非常明確的熔融溫度(Tm)在他們的半結(jié)晶結(jié)構(gòu)消失。他們通常不收縮的流動(dòng)方向與橫向流動(dòng)。一些常見(jiàn)的半結(jié)晶聚合物高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)。
彈性體
高于玻璃的轉(zhuǎn)化變溫度以上的熱塑性塑料是高度彈性的塑料。他們有一個(gè)范德華力和共價(jià)鍵使彈性體具有高彈性的混合物。由于其結(jié)構(gòu)可以形成和顯示較大的彈性變形。一些常見(jiàn)的彈性體是天然橡膠、丁基橡膠、聚丁二烯。
注模機(jī)
一個(gè)典型的注塑機(jī)由以下部分組成:
l 噴射系統(tǒng):它由料斗、往復(fù)螺桿和噴嘴組成。本系統(tǒng)的功能是以高分子為材料,將它熔化產(chǎn)生壓力并注射到模具中。料斗持有的顆?;蝾w粒形式的材料并將其提供到桶中。其中桶內(nèi)往復(fù)螺桿和加熱塑化的聚合物材料帶。螺桿壓縮材料并把它傳送到噴嘴是筒和模具之間的連接處。
l 模具系統(tǒng):模具的工藝成形裝置。它有所需部分的逆幾何的需要。它包括固定和移動(dòng)盤、底座板、模腔澆口、流道系統(tǒng)、冷卻模具、冷卻通道,模腔澆口加入形成按流道系統(tǒng)熔融的路線產(chǎn)生的聚合物模具型,并使模具表面溫度保持在所需的值。模具作為熔體凍結(jié)形成模制部分充當(dāng)散熱系統(tǒng)。
l 液壓系統(tǒng):它由泵、閥門、液壓馬達(dá)以及相關(guān)管道和儲(chǔ)存器。它為操作模具開(kāi)合提供動(dòng)力,夾緊力在封閉循環(huán)保持模具,移動(dòng)桿和平移旋轉(zhuǎn)螺絲。夾緊單元保持兩半模具合成一個(gè)模腔。如果鎖模壓力太小,導(dǎo)致模具不能正常關(guān)閉致使聚合物通過(guò)分模線泄露和建立坐標(biāo)太高的夾緊壓力最終對(duì)模具的磨損和損壞。
l 控制系統(tǒng):全電子控制工藝參數(shù),如溫度、壓力、螺桿轉(zhuǎn)速及位置、模具的開(kāi)合、次集體形式的機(jī)控制系統(tǒng)。它是運(yùn)行自動(dòng)操作必不可少的機(jī)器。
注塑成型缺陷
在這種情況下,上述參數(shù)不適當(dāng)控制常造成各種常見(jiàn)缺陷。其中有些是下面提到的:
1、 尺寸偏差的變化是零件的尺寸從一批批注塑過(guò)程到注塑模生產(chǎn)的機(jī)器設(shè)置保持不變。不可靠機(jī)器控制,造型小窗口或不穩(wěn)定的物質(zhì),通常導(dǎo)致的尺寸變化。
2、凹痕是模制零件的表面局部凹陷。的空隙中的核心的真空氣泡。工藝參數(shù)的組合導(dǎo)致的凹痕和空隙。
3、氣泡是空氣模制零件內(nèi)。在模具排氣不當(dāng)導(dǎo)致這些。
4、焊縫和融合線在成型零件表面看到線。焊接線形成獨(dú)立的熔體流動(dòng)前沿的相反方向流動(dòng)滿足。將12線形成時(shí)的流動(dòng)前沿的相互平行的滿足。孔,插入多個(gè)大門,壁厚變化導(dǎo)致多流動(dòng)方面導(dǎo)致焊縫和融合線。
5、Flash是過(guò)度的物質(zhì)泄漏的地方,如模具分型線的分離。低壓力鉗,在合模間隙,高熔體溫度和不當(dāng)?shù)耐L(fēng)會(huì)導(dǎo)致過(guò)度的閃光。
6、噴射時(shí),聚合物注入模具在高流速導(dǎo)致部分填充的空腔極端而逐步開(kāi)始在門口。噴射導(dǎo)致的表面和內(nèi)部缺陷的薄弱環(huán)節(jié)。模具設(shè)計(jì)不當(dāng)和注入剖面隨著熔體溫度的選擇可能會(huì)導(dǎo)致噴射。
7、黑色的斑點(diǎn)或條紋,脆性,燒痕和變色的黑斑,由于材料降解或截留的空氣形成。
8、分層剝離的模制零件的表面層。不相容的聚合物共混物,低的熔體溫度,水分過(guò)多或脫模劑可能會(huì)導(dǎo)致剝離。
9、魚(yú)的眼睛unmolten材料被注入模具型腔和出現(xiàn)在模制部件的表面。低筒溫度,材料的污染或較低的螺桿轉(zhuǎn)速和背壓導(dǎo)致魚(yú)的眼睛。
收縮與翹曲
所有的聚合物進(jìn)行大體積的變化作為他們從他們的熔融階段剛性固體。在沒(méi)有任何外部壓力,固體體積通常是液體體積的75%。在注塑成型的情況下由于灌裝是迫于壓力,體積變化約為15%。在改變尺寸的聚合物的體積結(jié)果作為一個(gè)部分結(jié)冰導(dǎo)致的收縮和翹曲劇變。
收縮與翹曲是兩種最常見(jiàn)的,幾乎是不可避免的,適當(dāng)?shù)恼疹櫩梢钥刂圃诳山邮艿姆秶鷥?nèi)的缺陷。部分收縮的部分的尺寸的減少。收縮的發(fā)生是由于聚合物熔體的收縮,它經(jīng)歷了冷卻和熱能量損失。作為熱能量是從聚合物的質(zhì)量,聚合物鏈開(kāi)始放松他們的緊張狀態(tài)導(dǎo)致部分熔融相期間收縮。
如果收縮均勻,零件不變形,只是部分的端尺寸小于模具尺寸。在這種情況下,在聚合物的百分比的變化是知道,問(wèn)題的變維數(shù)可以很容易地創(chuàng)建一個(gè)比所需零件尺寸較大的模具解決。均勻收縮是可以接受的可以接受的,可以通過(guò)控制冷卻速率和包裝。
當(dāng)收縮是不均勻的,零件容易變形,結(jié)果是部分翹曲。作為部分縮小不平等的冷卻時(shí),在應(yīng)力發(fā)展的一部分,根據(jù)零件的剛度,它經(jīng)歷了變形。翹曲的一些原因是不同的墻段,在薄片澆口,造成焊縫線芯,像半結(jié)晶熱塑性塑料材料的各向異性收縮14的非均勻特性如前所述等。
收縮發(fā)生在3個(gè)階段[ 6 ]:
1、 模內(nèi)收縮發(fā)生的包裝和冷卻階段期間。
2、作為–模具收縮發(fā)生在模具打開(kāi)。
3、后收縮發(fā)生在48小時(shí)結(jié)束后的模具已噴出的收縮。尺寸的變化主要是由于老化,匍匐,結(jié)晶等。
凹痕
縮痕是局部凹陷在注射成型由于微分冷卻部分形成。凹痕審美缺陷單獨(dú)不影響強(qiáng)度的部分。為組件形成的筋膜的產(chǎn)品,下陷導(dǎo)致的拒絕和不可接受的。
隨著熔體注入模具中,熔融聚合物來(lái)與模具接觸冷卻器。與模壁接觸的聚合物開(kāi)始凍結(jié)。作為聚合物冷卻發(fā)生體積收縮。因此,在橫截面開(kāi)始收縮的聚合物需要更多的高分子材料在核心部分補(bǔ)償收縮。如果熔融的聚合物不提供這部分往往把冷凍的皮膚層對(duì)導(dǎo)致沉標(biāo)記如圖4所示的核心。
由于水槽的標(biāo)記的性質(zhì),被反射的光在不同的角度使他們看得見(jiàn)的眼睛。這種視覺(jué)缺陷,使部分審美不能接受的15所有筋膜的應(yīng)用。由于這項(xiàng)研究的目的是試圖將導(dǎo)線插入裝飾,它是可見(jiàn)的,貫穿汽車標(biāo)記,減少和消除是重要的匯。
如果有一個(gè)插入在模目前,它作為一個(gè)散熱片和聚合物在插入也冷卻和凝固。現(xiàn)在,截面相對(duì)較薄的部分我們已經(jīng)2冰凍層塑料。
在這項(xiàng)研究中,一個(gè)電線插入肋截面。在這種結(jié)構(gòu)中,線現(xiàn)在作為散熱器的塑料熔體和抑制收縮在銷的法蒂和A.H. [ 7 ]的觀察。
圖4 凹痕
注射成型工藝參數(shù)
部件的質(zhì)量取決于制造零件的加工條件。控制沉標(biāo)記是容易控制和有重大影響的參數(shù)如下:
1、 高分子材料:聚合物的收縮特性需要加以考慮,選擇材料的應(yīng)用是至關(guān)重要的,如果零件尺寸。根據(jù)不同的熱塑性材料的結(jié)構(gòu),(無(wú)定形或半結(jié)晶)的一些見(jiàn)解可以預(yù)測(cè)聚合物的行為,這是處理。和昌費(fèi)森[ 8 ]觀察到高密度聚乙烯(HDPE)半結(jié)晶性塑料收縮超過(guò)通用聚苯乙烯(GPPS)和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)是無(wú)定形的。他們還觀察到,在流收縮HDPE比沿流動(dòng)方向。對(duì)GPS和ABS相反的是真實(shí)的。
2、模具溫度:這是模具的壁面溫度。隨著熔體溫度的冷卻速率決定的模具溫度
聚合物成型。較高的模具溫度導(dǎo)致更長(zhǎng)的冷卻時(shí)間,但同時(shí)成型后的收縮率下降和模制部分更加穩(wěn)定和持久的。
3、熔化溫度:這是熔體的溫度。較高的熔體溫度,較低的熔融使熔體流動(dòng)充填模腔時(shí)容易粘。這也意味著部分需要更長(zhǎng)的冷卻之前,它噴射。
4、注射速度和壓力:它是速度和壓力在空腔內(nèi)填充的材料。如果注射速度太慢,材料開(kāi)始前涼腔填充和所需的壓力上升。同時(shí)門凍結(jié)過(guò)的太快,防止包裝階段完成。如果速度17太高,它會(huì)導(dǎo)致在熔體溫度升高造成更多的收縮一部分冷卻。高的噴射壓力可以提高表面的一部分完成的同時(shí),太高會(huì)導(dǎo)致模具打開(kāi)和閃爍。
5、保壓壓力和時(shí)間:增加保壓壓力和時(shí)間減小收縮。保壓壓力應(yīng)足夠高,否則它會(huì)逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致過(guò)度收縮門附近區(qū)域的聚合物流動(dòng)。同樣,過(guò)短的保壓時(shí)間也導(dǎo)致反流如果門不凍的。
6、冷卻溫度和時(shí)間:如果部分彈出在較高溫度下在較厚的截面中心還處于過(guò)渡階段,頂針可以留下他們的標(biāo)記或變形的部分。如果冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng),成型應(yīng)力的發(fā)展導(dǎo)致成型后的翹曲里面。還大的冷卻時(shí)間導(dǎo)致增加的周期時(shí)間,這可能是不經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模生產(chǎn)。
第三章 計(jì)算機(jī)輔助工程
計(jì)算機(jī)輔助工程
在決策階段,今天的計(jì)算機(jī)使用的是不可避免的。利用計(jì)算機(jī)模擬工程應(yīng)用中被稱為CAE或計(jì)算機(jī)輔助工程。
一個(gè)物理過(guò)程可以表示為一個(gè)數(shù)學(xué)模型[ 9 ]。數(shù)學(xué)模型是一般性質(zhì)的一組常微分。計(jì)算機(jī)可以使用的數(shù)值方法,如果在特定的位置一定的條件是已知的解決這些方程。這可以通過(guò)使用有限元分析(FEA)實(shí)現(xiàn)涉及離散幾何空間點(diǎn)集的節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)還連接構(gòu)成要素。這些元素定義的部分的幾何形狀。元素形成一個(gè)網(wǎng)格。如果部分是二維的,網(wǎng)格是由三角形或四邊形元素作為元素的情況下,3D四面體。這些模型現(xiàn)在代表的幾何和數(shù)學(xué)模型,對(duì)方程的解進(jìn)行了模擬。利用數(shù)值方法通常是解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型[ 10 ]所需的計(jì)算機(jī)代碼。
利用CAE流體流動(dòng)過(guò)程,質(zhì)量守恒原理,動(dòng)量和能量的使用。這些方程對(duì)每個(gè)元素的解決。發(fā)現(xiàn)在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的每一個(gè)時(shí)間步來(lái)模擬流體流動(dòng)的19解這些方程。
質(zhì)量守恒原理是由[ 12 ],
其中:
是速度矢量
動(dòng)量守恒原理,
其中:
是流體密度
是引力效應(yīng)
流體壓力
是刪除算子,i,j,k是在R3的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)
與X,Y,Z坐標(biāo)軸坐標(biāo)。
是流體粘度
是剪切速率
能量守恒原理:
其中:
是流體的比熱
是流體的溫度
是流體膨脹
是流體的熱導(dǎo)率
所有的聚合物加工方法中,CAE在時(shí)間和收費(fèi)軟件的投資條款在實(shí)際制作的部分機(jī)器上的儲(chǔ)蓄是最有利可圖的,當(dāng)用于注射成型工藝。相比其他塑料的制造工藝,百分比的組分用注射成型工藝是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于任何其他如擠出,吹塑,熱成型等。同時(shí),在最好的結(jié)果后,模具是由太貴了。相比,實(shí)驗(yàn)成本,投資于模擬在實(shí)際進(jìn)行的任何模具研究過(guò)程更有利可圖。由于低成本的模擬和計(jì)算的進(jìn)步領(lǐng)域越來(lái)越多的人轉(zhuǎn)向CAE初始決策。這種LED為眾多公司有自己的代碼,與他們的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。模流分析,Moldflow的塑料Insight是一些比較知名的軟件用于分析。本研究是利用Moldflow的塑料Insight進(jìn)行。
Moldflow的塑料Insight的MPI /流動(dòng),冷卻,翹曲分析注塑成型的不同階段,MPI /纖維收縮,應(yīng)力,專門對(duì)付結(jié)果和MPI /氣,微孔發(fā)泡,共注射和反應(yīng)注塑成型模擬塑料成型過(guò)程以外的注射成型。研究了嵌件成型工藝,MPI /流和經(jīng)模塊使用。流模塊用于填充和包裝階段21研究,經(jīng)計(jì)算模塊結(jié)束時(shí)的冷卻循環(huán)塑件翹曲。
Moldflow的塑料Insight(MPI)是一個(gè)產(chǎn)品套件的設(shè)計(jì)來(lái)模擬塑料注射成型工藝及其變體,如氣體輔助注射成型,注射壓縮成型和熱固性塑料加工[ 11 ]。
使用Moldflow模擬的整個(gè)過(guò)程,包括建模,劃分網(wǎng)格,網(wǎng)格編輯,模型驗(yàn)證,作業(yè)準(zhǔn)備,作業(yè)控制,結(jié)果可視化,并生成報(bào)告。它允許自由選擇注塑機(jī),材料,模具設(shè)計(jì),模具材料,在作出任何決定的過(guò)程參數(shù)和噴射的標(biāo)準(zhǔn)。利用Moldflow軟件的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它的圖書(shū)館在290機(jī)描述和超過(guò)7500的熱塑性材料提供了靈活地選擇和嘗試不同的組合沒(méi)有實(shí)際投資創(chuàng)造了很多的原型。
有限元分析網(wǎng)格
Moldflow的三種網(wǎng)格的平面網(wǎng)格,融合網(wǎng)格和三維網(wǎng)格如圖5所示。平面網(wǎng)格應(yīng)用部分的厚度被忽略。網(wǎng)格是在平面或用三角形元素含部分的中心線確定的平面。厚度屬性被指定到這個(gè)層面,故名2.5D模型。融合網(wǎng)格也被稱為雙域TM是另一個(gè)2.5D網(wǎng)。部分被建模為外表面或三角形的22元素。臉上的元素對(duì)齊和匹配。表面網(wǎng)格之間的距離確定的部分的厚度。流是在頂部和底部的模具型腔表面模擬。使用此網(wǎng)格模擬的目的提供了最快的結(jié)果在所有三個(gè)網(wǎng)格。三維網(wǎng)格descritizes整個(gè)部分成四面體單元,是一個(gè)真正的代表性零件的幾何形狀。它是用來(lái)當(dāng)部分考慮的粗短和厚寬比為4:1。
流量分析使用平面和融合網(wǎng)格,Hele-Shaw流動(dòng)模型進(jìn)行以下假設(shè):
1、廣義牛頓流體層流流動(dòng)。
2、性和重力作用被忽略。
3、在平面的熱傳導(dǎo)和對(duì)流是可以忽略不計(jì)的相比,在厚度方向上的4導(dǎo)。從邊緣的熱損失可以忽略的三角形元素。這些假設(shè),特別是厚矮胖的部分將給出錯(cuò)誤的結(jié)果,因此,應(yīng)避免使用這些模型。取而代之的是一個(gè)三維網(wǎng)格應(yīng)用。
三維網(wǎng)格使較少的假設(shè)相比,平面和融合曲面。三維網(wǎng)格使用[ 12 ]:
1、采用全三維Navier斯托克斯方程解算器。
2、解決了質(zhì)量,動(dòng)量,和能量守恒。
3、解決了計(jì)算壓力,導(dǎo)致一個(gè)更準(zhǔn)確的解決方案流的溫度和在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的三個(gè)方向的速度。
4、考慮在所有方向的熱傳導(dǎo)。
5、慣性和重力的影響,包括在計(jì)算。
6、拉伸粘度的影響,被認(rèn)為是壓力依賴的粘度的影響。
三維網(wǎng)格分析采用Navier斯托克斯方程研究熔融塑料的行為。Navier斯托克斯方程描述的流體運(yùn)動(dòng)–。它是基于質(zhì)量守恒原理,動(dòng)量和能量[ 13 ]。
對(duì)可壓縮流動(dòng)方程的廣義形式給出,
其中:
是流體密度
是流動(dòng)速度矢量
是該刪除操作
是壓力
是作用于流體的體力
第二粘度系數(shù)
包裝分析,Moldflow使用共軛的偏微分方程的求解–壓力梯度。共軛梯度法是對(duì)線性方程組的矩陣是對(duì)稱正定的[ 14 ]系統(tǒng)數(shù)值解的迭代法。
分析過(guò)程定義
模擬的過(guò)程中,獲得的結(jié)果與實(shí)際,確定過(guò)程中有用的模擬是至關(guān)重要的。這涉及到建模的材料,機(jī)器和設(shè)置參數(shù)的機(jī)器。Moldflow材料庫(kù)進(jìn)行數(shù)學(xué)模型定義的所有主要的塑料制造商的材料特性。本機(jī)是在其行程長(zhǎng)度,螺釘直徑的定義,夾緊力和喜歡。機(jī)器的圖書(shū)館具有良好定義的機(jī)的主要制造商和一些基于其噸位。
充填階段使用注射速度分布的定義,從填充包裝階段的轉(zhuǎn)換點(diǎn),模具和熔體溫度。注射速度剖面可定義的絕對(duì)值或百分比的最大速度或流量過(guò)行程長(zhǎng)度或時(shí)間。切換是在RAM位置定義的術(shù)語(yǔ),體積填充率,注射或液壓壓力和注射時(shí)間。
包裝階段使用保壓壓力定義的文件。包裝的階段描述的液壓,注射或最大的機(jī)壓在幾秒鐘的時(shí)間百分比。流程定義的兩端與冷卻時(shí)間或噴射標(biāo)準(zhǔn)。
第4章 仿真方法論
概述
如前所述,控制下沉深度我們不得不處理等多因素,
1、材料成型
2、零件的幾何形狀
3、的工藝參數(shù),即
a.模具溫度
b.模具溫度
c.包裝的壓力和時(shí)間
d.冷卻時(shí)間
e.注塑壓力和時(shí)間
f.切換點(diǎn)從填充包裝的時(shí)間
從以前在這一領(lǐng)域的研究,幾何和材料選用塑料制品的收縮特性起主要作用。常和厄內(nèi)斯特[ 7 ]發(fā)現(xiàn)材料中起主要作用的收縮值。阿拉姆和卡拉姆[ 15 ]利用流道平衡的模具的幾何形狀的一部分來(lái)優(yōu)化收縮。史密斯和南[ 16 ]發(fā)現(xiàn)改變肋入口形狀和誘導(dǎo)不等流速?gòu)睦吖莾蓚?cè)減少下沉深度33%。因此,幾何和材料的主要因素,而工藝參數(shù)進(jìn)行微調(diào)的過(guò)程。本文采用的策略是前26的效果比較插入成型在匯線通過(guò)模擬注塑成型過(guò)程的一部分,與無(wú)線在它。分析了不同的幾何形狀,其次對(duì)縮痕的幾何形狀的影響是下一個(gè)工藝參數(shù)對(duì)槽深度的影響。從這些試驗(yàn)中我們希望達(dá)成最佳的幾何形狀和最佳沉標(biāo)記特征參數(shù)組合。
既然我們已經(jīng)研究了多參數(shù),實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)技術(shù)實(shí)現(xiàn)做同樣的系統(tǒng)。在前面的部分,縮痕可以通過(guò)正確的組合的各種參數(shù)如零件設(shè)計(jì)減少或消除(即幾何形狀的一部分)的工藝參數(shù),用于聚合物材料的應(yīng)用。一個(gè)系統(tǒng)的方法來(lái)研究這些參數(shù)的效果是通過(guò)使用DOE技術(shù)。DOE實(shí)驗(yàn)的框架是用來(lái)量化的因素之間的不確定的因素的相互作用的測(cè)量統(tǒng)計(jì)通過(guò)強(qiáng)迫的變化應(yīng)有條不紊地由數(shù)學(xué)系統(tǒng)表[ 17 ]。美國(guó)能源部允許的參數(shù)對(duì)過(guò)程的影響研究。美國(guó)能源部在各種情況下,如實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo),相似的細(xì)調(diào)諧過(guò)程是適用的,最大化或最小化的響應(yīng)或減少變異或使給定過(guò)程的魯棒性。在這項(xiàng)研究的目的是達(dá)到最小或沒(méi)有插入模制塑料零件下陷。
一些常見(jiàn)的術(shù)語(yǔ)在處理與美國(guó)能源部:
-因素是可以控制和影響最終結(jié)果的性能參數(shù),
-對(duì)參數(shù)水平值或設(shè)置的因素,在美國(guó)能源部的研究,
- DOE響應(yīng)性能或輸出實(shí)現(xiàn)因素的特定組合在特定的水平。
DOE技術(shù)是基于蓄意的變化的一個(gè)或多個(gè)因素,觀察其對(duì)這些變化的響應(yīng)。
材料的選擇
提高性能的一部分,而不是使用一個(gè)單一的聚合物的兩種或兩種以上的聚合物的應(yīng)用。當(dāng)混合聚合物具有不同的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的材料性能是個(gè)體平均成品聚合物,然后將所得的混合物的聚合物共混物。ABS / PC是一種混合。性能的ABS / PC共混物落在PC和ABS之間,這是由于其低成本、高性能如隨著PC機(jī)的一些主要生產(chǎn)廠家有良好的力學(xué)性能和耐沖擊、耐熱ABS高加工拜耳變得越來(lái)越流行(Bayblend),陶氏化學(xué)(脈沖)GE塑料(性能)之間的人。
PC / ABS共混物的優(yōu)勢(shì)[ 18 ]:
1、表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性,
2、低失真和收縮,
3、低吸濕性,
4、高軟化點(diǎn)(維卡B = 112-134oC,隨著PC含量的增加而增加),
5、剛度和硬度媲美PC,
6、好的缺口沖擊強(qiáng)度下降到50oC,
7、在低電壓/低功率范圍內(nèi)有良好的電性能。
Bayblend fr110 [ 19 ]是由拜耳聚合物PC / ABS共混物。它具有理想的性能,如熔體流動(dòng)的超高,沖擊強(qiáng)度和剛度。它也可以很容易地畫(huà),金屬或裝飾模具使更多的變化,形狀,紋理和最終產(chǎn)品的顏色,如果產(chǎn)品將有重大作用的美學(xué)的有形成分的一個(gè)重要的考慮因素。Bayblend FR 110色彩穩(wěn)定性良好,并保持高的沖擊強(qiáng)度,即使在較低的溫度下使汽車的內(nèi)部和外部的部分的一個(gè)很好的選擇。一些的Bayblend在汽車中的應(yīng)用示例如圖6所示。
圖6大眾甲殼蟲(chóng)內(nèi)飾部分,駕駛艙在中央控制臺(tái)Bayblend在阿爾法166
幾何參數(shù)的選擇
由于這項(xiàng)研究的動(dòng)機(jī)是試圖實(shí)現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)選擇研究的幾何形狀有類似于通常所觀察到的一些幾何結(jié)構(gòu)的塑件。為了提高塑料件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度通常筋提供的部分。如前所述,塑料可以作為薄銅導(dǎo)線支撐結(jié)構(gòu),我們使用了一個(gè)平板肋骨對(duì)房子的電線作為我們的測(cè)試幾何。
板的厚度為3mm和肋的幾何形狀將會(huì)改變研究庫(kù)特性的影響。
一個(gè)肋骨的指南建議,肋片厚度不應(yīng)超過(guò)的部分厚度50%防止縮痕。邁克爾·布蘭南和杰里尼克爾斯[ 20 ]利用幾何特征,降低名義厚度在兩肋的兩側(cè),該聚合物的較小的橫截面會(huì)導(dǎo)致更快的冷卻導(dǎo)致較小的收縮,從而沒(méi)有凹痕。他們實(shí)現(xiàn)了這個(gè)方法,防止沉標(biāo)記而使用的肋骨是壁厚的72%。
四種類型的幾何形狀,選擇研究。方板(100×100×3毫米)與肋底板。四種不同的肋的幾何形狀和線的組合定位的研究:
A. 矩形肋(5 x 100 x 1 mm)線被集中在平底板平面(圖7)。
B.矩形肋(5 x 100 x 2 mm)絲,它被封閉在肋截面在所有時(shí)間(圖8)。
C.半圓筋(100×3毫米)線在平面底板中心平面(圖9)。
D.半圓筋(100×5毫米)的位置使得它被封閉在肋截面在所有時(shí)間(圖10)。
在這項(xiàng)研究中,肋片厚度為166%部分的厚度,這顯然違反了50%條規(guī)則,因此工藝參數(shù)微調(diào)的下沉深度觀察起主要作用。
圖7配置:矩形肋;線被集中在平底板平面
圖8配置B:矩形肋與導(dǎo)線完全在肋
圖9配置:半圓形肋;C線在平面底板中心平面
圖10配置:半圓形肋;絲等,它是包裹在肋骨部分
圖11配置:半圓形實(shí)肋
實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
田口DOE技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和公認(rèn)的DOE技術(shù)由日本工程師田口玄一提出[ 21 ]。使用DOE技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是,它允許我們研究了大量的參數(shù),而不需要對(duì)所有可能的組合進(jìn)行試驗(yàn)。使用這種方法的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是,試驗(yàn)矩陣是正交的性質(zhì)[ 22 ]。正交陣列可以確保沒(méi)有給出一個(gè)因素更重的實(shí)驗(yàn)相比其他因素的正交性。確保任何特定因素對(duì)響應(yīng)的估計(jì)不受其他因素的影響,各因素的影響可通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算獨(dú)立于其他因素影響扭曲。
采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)以提高注塑過(guò)程已經(jīng)由不同的作者成功地應(yīng)用。該技術(shù)已通過(guò)道C.常和厄內(nèi)斯特費(fèi)森III [ 7 ]研究了收縮特性及注塑件的優(yōu)化實(shí)現(xiàn),S. J.廖等人。[ 23 ]用這個(gè)方法來(lái)減少收縮和翹曲或薄壁零件的找到最佳的工藝條件,K. M. B.揚(yáng)森,D. J.范戴克,M. H. husselman [ 5 ]研究了工藝參數(shù)對(duì)注射成型過(guò)程中收縮的影響。gaitonde訴N等人。[ 24 ]用這種方法實(shí)現(xiàn)更好的性能和增強(qiáng)聚酰胺無(wú)筋。
DOE的定義開(kāi)始實(shí)驗(yàn)接著選擇工藝參數(shù)進(jìn)行研究的目的和范圍。在考慮的參數(shù)的數(shù)量是固定的,一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),研究了那些影響經(jīng)濟(jì)的方式。田口設(shè)計(jì)范圍從研究3因素2水平的試驗(yàn)設(shè)計(jì)4 L81這是用來(lái)在3水平40因素L4設(shè)計(jì)研究。很明顯,這些設(shè)計(jì)使我們能夠研究大量的因素多水平的試驗(yàn)組數(shù)比較小。一旦試驗(yàn)設(shè)計(jì)確定實(shí)際的實(shí)驗(yàn),這在我們的例子中是模擬的,開(kāi)始。所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到的結(jié)果是用來(lái)改善的過(guò)程。
從以前的試驗(yàn)中觀察到下列因素影響的響應(yīng)(下沉深度)最多,因此選擇用于進(jìn)一步的研究使用DOE:
a.模具溫度(°C)
b.熔體溫度(°C)
c.包裝的時(shí)間(秒)
如注入剖面的其它因素,切換點(diǎn),保壓壓力門位置保持不變。冷卻時(shí)間影響到最終的翹曲最。因?yàn)樵诎b階段是非常低的流量,包裝的時(shí)間,也可以在總的冷卻時(shí)間的材料具有冷卻模具內(nèi)的計(jì)數(shù)。使所有部件的冷卻時(shí)間的影響,而不是定義彈射準(zhǔn)則為秒的冷卻時(shí)間,模具的溫度是。一旦模具達(dá)到指定溫度,部分噴射。
我們選擇了3因素3水平的各因素,我們有2個(gè)可能的設(shè)計(jì)L9和L27。我們選擇L9,只需要9試驗(yàn)來(lái)研究這些參數(shù)的影響。水平對(duì)熔體溫度因子均選自制造商的推薦范圍。模具溫度和包裝的時(shí)間因素水平設(shè)置使用初始模擬結(jié)果選擇。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的L9田口DOE矩陣與工藝參數(shù)的實(shí)際值,如表1所示。
試驗(yàn)運(yùn)行在一個(gè)隨機(jī)的方式在一個(gè)機(jī)器,沒(méi)有揮之不去的影響在新的先前的試驗(yàn)。仿真是用來(lái)替代機(jī)器結(jié)果研究,結(jié)果保持不變,不論它們的順序進(jìn)行。以隨機(jī)的順序進(jìn)行分析,在這項(xiàng)研究中已被忽略。
仿真過(guò)程的定義
定義一個(gè)CAE分析的過(guò)程中,我們需要定義的材料,機(jī)器,幾何和時(shí)尚的機(jī)加工參數(shù),數(shù)學(xué)分析是可能的。步驟在Moldflow進(jìn)行DOE試驗(yàn):
1、 幾何創(chuàng)建CAD軟件和網(wǎng)狀的進(jìn)口。護(hù)理是采取以確保足夠細(xì)的網(wǎng)格所需的幾何形狀。部分的幾何形狀是使用一個(gè)三維網(wǎng)格在一個(gè)0.1毫米的線長(zhǎng)度控制元素的大小定義為。澆注系統(tǒng)是如圖12所示。轉(zhuǎn)輪是Y方向和Z方向的10毫米10毫米。梁元素是用來(lái)定義的流道系統(tǒng)。柵位于端的流道和模具為單型腔模具。門是這樣熔體的流動(dòng)總是平行的線。網(wǎng)格,然后檢查任何錯(cuò)誤,在基本網(wǎng)格的故障將導(dǎo)致錯(cuò)誤和誤導(dǎo)性的結(jié)果。
2、 模具材料為工具鋼T20。
3、電線被視為一個(gè)具有相同的模料腔。
4、塑料是選擇從預(yù)定義的Moldflow材料庫(kù)。
5、注塑機(jī)是用來(lái)模擬過(guò)程是從預(yù)定義的Moldflow庫(kù)選擇。
6、注射成型過(guò)程中使用的工藝參數(shù)如定義:
a.模具和熔體溫度,
b.在我們的例子中使用的注射時(shí)間B.噴射控制,
c.切換點(diǎn)的注射壓力相,
d.包裝相的壓力分布,
e.冷卻的標(biāo)準(zhǔn)是在這些模擬的模具溫度,
參數(shù)設(shè)置為模擬恒定的水平:
注射壓力
夾緊力
注射率
大氣溫度為25°C
速度/壓力= 99%體積填充開(kāi)關(guān)
保壓壓力為8 MPa
冷卻時(shí)間= 110°C
下沉深度指標(biāo)
如前所述,沉標(biāo)記是一種審美缺陷。這里是在模制部分使抑郁明顯撓度變化的度量的興趣。這意味著我們不在撓度由于零件的翹曲變形,而是可以感覺(jué)觸摸或用眼睛看到感興趣。一個(gè)扭曲的表面是光滑的觸摸而沉馬克感覺(jué)觸摸。
在使用Moldflow注塑模擬結(jié)束,沿Z軸被獲得作為一個(gè)輪廓圖,如圖13所示的部分偏轉(zhuǎn)。此圖顯示的每個(gè)節(jié)點(diǎn)相對(duì)于它的原始位置偏差。為底面最大撓度節(jié)點(diǎn)使用查詢圖在Moldflow鑒定。一旦節(jié)點(diǎn)被識(shí)別,為選擇的XZ平面中生成節(jié)點(diǎn)位移路徑圖。一個(gè)路徑圖的產(chǎn)生給偏轉(zhuǎn)(mm)與X坐標(biāo)(mm)為選定的平面圖。由此獲得的數(shù)據(jù)被用于進(jìn)一步分析沉標(biāo)記。圖14顯示了XZ平面的變形路徑圖的結(jié)果。
圖13偏轉(zhuǎn)圖幾何C 2試驗(yàn)
圖在z方向的路徑圖14偏轉(zhuǎn)
現(xiàn)在,使用MINITAB軟件,進(jìn)行回歸分析,得到的最佳擬合線的數(shù)據(jù)點(diǎn)??梢钥闯觯位貧w模型給出了更好的結(jié)果比線性二次模型;因此,用在這里。縮痕的影響翹曲部分,因此,如果有一個(gè)水槽馬克現(xiàn)在將導(dǎo)致?lián)隙戎荡笥谀切┯^察到?jīng)]有沉。因此,我們需要區(qū)分撓度由于下沉和翹曲。
如果相比下沉的區(qū)域的一部分是足夠大的話,那么我們可以假定在地區(qū)遠(yuǎn)離中心的部分偏轉(zhuǎn)(那里的水槽是看到)是由于翹曲的孤獨(dú)。使用這個(gè)假設(shè)來(lái)計(jì)算下沉深度,這些數(shù)據(jù)點(diǎn)不屬于大勢(shì)所趨撓度值(通常為15毫米從中心)是直到我們得到一條R2值被刪除,該系數(shù)的擬合,大于95%。這給出了一個(gè)方程定義的表面部分有不沉的標(biāo)記。用x的最大撓度點(diǎn)并使用方程得到假設(shè)在這一點(diǎn)上有翹曲的部分單獨(dú)的撓度值的計(jì)算。在模擬觀測(cè)值和計(jì)算值之間的差異是下沉深度。
以這種方式計(jì)算下沉深度是用于進(jìn)一步的分析。
第5章 結(jié)果與討論
下沉深度的計(jì)算是在第4節(jié)中描述的。一個(gè)樣本的計(jì)算如下所述步驟如下:
忽視點(diǎn)附近的接收器和只使用點(diǎn)位于單獨(dú)的邊緣部分,安裝線通過(guò)他們得到的一個(gè)方程的數(shù)學(xué)描述的翹曲線。在這里,從圖15看出,R2的值是97.2%,是一個(gè)很好的配合,因此,對(duì)翹曲變形得到的方程可以接受進(jìn)一步的計(jì)算。
圖15 Minitab情節(jié)最佳直線擬合
從圖15,我們得到線的方程為:
其中:
def=偏轉(zhuǎn)(mm)
x = x坐標(biāo)(mm)
獲得的數(shù)據(jù)線方程現(xiàn)在表示由于翹曲單獨(dú)偏轉(zhuǎn)。下一個(gè)最大撓度的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和使用公式(5)得到的節(jié)點(diǎn)由于翹曲變形單獨(dú)計(jì)算。不同的是,所計(jì)算的撓度值以上,從模擬給出了下沉深度。
在這里,與x = 50.227毫米節(jié)點(diǎn)觀察到的最大值。替代上面的方程為下沉深度結(jié)果可以得到,
由于翹曲變形
0.053173 mm
觀察模擬偏轉(zhuǎn)
0.076226 mm
水槽深度
0.023053 mm
因此,對(duì)于這個(gè)特定的試驗(yàn)水槽深度為0.023053毫米。計(jì)算下沉深度從而用于進(jìn)一步的分析。
田口DOE分析
分析了田口DOE的方法,分析(ANOM)之后。方法分析(ANOM)是用于比較的集合,一個(gè)圖形程序或比例稅率,看他們不同于總體平均,率顯著,或比例[ 25 ]。異常是一種多重比較程序。計(jì)算步驟如下:
1、 平均反應(yīng)值計(jì)算,以上填寫在響應(yīng)觀測(cè)塔。
2、其他的柱子都這樣,進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置為試驗(yàn)的反應(yīng)。這些地方被填充對(duì)應(yīng)表中白細(xì)胞。
3、每列的總數(shù)正在進(jìn)入。
4、平均每一列的計(jì)算。
5、每個(gè)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)是減去平均對(duì)應(yīng)低參數(shù)設(shè)置從介質(zhì)參數(shù)設(shè)置(即西(2)-山口(1)為每一種情況下),介質(zhì)參數(shù)設(shè)置從高高的參數(shù)設(shè)置(即西(3)-山口(2)為每一種情況下),低參數(shù)設(shè)置從高高的參數(shù)設(shè)置(即西(3)-山口(1)為每一種情況下),
6、這種反應(yīng)也可以以圖形的繪制響應(yīng)值為每個(gè)參數(shù)設(shè)置。
一個(gè)樣本的計(jì)算按照上面的步驟如表2所示。響應(yīng)值即計(jì)算下沉深度值在毫米。
水槽深度標(biāo)記的幾何表2樣本計(jì)算表
插入成型線標(biāo)記下沉深度的影響
我們比較的響應(yīng)值為2的實(shí)驗(yàn)研究幾何C和無(wú)線插。計(jì)算結(jié)果如表2為這兩個(gè)試驗(yàn)中的重復(fù)和結(jié)果列如下:
表3沉標(biāo)記深度計(jì)算的幾何形狀,C和E
插入成型線匯標(biāo)記效果圖16
從表3和圖16可以看出反應(yīng)(這里的響應(yīng)被標(biāo)記的水槽深度)與導(dǎo)線幾何過(guò)程插入成型優(yōu)于不在它的線。
圖17的凍結(jié)時(shí)間幾何E和C型
圖17顯示了斷面凍結(jié)時(shí)間。頂部顯示被凍結(jié)的幾何E具有堅(jiān)實(shí)的肋骨和底部的一半顯示幾何C.如前所述,水槽標(biāo)記時(shí)創(chuàng)建的核心部分熔融表面結(jié)冰了。通過(guò)在模具中插入線,避免了在肋的基礎(chǔ)大聚合物熔液的積累。由于導(dǎo)線本身作為一個(gè)散熱器,除去熱量從聚合物熔體,一個(gè)地區(qū)或芯聚合物熔體在2凍層減小導(dǎo)致沉標(biāo)記形成最小化的創(chuàng)作。圖17表明,聚合物在肋骨下方的位置的表面需要47秒到39秒凍結(jié)在導(dǎo)線時(shí)。據(jù)觀察,在肋骨位置的熔融聚合物的兩個(gè)凍層之間的金額較小的導(dǎo)線時(shí)。
在沉標(biāo)記深度參數(shù)的影響
在桌子的2底部的平均值的方法,參數(shù)設(shè)定值響應(yīng)。所有其他的幾何形狀,重復(fù)這些計(jì)算,我們總結(jié)的結(jié)果如表4
表4水槽標(biāo)記深度幾何參數(shù)為A,B,C,D
上表給出了平均的過(guò)程中,參數(shù)的高、中、低設(shè)置響應(yīng)。比較這些結(jié)果,這些結(jié)果的圖形表示會(huì)有幫助的。在這里,我們?cè)跍p少或消除縮痕的興趣,從而判斷結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)將是越小越好。每一個(gè)因素的繪制和高響應(yīng)的響應(yīng)值,介質(zhì)為因子低設(shè)置連接線。線路坡度表明因子水平影響的響應(yīng)。陡峭的斜坡,更加突出的因素對(duì)反應(yīng)的影響。對(duì)比較結(jié)果的所有的幾何形狀繪制如圖18所示。
從圖如圖18以下的觀察是由幾何:
1、肋的幾何參數(shù)設(shè)置為需要扮演一個(gè)角色。
2、模具溫度將影響在響應(yīng)的變化值最。較高的模具溫度響應(yīng)越好。
3、熔體溫度的設(shè)定需要與模具溫度的比較。高的模具和熔體溫度給出更好的結(jié)果,但確切的設(shè)置為每個(gè)幾何變化。
4、低的保壓時(shí)間對(duì)所有的幾何形狀,更好的結(jié)果。這可能是由于較小的材料填充導(dǎo)致較小的收縮。
圖18縮痕的幾何參數(shù)的所有影響
在沉標(biāo)記深度的幾何效應(yīng)
以同樣的方式如表2所示,計(jì)算所有其他的幾何形狀做。所有的幾何形狀,一個(gè)方便的表如下表5:
表5 下沉深度標(biāo)記的所有的幾何形狀
比較這些結(jié)果之間的幾何,我們以圖形繪制撓度與試驗(yàn)數(shù)的所有幾何如圖19
圖19為各種幾何形狀的下沉深度結(jié)果的比較
從圖19可得出以下意見(jiàn)的身影:
1、幾何有糟糕的反應(yīng),如幾何D有最好的響應(yīng)。
2、的幾何形狀,B和D所述插線是完全封閉的肋骨部分表現(xiàn)出最佳的響應(yīng)。與導(dǎo)線完全在肋骨充填模式允許熔體的流動(dòng)暢通無(wú)阻的腔制造包裝階段的工作比在其他兩種情況。
3、幾何有非常輕微的肋但是,導(dǎo)線的位置使它成為阻礙流體流動(dòng)由于觀察水槽標(biāo)記是它最深。
4、 一個(gè)圓肋顯示比矩形肋,在肋角由于缺乏較好的效果。
5、幾何B與線寬肋插入完全位于完全在肋表明幾乎沒(méi)有明顯的變化在試驗(yàn)。因此,強(qiáng)大的幾何和工藝參數(shù)相當(dāng)不敏感。
6、的幾何形狀和C庫(kù)可以通過(guò)控制工藝參數(shù)的控制。試驗(yàn)6,7,8和9顯示比其他更好的散熱器。這些試驗(yàn)中的模具溫度將高。試驗(yàn)8為最佳結(jié)果具有較高的模具溫度高的熔體溫度和低包時(shí)間。這個(gè)觀察是一致的與那些早些時(shí)候。
第6章 總結(jié)
這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是減少或消除縮痕線插入模制部件。沉淪的標(biāo)記測(cè)量作為他們的深度感覺(jué)手運(yùn)行在零件的表面。導(dǎo)線的作用,對(duì)沉標(biāo)記深度的肋和加工參數(shù)的幾何形狀進(jìn)行了調(diào)查。
結(jié)果表明,在一個(gè)廣泛的肋骨線的存在幫助作為另一個(gè)散熱減少縮痕。它能抑制過(guò)度收縮自己周圍。在幾何線作為流LED更深的凹痕相比,那些幾何允許在基板的流動(dòng)是無(wú)障礙。我注意到,在肋即導(dǎo)線的合適位置,其位置從所需的表面起著重要的作用,如何沉標(biāo)記會(huì)受到它的影響。保持線的位置用夾緊裝置和該設(shè)備的能力來(lái)保持電線移動(dòng)模具在注塑和冷卻階段的關(guān)鍵從制造的角度來(lái)看。
得出的結(jié)論是,通過(guò)控制工藝參數(shù),一個(gè)下沉的深度可以控制標(biāo)記??刂品磻?yīng)的主要因素取決于使用的肋的幾何形狀。此外,它被認(rèn)為是較高的模具溫度導(dǎo)致更好的響應(yīng)與成型周期時(shí)間的增加。
在這方面今后的工作將包括進(jìn)一步調(diào)查由不同的零件尺寸,澆口位置,導(dǎo)線尺寸,成型等工藝參數(shù)材料(如保壓壓力,改變壓力剖面,剖面,與冷卻通道等使用不同的冷卻曲線)。一種地址路由多線的一部分的設(shè)計(jì)將是另一個(gè)未來(lái)的研究。
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