目录/提纲:……
1、动模在开闭器的作用下拉动定模板分模
3、顶出板通过顶杆螺钉带动脱模板顶出塑件
4、合模
1、加强筋可以有效地抵御收缩,但随着厚度的增加,抵御收缩的能力会减弱
3、增加加强筋的数量可以有效降低塑件收缩率
4、加强筋本身会使得塑件向加强筋所在的方向凸起,加重塑件的翘曲
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毕 业 论 文
(科 学 研 究 报 告)
题 目 MOLDFLOW辅助注塑件加强筋优化及模具设计
院(系)别 机电及自动化学院
专 业 材料成型及控制工程
摘 要
本文旨在研究加强筋尺寸及数量对注塑件质量的影响。通过使用Moldflow软件对板型、壳型和回转体型三类典型塑件进行模拟注塑分析。分析结果表明加强筋对塑件的收缩和翘曲都有很大的影响。加强筋的存在可以减小塑件的收缩。但是随着加强筋厚度和高度的增加这种影响会有所减弱。加强筋的存在会使塑件的表面发生翘曲。随着加强筋厚度的增加,这种翘曲呈现先变大而后变小的趋势,这是加强筋与塑件其他部分壁厚不均所致。但是,通过选取合理的浇口位置等方式,可以利用塑件其他部分的翘曲来抵消加强筋所引起的翘曲。利用Moldflow软件进行加强筋优化设计可以减小塑件的收缩与变形,提高产品精度。
关键词: 注塑,Moldflow,加强筋,收缩,翘曲
ABSTRACT
This study aims to investigate the impact of rib on the shrink and warping of plastic product. Three articles of plate type, shell type and rotational type were computational analyzed by Moldflow software. The rib has a great influence on the shrink and deformation of plastic product. A less shrink can be found by the ribs e*ist. But this kind of influence will be decreased while the thickness of the ribs increased. The rib will aslo make the products warp. With the thickness of the ribs increased, the degree of warp will increases first and then decreases. It is because of the different temperature between the rib and the other parts of
……(新文秘网https://www.wm114.cn省略1712字,正式会员可完整阅读)……
流动分析软件以来,一直主导塑料成型CAE软件市场。Moldflow一直致力于帮助注塑厂商提高其产品设计和生产质量,Moldflow的技术和服务提高了注塑产品的质量,缩短了开发周期,也降低了生产成本,Moldflow已成为世界注塑CAE的技术领袖[2]。
Moldflow在辅助设计塑件结构上有着很大的作用。Imihezri等利用Moldflow对V型和*型的两种加强筋设计进行了比较。分析发现,V型加强筋更适于汽车离合器踏板,因为相对于*型加强筋,V型加强筋有更低的重量,压力梯度和成本[3]。Rahman等使用Moldflow对天然纤维复合材料窗框应该使用实心设计还是中空设计进行了研究。结果表明,中空设计由于相对于实心设计能节省40%的材料成本而成为比较合适的设计方案[4]。
利用CAE技术,可以在模具加工前,在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析,准确预测熔体的填充、保压和冷却情况,以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计者能尽早发现问题并及时进行修改,而不是等到试模后再返修模具。随着CAE软件的不断发展和广泛的应用, 避免了传统设计方法的反复试模和修模引起的成本上升, 提高了一次试模的成功率、提高生产效率与制件质量, 从而提升了企业在市场上的竞争力[5]。塑料模具的设计不但要采用CAD技术,而且还要采用CAE技术,这是发展的必然趋势。
第二章 模拟方案及模拟工艺设置
2.1 模拟所选用的模型
在本次模拟中,为了探究不同形状的塑件的收缩变形与加强筋的关系。选择了3种形状不同的塑件进行对比。分别为回转体型塑件、板型塑件和壳型塑件。如图2.1至2.3所示。在导入Moldflow后,所有模型的网格纵横比都被调整到6以下,网格匹配率被调整到85%以上以符合Moldflow模拟的要求[6]。
图2.1 板型塑件 图2.2 壳型塑件 图2.3回转体型塑件
2.2 模拟方案的设计
为了探究加强筋厚度与塑件收缩与变形的关系,应设置不同厚度的加强筋模型进行模拟测试。加强筋的厚度应设在0.5t到0.7t之间,(t为壁厚,下同),否则在塑件与加强筋相对的表面会出现缩痕现象[7],所以在设计方案时着重模拟该区间内的方案,以0.05t作为步进值,模拟5组数据。然后再分别模拟无加强筋、加强筋过薄、与加强筋过厚时的3组数据。以借此来得出加强筋厚度在不同状态下对塑件收缩与变形所造成的影响。为了放大塑件的收缩和变形,故选择收缩率较大的PP作为塑件材料。
另外,由于3个塑件在形状上较为典型,故在设计方案时为了研究加强筋在厚度、高度、数量上对塑件造成的影响,设计了如下方案:
理论上加强筋的高度有限制。板型零件由于两侧壁较高,故在设计时故意将其加强筋设定得较高(4t)以此来探究加强筋过高时加强筋厚度与塑件收缩变形的关系。并在此基础上设计了一组加强筋厚度为0.6t,加强筋高度从0t开始到6t,步进值为1t的方案来探究加强筋高度对塑件收缩变形的影响。
为了研究浇口位置及进胶方向不同是否会使加强筋对塑件的收缩变形发生影响。在设计壳型塑件的模拟方案时,分别以潜伏式浇口和点浇口从侧面与顶面进胶做两次模拟分析进行对比。
为了研究加强筋数量的变化对塑件收缩变形的影响。在设计回转体型塑件的模拟方案时,特别加入了3组数据,来比较当有3个,4个,6个和8个加强筋时塑件的各种变化。
最后,为了探究使用不同材料时加强筋对塑件收缩变形影响的大小是否不同,每个塑件的模拟方案中均加入了一组使用不同材料(PC)进行模拟的方案。
2.3 模拟工艺设置
本研究所使用的模拟软件为Moldflow Plastics Insight 6.1。所使用的材料为PP和PC。其中PP为Huntsman Chemical Company 的AP5325-HS 。推荐的模具表面温度为25°C。熔体温度为215°C,模具温度范围在10-40°C之间,熔体温度范围在200-230°C之间。绝对最大熔体温度为290°C,顶出温度为113°C。最大剪切应力为0.25MPa。最大剪切速率为100000/s。平行收缩率为1.275%。垂直收缩率为1.851%。PC选用的是DSM的*antar 19R,推荐的模具表面温度为100°C熔体温度为290°C。模具温度范围在80-120°C之间,熔体温度范围在260-320°C之间。绝对最大熔体温度为350°C,顶出温度为131°C。
模拟时选用的注塑机是Moldflow自带的默认注塑机。其各项参数如下:
最大注塑机锁模力 = 7.0002E+03 tonne
最大注射压力 = 1.8000E+02 MPa
最大注塑机注射率 = 5.0000E+03 cm^3/s
注塑机液压响应时间 = 1.0000E-02 s
在设置工艺参数时,若是选用PP,设置熔体温度215度,模具表面温度215度。其余项选择自动。若是选用PC设置熔体温度100度,模具表面温度290度。其余选择自动。两种模拟方案均选用P-20模具钢。顶出条件均为冷却百分比为100%且温度131度以下。
第三章 模拟结果及分析
3.1板型塑件的模拟结果与分析
表3.1板型塑件的模拟结果
模拟方案 样品形状 加强筋厚度/mm 加强筋数量 加强筋高度 材料 模具表面温度/C° 熔体温度/C° 收缩率/% 总变形/mm Z方向上的变形量
1 板型 0t 0 0t PP 25 215 0.87 0.3534 0.2394
2 板型 0.2t 2 4t PP 25 215 0.73 0.3381 0.2261
3 板型 0.5t 2 4t PP 25 215 0.81 0.3985 0.2821
4 板型 0.55t 2 4t PP 25 215 0.82 0.3932 0.288
5 板型 0.6t 2 4t PP 25 215 0.82 0.4019 0.2864
6 板型 0.65t 2 4t PP 25 215 0.82 0.3913 0.3015
7 板型 0.7t 2 4t PP 25 215 0.83 0.3678 0.3007
8 板型 1.2t 2 4t PP 25 215 0.77 0.3158 0.2365
9 板型 0.6t 4 4t PP 25 215 0.84 0.398 0.286
10 板型 0.6t 2 4t PC 100 290 0.49 0.1887 0.1179
11 板型 0.6t 2 1t PP 25 215 0.83 0.3284 0.2351
12 板型 0.6t 2 2t PP 25 215 0.82 0.3659 0.234
13 板型 0.6t 2 3t PP 25 215 0.82 0.387 0.2333
14 板型 0.6t 2 5t PP 25 215 0.82 0.3712 0.2867
15 板型 0.6t 2 6t PP 25 215 0.82 0.3632 0.3105
上表是板型零件的模拟结果。从上表可以看出,对于板型塑件而言,加强筋的厚度与高度对塑件的收缩和变形均有较大的影响。
3.1.1加强筋厚度对板型塑件收缩的影响
图3.1加强筋厚度对板型塑件收缩率的影响
通过图3.1可以看出,加强筋的厚度直接影响着塑件的收缩。当加强筋较薄时加强筋可以在很大程度上抵御收缩,但是随着加强筋厚度的增加,塑件的收缩率开始不断增大,在增大到一定程度之后,收缩率又再次下降。但是从整体上来看,无论加强筋的厚度如何变化,塑件在加上加强筋之后,收缩率均较无加强筋时要小。
当加强筋较薄的时候,加强筋本身的厚度较周围基面壁厚要小,故冷却快,收缩小,可以很好地抵御塑件其他部分的收缩。当加强筋厚度增大后,因为加强筋本身冷却时间的增加,造成加强筋收缩的增大,从而使得塑件整体的收缩率有所回升。但依然比没有加强筋的时候要低。这是因为加强筋本身的收缩虽然增大,但其抵抗收缩的性质没有改变。
在加强筋进一步加厚之后,收缩率再次下降,这是因为加强筋的力学性能与厚度相关,厚度越厚,其抵抗收缩的能力越强。当加强筋很厚的时候,虽然加强筋本身的收缩变大,但是其抵抗收缩变形的能力也得到加强。故可以使收缩率进一步降低。
3.1.2加强筋厚度对板型塑件变形的影响
图3.2 加强筋厚度对板型塑件变形的影响
通过图3.2可以看出,加强筋厚度与变形量的关系呈拱形曲线。当加强筋较薄或是较厚时塑件的变形 ……(未完,全文共26736字,当前仅显示4809字,请阅读下面提示信息。
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