CAE技术在叠层式注塑模具设计中的应用.

1、CAE 技术在叠层式注塑模具设计中的应用CAE 技术在叠层式注塑模具设计中的应用0 引言CAE 技术是一种迅速发展起来的信息技术,是实现重大工程和工业产品的建模、计算分析、1.3对自动划分网格的检查和修补 自动划分出来的网格大部分能够满足分析要求 , 但为了分析数据 的精确 , 有个别的需要人工修补。 Moldflow 为分析工作者提供了大量的网格划 分检查和修补工具 , 可以使网格修补达到分析要求精度。本设计经过自动划分、 网格统计检查、网格自动修补、人工修补网格 , 最后得到的网格单元数为 44 097, 最大纵横比为 9. 617 8, 最小纵横比为 1.157 14, 平均纵横比为 2

2、.896 24, 网格匹配率为 86.1%。2 对注塑模制品的模拟分析Moldflow 分析主要包括充填 ( fill) 分析、流动 (flow) 分析、冷却 (cool) 分析 和翘曲(warp) 分析。2.1 浇口位置和数目分析 5-6本设计的制品较大,其规格尺寸：600 mmx350m 材 70 mm 采用多浇口形式,浇 口最佳位置采用 Moldflow 进行确定。通过改变浇口位置、改变分流道直径和浇 口数量等方法，得出其浇口为 4 个,流道半径为 8 mm,如图 3 所示。2.2 填充时间分析 在浇口分析工艺参数的基础上 , 所需充填时间分析 , 如图 4 所示。 可以看出 , 当达到

3、 1.70 s 时, 制品已经完全充满。2.3浇口压力分析浇口压力除影响充填效果外 , 对制品的质量也有很大的影响。如 果压力较小 ,制品充填不足 ;压力较大,熔融料会大幅度增加剪切应力 ,引起料温 急剧升高,导致炭化,还有可能造成喷射的形成。本设计的压力分析曲线 ,如图 5 所示。从图中可以看出,开始充填时,压力逐渐升高；压力达到 96MPa 寸，充填过 程结束,进入保压阶段；以 80 MPa 压力保压。2.4流动前沿温度分析 流动前沿温度是衡量物料充填后制品质量的重要指标。流动前沿 温度过低将使制品外观质量较差 ,外壁不光滑 ,有鱼鳞纹产生 ,严重时会使制品不 能充满或熔接处有明显的熔接痕

4、迹 ,熔接处强度差 ;流动前沿温度过高 ,会使物料 分解，制品变色，制品表面有凹坑，内部有气孔出现，同样影响产品质量。ABS 成 型温度一般在 210250C左右。从图 6 可以看出,通过 CAE 分析,流动前沿温度均为 232.7C,在成型温度的范围内。这说明所采用的注塑参数在保证产品质量方面是安全的。2.5体积收缩率分析 1,6-9 体积收缩率分析可以预测制品收缩信息 , 避免由于收缩不均而产 生内应力、翘曲等问题。从图 7 可看出 , 各处体积收缩相对均匀 , 收缩率基本在 4.6%左右,接近设计制品时考虑的收缩率 (5% )。2.6冷却分析冷却分析用来分析模具内的热传递 , 这阶段对产

5、品质量的影响非 常大。冷却的好坏直接影响产品的最终表面质量、制件残余应力和结晶度等。冷却时间的长短决定了制品脱模时的温度和成型周期 , 影响产品成本。本设计管 道的布局,如图 8 所示。采用水冷却，设定进口温度为 25C,雷诺系数设在湍流 临界点附近 4000。从图 8 可以看出，制件温度分布均匀，平均都在 49C左右。2.7翘曲分析翘分析主要用来判定采用热塑性材料成型的制件是否会出现翘曲并找出导致翘曲的原因 , 如图 9 所示。由图 9 可看出,制品在 X、丫方向的翘曲较严重。经分析，这主要是由于冷却管道出入口温度差异引起的。如果要得到比较准确的成型尺寸 ,就要 重新设计冷却管道的布局 ,减少管道出入口温度差异。简单的方法是减少管道长 度, 增加进出口个数。空调面板框在使用时镶嵌在箱体上 , 小翘曲对使用影响不 大 , 此分析结果基本上可以满足需要。3 结论基于 CAE 技术,经过多次设定参数、多次分析,找到了空调面板框 体叠层式模具生产工艺参数和可能产生的问题 ; 并就可能产生的问题分析优化 , 最终得到了相对较好的模具设计方案和成型工艺参数。改变了传统的模具设计 思路, 提高一次试模成功率 , 为模具的设