精密注塑模具的注塑成型模拟[1].pdf

! 引 言精 密 注 塑 模 具 要 求 塑 料 制 品 在 很 小 的 尺 寸 偏 差 范 围 内 成型 ， 因 此 在 精 密 注 塑 模 具 设 计 过 程 中 应 用 计 算 机 辅 助 分 析 的 方法 模 拟 整 个 注 塑 成 型 过 程 ， 对 保 证 注 塑 成 型 产 品 的 质 量 ， 提 高生 产 率 有 极 大 的 优 越 性! # $%。 而 在 注 塑 成 形 后 对 可 能 出 现 的 缺陷 以 及 变 形 进 行 分 析 ， 可 进 一 步 为 注 塑 模 具 的 设 计 和 注 塑 成 型工 艺 的 制 定 提 供 有 效 依 据 ， 可 以 提 高 一 次 试 模 的 成 功 率 。$ 产 品 设 计 要 求图 ! 为 支 架 的 零 件 示 意 图 。 零 件 上 有 八 个 通 孔 和 一 个 深 度较 大 的 盲 孔 ， 装 配 时 与 其 他 部 件 配 合 。 该 产 品 的 模 具 设 计 要 求要 保 证 产 品 尺 寸 精 度 及 相 关 尺 寸 的 正 确 性 ， 有 合 理 的 脱 模 具 斜度 ， 并 考 虑 制 品 厚 度 及 其 均 匀 性 ， 以 及 产 品 的 表 面 外 观 质 量 。图 ! 产 品 零 件 示 意 图&() ! *+, -.,/0+ 123 45 /+, 326/7 模 型 建 立 和 注 塑 参 数 设 计将 产 品 的 78 模 型 用 9:8 软 件 转 换 成 ;*?文 件 后 输 入 。 以 全 局 边 界 长 度 建 立 目 标 边 界 长 度 ， 有 限 元 网 格划 分 采 用 双 层 面 网 格 &-4A 类 型 ， 可 保 证 模 型 分 析 精 度 。 网 格划 分 完 之 后 ， 对 模 型 几 何 形 状 局 部 突 变 的 部 位 进 行 网 格 的 细分 ， 保 证 这 些 区 域 的 计 算 精 度 。7) ! 注 塑 材 料 的 选 择注 塑 材 料 选 用 ; #$3,&+#$ 1+,( .$/ &0#$% 1+,( )-,$+,/,),018 ?$/ +2, #$3,&+#$ (0/#$% #(*0.+#$ -,*0+ 4 +; /#44,-,$+ /,#%$ &()8 92, 4.&+-+,/ ;%, .$8()* +,%-#. /%)0#0,1 012)$0,1 3,4-； 512)$0,1 3,470384&$0,1 E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E 分 类 号 ： *) 文 献 标 识 码 ： :$来 稿 日 期 ： $ F! Q ! 注 塑 模 具 的 注 塑 成 型 模 拟陈 政 杰!王 成 勇!秦 哲!徐 雄$（!广 东 工 业 大 学 机 电 工 程 学 院 Y 广 州 L!（$蓝 光 精 机 科 技 有 限 公 司 Y 广 州 L!#$%&( )(*+, -).*/&( (0 12$%-( #$%&( 3)(*+9Z +,A( Q ,!， _:H 9+,A( Q ， X= +,!， a 4A($T!H2A(aAb,6-/R 45 *,0+Y H2A(c+4 L!+62R - =? 8A ;58 注 塑 机 设 定! BA ? =;表 * 注 塑 行 程 和 推 进 速 度 设 定* BA ? =; G:A 5G :8 充 填 条 件 和 冷 却 条 件 设 定A ? ?:; 5G 7=F:;图 * 保 压 曲 线9:;. * BA ? =; / 浇 注 系 统 设 计方 案 # 按 照 最 佳 浇 口 位 置 的 分 析 结 果 ， 采 用 冷 流 道 系 统 ， 单点 进 胶 ， 浇 口 形 式 为 潜 浇 口 ， 如 图 /&5(所 示 。&5( 方 案 #&C( 方 案 !图 / 浇 注 系 统 方 案 比 较9:;. / BA 7=; =? =; 案 ! 也 参 照 了 最 佳 浇 口 位 置 的 分 析 结 果 ， 采 用 冷 流 道 系统 ， 三 点 进 胶 ， 浇 口 形 式 为 潜 浇 口 ， 如 图 /&C( 所 示 ， 图 中 !#为 示 意 的 进 胶 方 向 。*. 冷 却 系 统 设 计方 案 # 冷 却 系 统 设 计 了 条 水 路 ， 冷 却 管 道 直 径 为 +， 如图 （ 5） 所 示 。 方 案 ! 设 计 了 2 条 水 路 ， 如 图 （ C） 所 示 ， 其 中 设 置了 ! 条 挡 板 水 管 ， 冷 却 管 道 直 径 +。&5( 方 案 #&C( 方 案 !图 冷 却 系 统 方 案 比 较9:;. BA 7=; =? 7=F:; 注 塑 成 型 模 拟 结 果 分 析/. # 凝 固 时 间图 2&5(中 方 案 # 的 分 析 结 果 表 明 凝 固 时 间 较 长 ， 产 品 最 大 凝第 #$ 期 陈 政 杰 等 ： 精 密 注 塑 模 具 的 注 塑 成 型 模 拟 K # 间 为 !# $%&， 大 部 分 区 域 都 在 %& 左 右 完 成 凝 固 ， 而 且 在 图中 打 圈 的 位 置 ， 冷 却 时 间 达 到 !& 以 上 ， 也 正 是 产 品 上 最 厚 的 区域 ， 故 必 将 产 生 严 重 的 缩 水 。 图 !()*方 案 + 的 分 析 结 果 是 最 大 凝固 时 间 %,# -%&， 分 析 模 型 各 部 分 凝 固 均 匀 ， 大 多 在 ,& 钟 凝 固 。(.* 方 案 %()* 方 案 +图 ! 凝 固 时 间 的 比 较/01# ! 234 6; ;944 ?# +， 方 案 + 的 冷 却 液 变 化 幅 度 为 -# ? -# %， 即 都在 % 的 范 围 内 ， 两 方 案 的 冷 却 系 统 都 合 理 。-# , 翘 曲 变 形图 A(.* 和 ()* 分 别 为 方 案 % 和 方 案 + 由 冷 却 因 素 导 致 产 品的 翘 曲 变 形 分 析 的 结 果 。 方 案 % 中 产 品 因 冷 却 因 素 导 致 的 翘 曲变 形 最 大 变 形 为 # $A!77； 而 方 案 + 中 产 品 的 翘 曲 变 形 非 常小 ， 为 %# ,% B %C 77。 因 此 方 案 + 能 明 显 降 低 产 品 的 翘 曲 变形 ， 冷 却 管 道 布 置 方 案 好 。-# - 翘 曲 变 形 的 影 响 因 素 分 析导 致 精 密 注 塑 模 具 产 生 翘 曲 变 形 的 因 素 有 ： 冷 却 不 均 、 收缩 、 分 子 定 向 不 一 致 。 由 各 个 影 响 因 素 比 较 结 果 说 明 ： 收 缩 是 引起 产 品 变 形 的 主 要 因 素 。 结 束 语针 对 由 上 述 分 析 结 果 中 收 缩 是 引 起 翘 曲 变 形 的 主 要 因 素 ，相 应 地 在 模 具 设 计 中 修 改 了 模 具 滑 块 的 对 应 尺 寸 ， 并 对 注 塑 工 艺进 行 调 整 ， 最 终 有 效 地 减 少 了 产 品 的 变 形 ， 保 证 达 到 精 度 要 求 。(.* 方 案 %()* 方 案 +图 冷 却 温 度 变 化 的 比 较/01# 234 6; 566D.:= =47849.=* 方 案 %()* 方 案 +图 A 冷 却 翘 曲 变 形 的 比 较/01# A 234 6; 45=06:因 此 在 精 密 注 塑 模 具 设 计 过 程 中 对 注 塑 成 型 过 程 的 模 拟 对模 具 的 优 化 设 计 ， 缩 短 模 具 加 工 制 造 周 期 都 具