模具优化设计案例－电钻外壳

1、电钻外壳模具优化设计案例电钻外壳模具优化设计案例Handle Left (Right)Handle Left (Right) MOLDFLOW MOLDFLOW 分析报告分析报告分析概述 该制品材料为 PA +33% G.F，该制品主要问题是变形。在本次分析中，通过对流动过程与保压过程的模拟分析，确定了浇口位置、数量，对冷却系统及翘曲变形进行分析计算。 我们采用MPI/FLOW、MPI/COOL, MPI/OPTIM, MPI/WARP来进行分析计算。预测型腔压力分布、温度分布、锁模力大小、体积收缩率及翘曲变形。制品材料剪切速率黏度曲线PA6 CAPRON 8333G HI1. 热传导系数 0

2、.2000 W/m/degC2. 比热 1958.0 J/kg/degC3. 推荐注射温度 280.0 degC4. 推荐模具温度 90.0 degC5. 顶出温度 145.0 deg.C6. 不流动温度 190.0 deg.C 7. 许可剪切应力 0. 50Mpa8. 许可剪切速率 60,000 1/s PVT曲线型 腔 模 型 准 备初始模型采用“Pro/E”建模，通过STL格式转入Moldflow，通过“中型面生成器”生成中型面,在“MF/View”的前后处理器中完成最后的修改并生成流道系统。原始原始方案方案 ：浇注系统：浇注系统该模具一模成型2个制品，采用热流道系统（直经为9.5mm）

3、，用红颜色表示。潜伏式浇口。工艺参数工艺参数 1. 模温 : 60.0 deg.C 2. 熔体温度 : 280.0 deg.C 3. 注射时间 : 1.37 sec 4. 保压压力 保压时间 50 Mpa 7s 5. 冷却时间 35s（从保压结束时计算） 原始方案原始方案冷却系统冷却系统 如图所示为该模具的冷却系统，冷却管道直径均为11mm。原始方案原始方案结果：塑料填充型式结果：塑料填充型式(1)图中从红色到兰色表示填充的先后次序。评估填充情况质量的标准主要有两个：一是流动是否平衡，二是各个参数是否超过材料的许可值。在图示的结果中，填充不均匀，将出现局部过保压，制品收缩不均匀，易产生翘曲变形

4、。原始方案原始方案填充末端过保压原始方案原始方案结果：塑料填充型式结果：塑料填充型式(2)评估填充是否平衡还要看熔体在型腔中的前进速度是否均匀，均匀的前进速度保证制品各个部分所受的剪切速率一致，从而有均匀的的分子取向。这可以从图中等值线的间距来加以判断。本方案的熔体在型腔中前进的速度很不均匀。这主要是由螺杆前进速度决定的。结果 : 压力分布图示为型腔充满瞬间的型腔压力分布。从此结果可知成型所需注射压力和型腔压力降均匀与否。 本方案所需注射压力为39.7Mpa.原始方案原始方案分析结果：锁模力分析结果：锁模力 左图为锁模力时间曲线。所需最大锁模力约为81T。原始方案原始方案结果：体积收缩率结果：

5、体积收缩率 收缩不均匀是制品出现缩痕和翘曲变形的重要原因之一。在本例中，体积收缩率为09.55%.。收缩很不均匀,这是由于制品壁厚差异大。原始方案原始方案壁厚 最大,收缩最大.分析结果：冷却液温度分析结果：冷却液温度 我们可以通过冷却液的进出口温差来判断冷却效率的高低。通常，此温差应小于3,该结果的动，定模侧的水管进出口温差小于3.原始方案原始方案分析结果：变形情况（一）分析结果：变形情况（一） 如图所示为制品相对于图中所示坐标 系平面的变形总量。如果变形量均匀，就只有尺寸的缩小，不会引起翘曲变形。从图中可以看出，制品变形为2.065mm.原始方案原始方案分析结果：变形情况（二）分析结果：变形

6、情况（二）此图为由于冷却原因所造成的变形,变形量为0.1197mm.原始方案原始方案分析结果：变形情况（三）分析结果：变形情况（三）此图为由于收缩原因所造成的变形,变形量为1.55mm.占总变形量的比例大。充填末端变形最大.这是由于制品壁厚差异较大.原始方案原始方案分析结果：变形情况（四）分析结果：变形情况（四）此图为由于取向原因所造成的变形,变形量为0.65mm.占总变形量的比例大。由于玻纤含量较高,故取向原因所造成的变形较大.原始方案原始方案修改修改方案方案:工艺参数工艺参数 1. 模温 : 70.0 deg.C 2. 熔体温度 : 280.0 deg.C 3. 注射时间 : 3 sec

7、4. 保压压力 保压时间 70 Mpa 4s 50 Mpa 3s 20 Mpa 3s 5. 冷却时间 35s（从保压结束时计算） 修改修改方案方案 修改浇口尺寸修改浇口尺寸修改修改方案方案 将下部浇口尺寸改小.以便达到充填平衡的目的. 修改冷却水道修改冷却水道修改修改方案方案 原方案冷却水道布置与制品相距较远,冷却效果不好,在定模侧增加一Baffle. 结果：塑料填充型式结果：塑料填充型式(1)在图示的结果中，填充较原方案均匀，末端同时充填满,不会出现局部过保压。原始方案原始方案修改修改方案方案结果：塑料填充型式结果：塑料填充型式(2)从图中等值线的间距来可以判断。本方案的熔体在型腔中前进的速

8、度比原方案均匀。充填末端较快.可在充填结束时将注射速度减低.结果 : 压力分布图示为型腔充满瞬间的型腔压力分布。从此结果可知成型所需注射压力和型腔压力降均匀与否。 本方案所需注射压力为43.54Mpa.压力分布较均匀.修改修改方案方案分析结果：锁模力分析结果：锁模力 左图为锁模力时间曲线。所需最大锁模力约为98T。修改修改方案方案结果：体积收缩率结果：体积收缩率在本例中，制品体积收缩率最大为06.066%。优于原方案(保压压力大,保压时间长,收缩小)修改修改方案方案分析结果：冷却液温度分析结果：冷却液温度 我们可以通过冷却液的进出口温差来判断冷却效率的高低。通常，此温差应小于3,该结果的动，定

9、模侧的水管进出口温差小于3.修改修改方案方案分析结果：变形情况（一）分析结果：变形情况（一） 如图所示为制品相对于图中所示坐标 系(分型面)的变形总量。如果变形量均匀，就只有尺寸的缩小，不会引起翘曲变形。从图中可以看出，制品变形为0.06 1.02mm. 优于原方案.修改修改方案方案分析结果：变形情况（二）分析结果：变形情况（二）此图为由于冷却原因所造成的变形,变形量为0.065mm.优于原方案.修改修改方案方案分析结果：变形情况（三）分析结果：变形情况（三）此图为由于收缩原因所造成的变形,变形量为0.876mm.占总变形量的比例大。优于原方案.(保压压力大,保压时间长,收缩小)充填末端变形最大.这是由于制品壁厚差异较大.修改修改方案方案分析结果：变形情况（四）分析结果：变形情况（四）此图为由于取向原因所造成的变形,变形量为0.68mm.占总变形量的比例大。与原方案相似.由于玻纤含量较高,故取向原因所造成的变形较大.修改修改方案方案总总 结结1. 选用低的注射速率注