xxx模流分析报告.docx
- 文档编号:23776027
- 上传时间:2023-05-20
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:23.08KB
xxx模流分析报告.docx
《xxx模流分析报告.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《xxx模流分析报告.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
xxx模流分析报告
目录之巴公井开创作
时间:
二O二一年七月二十九日
第1章模流分析的概述1
第2章塑件的工艺性分析2
第3章成形方案的设计与分析4
3.2.4流动+翘曲的分析7
第4章方案比较14
第1章模流分析的概述
模流分析的原理
1.粘性流体力学的基本方程1)广义牛顿定律,反映了一般工程问题范围内粘性流体的应力张量与应变速率张量之间的关系,数学表达式为本构方程.
2)质量守恒定律,其含义是流体的质量在运动过程中坚持不变,动量守恒定律,其含义是流体动量的时间变动率即是作用于其上的外力总和,数学表达式为运动方程.
3)热力学第一定律,其含义是系统内能的增加即是对该系统所作的功与加给该系统的能量之和,数学表达式为能量方程.
2.塑料熔体充模流动的简化和假设
1)由于型腔壁厚(z向)尺寸远小于其他两个方向(x和y方向)的尺寸且塑料熔体粘性较年夜,z向的速度分量可忽略不计,且认为压力不沿z向变动.
2)充模过程中熔体压力不是很高,因此可视熔体为未压缩流体.
3)由于熔体粘性较年夜,对粘性剪切应力而言,惯性力和质量力都很小.
4)在熔体流动方向(x和y方向)上,相对热对流项而言,热传导项很小.
5)在充模过程中,熔体温度变动不年夜,可认为比热容和导热系数是常数.
专业模流分析,可以预先发现模具可能存在的缺陷,节省试模、改模费用.如最佳进浇方案优化,帮手确定最佳的热流道进点位置,帮手确认有无“缩水”现象,结合线的位置,减轻翘曲变形,提高冷却效率缩短成型周期等等,对高品质的模具制作有确实的好处.总的来说,做模流分析的好处有以下几点:
1.省钱,节省不需要的试模、改模费用;
2.省时,缩短模具成型周期及制作周期,提升第一次试模胜利率;
3.高质,预先发现模具可能存在的缺陷,防止试模后烧焊;
4.有利于树立良好的服务形象,增强信心,从而促使客人多下定单.
第2章塑件的工艺性分析
原资料分析
1.资料品种:
聚乙烯,即PE.
2.PE特点:
乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂.在工业上,也包括乙烯与少量α-烯烃的共聚物.乙烯为结晶料,吸湿小,不须充沛干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充沛.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增年夜.注意选择浇口位置,防止发生缩孔和变形.收缩范围和收缩值年夜,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.加热时间不宜过长,否则会发生分解.软质塑件有较浅的侧凹槽时,可强行脱模.可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂
3.聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐高温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐年夜大都酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良.
4.成型温度为140-220℃.
5.注射工艺及模具条件
1)干燥处置:
通常不需要进行干燥处置
2)熔化温度:
121-141℃
3)模具温度:
20-50℃
4)注射压力:
可到达150MPa
5)保压压力:
可到达100MPa
6)注射速度:
为防止资料降解,一般要用相当低的注射速度.
7)流道和浇口:
可以采纳所有惯例的浇口,如果注射成型较小的塑料件,最好采纳针状浇口或潜伏式浇口,对较厚部件,最好使用扇形浇口或潜伏式浇口的最小直径应为1mm,扇形浇口的厚度不能小于1mm.
结构分析
1.从图2-1分析,该塑件的外形整体结构特征较为简单,却带有曲面的特征,尺寸较小.壁厚均匀,符合最小壁厚要求.
2.塑件内外壁成型不是直角,而是成圆角,主要是为了在成型后,脱模的时候塑件方便取出,不需要考虑侧抽芯装置.
图2-1塑料胶带圈的三维图
成形工艺分析
1)结晶料,吸湿小,不须充沛干燥,流动性极好流动性对压力敏感,成型时宜用高压注射,料温均匀,填充速度快,保压充沛.不宜用直接浇口,以防收缩不均,内应力增年夜.注意选择浇口位置,防止发生缩孔和变形.2)收缩范围和收缩值年夜,方向性明显,易变形翘曲.冷却速度宜慢,模具设冷料穴,并有冷却系统.3)))可能发生融体破裂,不宜与有机溶剂接触,以防开裂.
第3章成形方案的设计与分析
注塑模具的浇口是分流道与型腔之间的狭窄部份,它使由分流道输送来的熔融塑料发生加速,形成理想的流动状态而布满型腔.它是整个浇注系统最关键的环节,它的形式、尺寸及位置会影响塑料流的充填模式,对塑件质量影响很年夜,其形式和尺寸可以通过试模后的修模过程来调整.对胶带圈的模流分析我采纳了两种方案的比较,方案一(侧浇口)方案二(点浇口)
方案一采纳侧浇口,一模四腔的规划形式,对胶带圈的成形进行模塑分析,通过分析胶带圈在成形过程中的体积收缩率、剪切速率等,发现可能呈现的各种成型缺陷以及生产效率的高低,从而确定合理的浇口位置,优化模具设计.
方案二采纳点浇口,一模两腔的规划形式,对胶带圈的成形进行模塑分析,并通过胶带圈的浇口位置、充填时间、充填压力、锁模力、熔接痕、气穴等分析,确定模具在充填过程中的利与弊,以及塑件的力学性能和外观质量,最后根据所呈现的问题采纳合理的设计方案,保证制品的质量.
3.2初始方案的分析
侧浇口的特点
侧浇口,又叫边浇口,矩形浇口,是浇口种类中使用最多的一种,因而又称普通浇口,其截面形状一般加工成矩形,故又称矩形浇口.它一般开在分型面上,从型腔外侧进料.由于侧浇口的尺寸一般都较小,所以截面形状与压力、热量的关系可忽略不计.矩形浇口的长一般为0.5~3mm,宽为1.5~3mm,浇口深为0.5~2mm.
1)侧浇口的优点
A、截面形状简单,加工方便,能对浇口尺寸进行精细加工,概况粗拙度值小.
B、可根据塑件的形状特点和充模需要,灵活地选择浇口位置,如框形或环形塑件,其浇口可设在外侧,也可设在内侧.
C、由于截面尺寸小,因此去除浇口容易,痕迹小,制品无熔合线,质量好.
D、对非平衡式浇注系统,合理地变动浇口尺寸,可以改变充模条件和充模状态.
E、侧浇口一般适用于多型腔模具,因今生产率很高,有时也用于单型腔模具中.
2)侧浇口的缺点
A、对壳形塑件,采纳这种浇口不容易排气,还容易发生熔接痕、缩孔等缺陷.
B、在塑件的分型面上允许有进料痕迹的情况下才可使用侧浇口,否则,只有另选浇口.
C、注射时压力损失较年夜,保压补缩作用比直浇口要小.
3)侧浇口的应用
侧浇口的应用十分广泛,特别适用于两板式多型腔模具,多用于中小型塑件的浇注成型.
表3-1PE的成型条件
熔体密度/(g·cm-3)
最年夜剪切
应力/MPa
最年夜剪切
速率/s-1
模具温
度/℃
熔体温
度/℃
顶出温
度/℃
34149
25-39℃
180-226℃
35℃
完成份析后,选择注塑原料为PE,其资料参数及成型条件,见表3-1.
网格模型的划分网格划分采纳概况网格类型(Fusion),网格平均边长1.71mm,网格单位为11203个三角形,节点数为5642个,最年夜纵横比小于10,匹配率年夜于88.2%,此网格构造良好,完全能满足分析要求
产物模型网格划分
3.2.4流动+翘曲的分析
图3-2变形
变形是薄壳塑料制品注塑成形过程中罕见的缺陷之一,分歧资料,分歧形状制品的翘曲变形规律分歧很年夜,图3-2中最年夜的变形比例为0.1912,最小的比例为0.0711.
剪切速率是指流体的流动速相对圆流道半径的变动速率.塑料熔体注塑时流道的剪切速率一般不低于1000ˉS浇口的剪切速率一般在100000ˉS—1000000ˉS.
公式:
剪切速率=流速差/所取两页面的高度差
表3-5剪切速率
剪切速率
最年夜值
34149/s
剪切速率
第95个百分数
300001/s
剪切速率
平均值
5.18141/s
剪切速率
标准差
5.29721/s
图3-9缩痕指数
缩痕的界说及有关研究缩痕指的是注塑制品概况发生凹坑、陷窝或者收缩痕迹的现象,缩痕深度一般比力小,其实不影响使用性能,可是由于它使光线朝分歧方向反射,使得产物在外观上不成接受.如图3-9所示画圈的处所即为制品上发生的缩痕.
表3-6缩痕指数
缩痕指数
最年夜值
%
缩痕指数
第95个百分数
%
缩痕指数
最小值
%
缩痕指数
标准差
0.2232%
图3-10体积收缩率
%,那么模具的型芯也就根据收缩率的年夜小相应变年夜,这样尺寸才华在规定公差范围之内.
表3-7体积收缩率
体积收缩率
最年夜值
%
体积收缩率
第95个百分数
18.85%
体积收缩率
第5个百分数
%
体积收缩率
最小值
0.027%
体积收缩率
平均值
13.4636%
体积收缩率
标准差
2.7272%
图3-11温度
C.分析数据如下:
表3-8型腔概况温度
型腔概况温度
最年夜值
℃
型腔概况温度
最小值
25℃
型腔概况温度
平均值
℃
平均模具外部温度
25℃
循环时间
35.0000s
点浇口又叫橄榄形浇口或菱形浇口,是截面尺寸很小的圆形截面浇口,是应用较广泛的一种小浇口,其结构和尺寸如图3-1所示.点浇口的特点是浇口位置可根据工艺要求灵活地确定,浇口附近塑件变形小,去浇口容易,可自动拉断,有利于自动化把持.点浇ロ适于成型低黏度塑料及黏度对剪切速率敏感的塑料,如PE、PP、ABS等.
变形是薄壳塑料制品注塑成形过程中罕见的缺陷之一,分歧资料,分歧形状制品的翘曲变形规律分歧很年夜,图3-2中最年夜的变形比例为0.1912,最小的比例为0.0711.
图3-3填充结束时的压力
通过填充结束时的压力分布情况,分析充模压力分布是否平衡,在最后充型的部份压力较低,见图3-3.注塑过程中的最年夜充填压力为40.21MPa,在充填结束后制品应处于保压阶段.
表3-3保压阶段结果
压力峰值-最小值(在13.561s)
MPa
锁模力-最年夜值(在15.061s)
tonne
总重量-最年夜值(在22.699s)
g
表3-4保压阶段结束的结果
保压结束时间
总重量(制品+流道)
g
图3-4熔接痕
熔接痕会影响制品的力学性能和外观质量,但可以通过采纳提高模具温度|、加年夜浇口尺寸、降低锁模力或在熔接缝处开设排气系统等办法来解决,从而降低废品率.根据图3-4分析结果,因没有年夜面积熔接痕,塑件概况质量不会受到影响.
图3-5锁模力
在注塑过程中,当熔体布满整个模具型腔,会发生使模具分型面胀开的力,招致飞边的发生,因此注射机合模机构必需有足够的锁模力,且锁模力必需年夜于胀开力.一般在满足要求的前提下,锁模力应尽可能的小,有利于节约能源、降低本钱,延长注射机及模具的使用寿命,有利于模具的排气,控制填充状态.此胶带圈通过分析计算填充时所需的锁模力为3.0tonne.从图3-5可以看出,建议选用锁模力为1800kN以上的注射机.
图3-6气穴
气穴招致的制品概况瑕疵及焦痕等缺陷,见图3-6.从图3-6可以看出,图中为塑件的气穴位置,非常容易发生困气的现象,模具设计时尽量靠近这些区域排布顶针、镶件等,以防止困气,以确保模具设计的合理性.
图3-7解冻时间
图3-7为点浇口时的产物所需解冻时间,其中最上面部份最快解冻,中部最后解冻,整个过程年夜约需要1.561s;
第4章方案比较
浇口位置比较
方案一侧浇口方案二点浇口
从理论上讲,本产物最佳浇口位置应该在产物中央,但受产物概况质量的要求,是不能在产物中央设置浇口的.方案一采用侧浇口一点注射,一模两腔.而方案二点浇口一模四腔,通过模拟模流充填过程的数据分析比力,判断这四个浇口位置的优劣,为生产实际提供理论依据.
工艺条件设定
冷却水道安插在模具上下位置,即定模和动模部份,水管直径为8mm,冷却水温度为25℃..本实验采纳PE资料,模流分析序列采纳“冷却+流动+翘曲”进行模拟分析.设置模具概况温度为50℃,熔体温度为230℃,开模时间为5s,设置充填自动控制,速度/压力自动切换,保压控制由充填压力与时间决定,顶出温度为88℃,顶出时的解冻百分比为100%,并将翘曲原因分离,矩阵求解器为自动求解.
本实验从模流充填过程的三个方面对浇口位置的选择进行分析比较:
流动分析、冷却分析、翘曲分析,而且在每个方面只选择对产物质量影响最年夜的因素进行分析
流动分析比较
方案一图4-3方案二图4-4
流动分析选择对产物概况的熔接痕进行分析比较.熔接痕是呈现在产物的概况,产物的外观要求是平整光洁,保证熔接痕处强度,不能开裂,浇口的位置的设计要尽量防止熔接痕的呈现.图4-3所示是浇口设计在产物的正面,从产物正面进料,可以看到产物的正面和上面都发生了熔接痕,其中产物正面的熔接痕影响美观;图4-4所示是浇口设计在产物的上面,从产物上面的转轴上进料,则只在产物后面的避空处的转角发生熔接痕,其实不影响产物的美观.
充填结束压力比较
方案一图4-5
方案二图4-6
图4-6为点浇口注射时所需的充填压力,它充填结束时所需的充填压力为40.21.图4-5为侧浇口所需的注射压力,它充填结束时所需的充填压力为38.19.充填压力是选用注射机型号的重要因素,充填结束时的压力越年夜,所需的注射机的注射压力越年夜,本钱越高.通过比力点浇口充填结束时所需的压力比侧浇口要年夜,因此所需的本钱也较高.冷却分析比较:
方案一图4-7
方案二图4-8
在相同的冷却条件下,产物的散热快、冷却效率高,产物解冻时间就会短,成型周期就会短,可以提高生产效率.图4-8为点浇口时的产物所需解冻时间,其中上间部份最快解冻,中部为最后解冻,整个过程年夜约需要1.56s;图4-7为侧浇口时的产物所需解冻时间,解冻的顺序与前面基本一样,整个过程年夜约需要4.21s.比力二个过程,点浇口比侧浇口节省时间2.65s,以及综合制品的充填时间比较来看,点浇口充填时间为0.4577s,侧浇口的充填时间为0.3668,通过比较侧浇口比点浇口提高生产效率.
翘曲分析比较
方案一图4-9
方案二图4-10
产物的总变形量显示的是模型上每一点空间的变形量,以所有变形前的节点为参照,显示模型变形后的形态.引起翘曲变形有多种因素,这里只考虑综合各种因素的总变形量的比较.如图4-9所示,侧浇口所发生的最年夜翘曲总变形量约为0.1912mm,而图4-10所示的点浇口所发生的最年夜翘曲总变形量约为0.1975mm,二者相比,最年夜翘曲总变形量下降了0.063mm,翘曲变形减少32%,提高了产物精度.
所以,确定最终使用方案二作为最终方案.
时间:
二O二一年七月二十九日
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- xxx 分析 报告
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)