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注塑模具结构方案的可行性分析
来源: 马驰科注塑模具厂 发布日期: 2022.06.03 浏览次数:1
信息摘要:
注塑模具结构方案的可行性分析,东莞市马驰科注塑模具厂注塑件的每种成型方法都会产生多达几十种的缺陷,注塑件上哪怕只有一种缺陷,这个注塑件就是废…

一、注塑件上缺陷的综合论治

注塑模具结构方案的可行性分析,东莞市马驰科注塑模具厂注塑件的每种成型方法都会产生多达几十种的缺陷,注塑件上哪怕只有一种缺陷,这个注塑件就是废品或次品。还有些缺陷可以称作是顽症,在多达几个月的反复地试模与修理注塑模具之中,甚至注塑模具多次重新制造仍然无效。这不仅影响到经济效益,更重要的是不能尽快地生产出合格产品交付使用。而注塑件上产生缺陷的因素又是多种的,如何能够迅速而准确地找到缺陷产生的原因,并制订出整治的措施,这就是我们必须要做的事情。因此,寻找这种治理注塑件上缺陷的方法就显得特别重要,而在这之前的内容中只有简单的注塑件次废品原因分析,还谈不上是注塑件缺陷的完整和系统整治方法。

注塑模具结构方案的可行性分析

整治注塑件上的缺陷是个涉及多门学科和多种技术的综合性技术,而缺陷的形成、缺陷产生原因的分析及整治方法,更是属于一种科学的辨证方法。只有将缺陷的因果关系科学地处理好了之后,才会有完善的缺陷处置方法。有了注塑件缺陷的综合辨证论治,就会对缺陷的形成有清晰的认识,这样就为后面的注塑件缺陷的综合辨证施治创造有利的条件。

1.注塑件缺陷综合整治方法的分类

注塑模具结构方案的可行性分析,注塑件缺陷的综合辨证论治和辨证施治,存在着先期的预防和后期的整治两种方法:先期的预防是在试模之前,或者说是在制订注塑模具结构方案的同时,甚至是在注塑件设计的同时,就需要进行注塑件缺陷的预期分析。后期的注塑件缺陷的整治,是指在试模时对所发现的注塑件上的缺陷进行整治。注塑件缺陷预期分析可分成两种,一种是注塑模具计算机辅助工程分析对注塑件缺陷的预期分析方法;另一种是注塑件缺陷图解预期分析的方法,简称图解法。注塑件的整治是在注塑件试模之后,对形成的缺陷进行整治的方法,也存在着两种。一种是排查法或排除法,另一种是痕迹法。

2.注塑件上缺陷综合整治辨证的方法

注塑件上的缺陷预期分析方法和试模之后的缺陷整治方法,统称为注塑件缺陷综合辨证整治的方法,可称为注塑件缺陷综合辨证论治,简称为缺陷综合论治。缺陷综合辨证整治法由CAE法、图解法、排查法和痕迹法组成,这样就可以形成系统而整治缺陷的方法。

(1)注塑件上缺陷的CAE预测方法,简称CAE法,计算机技术的应用已经在很大程度上改变了注塑模具生产理念和方式,计算机在注塑模具生产领域中的应用,已经成为解决设计和制造中很多难题中一种不可代替的手段,在注塑模具设计和制造过程中已经发挥出积极有效的作用。注塑模具计算机辅助工程( CAE)是指用科学方法,以计算机软件形式为制造业提供一种有效的辅助工具。它使工程技术人员能够应用计算机对注塑件、模具结构和成型工艺等进行反复的修改和优化,直至获得结果。但是,由于开发成功的CAE软件有限,离系列化和集成化的距离还相差甚远。目前CAE软件仅可用作模拟注塑件成型部分缺陷的预测,如模拟注射流动过程、保压过程、冷却过程、气体辅助成型过程、应力分析和翘曲分析等内容的预测。

①注射流动过程的模拟:通过对注射流动过程的模拟,东莞市马驰科注塑模具厂可以获得注塑件充模过程的注射压力场、温度场、速度场和流场的模型,由此可以分析得到任意时刻和位置塑料熔体料流的压力、温度和流动的状态。通过对大量数据的分析和总结,结合注射实践经验可以对模拟注塑件的工艺性进行原则性的判断,从而提出优化的工艺方案。

注射流动可以分成一维流动、二维流动和三维流动三种基本流动形式,分别应用于不同的充模过程。并建立各种流动的数学模型,有机地组合运用各种流动模式到实际的注塑件充模过程中,借助计算机的手段对实际注塑件的充模流动过程进行模拟。

②注塑模具冷却系统模拟:注塑模具冷却系统的设计,直接影响到注塑件质量和生产效率。而影响注塑模具冷却系统因素有很多,如注塑件形状和壁厚、高分子材料、冷却管道类型、尺寸与位置、冷却介质的流速与温度等。目前,可以利用计算机分析影响冷却系统的各个因素,模拟注塑件在注塑模具内的冷却过程,找出注塑模具所存在的缺陷,提高模具冷却系统的设计质量。

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③注塑模具熔体充模流动模拟CAE软件:由于计算机软件技术的开发,编制出了注塑模具熔体充模流动模拟CAE软件。可以借助有限元法、有限差分法和边界元法等数值计算方法,分析型腔中塑料熔体的流动状况,能够预测注射过程中的压力场、温度场、锁模力、密度场以及剪切速率等物理量,利用这些分析结果,来指导成型工艺参数的选定及浇注系统的设计,分析工艺条件、材料参数及注塑模具结构对注塑件质量的影响,以达到优化注塑件和注塑模具结构,优化成型工艺参数的目的。目前,注塑模具CAE软件能够进行注塑件冷却过程模拟、气体辅助成型过程模拟、应力分析和翘曲分析等。相信随着计算机软件技术不断地开发,日后只要输人注塑件的造型,再输入注塑件材料和浇口及注塑设备的型号。然后像操作注塑机一样,输入料筒温度、注射压力、注射速度、螺杆转速、注射时间、冷却时间、背压和锁模力等工艺参数后,计算机的显示屏上就能够将注塑件整个成型的过程,包括各种缺陷的生成等显现出来,输入缺陷的分析的指令后,解决缺陷的措施便可立即显现出来。

④注塑模具计算机辅助工程分析(CAE)内容和功能:注塑模具计算机辅助工程(CAE)功能主要有优化注塑件和注塑模具的结构设计、优化成型工艺参数的设置。注塑模具计算机辅助工程(CAE)软件包括前置处理、初始设计、简易流动分析、流动分析、保压分析、冷却分析和后置处理七个模块。

a.前置处理模块是建立模型并进行有限元网格划分的建模器,包括几何造型拓扑定义网格划分,直接定义浇口、浇道的位置和尺寸功能,适用于CAE分析。

b.初始设计模块是树脂材料、注塑模具材料和成型工艺条件的选择器,用户可选择所需的材料,也可添加自己需要的材料,自动形成分析所需的输入文件。

c.简易流动分析模块是熔体在型腔内振动过程的快速模拟分析模块,可以迅速预测不同浇口位置的熔体充模状况,以便及早掌握熔接痕的位置和气穴位置。

d.流动分析模块是一个三维流动模拟分析模块,通过对熔体料流充模过程的模拟,可获得型腔内温度场、压力场和速度场的分布图及所需锁模力等信息。可以帮助工程人员合理设计浇注系统、优化注射工艺参数,发现可能产生的成型加工的缺陷。并提出相应的对策,分析主浇道、分浇道和浇口,可进行浇道平衡计算,优化浇口类型、尺寸和位置,优化浇道布局和截面形状,通过计算出锁模力,可用于选择注射机的型号。

e.保压分析模块,是预测熔体在型腔中补料与压实过程压力场和温度场的分布,计算体收缩率和壁切应力,通过观察节点圆和标量圆判断存在的问题,以便改进和优化成型工艺参数。

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f.冷却分析模块是一个三维冷却分析的模块,通过对注塑模具冷却过程的模拟,可以优化冷却管道布置,避免产生过热点,减少注塑件残余应力和翘曲变形,缩短循环时间,以达到使注塑件快速均匀冷却的目的。

g.后置处理模块是将分析的结果以直观的图形显示方式,如等值线圆、阴影圆和文本报告等的形式展现出来,用户可直接在屏幕上看到计算分析的结果。

(2)注塑件上缺陷的图解预测法:为了对注塑件进行预先的成型加工缺陷分析,从而可以避免注塑模具设计和制造之后出现反复试模和修模的现象。CAE预测法虽然是利用了计算机进行科学分析方法,但遗憾的是受CAE软件的限制,无法对所有成型方法和成型加工缺陷作出分析。因此,只能借助图解法进行分析。图解法只是CAE法的一种代替方法,是要被CAE法取代的。

①注塑件上缺陷图解预测法的原理:注塑件缺陷图解预测法的原理应该说与CAE法一样,也是在注塑件二维图的基础上,绘制出注塑件熔体充模过程注射时的压力场、温度场、速度场和流场的图形来进行分析,可以分析得到塑料熔体料流的压力、温度和流动的状态图。因此,通过分析可以得到注塑件成型加工各种缺陷的结论,进而调整注塑模具的结构设计和浇注系统的设置,以达到满意的效果为止。

②注塑件上缺陷图解预测法的分析图:注塑件缺陷图解预测法是利用图形进行分析的,图解法的分析图是以注塑件零件图为基础,绘制有浇口的形式、尺寸、位置和数量,还有熔体的流动路线、气体排出型腔的路线,并根据熔体充模的情况绘制有用符合表示的温度、压力和流速分布的一种图形。这样就可以根据这些物理量的变化状况,分析出各种成型的方法和成型加工的缺陷,再根据分析结果来调整注塑模具的结构和浇注系统的设置。一般的情况是进行注塑模具结构方案的分析,之后才能进行熔体充模的分析。两者的分析使用两个图形,一种是模具结构方案分析图,另一种是熔体充模的分析图,两者之间的分析应该做到协调一致。

(3)注塑件上缺陷排查法:注塑件上存在着几十种的成型加工缺陷,影响产生成型加工缺陷的因素可以是单一因素,也可以是多种因素对成型加工的痕迹的综合影响。如何能够准确地查找到试模时注塑件上产生缺陷的原因,可以用排查法或排除法对产生缺陷的原因进行梳理,在梳理的过程中还可应用优选法进行排查。

①注塑件上缺陷排查顺序:具体排查时,可按下列顺序进行;模具浇注系统的设置→模具温控系统的设计-→组料材质的验收→加工参数的选择→加工工序的安排→注塑件结构设计→注塑模具结构的设计→注塑设备的选用一其他的查验。

②注塑件上缺陷排查表:注件缺陷排查时常会应用缺陷排查表的方法进行排查,根据注塑件上缺陷所列的表注明产生缺的因,再还项地试模和修模进行排查。每进行一项排查,应该作一次记录。为了提高排查的效率,还可以采用优选法进行排查。即可以在许多产生缺陷的原因中,选取产生缺陷概率较大的因素进行排查,然后再逐步向产生缺陷概率较小的因素进行排查。只要注塑件上的缺陷得到有效的整治,便可停止排查工作。如能够找到产生缺陷的原因,那么制订整治的措施就较为容易。

(4)注塑件上缺陷痕迹法:排查的过程越长,经济的损失和试模的周期就越长。为了缩短排查的周期,可以先运用成型加工痕迹分析的方法。即从注塑件的缺陷痕迹辨别入手,对照注塑件缺陷痕迹规范文本。应用缺陷痕迹技术进行分析,找出注塑件缺陷产生的原因和制订出缺陷整治的措施,以达到解决注塑件上缺陷的目的。

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①注塑件上缺陷痕迹识别:注塑件上缺陷都是以痕迹的形式表现出来的,而缺陷痕迹又与产生相应缺陷的因素相对应。这是因为成型注塑件因素没有与实际成型状况相符合时,注塑件上便反映出相应的缺陷痕迹。不同缺陷具有不同的痕迹,就是同种缺陷,缺陷的性质也会不同,表现出痕迹的形状、部位、颜色和特征也不同。因此,从注塑件上的缺陷痕迹识别入手,便可以很快地确定缺陷的性质,再应用注塑件缺陷痕迹技术的方法来整治缺陷。

②注塑件上缺陷痕迹技术:注塑模具结构方案的可行性分析,注塑件缺陷痕迹技术包括缺陷痕迹的识别、缺陷痕迹规范文本、缺陷痕迹的分析和缺陷痕迹的整治等内容。注塑件缺陷痕迹技术有着一定技巧,东莞市马驰科注塑模具厂为了提高注塑件缺陷痕迹技术应用的准确性和效率,应该建立相关缺陷痕迹技术的规范文本。人们可以对照缺陷痕迹技术的规范文本,找出注塑件上的缺陷痕迹的名称、缺陷的性质和特征、产生的原因和缺陷整治的方法。当然,还可以运用注塑件上的缺陷痕迹分析图进行分析,找出注塑件上的缺陷痕迹产生的原因和缺陷整治的方法。

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