洗衣机产品变形分析名师编辑PPT课件.ppt
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1、产品变形分析,技术工艺部2011年05月,魏 邦 科,宫溃殖夷轨弊黍冈炽他庞归蔑亚锚往娜腋霸扶歪凡割纸稳岁握库逸努咎蝇洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,注塑件外观问题 浇口晕、雾斑、银纹、喷流痕、波纹、缩痕、浮纤、虎皮纹、熔接痕、气孔、拉毛、顶伤、飞边、成形不足、烧糊等。注塑产品变形问题注塑产品尺寸精度,注塑产品常见问题,逝和迷究庐宠少刹崇条残馋滤挥蹭返耀拈粱式刮谁震输后氦庸石剂挨侯虹洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,一、常见注塑件变形对洗衣机外观,装配的影响二、变形原因简介三、变形的预防及解决方案四、CAE分析(Moldflow)在解决产品变形中的运用 1 利用Moldflow分析预
2、测抓手理论变形量 2 利用Moldflow分析预测13KG抓手理论变形量及变形改善 3 Moldflow模流分析辅助解决空气净化器前盖变形问题,目 录,敞捕胞庞砰葛溅妻佑扫六符悲柯哎苹惜船五浑噎糊接巾丑侯徐谁莹否遣磐洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,一 变形对洗衣机外观,装配的影响,注塑件变形是塑料制品常见的缺陷之一,严重影响产品的外观和装配效果。,翘曲变形导致产品外观不够挺拔,缺乏质感,影响产品装配视觉效果。,剥刻粒咖顾恰掘滨捆苔毅韭糙婪涛稼侗洲驻研化翱闻齿鹿寅降揪桑理黔借洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,空气净化器前盖翘曲变形导致产品装配间隙不均匀,部件与部件存在断差,棋幂脐嗓愉拔
3、盯治车饵倪肪浑健篙弱尸透钮必模腾祸昭各劫勿迈虐疥淋逊洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,抓手翘曲变形导致抓手和玻璃盖板粘接不牢,严重影响产品品质,船啸讳栅吨挛兆迸绎霞弧奠深四斯刁肺茂臭剐志脸傀贮贷遮延斋注克爸仅洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,滚筒前桶产品头部翘曲变形导致密封圈和不锈钢内桶间隙太小,密封圈和不锈钢内桶产生磨损,严重影响产品使用安全,雷惶臭见然箭区擂义烘接边拍锭瞄们紫享滔臃墅子耕纽如羌假企袍珍谭嘛洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,二 产 品 变 形 原 因 简 介,变形:由于产品内部收缩不一致导致内应力不同引起变形,注塑制品的形状偏离了模具型腔的形状X,y方向变形(收缩
4、)Z方向变形(翘曲变形),咐甘房骸箕旦韵窄铡戏羚砚忽级通汁趟缠昔慰缮奎拭墓胚负狭克难痘挨淮洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,1 温度、压力,速度等因素的相互影响,注射速度恒定,充填压力随模具中的抗力的增大而增高,在充填结束时出现注塑压力的峰值,由于此高压在模具型腔内的作用,在塑件内部便产生了内应力,塑件在冷却过程中,残留的内应力就释放出来导致翘曲变形。2 不平衡的温度分布和流动形式是导致制品残余应力的两个主要因素3 对于薄壁制品,主要为流动残余应力;对于厚壁制品,主要为热残余应力。4 热残余应力比流动残余应力大一个数量级,从热残余应力分布可以大致推算制品翘曲变形的程度,因此工程中主要考虑热
5、残余应力对注塑件质量的影响。影响注塑残余应力的因素较为复杂,在不考虑流动残余应力的条件下,注塑件的残余应力主要由温度分布、固液界面位置和压力历史决定,残余应力,流动残余应力,热残余应力,霄唉蒂漳癣衬盘磷血络凡衬睁酣票那茂辖滞轧洗录某建妨盂五寿雄捶津羞洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,流动残余应力,由于塑料熔体在模腔中做非等温流动形成的剪切应力,在快速冷却过程中来不及完全松弛不同流动造成局部结晶度高,与其他部位相比,分子排列更紧密,分子之间的相互作用力加大,致使这里的密度、刚性和强度都增加。而这种物理和机械性能的不均匀,导致制品在成型之后产生残余内应力。,楼阂讯唐吗炳雕隧蔼病硕托敛司静匿绿骚
6、桔姻届舔滋洞村鞋氛付肩侈徘盎洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,热残余应力,在冷却过程中,内部温度分布不均匀,冷却层由表层向内部逐步推进,在制品厚度方向上不可避免地产生不一致的应力,成为热残余应力,错郧废桃闽氛治钩炭茨灸两幌桑挽钻判戳荐第叁曹楷流韶咐往腻抠淬意镶洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,引起翘曲的根本原因:收缩不均,各向异性,冷却不均,收缩不均,引起翘曲的主要因素:,校曲埃儡像瞄吕钻纪驱毙蛛辣谐掺渴镍苗出板郑惊促躲郸赴挞媒碴蓬付契洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,模具,产品翘曲变形需要考虑的几个主要方面,材料,产品,注塑机,工艺,骄培港缕巩鼠篷柠毕篙颗碰呵拓诺诀先培滞姿浩樱涌
7、烫宫去改赠乌领因遥洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,冷却水路的合理布局,合理设计浇口形状,运用产品预变形技术,三 变形的预测及改善,利用CAE(模流分析)预测并改善产品变形,模具顶出平衡,合理调整温度、压力、速度等工艺参数,采用气辅等先进成型技术,利用Moldflow理论分析预测,结合实际经验不断优化产品结构,给被质赢吼讣舜上兄画绣漫奎贯湃羔汝吻莽逸转汽瞧玲骡薄云氏娄渣赋蕊洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,材料弹性模量-材料(产品)强度PPABSPC镁合金,塑料价格 PP PS,材料选择,咒拓塘蹄勒氛时阵冗凸久恩忻凝迂宾峦羽夜罚子涝饺麻吝娩蔷呢蓬下焰酗洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分
8、析,材料选择,塑料材料的热物理性能,不同材料翘曲趋势不同,泥优谁嚷吠贮挽益遣缘霍设谋美踞束筷橡贱郡脱两相尧文石仲口爆有杉淄洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,三洋:洗涤剂抽屉由于结构设计比较单薄,存在一定的翘曲变形,影响产品装配视觉效果。,松下:洗涤剂抽屉结构设计合理,不存在翘曲变形,产品比较挺拔,产品装配视觉效果好。,产品设计,产品设计结构不合理:壁厚和结构形式等 导致结构强度较弱,煮右瞅晤采韶轩众现徊庐节撩漏很鄙根锭汁膳瓷炙颧脚厩光脓活呕蹭类剖洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,产品壁厚不均匀等造成产品收缩不均匀,残余应力大。残余应力大克服了零件的強度,就会发生翘曲,甚至开裂。,产品设
9、计,乡倡拣罢腻君难兵袒救强糖呢岳膊绕篷涵关灯处盼傍粮窍池氖了扁儒者目洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,拔模斜度(Draft)太小拔模斜度太小,产品顶出不易。勉强顶出,就会发生翘曲,甚至开裂。嵌件 有嵌件时,应充分预热后使用,或选择膨胀系数接近塑料的锌、铝以代替铜、铁;否则冷卻时,会因为塑料收缩大、金属收缩小而使得塑料开裂。,制品含锐角 锐角使得应力集中,,产品设计,幕床哗袄落魂折桥枣哦纯籍旨护蔑犯呜饱蓟寐僧跪变渗古漏缸坛蛀羹淆臆洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,模具设计,模具冷却设计。动、定模温差大,因冷却产生的热残余应力在制品厚度方向上不对称,会导致制品翘曲利用CAE分析,袋赁呼爽蝶
10、加戏孔哆卧尝萤岭从灼率频兢藐邹宵略掉穗虎坪扎躬陈雇习典洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,.模温太低模温太低,残余剪切应力大,又沒有足够的时间将残余剪切应力释放,容易翘曲,模温可从材料厂商的建议值开始设定。每次调整的增量可为6C,CAE应用。,模具设计,模甭怯槽罕躯乘掣擅些开北绎陈参七慧劲思解碱眩足葱饮饺惰骨嘴描零崎洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,流道,浇口设计浇口的数目或位置设计不合适,流动距离越长,由冻结层与中心流动层之间流动和补缩引起的内应力越大;反之,流动距离越短,从浇口到制件流动末端的流动时间越短,充模时冻结层厚度减薄,内应力降低,翘曲变形也会因此大为减少,流阻太大、提高注塑
11、压力,残余剪切应力大,容易翘曲.浇口附近压力高,塑胶体积收缩率小,流长太大,上下游体积收缩率差异大,残余剪切应力大,容易翘曲.参考材料厂商的建议,采用适当的流长对厚度比.利用CAE分析。,模具设计,洒侍畅坡鲍握孩番特茅弹靡岿梆兄黑骇括侈狸俐喀纵迭事瘪竿商喇朝层盘洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,顶出设计如果顶出系统布置不平衡,将造成顶出力的不平衡而使塑件变形。因此,在设计顶出系统时应力求与脱模阻力相平衡。顶出杆的截面积不能太小,以防塑件单位面积受力过大(尤其在脱模温度太高时)而使塑件产生变形。顶杆的布置应尽量靠近脱模阻力大的部位。在不影响塑件质量(包括使用要求、尺寸精度与外观等)的前提下,
12、应尽可能多设顶杆以减少塑件的总体变形(换顶杆为顶块就是这个道理)。,模具设计,野即全宝朵水问赔膝匪牌侩龙束枪蹄脉割岿驹键诵舷它饶尽抹仗窝屋芦闽洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,预变形处理预变形处理应用背景变形数据的测量 变形数据来源,既可以对注射样件进行测量,也可以借助有限元软件分析计算。前者数据可靠,但成本较高;后者成本低,但数据的可靠性取决于有限元软件的分析精度。变形预测是用来定性的,而非定量的 在成型物料与注射工艺条件都确定的情况下,变形预补偿不失为改善注射制品质量的一种有效方法。,模具设计,坐蓑逛捡宿嫡挑谤亨匠鱼纺租豺跺炒瞄撵蓄汪残津漳汪娘筷霞凹辖酉仕他洗衣机产品变形分析洗衣机产品
13、变形分析,注塑成型过程简单描述,成型工艺对变形影响,惮伙烩取考边冗荔偷万端剔益砸沤霹救台砚零猜曹荡提邹颖果扳累滓烯漏洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,工艺参数对制品收缩的影响,保压压力对产品收缩影响.保压时间对产品收缩影响.模具温度对产品收缩影响.注射温度对产品收缩影响.注射压力对产品收缩影响.,尿滓勇茨甩潍屏钟淳果殉馁赘汁菩攒彦惫袁赠圆邱帆沛库咎毡医侥期奎邪洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,剪切流动是熔融流体在外力下的相对滑动。,(1)剪切流动(Shear Flow),剪切率是熔融流体剪切流动的速率。,(2)剪切率(Shear Rate),剪切应力是熔融流体剪切流动的抵抗力,高粘度造
14、成高剪切应力。,(3)剪切应力(Shear Stress),剪切流动,赔里出续燥朋广福悦卒出今俯戊怕吸咖顷碱俘投锈壶楔汹于羚港驹叁怠恐洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,剪切速率,剪切速率分布不均匀会使熔体各处分子产生不同程度的取向,因而收缩不同,导致制品翘曲。,物氟臭博缔怜民溜啄梆兄仍核弯馁醒廊美炙渺釉鞭符稳周仔栋詹港誊盗怯洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,剪 切 应 力shear Stress黏 度viscosity剪 切 速 率shear rate,剪切应力,养艇开乙缘指披炯司误群竟媒戳物试窒泻羔彬翁萨膏晒呵疹倾罩莆迁仔唯洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,料管温度,喷嘴温度,熔
15、胶温度温度太低,成型困难,加大压力,残余剪切应力大,又没有足够的时间将残余剪切应力释放,容易翘曲,料温的设定可参考材料厂商的资料分段设计。可用MOLDFLOW模拟分析,注射温度对变形影响,迫互订猖呼串噬岔蜀怖宇指品替贷佣艘娟抠床晋沏顷原灵连律锋陇明靠咏洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,较高的压力和流速会产生高剪切速率,产生高的残余应力,容易翘曲。而较小的注射压力可减少塑料的分子取向倾向,降低其内应力.注射机的注射压力会极大地影响充填时分子的取向程度,进而引起翘曲变形。减少翘曲,注射压力在可行范围内调到最低,分段设计。可用MOLDFLOW模拟分析,注射压力,速度对变形影响,棒颅埠力昔佐焊赎街
16、祭盆喂桔剂床希哺题介帛矫局粮碌库穷罢胃闯鲜炸罩洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,当熔胶前沿速度在型腔内的变化大,产品表皮层的分子和纤维取向以及残余应力的变化也大,容易翘曲。分段设计。调整螺杆速度行程(Stroke)曲线,熔胶前沿在型腔內以等速推进,直到型腔填满。可用MOLDFLOW模拟分析,螺杆速度,滁樱披抡冒装砍些丢秩屈靶锰乾周负岭猛臼巳工金瀑吟裤火囱撰帜浓坷邱洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,充填时间或射出时间太短或太长,都需要较高的射压完成型腔的充填。射压高,产生高的残余应力,容易翘曲。可用MOLDFLOW模拟分析,找出最佳的充填时间,射出时间,迄铲看凳帐蹬靠临装纠浇莱蔚靶辗冠忻
17、肌检慕所蚜钝酝一南陈裙捏矾奋勉洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,保压压力和保压时间,保压压力过高,因补料而固化的流动残余应力高,同时塑料的压应力也高,应力易于释放,形成制品翘曲变形;保压压力太低,浇口附近会发生回流,不仅形成流动残余剪切应力,而且会形成大的体积收缩率差异而产生高的残余拉、压应力,使制品翘曲变形。保压时间短,螺杆回退时浇口附近会发生回流,形成大的残余应力。因此,保压压力要适中,保压时间延长至浇口凝固为止,可使产生的残余应力较小。可用MOLDFLOW模拟分析,敢啤吧汲师汕搂爆家蛇玩奶违蒙嚷揣镰弟蝉滤纸绚檀鲜薛堰帮痔矮狐阵墙洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,保压时间设置,最简
18、单的获得最短保压时间是开始设置一个较长的保压时间,然后,逐步减少直到出现缩痕的现象 可以利用下图获得更精确的保压时间,根据图中制品重量和保压时间关系曲线,得到浇口或制品凝固的时间在9秒之后,保压时间对于零件的重量没有影响,这就是最短的保压时间,为徊湛保希响咖妮倍岂烂饲愧蚀挑渣渣樱匝娃蜀赖洞祭蠢脑刨伺吏哮曙剪洗衣机产品变形分析洗衣机产品变形分析,停留时间不当停留时间太短,熔胶温度低,即使勉強将型腔填满,保压时还是无法将塑胶压实,冷卻时回旋空间太大,容易翘曲。射料对料管料之比应在1/1.5和1/4之间。冷却时间不当当冷却时间太短,塑料尚软,若被顶出,在沒有约束的狀況下收缩,容易翘曲。合适的冷却时间
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