注塑产品变形分析.ppt
《注塑产品变形分析.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《注塑产品变形分析.ppt(67页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、产品变形分析,技术工艺部2011年05月,魏 邦 科,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,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,一 变形对洗衣机外观,装配的影响,注塑件变形是塑料制
2、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。,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,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,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,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)Z方向变形(翘曲变形),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,
3、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,流动残余应力,由于塑料熔体在模
4、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。,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,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:,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,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
5、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,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,材料选择,塑料材料的热物理性能,不同材料翘曲趋势不同,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,产品壁厚不均匀等造成产品收缩不均匀,残余应
6、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。,产品设计,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,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,.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
7、用。,模具设计,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,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
8、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,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,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,注塑成型过程简单描述,成型工艺对变形影
9、响,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.,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,高粘度造成高剪切应力。,(3)剪切应力(Shear Stress),剪切流动,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。,剪 切 应 力shear Stress黏 度viscosity剪 切 速 率shear
10、rate,剪切应力,料管温度,喷嘴温度,熔胶温度温度太低,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,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,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
11、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,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,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
12、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,保压时间设置,最简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,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



- 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:
- 注塑 产品 变形 分析

链接地址:https://www.31ppt.com/p-5289156.html