传统的模具设计,浇注系统没有通过CAE分析,依靠设计人员积累的经验来设计模具。如果,所设计的模具通过试模,发现因浇注系统设计不合理产生以下问题:容易出现浇口的位置及尺寸、流道截面设计不当,制品出现成型缺陷等。这样,需要多次的试模、修改浇注系统,克服存在的问题,才能使制品质量达到要求。这样的模具设计,无法达到设计优化。往往会增加模具的设计和制造成本、影响模具的交货期,问题严重时模具无法修改只能报废,需要重新设计、制造模具。
通过模流分析能避免浇注系统设计存在的问题,较准确地预测塑料熔体在型腔中的填充、保压、冷却情况以及预测塑件成型的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况,以便设计时能尽早发现问题,及时修改塑件结构和模具结构,而不是等到试模后再修改模具。因此,为了使模具项目顺利成功,现代模具的设计,都应用了模流分析进行浇注系统设计。有的模具用户要求模具供应商利用模流分析技术,提供模具的浇注系统的分析报告,确认后再设计模具,说明了CAE分析的重要性和必要性。
CAE模流分析的作用01①通过CAE熔体充模过程的流动模拟,确定合理的浇口数目和找出最佳进料口位置,减少试模次数,可以实现一次试模成功;与此同时可避免为了改变浇口位置而进行烧焊,降低了模具制造成本,保证了模具质量。如果模具的浇注系统的浇口位置设计错误,需要改动,模具就只能烧焊,或者重新加工。模具一般都不允许烧焊,尤其汽车部件表面做皮纹烂花的模具。如烧焊须经客户同意,即使同意了,也增加了工作量,同时延迟了交模时间,增加了金加工和试模的费用。
②对浇注系统的浇口所在位置进行CAE模拟分析,能预知多点浇口的注塑压力的平衡情况,模拟熔料充填过程,优化浇注系统设计;可使注塑熔料达到最佳的流动平衡,降低填充压力,使压力均匀分布。
③能预测保压过程中型腔内熔体的压强、密度和剪切应力分布等,优化注塑方案,缩短成型周期,提高生产效率。
④通过模流分析能优化注塑成型工艺参数,预知注塑机所需的注射压力及锁模力。
⑤通过模流分析,使设计者能尽早发现问题,可为模具的设计、改善模具结构提供依据;通过模流分析验证模具结构的合理性,优化了模具设计;最重要的是提高了塑料制品的成型质量。
利用模流分析,了解模温及冷却情况,分析制品翘曲变形、收缩、凹痕等缺陷是否会产生。在设计冷却水管时,可根据具体情况,考虑如何合理设计冷却系统。
①利用CAE技术,可使经验积累与现场试模相辅相成,累积试模经验,花最少的成本,迅速培养CAE分析专业人员,提升模具设计质量。
②利用模流分析能预知熔体的填充,优化熔接痕所处位置,帮助设计者分析、更改塑件壁厚、应用顺序阀,通过控制浇口开闭时间和注塑成型工艺参数的设置、达到改善熔接痕的位置、优化塑件表面熔接痕的目的。
通过模流分析预知熔体在填充过程中产生困气的位置,使设计师可以参考模流分析设计模具的排气系统。
模流分析内容和流程0由于采用流动模拟可优化浇口数目、浇口位置和注塑工艺参数,预测所需的注塑压力和锁模力,并发现可能出现的注塑不足、烧焦、不合理的熔接痕位置和气穴等缺陷,因此现在很多客户在模具结构确定前,要求模具供应商提供CAE分析报告。
(1)模流分析内容
注塑模CAE分析的内容很广泛,主要包括以下几个方面。
①充模过程模拟。②保压过程模拟。③冷却分析、纤维取向分析及翘曲分析。④塑料热物理性能和有关数据的测定。
()模流分析步骤及流程
通常,注塑模CAE系统的使用大致上分为前处理、分析求解、后处理三个步骤,注塑模CAE系统也由相应的三个模块组成。
①前处理。设定成型树脂、模具材料、注塑机规格及冷却液种类等;建立有限元法(FEM)模型,将流道、浇口及型腔建成有限元网格;设定成型条件,包括注塑压力、注塑速度、冷却温度等。②分析求解。包括充填分析、保压分析、冷却分析及翘曲分析等。③后处理。各种分析结果的数据显示,包括彩色云纹图、等值线图、zy平面图及文字报告、数字显示等。
模流分析的应用03近年来,模流分析在注塑领域中的重要性日益提升。模流分析从原理上说明了许多使注塑失败的原因,如翘曲、飞边、熔接痕的位置等。当然对于模流分析的结果,有时不一定百分之百的正确,还需要结合经验给予判断和确认,特别是对熔接痕是否存在的问题。
目前,注塑CAE软件能成功地应用于在以下三方面。
(1)塑件设计
塑件设计者能通过模流分析解决下列问题:
①塑件能否全部充满这是一个为广大模具设计者普遍
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