ProENGINEER在注射模设计中的CAE分析.doc
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1、ProENGINEER在注射模设计中的CAE分析 作者: 日期:2 个人收集整理 勿做商业用途Pro/ENGINEER在注射模设计中的CAE分析李道喜(重庆理工大学材料科学与工程学院,重庆,400050)摘要:ProE软件采用单一数据库和参数化造型技术,具备概念设计、基础设计和详细设计的功能,为模具的集成制造提供了良好的平台。Pro/MOLDESIGN是Pro/ENGINEER中的模具设计模块,此模块可以模拟模具设计工艺,用于创建、修改和分析模具元件或组件。Plastic Advisor是Pro/ENGINEER中自带的一种分析软件,它具有强大的分析、计算、和动态仿真的功能。利用此软件,可直观
2、地观测到塑料的流动情况、塑件的充填状态、注射压力变化情况、温度变化情况等。并得到可靠的反馈信息和建议。结合使用Pro/MOLDESIGN和Plastic Advisor,从而使零件和模具设计阶段就能得到完善和改进,缩短模具设计和制造周期,降低模具设计成本。 关键词:脱模斜度检测;厚度检测;浇口位置分析;成型工艺条件分析;塑料流动分析;冷却质量分析,缩痕分析。引言 在塑料制品生产中,注射成型是最常用的方法之一虽然注射成型得到了较为广泛的应用,但是在实际生产中经常出现由于设计经验不足、塑料件结构复杂、注射成型工艺影响因素多等原因造成塑料件不合格成型时的各种缺陷造成塑料件的不合格常见的塑料件缺陷有:
3、充填不足、飞边、缩孔、气泡、熔接痕等造成注塑件这些缺陷的原因非常复杂,有时很多原因相互影响,要准确确定缺陷产生的原因有一定的困难但总体可分为由于注塑成型设备、注塑成型工艺及注塑模设计三个方面选择和设计不当而引起的缺陷为了提高模具设计质量、减少或避免塑料注射成型缺陷,本文对注塑成型中的缺陷、引起缺陷的原因作了分析,并使用Pro/ENGINEER内置相关模块对部分缺陷进行了预测。1. 脱模斜度检测由于塑料冷却后产生收缩,会紧紧包在凸模或成型型芯上,或由于粘附作用,塑件紧贴在凹模型腔内。为了便于脱模,防止塑件表面在脱模时划伤、擦毛等。在设计时塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度,如图1所示。 塑件
4、脱模斜度的大小,与塑件的性质、收缩率、摩擦因数、塑件壁厚和几何形状有关。硬质塑料比软质塑料脱模斜度大;形状较复杂或成型孔较多的塑件取较大的脱模斜度;塑件高度较大、孔较深,则取较小的脱模斜度;壁厚增加、内孔包紧型芯的力大,脱模斜度也应取大些.有时,为了在开模时让塑件留在凹模内或型芯上,而有意将该边斜度减小或将斜边放大。 一般情况下,脱模斜度不包括在塑件公差范围内,否则在图样上应予说明。在塑件图上标注时,内孔以小端为基准,斜度由放大的方向取得;外形以大端为基准,斜度由缩小的方向取得。塑件的脱模斜度的取值可参考有关书籍。 Pro/ENGINEER不仅可以设置脱模斜度,而且可以得用系统提供的方便功能对
5、参照零件进行脱模斜度检测,以避免漏设脱模斜度,确保脱模斜度符合要求。运用Pro/ENGINEER的Pro/MOLDESIGN模块中相关命令进行脱模斜度检测。进入脱模斜度检测对话框,进行如图2所示设置:其中draft angle 即为要检测的脱模角度。按Compute进行分析,结果如图3所示。如果部分侧面的脱模斜度达不到要求,在分模前需进行修改.2. 厚度检测塑件应有一定的厚度才能满足使用时的强度和刚度要求,而且壁厚在脱模时还需承受脱模力。壁厚就设计合理,壁厚太薄熔料充满型腔时的流动阻力大,会出现缺料现象;壁太厚塑料内部会产生气泡,外部易产生凹陷等缺陷,同时增加了成本;百度不均匀造成收缩不一致,
6、导致塑变形或翘曲,在可以能的条件下应使壁厚尽量均匀一致.整个塑件不同壁厚的比值不应超过1:3,且不同壁厚之间应圆滑过渡。2。1平面法厚度检测“平面”检查法是以已经存在的平面为检查参照平面,检查该平面与参照零件的交截处厚度情况的方法,操作较为简单,但一次只能检查一个截面处的厚度情况。在完成图4MOLD ANALYSIS对话框设置后,按Compute进行分析,结果如图4所示。按info键,出现厚度检测的详细信息,如图5所示。2.2层切法厚度检测“层切法”是通过一次性在零件上设置有规律分布的多个参照面,来检查多个参照面与参照零件交截处的厚度情况的方法。此种方法更能准确地分析参照零件的厚度分面情况。其
7、分析结果分别如图6和图7所示.3浇口位置分析浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道,是浇注系统的关键部分,起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用。浇口设计与塑料性能、塑件形状、截面尺寸、模具结构及注射工艺参数等因素有关。总的要求是使熔料以较快的速度进入并充满型腔,同时在充满后能适时冷却封闭,因此浇口截面要小,长度要短,这样可增大料流速度,快速冷却封闭,且便于塑件与浇口凝料分离,不留明显的浇口痕迹,保证塑件外观质量.此外浇口设计需遵循下述原则:( A).浇口尺寸及位置选择应避免熔体破裂而产生喷射和蠕动(蛇形流);(B)。浇口位置应有利于流动、排气和补料;(C).浇口位置应使流程最短,料流
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