注塑模CAE分析实例详解

2023-06-30 理论教育版权反馈

【摘要】：由于在注塑模设计之前就运用CAE法进行了预测分析，因此可避免产生上述成型加工缺陷。图8-1 垫片缺陷的注塑模计算机辅助工程分析垫片缺陷的预期分析运用注塑模计算机辅助工程分析软件，对垫片的缺陷进行预期分析。其目的是使垫片的内应力减小，充分得到冷却收缩，从而减小垫片的变形。图8-3 垫片注塑模结构的分析之二CAE法的应用已经十分普遍和广泛，但对某些类型缺陷的预测分析存在盲区，将会给注塑件缺陷的预测分析带来诸多的不便。

一般在进行注塑模结构方案分析时，先根据注塑件的三维造型选定浇口的形式、尺寸、位置和数量，并将浇口设置在注塑件的适当位置上，然后选用塑料熔体进行填充，可得到塑料熔体充模的直观三维模型。三维模型可以展现塑料熔体充模的状态，如显现出熔接痕、缩痕、翘曲变形、气泡和应力集中的位置等缺陷。然后，再调整浇口的形式、尺寸、位置和数量，直至结果满意为止。最后，根据CAE法分析的结论，设计注塑模的浇注系统。由于在注塑模设计之前就运用CAE法进行了预测分析，因此可避免产生上述成型加工缺陷。这比先盲目的设计浇注系统，试模时产生了缺陷再去调整浇注系统的设计要合理得多。

【例8-1】垫片如图8-1所示，材料：PC_o由于垫片是薄片型注塑件，而且中间存在着三个方形孔，这使其成为了窄边型的注塑件。窄边薄片状的垫片脱模后很容易产生变形，浇口的位置和数量设置不好会使得熔接痕数量过多，并且熔接痕处的熔接强度很差时会出现窄边断裂的现象。

图8-1 垫片缺陷的注塑模计算机辅助工程（CAE）分析

（1）垫片缺陷的预期分析运用注塑模计算机辅助工程（CAE）分析软件，对垫片的缺陷进行预期分析。先设置四处点浇口，会形成六处熔接痕，如图8-1所示，可以十分清楚地看到六处熔接痕所在的位置。熔接痕均处在周围的窄边上，影响着熔接痕处的强度，对垫片的质量十分不利。而垫片的变形，图中还不能表示出来。

（2）有关整治垫片熔接痕的注塑模结构方案分析之一为了减少熔接痕的数量和提高熔接痕处的强度，可以采用图8-2所示的模具结构方案。将点浇口改成两个，浇口位置设置在垫片两条长窄边的中部。熔体料流汇合处形成熔接痕，熔接痕共有四处，这样减少了两处熔接痕。可在熔接痕处设置冷料穴，料流前锋的冷凝料进入冷料穴，从而可改善熔接状况和提高熔接痕处的强度。

（3）有关整治垫片变形的注塑模结构的分析由于垫片是窄边薄片型的注塑件，产生变形是必然的。变形主要是在垫片脱模时产生，应从成型加工参数的设定和模具结构两方面着手去解决。

1）成型加工参数的设定：注射压力要适当减小一些，应延长注射成型和冷却的时间，延长保压的时间。其目的是使垫片的内应力减小，充分得到冷却收缩，从而减小垫片的变形。

2）模具的结构：最好采用脱件板的脱模结构，若采用推杆脱模，推杆的面积要大，推杆的数量要多。模具冷却系统要能使模具冷却均匀，特别要使模具型腔的温度保持均匀。

图8-2 垫片注塑模结构的分析之一

（4）有关整治垫片熔接痕的注塑模结构方案分析之二如图8-3所示，在垫片注塑模的型芯中开制出有骨架的槽，通过骨架将窄边连接起来。其作用一是可提高垫片的强度，防止其变形，二是可在骨架的适当位置上设置推杆，也可防止“垫片”脱模时变形。同时骨架还可起到冷料穴的作用，提高熔接痕处的强度。只是因为设置了骨架，会增加塑料的用量和修饰的时间。

图8-3 垫片注塑模结构的分析之二

CAE法的应用已经十分普遍和广泛，但对某些类型缺陷的预测分析存在盲区，将会给注塑件缺陷的预测分析带来诸多的不便。由于CAE软件开发时间较晚，目前还没有对应更多内容和项目的分析。因此，对CAE法不能进行有效分析的缺陷和成型方法，只能采用替代分析方法——图解法。随着CAE软件的不断开发，相信日后任何的成型方法和成型缺陷都可以应用CAE法进行分析。

CAE法可以通过软件自动进行模拟分析具有科学性、准确性和直观性，只是软件具有很多的局限和不足。图解法在准确性、自动化程度和直观性方面都不如CAE法，但具有广泛性和经验性。在缺乏CAE法对注塑件成型缺陷进行预测分析的情况下，为了对注塑件成型加工缺陷进行预防，一定要应用图解法进行注塑件成型缺陷的预测分析。图解法只要用图形就可以进行分析，因此可用于压塑模、压铸模、橡胶模、冷挤模和锻铸模等型腔模的分析。

注塑模CAE分析实例详解

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