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基于HSCAE的法蘭澆注系統的有限元分析

發布于:2023-07-03 20:42
有限元分析

      現有法蘭塑件,對于其模具澆注系統確定較為困難,傳統的模具的澆注系統只能依靠經驗來確定,這樣設計的澆注系統往往難以達到理想的充填效果,還容易導致成形的塑件出現嚴重的熔合紋等缺陷,影響產品的表觀質量。
      現在運用HSCAE軟件進行模擬有限元分析,可以對模具的澆注系統進行準確的模擬,能看到設計的不同的澆注系統產生的成型效果。
      導入的產品的網格如圖所示,該網格的質量較差,無法進行分析。首先在HSCAE軟件網格管理器中,對此產品進行網格劃分,單擊“網格”菜單里的“生成網格”命令,網格邊長設為“4.53mm”經過劃分的網格圖形如圖所示。
      通過網格評價,可以看出網格質量的好壞,單擊“文件”菜單里的“網格”命令,彈出下拉菜單,選擇“網格評價”命令,獲得網格評價的結果,如圖所示。
      由圖可以看出,網格評價的結果是:孤立元素、零面積單元、自由邊界、相交錯誤、零厚度、長高比、單元配對都通過,網格質量達到分析的要求。
      點澆口設置為“起始直徑為2mm,終止直徑為5mm,截面為圓形,長度為30mm”,分流道設置為:“直徑為6mm,長度為180mm,截面為圓形”,主流道設置為:“起始直徑為6mm,終止直徑為2mm,截面為圓形”如圖所示。
      側澆口設置為“起始為2mm,終止為2mm,截面為圓形,長度為5mm”,分流道設置為“直徑為4mm,截面為圓形,長度為105mm”如圖所示。
      如圖所示,采用點澆口的時間為0.57s,采用側澆口的時間為0.52s,時間上來看,兩種澆注系統,熔體充填型腔的時間都差不多。
      熔接痕是塑件表面的一種線狀痕跡,系由注射中若干股料流在模具中分流匯合,熔體在界面處未完全熔合,彼此不能熔接為一體,造成熔合印跡,影響塑件的外觀質量及力學性能。
      通過這兩個圖形,可以看出,采用點澆口的,塑件上熔接痕分布在塑件的外表面上;采用側澆口的,塑件上熔接痕分布在塑件的內側隔板上。大多數情況,盡量讓熔接痕位于塑件的內側,這樣不影響塑件的外觀。
      氣穴也稱作氣泡或氣孔,是在成型制品內部所形成的空隙.形成氣穴的原因有:
      由于排氣不良等因素造成熔體中的水分或揮發成分被封閉在成型材料中所形成的氣穴。澆注系統中澆口的設置對排氣不良有很大影響。
      兩種澆口都有氣穴產生,但是采用點澆口的氣穴少一點,采用側澆口的氣穴多一點。
      塑料的收縮指數是指塑件在成型溫度下的尺寸與從模具中取出后冷卻至室溫后尺寸之差的百分比。收縮指數反映的是塑件從模具中取出冷卻后尺寸縮減的程度。圖為采用點澆口的塑件收縮指數為-0.02,收縮主要集中在內部隔板地方。如圖采用側澆口的塑件收縮指數為-0.02,整個塑件收縮程度差不多。
      壓力場表明在熔體充填型腔時壓力的變化。如圖對于點澆口,最大處壓力為112MPa,最小處壓力為81.35MPa.如圖對于側澆口,最大處壓力為137MPa,最小處壓力為91.96MPa。
      注射壓力由注射機提供,只要注射機噸位能夠滿足要求,基本熔體充填型腔所需要的壓力都能夠滿足要求。
      綜合以上兩種方案,選擇第一種方案較好。運用HSCAE軟件幫助分析澆注系統的方案,提高了設計的效率,并且使得模具的設計更為合理。


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