材料加工工程课件PPT-zhm-3.pdf 46页

'HUAZHONGUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY材料加工工程材料科学与工程学院主讲教授：李远才、刘顺洪、周华民、王新云 第三讲注塑成型主讲教授：周华民 内容提要∑注塑成型的应用∑工作循环∑注塑机结构与原理∑模具基本结构∑注射压力∑冷却过程∑成型中的取向∑成型中的收缩∑残余应力与翘曲∑常见的注塑缺陷∑成型过程模拟（CAE） 注塑成型的应用∑注塑＝塑料注射，注塑模、注射模∑原理：借助螺杆推力，将已塑化的塑料熔体以一定的压力和速率注入闭合的模具型腔，经冷却固化定型后开模而获得制品∑塑料成型的最主要方法：50%的设备，80%的塑料制品∑最大优势：成型复杂制品的能力∑主要设备：往复式螺杆注塑机 工作循环∑前期准备:温度、物料、模具∑合模∑注射∑保压∑冷却∑开模∑顶出∑塑化 工作循环∑周期、压力与功率曲线 注塑机结构与原理∑注塑机仿真系统（演示版）∑注塑机规格ò锁模力、注射量、塑化率 模具基本结构∑双板模∑三板模∑热流道模∑… 模具基本结构（略）∑浇注系统∑成型部分∑导向与推出机构∑侧向分型与抽芯机构∑温度调节系统 注塑工艺参数∑工艺参数重要性：材料、模具、设备、工艺∑工艺参数的材料相关性GenericMeltTemperature(C)MoldTemperature(C)NameMin.Rec.Max.Min.Rec.Max.ABS200230280255080PA62302553007085110PC2603053407095120PET26527029080100120PMMA240250280356080POM1802252355070105PP200230280205080PS180230280205070PVC160190220204070SAN200230270406080 注射压力∑注射压力降的路径 影响所需注射压力的因素（1）参数需要高注射压力需要低注射压力产品设计产品厚度产品表面积浇口设计浇口尺寸流动长度 影响所需注射压力的因素（2）参数需要高注射压力需要低注射压力工艺条件熔体温度冷却介质温度注射速度材料选择熔体流动指数 冷却过程∑制品冷却∑模具温度（模具冷却） 冷却设计的目标∑冷却效率（冷却时间）∑均匀冷却（模温分布） 冷却时间估计∑模型：半无限平板∑傅立叶方程熔体温度Tm,模具温度Td,脱模温度Th,壁厚2H,导热系数K,比热Cp,密度p,热扩散系数=K/(p*Cp) 成型中的取向∑多层结构：表层、剪切层、芯层 成型中的取向∑取向测量：双折射、回复试验、超声检测∑取向对性能的影响ò各向异性，取向方向↑、垂直取向方向↓ò翘曲∑成型工艺对取向的影响ò注射速度↓、注射温度↑、模温↑、保压压力↓－>取向↓ 成型中的收缩∑收缩的定义∑注塑收缩较大，应在模具中考虑 成型中的收缩∑收缩的影响因素 成型中的收缩∑收缩的定量计算（PVT） 残余应力与翘曲∑流动残余应力 残余应力与翘曲∑厚向非均匀冷却导致热残余应力 残余应力与翘曲∑非对称残余应力导致翘曲 残余应力与翘曲∑翘曲的可能原因：复杂∑尝试法：汽车保险杠工装模 常见的注塑缺陷∑喷射（Jetting）∑气穴（AirTraps）∑滞流（Hesitation）∑熔合纹（Weld/meldlines）∑凹陷/空洞（Sinkmarksandvoids）∑飞边（Flash）∑黑斑/黑纹（Blackspecks/streaks）∑脆化（Brittleness）∑烧痕（Burnmarks）∑鱼眼（Fisheyes）∑流痕（Flowmarks）∑波纹（Ripples）∑银线痕（Silverstreaks） 喷射（Jetting） 气穴（AirTraps）加厚 滞流（Hesitation） 熔合纹（Weld/meldlines） 熔合纹（Weld/meldlines） 凹陷/空洞（Sinkmarksandvoids） 飞边（Flash） 黑斑/黑纹（Blackspecks/streaks） 脆化（Brittleness） 烧痕（Burnmarks） 鱼眼（Fisheyes） 流痕（Flowmarks） 波纹（Ripples） 银线痕（Silverstreaks） 成型过程模拟（CAE）∑工业现状∑不足ò问题发生后才寻求解决办法ò费用很高，生产延时 成型过程模拟（CAE）∑在设计阶段引入CAE，缩短产品研发和设计周期∑产品设计/模具设计/注塑工艺的合理优化∑提高设计质量，通过细致的分析以及与生产相结合，减少出错的机会∑控制模具生产成本和开发周期，增强企业竞争力 成型过程模拟（CAE）∑前置处理ò浇注系统设计：多种浇口与流道形式ò冷却系统设计：参数化，与CAD集成 成型过程模拟（CAE）∑模拟计算模块：覆盖成型全过程流动保压冷却应力翘曲气辅 成型过程模拟（CAE）应用实例 致谢'