搜索【模具設(shè)計(jì)】如何看懂模具M(jìn)oldflow模流分析報(bào)告
2016-11-23 by:CAE仿真在線 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)
模流分析簡(jiǎn)介
模流分析(Mold Flow):
模流分析,就是利用現(xiàn)在的CAE軟件(Moldflow, C-Mold, Z-Mold等),對(duì)塑料件的注塑、保壓、冷卻以及翹曲等工藝過(guò)程進(jìn)行有限元模擬。
有限元分析基本步驟:
? 前處理:
首先把通過(guò)有限元網(wǎng)格,把連續(xù)的零件離散化。用有限個(gè)容易分析的單元來(lái)描述復(fù)雜的對(duì)象,單元之間通過(guò)有限個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接。
? 有限元求解:
根據(jù)用戶(hù)設(shè)定的邊界條件,通過(guò)流體力學(xué)、熱力學(xué)以及狀態(tài)方程等組成的線性方程組進(jìn)行求解。
? 后處理:
把有限元求解的數(shù)值結(jié)果通過(guò)等值線、云圖以及動(dòng)畫(huà)等形象的方式顯示出來(lái)。
?提供分析報(bào)告:
把有限分析結(jié)果按照客戶(hù)需求已報(bào)告的方式提供給客戶(hù)。由于有限元分析不可避免的存在一些誤差,需要在分析報(bào)告中對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行評(píng)估。
Moldflow的計(jì)算方式
? 模具內(nèi)熔體的前端不斷前移來(lái)連接各節(jié)點(diǎn)。
? 熔體不斷填充相鄰的節(jié)點(diǎn),直到零件上所有的節(jié)點(diǎn)都被填充。
? 熔體和模具接觸時(shí)會(huì)形成一個(gè)凝結(jié)層。
Moldflow中的前處理
? 目前主流的模流分析軟件是Moldflow,該軟件只接受三角形單元以及四面體單元。
? 高質(zhì)量的有限元網(wǎng)格是有限元分析精度的保障。
? 對(duì)于注塑件,在Moldflow主要有以下三種網(wǎng)格劃分方式:中性面、雙面流、3D實(shí)體。
網(wǎng)格質(zhì)量檢查:
1)不能存在自由邊界。
2)雙面流分析,上下表面的網(wǎng)格匹配率必須達(dá)到90%。
3)三角形單元的邊長(zhǎng)比:平均<3:1,最大<6:1。
4)網(wǎng)格之間沒(méi)有交叉和重疊。
5)網(wǎng)格的大小。
不好的有限元網(wǎng)格:
1)影響計(jì)算精度。
2)錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。
3)計(jì)算無(wú)法進(jìn)行。
分析輸入——定義澆口類(lèi)型
分析輸入——定義流道系統(tǒng)
?定義主流道以及分流道的尺寸
?在Moldflow中做出流道系統(tǒng)
分析輸入——定義冷卻系統(tǒng)
?定義冷卻系統(tǒng)尺寸
?定義冷卻液類(lèi)型
?在Moldflow中做出冷卻系統(tǒng)
分析輸入——定義注塑參數(shù)
分析輸入——定義材料參數(shù)
填充分析----注射/保壓切換
注意:
注射、保壓切換應(yīng)該在注射完成95%~99%之間。
影響:如果注射量小于零件體積的95%,可導(dǎo)致保壓不足。即部分區(qū)域會(huì)因填充不足而出現(xiàn)縮印、缺料等缺陷。
填充分析----壓力分布
注意:
檢查模流末端的壓力分布情況:壓力分布最好平衡、對(duì)稱(chēng)。檢查最大注塑壓力是否<10,000PSI(1PSI=6.8949KPA) 。
影響:不平衡的壓力分布可能會(huì)使制件材料收縮不一致,更高的殘余應(yīng)力,甚至可以導(dǎo)致部分區(qū)域的保壓不足或過(guò)保壓。
填充分析----熔體前端溫度
注意:熔體前端溫度的變化應(yīng)該小于30F。
影響:過(guò)高的溫度變化可以導(dǎo)致零件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力,而殘余應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致零件發(fā)生翹曲。
填充分析----澆口處的最大剪切率
注意:
最大剪切率不能超過(guò)材料的許可值。
影響:如果注射時(shí)剪切率超過(guò)材料的最大剪切率,可以使材料在注射過(guò)程中發(fā)生降解,出現(xiàn)黑點(diǎn)、白斑等許多意想不到的缺陷。
填充分析----零件剪切應(yīng)力
注意:
零件內(nèi)部的最大剪切應(yīng)力不應(yīng)該超過(guò)材料的許可值。
影響:如果零件內(nèi)部的最大剪切應(yīng)力超過(guò)材料的許可值,可能導(dǎo)致一系列的表面缺陷。
填充分析——融接痕
注意:
融接痕的長(zhǎng)度盡量短,數(shù)量盡量少。
融接痕盡量不要在A面以及承載結(jié)構(gòu)上。
水平的融接痕比垂直的融接痕好。
融接痕要和融接溫度一起進(jìn)行評(píng)估。
影響:
融接痕可以導(dǎo)致表面缺陷。
融接痕可能導(dǎo)致零件的強(qiáng)度降低。
填充分析——?dú)庋?/span>
注意:
氣穴應(yīng)該都分布在零件的邊界上。
存在氣穴的位置應(yīng)該在模具上添加排氣槽。
應(yīng)該避免在零件的A面上出現(xiàn)氣穴。
影響:
氣穴可能使制件沒(méi)有被完全填充,零件內(nèi)存在氣孔。
氣穴可能導(dǎo)致燃燒,使零件上出現(xiàn)燒焦的現(xiàn)象。
保壓分析——保壓壓力
注意:
注射壓力>=80%*保壓壓力。
影響:過(guò)低的保壓壓力可能是零件無(wú)法打滿(mǎn)。
保壓分析——噴嘴處的壓力分布
注意:
注射壓力峰值最好和注射/保壓切換時(shí)的壓力值相等。
影響:注射壓力峰值最好和注射/保壓切換時(shí)的壓力值的不平衡就意味著注射過(guò)程的不平衡。零件內(nèi)部可能會(huì)因此而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。
保壓分析——保壓時(shí)間
注意:
保壓時(shí)間應(yīng)該大于澆口100%冷卻的時(shí)間。
影響:如果保壓時(shí)間小于澆口100%冷卻時(shí)間,可能會(huì)導(dǎo)致零件保壓不足,出現(xiàn)表面缺陷。
如果在澆口100%冷卻后仍然繼續(xù)進(jìn)行保壓。此時(shí)的保壓不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生任何影響,只會(huì)浪費(fèi)工時(shí),增加成本。
保壓分析——鎖模力
注意:
最大鎖模力不應(yīng)該超過(guò)用于生產(chǎn)該零件的注塑機(jī)的最大鎖模力。
影響:最大鎖模力如果超過(guò)用于生產(chǎn)該零件的注塑機(jī)的最大鎖模力,可能在零件上產(chǎn)生飛邊。
保壓分析——體積收縮
注意:
制件收縮率的目標(biāo)值應(yīng)該是模具收縮率的3倍。
影響:如果制件收縮率大于模具收縮率的3倍,零件可能會(huì)出現(xiàn)意想不到的翹曲。需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的翹曲分析。
保壓分析——縮印深度
注意:
縮印的目標(biāo)深度為0.1mm。
影響:如果縮印的深度大于0.1mm,在非皮紋面上將會(huì)出現(xiàn)可見(jiàn)的縮印。
冷卻分析——冷卻液流速
注意:
供應(yīng)商的設(shè)備必須能過(guò)滿(mǎn)足所需的冷卻液流速。各回路中的最大流速不應(yīng)該大于平均流速的5倍。
影響:如果供應(yīng)商的設(shè)備達(dá)不到所需的流速要求,可能使零件不能充分冷卻。如果回路中的最大流速大于平均流速的5倍,實(shí)際的冷卻效果將和計(jì)算分析結(jié)果差異較大,會(huì)對(duì)冷卻造成意想不到的影響。
冷卻分析——模溫變化范圍
注意:
模溫的變化范圍應(yīng)該小于30F。模溫應(yīng)該在設(shè)定值附近。
影響:模溫的變化范圍大于30F會(huì)在制件內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力,從而導(dǎo)致零件發(fā)生翹曲。
冷卻分析——上下模模溫差
注意:
上下模模溫之差不應(yīng)該超過(guò)20F。
影響:如果上下模模溫之差超過(guò)20F可能會(huì)使零件發(fā)生翹曲。
冷卻分析——冷卻液溫度
注意:
冷卻液的溫度變化應(yīng)該小于5F。
影響:冷卻液的溫度變化過(guò)大意味著流道設(shè)計(jì)或流動(dòng)參數(shù)設(shè)置存在問(wèn)題,從而導(dǎo)致制件的熱傳遞存在問(wèn)題。
冷卻分析——冷卻液雷諾數(shù)
注意:
為了保證冷卻系統(tǒng)產(chǎn)生湍流,最小雷諾數(shù)應(yīng)該大于10,000。
影響:當(dāng)雷諾數(shù)低于10000時(shí), 就不能確保冷卻液的流動(dòng)狀態(tài)為湍流。而如果達(dá)不到湍流的要求,系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)效率就會(huì)下降。
翹曲分析——X方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應(yīng)該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過(guò)大的變形可能導(dǎo)致制件不能滿(mǎn)足尺寸要求。
翹曲分析——Y方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應(yīng)該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過(guò)大的變形可能導(dǎo)致制件不能滿(mǎn)足尺寸要求。
翹曲分析——Z方向變形
注意:
影響制件收縮的主要因素因該是由材料的收縮引起的,而不應(yīng)該是由冷卻不充分、分子取向等因素造成的。
影響:過(guò)大的變形可能導(dǎo)致制件不能滿(mǎn)足尺寸要求。
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