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變形預補償在風扇注射模具設計中的應用

作者: 來源: 日期:2016/1/11 13:55:50 人氣:1612
   在注射模具設計過程中,制品的變形是模具工程師必須要考慮的一個重要因素。高溫塑料熔體在注射模內冷卻定型及模外冷卻過程中,不可避免會發生變形,影響制品的成型精度從而導致大量廢品的出現。
    塑料制品的變形主要有兩種形式:收縮變形與翹曲變形。收縮變形是指制品尺寸相對于模具型腔尺寸而言存在的差異;翹曲變形則是指制品的形狀偏離了模具型腔的形狀。
    為了降低制品收縮變形量,模具工程師經常在分割模具型腔前將成型物料的縮水率補償到制品模型中去,以使制品尺寸在變形后盡可能接近設計尺寸。目前,很多大型注射模CAD商用軟件都具有設置縮水率的功能,并且能根據不同的情況在不同方向上設置縮水率的。這種方法的實質是對制品的收縮變形進行逆向預補償。筆者認為,在降低翹曲變形時,也可以采用這種方法。
    汽車風扇變形特點
    汽車風扇外形如圖1所示。風扇由內圈、外圈和六個葉片組成,整體結構呈輪輻狀。連接內圈與外圈的葉片之間有較大的通風區使材料分布不均勻,所以無論是在制品的內、外圈上,還是在壁厚不均勻的葉片上,都會發生收縮變形和翹曲變形。
    相比之下,內、外圈上的翹曲變形較小,這兩個部分變形的主要形式表現在收縮變形。葉片與內、外圈一樣,既存在著收縮變形,同時也存在翹曲變形,是風扇翹曲變形最大的部位,所以在考慮葉片的變形時,必須同時考慮收縮變形和翹曲變形。
    根據風扇的結構特點,澆口設置在制品中心處。成型物料選用PA66/GF30,這是一種很容易發生翹曲變形的工程塑料。資料顯示[1],一塊200mm×200mm×2.5mm的PA66/GF30平板件,最大翹曲變形可達10.9mm。因為翹曲變形過大,該產品模具先后進行過兩次設計。在第一次模具設計過程中,由于只對制品收縮變形進行預補償,并未進行葉片翹曲變形的預期處理,結果導致葉片前、后沿翹曲變形過大,不能滿足客戶圖紙的設計要求。該制品為某汽車發動機冷卻系統中的關鍵部件,生產批量大,質量要求嚴格。經過一年多時間的修模、試模,最終制品的成型精度仍不理想。即使在批量生產過程中,制品的合格率也只有86%。
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