注塑论文，曲翘变形

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1、塑料曲翘变形的研究分析摘要：本文从注塑件的结构，模具的结构，注塑参数等几方面阐述了注塑制品翘曲变形机理，分析了注塑件收缩对曲翘变形的影响，研究分析了曲翘变形的几种方法和思路，并且比较、以实例解决注塑件的曲翘变形。关键词:注塑制品；翘曲变形，收缩，内应力-亠■一冃IJ§影响注塑制品翘曲变形的因素很多，根据现代塑料制品翘曲理论，分为四大类，包括塑料材料、制品形状、模具结构和成型工艺条件。首先是塑料材料及添加剂。塑料取向能力和结晶性能显著影响翘曲变形，取向材料比未取向材料更容易翘曲，结晶型聚合物翘曲变形倾向比无定型聚合物的要人，如果聚合物中有添加剂（如色料），则会加大注塑制品翘曲变形程度

2、。其次，塑料制品形状尺寸也能影响翘曲变形。产品形状、壁厚、加强筋、表面装饰性浮雕等，能影响充模性能、冷却效果，导致制品取向、内应力、收缩等分布不均匀，翘曲变形也就无法避免。另外，模具结构对翘曲变形很有影响。浇注系统及冷却系统设置、排气性能好坏、模具顶出机构设计等都能影响制品取向与收缩，从而显著影响制品出模后的翘曲变形。最后一个能显著影响翘曲的因素是工艺条件。注塑熔体塑化质量、熔体温度、注塑压力、保压压力、保压吋间、模具温度等许多工艺参数都影响制品翘曲变形。对于这些影响因素，设计人员很难予以全面考虑，因此，有必要对翘曲变形进行数值模拟，预测制件变形大小，以指导实际生产过程。自20世纪

3、中叶以来，塑料流变学、材料学、数值计算方法和计算机技术的突飞猛进为塑料模CAE技术发展创造了有力条件。塑料模CAE研究经历了从初级到高级、从简单到复杂、从理论研究到实际应用的发展历程。流动过程的研究早在五十年代开始，至八十年代已经发展到实用化程度保压过程和冷却过程研究比流动过程研究要晚十年，直到九十年代才开始研制实用化软件，而纤维定向至今仍然集中于理论研究残余应力研究从七十年代开始，现正向实用化方向努力。相比之下，翘曲变形的研究工作远不及流动、保压、冷却、应力等模拟研究那么早,而且进展较慢。导致这种现象的原因有很多方面：（1）翘曲变形模拟与注塑流动、保压、冷却等阶段的研究发展状况有

4、关。只有在完成了流动、保压、冷却及应力分析的基础上，才可能进行翘曲变形的数值模拟研究。（2）与注塑其他阶段不同，导致制品翘曲变形的因素太多，包括塑料材料、制品和模具结构、注塑成型工艺参数等，到目前为止，注塑成型翘曲变形机制仍然存有争议，有待进一步的深入研究。（3）翘曲变形数值模拟必须与精确的试验测试手段相结合，在这方面存在着较大的难度。纵观整个注塑成型研究历程，翘曲变形的研究己成为了注塑成型CAE技术发展的当务Z急。从查阅大量文献可以看出，翘曲变形研究可归纳为三个方面：（1）从产品设计方法学角度研究翘曲变形，以优化注塑制品设计和成型工艺条件设置。（2）采用试验方法，分析翘曲变形与塑

5、料材料、产品及模具结构、成型工艺参数等之间关系。（3）从理论上对翘曲变形进行定性和定量的研究。二引起塑件曲翘变形的机理和因素翘曲主要与产品结构、模具设计以及成型工艺三方面关。由于塑料成型时流动方向的收缩率比乖直方向的大，使得制件各向收缩率不同而翘曲。注射冲模时在制件内部残留的内应力也会引起翘曲。这些都是高应力取向造成的翘曲。影响注塑制品翘曲的主要因素有以下几个方面:(1)塑料及模具材料;(2)制品结构、模具结构、模具强度、加工精度和表而粗糙度;(3)注塑成型工艺条件。由于翘曲变形是由多种因素造成，所以对注塑制品翘曲的研究起步较晚，并且进展较慢。塑料行业中对注塑制品出模后发生翘曲的研

6、究工作总结起来体现在以下三个方面:(1)实验研究塑料制品的翘曲与塑料材料、模具材料、产品结构、模具结构、成型工艺参数等之间的关系；(2)从产品设计方法学角度来研究减少注塑制品翘曲变形的方法，并进行产品和工艺条件的优化设计;(3)从理论上对翘曲进行定性和定量分析研究，并开发相应的软件。(1)翘曲分类稳定翘曲如图1(a)所示，翘曲变形与收缩应变成正比。非稳定翘曲如图2(b)所示，翘曲变形是由于塑件弯曲而产生的。在这种情况下，收缩应变表现为平面应变，由于平面应变过大导致塑件失稳而弯曲。一般这种翘曲变形很大。(a)稳定翘囱(b)非稳定翘曲图I翘曲分类(2)塑件结构对塑件翘曲变形的影响塑件的

7、结构是决定其本身翘曲变形程度的关键。塑件的厚度、质量分布相差较大，局部贮热量差异大，冷却先后不一致等都会造成翘曲。而塑件形状不同，抵抗翘曲变形的能力也不同。一般带筋板的构件比平板类构件更能抵抗翘曲变形。对于大平面的制品必须增加加强筋。在制品上设计加强筋，主要是为了提高制品的强度和刚度，防止制品翘曲变形，另外，还能改善塑料熔体的流动性。但设计时加强筋的方向应尽量和注射充模时的熔体流动方向保持一致，以免出现成型缺陷或影响塑件的强度。如果制品上有许多加强筋，加强筋之间的中心