弧形基座合件的翘曲分析及结构优化
来源: | 作者:刘志良,聂良见(贵州航天电器股份有限公司) | 发布时间: 2022-08-10 | 679 次浏览 | 分享到:

1 弧形基座合件结构分析

弧形基座合件为1/3圆环结构,外环直径φ125mm,内环直径φ112mm,最大壁厚处6.5mm,最小壁厚处2.5mm,整个基座厚度5mm,中间有2个金属弹片嵌入,厚度方向均匀分布3个螺钉过孔,用于后期安装固定,材料为PA66,含33%玻璃纤维。

从塑件外形及结构可知,由于其壁厚的变化以及开放式的1/3圆结构,注射成型的最大难点在于其翘曲变形量的控制,其次是金属弹片模内注射成型的定位。


2 模流分析

熔体流动分析结果如图2所示,采用点浇口从中间进料的方式,整体流动较为正常,没有存在填充不足的现象。



翘曲分析结果如图3所示,塑件的综合变形最大达到了1.074mm,变形集中在基座合件两端,从Y方向的变形量来看,变形主要是由Y方向的收缩变形导致,如图4所示。



3 模具结构设计及应对措施

综合结构分析及模流分析结果,需要对变形进行处理,防止收缩过程的翘曲变形过大导致成型塑件尺寸不符合图纸要求,成型时还需对薄弹片进行固定处理,防止弹片在注射成型时被熔融塑料冲击变形,导致成型塑件尺寸不符合要求。

3.1 反变形及镶拼设计

根据模流分析结果,变形主要集中在圆弧的两端,解决了末端的变形问题就解决了塑件的整体变形问题。结合模流分析Y方向的最大变形量,对尾端圆弧部分的尺寸进行相应的加大处理,模具成型分段镶拼结构如图5所示,尾端分为变形区域1和变形区域2,按照模流分析结果及趋势进行不同变形量处理。针对变形较大的区域2进行镶拼处理,如设定的变形量不如预期而出现尺寸超差时,只需对镶件进行返修或重新加工,减少整体的返工量以缩短模具制造时间、节约成本。


3.2 弹片固定设计

由于模内注射成型的弹片较薄,如果不采用有效的固定方式,在注射成型过程中熔融塑料会对弹片形成巨大的冲击力,造成弹片模内注射成型失败。从弹片的结构和成型位置看,弹片完全悬空在型腔中间,必须进行固定处理。

(1)模内注射成型部分及非成型部分的固定可以通过分型面的设置进行解决,如图6所示,在塑件的内圆和外圆分别设置不同位置的分型面,外圆面整体下沉至动模,塑件的内圆分型面为弹片与模具零件的接触面,避免弹片悬空。定模和动模镶件在内圆分型面上形成凹凸配合。此外,利用弹片非模内注射成型部分,采用镶件对弹片进行定位,同时将连接的导线部分用镶件卡住,卡线镶件的分布如图7所示。


(2)减小模内注射成型部分的注射冲击力。采用减料的方式减小冲击力,即在型腔中进行加钢处理,减小弹片在模具型腔中的变形空间,避免熔料的冲击力造成弹片变形过大,导致弹片模内注射成型失败。减料处理的塑件结构如图8所示,减料的深度与弹片放置面平齐,即与分型面平齐。