一种圆盖注塑模冷却系统优化设计技术方案

本发明专利技术公开了一种圆盖注塑模冷却系统优化设计，包括：根据圆盖形状特征对塑件进行结构分割，相应的划分为3个离散的冷却单元，对每个冷却单元制定2种冷却水道，将离散的冷却水道进行组合成8种整体冷却系统设计方案，将Solidworks绘制的圆盖3D模型导入Moldflow软件进行模流分析，包括：浇口位置分析、成型窗口分析、填充分析，并运用建模工具创建浇注系统和冷却系统，对8种冷却系统方案进行冷却分析，结果包括：回路冷却介质温度、回路流动速率、回路管壁温度、达到顶出温度的时间

【技术实现步骤摘要】
一种圆盖注塑模冷却系统优化设计


[0001]本专利技术涉及注塑模设计
，具体地说是一种圆盖注塑模冷却系统优化设计。

技术介绍

[0002]塑料的注塑成型生产中，模具的温度直接影响到塑件的质量和效率，熔融塑料从注入模具中到固化成为塑件脱出模腔，温度的降低是依靠模具中的冷却系统来实现的；冷却系统的冷却效果的优劣与很多因素有关，包括：塑件的几何形状、冷却水道的布局、冷却介质、塑件材料、模具温度、冷却介质的流动速率等，而这些因素用实验的方法测定是很困难的，因此，越来越多的企业选择使用模流分析技术获得这些预测信息，优化冷却系统设计方案，减少试模次数，提高生产效率，降低模具成本，提高产品的质量。
[0003]现有一圆盖注塑件，如图3所示，包括内层和外壳，平均壁厚为3mm，塑件外观质量要求不能有飞边、喷流痕、凹陷和裂纹、尺寸变化等缺陷；塑件具有一定的力学性能要求，不能有太大的变形要保证装配。
[0004]运用MoldFlow软件实现塑料熔体在模具内冷却过程的模拟仿真，预测冷却过程中可能出现的各种问题，完善设计方案，获得优化的冷却系统设计。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种圆盖注塑模冷却系统优化设计，提高了塑件的成型质量。
[0006]本专利技术的上述目的是通过以下步骤实现的：
[0007]步骤一：根据圆盖形状特征对塑件结构进行分割为3个部分：上端面、外圆周面和内表面，上端面和外圆周面属于外壳，由配置在定模的型腔成型；内表面属于内层，由配置在动模的型芯成型。
[0008]步骤二：圆盖注塑模的冷却系统分别位于定模和动模，相应的划分为3个离散的冷却单元：匹配于上端面的冷却单元A、匹配于外圆周面的冷却单元B、匹配于内表面的冷却单元C；冷却单元A和冷却单元B配置于定模部分，冷却单元C配置于动模部分。
[0009]进一步地，对每个离散的冷却单元制定2种冷却水道，3个单元的6种冷却水道为A1、A2、B1、B2、C1、C2，并相互组合成8种冷却系统方案。
[0010]步骤三：采用Solidworks建模软件为塑件建立3D模型，三维模型的比例为1∶1，保存为Moldflow软件能够识别的格式“圆盖.stl”文件，导入Moldflow软件中进行双层面网格划分，对划分完毕的网格进行统计，并进行网格缺陷诊断和网格缺陷修复，使网格质量优化达到Moldflow分析标准。
[0011]步骤四：浇口位置分析，包括选择分析类型为“浇口位置”，根据圆盖零件的形状和生产环境要求选择材料类型和设置工艺参数，确认分析计算获得最佳浇口位置结果；这个位置在圆盖的顶面，综合各方面因素确定此结果为实际设计浇口位置，采用直接浇口形式
设计出模具浇注系统。
[0012]优选地，材料选择为Generic PP，设置工艺参数选择默认参数。
[0013]步骤五：成型窗口分析，导出结果放入报告文档，通过对结果“质量(成型窗口)：XY图”的分析确定最佳注射时间。
[0014]步骤六：在Moldflow平台运用建模工具创建浇注系统，进行填充分析，导出结果放入报告文档，判定填充效果。
[0015]优选地，填充判定若达不到标准需进行浇注系统优化，直到达标再继续进行下一步，并保存文件，命名为方案1；然后复制此文件7次，并命名为方案2～方案8。
[0016]步骤七：打开文件方案1，创建冷却系统，进行冷却分析，导出结果放入报告文档，读取各项结果中的信息值，判定冷却效果保存文件。
[0017]所述冷却系统的创建方式有2种：一种是基于Solidworks软件依据设计出的冷却水道形状和尺寸绘制冷却水道模型，保存为.stl文件，导入Moldflow软件中划分网格，参与分析；一种是在Moldflow平台上运用建模工具依据设计出的冷却水道形状和尺寸直接创建冷却水道模型，进行网格划分参与分析。
[0018]进一步地，对应方案2～方案8，重复步骤七的冷却分析操作，导出结果分别放入报告文档，读取各项结果中的信息值，判定冷却效果保存文件，对8份报告文档进行比对评定。
[0019]优选地，方案1～方案8的冷却分析结果包括：回路冷却介质温度、回路流动速率、回路雷诺数、回路管壁温度、达到顶出温度的时间
‑
塑件、塑件平均温度、塑件温度曲线。
[0020]进一步地，使用“塑件温度曲线”的二维XY图可以查看塑件模型各个网格单元的温度曲线，确定塑件上下表面的温度差，预判翘曲的发生和进行修正减少翘曲变形。
[0021]优选的，所述分析结果
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冷却分析结果的判定基于：(1)回路冷却介质温度：温度变化范围＜3℃；(2)回路管壁温度：不能比冷却液入口温度高5℃以上；(3)塑件平均温度：要远低于材料顶出温度；(4)塑件温度曲线：与充填分析的冷却层因子联合一起评估；(5)达到顶出温度的时间
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塑件：圆盖冷却要均匀，时间尽可能短；(6)塑件温度：在每个模型面上温度变化应在10℃以内；(7)回路流动速率：各条回路中的最大流速＜平均流速的5倍。
[0022]优选的，最终的优化方案冷却目的具体为：注塑成型周期中冷却时间短、注射塑件表面温度均匀，冷却效果好。
[0023]所述最优设计方案是3个离散的冷却单元对应6种冷却水道模型的组合优选地最终结果，实现整体圆盖制品的同步均匀冷却处理；在进行冷却水道模型组合设计时，应与整体的模具结构匹配，要考虑水道的排布位置的合理性，同时要综合分析各个水道出入口外部水管连接安装和员工操作的协调性等各个因素。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的一种圆盖注塑模冷却系统优化设计是建立在Moldflow软件平台上的冷却系统优化设计，能够快速进行模具冷却水道可行性判断，模拟分析圆盖注塑成型冷却系统设计的优劣，获得最优的冷却系统的设计方案及从目标模具温度计算的周期时间IPO，有效的降低成型周期，极大的提高了效率，为圆盖注塑模冷却系统设计提供了一种行之有效的优化方法。
附图说明
[0025]图1是本专利技术方法流程图。
[0026]图2是冷却系统创建流程图。
[0027]图3是塑件结构示意图。
[0028]图4是填充分析中最佳注射时间图。
[0029]图5是冷却单元A的冷却回路设计示意图。
[0030]图6是冷却单元B的冷却回路设计示意图。
[0031]图7是冷却单元C的冷却回路设计示意图。
[0032]图8是冷却系统方案1的网格单元温度分布曲线。
[0033]图9是冷却系统方案8的网格单元温度分布曲线。
具体实施方式
[0034]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0035]如图1
‑
9所示，本专利技术提供了一种圆盖注塑模冷却系统优化设计，包括以下步骤：
[0036]步骤一：根据圆盖形状特征对圆盖结构进行分割为：上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆盖注塑模冷却系统优化设计，其特征在于：(1)根据圆盖形状特征对塑件结构进行分割为：上端面、外圆周面和内表面，上端面和外圆周面由定模的型腔成型，内表面由动模的型芯成型；相应的圆盖注塑模冷却系统划分为3个离散的冷却单元：配置于上端面的冷却单元A、配置于外圆周面的冷却单元B、配置于内表面的冷却单元C；(2)对每个离散的冷却单元制定2种冷却水道模型，3个单元共6种冷却水道相互组合成8种冷却系统方案；(3)基于Solidworks软件建立圆盖3D模型，输出为“圆盖.stl”文件，导入Moldflow软件中进行双层面网格划分，优化网格质量；(4)在Moldflow平台进行浇口位置分析，设置材料类型和注射机相关参数，导出分析结果放入报告文档；(5)在Moldflow平台进行成型窗口分析，导出结果放入报告文档；(6)在Moldflow平台进行填充分析，导出结果放入报告文档；(7)在Moldflow平台采用数值模拟的方法对8种冷却系统方案在注塑成型过程中的冷却阶段进行仿真计算，导出结果放入报告文档；(8)分析8种冷却系统方案的模流分析结果，选择效果佳的水道组合方案定为最优冷却系统设计方案，达到冷却系统优化设计目的。2.根据权利要求1所述，其特征在于，所述步骤(1)中对塑件结构分割是基于其特征进行零件制品的拆解过程，使制品的每一个部分都能设计相应的冷却水道，得到有效的冷却。3.根据权利要求1所述，其特征在于，所述步骤(2)中6种冷却水道模型设计均应符合水...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷燕芳，李玉华，陈艳山，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：