基于CAE技术的吹塑成型工艺及模具设计.pdf

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基于CAE技术的吹塑成型工艺及模具设计水别为第f-1个和第i4"离散点处的回转半径(酬)，陈丁桂王乾廷林永南存储容器吹塑件吹塑成型的四个阶段2建立变径区的应力应变方程式prd∞rade=G‘ptridesin(d叫2)+(G"△G‘p)m司esin(dkp引言件材料、吹塑工艺等因素的影响，使得吹塑成型件颈部变薄、破裂等致使塑件报废的情况出现。出吹塑成型工艺参数及优化吹塑模具是获得高质规律，以确定合理的吹塑成型工艺参数及优化吹其中，变径区是形成整个塑件腔体的重要部分，化理论及熔体流动简化条件，即忽略温度变化的段自身的平均半径，规定rd向塑件外凸时取正值，i点处圆弧段半径方向与中心线的夹角，却第i点处半径与平均半径处径向的角度变化微量(如图2)。设吹塑压力为P，壁厚为t，周向和经向如≈0，砷≈ri≈ri-1，轴向应力符合下式平衡关在吹塑成型中，由于其所用坯料在吹塑模具中的位置是相对自由、处于约束状态，另外受塑后容器的质量难于控制，带来塑件质量的不稳定。与此同时，在吹塑过程中由于变径区(见图1)中材料流动和应力应变的剧烈变化还可能出现塑因此，在定材料和设备的前提下，确定合理的挤量的吹塑件的关键。本文拟以存储容器吹塑件作为吹塑成型的研究对象，从变形角度分析吹塑成型过程时的变形塑模具设计。图1是存储容器吹塑件的示意图，它是由挤出型坯吹塑而成型的。在成型过程中，由于吹气压力的作用而使型坯延展紧贴于模腔中。从几何形状上看，吹塑成型可分为4个阶段，分别是前过渡区(区域I)、变径区(区域II)、后过渡区(区域III)和稳定区(区域IV)(见图1)。材料流动和应力应变的变化最为剧烈。变径区的应力方程式利用流体力学中局部面积突变时阻力系数变影响。在变径区，建立以通过塑件中心线夹角为AO环带。其中，过中心线的平面与塑件的交线称为经线，经线上任一点处的切向称为经向。以垂直于经线的2个平面再切割环带。按等弧长沿把经线划分为Ⅳ等份(Ⅳ为自然数)。设乍l和rf分ra为该弧段的平均回转半径，，d为从乍l到rf处弧反之取负值。再设妒。和妒分别为平均半径处、第应力分别表示为∞和％，则根据力的平衡，有／2)+sin[qr--(dg／2)]2aOhrldq)sin(dg／2)由于sindq)≈dcp，sindO≈dO，假设Aacp≈0，机械设计制造《机电技术》2009年第3期(福建工程学院材料科学与工程系，福建福州350108)摘要：以存储容器吹塑件作为研究对象，利用流体力学中局部面积突变时阻力系数变化理论及熔体流动简化条件构建的应力应变方程式，对吹塑成型过程的工艺参数及塑料熔体流动状况进行分析；并利用CAE技术对该分析方法进行验证。结果表明，该方法不仅能用于指导吹塑成型模具的优化设计还可用于吹塑的合理化选取。关键词：吹塑成型存储容器吹塑件CAE吹塑模具设计中图分类号：TQ320．66+4TG76文献标识码：A文章编号：1672—4801(2009)04—095一031图I存储容器吹塑件的示意图宰基金项目：福建省科技重大专项(2006HZ0002一I)。2．1
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％2盎c卜去，q=酱。；岛=也群掣刀，：2=21triter,cos(g／2-妒)本文通过理论分析和试验手n嘞i箬鲴页)则经向和周向应力可表示为￡0+即+eh=‘计算得到，其中∈是体积应变。在吹塑成型中，‘值一般为一0．02左右。如果上述环带划分为N个等份，则每一步骤的体积应变为‘／N。吹塑工艺参数如吹塑压力等可以改变应变值，以较容易地获得吹塑成型后塑件较理想的壁厚和质量。3验证为了验证上述关于变径部分成型过程分析的塑件壁厚为1．2咖。获得图3、图4。并分别记录下其变化情况，获得了图5经向应力和周向应力之间的关系曲线。在CAE分析过程中与吹塑成型4结束语系式．2．2变径区的应变方程式设变径部分吹塑成型时，rd对应的角度变化量为dkp，经过时间△t后，该处的位置和半径有了变化，其半径值和角度变化量分别为r．d和dkp’，则经向应变和周向应变分别为法向应变可由根据上述的应力应变分析可知，调整合适的及根据上述的分析结果所优化后的吹塑模具便可正确性，我们利用l所示存储容器吹塑件根据上述的分析方法借助相关的CAE软件进行吹塑成型试验。该塑件所用塑料为HDPE，塑件容量为5L，压力等参数相结合，就具备了计算出变形中各时期周向和轴向应力应变的条件了。图5显示了经向应力和周向应力之间的关系，从一个侧面证实了上面分析正确性。图5变径区内的∞和ae之间的变化关系《机电技术》2009年第4期材料及成型技术图2变径区环带上微元片的应力图3应变图图4应力图加纠0481216
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Fmin=W／Ptc应面应尽量控制在5"--'6分钟内充满，一般最好采如果浇注速度过慢，在金属液热作用下，塑料薄4予置内冷铁