注塑件随形冷却的数值模拟分析<a href=

中国注塑网

注塑件随形冷却的数值模拟分析1顾永华，许建文（华侨大学模具技术研究中心，福建厦门361021）台，系统分析了采用传统冷却水道和随形冷却水道两种情况下，冷却时间、塑件表面温差和模具表面温差的对比。　　分析结果显示，采用随形冷却系统能够显著降低冷却时间、塑件表面温差和模具表面温差，有利于提高模具寿命和塑件质量。　　模具温度直接影响着注塑制品的质量和生产效率，它主要通过模具的冷却系统来进行适当的控制和调节。传统的冷却水道只能加工成简单的直孔，当注塑件形状复杂时，其冷却效果差，零件变形大。注塑模随形冷却水道（conformalcoolingchannels，CCC）是指随着注塑模型腔变化而改变的冷却水道1.与传统的冷却系统相比，随形冷却系统能够使注塑件均匀冷却，能够缩短冷却时间，具有更高的冷却效率。本文运用Moldflow软件对传统的冷却系统与随形冷却系统进行冷却分析，比较分析结果，优化冷却系统。　　1注塑件模型冷却系统分析注塑件模型如所示，为壳状零件，壁厚为1.5mm.由图可知，塑件的外表面有两处曲面突变地方，采用传统冷却的方法，塑件内外表面凹槽处冷却容易不均，造成温度的分布不均匀。为此将随行冷却与传统冷却方法进行分析比较，优化冷却系统。　　注塑件模型注塑件模型导入Moldflow后进行划分网格，材料采用美国GE公司的PC -70008.在Pro/E中分别创建传统冷却系统与随行冷却系统的中心线，导入到Moldflow软件后进行划分网格创建冷却系统，如所示，其中冷却管道直径为8mm，管道中心线与塑件表面的距离为16mm，管道中心线距离为20mm.对于传统冷却系统，塑件内表面采用两个水井进行冷却，水井的直径为（a）传统冷却系统（b）随行冷却系统塑件的冷却系统冷却系统创建完以后，分别对传统冷却系统以及随形冷却系统进行分析，成型工艺参数为模具温度83尤，熔体温度275T：，冷却液温度为25T：，比较冷却分析效果。　　2分析结果比较冷却分析结果对比如表1所示。　　表1冷却效果的分析比较冷却结传统冷却随行冷却冷却液温度/°C冷却管道温度/°C制件冷却时间/s制件最大温度/C制件平均温度/C模具温度/C制件温度/C 2.1冷却液与冷却管道温度由表1可知，两种方案的冷却液的入口出口温度都控制在2T：~3尤之内，分别为0.18T：与0.11尤，符合要求；两种方案的冷却管道温度与冷却液入口温度之间的差值都控制在5T：之内，分别为~0.70尤，符合要求。　　廖if（a）传统冷却（b）随形冷却（a）传统冷却注塑件外表面（b）传统冷却注塑件内表面塑件冷却时间注塑件的冷却时间如所示，由图可知，随形冷却塑件的冷却时间为3.964s，传统冷却的冷却时间为4.145s，随行冷却所需的冷却时间有所缩短，冷却效率有所提高。　　2.3塑件最大温度（a）传统冷却注塑件外表面（b）传统冷却注塑件内表面（c）随形冷却注缉t外表面（d）随形冷却注塑件内表面塑件最大温度注塑件的最大温度分布如所示，由图可知，传统冷却的温度范围为31.48~49.54T：，温差为18.06T：；随形冷却的温度范围为30.24~38.82尤，温差为8.58T：。显然随形冷却的温差要比传统冷却的温差小，而且随形冷却温度分布要比传统冷却的分布均匀，特别是在塑件两端凸起的地方，传统冷却的温度分布较为不均匀，而且温度偏高，容易引变形。　　注塑件的平均温度分布如所示，由图可知，传统冷却的温度范围为31.38~41.21T：，温差为9.83T：；随形冷却的温度范围为29.60~ 66T：。随形冷却的温差较传统冷却的温差小，冷却效果有了一定的改善，而且随形冷却温度分布要比传统冷却的分布均匀，特别是在塑件内外表面曲面突变的地方，传统冷却的温度分布较为不均匀，而且温度偏高，容易引起变形。　　〔C）随形冷却注塑件外表面（d）随形冷却注塑件内表面塑件平均温度（a）随形冷却注塑件外表面（b）随形冷却注塑件内表面模具温度模具温度分布如所示，传统冷却的温度范围为04T：；随形冷却的温度范围~35.85尤，温差为10.85T：。随形冷却下模温差异要明显小于传统冷却下的模温差异，冷却效果有了很大的改善，而且随形冷却温度分布要比传统冷却的分布均匀，特别是在模具内外表面曲面突变的地方，传统冷却的温度分布较为不均匀，而且温度偏高。　　2.6塑件温度（a）随形冷却注塑件外表面（b）随形冷却注塑件内表面塑件温度注塑件的温度分布如所示，传统（下转第94页）//其它重载函数定义。　　//类ArrayStlEx其它行为定义。　　以冒泡排序为例写泛型程序。　　此为一个简单的冒泡排序泛型实现，可以接收任何以STL规范实现的迭代器进行排序。此函数调用根据函数模板参数推导机制，来决定调用的真正函数。这个方法在STL里面大量应用。扩展的泛型算法只要按类似实现即可与前文所提的迭代器组合。实现能在VC平台上运行的STL扩展泛型容器和算法。　　本文叙述了P.STL的实现细节（重点介绍了其Allca-tor和Iterator的实现），并以此为据，实现了一个简单的数组顺序容器和泛型的冒泡排序算法以验证本文所述之要点。扩展STL是一个应用热点。按本文所述要点和规范，结合个人或顶目需求实现的容器或算法，可以扩展STL本身的功能。本文示范的的代码经测试，运行良好。