2022年塑料件翘曲变形分析上课讲义.docx

精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -塑 料 件 翘 曲 变 形 分 析〔 总 结 〕精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 1 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档塑料件翘曲变形分析塑料件的翘曲变形是塑料件常见的成型质量缺陷；塑料件的翘曲变形主要是由于塑料件受到了较大的应力作用，主要分为外部应力和内部应力，当大分子间的作用力和相互缠结力承担不住这种应力作用时，塑料件就会发生翘曲变形；1、外部应力导致的翘曲变形此类翘曲变形主要为制件顶出变形，产生的缘由为模具顶出机构设计不合理或成型工艺条件不合理；1.1 、模具顶出机构设计不合理顶出机构设计不合理，顶出设计不平稳，或顶杆截面积过小，都有可能使塑料件局部受力过大，承担不住应力作用发生塑性形变而导致翘曲变形；防止顶出变形需改善脱模条件：如平稳顶出力；认真磨光新型侧面；增大脱模角度；顶杆布置在脱模阻力较大的地方，如加强筋， Boss 柱等处；1.2 、成型工艺参数设置不合理冷却时间不足，凝固层厚度不够，塑料件强度不足，脱模时简洁导致产品翘曲变形；可以延长冷却时间，增加凝固层厚度来解决；2、内部应力导致的翘曲变形2.1 、塑料内应力产生的机理塑料内应力是指在塑料熔融加工过程中由于受到大分子链的取向和冷却收缩等因素而产生的一种内在应力；内应力的本质为大分子链在熔融加工过程中形成的不平稳构象，这种不平稳构象在冷却固化时不能马上复原到与环境条件相适应的平稳构象，这种不平稳构象实质为一种可逆的高弹形变，而冻结的高弹形变以位能情势储存在塑料制品中，在合适的条件下，这种被迫的不稳固的构象将向悠闲的稳固的构象转化，位能转变为动能而开释；当大分子间的作用力和相互缠结力承担不住这种动能时，内应力平稳即受到破坏，塑料制品就会产生翘曲变形，严峻时会发生应力开裂；2.2 、塑料内应力的种类2.2.1 取向内应力取向内应力是塑料熔体在充模流淌和保压补料过程中，大分子链沿流淌方向定向排列，构象被冻结而产生的一种内应力；收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 2 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档取向应力受塑胶流淌速率和粘度的影响 ；如图一所示， A 层是固化层， B 层是流淌高剪切层， C层是熔胶流淌层； A 层为充填时紧贴两侧模壁，瞬时冷却固化层；B 层是充填时紧靠 A 层的高剪切区域所形成的，由于与 A 层具有最大速度差，所以形成最大剪切流淌应力成效（如图二所示），塑胶充填终止时本区尚未完全凝固，因外层 A 固化层有绝热成效，使 B 层散热较慢，而 C 层所受剪切作用较小，如产品厚度有变化，就主要影响 C 层厚度，如是薄件成品就 C 层的厚度将会变小；收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 3 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档1、在充填终止瞬时 ---- 由于填充体积变少，流量固定时射速增加，加上塑胶 较冷，粘度较高，因此最终填充位置的剪切应力较高； 2、浇口位置 ---- 简洁因射速快或保压时间长而简洁产生挤压取向应力； 3、壁厚急剧变化处 （特殊是厚壁到薄壁处） ---- 会因壁薄位置剪切力强而产生挤压取向应力； 4、料流充填不平稳处 ---- 会由于过度填充而造成局部挤压而产生挤压取向应力；2.2.2 体积温度应力体积温度应力是制件冷却时不均匀收缩引起的，制件厚度方向之冷却是由与模壁接触之成品表面开头向成品内部延长，所以 中心层是最慢冷却之位置 ；所以当塑胶成品成型后，开头进行冷却阶段时，在某一特定位置上分子链会受到其外部已冷却收缩之分子链牵引，所以会感受到早先冷却收缩之分子链的拉伸应力；所以严格来看在成品厚度方向靠近表面区域，分子链是处在压缩应力状 况，而内部区域是处于拉伸应力状况；收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 4 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档简洁的说，塑料件薄的地方先冷却，厚的地方后冷却，厚薄差异大时，体积收缩率差异大，残留应力大；当残留应力克服了零件强度，就会产生翘曲，甚至开裂；1、前后模温度差异大时 —— 冷却效率所影响，冷面先收缩，但很快固化，收缩量固定，但热面缓慢收缩，分子有较长时间重排，收缩量会更大，所以产品会向热的一面弯曲；【塑胶残留应力分析】收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 5 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档案例一内侧冷却过 内侧冷却不案例二收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 6 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档案例三案例四75℃80℃上图 2XP尾门下饰件，成型后产品朝外侧方向变形（绿色箭头），需定型夹具矫形（黄色箭头）；出模后，实测产品温度，定模侧 80℃，动模侧 75℃，定模温度比动模温度高许多；收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 7 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档案例五上图为皮卡汽车前轮盖，发觉产品如下列图方向变形；【基于 Moldflow 的汽车塑料件翘曲变形完善解决方案】2、区域性收缩 ——塑料件不同区域之间的温度差异导致塑料件不同区域的收缩率不一样也会导致翘曲变形的产生；收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 8 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档案例六2.3 、影响塑料内应力产生的因素2.3.1 、塑料件制品的设计2.3.1.1 、塑料制品的外形和尺寸在详细设计塑料件制品时，为了有效的分散内应力，应遵循以下准就：制品外形应尽可能的坚持连续性，防止锐角、直角、缺口等（简洁导致在该位置应力集中，并简洁形成冲击波纹，困气）；对于壁厚相差较大 的部位，因冷却速度不同，易产生 冷却内应力 及取向内应力；因此，应设计成壁厚尽可能均匀的制件，如必需壁厚不均，就要进行壁厚 差别的渐变过渡；不好 好2.3.1.2 、合理设计金属嵌件 a．尽可能选取与塑料热膨胀系数相差小的金属材料做嵌件b．金属嵌件进行适当的热处理收集于网络，如有侵权请联系治理员删除精选名师 优秀名师 - - - - - - - - - -第 9 页，共 14 页 - - - - - - - - - -精品word 名师归纳总结 - - - - - - - - - - - -精品文档c．金属嵌件四周塑料的厚度要充分；2.3.2 、塑料模具的设计在设计塑料模具时，浇注系统和冷却系统对塑料制品的内应力影响较大，在详细设计时应留意以下几点：2.3.2.1 、浇口尺寸过大的浇口将必要较长的保压补料时间，在降温过程中的补料流淌肯定会冻结更多的取向应力，将给浇口附件造成很大的内应力【塑胶内应力分析】；恰当缩小浇口尺寸，可缩短保压补料时间，下降浇口凝封时模内压力，从而降低取向应力；但过小的浇口将导致充模时间延长，造成制品缺料；2.3.2.2 、浇口。