注塑件隨形冷卻的數(shù)值模擬分析<a href=

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注塑件隨形冷卻的數(shù)值模擬分析1顧永華，許建文（華僑大學(xué)模具技術(shù)研究中心，福建廈門361021）臺(tái)，系統(tǒng)分析了采用傳統(tǒng)冷卻水道和隨形冷卻水道兩種情況下，冷卻時(shí)間、塑件表面溫差和模具表面溫差的對(duì)比?！　》治鼋Y(jié)果顯示，采用隨形冷卻系統(tǒng)能夠顯著降低冷卻時(shí)間、塑件表面溫差和模具表面溫差，有利于提高模具壽命和塑件質(zhì)量。　　模具溫度直接影響著注塑制品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，它主要通過模具的冷卻系統(tǒng)來進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂坪驼{(diào)節(jié)。傳統(tǒng)的冷卻水道只能加工成簡(jiǎn)單的直孔，當(dāng)注塑件形狀復(fù)雜時(shí)，其冷卻效果差，零件變形大。注塑模隨形冷卻水道（conformalcoolingchannels，CCC）是指隨著注塑模型腔變化而改變的冷卻水道1.與傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)相比，隨形冷卻系統(tǒng)能夠使注塑件均勻冷卻，能夠縮短冷卻時(shí)間，具有更高的冷卻效率。本文運(yùn)用Moldflow軟件對(duì)傳統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)與隨形冷卻系統(tǒng)進(jìn)行冷卻分析，比較分析結(jié)果，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。　　1注塑件模型冷卻系統(tǒng)分析注塑件模型如所示，為殼狀零件，壁厚為1.5mm.由圖可知，塑件的外表面有兩處曲面突變地方，采用傳統(tǒng)冷卻的方法，塑件內(nèi)外表面凹槽處冷卻容易不均，造成溫度的分布不均勻。為此將隨行冷卻與傳統(tǒng)冷卻方法進(jìn)行分析比較，優(yōu)化冷卻系統(tǒng)。　　注塑件模型注塑件模型導(dǎo)入Moldflow后進(jìn)行劃分網(wǎng)格，材料采用美國(guó)GE公司的PC -70008.在Pro/E中分別創(chuàng)建傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)與隨行冷卻系統(tǒng)的中心線，導(dǎo)入到Moldflow軟件后進(jìn)行劃分網(wǎng)格創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)，如所示，其中冷卻管道直徑為8mm，管道中心線與塑件表面的距離為16mm，管道中心線距離為20mm.對(duì)于傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)，塑件內(nèi)表面采用兩個(gè)水井進(jìn)行冷卻，水井的直徑為（a）傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)（b）隨行冷卻系統(tǒng)塑件的冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)創(chuàng)建完以后，分別對(duì)傳統(tǒng)冷卻系統(tǒng)以及隨形冷卻系統(tǒng)進(jìn)行分析，成型工藝參數(shù)為模具溫度83尤，熔體溫度275T：，冷卻液溫度為25T：，比較冷卻分析效果?！　?分析結(jié)果比較冷卻分析結(jié)果對(duì)比如表1所示?！　”?冷卻效果的分析比較冷卻結(jié)傳統(tǒng)冷卻隨行冷卻冷卻液溫度/°C冷卻管道溫度/°C制件冷卻時(shí)間/s制件最大溫度/C制件平均溫度/C模具溫度/C制件溫度/C 2.1冷卻液與冷卻管道溫度由表1可知，兩種方案的冷卻液的入口出口溫度都控制在2T：~3尤之內(nèi)，分別為0.18T：與0.11尤，符合要求；兩種方案的冷卻管道溫度與冷卻液入口溫度之間的差值都控制在5T：之內(nèi)，分別為~0.70尤，符合要求。　　廖if（a）傳統(tǒng)冷卻（b）隨形冷卻（a）傳統(tǒng)冷卻注塑件外表面（b）傳統(tǒng)冷卻注塑件內(nèi)表面塑件冷卻時(shí)間注塑件的冷卻時(shí)間如所示，由圖可知，隨形冷卻塑件的冷卻時(shí)間為3.964s，傳統(tǒng)冷卻的冷卻時(shí)間為4.145s，隨行冷卻所需的冷卻時(shí)間有所縮短，冷卻效率有所提高?！　?.3塑件最大溫度（a）傳統(tǒng)冷卻注塑件外表面（b）傳統(tǒng)冷卻注塑件內(nèi)表面（c）隨形冷卻注緝t外表面（d）隨形冷卻注塑件內(nèi)表面塑件最大溫度注塑件的最大溫度分布如所示，由圖可知，傳統(tǒng)冷卻的溫度范圍為31.48~49.54T：，溫差為18.06T：；隨形冷卻的溫度范圍為30.24~38.82尤，溫差為8.58T：。顯然隨形冷卻的溫差要比傳統(tǒng)冷卻的溫差小，而且隨形冷卻溫度分布要比傳統(tǒng)冷卻的分布均勻，特別是在塑件兩端凸起的地方，傳統(tǒng)冷卻的溫度分布較為不均勻，而且溫度偏高，容易引變形?！　∽⑺芗钠骄鶞囟确植既缢?，由圖可知，傳統(tǒng)冷卻的溫度范圍為31.38~41.21T：，溫差為9.83T：；隨形冷卻的溫度范圍為29.60~ 66T：。隨形冷卻的溫差較傳統(tǒng)冷卻的溫差小，冷卻效果有了一定的改善，而且隨形冷卻溫度分布要比傳統(tǒng)冷卻的分布均勻，特別是在塑件內(nèi)外表面曲面突變的地方，傳統(tǒng)冷卻的溫度分布較為不均勻，而且溫度偏高，容易引起變形?！　　睠）隨形冷卻注塑件外表面（d）隨形冷卻注塑件內(nèi)表面塑件平均溫度（a）隨形冷卻注塑件外表面（b）隨形冷卻注塑件內(nèi)表面模具溫度模具溫度分布如所示，傳統(tǒng)冷卻的溫度范圍為04T：；隨形冷卻的溫度范圍~35.85尤，溫差為10.85T：。隨形冷卻下模溫差異要明顯小于傳統(tǒng)冷卻下的模溫差異，冷卻效果有了很大的改善，而且隨形冷卻溫度分布要比傳統(tǒng)冷卻的分布均勻，特別是在模具內(nèi)外表面曲面突變的地方，傳統(tǒng)冷卻的溫度分布較為不均勻，而且溫度偏高?！　?.6塑件溫度（a）隨形冷卻注塑件外表面（b）隨形冷卻注塑件內(nèi)表面塑件溫度注塑件的溫度分布如所示，傳統(tǒng)（下轉(zhuǎn)第94頁(yè)）//其它重載函數(shù)定義?！　?/類ArrayStlEx其它行為定義?！　∫悦芭菖判?yàn)槔龑懛盒统绦??！　〈藶橐粋€(gè)簡(jiǎn)單的冒泡排序泛型實(shí)現(xiàn)，可以接收任何以STL規(guī)范實(shí)現(xiàn)的迭代器進(jìn)行排序。此函數(shù)調(diào)用根據(jù)函數(shù)模板參數(shù)推導(dǎo)機(jī)制，來決定調(diào)用的真正函數(shù)。這個(gè)方法在STL里面大量應(yīng)用。擴(kuò)展的泛型算法只要按類似實(shí)現(xiàn)即可與前文所提的迭代器組合。實(shí)現(xiàn)能在VC平臺(tái)上運(yùn)行的STL擴(kuò)展泛型容器和算法?！　”疚臄⑹隽薖.STL的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)（重點(diǎn)介紹了其Allca-tor和Iterator的實(shí)現(xiàn)），并以此為據(jù)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)組順序容器和泛型的冒泡排序算法以驗(yàn)證本文所述之要點(diǎn)。擴(kuò)展STL是一個(gè)應(yīng)用熱點(diǎn)。按本文所述要點(diǎn)和規(guī)范，結(jié)合個(gè)人或頂目需求實(shí)現(xiàn)的容器或算法，可以擴(kuò)展STL本身的功能。本文示范的的代碼經(jīng)測(cè)試，運(yùn)行良好。