模具设计和橡塑制品成型

       针对一次预变形设计的橡塑制品CAE翘曲分析结果如图所示，橡塑制品在x和Y方向的最大变形分别为0.95 mm和0.61 mm，与初始设计分析结果相比，有明显减少。尖角端和平直端的z向变形分别为13.83 mm和10.37 mm(图Sc所示)，该变形是相对图4所示的一次预变形橡塑制品的变形，而相对橡塑制品初始设计的变形量为(13.83-18.72)= -4.89 mm和(10.37-14.43)= -4.06 mm，表明橡塑制品出模后仍处于向下弯曲状态，并未恢复到初始设计状态，且超出橡塑制品所允许的最大变形量3 mm，说明一次预变形补偿量过大，橡塑制品自身变形量不足以抵消补偿量，需要进行二次预变形设计。

       相对于初始设计，二次预变形方向仍为Z轴负方向，因一次预变形量过大，尖角端和平直端的预变形量调整为13.83  mm和10.37 mm，而参考坐标与一次预变形设计时相同，完成的二次预变形设计如图所示。

       针对二次预变形设计的CAE分析结果如图所示，橡塑制品在尖角端和平直端的z向变形分别为14.77 mm和10.98 mm，相对初始设计的变形量则为(14.77-13.830.94 mm和(10.98-10.37)=0.61 mm，此时橡塑制品出模后处于向上弯曲状态，说明二次预变形补偿量稍小，不足以抵消橡塑制品自身变形量，但橡塑制品变形在允许的最大变形量3 mm之内，同时考虑到预变形设计的原则是拓展成型工艺窗口，而非一味地追求预变形精准度，再进行第三次预变形设计在实践层面可能意义不大，因此图6即为预变形后的橡塑制品最终设计。

       考虑到橡塑制品的实际尺寸，采用一模两腔设计，设计完成的三维模具如图8a所示，加工完成的模具如图8b所示。该橡塑制品在实际注射过程中，辅以模具的冷却系统控制，实现了一次试模成功，橡塑制品在特制的检具上检测，变形量满足装配要求，无需进行退火处理。与此形成对比的是，传统的方法在处理此类问题时，通常需综合采用优化模具冷却管道布置、加大动定模温差、优化保压压力和时间等办法来减少翘曲变形，需要反复地调整相关参数，对模具结构和成型工艺条件要求严苛，即使如此有时也不得不进行退火理。而笔者采用的预变形技术，则是采用反补偿法来抵消或降低橡塑制品变形，实践表明其对成型工艺条件通常没有上述严苛要求，相关参数设置自由度较大。因此，该技术拓展了注射成型工艺窗口，是控制长条状橡塑制品变形的有效方法，为一次试模成功提供了保障。

       针对长条状注塑橡塑制品比常规尺寸橡塑制品更易变形、变形量更大的问题，以汽车门板防擦条为例，采用预变形反补偿法来降低橡塑制品的翘曲变形，生产出满足精度和装配要求的橡塑制品。实践表明预变形是控制长条状橡塑制品变形的有效方法，为降低橡塑制品开发风险提供了保障。

       cAE技术是确定预变形方向和预变形曲线的有效手段，但考虑到CAE分析存在误差以及预变形对橡塑制品初始变形状态的影响，需开展多次预变形设计和CAE分析以确定最终变形曲线和变形量。

       预变形的目的是拓展成型工艺窗口，提高一次试模成功率和生产效率，降低模具开发风险，如在AE分析时一味地追求预变形精准度在实践层面意义不大。http://www.sdwyxj.com/