[发明专利]一种柔性塑料零件开模收缩率的预测方法

说明书

本发明提出一种柔性塑料零件开模收缩率的预测方法，包括：获取开模产品的3D数据、材料信息以及成型工艺生成有限元模型；应用塑料注塑成型仿真分析软件，计算所述选择分析序列的结果输出；采用居中测量法计算初步收缩率m；获取开模3D数据的主、次定位及安装点坐标信息；确认产品安装点补偿量：将各安装点收缩补偿量做为边界约束前置输入条件，对输出结果进行处理，采用居中测量法完成最终收缩率M的确认，本发明可以降低通过经验方式判定的偏差，解决仿真软件中评价零件自由状态下翘曲变形不能真实反馈装配后的状态的问题，提供更加全面的翘曲结果评价。

技术领域

本发明属于注塑成型技术领域，特别涉及柔性注塑成型零件开模收缩率的预测方法。

背景技术

塑料由于具有易成型、重量轻、化学稳定性优良等特点，在化工用品中应用广泛。据研究，汽车整车重量降低10％，燃油效率可提升6％-8％。以塑代钢技术的应用，塑料制品在汽车零件中的占比逐年提升。其中注塑成型是应用最广的成型方法之一，汽车上的主要应用有保险杠、门内饰板、仪表板等覆盖类零件。

注塑成型是将完全熔融的塑料材料通过高压高速注射到模具型腔中，再经过冷却固化后得到成型制品。塑料收缩率是指塑料制件在成型温度下尺寸与从模具中取出冷却至室温后尺寸之差的百分比，它反映的是塑料制件从模具中取出冷却后尺寸缩减的程度。因此在模具设计时就需要考虑到上述材料收缩带来的影响，开模时在模具上尺寸预先缩放，成型符合尺寸设计要求的制件。注塑件的开模收缩率直接影响成型后产品尺寸范围，如何精确预测开模收缩率是关系到零件设计成功的关键指标。

传统注塑件开模收缩率的确认主流的方法主要有：1.基于过往项目经验，参考以往项目零件的收缩率数据确认，但受零件结构设计和工艺不同会和实际的收缩率存在偏差；2.用相似形状零件的模具，采用的实际生产的材料进行试制，对比测量结果确认收缩率，效果优于第1中方式，但是偏差仍然存在。3.成型后调整材料的收缩率与模具收缩率匹配，以此来达到设计尺寸，但会导致同一种材料下多种小牌号共存，带来的物流和存储的管理混乱。从开模收缩率的影响因子进行分析，注塑成型后制品收缩率受到产品的结构设计、材料、壁厚、注塑机型号及成型工艺的多重影响，且各因素间一定的交互作用，传统方法都无法准确的对模具的收缩率进行确认，模具的收缩率和产品实际收缩率不匹配，从而导致产品不能达到设计要求的尺寸，引起尺寸匹配问题。

发明内容

为解决实际存在的技术问题，本发明提出一种柔性塑料零件开模收缩率的预测方法，降低通过经验方式判定的偏差，解决仿真软件中评价零件自由状态下翘曲变形不能真实反馈装配后的状态的问题，提供更加全面的翘曲结果评价。

本发明的技术方案如下：

本发明提出一种针对塑料制品尤其是柔性注塑成型零件开模收缩率的预测方法，所述方法包括如下步骤如下：

步骤1：获取开模产品的3D数据、材料信息以及成型工艺；其中成型工艺中保压压力和保压时间具有梯度范围，其中对产品3D数据进行预先处理，消除R2以下的圆角后生成有限元模型。

步奏2：应用塑料注塑成型仿真分析软件，导入步骤1生成的有限元模型，计算所述序列下的结果输出；所述选择的分析序列为“填充+保压+翘曲”或“填充+保压+翘曲+冷却”其中的一种。

步骤3：对输出结果进行处理，采用居中测量法计算初步收缩率m；

这里本发明设计了一种方法，简称居中测量法，所述居中测量法是，对翘曲分析变形结果处理，以产品长度方向上居中，左右选择1/2和4/5位置点位，上下选择1/3和2/3的位置点位，按公式：收缩率＝(设计距离/收缩后距离-1)，分别完成ad、bc、eh、fg四个位置的收缩率计算，并求取平均值获得收缩率m。

优选的，所述对开模产品的3D数据的网格前处理，选择中性面单元、双面单元和3D单元的单元类型。对于大型平面、壁厚均匀的零件推荐中性面单元网格，对于壁厚不均匀零件，推荐3D单元类型网格。选择的双层面网格单元，匹配率应大于90％；