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  模具热膨胀的补偿与回弹角的补偿  

发表人:admin   来源:未知   时间:2012-08-13

今天ug培训为大家讲一讲模具热膨胀的补偿
当模具与预浸料进热压罐固化时,随着温度的升高,模具会膨胀而使尺寸增大,达到保温状态时最大,此时预浸料反应固化,与模具尺寸一致。在固化完成后降温的过程中,模具和固化好的制件都会收缩,但如果模具材料与复合材料制件的热膨胀系数不一致,收缩量也就不一致,从而导致制件尺寸和模具尺寸有偏差。根据表1中材料的热膨胀系数,INVAR钢和复合材料模具受热膨胀对制件的影响很小,可忽略不计;但普通钢和铝则有影响,特别是当尺寸大时,必须要考虑膨胀量,否则产品尺寸会随模具的膨胀而偏大。
模具热膨胀可采取一定的补偿方法,按经验公式及试验验证,以制件质心为中心,把整个制件按如下纠正系数缩小,在模具设计时按照缩小后的制件作为工程输入。
F=1/[(T-P)×△T+1],式中,F为热膨胀纠正系数;T为模具的热膨胀系数;P为复合材料制件的热膨胀系数;△T为固化温度和室温的差值。
另一方面,模具热膨胀还将影响到制件的变形及脱模等问题。在设计模具时要把这些因素考虑进去。如收缩变形是否能通过模具结构的对称性来抵消,或后处理来消除;凸模的收缩可能会有助于脱模,特别是对于有微小闭角的零件,凹模的收缩将增加脱模的难度。通过考虑这些因素,结合复材制件的产品要求,来选择合适的模具材料及模具的结构形式。同时,也可以通过数字模拟,结合试验件的验证来优化模具设计。
模具回弹角的补偿
除模具的膨胀对制件固化变形有影响外,复合材料制件因为铺层和结构的不对称性,以及材料本身的固化特性,在固化时产生内应力也将引起制件变形。而对于梁、长桁类有大夹角的零件,固化变形最显著的是回弹角,即制件在固化脱模后,夹角因收缩而小于模具角度,此差值为回弹角。如图4所示,A1为模具夹角,A2为制件脱模后的夹角,θ为二者之差,即回弹角。在设计时,不考虑回弹角或考虑不当,将对制件质量产生较大影响,特别是对装配的影响。
回弹角因与模具材料,铺层方向及结构对称性有关,可通过数字模拟及试验测试的方法得到,目前用的较多的是通过经验值结合试验值来获得回弹角的大小,而数字模拟有待于提高对热压罐温度场及复合材料反应机理的精准分析。在模具设计时,预先把回弹角考虑进去,即制件夹角加上回弹角等于模具夹角,使制件在脱模回弹后符合工程数模要求。
 

本文TAG关键词: 回弹角 模具热膨胀
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