JPH07276460A - 金型設計の評価方法 - Google Patents

金型設計の評価方法

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JPH07276460A
JPH07276460A JP6077417A JP7741794A JPH07276460A JP H07276460 A JPH07276460 A JP H07276460A JP 6077417 A JP6077417 A JP 6077417A JP 7741794 A JP7741794 A JP 7741794A JP H07276460 A JPH07276460 A JP H07276460A
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JP
Japan
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mold
resin
pressure
amount
burrs
Prior art date
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Pending
Application number
JP6077417A
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English (en)
Inventor
Kazunobu Nakada
和伸 中田
Keiji Azuma
啓二 東
Kazuo Hattori
和生 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Publication of JPH07276460A publication Critical patent/JPH07276460A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/77Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/76Measuring, controlling or regulating
    • B29C45/7646Measuring, controlling or regulating viscosity

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 金型設計段階でバリの発生を予測する。 【構成】 樹脂粘度と樹脂圧力と金型における金型部品
間の隙間量とのバリ発生に関する相関データを実測によ
って作成しておく。成形条件や成形品形状、成形材料で
ある樹脂の特性、金型設計データ、型締め圧等に基づく
解析によってキャビティ内での樹脂圧力及び樹脂粘度
と、隣合う金型部品ごとの型境界部での変形量とを求め
る。上記変形量から求められる金型部品間の隙間量と上
記の樹脂圧力及び樹脂粘度から、上記相関データを基に
バリの発生の予測を行う。金型設計段階において、バリ
発生の有無を予測できるために設計段階で対策を施すこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形用の金型を設計
するにあたって、バリが発生するか否かの評価を行う金
型設計の評価方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】金型の設計に際して、金型内での樹脂の
流動解析や金型の構造解析等の解析を行うことで評価を
行うことは特開平4−102179号公報にも示されて
いるように従来から行われているが、バリの発生の予測
は上記公報に示されたものでも行われていない。そして
バリの発生は不良品が生じることにつながるが、作成さ
れた金型による成形でバリが発生した場合、その金型の
補修は困難なために、技術者の経験と試行錯誤とによっ
て成形条件を変えることでバリの発生を防いでいるのが
現状である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この場合、成形条件の
変更としては射出圧力を低くすることがメインとなる
が、これは成形サイクル等にも影響を与えてしまう上
に、バリの発生を防ぐことにも限界がある。本発明はこ
のような点に鑑み為されたものであり、その目的とする
ところは金型設計段階でバリの発生を予測して、金型製
作前にバリ発生を防止することができる金型設計の評価
方法を提供するにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、射出
成形用であり且つ複数の金型部品からなる金型の設計に
対する評価方法であって、樹脂粘度と樹脂圧力と金型に
おける金型部品間の隙間量とのバリ発生に関する相関デ
ータを実測によって作成しておき、成形条件や成形品形
状、成形材料である樹脂の特性、金型設計データ、型締
め圧等に基づく解析によってキャビティ内での樹脂圧力
及び樹脂粘度を求めるとともに、隣合う金型部品ごとの
型境界部での変形量を求め、上記変形量から求められる
金型部品間の隙間量と上記の樹脂圧力及び樹脂粘度か
ら、上記相関データを基にバリの発生の予測を行うこと
に特徴を有している。
【0005】
【作用】本発明によれば、解析結果によって求められる
金型の隙間量と樹脂粘度と樹脂圧力を、実測して得たこ
れらの値のバリ発生に関する相関データに照合すること
でバリの発生及び発生位置を予測することができるもの
であり、金型設計段階において、バリ発生に対する対策
を施すことができる。
【0006】この時、上記隙間量を変形量と金型設計の
型境界部の公差とから求めるならば、より正確にバリ発
生の予測を行うことができる。
【0007】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、本発明においては、まず成形に使用する樹脂の粘
度と圧力と金型における隙間量がどのような関係にある
時にバリが発生するかを実測によって相関データとして
作成しておく。図5はこの実測のための測定装置の一例
を示しており、図中5は隙間50を有する測定用金型、
51は圧力センサー、52は粘度計、53はヒータ、5
4は変位検出機であり、上記隙間50は可変としてあ
る。この測定装置を用いて、可動型55にかける圧力F
と、樹脂4の粘度及び圧力の諸条件を種々変更して成形
を行うと共にその時、隙間50の部分にバリが発生した
か否かを見ることで、樹脂粘度と樹脂圧力と隙間量との
バリ発生に関する相関データを作成してデータベースと
しておくわけである。図6はこの相関データの一例を示
しており、隙間量xがx1,x2,x3の3つの場合に
ついて、樹脂圧力と樹脂粘度とを共に変更した時にバリ
が発生するか否かの境界となる点を結んでおり、図中の
曲線よりも樹脂圧力と樹脂粘度の値が右側(イ)にある
時はバリが発生し、左側(ロ)にある時はバリが発生し
ないことを示している。
【0008】そして、金型設計データが与えられた時、
この金型設計データと、成形条件や成形品形状、成形材
料である樹脂の特性、金型設計データ、型締め圧等を解
析することで、キャビティ内での樹脂圧力及び樹脂粘度
を求めるとともに、隣合う金型部品ごとの型境界部での
変形量を求める。すなわち、キャビティ内での樹脂圧力
及び樹脂粘度は、成形品形状データ(使用される金型の
キャビティ形状のデータであり、微小な有限の要素に分
割することによって得る)、樹脂データ(粘度や比熱、
密度、固化温度等の物性データ)、成形条件データ、金
型特性(熱伝導率、比熱、密度)等を基に流動解析を行
うことで求める。
【0009】この流動解析は、たとえば、次の運動方程
【0010】
【式1】
【0011】(x,y:流れの方向、z:厚さ方向、τ
x ,τy :x,y方向の剪断応力、P=圧力)と、
【0012】
【式2】
【0013】(u,v:x,y方向の流速(厚さ方向に
分布)で与えられる連続の式と、
【0014】
【式3】
【0015】(T:温度(厚さ方向に分布)、η:粘
度、λ:熱伝導率、ρ:密度、CP :比熱、γ:剪断速
度(厚さ方向に分布)、J:定数、t:時間)で与えら
れるエネルギー方程式により行うもので、成形樹脂の流
れ場を位置及び時間の関数として求めることができると
ともに、樹脂圧力及び樹脂粘度は位置情報及び時間情報
と共に求めることができる。
【0016】一方、隣合う金型部品ごとの型境界部での
変形量は、構造解析によって求める。たとえば解析対称
の金型部品形状(長さ、肉厚等)と、金型材質特性(ヤ
ング率、ポアソン比等)、型締め力、上記流動解析によ
って得た樹脂圧力、その他の境界条件を基に、二次元の
簡易計算(たわみの式) d2y/dx2=−M/EI (y:変形量、x:距離、M:モーメント(荷重*長
さ)、E:ヤング率、I:断面2次モーメント)を用い
て変位の発生する位置(x)及びその位置での変形量
(y)を求める。図2はこの変位量の計算の概念を示す
もので、図中Fは型締め圧力、Pは樹脂圧力、21はダ
イプレート、22は固定側取付板、23A,23Bは型
板、24はキャビティ、25はスペーサーブロック、2
6は可動側取付板、P.L.はパーティングラインを示
す。金型を微小要素に分割し、流動解析により求めた樹
脂圧力を境界条件として有限要素法、境界要素法、差分
法等を含む数値解法を用いて金型の構造解析を行うこと
によって金型部品の変形量を求めてもよいのはもちろん
である。
【0017】そして、図3に示すように、構造解析によ
って得たキャビティ24を構成する金型部品、つまり型
板23A,23Bの変形量yA(x),yB(x)を基
に、両型板23A,23B間の隙間量yA(x)+yB
(x)を算出し、前述のデータベースの相関データを使
用して、図4に示すように、算出した隙間量の時の樹脂
圧力と樹脂粘度とがバリ発生域イにあるか非発生域ロに
あるかの判定を行い、バリ発生が予測された場合には、
金型の設計変更等の対策を行って、再度バリ発生につい
ての評価を行う。金型を製作しなくとも、バリ発生を予
測することができるために、金型修正や成形条件の変更
等の困難や悪影響が生じるおそれのある対策を立てなく
とも、バリが発生しない金型を作成することができるも
のである。
【0018】ところで金型製作には公差がつきものであ
り、この公差は隙間量にも影響してくることから、上記
変形量から隙間量を算出するにあたり、公差の値も含め
た状態で隙間量を算出して、公差を含めたある範囲の隙
間量のうちのどの値をとる時にも、バリ発生域に入るこ
とがないようにすることが好ましく、このようにするこ
とで、バリ発生の予測精度を高くすることができる。
【0019】
【発明の効果】以上のように本発明においては、解析結
果によって求められる金型の隙間量と樹脂粘度と樹脂圧
力を、実測して得たこれらの値のバリ発生に関する相関
データに照合することから、金型設計段階においてバリ
の発生及び発生位置を予測してバリ発生に対する対策を
施すことができるものであって、バリ発生を未然に防ぐ
ことができるものである。
【0020】そして、隙間量の算出にあたり、変形量と
金型設計の型境界部の公差とを用いる時、より正確にバ
リ発生の予測を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例のフローチャートである。
【図2】変形量計算の概念を示すもので、(a)は断面
図、(b)は拡大断面図である。
【図3】隙間量を説明する断面図である。
【図4】バリ発生判定の説明図である。
【図5】相関データの作成用金型の断面図である。
【図6】相関データの説明図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 射出成形用であり且つ複数の金型部品か
    らなる金型の設計に対する評価方法であって、 樹脂粘度と樹脂圧力と金型における金型部品間の隙間量
    とのバリ発生に関する相関データを実測によって作成し
    ておき、 成形条件や成形品形状、成形材料である樹脂の特性、金
    型設計データ、型締め圧等に基づく解析によってキャビ
    ティ内での樹脂圧力及び樹脂粘度を求めるとともに、隣
    合う金型部品ごとの型境界部での変形量を求め、 上記変形量から求められる金型部品間の隙間量と上記の
    樹脂圧力及び樹脂粘度から、上記相関データを基にバリ
    の発生の予測を行うことを特徴とする金型設計の評価方
    法。
  2. 【請求項2】 隙間量を、変形量と、金型設計の型境界
    部の公差とから求めていることを特徴とする請求項1記
    載の金型設計の評価方法。
JP6077417A 1994-04-15 1994-04-15 金型設計の評価方法 Pending JPH07276460A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750918A1 (fr) * 1996-07-09 1998-01-16 Transvalor Sa Procede de commande et de regulation d'une presse de moulage par injection

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2750918A1 (fr) * 1996-07-09 1998-01-16 Transvalor Sa Procede de commande et de regulation d'une presse de moulage par injection
WO1998001282A3 (fr) * 1996-07-09 1998-07-09 Transvalor Sa Procede de commande et de regulation d'une presse de moulage par injection
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20031125