基于Moldflow的摩托车配件塑料模具浇注系统的优化

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1、基于Moldflow的摩托车配件塑料模具浇注系统的优化设计汪菊英李杰新（广东白云学院机电匸程系，广州510450）（洛阳北方企业集团有限公司注須部，洛阳471003）摘要为了减少注塑缺陷和提高一次试模的成功率，应用Moldflow软件进行仿真模拟分析•分析了浇口、流道结构和成型工艺参数对填充时间、熔接痕、气穴位置的影响，获得了最佳的浇口位逛和流道结构，优化了模具结构。关键词Moldflow摩托车配件浇注系统优化设计翊料制件的生产系统主要由塑料的成型、机械加工、修饰和装配4个连续过程组成⑴。注射成型工艺是目前塑料行业应用最广泛的成型方法之一,该成型方法具有形状尺寸精确

2、、生产效率高、可加工瑕料种类多、适合批量生产等特点。但如果注塑工艺参数设置及模具结构设计不合理则会使制件出现缺陷其至无法成型。影响期料制件注射成型的因索人致有:塑料性能,如黏度、弹性及热性能等;工艺参数•如注射压力、温度、速度等;模具结构，如浇口形状尺寸及位置、分型甌的选择、冷却系统、加热系统等;注翊机结构性能，如预塑和不预犁等；以及制件的结构形状等⑵。目前，塑料模具的设计主要是依据设汁人员的经验，由于塑料制件的多样性、复杂性和设计人员经验的局限性，设计人员很难梢确地设计出一套成本低、制件质蜀好、合格率高的模具，往往是模具设计、加工完以后，儘要反复不断地试模与修模才

3、能止式投入牛产。应用Moldflow软件对模具设计进行CAE模流分析，不仅能够模拟分析塑料熔体进入模具的流动过程，而且可以对刻料的浇口位置、压力分布、冷却过程及注射工艺条件等进行模拟分析，找出可能出现的缺陷，提高一次试模的成功率，减少试模、修模中的酉目性,降低生产成本，缩短制造周期[3_5]o笔者以摩托车配件为实例，应用Moldflow屮的MP1模拟分析软件对制件的注射成型过程进行仿瓦,对浇口位腔、流道结构做了比较分析及优化设汁，优化了模具结构，并以此为基础设计制造注塑模具,生产岀合格的摩托车配件。1塑料制件的结构工艺性分析摩托车配件的外形尺寸为431mmx211m

4、mx56mm,壳体厚度约为2.8mm,在UG软件中建立的实体模型如图1所示c采用的材料为丙烯丁二烯■苯乙烯塑料（ABS）,其物理性能参数如表1所示。表IABS材料物理性能参数项目j数值密度/kg•m-31054熔体密度/kg*m-3949.3比热/J•（灯・K）“2400导热系数/W・（m・K）“0.18弹性1200泊松比0.43剪切弹性模fi/MPa419.6ffi1制件实体模醴从图1可见，该制件结构不对称，形状不规则,H.中间冇一个需与之配合的零件，在进行模具设计时将两个配合件在一•副模具中生产出來，这样一方面可以保证模具型腔的平衡，同时可以保证配合件生产的匹配

5、性，减少生产时的浪费。中间配合件的结构模型如图2所示。图2中间配合件模熨在进行模具型腔排列设计时，充分考虑到制件的结构特点，采用如图3所示的型腔排列。2网格划分将模型导入CADdoc-tor中对模型进行修复与收橫日期:2011-03-06图3模具型腔的排布简化，以便在划分网格时可以得到高质堆的网格。将修复后的模型导入Moldflow,为保证网格划分得更加合理，提高分析的精确性，选取衣面(Fusion)模型。对于利用Fusion网格得到的模型进行分析时，网格的匹配率应该达到85%以上，如果匹配率低于50%,则流动分析会中断。MPI自动生成的网格可能存在缺陷，这些缺陷对

6、计算结果的止确性和准确性产生影响，如果网格缺陷比较严重还会导致计算根本无法进行，因此，对自动生成的达不列计算椿度・要求的网格必须进行修改。利用Moldflow软件系统的网格修改工具，对模型进行了控制纵横比、合并节点、修补漏洞、匹配节点等操作，言到网格没有缺陷为止。本模型经过检查和修复后，网格划分结果如图4所示。划分的三角形单元个数为93608个，网格匹配率为88.3%，最大纵横比为5.1，所有各项网格信息均满足要求(见图5)⑹。图4网格划分结果l.lSSMts.mew仏*2他・3Mg.tna图5网格诊断数据3模拟结果及分析利用UG软件对摩托车配件进行三维实体建模,直

7、接导入Moldflow文件中，经有限元网格划分后进行注射成型分析。3.1浇口类型和位置分析浇口设计应保证提供一个快速、均匀、平衡、单一方向流动的充填模式，避免喷射、滞流、凹陷等现象的发生。考虑到制件较薄,采用侧浇口多点进胶的形式，为了使充模流动更加顺畅，在分型面上开设流道，流道流动路径与分型面曲面基本一致,并在左侧中间配合件部位增设流道，对中间配合件采用侧浇口一点进料方式，浇注系统结构如图6所示。图6制件浇注系统结构图3.2充填流动速率分析图7为充填流动速率分析结果。从图7可知,充模流动平稳，充模速度校快且未出现滞流现象或不平稳流动，说明浇注系统的设计是合理的,