基于Moldflow的摩托车配件塑料模具浇注系统的优化设计.pdf

《基于Moldflow的摩托车配件塑料模具浇注系统的优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、汪菊英，等：基于Moldflow的摩托车配件塑料模具浇注系统的优化设计53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(广东白云学院机电工程系，广州510450)(洛阳北方企业集团有限公司注塑部，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置和流道结构，优化了模具结构。关键词Moldflow摩托车配件浇注系统优化设计塑料制件的生产系统主要由塑料的成型

2、、机械表1ABS材料物理性能参数加工、修饰和装配4个连续过程组成¨。注射成型项目数值密度／kg-ml054工艺是目前塑料行业应用最广泛的成型方法之一，熔体密度／kg·m。949．3该成型方法具有形状尺寸精确、生产效率高、可加工比热／J·(kg·K)2400塑料种类多、适合批量生产等特点。但如果注塑工导热系数／w·(m·K)O．18弹性模量／MPal200艺参数设置及模具结构设计不合理则会使制件出现泊松比0．43缺陷甚至无法成型。影响塑料制件注射成型的因素剪切弹性模量／MPa419．6大致有：塑料性能，如黏度、弹性及热性能

3、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、分型面的选择、冷却系统、加热系统等；注塑机结构性能，如预塑和不预塑等；以及制件的结构形状等。目前，塑料模具的设计主要是依据设计人员的经验，由于塑料制件的多样性、复杂性和设计人员经验的局限性，设计人员很难精确地设图1制件买体模型计出一套成本低、制件质量好、合格率高的模具，往从图1可见，该制件结构不对称，形状不规则，往是模具设计、加工完以后，需要反复不断地试模与且中间有一个需与之配合的零件，在进行模具设计修模才能正式投入生产。应用Moldflow软件对模

4、具时将两个配合件在一副模具中生产出来，这样一方设计进行CAE模流分析，不仅能够模拟分析塑料熔面可以保证模具型腔的平衡，同时可以保证配合件体进入模具的流动过程，而且可以对塑料的浇口位生产的匹配性，减少生产时的浪费。中间配合件的置、压力分布、冷却过程及注射工艺条件等进行模拟结构模型如图2所示。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、修模中的盲目性，降低生产成本，缩短制造周期]。笔者以摩托车配件为实例，应用Moldflow中的MPI模拟分析软件对制件的注射成型过程进行仿真，对浇口位置、流道结构做了比较分析及优

5、化设计，优化了模具结构，并以此为基础设计制造注塑模图2中间配合件模型具，生产出合格的摩托车配件。在进行模具型腔排列设计时，充分考虑到制件1塑料制件的结构工艺性分析的结构特点，采用如图3所示的型腔排列。摩托车配件的外形尺寸为431mm×21lfilmX2网格划分56mm，壳体厚度约为2．8mm，在UG软件中建立的将模型导入CADdoctor中对模型进行修复与实体模型如图1所示。采用的材料为丙烯腈一丁二烯．苯乙烯塑料(ABS)，其物理性能参数如表1所玎收稿日期：2011—03-06工程塑料应用2011年，第39卷，第5期3．

6、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，并在左图3模具型腔的排布侧中间配合件部位增设流道，对中间配合件采用侧简化，以便在划分网格时可以得到高质量的网格。浇口一点进料方式，浇注系统结构如图6所示。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，选取表面(Fusion)模型。对于利用Fusion网格

7、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，这些缺陷对计算结果的正确性和准确图6制件浇注系统结构图性产生影响，如果网格缺陷比较严重还会导致计算3．2充填流动速率分析根本无法进行，因此，对自动生成的达不到计算精度图7为充填流动速率分析结果。从图7可知，要求的网格必须进行修改。利用Moldflow软件系统充模流动平稳，充模速度较快且未出现滞流现象或的网格修改工具，对模型进行了控制纵横比、合并节不平稳流动，说明浇注系统的设计是合理的，能达到点、

8、修补漏洞、匹配节点等操作，直到网格没有缺陷充模要求。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)[6J。图7流动速翠分析3．3注塑压力分析选择的注塑机的压力极限为120MPa，使用的最大压力应