汽车保险盒上盖注射成型的数值模拟.pdf

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1、36工程塑料应用2010年，第38卷，第lO期汽车保险盒上盖注射成型的数值模拟木林启权王振球周志斌董文正(湘潭大学机械工程学院，湘潭411105)摘要利用Moldflow软件对汽车保险盒上盖的注射成型过程进行了数值模拟。通过分析填充过程中各时间段熔体的流动情况及最终的填充时间和填充效果，得出了制品的最佳填充时间和保压时间；通过分析成型过程中型腔的温度变化，预测了制品的熔接痕和气穴的分布，以及缩水、翘曲变形等成型缺陷，并通过实际注射成型对模拟进行了验证。实验证明，模拟结果非常真实地表现了制品实际的成型过程，其对成型缺陷的预测也比较准确，证明了注射成型数值模拟结果的可靠

2、性。关键词保险盒上盖注射成型数值模拟MoldnOW流动性成型缺陷影响注塑制品质量的因素很多，包括原料、制品网格进行一定修补，确保无自由边、交叉单元、重叠结构、模具结构及加工工艺等。对于特定制品而言，单元等，保证网格质量。原材料和制品结构通常是固定的，因此，制品的成型质量主要取决于模具结构和加工工艺。目前，加工工艺参数主要是根据制品体积、复杂程度、材料性能及设计师的经验来设定¨J。但对于形状复杂的制品，连有经验的模具设计师也很难把握。注射成型缺陷的种类很多，而在工程实际中主图1保险盒3D模型要考虑气泡、熔接痕、填充不满、翘曲等J。在注2最佳浇口位置分析及成型参数的确定

3、射成型中，对填充过程进行数值模拟可以预测实际浇口位置的选择是设计模具前的一个重要步注射过程中可能出现的缺陷，优化模具结构，调整工骤，浇口位置选择得合理与否是决定模具设计能否艺参数，有针对性地制订解决方案，从而达到减少材成功的重要因素之一。利用Moldflow可以分析出制料浪费、降低生产成本、提高制品质量和市场竞争力品的最佳浇口位置，但其分析出的结果是根据制品的目的。目前，注塑过程的数值模拟在国外已得到的几何形状来得出的，主要是让塑料能比较均匀平了普遍的应用，已经成为成型加工及模具设计中不稳地到达制品的各个点。而在实际设计时还要考虑可缺少的一环。。J。许多其它因素。笔

4、者以汽车保险盒成型过程为例，采用Mold-根据客户及制品要求，选择材料为尼龙66flow软件对其注塑过程进行数值模拟，分析浇口位(PA66)，该材料的工作温度为一80～140oC，具有优置和成型参数的选择，对制品的成型性能进行分析良的抗冲击性能和良好的耐油及绝缘性。PA66的并预测制品的成型缺陷，最后根据模拟结果进行模推荐成型条件如表1所示，粘度曲线如图2所示。具设计和成型生产，进一步验证模拟的准确性和可表1PA66推荐成型温度条件行性。项目数值1几何及有限元模型的建立模具温度57汽车车内保险盒上盖形状较为复杂，插座孔多熔体温度285模具温度范围21—93且配合要求

5、严格，成型中填充困难，且易产生缩水、熔体温度范围271—299翘曲等缺陷，影响制品的表面质量和配合精度，对模顶出温度213具设计及试模时注塑工艺参数的设置提出了很高要图3示出利用Moldflow模拟得到的保险盒上盖求。笔者利用Pm／E建立了制品的3D模型，如图1的最佳浇口位置及实际浇口位置设计。由图3a可所示，制品尺寸为29mm×116mm×109．6mm，厚度为1．5mm，通过IGES格式导人Moldflow后，利用湖南省科技厅项目(2009WK3045)Fusion网格模型对制品进行网格划分。划分完后对收稿日期：2010．07-26林启权，等：汽车保险盒上盖注射

6、成型的数值模拟371000不平衡，在充填0．5012S后，制品填充完成97．5％，其一侧已经填充完毕，两边的下部尚未充满(图4b∞100中标识区域为最后填充位置)。＼充填时间=O．523ls据101110100l00010000100000剪切速率／s_1-271；2-280．3；3-289．7；4-299图2PA66的粘度曲线见，最佳浇注位置在中央稍微偏上的位置。因该制品为汽车内置件，表面要求不是十分严格，从进一步提高填充性能、简化模具结构的方面考虑，采用3点式浇口，直接将浇口开在零件的上表面上，如图3b所示。从Moldflow的分析结果来看，3个浇口都处于极佳的

7、位置。浇口的几何中心点刚好处于制品的中心位置，且浇口处于制品型芯较少的区域，便于模(b)具结构设计零件的位置安排，不容易引起干涉。a一充填时间0．5231s；b一充填时间0．5012S图4充填分析结果图5示出制品流动波前温度，范围为275．7～285．8oC，整个制品温度非常均匀，制品凸出较多的插孔处温度略低(图5b中标识所示区域)。充填结束时熔体的温度下降非常小，还保持着很高的温度，墨匿使得制品中的熔接痕质量好，具有很■C1582高羹282的8§强4082霎雾度l872i。752～㈩曩(b)℃a一模拟分析最佳浇口位置Ib一实际浇口位置设计85羹图3浇口位置82