基于Moldflow塑料插座底板的模流分析

王　波

(西安航空職業技術學院，陜西 西安 710089)

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基于Moldflow塑料插座底板的模流分析

王波

(西安航空職業技術學院，陜西 西安 710089)

摘要：以插座底板為例，應用Moldflow軟件對插座底板的塑件最佳澆口位置進行分析，并進行澆注系統設計和冷卻系統設計。應用Moldflow軟件對插座底板進行模流分析，重點對充填、流動的整個注射過程和塑件的翹曲變形進行了分析。通過分析，找出了注射和成型過程中存在的問題以及出現的缺陷，以便于確定最佳工藝參數。采用該方法可以大大提高模具的設計效率，提高塑件的質量，縮短產品生產周期，有效地節約成本。

關鍵詞：Moldflow；注射；模流分析；插座底板

隨著塑料加工行業的發展，注射成型已成為塑料制品的重要成型加工方法。在注射成型過程中，工藝參數的確定尤為重要，但是傳統設計方法都是靠設計者的經驗來完成。從20世紀80年代開始，注射模CAE技術發展基本成熟，國際上出現了很多的專業商品化軟件。目前，國內外應用最多的是Moldflow軟件，該軟件可以對注射成型過程中的模流進行分析，從而能夠迅速修改設計方案，有效降低成本和縮短生產周期[1-2]。

本文應用Moldflow軟件對家用插座底板的注射成型過程進行分析，重點對充填、流動和翹曲等進行模流分析。根據分析結果，確定最佳注射成型工藝參數。

1塑件的有關信息

該產品為常見的插座底板(見圖1)，使用的塑料為聚碳酸酯(PC)。

圖1　塑件圖

2澆注系統設計

澆注系統是注射機注入模具型腔的重要通道，應用Moldflow軟件可以方便地設計澆注系統[3-5]，并可以進行模擬注射。首先，應用Moldflow軟件對塑件的最佳澆口位置進行分析(見圖2)，由圖2可以看出，最佳澆口位置位于塑件的上表面；其次，根據塑件的外形特征和澆口的設計位置，采用一模兩腔的對稱方式設計；最后，應用Moldflow軟件的向導創建方式對流道進行設計，澆注系統如圖3所示。

圖2　模具澆口的最佳位置　　　圖3　澆注系統

3冷卻系統創建

圖4　冷卻系統

在注射成型過程中，冷卻對塑件質量的影響非常大，冷卻效果將直接影響塑件的外觀質量、力學性能等。在整個冷卻過程中，冷卻時間將直接影響塑件的成型周期，進而影響產品成本，因此，冷卻系統設計的合理性將直接關系到產品質量和成本。在Moldflow軟件中，冷卻系統可以采用冷卻回路向導功能進行創建(見圖4)。

4模流分析

4.1充填、流動分析

充填、流動分析為模擬塑料注射的全過程，預測塑件在模具型腔中的充填流動行為，通過充填、流動分析結果可以查看塑件的充填、流動行為是否合理。分析結果主要包括充填時間、溫度、壓力和表面質量缺陷等[6-7](見圖5)。

圖5　充填、流動分析結果

由圖5a可以看出，該塑件充填時間為1.842 s；由圖5b可以看出，塑件模腔內最高平均溫度為298.3 ℃，沒有超過PC的降解溫度(320～340 ℃)；圖5c顯示了塑件上各點在整個注射過程中的壓力變化，可知模腔充填壓力最大值為81.78 MPa；圖5d顯示了塑件的體積收縮率情況，最大值為9.827%，位置位于凸耳的下方，收縮不均勻；圖5e 顯示了塑件出現氣穴的主要位置，需在此位置考慮排氣；圖5f 顯示了鎖模力隨時間的變化情況，給用戶提供了鎖模力的參考值，最大值約為35 t。

4.2翹曲分析

塑件在成型過程中，由于冷卻不均勻、收縮不同步和分子配向性效應等原因可導致翹曲變形，翹曲分析的結果如圖6所示。

圖6　翹曲分析結果

從圖6可以看出，總體翹曲變形量為0.277 8 mm，X方向翹曲變形量為0.245 9 mm，Y方向翹曲變形量為0.216 2 mm，Z方向翹曲變形量為0.147 9 mm。整個翹曲量不大，滿足設計要求，不會影響將來的裝配。

5結語

基于Moldflow軟件的注射成型過程模流分析，可以很好地發現在注射成型過程中存在的問題和缺陷，從而幫助設計者及時發現和修改，提高試模的成功率，縮短產品的開發周期，降低開發成本，提高塑件質量。

參考文獻

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[7] 沈立.Moldflow在某塑件澆口設計中的應用[J].新技術新工藝,2013(9):23-25.

責任編輯彭光宇

Mold Flow Analysis based on Moldflow Plastics Socket Bottom

WANG Bo

(Xi’an Aeronautical Polytechnic Institute, Xi’an 710089, China)

Abstract：The best gate location of plastic parts of the socket is analyzed based on the Moldflow software，and the design of pouring system and cooling system is presented. At the same time, through the Moldflow software to the socket bottom plate for the mold flow analysis, the filling and the flow of the entire injection process is preseated, and the plastic part's warping deformation is mainly analyzed. The problems and the defects in the process of injection molding are found, and it is convenient to determine the optimum process parameters. This method can greatly improve the design efficiency, improve the quality of plastic parts, shorten the production cycle and save the cost effectively.

Key words:Moldflow，injection，mold flow analysis，socket bottom

收稿日期：2015-03-25

作者簡介：王波(1979-)，男，講師，主要從事機械CAD/CAM技術與應用等方面的研究。

中圖分類號：TP 391.7

文獻標志碼:A