HSCAE模流分析應用技巧

陸龍福，黃常翼

（黃岡職業(yè)技術學院 機電學院，湖北 黃岡438002）

1 CAD模型導入技巧

根據(jù)HSCAE對網(wǎng)格六方面的要求：①所有的網(wǎng)格單元必須有厚度；②不存在孤立節(jié)點和孤立單元；③長高比大于60的單元比例在0.1%以下；④重疊錯誤單元數(shù)量在總單元數(shù)量1%以下；⑤邊界錯誤數(shù)量在總邊界數(shù)量的10%以下；⑥節(jié)點配對率在50%以上。在導入CAD模型的時候要想減少其中的出錯率，盡量符合其網(wǎng)格要求，節(jié)省重新進行網(wǎng)格修復時間，導入CAD模型時候續(xù)注意以下幾個技巧：

（1）去除小的圓角、文字、小臺階等特征，可以獲得高質(zhì)量的網(wǎng)格，特別是圓角部分，劃分后得到的網(wǎng)格長高比常常大于60%，另外對于文字、凸臺等特征，也容易出現(xiàn)網(wǎng)格單元孤立、重疊單元、過大的長高比等。所以在不影響流動分析的前提下，盡量去除這些特征顯得尤為重要。

（2）在不改變實體模型原有特征的前提下，導出STL時精度可以先適當設置低些，如果發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格錯誤比較多，再次把精度調(diào)節(jié)高些，這樣，可以使網(wǎng)格劃分節(jié)約時間，特別是模流分析時，由于精度太高，運算量就變得復雜冗長，這樣就很難及時準確的完成。

（3）如果出現(xiàn)長高比太多的零件，利用網(wǎng)格手工修復的效率會顯得非常低，一般可以先采用網(wǎng)格管理器導出STL，適當增大網(wǎng)格精度，再次進行劃分網(wǎng)格劃分，或者通過設置長高比例，把比較大的比例刪除，再次進行劃分。

2 調(diào)整流道改變充填結果

2.1 調(diào)整分流道尺寸改變充填結果

對于填充效果不理想的塑件產(chǎn)品，可以通過適當改變分流道尺寸，以達到料流平衡的目的。如圖1～2所示為流道尺寸太小，使填充壓力增大，各部分填充效果不太理想，通過適當增加分流道尺寸，減小澆口壓力如圖3～4所示，會得到較為理想的填充效果。

圖1 分流6mm，0.2S時的填充

圖2 分流6mm填充結束

圖3 分流8mm，0.2S時的填充

圖4 分流8mm填充結束

2.2 通過閥澆口打開時間不同改變?nèi)劢雍奂y的位置

塑件成型時，“熔接痕”位置控制是件很難的工作，需要多次試驗及反復修改，通過閥澆口打開時間長短，可以很好的控制“熔接痕”的位置。如圖5～6所示，圖5為各閥口同時打開，圖6為距離中間閥口后打開，其“熔接痕”可以得到明顯的控制。

3 多型腔設計技巧

3.1 一副模具各腔是不同的零件

在CAD系統(tǒng)中，應將各腔模型布置在一起后導出生產(chǎn)成一個STL文件，再導入HSCAE軟件中，因為HSCAE軟件對每次導入STL文件都將作為方案進行模流分析。

圖5 閥口員時打開

圖6 中間閥口后打開

3.2 一副模具各腔是相同的零件

在CAD系統(tǒng)中，只需生產(chǎn)成一個產(chǎn)品的STL文件，直接導入HSCAE軟件中，然后再在通過HSCAE軟件進行型腔布置，以保證各腔數(shù)據(jù)的一致性，這樣得到的分析結果跟準確真實。

4 澆系統(tǒng)設計技巧

（1）澆注系統(tǒng)參數(shù)設計對分析結果影響很大，應保證整個流道長度、截面大小數(shù)據(jù)和實際的準確性，這樣分析結果才與實際成型一致。

（2）是否在CAD系統(tǒng)中一同導出其澆口的STL文件要視澆口類型而定。

（3）對扁平內(nèi)澆口，如扇形、膜狀等，在CAD系統(tǒng)中與制品造型一起導出STL文件，這樣扇形澆口的單點進料可以設置于中間。

（4）對非扁平澆口，如圓形、半圓形、矩形、梯形等，在CAD系統(tǒng)中不能與制品造型一起導出STL文件，最好在HSCAE中單獨建立，否則分析結果跟實際相比誤差會很大。

5 工藝設計注技巧

（1）塑料材料選擇：材料牌號不同，其性能差別也不盡相同，所以不同材料參數(shù)，分析結果也會不一樣，選擇材料時，應保證數(shù)據(jù)的準確性。對于重要零件，建議進行材料測試而獲得準確可靠的結果。

（2）注射機選擇：首先要保證注射機的最大注射量大于模具型腔體積（澆注系統(tǒng)＋型腔），一般取大于型腔體積的20%，另外注塑機的最大注射速度也不能太低，否則會使充模時間過長。

（3）充模時間：這里要特別指出的是，CAE中的充模時間是指實際充滿模腔的時間，與注射機的注射時間設置有些差別，應該使注射機流量（螺桿速度×螺桿截面積）與CAE的充模流量保持一致，而且充模時間要盡量短。

（4）注射壓力：工藝條件中所設的注射壓力不是實際壓力，而是注射過程中壓力的最大許可值，實際壓力由HSCAE軟件自動計算而得。

（5）保壓壓力：保壓壓力一般選擇“自動計算”，如要設置，建議設置為注射結束時入口壓力的80%較好。

6 冷卻分析注意事項

（1）分析前需檢查制品單元厚度是否有過多的零厚度，因為零厚度對冷卻分析的影響較大，應該盡量避免。另外也不能出現(xiàn)網(wǎng)格重疊。

（2）冷卻結構不能與制品相交，一般距離制品10mm以上，軟件才能進行冷卻分析。

（3）冷卻時間不是從充模結束開始，應該從保壓的起點開始進行。

7 結語

根據(jù)自己多年從事HSCAE教學研究，總結了一些經(jīng)驗，對HSCAE在整個模流分析過程中遇到的一些疑難問題提供獨到的見解和解決技巧，使初學者在學習HSCAE時，更能得心應手、少走彎路，節(jié)約寶貴時間，并能更好地把HSCAE軟件運用于工作當中，使其價值得到最大化的體現(xiàn)。

［1］ 陸龍福，耿紅正.HSCAE軟件應用教程［M］.湖北：黃岡職業(yè)技術學院，2009.

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［6］ 劉瓊.塑料注射 MOLDFLOW實用教程［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2011.

［7］ 金楊福，錢欣.Moldflow Insight 2010注射成型分析基礎［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2010.

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