基于Moldflow的注塑開關(guān)工藝分析

楊德，扈艷萍，韓雷雷，張惠敏

（青島科技大學，山東青島，266000）

1 前言

隨著生活水平及生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，人們對塑料制品的要求也越來越高。塑料開關(guān)是人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮偾医?jīng)常接觸的塑料制品，不僅要求其能滿足基本的功能，而且對開關(guān)各方面要求也越來越高，如外觀越來越漂亮，符合人體工學設計，手感好，經(jīng)久耐用等，本文利用模流分析軟件對開關(guān)的注塑充填過程進行分析，確定最佳的工藝參數(shù)，使生產(chǎn)的制件不僅能達到質(zhì)量要求而且符合人們的審美要求。

2 制件的結(jié)構(gòu)分析及工藝性分析

圖1所示為按鈕的三維模型，該制品較簡單，但對表面質(zhì)量有很高的要求，內(nèi)徑為48mm，外徑為50mm，壁厚為1mm ，高度18.75mm。因塑料開關(guān)對硬度及外觀有一定的要求，故采用制品尺寸穩(wěn)定，表面質(zhì)量較好且流動性較高的ABS作為注射材料，所采用的ABS為UMG ABS Ltd生產(chǎn)的ABS，牌號為UMG ABS GSM。

圖1 制件圖

3 模型的網(wǎng)格劃分及最佳澆口位置的確定

對模型進行網(wǎng)格劃分，采用雙層面網(wǎng)格，全局的網(wǎng)格邊長為1.5mm，劃分的的網(wǎng)格單元為10372個。圖2為制件的網(wǎng)格模型。對模型的最佳澆口位置進行分析，當因子為1時，表示這個位置是最佳澆口位置[1]，如圖3所示，因制件對外觀有要求，在制件表面不能有澆口痕跡，所以澆口位置不能在外表面，只能設在內(nèi)表面。

圖2 網(wǎng)格模型

圖3 澆口匹配性

4 模流分析

4.1 充填時間

充填時間是指塑料熔體從澆口進入型腔，直到整個型都充滿的一段時間間隔。如圖4所示為充填分析的結(jié)果。結(jié)果表明充填時間為0.6657s，由充填時間可知，顏色過渡比較柔合，表明充填過程平緩，因此充填過程比較合理[2]。

圖4 充填時間

4.2 熔接線

熔接線是由模具不同位置澆口處流入的熔融塑料匯聚時產(chǎn)生的交接痕跡，熔接線不僅對制件的外觀質(zhì)量而且對制件的強度有很大影響，熔接線分析結(jié)果顯示了熔接線在模具型腔內(nèi)的分布情況，如圖5所示。由分析結(jié)果知，在制件的表面有熔接線，熔接線的存在不僅會影響制件的表面質(zhì)量，而且削弱了制件的機械強度[3]。解決的方法為適當增加模具溫度，適當增加熔體溫度，修改澆口位置。

圖5 熔接線

4.3 體積收縮率

體積收縮率表示了每個單元相對自身原始體積的收縮率，塑件從成型溫度到室溫，其體積收縮率可以達到20%[4]，如果制件為均勻收縮，則制件不會發(fā)生翹曲，僅僅只是體積的減小，若不是均勻收縮，則會發(fā)生翹曲。體積收縮率分析結(jié)果如圖6所示，制件的收縮比較均勻，充填完成以后要進行充分的保壓，防止制件因不均勻的體積收縮而產(chǎn)生翹曲，影響制件質(zhì)量。

5 結(jié)束語

圖6 體積收縮率

本文以開關(guān)的注塑充填過程為例，利用模流分析軟件moldflow對充填過程進行模擬分析，通過對注塑充填過程中的充填時間，熔接線，體積收縮率等進行分析，根據(jù)分析結(jié)果，在模具設計中有針對性的對影響產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)進行改善，提高模具的質(zhì)量，減少產(chǎn)品的質(zhì)量缺陷，提高經(jīng)濟效益。另一方面，根據(jù)模流分析的結(jié)果，可以減少模具試模的次數(shù)，減少浪費，加快模具設計的速度，縮短模具生產(chǎn)制造周期。

[1]李代敘等編著.moldflow模流分析從入門到精通[M].北京:清華大學出版社,2012,162-165.

[2]劉細芬,張帆.基于Pro/E和Moldflow的注射模CAD/CAE技術(shù)[J].機械設計制造,2011,4:1-3.

[3]師中華,胥光申.基本筆記本上邊框的Moldflow分析與應用[J].西安工程大學學報,2014,2(3):1-6.

[4]張利化.基于Moldflow的電器面板翹曲分析[J].計算機應用技術(shù),2014,7(41):1-5.