商用車小桌板支架熔接痕的改進(jìn)優(yōu)化

丁貝貝，王鎮(zhèn)江，阮李華，龔世海

（1.廣西科技大學(xué)汽車與交通學(xué)院，廣西 柳州 545006；2.柳州裕信方盛汽車飾件有限公司，廣西 柳州 545006）

工藝裝備

商用車小桌板支架熔接痕的改進(jìn)優(yōu)化

丁貝貝1,2，王鎮(zhèn)江1，阮李華2，龔世海2

（1.廣西科技大學(xué)汽車與交通學(xué)院，廣西 柳州 545006；2.柳州裕信方盛汽車飾件有限公司，廣西 柳州 545006）

塑料作為結(jié)構(gòu)件使用時(shí)，對(duì)其剛度強(qiáng)度有更高的要求，在PP基材中加入玻纖可以提高其剛度強(qiáng)度，如何既保留PP的良好產(chǎn)品外觀，又使玻纖增強(qiáng)基體的剛度強(qiáng)度成為生產(chǎn)中的難題，筆者用NX 8.0、moldflow2016兩個(gè)CAE電腦軟件輔助設(shè)計(jì)分析商用車小桌板支架的熔接痕位置優(yōu)化，避免盲目修模，節(jié)約模具的整改費(fèi)用，對(duì)模具的整改提出指導(dǎo)建議。

CAE；熔接痕；澆口優(yōu)化

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.055

CLC NO.: U465.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-173-03

前言

由于汽車塑料制品的專業(yè)用途，要求其有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形狀和精美的外觀表面，成型工藝更是難以控制，外觀件表面上存在明顯的飛邊、熔接痕、縮水、縮痕、困氣等缺陷，這就降低汽車使用者的美觀感，影響汽車的整體工藝檔次。[2]飛邊的改進(jìn)可以使用人工處理，但熔接痕、困氣這樣的缺陷沒有好的辦法去解決，通過調(diào)整注射工藝參數(shù)和修改模具進(jìn)膠口的位置、大小、進(jìn)膠量來控制熔接痕的位置。對(duì)于模具行業(yè)的工作人員來說，改善熔接痕這樣的缺陷，首先考慮控制注塑機(jī)的注射工藝參數(shù)，在調(diào)整注塑機(jī)工藝參數(shù)試模無法解決熔接痕位置的情況下，只能通過修改模具澆口的位置以期達(dá)到目的，如何快速找到合理的澆口位置，除了向經(jīng)驗(yàn)豐富的前輩們求教取經(jīng)，還可以通過高速發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)來模擬仿真，結(jié)合筆者的實(shí)習(xí)經(jīng)歷，使用moldflow軟件進(jìn)行模型的仿真得出符合要求熔接痕位置的最佳進(jìn)膠口，減少試模的次數(shù)，從而加快模具的投產(chǎn)速度，給企業(yè)降低模具成本。

1、實(shí)物產(chǎn)品的數(shù)字化

案例產(chǎn)品為某型號(hào)商用車座椅背部折疊桌支架，但是當(dāng)小桌板折疊起時(shí)，產(chǎn)品表面的熔接痕映入乘客視線，影響美觀，主機(jī)廠進(jìn)而提出要求，對(duì)此缺陷進(jìn)行整改。筆者通過實(shí)物測(cè)量，得出產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸等所需要的參數(shù)，通過現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，得到產(chǎn)品的電子數(shù)據(jù)，在計(jì)算機(jī)上先模擬原進(jìn)膠口位置下的熔接痕位置，再對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

1.1 在NX 8.0建立實(shí)物模型

通過測(cè)量得到該產(chǎn)品的外圍尺寸為141.5*104.4* 72.5mm，制品厚度為3mm，整體正面有1弧形支撐面、3個(gè)φ 10沉頭螺釘光孔、1個(gè)弧形支撐凸臺(tái)，形狀如圖；背部筋條根部厚度為1.5mm，隨著正面形狀進(jìn)行抽殼，得到一個(gè)如圖所示的殼體。在UG8.0中，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，將得到的實(shí)體模型進(jìn)行抽殼，得到的數(shù)字化模型正面（如圖1）和背部（圖2），將得到的文件保存為.igs文件。

2、仿真優(yōu)化分析過程

2.1 建立數(shù)字分析模型

將UG8.0制作的三維數(shù)字模型（.igs文件）導(dǎo)入Moldflow軟件的CADdoctor for Autodesk Simulation 2016模塊，用CADdoctor模塊的模型修復(fù)功能對(duì)模型進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)作圖過程中出現(xiàn)的碎面、自相交環(huán)路、邊和基準(zhǔn)面間的間隙、帶短線段的曲線、環(huán)路中的間隙、帶小曲面片的曲面等錯(cuò)誤嚴(yán)重的選項(xiàng)進(jìn)行修復(fù)，然后保存為stl格式的文件；將保存的stl文件導(dǎo)入到Moldflow 軟件的Autodesk Moldflow Synergy 2016模塊，在Autodesk Moldflow Synergy 2016進(jìn)行雙層面網(wǎng)格劃分，曲面上的邊長(zhǎng)取為1.2，網(wǎng)格劃分完畢后，此時(shí)在模型的邊，棱和弧的地方網(wǎng)格劃分的不夠細(xì)膩，需要對(duì)這些畸形的三角形單元進(jìn)行修改。最終得到的優(yōu)化仿真模型如圖4[1]。

2.2 moldflow模擬結(jié)果及分析

注塑工藝參數(shù)設(shè)置：模具溫度90℃，熔體溫度，290℃，注射時(shí)間3s，保壓時(shí)間10s，注塑材料PP+20%玻纖。在現(xiàn)有的注塑機(jī)參數(shù)中，改變注塑機(jī)的注射工藝參數(shù)仍舊無法改進(jìn)缺陷，只能通過修改澆口位置進(jìn)行嘗試。但是澆口位置開在何處符合要求，需要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬。將注射工藝參數(shù)輸入到moldflow軟件中，將“如果有纖維材料進(jìn)行纖維取向分析”前的方框打鉤，其余的用moldflow軟件系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置[3]。

方案設(shè)置：

因?yàn)橐筮M(jìn)膠口的位置要求在產(chǎn)品的兩側(cè)底面相交處，遂在產(chǎn)品的一側(cè)中部水平距離40mm的區(qū)間上選取三個(gè)點(diǎn)作為分析方案的進(jìn)膠點(diǎn)：a、原位置進(jìn)膠口；b、原位置上移20mm；c、原位置上移40mm。

a、原位置進(jìn)膠口

在原有的進(jìn)膠口方案下，產(chǎn)品的熔接痕與事實(shí)相符。特作說明，因筆者接手此項(xiàng)目時(shí)，產(chǎn)品第二階段的澆口位置試驗(yàn)已經(jīng)開始，第一階段所生產(chǎn)的試制樣件已全部報(bào)廢，經(jīng)過走訪技術(shù)人員，均表示本方案的仿真模擬結(jié)果與第一批次的樣件熔接痕位置外觀一致。

b、澆口位置上移20mm

方案b填充的澆口位置如圖7，熔接線相匯合的地方如圖8所示。熔接痕的位置已經(jīng)從原來的正面偏移至正面和側(cè)面的相交線上，位置比原位置略有好轉(zhuǎn)，但在產(chǎn)品的正面還是可以觀察到。

c、澆口位置上移40mm

方案c填充的澆口位置如圖9，填充熔接線相匯合的地方如圖10所示。熔接痕的位置已經(jīng)從原來的正面曲面跑到了側(cè)面的側(cè)壁上，已經(jīng)不處于顯眼位置，可以接受的。本次通過CAE仿真提前預(yù)判了氣穴的位置，并在模具上開出排氣槽，對(duì)產(chǎn)品的困氣現(xiàn)象加以改善。

2.3 對(duì)moldflow仿真結(jié)果的選用

通過對(duì)上述經(jīng)過三個(gè)方案a、b、c的仿真分析，我們可以得出以下結(jié)果：方案a的熔接痕位置在產(chǎn)品正面最明顯；方案b的熔接痕位置在正面與側(cè)面的相交線處也能看得到；方案c的熔接痕位置完全在側(cè)面?zhèn)缺谏?，產(chǎn)品驗(yàn)收合格。主機(jī)廠做出決定把熔接痕的位置放置在側(cè)面上，遂按照moldflow軟件的分析結(jié)果進(jìn)行模具澆口位置的優(yōu)化和修改，把進(jìn)膠口位置（圖5)修改到現(xiàn)在軟件模擬的位置(如圖9)，并將方案交予修模廠進(jìn)行模具的修整。

2.4 修模后的實(shí)物樣件及結(jié)果分析

如圖11和12示，為模具修模完成回廠后生產(chǎn)出的產(chǎn)品，實(shí)物已經(jīng)沒有原來產(chǎn)品醒目的熔接痕，熔接痕位置與仿真分析的結(jié)果在側(cè)面上相差0.5mm，并且困氣情況也得到了明顯的改善，經(jīng)討論，最后在模具上開設(shè)細(xì)皮紋，熔接痕的缺陷進(jìn)一步改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量得以改觀，能達(dá)到主機(jī)廠裝配的要求。

3、結(jié)語

通過對(duì)小桌板支架的moldflow仿真分析，將CAE優(yōu)化運(yùn)用到對(duì)產(chǎn)品熔接痕，困氣等缺陷做出定量的分析，減少了人工經(jīng)驗(yàn)盲目“修改—試?！傩薷摹钡谋锥?，提高了一次修模成功率，加快了產(chǎn)品的投產(chǎn)速度，降低了試模成本，提高了生產(chǎn)效率。對(duì)于剛?cè)胄械哪贻p技術(shù)人員給出了另外一種優(yōu)化改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量的方法。

[1] 劉榮亮,胡澤豪.注塑件成型工藝參數(shù)優(yōu)化研究[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2014,(3):53-55.

[2] 王興天.注塑技術(shù)與注塑機(jī)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2005.

[3] 韓雷雷,張慧敏.基于moldflow相機(jī)外殼注塑成型優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].模具工程,2014,(9):84-89.

[4] 王衛(wèi)兵.Moldflow中文版注塑流動(dòng)分析案例導(dǎo)航視頻教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.126-134.

[5] 展迪優(yōu).UG NX8.0模具設(shè)計(jì)教程[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2012.

The improvement weld about optimization of commercial vehicle table-bracket

Ding Beibei1,2, Wang Zhenjiang1, Ruan Lihua2, Gong Shihai2
( 1.Guangxi University of Science and Technology The college of automobile and transportation, Guangxi Liuzhou 545006; 2.The automotive trim Co. Ltd. of Liuzhou Yuxin Fangsheng, Guangxi Liuzhou 545006 )

It's that should have more strength and more stiffness when plastics using in machine as structural components. It improve the plastics' strength and stiffness after mingle the glass fiber in the PP. How to retain the good appearance of the PP,retain the plastics' strength and stiffness after mixture the glass fiber in the PP is a big problem in the manufacture. Author use the NX8.0 and Moldflow2016 when analyze the optimizing of weld line. Using the Computer Aid Design can reduce the times of repair mold, save the cost of repair mold, give ideas when we repair the injection mold.

CAE; mark of flash; optimal design of injection gate

U465.9

A

1671-7988(2016)10-173-03

丁貝貝，男，研究生，就讀于廣西科技大學(xué)?，F(xiàn)在柳州裕信方盛汽車飾件有限公司實(shí)習(xí)。王鎮(zhèn)江 (1961-)，教授，碩導(dǎo)就職于廣西科技大學(xué)汽車與交通學(xué)院，主要從事模具及其成型設(shè)備的科研和教學(xué)工作。專業(yè)：車輛工程。阮李華（1989-），助理工程師，就職于柳州裕信方盛汽車飾件有限公司，從事注塑模開發(fā)和模流分析工作。龔世海，(1984-)，男工程師，總經(jīng)理助理，就職于柳州裕信方盛汽車飾件有限公司。 負(fù)責(zé)產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)管理，新技術(shù)新工藝引進(jìn)等。