基于CAE的注塑模具澆口開閉時(shí)間模擬分析

夏金林 李淵博 王少軍

摘 要：基于moldflow分析軟件，對(duì)遮陽罩產(chǎn)品閥澆口開啟及關(guān)閉時(shí)間成型工藝參數(shù)進(jìn)行了模擬分析，通過對(duì)模具閥澆口開閉時(shí)間長短進(jìn)行了對(duì)比分析，獲得了確保塑料件注塑成型質(zhì)量并最終應(yīng)用于生產(chǎn)的工藝參數(shù)；從而有效解決了塑料件缺料、飛邊等缺陷，提高了塑料件成型質(zhì)量，縮短了試模時(shí)間及節(jié)約了生產(chǎn)成本。

關(guān)鍵詞：注塑成型；模流分析；工藝參數(shù)

中圖分類號(hào)：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-7988（2018）17-95-03

Abstract： On the basis of Moldflow analysis software，the technology parameters of valve opening and closing time of the sun shade products was simulated and analyzed。The injection molding process parameter was obtained and applied to ensure the quality of the plastic parts by investigating the valve opening and closing time. Therefore， some defects such as lacking plastic， flying edge were effectively solved and the quality of the plastic parts was improved. The mould testing time is shortened and the production cost is decreased.

Keywords： Injection molding； Moldflow； Technological parameter

CLC NO.： U466 Document Code： B Article ID： 1671-7988（2018）17-95-03

前言

在注塑成型中，多點(diǎn)位順序控制閥澆口進(jìn)膠時(shí)間至關(guān)重要。進(jìn)膠時(shí)間長短影響著注塑成型過程中塑料流體流動(dòng)情況，易出現(xiàn)進(jìn)膠不平衡導(dǎo)致飛邊或缺料等成型缺陷，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)及外觀質(zhì)量。因此，注塑成型工藝中多點(diǎn)位順序控制閥澆口進(jìn)膠時(shí)間最優(yōu)設(shè)計(jì)成為迫切需要解決的問題。

本論文以某重型卡車遮陽罩為研究對(duì)象，外形尺寸為2050×320×280mm，其結(jié)構(gòu)形狀如圖1所示。由于此產(chǎn)品尺寸較大，生產(chǎn)成本較高，生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加，減少調(diào)試次數(shù)，能有效降低生產(chǎn)成本。因此，擬結(jié)合模流分析CAE軟件moldflow對(duì)遮陽罩注塑成型閥澆口進(jìn)膠時(shí)間工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而解決實(shí)際生產(chǎn)中因澆口進(jìn)膠不平衡導(dǎo)致的飛邊、缺料等問題。

1 塑料件特點(diǎn)及成型問題

1.1 塑料件模型及成型分析

遮陽罩模型壁厚3mm，體積為1650cm3，質(zhì)量為2056g。該塑料件質(zhì)量要求為：外觀面不能有縮痕、飛邊、熔接線、缺料等基本缺陷；其模具方案為單腔模設(shè)計(jì)，澆注系統(tǒng)為五點(diǎn)閥澆口。為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，避免出現(xiàn)飛邊、缺料等缺陷，需要嚴(yán)格控制澆口的開啟及關(guān)閉時(shí)間。

1.2 塑料件模流CAE分析模型

如圖2所示，將塑料件的3D模型利用CAD Doctor修正模型后，并導(dǎo)入到Moldflow軟件中，劃分雙層面網(wǎng)格，表面三角形單元是102194個(gè)，節(jié)點(diǎn)是51963個(gè)，平均縱橫比為1.6559，最大縱橫比8.4457，最小縱橫比為1.15，匹配百分比96.4%，相互網(wǎng)格匹配百分比為97.3%，網(wǎng)格能滿足本方案中各分析方案要求。

1.3 塑料件材料

采用PC材料（PC-2407，德國拜耳公司），相對(duì)密度為1.19，物性特征曲線如圖3所示。

該材料韌性好，符合遮陽罩工況使用要求，其成型工藝參數(shù)如表1所示：

1.4 進(jìn)膠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。主流道為圓型，入口尺寸直徑為8mm，流道截面為梯形，長邊*短邊*高尺寸為15*11*8mm，澆口為矩形錐形截面形狀，尺寸為始端寬度40mm，始端高度2mm，末端寬度40mm，末端高度6mm。

1.5 閥澆口控制方案

分析方案采用的基本標(biāo)準(zhǔn)是：①充填壓力不大于注塑機(jī)最大注射壓力70%，而東華3350T機(jī)臺(tái)最大注射壓力為208MPa，則充填壓力應(yīng)小于145MPa；②流動(dòng)波前溫差小于10度；③無缺料飛邊缺陷。通過初步分析，確定閥澆口進(jìn)膠方式的二個(gè)方案，具體如表2：

1.5.1 方案一充填分析

圖5為方案一充填時(shí)間、流動(dòng)前沿溫度分析結(jié)果。由圖5 可知，方案一充填時(shí)間為9.47s，但是產(chǎn)品遠(yuǎn)離澆口的端部存在缺料現(xiàn)象（見圖5c），流動(dòng)前沿溫度差大于20℃。

1.5.2 方案二充填分析結(jié)果如下

圖6為方案二充填時(shí)間、流動(dòng)前沿溫度以及充填壓力分析結(jié)果。由圖5可知，方案二充填時(shí)間為8.12s，熔體流動(dòng)前沿溫差小于10度，充填壓力100MPa，無成型缺陷。

根據(jù)以上兩種方案的分析結(jié)果比較，方案二充填壓力及

充填溫度能滿足充填要求，且無質(zhì)量缺陷。

將以上方案二的閥澆口開啟時(shí)間參數(shù)應(yīng)用到遮陽罩的實(shí)際生產(chǎn)中，有效解決了遮陽罩易缺料、飛邊等問題。成型后的產(chǎn)品見圖7。

2 結(jié)論

利用CAE軟件，以重卡遮陽罩產(chǎn)品為例研究了閥膠口開啟及關(guān)閉時(shí)間，用于實(shí)際生產(chǎn)的工藝參數(shù)，從而節(jié)約了生產(chǎn)成本及試模費(fèi)用。解決了實(shí)際生產(chǎn)過程中的缺料、飛邊等問題，為其它產(chǎn)品的CAE分析提供了參考。

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