鄭躍剛++黃新標(biāo)

摘 要：分析汽車尾燈燈飾條模具的特點(diǎn)，介紹模流分析在汽車尾燈燈飾條模具設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，通過MOLDFLOW軟件對模具的實(shí)際工作狀況進(jìn)行模擬分析，優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，提高了模具設(shè)計(jì)的合理性。

關(guān)鍵詞：模流分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0072-01

在模具設(shè)計(jì)過程中，如何驗(yàn)證模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性是相當(dāng)重要的，也是相當(dāng)困難的一部分。在以往的模具設(shè)計(jì)過程中往往通過模具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來確定模具的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，因此需要經(jīng)過不斷的修模與試模才能找到解決方案，造成模具制造成本浪費(fèi)與制造周期過長。本文中通過模流分析的方法，驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的合現(xiàn)性，并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，解決產(chǎn)品在生產(chǎn)當(dāng)中可能出現(xiàn)的縮水、熔接線、翹曲變形等缺陷。

1 產(chǎn)品要求與原始模具方案

汽車尾燈燈飾條產(chǎn)品外觀形狀與尺寸精度直接影響尾燈的美觀與裝配使用性能。產(chǎn)品尺寸為446×12×94.5厚度為3.7左右，分布不均勻，材質(zhì)為ABS（BASF Terluran HH-112）熔體密度為0.94398 g/cu.cm，固體密度為1.0511 g/cu.cm，要求成形后不能有明顯的縮水痕跡，不能產(chǎn)生較大的翹曲變形，不能有明顯的熔接線。

模具采用二板式模具結(jié)構(gòu)，由于產(chǎn)品尺寸較大外觀要求高，不能產(chǎn)生熔接線、變形、縮水等缺陷本模具結(jié)構(gòu)采用熱流道與普通流相結(jié)合的澆注系統(tǒng)，澆口采用潛伏式流口，可以自動(dòng)斷澆，采用順序閥順序控制澆口進(jìn)膠解決熔接痕問題。

2 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及模流分析

采用wildflow軟件將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流道、冷卻水路布局導(dǎo)入軟件進(jìn)行分析，由于匹配率較低，采用3D網(wǎng)格分析。采用注塑模擬分析工藝參數(shù)設(shè)置模溫為45deg.C，料溫為250deg.CV/P切換（%）為99%填充時(shí)間（Fill time）為2.3 s。

2.1 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)

經(jīng)MOLDFLOW分析后確定模具結(jié)構(gòu)，原始模具設(shè)計(jì)方案中熱流道直徑為12 mm閥針為4.5 mm，冷流道10×8×9，水路直徑為12 mm動(dòng)定模冷卻水溫度為30°，優(yōu)化后冷流道改為9×8×8 mm，冷卻水溫改為定模為20°動(dòng)模為60°，保壓壓力80 MPa。

2.2 優(yōu)化改善比較

優(yōu)化方案與原如方案注塑方式都采用順序閥順序進(jìn)膠方式，如圖1中左側(cè)膠口先進(jìn)膠1.3 s后右側(cè)膠口再進(jìn)膠，都實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)較平衡，無滯留短射現(xiàn)象，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。注塑壓力原始方案為78 MPa優(yōu)化方案為80 MPa兩種方案最大壓力都在許可范圍之內(nèi)。原始方案最大鎖模力93.3T優(yōu)化方案最大鎖模力90.86T，原始方案最大剪切速率（26613 1/S）優(yōu)化方案最大剪切速率（189 191/S）都在許可剪切速率（50000 1/S）之內(nèi)。

原始方案冷流道大概要40 s左右才能冷卻到50%以上，總的成型周期為（40+5）45 s未能滿足所要求的40 s范轉(zhuǎn)之內(nèi)，而優(yōu)化方案成型周期40 s則滿足了成型周期的要求。

如圖1所示原始方案的總體變形在0.0765～5.128 mm而優(yōu)化方案的變形量在0.0070～1.269 mm，X方向變形原始方案為0.5286 mm，優(yōu)化方案為0.3014 mm，Y方向二種方案都屬于均勻收縮，而在Z方向上原始方案變形較大為6.548 mm，而優(yōu)化方案變形量為0.4229達(dá)到了所需要求的0.5 mm以下。

3 結(jié)論

二種方案的比較分析結(jié)果，由此可得出以下結(jié)論：

（1）由于使用熱流道針閥順序控制，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。

（2）原方案冷流道太大會(huì)造成整個(gè)成型周期過長（45 s），建議減少冷流道尺寸縮短成型周期至40 s，滿足要求。

（3）原方案在各個(gè)方向都比較大，通過調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差，減少產(chǎn)品在X、Z方向的變形，優(yōu)化方案中X、Z方向變形量都在許可范圍（0.5 mm）之內(nèi)。

（4）產(chǎn)品料厚不均造成各區(qū)域收縮差異是導(dǎo)致變形的主要原因。

（5）調(diào)節(jié)冷流道大小降低成型周期，可調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差和優(yōu)化保壓曲線減少產(chǎn)品翹曲變形。

參考文獻(xiàn)

[1] 申長雨.注塑成型模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 黃鋼華，張益華，魯世缸，等.Moldflow/MPI翹曲分析在注塑模中的應(yīng)用[J].塑料制造，2008（8）.

[3] 孫麗娟，刑東仕，黃專，等.Moldflow在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，2010（36）.

[4] 焦冬梅.充電器外殼模流分析及模具設(shè)計(jì)[J].特種橡膠制品，2013（2）.

[5] 梁瑞閔，龐建民.基于模流分析選定節(jié)能射出成型參數(shù)[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）.endprint

摘 要：分析汽車尾燈燈飾條模具的特點(diǎn)，介紹模流分析在汽車尾燈燈飾條模具設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，通過MOLDFLOW軟件對模具的實(shí)際工作狀況進(jìn)行模擬分析，優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，提高了模具設(shè)計(jì)的合理性。

關(guān)鍵詞：模流分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0072-01

在模具設(shè)計(jì)過程中，如何驗(yàn)證模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性是相當(dāng)重要的，也是相當(dāng)困難的一部分。在以往的模具設(shè)計(jì)過程中往往通過模具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來確定模具的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，因此需要經(jīng)過不斷的修模與試模才能找到解決方案，造成模具制造成本浪費(fèi)與制造周期過長。本文中通過模流分析的方法，驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的合現(xiàn)性，并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，解決產(chǎn)品在生產(chǎn)當(dāng)中可能出現(xiàn)的縮水、熔接線、翹曲變形等缺陷。

1 產(chǎn)品要求與原始模具方案

汽車尾燈燈飾條產(chǎn)品外觀形狀與尺寸精度直接影響尾燈的美觀與裝配使用性能。產(chǎn)品尺寸為446×12×94.5厚度為3.7左右，分布不均勻，材質(zhì)為ABS（BASF Terluran HH-112）熔體密度為0.94398 g/cu.cm，固體密度為1.0511 g/cu.cm，要求成形后不能有明顯的縮水痕跡，不能產(chǎn)生較大的翹曲變形，不能有明顯的熔接線。

模具采用二板式模具結(jié)構(gòu)，由于產(chǎn)品尺寸較大外觀要求高，不能產(chǎn)生熔接線、變形、縮水等缺陷本模具結(jié)構(gòu)采用熱流道與普通流相結(jié)合的澆注系統(tǒng)，澆口采用潛伏式流口，可以自動(dòng)斷澆，采用順序閥順序控制澆口進(jìn)膠解決熔接痕問題。

2 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及模流分析

采用wildflow軟件將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流道、冷卻水路布局導(dǎo)入軟件進(jìn)行分析，由于匹配率較低，采用3D網(wǎng)格分析。采用注塑模擬分析工藝參數(shù)設(shè)置模溫為45deg.C，料溫為250deg.CV/P切換（%）為99%填充時(shí)間（Fill time）為2.3 s。

2.1 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)

經(jīng)MOLDFLOW分析后確定模具結(jié)構(gòu)，原始模具設(shè)計(jì)方案中熱流道直徑為12 mm閥針為4.5 mm，冷流道10×8×9，水路直徑為12 mm動(dòng)定模冷卻水溫度為30°，優(yōu)化后冷流道改為9×8×8 mm，冷卻水溫改為定模為20°動(dòng)模為60°，保壓壓力80 MPa。

2.2 優(yōu)化改善比較

優(yōu)化方案與原如方案注塑方式都采用順序閥順序進(jìn)膠方式，如圖1中左側(cè)膠口先進(jìn)膠1.3 s后右側(cè)膠口再進(jìn)膠，都實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)較平衡，無滯留短射現(xiàn)象，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。注塑壓力原始方案為78 MPa優(yōu)化方案為80 MPa兩種方案最大壓力都在許可范圍之內(nèi)。原始方案最大鎖模力93.3T優(yōu)化方案最大鎖模力90.86T，原始方案最大剪切速率（26613 1/S）優(yōu)化方案最大剪切速率（189 191/S）都在許可剪切速率（50000 1/S）之內(nèi)。

原始方案冷流道大概要40 s左右才能冷卻到50%以上，總的成型周期為（40+5）45 s未能滿足所要求的40 s范轉(zhuǎn)之內(nèi)，而優(yōu)化方案成型周期40 s則滿足了成型周期的要求。

如圖1所示原始方案的總體變形在0.0765～5.128 mm而優(yōu)化方案的變形量在0.0070～1.269 mm，X方向變形原始方案為0.5286 mm，優(yōu)化方案為0.3014 mm，Y方向二種方案都屬于均勻收縮，而在Z方向上原始方案變形較大為6.548 mm，而優(yōu)化方案變形量為0.4229達(dá)到了所需要求的0.5 mm以下。

3 結(jié)論

二種方案的比較分析結(jié)果，由此可得出以下結(jié)論：

（1）由于使用熱流道針閥順序控制，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。

（2）原方案冷流道太大會(huì)造成整個(gè)成型周期過長（45 s），建議減少冷流道尺寸縮短成型周期至40 s，滿足要求。

（3）原方案在各個(gè)方向都比較大，通過調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差，減少產(chǎn)品在X、Z方向的變形，優(yōu)化方案中X、Z方向變形量都在許可范圍（0.5 mm）之內(nèi)。

（4）產(chǎn)品料厚不均造成各區(qū)域收縮差異是導(dǎo)致變形的主要原因。

（5）調(diào)節(jié)冷流道大小降低成型周期，可調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差和優(yōu)化保壓曲線減少產(chǎn)品翹曲變形。

參考文獻(xiàn)

[1] 申長雨.注塑成型模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 黃鋼華，張益華，魯世缸，等.Moldflow/MPI翹曲分析在注塑模中的應(yīng)用[J].塑料制造，2008（8）.

[3] 孫麗娟，刑東仕，黃專，等.Moldflow在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，2010（36）.

[4] 焦冬梅.充電器外殼模流分析及模具設(shè)計(jì)[J].特種橡膠制品，2013（2）.

[5] 梁瑞閔，龐建民.基于模流分析選定節(jié)能射出成型參數(shù)[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）.endprint

摘 要：分析汽車尾燈燈飾條模具的特點(diǎn)，介紹模流分析在汽車尾燈燈飾條模具設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用，通過MOLDFLOW軟件對模具的實(shí)際工作狀況進(jìn)行模擬分析，優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，提高了模具設(shè)計(jì)的合理性。

關(guān)鍵詞：模流分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 模具結(jié)構(gòu)

中圖分類號：U466 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（a）-0072-01

在模具設(shè)計(jì)過程中，如何驗(yàn)證模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的合理性是相當(dāng)重要的，也是相當(dāng)困難的一部分。在以往的模具設(shè)計(jì)過程中往往通過模具設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)來確定模具的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，因此需要經(jīng)過不斷的修模與試模才能找到解決方案，造成模具制造成本浪費(fèi)與制造周期過長。本文中通過模流分析的方法，驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的合現(xiàn)性，并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)，解決產(chǎn)品在生產(chǎn)當(dāng)中可能出現(xiàn)的縮水、熔接線、翹曲變形等缺陷。

1 產(chǎn)品要求與原始模具方案

汽車尾燈燈飾條產(chǎn)品外觀形狀與尺寸精度直接影響尾燈的美觀與裝配使用性能。產(chǎn)品尺寸為446×12×94.5厚度為3.7左右，分布不均勻，材質(zhì)為ABS（BASF Terluran HH-112）熔體密度為0.94398 g/cu.cm，固體密度為1.0511 g/cu.cm，要求成形后不能有明顯的縮水痕跡，不能產(chǎn)生較大的翹曲變形，不能有明顯的熔接線。

模具采用二板式模具結(jié)構(gòu)，由于產(chǎn)品尺寸較大外觀要求高，不能產(chǎn)生熔接線、變形、縮水等缺陷本模具結(jié)構(gòu)采用熱流道與普通流相結(jié)合的澆注系統(tǒng)，澆口采用潛伏式流口，可以自動(dòng)斷澆，采用順序閥順序控制澆口進(jìn)膠解決熔接痕問題。

2 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及模流分析

采用wildflow軟件將產(chǎn)品數(shù)據(jù)和流道、冷卻水路布局導(dǎo)入軟件進(jìn)行分析，由于匹配率較低，采用3D網(wǎng)格分析。采用注塑模擬分析工藝參數(shù)設(shè)置模溫為45deg.C，料溫為250deg.CV/P切換（%）為99%填充時(shí)間（Fill time）為2.3 s。

2.1 優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)

經(jīng)MOLDFLOW分析后確定模具結(jié)構(gòu)，原始模具設(shè)計(jì)方案中熱流道直徑為12 mm閥針為4.5 mm，冷流道10×8×9，水路直徑為12 mm動(dòng)定模冷卻水溫度為30°，優(yōu)化后冷流道改為9×8×8 mm，冷卻水溫改為定模為20°動(dòng)模為60°，保壓壓力80 MPa。

2.2 優(yōu)化改善比較

優(yōu)化方案與原如方案注塑方式都采用順序閥順序進(jìn)膠方式，如圖1中左側(cè)膠口先進(jìn)膠1.3 s后右側(cè)膠口再進(jìn)膠，都實(shí)現(xiàn)了流動(dòng)較平衡，無滯留短射現(xiàn)象，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。注塑壓力原始方案為78 MPa優(yōu)化方案為80 MPa兩種方案最大壓力都在許可范圍之內(nèi)。原始方案最大鎖模力93.3T優(yōu)化方案最大鎖模力90.86T，原始方案最大剪切速率（26613 1/S）優(yōu)化方案最大剪切速率（189 191/S）都在許可剪切速率（50000 1/S）之內(nèi)。

原始方案冷流道大概要40 s左右才能冷卻到50%以上，總的成型周期為（40+5）45 s未能滿足所要求的40 s范轉(zhuǎn)之內(nèi)，而優(yōu)化方案成型周期40 s則滿足了成型周期的要求。

如圖1所示原始方案的總體變形在0.0765～5.128 mm而優(yōu)化方案的變形量在0.0070～1.269 mm，X方向變形原始方案為0.5286 mm，優(yōu)化方案為0.3014 mm，Y方向二種方案都屬于均勻收縮，而在Z方向上原始方案變形較大為6.548 mm，而優(yōu)化方案變形量為0.4229達(dá)到了所需要求的0.5 mm以下。

3 結(jié)論

二種方案的比較分析結(jié)果，由此可得出以下結(jié)論：

（1）由于使用熱流道針閥順序控制，兩種方案產(chǎn)品表面都不會(huì)產(chǎn)生熔接線。

（2）原方案冷流道太大會(huì)造成整個(gè)成型周期過長（45 s），建議減少冷流道尺寸縮短成型周期至40 s，滿足要求。

（3）原方案在各個(gè)方向都比較大，通過調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差，減少產(chǎn)品在X、Z方向的變形，優(yōu)化方案中X、Z方向變形量都在許可范圍（0.5 mm）之內(nèi)。

（4）產(chǎn)品料厚不均造成各區(qū)域收縮差異是導(dǎo)致變形的主要原因。

（5）調(diào)節(jié)冷流道大小降低成型周期，可調(diào)節(jié)動(dòng)、定模溫差和優(yōu)化保壓曲線減少產(chǎn)品翹曲變形。

參考文獻(xiàn)

[1] 申長雨.注塑成型模擬及模具優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2] 黃鋼華，張益華，魯世缸，等.Moldflow/MPI翹曲分析在注塑模中的應(yīng)用[J].塑料制造，2008（8）.

[3] 孫麗娟，刑東仕，黃專，等.Moldflow在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，2010（36）.

[4] 焦冬梅.充電器外殼模流分析及模具設(shè)計(jì)[J].特種橡膠制品，2013（2）.

[5] 梁瑞閔，龐建民.基于模流分析選定節(jié)能射出成型參數(shù)[J].南通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）.endprint