廉全貴

摘 要：以塑料端板為實(shí)例，借助Moldflow軟件對(duì)其澆口位置、注射壓力、填充時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、氣穴、熔接痕等進(jìn)行注塑模擬分析。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)實(shí)際注塑工藝的優(yōu)化提出指導(dǎo)意見(jiàn)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)優(yōu)化后的注塑工藝在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好效果。

關(guān)鍵詞：Moldflow分析 溫度 壓力 氣穴 熔接痕 塑料端板

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ320.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0078-03

Abstract：with plastic end plate as an example，using Moldflow software to the gate position，injection pressure，injection time， packing pressure，packing time，cooling time，cavitation，weld line of injection molding simulation.According to the results of analysis put forward guiding opinions on the optimization of injection molding process，the injection molding process practice after optimization in the practical application and achieved good results.

Key Words：Moldflow；temperature；pressure；cavitation；weld；plastic end plate

塑料制品由于具有重量輕，耐腐蝕，易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。塑料行業(yè)需求旺盛的同時(shí)，對(duì)塑料制品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、交付進(jìn)度也提出了很高的要求。而現(xiàn)實(shí)中的塑料制品加工企業(yè)生產(chǎn)工藝主要依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試，導(dǎo)致原料和設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。而Moldflow軟件在注塑行業(yè)的應(yīng)用就能很直觀(guān)分析塑料流動(dòng)情況，給實(shí)際中的工藝調(diào)試提出指導(dǎo)意見(jiàn)。該文以塑料端板為例，借助Moldflow軟件對(duì)其注塑過(guò)程進(jìn)行模擬分析，并依據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際注塑工藝調(diào)試，縮短了調(diào)試時(shí)間，降低了原料浪費(fèi)，提高了設(shè)備的利用率和工藝的穩(wěn)定性。

1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

塑料端板如圖1所示。該塑件所用材料為20%滑石粉增強(qiáng)的聚丙烯，加工方式為注塑加工，該材料的PVT屬性和粘度屬性如圖2所示。塑件要求內(nèi)腔導(dǎo)管和進(jìn)氣管處不能有缺料現(xiàn)象，產(chǎn)品表面無(wú)銀絲、收縮、頂白缺陷，產(chǎn)品四周無(wú)飛邊毛刺。在該產(chǎn)品批量生產(chǎn)之前借用Moldflow軟件對(duì)塑件進(jìn)行注塑過(guò)程模擬分析，利用分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際工藝調(diào)試和優(yōu)化，進(jìn)而減少材料和設(shè)備的浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

2 模流分析

2.1 模型的建立

在Molflow軟件中導(dǎo)入STP格式的三維模型，并對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示。該模型采用雙層面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格邊長(zhǎng)為12.68 mm，經(jīng)網(wǎng)格修復(fù)后得到198704個(gè)網(wǎng)格單元，網(wǎng)格體積為1348.12cm3，平均縱橫比為1.92，最小縱橫比為1.16，最大縱橫比為27.5，網(wǎng)格匹配百分比為91%左右，各項(xiàng)指標(biāo)符合Moldflow要求的網(wǎng)格制品標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 流動(dòng)分析

2.2.1 澆注系統(tǒng)分析

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑件質(zhì)量影響極大，首先澆口應(yīng)設(shè)置在塑件上最容易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響塑件的外觀(guān)。其次澆口位置和形式會(huì)直接影響塑件的成型質(zhì)量，不合理的澆注系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致塑件產(chǎn)生熔接痕、填充不良、流痕等缺陷，甚至導(dǎo)致一副模具失敗。本塑件采用的澆注系統(tǒng)如圖4所示。

該澆注系統(tǒng)采用熱流道三點(diǎn)進(jìn)膠方式，Moldflow軟件對(duì)澆口位置模擬分析后分析結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出三個(gè)澆口位置都處在塑件的理想位置。

2.2.2 充填時(shí)間模擬

用Moldflow軟件對(duì)該塑件進(jìn)行填充模擬，圖6的充填時(shí)間模擬分析結(jié)果表明：熔體充滿(mǎn)整個(gè)型腔所需時(shí)間為1.752 s，最后充填位置為內(nèi)腔兩端的導(dǎo)管和上端的進(jìn)氣管位置。如果實(shí)際生產(chǎn)工藝的注射時(shí)間低于1.752 s可能會(huì)導(dǎo)致以上兩個(gè)位置缺料。

2.2.3 注射壓力模擬

圖7是注射壓力模擬曲線(xiàn)圖，從圖中可以看出：注塑機(jī)的最高壓力為35.73 MP 左右，保壓壓力為28.58 MP左右，保壓時(shí)間10 s左右，過(guò)長(zhǎng)的保壓不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生任何影響，只會(huì)浪費(fèi)工時(shí)，增加成本。圖8是速度/壓力切換時(shí)壓力模擬圖，從圖中可以看出當(dāng)注射向保壓切換時(shí)，塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管處還未充填。如果實(shí)際注塑生產(chǎn)時(shí)該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加注射壓力和注射時(shí)間上考慮。

2.2.4 流動(dòng)溫度模擬

圖9是該塑件熔體流動(dòng)前沿溫度模擬圖，從圖中可以看出：熔體流動(dòng)前沿溫度變化不大，如果熔體過(guò)高的溫度變化就會(huì)導(dǎo)致塑件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致塑件發(fā)生翹曲，圖9說(shuō)明了該塑件的翹曲和熔體流動(dòng)溫度無(wú)關(guān)。從圖10可以看出，當(dāng)充填結(jié)束時(shí)塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管溫度較低，在實(shí)際注塑加工時(shí)如果該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加熔體溫度和熱流道溫度方面考慮。

2.2.5 氣穴和熔接痕模擬

圖11為該塑件氣穴位置模擬圖，從圖中可以看出氣穴主要分布在塑件內(nèi)腔的導(dǎo)管根部和塑件邊緣部分，由于模具型芯是由各成型零件鑲嵌組成，塑件導(dǎo)管根部氣穴可以通過(guò)鑲件縫隙排氣，而產(chǎn)品邊緣氣穴可以通過(guò)調(diào)整注射速度或增加排氣鑲件的辦法解決。圖12是該塑件熔接痕位置的模擬分布圖，從圖中可以看出該塑件的熔接痕主要分布在產(chǎn)品的表面，不在產(chǎn)品承重位置。結(jié)合塑件熔體前沿溫度和塑件填充末端總體溫度圖可以看出，熔接痕位置處熔體溫度變化較小，而且在填充結(jié)束時(shí)此處熔體溫度較高，說(shuō)明此處熔接痕熔接較好，保證了塑件的外觀(guān)質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度。

3 實(shí)踐驗(yàn)證

依據(jù)塑件重量和模具尺寸，選用申達(dá)FT560注塑機(jī)。結(jié)合Moldflow模擬分析的結(jié)果，工藝參數(shù)調(diào)整為：模具熱流道溫度設(shè)定為245 ℃，原料加熱溫度設(shè)定為235 ℃-242 ℃，注射壓力設(shè)定38 MP，注射時(shí)間設(shè)定2 s，保壓壓力設(shè)定30 MP，保壓時(shí)間10 s。結(jié)果是塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管不再缺料，但是塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管還缺料，根據(jù)Moldflow的熔體前沿溫度模擬分析結(jié)果，此處缺料與注射壓力和注射時(shí)間無(wú)關(guān)，與熔體溫度有關(guān)。當(dāng)把熱流道溫度和熔體溫度分別增加5 ℃后塑件不再有缺料現(xiàn)象，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中工藝穩(wěn)定，模具不再有脹?，F(xiàn)象，產(chǎn)品未出現(xiàn)頂白，缺料和飛邊等缺陷，產(chǎn)品合格率達(dá)到98.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的滿(mǎn)足了企業(yè)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)Moldflow軟件對(duì)塑料端板的注塑模擬分析結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際注塑生產(chǎn)中工藝調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，在很大程度上縮短了工藝調(diào)試時(shí)間，減少了原料浪費(fèi)，提高了工藝穩(wěn)定性和塑件的成型質(zhì)量。因Moldflow軟件能很直觀(guān)的模擬熔體在模具中的流動(dòng)，所以以Moldflow軟件為平臺(tái)，采用數(shù)值模擬和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法在注塑產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、模具的設(shè)計(jì)制造和注塑生產(chǎn)中將起到越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 湯小東.基于Moldflow分析的汽車(chē)儲(chǔ)物箱注塑模設(shè)計(jì)[J].注塑科技，2011，39（11）： 92-95.

[2] 張學(xué)良.基于Moldflow分析的汽車(chē)大型覆蓋件成型工藝研究[J].塑料科技，2011，39（7）： 87-90.

[3] 王靜.基于CAE分析的塑料框架注塑模設(shè)計(jì)[J].塑料科技，2010，38（8）：68-71.

[4] 張文玉.電熨斗大身注射模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè)，2008，34（2）： 40-45.

[5] 李艷娟.基于CAE分析的交流接觸器外殼注塑模設(shè)計(jì)[J].塑料科技，2010，38（5）：73-76.

[6] 張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.endprint

摘 要：以塑料端板為實(shí)例，借助Moldflow軟件對(duì)其澆口位置、注射壓力、填充時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、氣穴、熔接痕等進(jìn)行注塑模擬分析。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)實(shí)際注塑工藝的優(yōu)化提出指導(dǎo)意見(jiàn)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)優(yōu)化后的注塑工藝在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好效果。

關(guān)鍵詞：Moldflow分析 溫度 壓力 氣穴 熔接痕 塑料端板

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ320.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0078-03

Abstract：with plastic end plate as an example，using Moldflow software to the gate position，injection pressure，injection time， packing pressure，packing time，cooling time，cavitation，weld line of injection molding simulation.According to the results of analysis put forward guiding opinions on the optimization of injection molding process，the injection molding process practice after optimization in the practical application and achieved good results.

Key Words：Moldflow；temperature；pressure；cavitation；weld；plastic end plate

塑料制品由于具有重量輕，耐腐蝕，易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。塑料行業(yè)需求旺盛的同時(shí)，對(duì)塑料制品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、交付進(jìn)度也提出了很高的要求。而現(xiàn)實(shí)中的塑料制品加工企業(yè)生產(chǎn)工藝主要依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試，導(dǎo)致原料和設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。而Moldflow軟件在注塑行業(yè)的應(yīng)用就能很直觀(guān)分析塑料流動(dòng)情況，給實(shí)際中的工藝調(diào)試提出指導(dǎo)意見(jiàn)。該文以塑料端板為例，借助Moldflow軟件對(duì)其注塑過(guò)程進(jìn)行模擬分析，并依據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際注塑工藝調(diào)試，縮短了調(diào)試時(shí)間，降低了原料浪費(fèi)，提高了設(shè)備的利用率和工藝的穩(wěn)定性。

1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

塑料端板如圖1所示。該塑件所用材料為20%滑石粉增強(qiáng)的聚丙烯，加工方式為注塑加工，該材料的PVT屬性和粘度屬性如圖2所示。塑件要求內(nèi)腔導(dǎo)管和進(jìn)氣管處不能有缺料現(xiàn)象，產(chǎn)品表面無(wú)銀絲、收縮、頂白缺陷，產(chǎn)品四周無(wú)飛邊毛刺。在該產(chǎn)品批量生產(chǎn)之前借用Moldflow軟件對(duì)塑件進(jìn)行注塑過(guò)程模擬分析，利用分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際工藝調(diào)試和優(yōu)化，進(jìn)而減少材料和設(shè)備的浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

2 模流分析

2.1 模型的建立

在Molflow軟件中導(dǎo)入STP格式的三維模型，并對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示。該模型采用雙層面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格邊長(zhǎng)為12.68 mm，經(jīng)網(wǎng)格修復(fù)后得到198704個(gè)網(wǎng)格單元，網(wǎng)格體積為1348.12cm3，平均縱橫比為1.92，最小縱橫比為1.16，最大縱橫比為27.5，網(wǎng)格匹配百分比為91%左右，各項(xiàng)指標(biāo)符合Moldflow要求的網(wǎng)格制品標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 流動(dòng)分析

2.2.1 澆注系統(tǒng)分析

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑件質(zhì)量影響極大，首先澆口應(yīng)設(shè)置在塑件上最容易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響塑件的外觀(guān)。其次澆口位置和形式會(huì)直接影響塑件的成型質(zhì)量，不合理的澆注系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致塑件產(chǎn)生熔接痕、填充不良、流痕等缺陷，甚至導(dǎo)致一副模具失敗。本塑件采用的澆注系統(tǒng)如圖4所示。

該澆注系統(tǒng)采用熱流道三點(diǎn)進(jìn)膠方式，Moldflow軟件對(duì)澆口位置模擬分析后分析結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出三個(gè)澆口位置都處在塑件的理想位置。

2.2.2 充填時(shí)間模擬

用Moldflow軟件對(duì)該塑件進(jìn)行填充模擬，圖6的充填時(shí)間模擬分析結(jié)果表明：熔體充滿(mǎn)整個(gè)型腔所需時(shí)間為1.752 s，最后充填位置為內(nèi)腔兩端的導(dǎo)管和上端的進(jìn)氣管位置。如果實(shí)際生產(chǎn)工藝的注射時(shí)間低于1.752 s可能會(huì)導(dǎo)致以上兩個(gè)位置缺料。

2.2.3 注射壓力模擬

圖7是注射壓力模擬曲線(xiàn)圖，從圖中可以看出：注塑機(jī)的最高壓力為35.73 MP 左右，保壓壓力為28.58 MP左右，保壓時(shí)間10 s左右，過(guò)長(zhǎng)的保壓不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生任何影響，只會(huì)浪費(fèi)工時(shí)，增加成本。圖8是速度/壓力切換時(shí)壓力模擬圖，從圖中可以看出當(dāng)注射向保壓切換時(shí)，塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管處還未充填。如果實(shí)際注塑生產(chǎn)時(shí)該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加注射壓力和注射時(shí)間上考慮。

2.2.4 流動(dòng)溫度模擬

圖9是該塑件熔體流動(dòng)前沿溫度模擬圖，從圖中可以看出：熔體流動(dòng)前沿溫度變化不大，如果熔體過(guò)高的溫度變化就會(huì)導(dǎo)致塑件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致塑件發(fā)生翹曲，圖9說(shuō)明了該塑件的翹曲和熔體流動(dòng)溫度無(wú)關(guān)。從圖10可以看出，當(dāng)充填結(jié)束時(shí)塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管溫度較低，在實(shí)際注塑加工時(shí)如果該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加熔體溫度和熱流道溫度方面考慮。

2.2.5 氣穴和熔接痕模擬

圖11為該塑件氣穴位置模擬圖，從圖中可以看出氣穴主要分布在塑件內(nèi)腔的導(dǎo)管根部和塑件邊緣部分，由于模具型芯是由各成型零件鑲嵌組成，塑件導(dǎo)管根部氣穴可以通過(guò)鑲件縫隙排氣，而產(chǎn)品邊緣氣穴可以通過(guò)調(diào)整注射速度或增加排氣鑲件的辦法解決。圖12是該塑件熔接痕位置的模擬分布圖，從圖中可以看出該塑件的熔接痕主要分布在產(chǎn)品的表面，不在產(chǎn)品承重位置。結(jié)合塑件熔體前沿溫度和塑件填充末端總體溫度圖可以看出，熔接痕位置處熔體溫度變化較小，而且在填充結(jié)束時(shí)此處熔體溫度較高，說(shuō)明此處熔接痕熔接較好，保證了塑件的外觀(guān)質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度。

3 實(shí)踐驗(yàn)證

依據(jù)塑件重量和模具尺寸，選用申達(dá)FT560注塑機(jī)。結(jié)合Moldflow模擬分析的結(jié)果，工藝參數(shù)調(diào)整為：模具熱流道溫度設(shè)定為245 ℃，原料加熱溫度設(shè)定為235 ℃-242 ℃，注射壓力設(shè)定38 MP，注射時(shí)間設(shè)定2 s，保壓壓力設(shè)定30 MP，保壓時(shí)間10 s。結(jié)果是塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管不再缺料，但是塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管還缺料，根據(jù)Moldflow的熔體前沿溫度模擬分析結(jié)果，此處缺料與注射壓力和注射時(shí)間無(wú)關(guān)，與熔體溫度有關(guān)。當(dāng)把熱流道溫度和熔體溫度分別增加5 ℃后塑件不再有缺料現(xiàn)象，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中工藝穩(wěn)定，模具不再有脹?，F(xiàn)象，產(chǎn)品未出現(xiàn)頂白，缺料和飛邊等缺陷，產(chǎn)品合格率達(dá)到98.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的滿(mǎn)足了企業(yè)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)Moldflow軟件對(duì)塑料端板的注塑模擬分析結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際注塑生產(chǎn)中工藝調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，在很大程度上縮短了工藝調(diào)試時(shí)間，減少了原料浪費(fèi)，提高了工藝穩(wěn)定性和塑件的成型質(zhì)量。因Moldflow軟件能很直觀(guān)的模擬熔體在模具中的流動(dòng)，所以以Moldflow軟件為平臺(tái)，采用數(shù)值模擬和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法在注塑產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、模具的設(shè)計(jì)制造和注塑生產(chǎn)中將起到越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 湯小東.基于Moldflow分析的汽車(chē)儲(chǔ)物箱注塑模設(shè)計(jì)[J].注塑科技，2011，39（11）： 92-95.

[2] 張學(xué)良.基于Moldflow分析的汽車(chē)大型覆蓋件成型工藝研究[J].塑料科技，2011，39（7）： 87-90.

[3] 王靜.基于CAE分析的塑料框架注塑模設(shè)計(jì)[J].塑料科技，2010，38（8）：68-71.

[4] 張文玉.電熨斗大身注射模設(shè)計(jì)[J].模具工業(yè)，2008，34（2）： 40-45.

[5] 李艷娟.基于CAE分析的交流接觸器外殼注塑模設(shè)計(jì)[J].塑料科技，2010，38（5）：73-76.

[6] 張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.endprint

摘 要：以塑料端板為實(shí)例，借助Moldflow軟件對(duì)其澆口位置、注射壓力、填充時(shí)間、保壓壓力、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、氣穴、熔接痕等進(jìn)行注塑模擬分析。根據(jù)分析結(jié)果對(duì)實(shí)際注塑工藝的優(yōu)化提出指導(dǎo)意見(jiàn)，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)優(yōu)化后的注塑工藝在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好效果。

關(guān)鍵詞：Moldflow分析 溫度 壓力 氣穴 熔接痕 塑料端板

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ320.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0078-03

Abstract：with plastic end plate as an example，using Moldflow software to the gate position，injection pressure，injection time， packing pressure，packing time，cooling time，cavitation，weld line of injection molding simulation.According to the results of analysis put forward guiding opinions on the optimization of injection molding process，the injection molding process practice after optimization in the practical application and achieved good results.

Key Words：Moldflow；temperature；pressure；cavitation；weld；plastic end plate

塑料制品由于具有重量輕，耐腐蝕，易于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。塑料行業(yè)需求旺盛的同時(shí)，對(duì)塑料制品的質(zhì)量、生產(chǎn)成本、交付進(jìn)度也提出了很高的要求。而現(xiàn)實(shí)中的塑料制品加工企業(yè)生產(chǎn)工藝主要依靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行調(diào)試，導(dǎo)致原料和設(shè)備浪費(fèi)嚴(yán)重，同時(shí)產(chǎn)品質(zhì)量也不穩(wěn)定。而Moldflow軟件在注塑行業(yè)的應(yīng)用就能很直觀(guān)分析塑料流動(dòng)情況，給實(shí)際中的工藝調(diào)試提出指導(dǎo)意見(jiàn)。該文以塑料端板為例，借助Moldflow軟件對(duì)其注塑過(guò)程進(jìn)行模擬分析，并依據(jù)分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際注塑工藝調(diào)試，縮短了調(diào)試時(shí)間，降低了原料浪費(fèi)，提高了設(shè)備的利用率和工藝的穩(wěn)定性。

1 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析

塑料端板如圖1所示。該塑件所用材料為20%滑石粉增強(qiáng)的聚丙烯，加工方式為注塑加工，該材料的PVT屬性和粘度屬性如圖2所示。塑件要求內(nèi)腔導(dǎo)管和進(jìn)氣管處不能有缺料現(xiàn)象，產(chǎn)品表面無(wú)銀絲、收縮、頂白缺陷，產(chǎn)品四周無(wú)飛邊毛刺。在該產(chǎn)品批量生產(chǎn)之前借用Moldflow軟件對(duì)塑件進(jìn)行注塑過(guò)程模擬分析，利用分析結(jié)果指導(dǎo)實(shí)際工藝調(diào)試和優(yōu)化，進(jìn)而減少材料和設(shè)備的浪費(fèi)，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

2 模流分析

2.1 模型的建立

在Molflow軟件中導(dǎo)入STP格式的三維模型，并對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如圖3所示。該模型采用雙層面網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格邊長(zhǎng)為12.68 mm，經(jīng)網(wǎng)格修復(fù)后得到198704個(gè)網(wǎng)格單元，網(wǎng)格體積為1348.12cm3，平均縱橫比為1.92，最小縱橫比為1.16，最大縱橫比為27.5，網(wǎng)格匹配百分比為91%左右，各項(xiàng)指標(biāo)符合Moldflow要求的網(wǎng)格制品標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 流動(dòng)分析

2.2.1 澆注系統(tǒng)分析

澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑件質(zhì)量影響極大，首先澆口應(yīng)設(shè)置在塑件上最容易清除的部位，同時(shí)盡可能不影響塑件的外觀(guān)。其次澆口位置和形式會(huì)直接影響塑件的成型質(zhì)量，不合理的澆注系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致塑件產(chǎn)生熔接痕、填充不良、流痕等缺陷，甚至導(dǎo)致一副模具失敗。本塑件采用的澆注系統(tǒng)如圖4所示。

該澆注系統(tǒng)采用熱流道三點(diǎn)進(jìn)膠方式，Moldflow軟件對(duì)澆口位置模擬分析后分析結(jié)果如圖5所示。從圖5可以看出三個(gè)澆口位置都處在塑件的理想位置。

2.2.2 充填時(shí)間模擬

用Moldflow軟件對(duì)該塑件進(jìn)行填充模擬，圖6的充填時(shí)間模擬分析結(jié)果表明：熔體充滿(mǎn)整個(gè)型腔所需時(shí)間為1.752 s，最后充填位置為內(nèi)腔兩端的導(dǎo)管和上端的進(jìn)氣管位置。如果實(shí)際生產(chǎn)工藝的注射時(shí)間低于1.752 s可能會(huì)導(dǎo)致以上兩個(gè)位置缺料。

2.2.3 注射壓力模擬

圖7是注射壓力模擬曲線(xiàn)圖，從圖中可以看出：注塑機(jī)的最高壓力為35.73 MP 左右，保壓壓力為28.58 MP左右，保壓時(shí)間10 s左右，過(guò)長(zhǎng)的保壓不會(huì)對(duì)零件產(chǎn)生任何影響，只會(huì)浪費(fèi)工時(shí)，增加成本。圖8是速度/壓力切換時(shí)壓力模擬圖，從圖中可以看出當(dāng)注射向保壓切換時(shí)，塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管處還未充填。如果實(shí)際注塑生產(chǎn)時(shí)該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加注射壓力和注射時(shí)間上考慮。

2.2.4 流動(dòng)溫度模擬

圖9是該塑件熔體流動(dòng)前沿溫度模擬圖，從圖中可以看出：熔體流動(dòng)前沿溫度變化不大，如果熔體過(guò)高的溫度變化就會(huì)導(dǎo)致塑件內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力，而殘余應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致塑件發(fā)生翹曲，圖9說(shuō)明了該塑件的翹曲和熔體流動(dòng)溫度無(wú)關(guān)。從圖10可以看出，當(dāng)充填結(jié)束時(shí)塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管溫度較低，在實(shí)際注塑加工時(shí)如果該部位有缺料現(xiàn)象，應(yīng)從增加熔體溫度和熱流道溫度方面考慮。

2.2.5 氣穴和熔接痕模擬

圖11為該塑件氣穴位置模擬圖，從圖中可以看出氣穴主要分布在塑件內(nèi)腔的導(dǎo)管根部和塑件邊緣部分，由于模具型芯是由各成型零件鑲嵌組成，塑件導(dǎo)管根部氣穴可以通過(guò)鑲件縫隙排氣，而產(chǎn)品邊緣氣穴可以通過(guò)調(diào)整注射速度或增加排氣鑲件的辦法解決。圖12是該塑件熔接痕位置的模擬分布圖，從圖中可以看出該塑件的熔接痕主要分布在產(chǎn)品的表面，不在產(chǎn)品承重位置。結(jié)合塑件熔體前沿溫度和塑件填充末端總體溫度圖可以看出，熔接痕位置處熔體溫度變化較小，而且在填充結(jié)束時(shí)此處熔體溫度較高，說(shuō)明此處熔接痕熔接較好，保證了塑件的外觀(guān)質(zhì)量和機(jī)械強(qiáng)度。

3 實(shí)踐驗(yàn)證

依據(jù)塑件重量和模具尺寸，選用申達(dá)FT560注塑機(jī)。結(jié)合Moldflow模擬分析的結(jié)果，工藝參數(shù)調(diào)整為：模具熱流道溫度設(shè)定為245 ℃，原料加熱溫度設(shè)定為235 ℃-242 ℃，注射壓力設(shè)定38 MP，注射時(shí)間設(shè)定2 s，保壓壓力設(shè)定30 MP，保壓時(shí)間10 s。結(jié)果是塑件內(nèi)腔兩端導(dǎo)管和進(jìn)氣管不再缺料，但是塑件內(nèi)腔中間導(dǎo)管還缺料，根據(jù)Moldflow的熔體前沿溫度模擬分析結(jié)果，此處缺料與注射壓力和注射時(shí)間無(wú)關(guān)，與熔體溫度有關(guān)。當(dāng)把熱流道溫度和熔體溫度分別增加5 ℃后塑件不再有缺料現(xiàn)象，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中工藝穩(wěn)定，模具不再有脹?，F(xiàn)象，產(chǎn)品未出現(xiàn)頂白，缺料和飛邊等缺陷，產(chǎn)品合格率達(dá)到98.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的滿(mǎn)足了企業(yè)要求。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)Moldflow軟件對(duì)塑料端板的注塑模擬分析結(jié)果，并結(jié)合實(shí)際注塑生產(chǎn)中工藝調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)，在很大程度上縮短了工藝調(diào)試時(shí)間，減少了原料浪費(fèi)，提高了工藝穩(wěn)定性和塑件的成型質(zhì)量。因Moldflow軟件能很直觀(guān)的模擬熔體在模具中的流動(dòng)，所以以Moldflow軟件為平臺(tái)，采用數(shù)值模擬和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的方法在注塑產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、模具的設(shè)計(jì)制造和注塑生產(chǎn)中將起到越來(lái)越重要的作用。

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