摘 要：文章以對(duì)講機(jī)外殼為例，介紹Moldflow在塑料模具設(shè)計(jì)過(guò)程中如何確定如何進(jìn)行網(wǎng)格化處理，怎樣確定最佳注塑澆口，以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，凸顯Moldflow的重要性。

關(guān)鍵詞：Moldflow；澆注口；應(yīng)用

傳統(tǒng)的塑料模具全靠老工程師的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行模具的加工裝配，進(jìn)一步試模。如有產(chǎn)品缺陷在進(jìn)行模具修改，從新加工模具再試模。如此反復(fù)直到產(chǎn)品合格。這樣不但使模具成本成倍增加，而且加大了模具的開(kāi)發(fā)周期。在當(dāng)代激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中根本行不通。Moldflow軟件功能非常強(qiáng)大，也得到了廣泛認(rèn)可，它可以精確度模擬塑料產(chǎn)品整個(gè)注塑過(guò)程。可在模具加工之前，得到優(yōu)化設(shè)計(jì)方案；并且能夠進(jìn)行模擬分析，模擬塑料產(chǎn)品的注射、保壓、冷卻、變形等過(guò)程，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，優(yōu)化注塑參數(shù)，最終縮短了模具開(kāi)發(fā)周期。

我們將對(duì)講機(jī)外殼為研究開(kāi)發(fā)對(duì)象，對(duì)講機(jī)應(yīng)用日益廣泛，需求量逐年的增加。應(yīng)用Moldflow軟件對(duì)產(chǎn)品的外殼進(jìn)行CAE分析，從而確定澆口位置，注塑工藝參數(shù)，并進(jìn)行冷卻管路的規(guī)劃，并將最終的分析數(shù)據(jù)及工藝應(yīng)用到實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中。

首先我們對(duì)零件進(jìn)行三維造型，在這里我們可以使用UG、PRO/E、SOLIDWORKS、CATIA等軟件通過(guò)拉伸，孔并經(jīng)過(guò)倒角布爾運(yùn)算等命令進(jìn)行造型。在造型軟件中把產(chǎn)品設(shè)置好坐標(biāo)，一般要把產(chǎn)品的的開(kāi)模方向設(shè)置為Z軸，因?yàn)镸oldflow的默認(rèn)的開(kāi)模方向也是Z方向，兩個(gè)軟件坐標(biāo)重合，可以使鎖模的壓力更加接近實(shí)際。同時(shí)方便把要用到的流道和冷卻水路畫(huà)好。接著從開(kāi)始菜單中選擇文件，在其下拉菜單中選擇導(dǎo)出STL格式文件，在此過(guò)程中設(shè)定好工件的弦高，因?yàn)橄腋邔⒂绊懥慵木群途W(wǎng)格的數(shù)量。設(shè)定文件的名稱(chēng)，接著單擊確定，從類(lèi)型選擇中用選擇對(duì)象，單擊確定按鈕，最后選擇工件。

模型導(dǎo)入，在Moldflow軟件中新建一個(gè)工程。在“文件”下拉菜單中“新建項(xiàng)目”命令單擊，然后在工程名稱(chēng)對(duì)話(huà)框中輸入文件名字，對(duì)文件路徑指定創(chuàng)建位置，最后單擊“確定”按鈕，這樣就創(chuàng)建了一個(gè)新工程。在工程管理視窗中會(huì)顯示新建的工程。在“文件”下拉菜單中“輸入”命令單擊，也可以單擊工具欄上的“輸入模型”圖標(biāo)，進(jìn)入對(duì)話(huà)框選項(xiàng)。在對(duì)話(huà)框中選擇你剛才存儲(chǔ)的STL格式文件，進(jìn)行文件導(dǎo)入。注意此時(shí)要進(jìn)行文件單位的設(shè)定，我們選擇毫米，然后單擊確定。這時(shí)零件就被導(dǎo)入完成，方案任務(wù)窗口中將列出了默認(rèn)的分析任務(wù)和初始位置。

網(wǎng)格化劃分，網(wǎng)格化劃分時(shí)零件處理的很關(guān)鍵的步驟。網(wǎng)格處理的質(zhì)量直接影響分析結(jié)果的精確度。選擇網(wǎng)格菜單，并單擊其下拉菜單中的網(wǎng)格生成按鈕。再單擊立即劃分網(wǎng)格。軟件會(huì)自動(dòng)對(duì)零件進(jìn)行網(wǎng)格劃分和匹配。網(wǎng)格劃分的信息將在模型下方網(wǎng)格日志中顯示。同時(shí)在管理視窗新增加了三角形單元層和節(jié)點(diǎn)層，零件表明將布滿(mǎn)網(wǎng)格。因?yàn)榫W(wǎng)格處理的質(zhì)量直接影響分析結(jié)果的精確度，所以我們接著將對(duì)網(wǎng)格檢驗(yàn)與修補(bǔ)。其目的是檢驗(yàn)出模型中存在的不合理網(wǎng)格，再對(duì)不合理網(wǎng)格修改為合理網(wǎng)格，以便順利求解。然后，選擇網(wǎng)格菜單并單擊網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)命令，將彈出網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)對(duì)話(huà)框。此時(shí)匹配百分比71.5%，相互百分比56.2%，匹配百分比太低。可以通過(guò)選擇網(wǎng)格菜單并單擊定義網(wǎng)格密度命令修改網(wǎng)格邊長(zhǎng)，我們把5改為3后應(yīng)用，然后再次進(jìn)行網(wǎng)格劃分，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)所選的網(wǎng)格進(jìn)行重新劃分。匹配百分比會(huì)變成85.6%相互百分比變成73.8%。我們還要修改產(chǎn)品的缺陷，使用fusion的網(wǎng)格來(lái)分析要保證自由邊、交叉邊配向不正確單元、相交單元、完全重疊單元、復(fù)制柱體這幾項(xiàng)為零。

注塑口確定，首先對(duì)澆口位置進(jìn)行分析，先根據(jù)最佳澆口位置的分析結(jié)果再設(shè)定澆口位置，可以避免由于澆口位置不佳而引起的不合理成型?？梢噪p擊方案任務(wù)中的圖標(biāo)，也可以通過(guò)選擇分析，在進(jìn)入設(shè)定分析序列命令，將自動(dòng)彈出選擇分析順序?qū)υ?huà)框。我們可以從中選擇充填、冷卻、冷卻+流動(dòng)+翹曲、流動(dòng)+翹曲、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（充填）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（流動(dòng)）、澆口位置、快速充填等命令。我們先選中澆口位置命令，單擊確定。在材料選項(xiàng)中選擇ABS作為成型材料。澆口優(yōu)化分析時(shí)不必提前對(duì)澆口位置設(shè)置?？梢圆捎媚J(rèn)的成型工藝條件，然后雙擊方案任務(wù)視察中的立即分析。在彈出的信息提示對(duì)話(huà)框，單擊開(kāi)始分析。屏幕中彈出分析完成對(duì)話(huà)框時(shí)，表明表面分析結(jié)束。同時(shí)會(huì)出現(xiàn)建議的澆口位置： 靠近節(jié)點(diǎn)N1776。

然后進(jìn)行“流動(dòng)+翹曲”成型分析。在分析順序?qū)υ?huà)框中選擇“流動(dòng)+翹曲”，單擊確定。根據(jù)澆口位置優(yōu)化結(jié)果，選擇最佳澆口位置節(jié)點(diǎn)N1776。在工具欄上“選擇”文本框中如圖輸入N1776，按回車(chē)鍵，即選中節(jié)點(diǎn)N1776，雙擊方案視窗中的注射位置，光標(biāo)會(huì)變?yōu)椤笆弊郑瑢?duì)模型上粉紅色的節(jié)點(diǎn)選擇，澆口位置設(shè)定完畢。

先采用默認(rèn)的工藝參數(shù)，雙擊工藝設(shè)計(jì)默認(rèn)圖標(biāo)，將彈出成型參數(shù)設(shè)置向?qū)?duì)話(huà)框。繼續(xù)采用默認(rèn)值，單擊下一步，進(jìn)入成型參數(shù)向?qū)?duì)話(huà)框，選中分離翹曲原因，單擊“完成”按鈕，工藝過(guò)程參數(shù)設(shè)定完成。

對(duì)分析結(jié)束進(jìn)行查看分析，MPI會(huì)生成大量的文字、動(dòng)畫(huà)和圖像，分類(lèi)顯示在方案任務(wù)視窗中。我們可以查看填充時(shí)間，選擇“填充時(shí)間”復(fù)選框，顯示填充時(shí)間按結(jié)果，注射時(shí)間為1.1s。接著分析鎖模壓力，我們發(fā)現(xiàn)最大鎖模力-在充填期間2.5s時(shí)最大為1.7426 tonne。

工件在注射過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生翹曲變形，在Moldflow中可以查看翹曲變形。根據(jù)變形情況，可以采取一些措施減小翹曲變形。具體辦法有：制定合理的注塑工藝參數(shù)，在許可的范圍內(nèi)，提高注射速度以及注塑溫度。在不影響工件性能的前提下，適當(dāng)調(diào)整工件局部壁厚，改變澆注口的位置及澆注方式，例如把中心澆注口改為側(cè)澆注口等或多澆注口。對(duì)保壓參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，改單一壓力保壓為分段保壓。優(yōu)化設(shè)計(jì)冷卻水道，比較復(fù)雜的型芯、型腔應(yīng)該采取特殊的冷卻方式。

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的各個(gè)方面要求越來(lái)越高，對(duì)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期要求較短。如何提高產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短開(kāi)發(fā)周期的問(wèn)題就擺在了人們面前。文章通過(guò)一個(gè)實(shí)例，介紹了如何應(yīng)用Moldflow軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，如何進(jìn)行注射工藝規(guī)劃。進(jìn)而確定最佳的注射口，以及冷卻水路的確定。不僅體現(xiàn)了Moldflow的有效性，同時(shí)也為以后產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供了有效的思路。

作者簡(jiǎn)介：朱海勇，男，河南省鶴壁市人，工作單位：鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，職務(wù)：教師，研究方向：機(jī)械類(lèi)。