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        基于Moldflow的汽車尾燈面罩三色模澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)*

        2021-08-03 09:18:24程國(guó)飛魏文強(qiáng)丁立剛
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2021年20期
        關(guān)鍵詞:尾燈黑色成型

        程國(guó)飛,魏文強(qiáng)*,劉 武,丁立剛,沈 陽(yáng)

        (1.中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院,廣東 中山528436;2.中山市唯一精密智能裝備有限公司,廣東 中山528436)

        多色一次注射成型制品因外觀好、精度高和強(qiáng)度大,在汽車行業(yè)中得到越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。而澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理,直接影響到多色成型制品的外觀、尺寸精度、物理力學(xué)性能等,因此其重要性不言而喻[1]。

        1 模型建立

        1.1 三維模型

        圖1所示為某款汽車三色尾燈面罩三維模型,其外形尺寸為370mm×223mm×189mm,制品壁厚均勻,約2.5mm。紅白兩色部分都是透光的,其表面質(zhì)量要求較高;黑色不透明部分主要起裝飾和組裝作用。依據(jù)塑件的使用性能[2-3],材料選擇了流動(dòng)性、透光性較好的三菱麗陽(yáng)PMMATF9,其成型工藝參數(shù)為模具溫度60℃、熔體溫度250℃[4-5]。

        圖1 三維模型

        1.2 網(wǎng)格模型

        用CAD軟件構(gòu)造三維模型(圖1),然后將各色的三維模型以stp格式分別導(dǎo)出,經(jīng)CADdoctor去除細(xì)小的圓角和倒角等特征,然后導(dǎo)入Moldflow進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修復(fù),得到的網(wǎng)格模型如圖2所示[6]。

        圖2 網(wǎng)格模型

        2 注射成型工序選擇

        2.1 澆口位置選擇

        黑色部分和紅色部分因產(chǎn)品較大,熔體流程較長(zhǎng),為了防止充填不足,考慮選擇1或2個(gè)澆口方案中選取。使用Moldflow進(jìn)行澆口位置分析,并根據(jù)分析得到的最佳澆口(如圖3)進(jìn)行“充填+保壓+翹曲”分析。

        圖3 澆口最佳進(jìn)澆位置

        如圖4a所示,黑色部分采用1點(diǎn)進(jìn)澆最大注射壓力為91.10MPa,而采用2點(diǎn)進(jìn)澆最大注射壓力為52.48MPa,考慮還有流道和澆口等的壓力損失,故采用2點(diǎn)進(jìn)澆為最佳;如圖4b所示,紅色部分采用1點(diǎn)進(jìn)澆時(shí)充填平衡,無(wú)明顯熔接線,若采用2點(diǎn)進(jìn)澆時(shí),在產(chǎn)品中間部位會(huì)有一條明顯熔接線,嚴(yán)重影響其外觀質(zhì)量,故采用1點(diǎn)進(jìn)澆為最佳。

        圖4 分析結(jié)果對(duì)比

        2.2 注射成型工序選擇

        如圖5所示,黑色部分Z向變形量為:-1.156~1.480mm,紅色部分Z向變形量為:-0.6035~1.127mm,白色部分Z向變形量為:-0.2530~0.2752mm,其中黑色部分變形最大,白色部分變形最小。為防止三色尾燈燈罩產(chǎn)生較大變形,影響裝配,同時(shí)為減小模具的復(fù)雜程度和節(jié)約成本考慮,確定變形最大的黑色部分作為第一注射,紅色部分為最后注射。

        圖5 Z向翹曲變形圖

        3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        3.1 模具排位

        三色尾燈面罩左右兩側(cè)為鏡像結(jié)構(gòu),為了減少模具成本,模具選用一模出一對(duì)。模具排位如圖6所示,其工作過(guò)程為:(1)合模,黑色部分注射完成后留在后模[7-8];(2)開(kāi)模,后模旋轉(zhuǎn)120°;(3)合模,在黑色部分上注射白色部分,繼續(xù)一起留在后模;(4)開(kāi)模,后模繼續(xù)旋轉(zhuǎn)120°;(5)合模,最后注射紅色部分;(6)開(kāi)模,頂出整個(gè)塑件,后模繼續(xù)旋轉(zhuǎn)120°,回到初始位置。

        圖6 模具排位圖

        3.2 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        多色模具的澆注系統(tǒng)是相互獨(dú)立的,第一色注射成型后,其澆注系統(tǒng)必須與成型材料進(jìn)行分離,方便第二色注射。本產(chǎn)品采用動(dòng)模旋轉(zhuǎn)式三色模具,模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜,考慮到本產(chǎn)品透明件結(jié)合面處的外觀質(zhì)量,故選用針閥式熱流道系統(tǒng)。

        根據(jù)圖3澆口位置并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)等微調(diào)其位置,結(jié)合產(chǎn)品壁厚、體積等計(jì)算出澆口、流道等尺寸,并根據(jù)Moldflow“填充”分析結(jié)果不斷對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào),確保塑料熔體在充模過(guò)程中保持充填平衡,優(yōu)化后的澆注系統(tǒng)如圖7和圖8所示,其尺寸如表1所示。由充填時(shí)間圖9可知,該模具的注射填充過(guò)程平穩(wěn),流動(dòng)狀態(tài)良好。

        圖7 澆注系統(tǒng)網(wǎng)格模型

        圖8 澆注系統(tǒng)三維模型

        表1 澆注系統(tǒng)尺寸

        圖9 充填時(shí)間

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