Moldflow 在灌溉网阀盖注塑模设计中的应用

Moldflow 在灌溉网阀盖注塑模设计中的应用( 华东交通大学 机电工程学院 ,江西 南昌 330013  魏永峰 ,周大路 ,何柏林)
摘要 :
        利用 Moldflow 软件对灌溉网阀盖塑料件的不同浇口位置进行流动模拟分析. 预测可能存在的熔接痕位置及锁模力的大
小 ,确定最佳浇口位置.
　传统的注塑模设计基本凭借设计人员个人的知识和经验 ,模具设计、加工完毕后 , 需要花费大量的时间进行调试、修改 , 甚至可能由于无法挽回的一点失误使得整个设计报废. 模具设计、加工的成本高 ,效率低. 二十世纪七十年代以来 , 随着计算机技术的迅猛发展和普及 , 注塑模具 CAD/ CAE 技术也随之推广. www.17xmj.cn
        注塑模具 CAD/ CAE 技术的发展和应用使模具设计、加工的成本大大降低 , 效率则成倍提高 , 该技术的社会地位已得到充分的认可和重视. 其中以 Moldflow 软件的应用最具代表性 ,它不仅能够模拟分析热塑性塑料熔体进入模具的流动过程 ,而且可以对塑料的浇口位置、压力分布、冷却过程以及注塑工艺条件等进行模拟分析. www.kongzipx.com
        本文主要介绍用 Moldflow 软件对灌溉网阀盖塑料件的不同浇口位置进行流动模拟分析 ,预测可能存在的熔接痕位置 ,确定最佳浇口位置及锁模力的大小、方向.

1 　模拟分析过程
1 . 1 　建立分析模型
        图 1 为灌溉网阀盖的 3D 实体模型的有限元网格模型. 分析中采用中性面网格 ,塑件材料为 pp . 有限元分析模型数据如图 2 , 三角形单元个数 4 834 节点个数 2 409 ,完全重叠单元个数 0. 三角形单元的纵横比极大值为 3. 08 , 小于 6 , 具有较好的精确性.

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1 . 2 　浇口位置的确定及分析
        浇口位置的正确与否 , 不仅影响到产品的外观 ,而且涉及到产品的质量. Moldflow 可以根据模型几何形状及相关材料参数、工艺参数分析出最佳浇口位置. 我们依据此结果 , 可以避免由于浇口位置设置不当可能引起的产品缺陷.
        在塑件注塑成形过程中容易产生熔接痕 , 熔接痕不但影响零件的外观质量 ,而且在熔接痕处易产生应力集中 , 削弱了零件的机械性能 , 受到外力作用时 ,常在熔接痕处发生破坏. 那么 , 这个熔接痕是怎样形成的呢 ? 当塑件采用多浇口或有孔、锻件 ,或厚度不均时 ,熔体在模具内发生两个方向以上的流动 ,在两股料流的汇集处就形成熔接痕 , 又称熔接线.

        选择 Moldflow 中的 Gate Location ( 浇口位置) 项进行优化分析 , 得到 3 个最佳浇口位置. 如图 3 所示 ,其相应的成型 ( 流动) 时间及熔接痕状况见表 1.下面就这三个浇口位置进行分析.

模流分析

2 　流动模拟填充结果比较
2 . 1 　不同浇口部位的气泡
        如表 1 所示浇口位置不同 ,浇注时间基本一致 ,但从所产生的熔接痕分部来看 ,浇口位置为 1 时 ,所产生的熔接痕只有一处 ,而且不在产品关键易断位置. 浇口位置为 2 、 3 时所产生的熔接痕分布如表 1所示 ,熔接痕不但多 ,而且都在产品关键易断位置.
2 . 2 　不同浇口部位的锁模力
        浇口位置为 1 时的最大锁模力为 1 . 9013 吨如图 4 所示 ,浇口位置为 2 时的最大锁模力为 7. 6565吨如图 5 所示 ,浇口位置为 3 时的最大锁模力为 3.2533 吨如图 6 所示. 通过这些数据分析 ,2 、 3 点浇口的锁模力均大于 1 点浇口的锁模力.
通过以上分析可以看出灌溉网阀盖塑料件的浇口位置选取 1 点较为理想.

moldflow分析

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2 . 3 　成型工艺条件
       Moldflow 会向用户推荐经过计算得到的成型工艺条件如下所示. 推荐最大填充压力 180MPa ,推荐模具温度为 80 ℃, 推荐熔体温度 259. 21 ℃, 推荐注塑时间 0. 8821 秒.

CAE

3 　结束语
        使用 Moldflow 软件 ,可以实现注塑件的流动模拟分析. 在优化浇道口的摆放位置后 , 通过可能产生熔接痕的位置来确定排气孔的位置. 根据得出实验数据 ,可以确定锁模力的大小和方向等等.www.ugboke.com
        对于注塑模具设计所需的各类数据 ,Moldflow都可以提供. 并且对于注塑模具设计结果所产生的各类缺陷 ,Moldflow 也能做出预测. Moldflow 的 CAE技术在不断的推广.
参考文献 :
[ 1 ] 单 　岩. Moldflow 模具分析技术基础 [ M] . 北京 : 清华大学出版社 ,2004.