Moldflow在电度表表盖设计中的应用

Moldflow在电度表表盖设计中的应用    衡耀付，彭卫东 （黄淮学院，河南 驻马店463000）

摘  要：
      以电度表表盖为研究对象，应用Moldflow软件对其注塑成型过程进行了数值化模拟，通过调整注塑工艺参数如模具温度、熔料温度、注射时间和注射压力等来模拟产品的实际生产过程，并为注塑工艺中参数的设置提供重要的依据．

         电度表的寿命一般为10~20年，全球每年电度表的产量在二亿只以上，其中中国生产八千万只左右．电度表中有许多零件是塑料件，我国所生产电度表的塑料件和模具基本上都立足于国内，依靠经验设计生产．塑料产品从设计到成型生产，需要产品设计师、模具工程师反复修改制件和模具设计，但随着竞争的日益激烈，传统的经验设计方法越来越不能满足需要．
         本文利用Moldflow/MPI技术对电度表表盖的整个注塑成型过程进行了模拟分析，准确预测了熔体的填充、保压、冷却和翘曲情况，通过反复调整相关参数得到了满意的结果．
        运用moldflow/mpi进行分析的步骤用moldflow/mpi进行分析时，首先需应用pro/e设计三维立体图，并且存储为*.stl 格式，然后导入moldflow/mpi，才能进行分析．具体步骤如图1所示．

moldflow

2运用moldflow/mpi进行分析的过程
2.1 建立制件的立体模型
        利用Pro/ENGINEER软件建立的电度表表盖的三维模型如图2所示．

moldflow

2.2 网格划分
        模型的网格划分及修改是MPI分析前处理中最为重要的一环，网格划分是否合理，将直接影响到产品的最终分析结果．MPI对自动模型网格进行划分，并列出其中的主要信息如联通域、自由边、网格匹配率等，对达不到要求的项目要逐一修改．图3为网格划分情况的网格统计表．

moldflow

        从图4 可以看出，表盖上三角形的数目为6638个，联通域为1，自由边的个数为0，网格匹配率为85.1%（大于85%即可），这些重要的指标都满足要求，可以进行下一步的工作．
2.3 工艺参数的设置
         完成上述分析之后，再选择注塑原料．在此软件中，有许多大公司的产品可供选择，本案例选择GE(USA)公司的ABS材料，其牌号为Cycolac GPM 5500，工艺参数为：熔体温度245 °C，型腔温度60 °C．
2.4 最佳浇口位置的确定
         MPI能自动生成最佳浇口位置的相关信息，并以图形形式显示出最佳浇口所在区域，即颜色越深的区域越适合选作浇口，如图4所示．从图4可以看出有三个区域适合选作浇口，根据经验中间区域最佳，但由于此零件的中间区域为窗口，为美观起见选择左右两边作浇口位置．

moldflow

3 运行结果
         经过以上分析，再对该零件的注塑机、注塑压力、注塑时间、保压时间等参数进行设置调整后即可进行运算．
3.1 填充过程
        填充过程包括填充温度、填充时间、填充压力、熔接痕位置、气穴位置、翘曲分析的结果等，如图5~10所示．

moldflow

moldflow

        从图5、图6和图7中可以看出，填充温度最高为245.1 °C，最低温度244 °C，填充时间为0.7147 s，填充压力开始时为19.5 MPa，结束为4 MPa，因此注塑时不会产生欠注、迟滞现象，同时压力分布均匀，对产品体积收缩影响较小．图8、图9和图10则显示产品缺陷可能产生的位置，熔接痕、气穴和翘曲都在表盖的左右两侧，表盖的中间无任何缺陷．上述指标表明所设计的零件在工艺上满足注塑要求，该零件的注塑参数设置是合理的．
3.2 保压过程
         保压过程是在填充过程的基础上进一步模拟，通过优化得到合理的注射力和保压压力，为生产做准备．图11所示为保压过程的模拟结果．图11 注射力和保压压力.

moldflow

        本文将先进的Moldflow/MPI技术用于解决生产中遇到的问题，对注塑成型过程进行全过程的模拟分析，对于提高制品质量、降低成本具有一定的意义．

参考文献：
        [1] 王刚，单岩．Moldflow模具分析应用实例[M]．北京：清华大学出版社，2005．
        [2] 宋雁星．Moldflow/MPI在注塑成型流变分析中的应用[J]．数字化设计，2003，(10)：36～37．
        [3] 单岩，王蓓，王刚．Moldflow模具分析技术基础[M]．北京：清华大学出版社，2004．

UG博客http://www.ugboke.com
孔子培训http://www.kongzipx.com
一起学模具http://www.17xmj.cn