基于充填时间等值线分布图的浇口位置优化

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1、万方数据基于充填时间等值线分布图的浇口位置优化耿铁郭跃春段二亚吕俊智(河南工业大学机电工程学院，河南郑州，450007)摘要：以某汽车后保险杠为例，阐述了基于充填时间等值线确定浇口位置和数量的方法。用该方法设计了优化方案．通过对其模拟结果的分析和试模验证，取得了较好的效果。对于大型塑件多浇口顺序注射成型，该方法简单、快捷、有效，为确定大型塑件浇口的位置和数量提供了一种新的途径。关键词：充填时间等值线分布圈浇口位置浇口数■汽车后保险杠汽车保险杠、仪表台等大型注塑件一般都采用热流道多浇口成型，浇口的位置和数量对塑件品质的影响非常大。不合理的浇口设置常常造成熔体充填

2、不均，进而引起过保压、高剪切应力和严重的翘曲变形等缺陷[1]。浇口数量则对注射压力和熔接线有很大的影响[2]。因此，合理设置浇口位置和数量，对提高塑件品质具有重要的意义。以充填时间等值线分布图为基础，依次在产生迟滞的位置设置浇口，同时结合模具结构和产品验收标准对浇口的位置进行微调。1浇口确定方法基于成型可行性、熔体的流动性、充填平衡的考虑，首先确定初始浇口位置，然后执行充填分析，将充填时间结果以等值线形式显示，在发生迟滞(等值线密集处)的地方设置浇口，形成压力接力，同时结合模具结构和产品验收标准对浇口的位置进行调整，使浇口的位置更加合理；依次类推，逐步确定每个

3、浇口的位置。一般大型塑件的浇口都在10个以内，需要5次左右的分析即可确定所有的浇口位置。这样确定的浇口，分布合理，数量最少，且更加符合实际生产。2实例分析2．1产品简介某汽车后保险杠外观尺寸为：1650．54mm×626．31mm×786．78mm，整体壁厚分布均匀，基本壁厚3．0mm，最大壁厚3．5mm，最小壁厚o．5mm。依据产品验收标准，通常将产品的表面划分为4种类型：经常看到的顶面或侧面，为“A0现．)i室纠加雄用l徽畿jG删黼器蒯踺0·48·收稿日期：2013-08一18l修改稿收到日期：2014一01—15。作者简介：耿铁．男，教授，博士，研究方向

4、为材料成型过程模拟及工艺优化。E-mail：Tiegen92000@163．com。基金项目：由河南省自然科学基金(20088460002)，河南省基础与前沿研究项目(072300440040)资助．万方数据．一。一．一。一。一一～一一一一．。一一坠簦量：茎三垄苎翌塑竺堡竺查至鱼堕墨亘垄至至垄．。I_l翟臣墨譬l圜_———■--J---_‘‘·1-_‘_-_I_·-·-__·--·__·_·_·----_--_--·I__-_·-_______I___·______-------_--------————————————————————————————————

5、————————一。———J■■■■■■■●■■■■■■■■■■●■■■●■■■■■■■-面”；偶然看到的侧面、拐角，为“B面”；很少看到的表面，为“C面”；装配或加工后(喷油、丝印、电镀)，被包装或覆盖而看不到的表面，为“D面”。按照这个标准，产品各个面的类型如图1所示。运用Moldflow2012进行分析，采用中间面模型，网格模型如图l所示。C1：图1产品网格模型材料由客户指定Borealis公司的聚丙烯(PP)和乙丙橡胶(PP+EPR)，牌号为EF005AE，含11％的滑石粉，具有流动性好、表面光洁度高、良好的抗紫外线和耐冲击等优点。其主要加工参数为：熔

6、体温度200～280℃，模具温度20～60℃，顶出温度116℃，最大剪切应力o．25MPa，最大剪切速率100000s～，熔体流动速率25g／10min。2．2原始方案原始设计方案如图2所示，该方案为8点进浇。在实际生产中，车牌的4个安装孔容易跑飞边，一般将浇口G8关闭，这样可以生产出合格的产品，但是模具上侧有2个浇口，下侧有5个浇口，生产中模具两侧受力不均，导致模具寿命降低。同时，车灯孔处的熔接线比较长且肉眼可见，影响产品的外观。在客户追加复制模时，要求改善浇注系统，减少问题点，提高模具寿命。高，采用针阀式热流道。鉴于以上因素，确定浇口设置和料流填充的基本策

7、略：浇口对称设置，料流先由下向上充填，再由中心向两端充填。利用Moldflow的“MoldingWindow”找到最佳成型工艺条件为模具温度33．33℃，熔体温度236．90℃，充填时间5．74s。2．3．1确定初始浇口位置产品形状基本对称，在中心位置上、下两侧各设置一个浇口G1、G2，成型时下侧浇口G1先打开，熔体流动到上侧时，浇口G2再打开，防止形成熔接线。执行一组充填分析，充填时间等值线分布如图3所示。图3初级浇口2．3．2设置二级浇口由图3可知，熔体充填过程中在G3处发生迟滞，需要在G3处设置浇口，形成压力接力。G3附近有安装孔，成型时需要设置滑块，为

8、了使热喷嘴和滑块不发生干涉，浇口G3位